ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ THUẬT ĐIỆN THIẾT KẾ LẮP ĐẶT HỆ KÍN ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ DC

Mục lục SVTH: Biện Đức Thắng i MỤC LỤC Phiếu đăng ký đề tài tốt nghiệp Phiếu nhận xét và đánh giá của giáo viên hướng dẫn Phiếu nhận xét và đánh giá của giáo viên phản biện Lời cảm ơn Lời nói đầu Trang CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1 CHƯƠNG II. ĐẠI CƯƠNG VỀ MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 4 2.1. Cấu tạo của máy điện một chiều…………………………………………… 4 2.1.1. Phần tĩnh hay stato …………………………………………………… 4 2.1.1.1. Cực từ chính………………………………………………………4 2.1.1.2. Cực từ phụ…………………………………………………………4 2.1.1.3. Gông từ………… ……………………….…. .………………… 4 2.1.1.4. Các bộ phận khác ………………………………… …………….4 2.1.2. Phần quay hay roto …………………………………… .……………….5 2.1.2.1. Lõi sắt phần ứng……………………………… ………………… 5 2.1.2.2. Dây quấn phần ứng………………………… ……………………5 2.1.2.3. Cổ góp ……………………………………………………………5 2.1.2.4. Các bộ phận khác…………………………………………………5 2.2. Các trị số định mức………………………………………………………… 6 2.3. Các phương pháp kích từ động cơ điện một chiều……………………. ……6 2.3.1. Động cơ điện một chiều kích từ song song và độc lập…………… ……6 2.3.2. Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp ……………… ……………….7 2.3.3. Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp…………………… ………….8 CHƯƠNG III. CÁC BỘ CHỈNH LƯU CÓ ĐIỀU KHIỂN 10 3.1. Chỉnh lưu cầu một pha bán điều khiển…………… …………………… 10 3.2. Chỉnh lưu cầu một pha điều khiển hoàn toàn……………………………… 11 3.3. Chỉnh lưu tia ba pha điều khiển………………. ……………… ……… ….13 3.4. Chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển… ……………………………………….14 3.5. Chỉnh lưu cầu ba pha bán điều .hiển……………………………………… 16 CHƯƠNG IV. BỘ BĂM XUNG ÁP MỘT CHIỀU 18 Mục lục SVTH: Biện Đức Thắng ii 4.1. Khái niệm ………………………………………… ……………………18 4.2. Nguyên lý hoạt động của bộ băm xung áp một chiều………………………18 4.2.1. Bộ băm xung áp làm việc ở chế độ giảm áp ……………………… …18 4.2.1.1. Trị số trung bình của điện áp trên tải U tb . ……………… ……18 4.2.1.2. Sơ đồ thực tế của bộ băm xung áp dùng tiristor hoặc transistor 19 4.2.1.3. Dòng điện qua phụ tải i khi bộ băm làm hoạt động ở chế độ giảm áp…………………………………………………………………………21 4.2.2. Bộ băm xung áp một chiều làm việc ở chế độ tăng áp …………… …25 CHƯƠNG V. ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 27 5.1. Đặc tính cơ và điều chỉnh tốc độ của động cơ điện một hiều…… …………27 5.2. Động cơ điện kích từ song song hoặc độc lập…………… ………………28 5.2.1. Diều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông Φ ………………… …29 5.2.2. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở phụ R f trên mạch phần ứng ……………………………………………………………………………30 5.2.3. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp ………… ……………30 5.3. Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp ………………………………… 32 5.3.1. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông Φ …………………….33 5.3.2. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng .34 5.3.3. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp………………………….34 5.4. Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp………………………………… 34 CHƯƠNG VI. GIỚI THIỆU LINH KIỆN CÔNG SUẤT 36 6.1. Diode công suất…………………………………………………………… 36 6.1.1. Cấu tạo ……………………… ………………………………………36 6.1.2. Nguyên lý hoạt động …………………………………………………37 6.1.3. Ứng dụng……………………………………………………………….39 6.2. Transistor công suất …………………… …………………………………39 6.2.1. Cấu tạo …………………………… ……………………… …………39 6.2.2. Nguyên lý hoạt động ……………… ……………………. ………….41 6.2.3. Ứng dụng của transistor công suất………………………………… …43 6.3. Transistor Mos công suất …………………………………………… … 43 6.4. Tiristor………………………………………………… ………………….44 6.4.1. Cấu tạo …………………………………… … ………………………44 6.4.2. Nguyên lý hoạt động………… …………………….…………………45 6.4.3. Ứng dụng ………………………… …………………… ………… 46 6.5. Op-amp…………………………………………………………… ………47 6.5.1. Nguyên lý của op-amp……… …………………………………………47 Mục lục SVTH: Biện Đức Thắng iii 6.5.2. Sơ đồ khối của mạch op-amp………………… ………………… … 47 6.5.3. Các thông số của op-amp…………………………………. ………….48 CHƯƠNG VII. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 50 7.1. Yêu cầu điều khiển tốc độ ………………………………………………….50 7.1.1. Phạm vi điều tốc ………………… ……………………………………50 7.1.2. Hệ số trượt tĩnh ………………………………… …………………… 50 7.2. Cấu tạo hệ thống điều tốc mạch vòng kín và đặc tính tĩnh của nó………….52 7.3. So sánh đặc tính cơ hệ thống hở và kín…………………………………… 54 7.4 . Các bộ phận chủ yếu của hệ thống điều tốc có phản hồi và tính toán thiết kế các tham số ở trạng thái ổn định………………………………………………… 55 7.4.1.Bộ khuếch đại thuật toán ……… …………………………… ………55 7.4.2. Thiết bị chỉnh lưu và phát xung tiristor bán dẫn ………………………56 CHƯƠNG VIII. THIẾT KẾ - THI CÔNG MÔ HÌNH 57 8.1. Hướng thiết kế ………………………………………… …………………57 8.1.1 Xử lý tín hiệu……………… .………………… ………………………57 8.1.2. Mạch tạo xung thay đổi theo tốc độ động cơ………………………… 59 8.1.3. Mạch tạo xung chuẩn………………………… ……………………… 60 8.1.4. Mạch so sánh độ rộng xung…………………………………………….60 8.1.5. Bộ phận điều khiển …………………………………………………….61 8.1.6. Bộ phận chấp hành……………………………… ……………………62 8.2. Các bộ nguồn ……………………… ………………………………………62 8.3. Mạch hoàn chỉnh……………………………………………………………64 8.4. Lựa chọn các linh kiện………………… …………………………………65 8.5. Tiến hành lắp ráp mạch ………………………………………… …………65 CHƯƠNG IX. KẾT QUẢ - THẢO LUẬN - ĐÁNH GIÁ .66 9.1. Kết quả .……………………………………………………………………66 9.1.1. Khó khăn ………………………………………………………………66 9.1.2. Thuận lợi………………… ………………………………………… 66 9.2. Thảo luận…………………… …………………………………………….66 9.3 . Đánh giá……………… ………………………………………………….66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 Chương I: Giới thiệu đề tài SVTH: Biện Đức Thắng 1 CHƯƠNG I GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Ngày nay trong kỹ thuật điện chủ yếu người ta sử dụng dòng điện xoay chiều nhưng dòng điện một chiều cũng được sử dụng rộng rãi vì dòng điện một chiều có những ưu điểm mà khi giải quyết các nhiệm vụ thực tế các dòng điện khác không thể thay thế đựợc. Thật vậy động cơ điện một chiều cho ta khả năng điều chỉnh tốc độ một cách đều đặn và liên tục trong một phạm vi rộng, tạo ra moment khởi động lớn, chính vì vậy nó được dùng để chế tạo đầu máy kéo của các phương tiện giao thông bằng điện như tàu điện, tầu hỏa chạy điện, xe điện bánh hơi, tàu điện ngầm… Dòng điện một chiều cũng còn đựơc sử dụng trong việc điện phân, mạ điện, đúc điện, trong việc điều chỉnh tự động, khống chế và điều khiển… Máy điện một chiều còn đựơc sử dụng trong ô tô, tàu thủy, máy bay, tên lửa… Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp là phương pháp chủ yếu được dùng của hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều, điều chỉnh điện áp đầu vào mạch roto đòi hỏi một nguồn điện một chiều phải điều khiển đựợc. Có ba loại nguồn điện thường dùng như sau: (1) Tổ máy chỉnh lưu kiểu quay: Dùng một tổ máy gồm động cơ điện xoay chiều và máy phát điện một chiều để tạo ra nguồn điện một chiều điều khiển đựơc. (2) Bộ chỉnh lưu tĩnh điều khiển được: Dùng bộ chỉnh lưu điều khiển tĩnh, ví dụ như bộ chỉnh lưu tyristo để tạo ra nguồn điện một chiều điều khiển được. (3) Bộ phát xung một chiều hoặc bộ biến đổi độ rộng xung: Dùng nguồn điện một chiều điều khiển đựơc hoặc dùng nguồn điện chỉnh lưu không điều khiển đựợc để cấp điện, lợi dụng bộ phát xung hoặc bộ biến đổi độ rộng xung để tạo ra điện áp trung bình điều khiển đựợc. Tuy nhiên trong khuôn khổ luận văn này xin được nghiên cứu đề tài chính là hệ thống “Bộ chỉnh lưu tyristo - động cơ (hệ thốngV-M)“. Năm 1957, bóng bán dẫn tyristo (thường gọi là linh kiện chỉnh lưu silic điều khiển) ra đời, đến thập kỷ 60, đã chế tạo được hàng loạt thiết bị chỉnh lưu tyristo dẫn tới sự biến đổi căn bản về kỹ thuật nắn dòng, mở đầu bước vào thời đại bán dẫn tyristo. Đến nay hệ thống điều chỉnh tốc độ tyristo - động cơ (gọi tắt là hệ thống V- M, hay còn gọi là hệ thống Ward – Leonard tĩnh) đã trở thành hình thức chủ yếu của hệ điều tốc một chiều. Chương I: Giới thiệu đề tài SVTH: Biện Đức Thắng 2 Hình 1.1 Hình 1.1 là sơ đồ nguyên lý đơn giản của hệ thống V- M, trong đó V là bộ chỉnh lưu tyristo điều khiển, nó có thể là dạng một pha, ba pha, hoặc nhiều pha hơn, dạng nửa chu kỳ hoặc dạng toàn chu kỳ, dạng điều khiển bán phần hoặc điều khiển toàn phần, thông qua điều chỉnh điện áp khống chế của bộ phát xung GT để di trượt vị trí phát xung, là có thể thay đổi điện áp chỉnh lưu U d , từ đó tiến hành điều chỉnh tốc độ vô cấp (không có bước nhảy). So sánh với thiết bị chỉnh lưu kiểu tổ máy quay thì thiết bị chỉnh lưu tyristo điều khiển không những có tính kinh tế và độ tin cậy cao, mà còn thể hiện rõ tính ưu việt về mặt kỹ thuật. Hình 1.2 Bộ chỉnh lưu tyristo điều khiển cũng có nhược điểm của nó. Đầu tiên là do tính dẫn điện một chiều của bán dẫn tyristo, nó không cho phép dòng điện chạy ngược chiều nên việc vận hành đảo chiều gặp khó khăn. Vì hệ thống V- M cấu thành từ Chương I: Giới thiệu đề tài SVTH: Biện Đức Thắng 3 mạch điện chỉnh lưu điều khiển bán phần chỉ cho phép vận hành trong một góc tọa độ (hình 1.2 a), mạch điện chỉnh lưu điều khiển toàn phần có thể thực hiện nhờ nghịch lưu, cho phép động cơ làm việc ở trạng thái phanh đảo chiều, vì thế có thể cho phép vận hành ở góc tọa độ thứ hai (hình 1.2 b). Lúc bắt buộc phải vận hành ở cả bốn góc tọa độ (hình 1.2 c) đành phải sử dụng mạch điện chỉnh lưu khống chế toàn phần, thiết bị biến dòng kèm theo phải tăng gấp đôi. Một nhược điểm khác của bán dẫn tyristo là các chi tiết đều rất nhạy cảm với trị số quá định mức của các đại lượng như điện áp, dòng điện, tỷ số du/dt, di/dt, mà bất kỳ trị số nào trong số đó nếu vượt quá trị số cho phép trong khoảng thời gian ngắn đều có thể làm hỏng linh kiện, thiết bị. Vì vậy bắt buộc phải có đủ thiết bị bảo vệ tin cậy và có điều kiện tản nhiệt phù hợp yêu cầu; hơn nữa, khi tuyển chọn linh kiện cần phải có lượng dư đủ lớn. Chỉ cần chất lượng linh kiện “ qua cửa kiểm tra chất lượng “, trang thiết bị thiết kế phù hợp, trang bị bảo vệ đầy đủ thì việc vận hành thiết bị bán dẫn tyristo sẽ rất tin cậy; nếu không được như thế ắt sẽ xảy ra sự cố, làm cho việc vận hành càng thêm rất rối. Điều cuối cùng là, khi hệ thống ở vào trạng thái điều khiển sâu, tức là khi vận hành ở vận tốc tương đối thấp, góc mở của tyristo rất lớn, hệ số công suất của hệ thống rất thấp, đồng thời sinh ra dòng điện hài cao tần làm cho sóng điện áp mạng điện bị biến dị, làm nhiễu các thiết bị điện liền kề. Nếu thiết bị điều khiển tốc độ bán dẫn tyristo có dung lượng khá lớn trong mạng điện thì sinh ra tổn hao công suất không nhỏ. Trong trường hợp đó buộc phải lắp đặt thêm thiết bị bù vô công và lọc sóng hài. Chương II: Đại cương về máy điện một chiều SVTH: Biện Đức Thắng 4 CHƯƠNG II ĐẠI CƯƠNG VỀ MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 2.1. Cấu tạo của máy điện một chiều 2.1.1. Phần tĩnh hay stato 2.1.1.1. Cực từ chính Cực từ chính là bộ phận sinh ra từ trường gồm có lõi sắt cực từ và dây quấn kích từ lồng ngoài lõi sắt cực từ. Lõi sắt cực từ làm bằng những lá thép kỹ thuật điện hay thép cácbon dày 0,5 mm đến 1 mm ép lại và tán chặt. Trong máy điện nhỏ có thể dùng thép khối. Cực từ được gắn chặt vào vỏ máy nhờ các bulông. Dây quấn kích từ đựợc quấn bằng dây đồng bọc cách điện và mỗi cuộn dây đều được bọc cách điện kỹ thành một khối và tẩm sơn cách điện trước khi đặt trên các cực từ. Các cuộn dây kích từ đặt trên các cực từ này được nối mối nối tiếp nhau. 2.1.1.2. Cực từ phụ Cực từ phụ được đặt giữa các cực từ chính và dùng để cải thiện đổi chiều. Lõi thép của cực từ phụ thường làm bằng thép khối và trên thân cực từ phụ có đặt dây quấn mà cấu tạo giống như dây quấn cực từ chính. Cực từ phụ được gắn vào vỏ máy nhờ những bulông. 2.1.1.3. Gông từ Gông từ dùng để làm mạch từ nối liền các cực từ, đồng thời làm vỏ máy. Trong máy điện nhỏ và vừa thường dùng thép tấm dày uốn và hàn lại. Trong máy điện lớn thường dùng thép đúc, có khi trong máy điện nhỏ dùng gang làm vỏ. 2.1.1.4. Các bộ phận khác Các bộ phận khác gồm có: - Nắp máy: để bảo vệ máy khỏi bị những vật ngoài rơi vào làm hư hỏng dây quấn hay an toàn cho người khỏi chạm phải điện. Trong máy điện nhỏ và vừa, nắp máy còn có tác dụng làm giá đở ổ bi. Trong trường hợp này nắp máy thường làm bằng gang. - Cấu tạo chổi than: để đưa dòng điện từ phần quay ra ngoài. Cơ cấu chổi than gồm có chổi than đặt trong hộp chổi than và nhờ một lò xò tì chặt lên cổ góp. Hộp chổi than được cố định trên giá chổi than và cách điện với giá. Giá chổi than có Chương II: Đại cương về máy điện một chiều SVTH: Biện Đức Thắng 5 thể quay đựợc để điều chỉnh vị trí chổi than cho đúng chỗ. Sau khi điều chỉnh xong thì dùng vít cố định chặt lại. 2.1.2. Phần quay hay roto 2.1.2.1. Lõi sắt phần ứng Lõi sắt phần ứng dùng để dẫn từ, thường dùng những tấm thép kỹ thuật điện (thép hợp kim silic) dày 0,5 mm phủ cách điện mỏng ở hai mặt rồi ép chặt lại để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên. Trên lá thép có dập hình dạng rãnh để sau khi ép lại thì đặt dây quấn vào. Trong những máy cở trung trở lên, người ta còn dập lỗ thông gió để khi ép lại thành lõi sắt có thể tạo được những lỗ thông gió dọc trục. Trong những máy điện hơi lớn thì lõi sắt thường chia rãnh từng đoạn nhỏ. Giữa các đoạn ấy có một khe hở gọi là khe thông gió ngang trục. Khi máy làm việc gió thổi qua các khe làm nguội dây quấn lõi sắt. Trong máy điện nhỏ, lõi sắt phần ứng đựơc ép trực tiếp vào trục. trong máy điện lớn, giữa trục và lõi sắt có đặt giá roto. Dùng giá roto có thể tiết kiệm thép kỹ thuật điện và giảm nhẹ trọng lượng roto. 2.1.2.2. Dây quấn phần ứng Dây quấn phần ứng là phần sinh ra sức điện động và có dòng điện chạy qua. Dây quấn phần ứng thường làm bằng dây đồng có bọc cách điện. Trong máy điện nhỏ (công suất dưới vài kilôoát) thường dùng dây có tiết diện tròn. Trong máy điện vừa và lớn, thường dùng dây tiết diện chữ nhật. Dây quấn được cách điện cẩn thận với rãnh của lõi thép. Để tránh khi quay bị văng ra do sức ly tâm, ở miệng rãnh có dùng nêm để đè chặt hoặc phải đai chặt dây quấn. Nêm có thể làm bằng tre, gỗ hay bakêlít. 2.1.2.3. Cổ góp Cổ góp (còn gọi là vành góp hay vành đổi chiều) dùng để đổi chiều dòng điện xoay chiều thành một chiều. Cổ góp gồm có nhiều phiến đồng có đuôi nhạn cách điện với nhau bằng lớp mica dày 0,4 mm đến 1,2 mm và hợp thành một hình trụ tròn. Hai đầu trụ tròn dùng hai vành óp hình chữ V ép chặt lại. Giữa vành óp và trụ tròn cũng cách điện bằng mica. Đuôi vành góp có cao hơn một ít để hàn các đầu dây của phần tử dây quấn vào các phiến góp đựơc dễ dàng. 2.1.2.4. Các bộ phận khác Các bộ phận khác gồm có: Chương II: Đại cương về máy điện một chiều SVTH: Biện Đức Thắng 6 - Cánh quạt: dùng để quạt gió làm nguội máy. Máy điện một chiều thường chế tạo theo kiểu bảo vệ. Ở hai đầu nắp máy có lỗ thông gió, cánh quạt lắp trên trục máy. Khi máy quay, cánh quạt hút gió từ ngoài vào máy. Gió đi qua vành góp, cực từ, lõi sắt và dây quấn rồi qua quạt gió ra ngoài làm nguội máy. - Trục máy: trên đó đặt lõi sắt phần ứng, cổ góp, cánh quạt và ổ bi. Trục máy thường làm bằng thép cácbon tốt. 2.2. Các trị số định mức Chế độ làm việc định mức của máy điện là chế độ làm việc trong những điều kiện mà xưởng chế tạo qui định. Chế độ đó đựơc đặc trưng bằng những đại lượng ghi trên nhãn máy và gọi là những lượng định mức. Trên nhãn máy thường ghi những đại lượng sau: Công suất định mức P đm (kw hay w); Điện áp định mức U đm (v); Dòng điện định mức I đm (A); Tốc độ định mức n đm (vg/ph). Ngoài ra còn ghi kiểu máy, phương pháp kích từ, dòng điện kích từ và các số liệu về điều kiện sử dụng… Cần chú ý là công suất định mức ở đây là chỉ công suất đưa ra của máy điện. Đối với máy phát điện, đó là công suất điện đưa ra ở đầu cực máy. Đối với động cơ điện, thì đó là công suất cơ đưa ra ở đầu trục. 2.3. Các phương pháp kích từ động cơ điện một chiều 2.3.1. Động cơ điện một chiều kích từ song song và độc lập Động cơ điện một chiều kích từ song song được mắc theo sơ đồ hình 2.1, ở đây R mở là điện trở mở máy, R đc là điện trở điều chỉnh của cuộn dây kích từ. Nếu các cuộn dây kích từ và điện trở điều chỉnh được mắc với nguồn ngoài thì ta có động cơ điện kích từ độc lập. Hình 2.1 U mo R dc R −− M A V u I kt I Chương II: Đại cương về máy điện một chiều SVTH: Biện Đức Thắng 7 Một trong các đặc tính quan trọng của động cơ là đặc tính cơ học, nó cho biết mối quan hệ giữa tốc độ quay n và moment quay điện từ M dt của động cơ khi giữ điện áp và điện trở mạch kích không đổi. Đường đặc trưng này được xác định bằng thực nghiệm. Quan hệ giữa tốc độ quay n và moment quay M dt có thể tìm được từ công thức: dt u M Ck R C U n 2 Φ − Φ = Ở động cơ điện kích từ song song hay kích từ độc lập từ thông Φ coi như không đổi khi phụ tải thay đổi nên moment quay tỷ lệ với dòng điện phần ứng, do đó mối quan hệ n – M dt là quan hệ đường thẳng. Tuy vậy khi phụ tải tăng và mạch từ đã bão hòa từ do tác dụng của phản ứng phần ứng nên từ thông Φ trong thực tế có bị giảm đi ít nhiều do đó đường đặc tính cơ của động cơ có dạng như ở hình 2.2 (đường 1). Tốc độ quay của động cơ kích từ song song hay độc lập có thể điều chỉnh một cách tốt nhất bằng cách điều chỉnh điện trở điều chỉnh R dc để thay đổi từ thông Φ của máy. Phương pháp này cho phép điều chỉnh tốc độ quay của động cơ một cách bằng phẳng trong phạm vi rộng Hình 2.2 Chú ý: đối với động cơ kích từ độc lập hay song song khi chạy non tải hay chạy không, nếu mạch kích từ bị đứt thì rất nguy hiểm vì khi đó từ thông Φ trong máy rất nhỏ (chỉ do từ dư của máy tạo ra) động cơ sẽ đạt đến tốc độ quay rất lớn có thể phá hỏng máy. 2.3.2. Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp Ở động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp cuộn dây kích từ được ghép nối tiếp với phần ứng hình 2.3, do vậy từ thông của động cơ sẽ thay đổi cùng với sự n dt M dm M%25 [...]... dùng ở động cơ điện trong cần trục Phương pháp điều chỉnh tốc độ quay bằng cách thay đổi điện áp cũng chỉ cho phép điều chỉnh tốc độ quay dưới tốc độ định mức vì khơng thể nâng cao điện áp hơn điện áp định mức của động cơ điện phương pháp này khơng gây thêm tổn hao trong động cơ điện, nhưng đòi hỏi phải có nguồn riêng có điện áp điều chỉnh được Sau đây ta xét đặc tính cơ và cách điều chỉnh tốc độ của... động cơ điện một chiều Cũng như vậy, khi xảy ra sự giảm tốc độ đột nhiên Mc < M động cơ điện đựơc gia tốc và đạt tốc độ làm việc Đây là trường hợp động cơ làm việc ổn định và từ hình vẽ đó ta thấy điều kiện làm việc ổn định của động cơ điện như sau: dM dM c < dn dn Ngược lại, nếu M = f(n) và Mc = f(n) có dạng như hình 5.1 b thì việc tăng tốc độ đột nhiên sẽ khiến cho động cơ điện có moment gia tốc dương... giữa hai loại động cơ kích thích song song và kích thích nối tiếp Khi tải tăng từ thơng Φ tăng, do đó đặc tính cơ của động cơ điện kích từ hỗn hợp bù mềm hơn so với đặc tính cơ của động cơ điện kích từ song song Tuy nhiên mức độ tăng của Φ khơng mạnh như ở trường hợp động cơ điện kích từ nối tiếp cho nên đặc tính cơ của động cơ điện kích từ hốn hợp bù cứng hơn so với đặc tính cơ của động cơ điện kích từ... Trong truyền động điện một vấn đề tương đối quan trọng được đặt ra là phải phối hợp tốt đặc tính cơ của động cơ điện và đặc tính cơ của tải hoặc của máy cơng tác Tuỳ theo tính chất của truyền động điện có thể có những u cầu khác nhau đối với động cơ điện, thí dụ tốc độ khơng thay đổi hoặc thay đổi nhiều khi moment cản thay đổi và để thỗ mãn những u cầu đó cần phải dùng các loại động cơ điện khác nhau... của từng loại động cơ điện 5.2 Động cơ điện kích từ song song hoặc độc lập Với những điều kiện U = Cte , It = Cte khi M (hoặc kIư) thay đổi, từ thơng Φ của động cơ điện cũng hầu như khơng đổi, nên biểu thức (1) có thể viết dưới dạng: n = n0 − SVTH: Biện Đức Thắng Ru M (2) k 28 Chương V: Điều khiển động cơ điện một chiều n ∆n n0 0 M dm ( I udm ) M(Iư) Hình 5 2 Và đặc tính cơ của động cơ điện kích từ... điều khiển Dạng sóng: Uc ua Upha (max) Ub α utb α udây(max) uL i1 i4 ia Hình 3.5 b SVTH: Biện Đức Thắng 17 Chương V: Điều khiển động cơ điện một chiều CHƯƠNG V ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 5.1 Đặc tính cơ và điều chỉnh tốc độ của động cơ điện một chiều Đặc tính cơ n = f(M) của động cơ điện một chiều có thể suy ra từ biểu thức: n= U − I u Ru E = Ce Φ Ce Φ và vì M= CMIư, biểu thức trên có thể viết dưới... tính cơ thích hợp Sự phối hợp các đặc tính cơ của động cơ điện và của tải còn phải sao cho ln đảm bảo tính ổn định cơng tác trong chế độ làm việc xác lập cũng như q trình q độ, thí dụ như khi điều chỉnh tốc độ Để nghiên cứu điều kiện làm việc ổn định của hệ truyền động, ta xét đặc tính M = f(n) của động cơ điện và Mc = f(n) của tải trình bày trên hình 5.1 SVTH: Biện Đức Thắng 27 Chương V: Điều khiển động. .. Mđm (Iđm) M(I) Hình 5 6 Ngày nay, tổ máy phát – động cơ thuờng dùng trong các máy cắt kim loại và máy các thép lớn để đưa tốc độ động cơ với hiệu suất cao trong giới hạn rộng rãi 1: 10 hoặc hơn nữa SVTH: Biện Đức Thắng 31 Chương V: Điều khiển động cơ điện một chiều 5.3 Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp Ở động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp, dòng điện kích từ chính là dòng phần ứng It = Iư =... hạn điều chỉnh tốc độ bị hạn chế bởi các điều kiện cơ khí và đổi chiều quay của máy Phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng để tăng Rư chỉ cho phép điều chỉnh tốc độ quay trong vùng dưới tốc độ quay định mức và ln kèm theo tổn hao năng lượng trên điện trở phụ, làm giảm hiệu suất của động cơ điện Chính vì vậy phương pháp này chỉ áp dụng ở động cơ điện có cơng suất nhỏ... Chương V: Điều khiển động cơ điện một chiều Trên thực tế do ảnh hưởng của bão hồ khi tải tăng, tốc độ của động cơ giảm ít hơn theo đường nét đứt trên hình 5.6 Với đặc tính cơ rất mềm như vậy, động cơ điện kích thích nối tiếp rất ưu việt trong những nơi cần điều kiện mở máy nặng nề và cần tốc độ thay đổi trong một vùng rộng, thí dụ ở các đầu máy kéo tải ( xe điện, metro, máy điện, cần trục…) 5.3.1 Điều chỉnh