CHƯƠNG 2: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ DC docx

1 CHƯƠNG 2 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ DC 403012 - Truyền động tự động 02/01/2011 2 CÁC LOẠI ĐỘNG CƠ DC THÔNG DỤNG + - + - Động cơ DC kích từ độc lập V V kt i ư + - A 1 A 2 F 1 F 2 403012 - Truyền động tự động 02/01/2011 3 SƠ ĐỒ TƯƠNG ĐƯƠNG VÀ CÁC HỆ THỨC CƠ BẢN CỦA ĐỘNG CƠ DC + - V i ư + - E R ư Mạch tương đương động cơ DC kích từ độc lập ở chế độ xác lập 403012 - Truyền động tự động 02/01/2011 4 ĐẶC TÍNH ĐỘNG CƠ DC  Phương trình cơ bản của động cơ DC: E = K  V = E + R ư I ư M = K  I ư •  : Từ thông trên mỗi cực (Wb) • K : hằng số, phụ thuộc cấu trúc động cơ • I ư (A), V (V) : dòng điện và điện áp phần ứng • R : điện trở phần ứng () • M : momen xoắn do động cơ sinh ra (Nm) •  : tốc độ góc của động cơ (rad/s) 403012 - Truyền động tự động 02/01/2011 5 ĐẶC TÍNH ĐỘNG CƠ DC KÍCH TỪ ĐỘC LẬP Phuơng trình đặc tính cơ của động cơ DC: u u R V I K K      Hoặc: Với động cơ DC kích từ độc lập: K  = const  Đặc tính cơ là đường thẳng   2 u R V M K K      403012 - Truyền động tự động 02/01/2011 6 ĐẶC TÍNH ĐỘNG CƠ DC KÍCH TỪ NỐI TIẾP N ếu động cơ làm việc trong vùng tuyến tính của đặc tính từ hoá: ( ) u kt u I K I     Momen động cơ: 2 ( ) u u kt u M K I I K K I       Phuơng trình đặc tính cơ: 1 u u kt u kt kt kt R R V V K K I K K K K K K M           u R : điện trở phần ứng + điện trở cuộn kích từ 403012 - Truyền động tự động 02/01/2011 7 ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ DC Các phương pháp điều khiển tốc độ động cơ DC  Điều khiển điện áp phần ứng  Điều khiển từ thông  Điều khiển điện trở phần ứng  Điều khiển hỗn hợp điện áp phần ứng và từ thông 403012 - Truyền động tự động 02/01/2011 8 ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN ÁP PHẦN ỨNG V d = thay đổi và d dm V V  , từ thông dm    . Thay đổi tốc độ bằng cách thay đổi điện áp cung cấp cho phần ứng. Phương trình đặc tính cơ lúc này:   d 2 u V R M K K      Đặc tính cơ là những đường thẳng song song, có độ dốc = độ dốc đặc tính cơ tự nhiên. 403012 - Truyền động tự động 02/01/2011 9 ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN ÁP PHẦN ỨNG Điều khiển tốc độ bằng thay đổi điện áp phần ứng Các đặc tính của động cơ DC kích từ độc lập khi thay đổi điện áp phần ứng 403012 - Truyền động tự động 02/01/2011 10 ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN ÁP PHẦN ỨNG Điện áp phần ứng động cơ có thể được điều khiển bằng cách sử dụng:  Hệ thống máy phát – Động cơ (Hệ F-Đ)  Bộ chỉnh lưu có điều khiển (AC-DC)  Bộ Chopper (DC-DC) 403012 - Truyền động tự động 02/01/2011 [...]... Các phương pháp điều khiển tốc độ động cơ DC     Điều khiển điện áp phần ứng Điều khiển từ thông Điều khiển điện trở phần ứng Điều khiển hỗn hợp điện áp phần ứng và từ thông 02/01/2011 403012 - Truyền động tự động 27 HỆ THỐNG CHỈNH LƯU – ĐỘNG CƠ DC Chỉnh lưu tia một pha 02/01/2011 Chỉnh lưu cầu một pha điều khiển bán phần 403012 - Truyền động tự động 28 HỆ THỐNG CHỈNH LƯU – ĐỘNG CƠ DC iư + + Vs Vd... Truyền động tự động 23 ĐỘNG CƠ DC KÍCH TỪ ĐỘC LẬP  Phương trình mô tả: 02/01/2011 403012 - Truyền động tự động 24 ĐỘNG CƠ DC KÍCH TỪ ĐỘC LẬP  Hãm ngược: xuất hiện khi + Đảo chiều điện áp phần ứng + Có tải thế năng ngược chiều vận tốc không tải của đặc tính cơ 02/01/2011 403012 - Truyền động tự động 25 ĐỘNG CƠ DC KÍCH TỪ ĐỘC LẬP 02/01/2011 403012 - Truyền động tự động 26 ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ DC Các... lưu cầu một pha điều khiển toàn phần 02/01/2011 Chỉnh lưu kép một pha 403012 - Truyền động tự động 29 HỆ THỐNG CHỈNH LƯU – ĐỘNG CƠ DC Chỉnh lưu tia ba pha 02/01/2011 Chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển bán phần 403012 - Truyền động tự động 30 HỆ THỐNG CHỈNH LƯU – ĐỘNG CƠ DC E Iư Chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển toàn phần 02/01/2011 403012 - Truyền động tự động 31 HỆ THỐNG CHỈNH LƯU – ĐỘNG CƠ DC E + Vs Vs Iư... Có 2 khả năng hãm tái sinh: + Điều khiển giảm vận tốc động cơ (giảm điện áp cung cấp cho phần ứng) + Khi tải thế năng làm tốc độ động cơ tăng lớn hơn giá trị tốc độ lúc không tải (Uư = const) 02/01/2011 403012 - Truyền động tự động 21 ĐỘNG CƠ DC KÍCH TỪ ĐỘC LẬP 02/01/2011 403012 - Truyền động tự động 22 ĐỘNG CƠ DC KÍCH TỪ ĐỘC LẬP  Hãm động năng: Xảy ra khi phần ứng động cơ được ngắt ra khỏi nguồn và... Truyền động tự động 17 ĐỘNG CƠ DC KÍCH TỪ ĐỘC LẬP    Thông thường, động cơ DC cho phép dòng quá tải bằng 2Iđm Đặc biệt có thể đạt tới 3,5 lần Khởi động: với phương pháp đóng nguồn áp trực tiếp lên phần ứng sẽ làm phát sinh dòng điện lớn => làm hư động cơ Khắc phục: thay đổi đặc tính khởi động + Điều chỉnh điện áp nguồn + Thay đổi điện trở phụ phần ứng 02/01/2011 403012 - Truyền động tự động 18 ĐỘNG CƠ... tự động 18 ĐỘNG CƠ DC KÍCH TỪ ĐỘC LẬP 02/01/2011 a)Thay đổi điện áp phần ứng b)Thay đổi điện trở phụ 403012 - Truyền động tự động 19 ĐỘNG CƠ DC KÍCH TỪ ĐỘC LẬP  Hãm tái sinh: Xảy ra khi E > Uư Động cơ nhận năng lượng từ tải, biến thành điện năng và trả về lưới điện Hãm tái sinh ở động cơ DC kích từ độc lập 02/01/2011 403012 - Truyền động tự động 20 ĐỘNG CƠ DC KÍCH TỪ ĐỘC LẬP   Điều kiện để xảy ra... K   2 : độ cứng đặc tính cơ thay đổi, khi Rp tăng, độ cứng Ru  Rp đặc tính cơ giảm, nghĩa là đặc tính cơ dốc nhiều hơn 02/01/2011 403012 - Truyền động tự động 13 ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TRỞ PHẦN ỨNG Điều khiển tốc độ bằng thay đổi điện trở phần ứng 02/01/2011 Các đặc tính của động cơ DC kích từ độc lập khi thay đổi điện trở phụ phần ứng 403012 - Truyền động tự động 14 ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TRỞ PHẦN ỨNG  Phương... đổi để hạn chế dòng khởi động + Dùng bộ biến trở khởi động gắn thêm vào mạch phần ứng 02/01/2011 403012 - Truyền động tự động 16 CÁC CHẾ ĐỘ HÃM Khi động cơ hoạt động ở chế độ máy phát  Hãm tái sinh: động cơ nhận năng lượng từ tải, biến thành điện năng và trả về lưới điện  Hãm động năng: động cơ nhận năng lượng từ tải rồi tiêu tán trên điện trở phần ứng  Hãm ngược: động cơ nhận năng lượng từ tải... điều chỉnh tốc độ của hệ thống 02/01/2011 403012 - Truyền động tự động 11 ĐIỀU KHIỂN TỪ THÔNG Đặc tính cơ của động cơ DC kích từ độc lập khi giảm từ thông 02/01/2011 403012 - Truyền động tự động 12 ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TRỞ PHẦN ỨNG Vd = Vđm, từ thông    dm Thay đổi điện trở phụ bằng cách thêm Rp vào mạch phần ứng Phương trình đặc tính cơ lúc này: Vdm ( Ru  R p )   M 2 K  K Trong trường hợp này:... ĐIỆN TRỞ PHẦN ỨNG  Phương pháp này có hiệu suất thấp, độ cứng đặc tính cơ thấp khi hoạt động ở tốc độ thấp  Thường chỉ dùng với động cơ có công suất nhỏ hoặc điều chỉnh tốc độ trong một thời gian ngắn 02/01/2011 403012 - Truyền động tự động 15 CHẾ ĐỘ KHỞI ĐỘNG   Nếu khởi động bằng cách đóng trực tiếp vào nguồn điện => dòng khởi động rất lớn => phát sinh tia lửa điện làm hư cổ góp và phát nhiệt trong . động tự động 02/01/2011 7 ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ DC Các phương pháp điều khiển tốc độ động cơ DC  Điều khiển điện áp phần ứng  Điều khiển từ thông  Điều khiển điện trở phần ứng  Điều khiển. 1 CHƯƠNG 2 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ DC 403012 - Truyền động tự động 02/01/2011 2 CÁC LOẠI ĐỘNG CƠ DC THÔNG DỤNG + - + - Động cơ DC kích từ độc lập V V kt i ư + - A 1 A 2 F 1 F 2 403012 - Truyền động. momen xoắn do động cơ sinh ra (Nm) •  : tốc độ góc của động cơ (rad/s) 403012 - Truyền động tự động 02/01/2011 5 ĐẶC TÍNH ĐỘNG CƠ DC KÍCH TỪ ĐỘC LẬP Phuơng trình đặc tính cơ của động cơ DC: u u R V I K