Bài giảng máy điện I - Phần 1 Máy điện một chiều - Chương 7 potx

MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU CHƯƠNG : ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU  7.1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN  7.2: MỞ MÁY ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 7.3: ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH THÍCH SONG SONG HOẶC ĐỘC LẬP  7.4: ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH THÍCH NỐI TIẾP  7.5: ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH THÍCH HỖN HỢP Back Phần I Next MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU  7.1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN Phân loại: U I I U Iư Ukt Ikt Hình a U U I Iư I Iư Iư Ikt Hình b I Hình c Iktnt Hình d Iktss + Động chiều kích thích độc lập: Iư = I (hình a) + Động chiều kích thích song song: I = Iư + Ikt (hình b) + Động chiều kích thích nối tiếp: Iư = I = Ikt (hình c) + Động chiều kích thích hỗn hợp: I = Iư + Ikt Back Chương (hình d) Next MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU Phương trình cân áp: Cơng suất điện đưa vào đầu động kích thích song song là: P1 = U.(Iư + Ikt) Pđt = P1- (pcu.kt + pcu.ư)  EưIư = U.(Iư + Ikt) - (U.Ikt + Iư2.Rư)  Eư = U - Iư.Rư Phương trình cân mơmen: Pdt Pco  PFe P2 Pđt = pFe + pcơ + P2      M =M +M đt pcu.ư + pcu.kt Đặt: M0 + M2 = MCT (Mômen cản tĩnh)  Mđt = MCT P1 Pđt Trong đó: M0: mômen cản không tải M2: mômen phụ tải Back Chương pFe pcơ P2 Next MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU  7.2 MỞ MÁY ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU Yêu cầu mở máy: Mơ men mở máy phải có trị số cao có để hồn thành q trình mở maý nghĩa đạt tốc độ quy định thời gian ngắn Dòng mở máy phải hạn chế đến mức nhỏ để tránh cho dây quấn khỏi bị cháy ảnh hưởng xấu đến đổi chiều Các phương pháp mở máy: - Khi mở máy trường hợp phải đảm bảo có max nghĩa trước đóng động vào nguồn điện, biến trở điều chỉnh dịng kích thích phải đặt vị trí cho điện trở kích thích nhỏ để mơmen đạt giá trị lớn ứng với giá trị dòng phần ứng Back Chương Next MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU a Mở máy trực tiếp: U Tại thời điểm đầu: n =  Eư =  U = Iư.Rư  Iư = R­  Imm = Iư = (5  10)Iđm Vì dịng mở máy lớn nên phương pháp sử dụng Chủ yếu dùng cho động công suất vài trăm ốt (vì Rư tương đối lớn nên Imm  (4  6)Iđm) rmm b Mở máy nhờ biến trở: - Khi mở máy nhờ biến trở dịng tính: U  Ei T M I­  R ­  R mmi ĐC U Rmmi điện trở mở máy thứ i Ikt - Biến trở mở máy tính cho: Imm = (1,4  1,7)Iđm động công suất lớn Imm = (2  2,5)Iđm với động công suất nhỏ Back Chương Next MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU Quá trình mở máy biểu diễn hình vẽ: n I1 c) Mở máy điện áp thấp (Umm < Uđm): I2 M1 n Iư Phải dùng nguồn độc lập M điều chỉnh điện áp M2 để cung cấp cho phần Mc ứng động Một nguồn khác M U = Uđm để cung cấp cho mạch kích thích Thường dùng mở máy cho động công suất lớn để kết hợp việc điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện áp Back Chương Next MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU  7.3 ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH THÍCH SONG SONG HOẶC ĐỘC LẬP Đặc tính cơ: U  I ­ R ­ E  Từ phương trình: E = Ce..n  n  C e  C e U M.R ­  Thay M = CM..Iư ta có: n  (1) C e   C e C M   Với điều kiện: U = const, Ikt = const M n (hoặc Iư) thay đổi từ thơng  hầu n0 không đổi M.R ­ (1)  n  n  k U Mđm M(Iư) Với n  k = Ce.CM  C e  Động dùng trường hợp tốc độ không đổi tải thay đổi (máy cắt kim loại ) Back Chương Next MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU Điều kiện ổn định động cơ: Xét đặc tính M = f(n) động điện Mc = f(n) tải hình vẽ: Ta có: M  M c  j d dt GD với:j  4g M M M P M Mc P Mc n n quán tính phần quay 0 nlv n nlv n Trường hợp a: P điểm làm Hình a Hình b việc hệ thống có M = Mc dM dM c dM dM c dM   hay 0 dn dn dn dn dn Nếu hợp b: Nếu tốc độ tăng đột = nlv +sẽ khiếnMc > động điện Trường lý tốc độ tăng: n nhiên n cho M  Động bị ghìm, ctốc độ giảm dần điểm P  hoặcnsự Ngược lại: tốc có M > M làm tốc độ tiếp tục tăng n = lv giảm tốc độ dẫn độ giảm  Mlà n0đm giao điểm trục hoành ứng với (n = 0, IU = ) R­ n n02 n01 n0đm 2 đm 1 M n n0 Rf = Rf1 b Thay đổi điện trở phụ mạch phần ứng: M.R ­  R f  n  n0  k c) Phương pháp thay đổi điện áp: Việc cung cấp điện áp cho động thực nguồn độc lập cách ghép thành tổ hợp máy phát - động Back Rf2 n n03 n01 n02 Chương Rf3 U>Uđm U=Uđm U 0,8Iđm ảnh hưởng bão hoà mạch từ M = CM..Iư Thay  phương trình (1) vào ta có: 2 M.K   M  CM K M.R ­ U n  C e   C e C M     Nếu bỏ qua Rư n tỉ lệ với   CM U CM Ce M K    CM R­  C e K  C2 hay M  n M U M K (2) Khi mạch từ chưa bão hồ đặc tính có dạng hypecbol bậc Back Chương Next MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU Khi n giảm M tăng ngược lại Trong trường hợp tải (I = 0, M = 0) n có trị số lớn loại động không cho phép làm việc điều kiện tải (đai truyền ) n M Động chiều kích thích nối tiếp với đặc tính mềm ứng dụng nơi cần điều kiện mở máy nặng nề cần thay đổi tốc độ vùng rộng (cầu trục, xe điện ) Điều chỉnh tốc độ: a) Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi từ thơng: Việc thay đổi từ thơng động kích từ nối tiếp thực theo phương pháp: Back Chương Next MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU Mắc điện trở sun vào dây quấn kích thích (Hình a) Thay đổi số vịng dây dây quấn kích thích (Hình b) Mắc điện trở sun vào mạch phần ứng (Hình c) Hai biện pháp đầu cho kết quả: dịng kích thích ban đầu Ikt dòng sau điều chỉnh I'kt = k.Ikt Với k hệ số giảm U U U Rkt Wkt Rkt RS W'kt Iư Iư (a) ĐC RS + Trường hợp a: k  1 R kt  R S Iư (b) ĐC (c) RSư ' Wkt + Trường hợp b: k  1 Wkt Vì Ikt giảm nên phương pháp điều chỉnh  < đm tốc độ thay đổi vùng định mức đường đặc tính nằm phía đặc tính tự nhiên (đường 2) Back Chương Next MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU n + Trường hợp c: Mắc sun vào mạch phần ứng  tổng trở mạch bé làm cho dòng điện Ikt tăng lên  tăng  n giảm Phương pháp điều chỉnh tốc độ vùng định mức đường đặc tính tương (5) ứng nằm đường đặc tính tự nhiên (đường 3) (2) (1) (3) (4) M Nhược điểm : điện trở kích thích nhỏ nên toàn điện áp lưới đặt điện trở sun tổn hao lớn hiệu suất động thấp Hiệu việc điều chỉnh tốc độ cách tăng từ thông  bị hạn chế bão hoà mạch từ nên phương pháp dùng Back Chương Next MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU b) Điều chỉnh cách thêm điện trở vào mạch phần ứng: U Chỉ điều chỉnh tốc độ tốc độ định mức kèm theo tổn hao điện trở phụ làm giảm hiệu suất động nên dùng Đặc tính R đc trường hợp đường (4) Iư c) Điều chỉnh cách thay đổi điện áp: Phương pháp điều chỉnh n < nđm khơng cho phép tăng điện áp định mức lại có hiệu suất cao khơng có tổn hao hiệu chỉnh Phương pháp áp dụng rộng rãi giao thông vận tải thực cách đổi nối song song thành nối tiếp động Khi làm việc song song động làm việc U = Uđm sau đổi nối thành nối tiếp  làm việc với điện áp U = Uđm/2 Đặc tính có dạng (5) Back Chương Next MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU Đặc tính làm việc: a) Đặc tính tốc độ: n = f(Iư) U = Uđm = const U  I ­ R ­ U n  (bỏ qua Rư) C e  C e   Có dạng hypecbol giống đặc tính b) Đặc tính mơmen: M = f(Iư) U = Uđm = const M = CM..Iư M,    Iư  M  Iư2  Dạng đặc tính  max mơmen đường Parabol c) Đặc tính hiệu suất: M Giống động kích thích song song Iư Back Chương 0,75Iđm Next MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU  7.5: ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH THÍCH HỖN HỢP Thực tế dùng loại đấu thuận dây quấn kích thích đấu ngược khơng đảm bảo điều kiện ổn định q trình làm việc Đặc tính cơ: Do I = Iư = Ikt nên phương trình đặc tính có dạng: U   I ­  I kt .R ­ n C e  n (2) (3) (1): Đặc tính động hỗn hợp bù (1) (2): Đặc tính động hỗn hợp ngược (3): Đặc tính động kích thích song song (4) M (4): Đặc tính động kích thích nối tiếp Điều chỉnh tốc độ : Thường điều chỉnh động kích thích song song Thay đổi từ thơng cách thay đổi rkt Thay đổi điện trở phụ mạch phần ứng Thay đổi điện áp Back Chương Next MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU Đặc tính làm việc a) Đặc tính tốc độ: n = f(Iư) U = Uđm = const Giống đặc tính b) Đặc tính mơmen: M = f(Iư) Khi I tăng   tăng mức độ tăng chậm so với động kích từ nối tiếp  đặc tính mơmen có tính chất trung gian đặc tính mơmen động kích từ nối tiếp kích từ song song  Dạng đặc tính mơmen tốc độ hệ M* *, n* M đơn vị tương đối: (3) (2) (1) (1) ĐC kích từ song song (2) ĐC kích từ hỗn hợp (1) (3) ĐC kích từ nối tiếp c) Đặc tính hiệu suất: Ưu nhược điểm: Back n* (2) (3) Chương Iư* Next ...MÁY ? ?I? ??N MỘT CHIỀU  7 .1: NHỮNG KH? ?I NIỆM CƠ BẢN Phân lo? ?i: U I I U I? ? Ukt Ikt Hình a U U I Iư I Iư I? ? Ikt Hình b I Hình c Iktnt Hình d Iktss + Động chiều kích thích độc lập: I? ? = I (hình... rdq tỷ lệ I? ?2 ) 0 Back Chương I? ? I? ? 0 ,7 5I? ?m Next MÁY ? ?I? ??N MỘT CHIỀU ? ?7. 4: ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH THÍCH N? ?I TIẾP Đặc tính động chiều kích thích n? ?i tiếp: Vì I = I? ? = Ikt  phạm vi rộng biểu thị... nên Imm  (4  6 )I? ?m) rmm b Mở máy nhờ biến trở: - Khi mở máy nhờ biến trở dòng tính: U  Ei T M I? ?  R ­  R mmi ĐC U Rmmi ? ?i? ??n trở mở máy thứ i Ikt - Biến trở mở máy tính cho: Imm = (1, 4  1, 7 )I? ?m