xe điện xe lai , chương 3 động cơ điện

Xe điện – xe lai XE ĐIỆN – XE LAI Chương 3. ĐỘNG CƠ ĐIỆN Xe điện – xe lai 3.1 ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU (DC) 3.1.1 Cấu tạo động cơ điện một chiều Ø stator Ø rotor Ø cổ góp với chổi điện. Xe điện – xe lai 3.1.2 Nguyên lý hoạt động và tính năng 3.1.2.1 Phân loại Ø Động cơ điện kích từ độc lập Ø Động cơ điện kích từ song song Ø Động cơ điện kích từ nối tiếp Ø Động cơ điện kích từ hỗn hợp Xe điện – xe lai Động cơ điện kích từ độc lập: Dòng điện kích từ của máy lấy từ nguồn điện khác, không liên hệ với phần ứng của máy, hoặc kích từ bằng nam châm vĩnh cửu. Động cơ điện kích từ song song: Dây quấn kích từ nối song song với mạch phần ứng. Xe điện – xe lai Động cơ điện kích từ nối tiếp: dây quấn kích từ mắc nối tiếp với mạch phần ứng (Hình 3.4 [c]). Động cơ điện kích từ hỗn hợp: Gồm hai dây quấn kích từ, chủ yếu là dây quấn kích từ song song, và dây quấn kích từ nối tiếp (Hình 3.4 [d]). Xe điện – xe lai Các phương pháp cấp dòng kích từ. Xe điện – xe lai 3.1.2.2 Nguyên lý Động cơ điện dùng cuộn dây kích từ 1. Cuộn kích từ 2. Stator 3. Chổi than 4. Cổ góp điện 5. Cực từ 6. Cuộn dây rotor 7. Rotor Xe điện – xe lai Động cơ điện dùng nam châm vĩnh cửu kích từ Lực điện từ Xe điện – xe lai Momen điện từ Xe điện – xe lai Khi động cơ quay, các thanh dẫn cắt từ trường sẽ cảm ứng sức điện động Eư. Chiều sức điện động xác định theo quy tắc bàn tay phải. Xe điện – xe lai 3.1.3 Từ trường và sức điện động của động cơ điện một chiều Từ trường trong động cơ điện một chiều Xe điện – xe lai ØKhi động cơ điện một chiều không tải: Từ trường trong máy chỉ do dòng điện kích từ gây ra gọi là từ trường cực từ (Φd). Từ trường cực từ phân bố đối xứng, ở trung tính hình học OO’ thanh dẫn chuyển động qua đó không cảm ứng sức điện động. Xe điện – xe lai ØKhi động cơ điện một chiều có tải: Dòng điện Iư trong dây quấn phần ứng sẽ sinh ra từ trường phần ứng Φn. Từ trường phần ứng hướng vuông góc với từ trường cực từ. Tác dụng của từ trường phần ứng lên từ trường cực từ gọi là phản ứng phần ứng. Xe điện – xe lai ØKhi động cơ điện một chiều có tải: Từ trường trong máy là từ trường tổng hợp của từ trường cực từ và từ trường phần ứng. Xe điện – xe lai Phản ứng phần ứng sẽ gây ra các hậu quả không mong muốn sau: − Từ trường trong máy bị biến dạng − Khi tải lớn, xảy ra tương tác từ, tốc độ động cơ thay đổi. Xe điện – xe lai Khắc phục: Dùng cực từ phụ và dây quấn bù để tạo ra từ trường ngược với từ trường phần ứng. Cực từ phụ và dây quấn bù được đấu nối tiếp với mạch phần ứng để khắc phục từ trường phần ứng khi tải thay đổi. Xe điện – xe lai 1. Cuộn dây kích từ (cuộn cảm) 2. Cực từ chính 3. Cuộn dây cực từ phụ 4. Cực từ phụ Xe điện – xe lai ØSức điện động phần ứng − Sức điện động thanh dẫn Trong mỗi thanh dẫn: e = Btb.l.v − Sức điện động phần ứng Eư Phương trình điện áp: U = Eư + Rư Iư. N N Eu = e= Btblv 2a 2a Xe điện – xe lai p Dl F = Btb 2p Do đó: pN E? = nF = k E nF 60a Hệ số kE=pN/30a phụ thuộc vào cấu tạo dây quấn phần ứng. Xe điện – xe lai Công suất điện từ: Pđt = Eư Iư Thay giá trị Eư ta có: Pđt = 60pNa nF Iư Momen điện từ: Mđt = Pđt / ωr ωr = 2 π n /30 Do đó: M I Φ= kM IưΦ pN đt = 2p a ư Hệ số kM = pN/2πa phụ thuộc vào cấu tạo dây quấn. Xe điện – xe lai 3.1.4 Động cơ điện một chiều kích từ độc lập và kích từ song song Sơ đồ mạch tương đương Động cơ kích từ độc lập, dòng kích từ và từ thông động cơ không phụ thuộc dòng điện phần ứng. Xe điện – xe lai Khi nguồn điện một chiều có công suất vô cùng lớn, Khi đó, động cơ kích từ song song cũng coi như kích từ độc lập. Xe điện – xe lai Phương trình đặc tính cơ a) Các phương trình: Phương trình cân bằng điện áp (kích từ độc lập): Uư = E +(Rư + Rf ư) Iư Phương trình đặc tính cơ điện của động cơ là: Xe điện – xe lai Nếu bỏ qua các tổn thất trong động cơ. Thì M = Mcơ. Khi đó thay: M = K Φ Iư Ta được phương trình đặc tính cơ: Xe điện – xe lai b) Đường đặc tính cơ và đặc tính cơ điện: a) Đặc tính cơ. b) Đặc tính cơ điện. Xe điện – xe lai c) Đặc tính tự nhiên: Xe điện – xe lai c) Đặc tính tự nhiên: a) Đặc tính cơ tự nhiên. b) Đặc tính cơ điện tự nhiên. Xe điện – xe lai d) Các đặc tính nhân tạo: Từ phương trình đặc tính cơ và cơ điện, ta có thể tạo ra các đặc tính nhân tạo bằng cách thay đổi một trong ba thông số: Xe điện – xe lai d1) Đặc tính nhân tạo biến trở (khi thay đổi điện trở mạch phần ứng) Uư = Uđm = const, Φ = Φđm = const, Rfư =var Xe điện – xe lai d2) Đặc tính nhân tạo khi thay đổi điện áp mạch phần ứng Φ = Φđm = const, Rft = 0, Rưt = Rư = const), Uư= var. Xe điện – xe lai d3) Đặc tính nhân tạo khi thay đổi từ thông Uư = Uđm = const, Rft = 0, Rưt = Rư = const, Iư = var. Xe điện – xe lai 3.1.5 Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp và kích từ hỗn hợp Động cơ điện kích từ nối tiếp Xe điện – xe lai a) Phương trình và dạng đặc tính cơ của động cơ điện kích từ nối tiếp Đặc tính cơ điện. Đặc tính cơ. Xe điện – xe lai Tương tự, ta có phương trình đặc tính cơ điện và phương trình đặc tính cơ: Xe điện – xe lai Từ thông: F = c.I kt = c.I Phương trình đặc tính cơ điện có dạng: Xe điện – xe lai Đặt A1, B là các hằng số: Vì M = K FI = KcI Þ I = 2 M Kc Thay vào ta có phương trình đặc tính cơ Xe điện – xe lai b) Đặc tính nhân tạo của động cơ điện kích từ nối tiếp Xe điện – xe lai 3.1.5.2 Động cơ điện kích từ hỗn hợp Xe điện – xe lai Từ thông kích thích: Φ = ΦS+ Φn Trong đó: ΦS từ thông do cuộn kích từ song song CKs tạo ra. Φn từ thông do cuộn kích từ nối tiếp CKn tạo ra. Xe điện – xe lai Đặc tính cơ điện. Đặc tính cơ. Xe điện – xe lai 3.1.6 Hãm điện động cơ điện một chiều Mục đích: · Dừng hệ thống truyền động điện. · Giữ hệ thống đứng yên khi hệ thống đang chịu một lực có xu hướng gây chuyển động. · Giảm tốc độ hệ thống truyền động điện. · Giữ cho hệ thống truyền động điện làm việc với một tốc độ ổn định. Xe điện – xe lai Có ba trạng thái hãm điện động cơ: Øhãm tái sinh Øhãm ngược Øhãm động năng. Xe điện – xe lai Hãm tái sinh Xe điện – xe lai 3.1.6.2 Hãm ngược Ø Trường hợp nguồn DC đổi dấu Hãm ngược trong giai đoạn 2-3 Xe điện – xe lai Ø Trường hợp nguồn DC không đổi dấu hãm ngược xảy ra trong giai đoạn 4–5 Xe điện – xe lai 3.1.6.3 Hãm động năng Xe điện – xe lai 3.1.7 Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều − Điều khiển bằng điện trở phụ trong mạch phần ứng Rư. − Điều khiển bằng từ thông kích thích Φ. − Điều khiển bằng điện áp phần ứng Uư. − Điều chế độ rộng xung để thay đổi cường độ dòng điện trung bình. Xe điện – xe lai Điều khiển tốc độ động cơ điện bằng điện trở phụ mạch phần ứng Xe điện – xe lai Sơ đồ nguyên lý điều khiển tốc độ của động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp. Xe điện – xe lai Điều khiển tốc độ động cơ điện bằng từ thông kích thích Sơ đồ nguyên lý Xe điện – xe lai Điều khiển tốc độ động cơ điện bằng điện áp phần ứng Sơ đồ nguyên lý Sơ đồ thay thế Xe điện – xe lai Đặc tính cơ điều chỉnh. Xe điện – xe lai Điều khiển tốc độ động cơ điện bằng cách điều chế độ rộng xung Ba phương pháp điều khiển: − Thay đổi thời gian đóng khóa và giữ chu kỳ đóng cắt không đổi − Thay đổi thời gian chu kỳ xung − Phương pháp hỗn hợp. Xe điện – xe lai 3.2 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA (SV tự nghiên cứu) Xe điện – xe lai 3.3 ĐỘNG CƠ DC KHÔNG CHỔI THAN DÙNG NAM CHÂM VĨNH CỬU 3.3.1 Khái quát Motor sử dụng nam châm vĩnh cửu thì motor DC không chổi than (BLCD) là ứng cử viên hứa hẹn nhất cho EV và HEV. Xe điện – xe lai Ưu điểm: · Hiệu suất cao · Dễ điều khiển · Dễ làm mát · Yêu cầu bảo đưỡng thấp, tuổi thọ lâu đời và ổn định bền bỉ · Tiếng ồn thấp Xe điện – xe lai Nhược điểm: · Giá thành cao · Phạm vi công suất giới hạn không đổi · Kém an toàn · Khả năng tốc độ cao Xe điện – xe lai 3.3.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động Xe điện – xe lai 3.3.3 Điều khiển dẫn động động cơ điện BLDC [...]... const, Rft = 0, Rưt = Rư = const ), Uư= var Xe điện – xe lai d3) Đặc tính nhân tạo khi thay đổi từ thông Uư = Uđm = const, Rft = 0, Rưt = Rư = const, Iư = var Xe điện – xe lai 3. 1.5 Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp và kích từ hỗn hợp Động cơ điện kích từ nối tiếp Xe điện – xe lai a) Phương trình và dạng đặc tính cơ của động cơ điện kích từ nối tiếp Đặc tính cơ điện Đặc tính cơ Xe điện – xe lai. . .Xe điện – xe lai 3. 1 .3 Từ trường và sức điện động của động cơ điện một chiều Từ trường trong động cơ điện một chiều Xe điện – xe lai ØKhi động cơ điện một chiều không tải: Từ trường trong máy chỉ do dòng điện kích từ gây ra gọi là từ trường cực từ (Φd) Từ trường cực từ phân bố đối xứng, ở trung tính hình học OO’ thanh dẫn chuyển động qua đó không cảm ứng sức điện động Xe điện – xe lai ØKhi động cơ. .. Phương trình cân bằng điện áp (kích từ độc lập): Uư = E +(Rư + Rf ư) Iư Phương trình đặc tính cơ điện của động cơ là: Xe điện – xe lai Nếu bỏ qua các tổn thất trong động cơ Thì M = Mcơ Khi đó thay: M = K Φ Iư Ta được phương trình đặc tính cơ: Xe điện – xe lai b) Đường đặc tính cơ và đặc tính cơ điện: a) Đặc tính cơ b) Đặc tính cơ điện Xe điện – xe lai c) Đặc tính tự nhiên: Xe điện – xe lai c) Đặc tính tự... cấu tạo dây quấn Xe điện – xe lai 3. 1.4 Động cơ điện một chiều kích từ độc lập và kích từ song song Sơ đồ mạch tương đương Động cơ kích từ độc lập, dòng kích từ và từ thông động cơ không phụ thuộc dòng điện phần ứng Xe điện – xe lai Khi nguồn điện một chiều có công suất vô cùng lớn, Khi đ , động cơ kích từ song song cũng coi như kích từ độc lập Xe điện – xe lai Phương trình đặc tính cơ a) Các phương... Đặc tính cơ tự nhiên b) Đặc tính cơ điện tự nhiên Xe điện – xe lai d) Các đặc tính nhân tạo: Từ phương trình đặc tính cơ và cơ điện, ta có thể tạo ra các đặc tính nhân tạo bằng cách thay đổi một trong ba thông số: Xe điện – xe lai d1) Đặc tính nhân tạo biến trở (khi thay đổi điện trở mạch phần ứng) Uư = Uđm = const, Φ = Φđm = const, Rfư =var Xe điện – xe lai d2) Đặc tính nhân tạo khi thay đổi điện áp... tải lớn, xảy ra tương tác t , tốc độ động cơ thay đổi Xe điện – xe lai Khắc phục: Dùng cực từ phụ và dây quấn bù để tạo ra từ trường ngược với từ trường phần ứng Cực từ phụ và dây quấn bù được đấu nối tiếp với mạch phần ứng để khắc phục từ trường phần ứng khi tải thay đổi Xe điện – xe lai 1 Cuộn dây kích từ (cuộn cảm) 2 Cực từ chính 3 Cuộn dây cực từ phụ 4 Cực từ phụ Xe điện – xe lai ØSức điện động. .. Sức điện động thanh dẫn Trong mỗi thanh dẫn: e = Btb.l.v − Sức điện động phần ứng Eư Phương trình điện áp: U = Eư + Rư Iư N N Eu = e= Btblv 2a 2a Xe điện – xe lai p Dl F = Btb 2p Do đó: pN E? = nF = k E nF 60a Hệ số kE=pN /30 a phụ thuộc vào cấu tạo dây quấn phần ứng Xe điện – xe lai Công suất điện từ: Pđt = Eư Iư Thay giá trị Eư ta có: Pđt = 60pNa nF Iư Momen điện từ: Mđt = Pđt / ωr ωr = 2 π n /30 Do... kích từ nối tiếp Đặc tính cơ điện Đặc tính cơ Xe điện – xe lai Tương t , ta có phương trình đặc tính cơ điện và phương trình đặc tính cơ: Xe điện – xe lai Từ thông: F = c.I kt = c.I Phương trình đặc tính cơ điện có dạng: Xe điện – xe lai Đặt A 1, B là các hằng số: Vì M = K FI = KcI Þ I = 2 M Kc Thay vào ta có phương trình đặc tính cơ ... ØKhi động cơ điện một chiều có tải: Dòng điện Iư trong dây quấn phần ứng sẽ sinh ra từ trường phần ứng Φn Từ trường phần ứng hướng vuông góc với từ trường cực từ Tác dụng của từ trường phần ứng lên từ trường cực từ gọi là phản ứng phần ứng Xe điện – xe lai ØKhi động cơ điện một chiều có tải: Từ trường trong máy là từ trường tổng hợp của từ trường cực từ và từ trường phần ứng Xe điện – xe lai Phản ứng ... Lực điện từ Xe điện – xe lai Momen điện từ Xe điện – xe lai Khi động quay, dẫn cắt từ trường cảm ứng sức điện động Eư Chiều sức điện động xác định theo quy tắc bàn tay phải Xe điện – xe lai 3. 1 .3. .. 2 -3 Xe điện – xe lai Ø Trường hợp nguồn DC không đổi dấu hãm ngược xảy giai đoạn 4–5 Xe điện – xe lai 3. 1.6 .3 Hãm động Xe điện – xe lai 3. 1.7 Điều chỉnh tốc độ động điện chiều − Điều khiển điện. . .Xe điện – xe lai 3. 1 ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU (DC) 3. 1.1 Cấu tạo động điện chiều Ø stator Ø rotor Ø cổ góp với chổi điện Xe điện – xe lai 3. 1.2 Nguyên lý hoạt động tính 3. 1.2.1 Phân loại Ø Động