Phần II : Bộ Bài Tập Cơ Sở Truyền Động Điện có lời giải và đáp số.I/ Bộ bài tập cho chương I : Cơ sở học trong TĐĐ.II/ Bộ bài tập chương II : Đặc tính cơ III/ Bộ bài tập chương III : Điề
Trang 1XÂY DỰNG BỘ BÀI TẬP MƠN CƠ SỞ TRUYỀN
ĐỘNG ĐIỆN
PHẦN THUYẾT MINH
CHƯƠNG I : DẪN NHẬP
I/ ĐẶT VẤN ĐỀ :
Trong văn kiện đại hội có đoạn :
" Phát triển giáo dục nhằm nâng cao dân trí, bồi dưỡng nhân lực, đàotạo nhân tài Đào tạo những con người có kiến thức văn hóa, khoa học,có kỷ năng về nghề nghiệp và giàu lòng yêu nước"
Trước những yêu cầu trên ta thấy rằng vai trò của giáo dục là hếtsức quan trọng đặc biệt là chiến lược về con người Cho nên, phát triểngiáo dục thì trước hết là chú trọng đến chất lượng đào tạo, kế hoạchđào tạo và nội dung đào tạo
Đi đôi với việc cải cách giáo dục và cải tiến giáo dục hiện đạilà vấn đề cấp bách được đặt ra cho ngành giáo dục nói chung và từngtrường nói riêng, nhất là các trường sư phạm, thông qua việc cải tiến,mục tiêu đào tạo, nội dung đào tạo, phương pháp giảng dạy và cả biênsoạn tài liệu giảng dạy
Hơn nữa công viêc biên soạn tài liệu tốt phù hợp, hiện đại hóanội dung giúp người học có thời gian nghiên cứu, thực tập rèn luyện kỷnăng, kỷ xảo với 1 tinh thần tự giác cao
Khi đào tạo ở mức cao đẳng trở lên thì việc học trở thành côngviệc tự giác Người dạy chỉ có trách nhiệm truyền đạt những tri thức,kiến thức, kinh nghiệm và chủ yếu là phần lý thuyết Do đó ngườinghiên cứu muốn biên soạn ra một bộ bài tập, thông qua đó giúp ngườihọc củng cố phần lý thuyết từ đó có thể vận dụng lý thuyết vào trongthực tế, hình thành kỷ năng, kỷ xảo, tư duy logic, và đặc biết là đạtkết quả cao trong các kỳ thi và kiểm tra Muốn được như vậy, bộ bài tậpphải đa dạng, phong phú, theo sát chương trình môn học, bài tập phải
đi từ dễ đến khó
Trang 2II/ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI THEO YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI :
Biên soạn bộ bài tập cho bộ môn : Cơ Sở Truyền Động Điện BậcCao Đẳng
Hy vọng tài liệu này giúp cho người học nâng cao kiến thức củamình và qua đó hiểu rõ hơn phần lý thuyết đã học
III/ MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU :
bài tập
thực tiễn
IV/ THỂ THỨC NGHIÊN CỨU :
@ Chương I : Dẫn Nhập.
I/ Đặt vấn đề
II/ Giới hạn đề tài
III/ mục đích nghiên cứu
IV/Thể thức nghiên cứu
@ Chương II : Cơ Sở Lý Luận.
I/ Yêu cầu của tài liệu ( Bộ bài tập)
II/ Chức năng của tài liệu
III/ Các NTDH vận dụng vào đề tài
IV/ Các nguyên lý dạy học
V/ Làm bài tập củng cố lý thuyết cho người học
@ Chương III : Nội Dung.
Trang 3Phần II : Bộ Bài Tập Cơ Sở Truyền Động Điện (có lời giải và đáp số).I/ Bộ bài tập cho chương I : Cơ sở học trong TĐĐ.
II/ Bộ bài tập chương II : Đặc tính cơ
III/ Bộ bài tập chương III : Điều chỉnh tốc độ động cơ
IV/ Bộ bài tập chương IV : Cọn công suất động cơ
V/ Bộ bài tập chương V : Quá trình quá độ
@ Chương IV : Kết Luận - Đề Nghị.
1/ Tài liệu tham khảo :
Cơ Sở Truyền Động Điện - Nguyễn Lê Trung
Truyền động Điện
-2/ Phương pháp trao đổi kinh nghiệm :
Trao đổi với các thầy cô và các bạn sinh viên Tuy nhiên trongquá trình thì người biên soạn chủ yếu sử dụng phương pháp tham khảotài liệu
Trang 4II/ CHỨC NĂNG CỦA BÀI TẬP :
Bài tập phải chứa đựng những kiến thức ứng dụng được vào trongthực tế và củng cố được phần lý thuyết đã học
Thông qua các bài tập giúp người học có tinh thần tự giác cao, tựrèn luyện hình thành kỷ năng, kỷ xảo và đánh giá được mức độ tiếp thubài người học
Các bài tập phải góp phần phát triển năng lực tư duy trừu tượng,khả năng lý luận và quan sát tổng hợp Đáp ứng được nhu cầu thực tiễncủa xã hội
Bài tập phải kích thích được sự hứng thú của nguời học
III/ CÁC NGUYÊN TẮC VẬN DỤNG VÀO ĐỀ TÀI :
1/ Nguyên tắc đảm bảo sự thống nhất giữa lý luận và thực tiễn trongdạy học :
Lý luận là hình thức cơ bản để phản ảnh tư tưởng của hiện thựckhách quan vào ý thức con người Nó tồn tại dưới dạng trình bày có thứtự về hệ thống những kiến thức tổng quát về một lĩnh vực của hiện thựckhách quan hoặc hiện tượng của cuộc sống tinh thần Như vậy lý luậnđược xem như phương pháp chính cho hoạt động, không có lý luận (lý
Trang 5thuyết) thì không xác lập được phương hướng, không thể tiến hành đượchoạt động
Còn thực tiễn đó là quá trình thay đổi và cải tạo hiện thực kháchquan của tự nhiên và xã hội thông qua hoạt động của con người Thựctiễn không những có tính phổ biến như lý luận mà còn có tính hiện thựctrực tiếp Thực tiễn là hoạt động hiện thực mang tính vật chất, đặc điểmnày làm cho nó phân biệt với hoạt động lý luận chỉ tồn tại dưới dạngtinh thần thuần túy trừu tượng Do đó thực tiễn đóng vai trò như là tiêuchuẩn của chân lý, tức là tính đúng đắn sát thực của nhận thức
Vậy ta có thể thấy lý luận và thực tiễn là 2 mặt của quá trìnhnhận thức và cải tạo tự nhiên, xã hội và bản thân con người Lý thuyếtlà kinh nghiệm đã khái quát hóa trong ý thức của con người, là toàn bộnhững tri thức về thế giới khách quan Thực tiễn là toàn bộ hoạt độngcủa con người nhằm đảm bảo cho sự tồn tại và phát triển của xã hội
Kiến thức lý thuyết được vận dụng để giải quyết những nhiệm vụthực tiễn, để chỉ đạo hành động Còn thực tiễn vừa là tiêu chuẩn củachân lý, động lực của nhận thức, đồng thời thực tiễn còn là mục đíchcủa nhận thực
Qua những điều nêu trên, cho ta thấy mối quan hệ biện chứng củaviệc học lý thuyết và thực hành (trong đó có việc áp dụng bài tập).Muốn đảm bảo được nguyên tắc này cần lựa chọn những môn học phùhợp với thực tế thể hiện sự ảnh hưởng của sự tiến bộ khoa học kỹ thuật,công nghệ Cần làm cho người học thấy rõ nguồn gốc thực tiễn của cáckhoa học : Mọi khoa học đều nảy sinh do nhu cầu thực tiễn và trở lạiphục vụ thực tiễn
Về các phương pháp và hình thức tổ chức dạy học cần vận dụngmột cách linh động, sáng tạo, nhằm tạo điều kiện cho người học vậndụng được tri thức vào thực tiễn hay nói cách khác là sau khi ra trườnghọ có thể đem những kiến thức đã học được áp dụng vào lao động sảnxuất, được xã hội chấp nhận Muốn làm được điều đó cần phải kết hợphọc với hành 1 cách có chất lượng và hiệu quả
2/ Nguyên tắc đảm bảo sự thống nhất giữa tính vững chắc của tri thức,tính mềm dẻo của tư duy :
Đòi hỏi trong quá trình dạy học phải giúp người học nắm vững nộidung dạy học với sự căng thẳng tối ưu về mặt trí tuệ như trí tử tưởng, tái
Trang 6tạo, sáng tạo, tư duy logic và đồng thời hình thành phát triển năng lựcnhận thức, năng lực hành động tức là tạo nên sự mềm dẻo của tư duy.
Kiến thức chỉ vững chắc lâu dài khi chúng được hình thành quacác giai đoạn và phát triển một cách biện chứng Việc nắm chắc kiếnthức được thể hiện rõ nét nhất, quan trọng nhất ở chỗ nó được vận dụngthành thạo trong các trường hợp khác nhau để giải quyết các vấn đề vềlý thuyết và thực tiễn do cuộc sống đặt ra
Để đảm bảo nguyên tắc này : Phải sắp xếp theo logic giữa khoahọc đặc trưng cho môn học và logic sư phạm Cần tác động để ngườihọc phát triển năng lực nhận thức trí thông minh, óc sáng tạo Tạo điềukiện để người học ôn tập thường xuyên như làm bài tập ở nhà, làm bàitập ở lớp Điều đó cho thấy việc làm bài tập của người học là một trongnhững yếu tố đảm bảo cho nguyên tắc : Đảm bảo tính vững chắc kiếnthức đã học
Các bài tập phải có những câu gợi ý để người học tham khảo trướcchuẩn bị bài trước, cũng như dễ dàng ôn bài sau mỗi bài giảng
3/ Nguyên tắc đảm bảo tính vừa sức chung và riêng trong dạy học :
Để kích thích sự hứng thú của người học thì bài giảng phải đượctrình bày mạch lạc, rõ ràng dể hiểu để kích thích quá trình tri giác nhằmthu lượm những tài liệu cảm tính cần thiết để xây dựng biểu tượng chínhxác từ đó hình thành khái niệm thấy tạo ra tình huống có vấn đề biếtphát huy tính tò mò ham hiểu biết khoa học của người học Phải biếtkhơi sâu mâu thuẫn giữa nhiệm vụ học tập và trình độ hiện có
Qua những điều nêu trên để đảm bảo nguyên tắc này : các bàitập khi soạn phải mang tính vừa sức phù hợp với người học và người họccó thể hoàn thành được với những nổ lực cao nhất của trí tuệ Muốn làmđược như vậy thì giáo viên phải phân loại học sinh theo nhóm dựa vàokhả năng tiếp thu của người học Điều này giúp người học giỏi phát huyđược khả năng cao nhất của họ và người trung bình có thể vươn lên.4/ Nguyên tắc đảm bảo sự thống nhất giữa vai trò chủ đạo của ngườidạy và tinh thần tự giác tích cực tự lực của người học :
Để điều khiển quá trình dạy học thì người thầy phải đóng vai tròchủ đạo, người thầy là người truyền thụ tri thức qua bài giảng còn ngườihọc là người lĩnh hội thông tin Vì vậy thầy cần phải quan tâm đến việcthu nhận thông tin của trò như thế nào Do đó quá trình dạy học phải cóđường liên hệ ngược đó là việc trò trả lời, làm bài tập ở nhà, làm bài
Trang 7tập ở lớp để thầy xem xét đánh giá, chỉ dựa vào thông tin liên hệngược thầy mới phán đoán đuợc việc học tập của trò, để điều chỉnhquá trình dạy học sau này tức là vai trò của người thầy được giữ vữngcho nên mối quan hệ ngược được đảm bảo Điều này khiến cho quátrình dạy học trở thành 1 chu kỳ khép kín, tức là điều khiển được.
Để đảm bảo nguyên tắc này thì người thầy phải giữ vai trò chủđạo, tổ chức và điều khiển quá trình dạy học Sự kết hợp giữa thầy vàtrò trong quá trình dạy học sẽ giúp cho trò phát huy được tính tích cực,tính tự lực của người học
IV/ CÁC NGUYÊN LÝ DẠY HỌC :
1/ Học đi đôi với hành :
Có nghĩa là người học phải học lý thuyết sau đó vận dụng lýthuyết đó vào thực tế Muốn vận dụng nó vào trong thực tế thì phảithông qua các bài tập liên quan Thông qua các bài tập thì người họcnắm rõ và củng cố được phần lý thuyết đã học
2/ Giáo dục gắn liền với lao động sản xuất :
Nhằm giúp người học tiếp cận vào thực tế, phát huy tính toàn diệncủa việc học vào thực tiễn sau khi ra trường Muốn làm được như vậythì ta phải có các bài tập mà các thông số cũng như các câu hỏi đều cótrong thực tế để giúp cho người học có thể đáp ứng được nhu cầu củaxã hội
thức)
Học lý thuyết là 1 trong những phần cơ bản mà người học nàocũng phải trải qua Để nắm vững phần lý thuyết đã học thì phải ônluyện, học đi học lại trong đó có phần bài tập ở nhà, ở lớp Vậy thì việclàm bài tập củng cố kiến thức là không thể phủ định Điều này nói lêntác dụng đặc biệt của việc làm bài tập trong quá trình dạy học
+ Theo giáo dục học :
Học tập là quá trình nhận thức của học sinh mà chủ thể tác độnglà giáo viên, khách thể là học sinh Lấy học sinh làm đối tượng trung
Trang 8tâm Học sinh là đối tượng để người thầy dùng nhưng phương pháp sưphạm của mình để gọt dủa tạo nên sản phẩm có ích cho xã hội.
+ Theo tâm lý học hiện đại thì quan điểm duy vật biện chứng cho rằngquá trình học tập của học sinh chính là quá trình nhận thức để lĩnh hộinhững kiến thức, kinh nghiệm của người thầy thành của riêng mình.Quá trình nhận thức gồm cảm giác, tri giác, trí nhớ, tưởng tượng, cảmxúc, ý chí Ngoài ra quá trình học tập của học sinh còn thông qua cáctrạng thái tâm lý, thuộc tính tâm lý
+ Theo quan điểm của tâm lý học sư phạm thì quá trình dạy học là 1quá trình kích thích và điều khiển tính tích cực của học sinh nhằm hìnhthành kỷ năng, kỷ xảo và phát triển năng lực trí tuệ, hoàn thiện nhữngphẩm chất đạo đức của con người mới xã hội chủ nghĩa Để kích thíchhứng thú của người học và giúp người học vận dụng được lý thuyết thìcác bài tập phải chính xác, rõ ràng, mạch lạc, dể hiểu và có thực trongthực tế
Thông qua các vấn đề nêu trên, ta thấy rằng đứng trên quanđiểm của tâm lý học, giáo dục học thì việc làm bài tập đã củng cố kiếnthức cho người học và tạo ra sự kích thích, ham mê, sáng tạo, tìm tòi,hình thành kỷ năng, kỷ xảo cho người học
+ Yêu cầu của các bài tập :
VI/ KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP :
Trang 9Có nghĩa là kiểm tra là phương tiện của đánh giá còn đánh giá làmục đích của kiểm tra Mục đích của đánh giá quyết định nội dung vàhình thức của kiểm tra.
Mục đích cơ bản của việc kiểm tra đánh giá là xác định chấtlượng và số lượng của sự giáo dục và học tập nhằm khuyến khích tròhọc tốt, thầy dạy tốt Học sinh nâng cao tinh thần trách nhiệm của mìnhđối với việc học tập
kiến thức hệ thống hóa các kiến thức cũ Khái quát hóa những trithức đã được tiếp thu và giúp học sinh phát triển tư duy, trí nhớ
Giúp học sinh lấy được lổ hổng trong tri thức của mình và kịp thờiđiều chỉnh bổ sung Phát huy tính độc lập và tham gia tích cực vào việchọc tập, rèn luyện khả năng giải quyết vấn đề trong học tập
của việc giảng dạy của mình để điều chỉnh, cải tiến nhằm hoànthiện kết quả học tập cho học sinh Nắm được trình độ nhận thức củahọc sinh để nâng cao chất lượng giảng dạy đồng thời có kế hoạch bồidưỡng và phụ đạo tùy đối tượng khá hay kém
Việc kiểm tra đánh giá giúp nhà trường theo dõi được tình hìnhhọc tập của học sinh qua đó đánh giá được công việc giảng dạy củagiáo viên Việc đưa bài tập vào bài kiểm tra đối với các môn học lýthuyết chuyên môn là hết sức cần thiết
Thật vậy trong khoảng thời gian 15 - 30' cho 1 bài tập đòi hỏingười học phải có sự chuẩn bị kỷ càng về kiến thức đã học Khi làm bàitập học sinh không thể học thuộc lòng một cách máy móc mà phải linhđộng, sáng tạo để làm bài và vận dụng lý thuyết vào bài tập
Bài tập không chỉ dừng lại ở chổ chỉ dựa vào công thức để làm,mà học sinh cần phải có sự tư duy, tìm tòi, hiểu được bản chất của vấnđề thì mới làm bài có hiệu quả được Một bài tập có nhiều cách giảikhác nhau nên phát huy được tính thông minh, sáng tạo của học sinhtìm ra con đường ngắn nhất, dể hiểu nhất
Qua các bài tập giúp cho học sinh rèn luyện cho mình khả năng,trình bày, diễn đạt Một bài tập sẽ có nhiều câu, câu khó có, dể có vànhư vậy thì học sinh trung bình cũng có thể làm được 1 phần của bàitập, học sinh khá có thể làm câu khó hơn Vậy bài tập trong bài kiểmtra thì dể đánh giá trình độ của học sinh hơn
Trang 10Trong thực tế nhiều năm qua các trường từ cấp tiểu học đến đạihọc đã dùng bài tập trong kiểm tra đánh giá và đã đạt được kết quả tốt.
Tóm lại :
Với tất cả nhưng lý do trên ta có thể khẳng định việc đưa bài tậpvào phần kiểm tra đánh giá thì kết quả học tập của học sinh ở các mônlý thuyết chuyên môn là có cơ sở khoa học và đạt tính hiệu quả cao
Qua các phần trình bày ở trên ta đã thấy được ưu điểm nổi bật củaviệc làm bài tập của học sinh đó là : củng cố kiến thức cho học sinh khihọc các môn có tính lý thuyết đặc biệt là các môn lý thuyết chuyênmôn
Là một công cụ tốt để đánh giá kết quả học tập của người học.Như vậy ta thấy việc đưa bài tập vào hoạt động dạy học là hết sức cầnthiết Thông qua đó giúp người học rèn luyện khả năng học tập độc lậpcủa mình Đó là một cách học đã và đang được nhiều trường và xã hộikhuyến khích
Tuy nhiên, khi soạn bài tập phải chú ý đến tính vừa sức của ngườihọc, bài tập phải gần gủi với thực tế nếu không sẽ làm phản tác dụnggiáo dục
CHƯƠNG III : NỘI DUNG
CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC CƠ SỞ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
Chương I : CƠ HỌC TRONG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
I/ Khái niệm :
1 Định nghĩa hệ thống truyền động điện (TĐĐ) và các khâu cơ bảngcủa hệ thống (TĐĐ)
2 phân loại các hình thức (TĐĐ)
II/ Cơ sở động học của (TĐĐ) :
1 Phương trình chuyển động của hệ chuyển động thẳng
2 Phương trình chuyển động của hệ chuyển động quay
3 Các chú ý khi sử dụng phương trình chuyển động trong tính toán khảo sát hệ thống (TĐĐ)
Trang 111 Quy đổi môment cản của Mc về trục động cơ
3 Quy đổi môment quán tính J về đầu trục động cơ
4 Quy đổi khối quán tính m về thành môment quán tính trên đầu trục động cơ
5 Môment quán tính của toàn hệ thống trên đầu trục động cơ
truyền động điện
thống truyền động điện
khâu cơ khí trong hệ thống truyền động điện
CHƯƠNG II : CÁC ĐẶT TÍNH VÀ TRẠNG THÁI ĐỘNG CƠ
TRONG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
I/ Khái niệm chung :
1 Đặt tính cơ của các cơ cấu sản xuất
2 Đặt tính cơ của truyền động điện
3 Hệ đơn vị tương đối trong tính toán TĐĐ
a) Những đại lượng cơ bản thường dùng trong tính toán các hệ thống TĐĐ
b) Trị số tương đối của các đại lượng thường dùng trong tính toán các hệ thống TĐĐ
II/ Đặt tính cơ động cơ điện một chiều kích từ song song
1 Phương trình đặt tính cơ và Phương trình đặt tính tốc độ của động cơ
Trang 122 Đường đặt tính cơ tự nhiên Phương pháp tính và vẽ đặt tính cơ tự nhiên từ số liệu định mức của động cơ.
a) Đường đặt tính cơ tự nhiên
b) Phương pháp vẽ đường đặt tính cơ tự nhiên
3 Aûnh hưởng của các tham số đối với đặt tính cơ của động cơ ( các đặt tính cơ nhân tạo)
a) Aûnh hưởng của điện trở phụ trong mạch phần ứng động cơ
d) Đặt tính cơ khi thay đổi chiều điện áp đặt vào phần ứng động cơ
4 Vấn đề khởi động và phương pháp tính điện trở khởi động :
a) Đặt vấn đề
b) Tính điện trở khởi động bằng phương pháp đồ thị
c) Tính điện trở khởi động bằng phương pháp giả tích
5 Các trạng thái hãm và các đặt tính cơ của trạng thái hãm
a) Khái niệm về trạng thái hãm
b) Trạng thái hãm tái sinh năng lượng
c) Trạng thái hãm ngược
d) Trạng thái hãm động năng
Trạng thái rẽ mạch phần ứng của động cơ cơ
a) Thành lập phương trình đặt tính cơ
b) Nhận xét đặt điểm của đặt điểm của tính cơ khi rẽ mạch phần ứng
cơ
III/ Đặt tính cơ động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp :
1 Thành lập phương trình đặt tính cơ
2 Cách vẽ đặt tính cơ tự nhiên
Trang 13a) Đặt tính vạn năngb) Vẽ đặt tính cơ tự nhiên bằng đặt tính vạn năng.
3 Phương pháp vẽ đặt tính cơ nhân tạo khi có điện trở phụ nối trong mạch phần ứng
a) Phương pháp vẽ bằng đồ thị b) Phương pháp vẽ bằng đường đặt tính cơ tự nhiên
4 Đặt tính cơ khi đảo chiều quay
5 Phương pháp tính điện trở khởi động
6 Các trạng thái hảm và đường đặt tính cơ của các trạng thái hảm
a) Trạng thái hãm ngược
vào mạch phần ứng
vào mạch phần ứng
b) Trạng thái hãm động năng
IV/ Đặt tính cơ của động cơ điện xoay chiều không đồng bộ ba pha :
1 Phương trình đặt tính cơ
a) Thành lập phương trình
b) Nhận xét đặt tính
c) Phương trình đặt tính cơ viết dưới dạng đơn giản
d) Đổi chiều quay động cơ
2 Aûnh hưởng của các thông số đến đường đặt tính cơ
a) Ảnh hưởng của điện áp đặt lên cuộn dây stator của động cơb) Ảnh hưởng của điện trở, điện kháng trên mạch stator
c) Ảnh hưởng của điện trở phụ trong mạch rotor
3 Khởi động và tính điện trở khởi động của động cơ:
4 Các trạng thái hãm và đường đặt tính cơ của trạng thái hãm :
a) Trạng thái hãm tái sinh năng lượng
b) Trạng thái hãm ngược
cuộn dây rotor của động cơ
Trang 14• Hãm ngược bằng cách đảo thứ tự hai trong ba pha điện ápđặt vào stator của động cơ
c) Trạng thái hãm động năng
trong trạng thái
YÊU CẦU :
thái làm việc của động cơ và và các cơ cấu sản xuất thông dụng
truyền động điện
việc cụ thể
CHƯƠNG III : ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ TRONG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
I/Khái niệm chung :
1 Các chỉ tiêu trong điều chỉnh tốc độ
2 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ điện
động cơ
II/ Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều :
1 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở trong mạch phầứng
2 Điều chỉnh tốc độ bắng cách giảm từ thông kích thích của động cơ
3 Điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp rẽ mạch phần ứng của động cơ
4 Điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp thay đổi điện áp cung cấp chophần ứng động
Trang 15III/ Mở rộng phạm vi điều chỉnh và nâng cao chất lượng điều chỉnh tốc độ của động cơ điện một chiều :
1 Hệ thống máy phát động cơ có máy phát kích từ độc lập :
sơ đồ nguyên lý
Phương pháp và dạng đặc tính cơ của hệ thống
Đánh giá hệ thống
2 Hệ thống máy phát động cơ có máy có máy điện khuyếch đại tự kích:
tự kích
3 Hệ thống máy phát động cơ có máy điện khuyếch đại từ trường
ngang:
a) Sơ lược về cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy điện khuyếch đại từ trường ngang
b) Phương trình và dạng đặt tính cơ
c) Mạch ứng điển hình của hệ thống có máy điện khuyếch đại từ trường ngang
4 Hệ thống máy phát động cơ có máy phát 3 cuộn kích từ tạo đặt tính máy xúc:
a) Khái niệm về hệ thống
b) Mạch ứng dụng điển hình dùng máy phát động cơ tạo đặt tính máy xúc
tạo đặt tính máy xúc
trường ngang có khâu phản hồi âm dòng điện có ngắt5.Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng các bộ khuyếch đại từ:
a) Khái niệm
b) sơ lược về cấu tạo và nguyên lý làm việc của các khuyếch đại từ
Trang 16• nguyên lý làm việc cơ bản khuyếch đại từ
c) Phương trình và dạng đặc tính cơ
d) Mạch ứng dụng điển hình khuyếch đại từ – động cơ
e) Đánh giá về hệ thống
6 .Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng các hệ thống chỉnh lưu:
a) Bộ chỉnh lưu có khống chế
b) Phương trình và dạng đặc tính cơ của hệ thống chỉnh lưu động cơc) Một số hệ thống chỉnh lưu động cơ cơ bản
công tắc tơ
chiều quay động cơ
chiều đảo chiều để đảo chiều quay động cơd) Đánh giá về hệ thống
IV/ Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ :
1.Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng cuộn kháng bảo hòa.
a) Khái niệm
b) Dạng đặc tính cơ và phương pháp điều chỉnh tốc độ
c) Mạch ứng dụng điển hình
2 Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi số đôi cực từ
a) Khái niệm
b) Các phương pháp đấu dây stator thường gặp và dạng đặc tính cơ của từng phương pháp
c) Đánh giá về phương pháp
Trang 173 Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng phương pháp thay đổi tầng số nguồn cung cấp
a) Khái niệm
b) Mạch ứng dụng điển hình các hệ thống biến tầng thông dụng
c) đánh giá về phương pháp
4 Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng phương pháp xung
a) Khái niệm
b) Nguyên lý làm việc dạng đặc tính cơ
d) Đánh giá về phương pháp
YÊU CẦU :
TĐĐ
TĐĐ hiểu được các mạch ứng dụng điển hình để từ đó có thể vận dụng vào các hệ thống thực tế sau này
CHƯƠNG IV : KIỂM NGHIỆM VÀ CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ
I/ Khái niệm chung về phát nóng ngụội lạnh và các chế độ làm việc của động cơ điện :
1 Sự phát nóng và ngụội lạnh của động cơ :
2 Phân loại chế độ làm việc của động cơ
a) Chế độ làm việc dài hạn
b) Chế độ làm việc ngắn hạn
c) Chế độ làm việc ngắn hạn lập lại
3.Các bước tính toán chọn công suất của động cơ:
a) Các điều kiện ban đầu để tính chọn công suất động cơ
Trang 18b) Các bước tính chọn công suất động cơ
II/ Các phương pháp tính kiểm tra công suất động cơ theo điều kiện pháy nóng :
a) phương pháp các đại lượng đẳng trị :
b) phương pháp dòng điện đẳng trị
c) phương pháp công suất đẳng trị
III/ Chọn công suất động cơ Chế độ làm việc dài hạn:
IV/ Chọn công suất động cơ Chế độ làm việc ngắn hạn:
1 Chọn công suất động cơ dài hạn phục vụ cho phụ tải ngắn hạn
2 Chọn công suất động cơ ngắn hạn phục vụ cho phụ tải ngắn hạn
a) Chọn công suất động cơ khi phụ tải ngắn hạn không đổib) Chọn công suất động cơ khi phụ tải ngắn hạn biến đổi
V/ Chọn công suất động cơ Chế độ làm việc ngắn hạn lập lại:
1.Chọn công suất động cơ khi hệ số đóng điện tương đối của phụ tải
a) Khi phụ tải ngắn hạn lập lại có trị số không đổi
b) Khi phụ tải ngắn hạn lập lại có trị số biến đổi đều
c) Khi phụ tải ngắn hạn lập lại có trị số biến đổi không đều
2.Chọn công suất động cơ khi hệ số đóng điện tương đối của phụ tải
a) Qui đổi công suất định mức của động cơ theo hệ số đóng điện tương đối của phụ tải
b) Qui đổi công suất của phụ tải hệ số đóng điện tiêu chuẩn của động cơ
YÊU CẦU :
và các chế độ làm việc của động cơ điện
suất của động cơ điện
cơ cấu sản suất yêu cầu
Trang 19CHƯƠNG V : QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ TRONG HỆ THỐNG
TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN I/ Khái niệm và những chú ý nghiên cứu quá trình quá độ trong hệ thống TĐĐ:
1 Khái niện chung về quá trình quá độ trong hệ thống TĐĐ
2 Những chú ý khi nghiên cứu quá trình quá độ
3 Trạng thái làm việc ổn định của hệ thống TĐĐ
II/ quá trình quá độ cơ học khi moment của động cơ M đc , moment cản Mc moment quán tính của hệ thống Jht đều là hằng số
1 Khi hệ thống tăng tốc độ
2 Khi hệ thống giảm tốc độ
III/ quá trình quá độ cơ học khi đặc tính cơ của động cơ là đường thẳng, Mc , Jht là hằng số :
1 Phương trình đặc tính cơ và Phương trình quá độ của động cơ
a) Phương trình đặc tính cơ
b) Phương trình chuyển động, Phương trình quá độ của động cơ
2 Quá trình quá độ cơ học của hệ thống trong các trạng thái làm việc khác nhau
a) Quá trình quá độ khi hệ thống tăng tốc độ
b) Quá trình quá độ khi hệ thống hãm động năng
c) Quá trình đảo chiều quay bằng phương pháp đảo chiều cực tính điện áp
Trang 20d) Quá trình chuyển điểm làm việc trên đặc tính cơ này sang làm việc trên đặc tính cơ khác
IV/ Quá trình quá độ cơ học khi đặc tính cơ của động cơ là đường thẳng , moment quán tính của hệ thống Jht là hằng số, moment cản
Mc biến thiên theo thời gian :
1 Quá trình quá độ cơ học khi hệ thống có moment cản Mc biến đổiđều theo thời gian và trong mỗi chu kỳ có hai giá trị không đổi
2 Quá trình quá độ cơ học khi hệ thống có moment cản Mc trong mỗichu kỳ làm việc có trị số biến đổi với nhiều khoảng thời gian khác nhaunhưng trong mỗi khoảng thời gian đó Mc là hằng số ( đồ thị phụ tảidạng hình chữ nhật không đều)
V/ Quá trình quá độ cơ học khi đặc tính cơ của động cơ là đường
thẳng , J ht là hằng số, moment cản Mc tỉ lệ bậc nhất theo tốc độ: VI/ khảo sát Quá trình quá độ cơ học bằng phương pháp đồ thị và đồ thị giải tích:
1 Phương pháp tỉ lệ
a) Khái niệm
b) Khi hệ thống khởi động hay tăng tốc độ
c) Khi hệ thống hãm hay giảm tốc độ
2 Phương pháp diện tích
a) Khái niệm
b) Các bước khảo sát tính toán
YÊU CẦU :
Trang 21YÊU CẦU CHUNG CỦA MÔN CƠ SỞ TĐĐ
việc của động cơ điện thường dùng trong hệ thống truyền động điện của các máy sản xuất
đối với các loại động cơ dùng trong các hệ thống truyền động điện thông dụng của các máy sản xuất từ đó có thể lựa chọn một cách hợp lý các phương án trang bị điện phù hợp với yêu cầu công nghệ của các máy sản xuất
quá độ cơ học của các hệ thống truyền động điện khi thay đổi trạng thái làm việc từ đó có thể xây doing được đồ thị phụ tải chính xác cho một hệ thống cụ thể
trong động cơ với các chế độ mang tải khác nhau
chọn công suất động cơ phù hợp cho các hệ thống truyền động điện của các máy sản xuất
Trang 22PHẦN A : CƠ SỞ LÝ THUYẾT
CHƯƠNG I : KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
I/ Khái niệm và phân loại về hệ thống truyền động điện :
1/ Khái niệm :
TĐĐ là hệ thống gồm có các thiết bị điện cơ dùng để truyền dẫnvà điều khiển quá trình chuyển động của máy Hay TĐĐ là 1 tập hợpgồm các thiết bị điện, điện từ phục vụ cho việc biến đổi năng lượngđiện cơ cũng như truyền tín hiệu cho máy để máy hoạt động
2/ Cấu tạo và phân loại :
+ Cấu tạo : Một hệ thống TĐĐ bao gồm 2 phần
thiết bị điều khiển, các bộ biến đổi…
Lưới
Hình 1 : Thể hiện cấu tạo của hệ truyền động+ Phân loại :
điều chỉnh về tốc độ , Moment, thay đổi vị trí
bằng chương trình
Bộ biến đổi Động cơ Máy SX
Điều khiển
Trang 23II/ Khái niệm về đặc tính cơ :
Đặc tính cơ của động cơ là quan hệ giữa tốc độ quay và Momentcủa động cơ
+ Có 2 loại đặc tính cơ :
Là khi đó động cơ được làm việc ở chế độ định mức Trên đặctính tự nhiên thì ứng với điểm moment định mức thì giá trị sẽ đạt tốcđộ định mức
Là khi đó động cơ làm việc ở chế độ có 1 trong những thông sốcủa động cơ bị thay đổi hoặc được nối thêm các điện trở và điệnkháng vào động cơ
Để đánh giá và so sánh các đặc tính cơ người ta đưa ra khái niệmđộ cứng của đặc tính cơ
β =
1 Đặc tính cơ mềm
2 Đặc tính cơ cứng
3 Đặc tính cơ tuyệt đối cứng
III/ Moment tác động trong TĐĐ :
Trong hệ thống TĐĐ thì được tác động bởi các moment sau :
chuyển động hệ thống
Trang 24 Moment cản Mc : Là moment cản của tải, nó phụ thuộc vào tínhchất phụ tải của máy SX.
Giả thiết moment quán tính của hệ thống TĐĐ là J và tốc độ
TĐĐ
Mđ - Mc =
@ Nếu moment quán tính không đổi :
Mđ - Mc = J
độ quay không đổi
@ Còn nếu vật quay với tốc độ n (Vòng/phút) thì :
* Từ đó có thể viết phương trình cơ bản của hệ thống như sau :
Mđ - Mc = J
IV/ Quy đổi các khâu cơ khí trong hệ thống TĐĐ :
Trong hệ thống TĐĐ có rất nhiều khâu khác nhau, mỗi khâu cónhiều phần tử khác nhau về tốc độ quay, về tính chất Do vậy, để hệtruyền động được thuận tiện thì phải tiến hành thay đổi, quy đổichúng về trạng thái tương đương Khi tiến hành quy đổi thì phải đảmbảo thỏa mãn các điều kiện :
Năng lượng của phần tử quy đổi hay năng lượng của hệ thốngtrước và sau khi quy đổi phải bằng nhau Đây chính là việc bảo toànnăng lượng
Hệ thống phải được giả thiết là tuyệt đối cứng có nghĩa là tronghệ thống không có phần tử đàn hồi hay khe hở không khí trên đườngtruyền năng lượng
* Những đại lượng được quy đổi trong hệ thống thường gồm :
Trang 25- Khối quán tính (m)
Mlv * = Plv
Mc = = PĐ
= η PĐ =
Mc = Mlv = Mlv + Trong đó :
- i là tỷ số truyền =
(Mc) đặt trên cầu trục :
- i là tỷ số truyền =
* Biểu thức trên chỉ đúng với trường hợp nâng tải
* Khi hạ tải thì được qui đổi :
Trang 26Wđlv = Wđ Jqđ = Jlv
Jqđ =
- i là tỷ số truyền =
Trang 27CHƯƠNG II : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆNI/ Khái niệm chung :
Đặc tính cơ là mối quan hệ giữa tốc độ và moment của động cơ
n = f(M) hay M = f (n)Ngoài ra đối với động cơ DC còn có 1 loại nữa Đó là đường đặctính cơ điện biểu diễn mối quan hệ giữa tốc độ và dòng điện trongmạch động cơ
n = f(I) hay I = f (n)
Để đơn giản thuận tiện trong tính toán, người ta có thể dùng tronghệ tương đối Muốn biểu diễn dưới dạng của hệ đơn vị tương đối ,người ta lấy giá trị thực chia cho giá trị định mức của tham số tươngứng
I* = M* =
n* = R* =
* Trị số giá trị Rcb :
tổng trở định mức nên có thể coi gần đúng
R2cb = Z2cb
Trang 28 Khi mạch roto đấu sao :
R2cb =
R2cb ∆ = 1/2 R2cb Υ
II/ Đặc tính cơ đối với động cơ DC :
1/ Động cơ DC kích từ độc lập :
+ Thành lập phương trình đặc tính cơ :
* Phương trình cân bằng sức điện động trên phần ứng của động cơ :
- N số thanh dẫn tác dụng lên phần ứng của động cơ
- a số đôi mạch nhánh song song
Trang 29Lấy giá trị I thế vào đặc tính cơ điện thì sẽ có được phương trìnhđặc tính cơ của động cơ :
n =
n =
* Đặc tính cơ tự nhiên
Khi vẽ đặc tính cơ tự nhiên thì cần xác định 2 điểm Vì qua 2điểm có thể vẽ được 1 đường thẳng
n = hay
n =
Tốc độ không tải :
no = Khi động cơ làm việc ở đặc tính cơ tự nhiên thì tốc độ n chính làtốc độ định mức
n = nđm =
- Lập tỷ số :
= + Vậy :
* Còn giá trị của moment định mức
M = 9,55
Trang 30Từ 2 điểm A(0,no) và B(Mđm,nđm) thì xác định được đường đặc tính
* Vẽ đặc tính nhân tạo bằng cách thêm điện trở phụ :
Cũng tương như khi vẽ đặc tính tự nhiên thì phải xác định 2 điểm
Từ điểm A,B xác định được đường đặc tính cơ nhân tạo của độngcơ
2/ Động cơ DC kích từ nối tiếp :
+ Phương trình đặc tính cơ :
+ Phương trình cân bằng điện áp :
RΣ= Rư + Rf + Rk
n = + Moment được tính bởi :
ktE
I
Trang 31- Nếu φ = CI
I =
n =
* Do đó hàm tốc độ có dạng Hyperbol
@ Cách vẽ đường đặc tính cơ :
- Đặc tính tự nhiên :
Dựa vào đường đặc tính vạn năng chọn tùy ý các giá trị dòng I%
trị M% và n% tương ứng Sau đó tính các giá trị n, I, M xác thựcbởi công thức
ni% = + Lập bảng giá trị :
- Đặc tính nhân tạo :
Cũng tương tự như cách vẽ đặc tính tự nhiên đặc tính lúc này còncó sự ảnh hưởng bởi giá trị điện trở được nối thêm vào
@ Trên đặc tính tự nhiên :
3/ Các tham số ảnh hưởng đến đặctính cơ của động cơ :
Từ phương trình đặc tính cơ hay đặc tính tốc độ của động cơ :
n =
Trang 32n =
# Cho thấy được đường đặc tính của động cơ phụ thuộc vào 3 yếu tố : Điện trở, điện áp và từ thông
# Ở đặc tính tự nhiên :
+ Ảnh hưởng của độ điện áp nguồn vào phần ứng :
đổi, còn độ dốc thì giữ cố định không đổi
n =
- Từ đó cho thấy khi thay đổi điện áp nguồn thì đặc tính cơ nhận được là đường thẳng song song với đường đặc tính cơ tự nhiên
+Aûnh hưởng của từ thông :
- Từ thông thay đổi thì giá trị tốc độ cũng thay đổi
Trang 33- Do vậy khi φ = Var n = Var Lúc này cả tốc độ không tải lẫn độ dốc của đường đặc tính đầu thay đổi.
giảm từ thông vì khi tính toán nhà chế tạo thường chọn từ thông định
Không được giảm từ thông quá thấp vì lúc đó sẽ ảnh hưởng đến kết cấu máy
II/ Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ ba pha :
kE =
- s hệ số trượt
s =
- n tốc độ quay
@ Phương trình đặc tính cơ thì được thành lập thì :
- Công suất điện từ chuyển từ Stator sang Rotor :
Trang 34M =
- Đó chính là phương trình đặc tính cơ
Muốn vẽ đặc tính cơ thì chỉ có một phương pháp đó là vẽ từng điểm rồi nối lại
" + " ứng với trạng thái động cơ
" - " ứng với trạng thái máy phát
- Thông thường khi tính toán người ta sử dụng phương pháp gần đúng
M = + Trong đó :
Trang 35- λM hệ số tới hạn
λM =
Sđm =2/ Các tham số ảnh hưởng đến đặc tính cơ :
hưởng đến đặc tính, mà 2 giá trị đó lại phụ thuộc vào các tham sốkhác
a/ Ảnh hưởng của điện áp nguồn :
Khi điện áp đặt vào cuộn dây Stator của động cơ giảm đi, các
và do đó giá trị moment M của động cơ sẽ bị giảm đi theo tỷ lệ bậc 2 sovới mức độ giảm điện áp
Điều này làm cho khả năng mang tải của động cơ giảm đi, đường
Trang 36b/ Ảnh hưởng của điện trở vào điện kháng trên Stator :
Khi cho thêm điện trở vào stator sẽ làm cho hệ số trượt giảmxuống
St =
Mt = + Khi có điện trở và điện kháng
St =
Mt =
+ Từ đó cho thấy khi thên điện trở và điện kháng vào stator thì moment động cơ cũng giảm khả năng mang tải của động cơ không cao
c/ Ảnh hưởng của điện trở trên mạch Roto :
Trường hợp này chỉ xảy ra đối với động cơ Roto dây quấn
* Khi thêm điện trở tr6en mạch Roto :
St =
không thay đổi
ngắn mạch của động cơ đạt giá trị cực đại
của động cơ Nhưng nếu tăng lên quá giới hạn thì dòng trong mạch
Trang 37Roto giảm đi Điều đó sẽ làm giảm công suất điện từ của động cơ vàmoment điện từ của động cơ sẽ giảm theo.
CHƯƠNG III ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ TRONG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
I Khái niệm:
-Để điều chỉnh tốc độ thì chúng ta điều chỉnh tỷ số truyền (cơ khí) màtốc độ của động cơ như cũ
Trang 38-Điều chỉnh tốc độ của động cơ điện chính là tạo ra các đặc tính cơ củaphụ tải với tốc độ mong muốn.
II Các chỉ tiêu chọn lựa phương pháp điều chỉnh
-Độ cứng của ĐTC điều chỉnh:
-Độ bằng phẳng khi điều chỉnh
(độ êm khi điều chỉnh, độ tĩnh)
-Độ cứng đánh giá bởi 2 cấp tốc độ kề nhau
ϕ = ≈ 1 [<1, >1]
là điều chỉnh thô, nhảy cấp
* Tính kinh tế của phương pháp điều chỉnh:
Giá thành ; hiệu suất động cơ cao hoặc thấp
Phương án điều chỉnh đơn giản hoặc phức tạp và dễ thay thế
III ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU.
Từ phương trình cơ bản và sơ đồ nguyên lý của động cơ điện
n =
Ta thấy có các phương pháp có thể làm thay đổi tốc độ động cơ :
Thực chất của phương pháp này đó là sự thay đổi có tính chất tổnghợp các giá trị điện trở phụ trong mạch làm việc của động cơ
Ở đây chỉ xem xét trên cơ sở các chỉ tiêu điều chỉnh tốc độ đối với từngphương pháp cụ thể
1 Điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp thay đổi điện trở phụ nối tiếptrong mạch phần ứng của động cơ
Trang 39Φ2 < Φ1 < Φđm
Từ dạng đặc tính cơ với 3 giá trị điện trở phụ khác nhau:
Rf1 > Rf : đặc tính nhân tạo 1
Rf2 > Rf1 : đặc tính nhân tạo 2
Cho nhận xét như sau:
thống càng kém đi
trở phụ một cách vô cấp
trị lớn, thiết bị cồng kềnh, có khối lượng lớn, giá thành thiết bị caonên vốn đầu tư cao
.2 Điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp giảm từ thông kích thích
M c1 : Phụ tải quạt gió
M c2 : Phụ tải máy phát
cho điện trở
M c3 : Phụ tải thế năng.
Trang 40H.III.5 Họ đặc tính cơ khi điều chỉnh tốc độ bằng giảm từ thông.
tải Ngoài ra D còn phụ thuộc cả vào các yếu tố về độ bền cơ khí,quá trình phát nhiệt do dòng điện phần ứng tăng làm xấu quá trìnhđảo chiều, thông thường D có giới hạn hẹp
nhiên, gây nên sự hạn chế phạm vi điều chỉnh D
nhỏ, chỉ dùng điều chỉnh dòng kích từ nên dễ dàng trong việc thayđổi trị số điện trở của mỗi cấp điều chỉnh
.3 Điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp rẽ mạch phần ứng
tự nhiên
4 Điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp thay đổi điện áp nguồn cungcấp
nguồn có điều chỉnh
cơ nhẹ nhàng