CHƯƠNG 3 ĐỘNG cơ điện một CHIỀU

CHƯƠNG 3: ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU  Đại cương  Mở máy động cơ điện một chiều  Mở máy trực tiếp  Mở máy nhờ biến trở  Mở máy bằng cách giảm điện áp  Đặc tính cơ của động cơ điện một chiều.  Đặc tính cơ của động cơ thích song song  Đặc tính cơ của động cơ kích thích nối tiếp  Đặc tính cơ của động cơ kích thích hỗn hợp.  Các đặc tính làm việc của động cơ điện một chiều. §1. ĐẠI CƯƠNG • Động cơ điện một chiều bao gồm các loại sau Động cơ kích Động cơ kích Động cơ kích thích song song thích nối tiếp thích hỗn hợp §2. MỞ MÁY ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 1. Yêu cầu  Mô men mở máy càng lớn càng tốt để dễ dàng thích ứng với tải  Dòng điện mở máy càng bé càng tốt Chú ý : Khi mở máy, bao giờ cũng phải bảo đảm Φ = Φmax để mô men mở máy lớn. Do đó biến trở điều chỉnh i t phải ở vị trí min. Không được để đứt mạch kích thích vì nếu đứt mạch kích thích thì Φ = 0 và M = 0 nên động cơ không quay. Kết quả là Eư = 0 nên Iư rất lớn. 2. Các phương pháp mở máy a. Mở máy trực tiếp  Phương pháp này được thực hiện bằng cách đóng thẳng động cơ vào nguồn.  Tại t = 0, n = 0 nên E = CeΦn = 0, dòng điện mở máy lúc đó là: U − Eu U Ik = = Ru Ru  Vì Rư* = 0.02 – 0.1 nên Ik = (50 ÷10)Iđm  Phương pháp này chỉ dùng cho động cơ có P nhỏ. b. Mở máy bằng biến trở  Để giảm dòng điện mở máy, ta nối nối tiếp phần ứng với điện trở.  Dòng điện mở máy: U − Ei I ki = R u + R ki K1 K2 R1 R2 K3 R3  Điện trở Ri được chọn sao cho Ik = (1,4 - 1,7)Iđm đối với động cơ lớn và Ik= (2,0 - 2,5)Iđm với động cơ bé.  Trong quá trình mở máy, dòng điện, mô K1 K2 R1 R2 K3 R3 men, tốc độ biến thiên như hình bên.  Số bậc và điện trở mỗi bậc được tính sao n cho dòng điện max và M min ở các bậc như nhau. I t1 t2 t3 t c. Mở máy bằng điện áp thấp (Uk < Uđm)  Lúc này ta phải dùng một nguồn độc lập có thể điều chỉnh U để cung cấp cho động cơ  Phương pháp này thường dùng để mở máy kết hợp với điều chỉnh n §3. ĐẶC TÍNH CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 1. Đặc tính cơ của động cơ điện một chiều  Đặc tính cơ của động cơ điện là quan hệ n = f(M)  Từ biểu thức s.đ.đ và phương trình điện áp của động cơ một chiều ta có: Eu U − I uR u n= = Ce Φ Ce Φ M = C M ΦI u } U Ru − M  n= 2 Ce Φ Ce C M Φ  Sự làm việc ổn định là một trong các yêu cầu đối với hệ thống truyền động.  Ta xét sự làm việc ổn định của hệ có đặc tính cơ như các hình sau. M M M Mc Mc P P M n  Điều kiện ổn định: dM dM c < dn dn n  Từ biểu thức đặc tính cơ, ta thấy để điều chỉnh n ta có thể:  Thay đổi từ thông Φ  Phương pháp này được dùng tương đối phổ biến  Hiệu suất η không đổi trong quá trình điều chỉnh  Do khi mở máy Φ = Φ max nên khi điều chỉnh Φ giảm và n tăng.  Thêm điện trở vào mạch phần ứng  Chỉ cho phép điều chỉnh n dưới định mức  Hiệu suất η khi điều chỉnh giảm  Phương pháp này được dùng để điều chỉnh n ở động cơ có công suất nhỏ.  Thay đổi điện áp U  Chỉ cho phép điều chỉnh n dưới định mức  Cần có nguồn riêng có thể điều chỉnh U 2. Điều chỉnh n động cơ điện một chiều a. Động cơ kích thích song song  Đặc tính cơ  Khi U = const, it = const thì n no Φ = const U Ru n= − 2 = n o − kM Ce Φ Ce CM Φ M  Đặc tính n = f(M) là đường thẳng  Vì Rư rất bé nên khi tải thay đổi từ 0 đến định mức, ∆n = (2 ÷ 8)%  Đặc tính cơ rất cứng, phù hợp cho các máy cắt gọt kim loại  Điều chỉnh n bằng cách thay đổi Φ n n Φ2 < Φ1 n Iư Φ1 Φ2 M t  Phạm vi điều chỉnh bị hạn chế bởi điều kiện đổi chiều  Điều chỉnh n bằng cách nối thêm Rf vào mạch phần ứng  Khi nối thêm Rf ta có (R u + R f ) n = no − M k n n R1 < R2 Iư n R2 R1 M t  Theo phương pháp này no = const, khi tăng Rf độ dốc của đặc tính cơ tăng lên, tức là tốc độ thay đổi nhiều hơn khi tải thay đổi. Ví dụ: Một động cơ kích thích song song 18kW, 240V, 800 v/ph tiêu thụ từ lưới điện 90A khi tải định mức. Khi nối phần ứng động cơ với điện trở 2Ω thì tốc độ còn 600v/ph. Điện trở của phần ứng là 0.2Ω và điện trở mạch kích thích là 100Ω. Tính dòng điện phần ứng Dòng điện kích thích: U 240 it = = = 2.4A R t 100 Dòng điện phần ứng: I u1 = I − i t = 90 − 2.4 = 87.6A Do dòng điện kích thích không đổi nên: n1 U − I u1R u = n 2 U − I u2 (R u + R f )  Iu2 Iu2 n2 U − ( U − I u1R u ) n1 = (R u + R f ) 600 240 − ( 240 − 87.6 × 0.2 ) 800 = (0.2 + 2) = 33.2455A  Điều chỉnh n bằng cách thay đổi U  Khi giảm U ta sẽ được một họ n đặc tính có cùng độ dốc b. Động cơ kích thích nối tiếp U2  Đặc tính cơ Iu = it Φ = kΦIu U2 < U1 U1 M  Khi it < 0.8Iđm thì kΦ = const, khi it > 0.8Iđm thì kΦ giảm đi một ít Φ2 M = C M ΦI u = C M kΦ Φ2 M = C M ΦI u = C M kΦ n CM U Ru n= − Ce k Φ M Ce k Φ U ≈ M C2 M= 2 n  Điều chỉnh n bằng cách thay đổi Φ  Để điều chỉnh ta dùng một trong các sơ đồ sau M R a Nt N1t b c  Sơ đồ a và b cho cùng một kết quả. Sau khi điều chỉnh it = kI R k= [...]... nối tiếp  Động cơ kích thích hỗn hợp được dùng khi cần Mk lớn 3 Đặc tính làm việc của động cơ điện một chiều  Đặc tính làm việc của động cơ điện một chiều là quan hệ n, M, η = f(Iư)  n = f(Iư) có dạng đặc tính cơ  M = CMΦIư nên ở động cơ kích M=f(Iư) thích có song dạng 7 song đường 6 5 η 1 thẳng 3  M = f(Iư) của động cơ kích thích 4 nối tiếp có dạng 2 Iư parabol  M = f(Iư) của động cơ kích thích... đường 5 4 3 1 M c Động cơ kích thích hỗn hợp  Đặc tính cơ  Động cơ kích từ hỗn hợp n 2 thường cuộn kích thích tiếp được nối thuận do đó đặc tính cơ có dạng trung gian 4 1 giữa đặc tính cơ của động 3 cơ kích thích song song và M đặc tính cơ của kích thích nối tiếp  Động cơ kích thích hỗn hợp được điều chỉnh tốc độ như động cơ kích thích song song tuy có thể dùng các phương pháp như động cơ kích thích... tải thay đổi Ví dụ: Một động cơ kích thích song song 18kW, 240V, 800 v/ph tiêu thụ từ lưới điện 90A khi tải định mức Khi nối phần ứng động cơ với điện trở 2Ω thì tốc độ còn 600v/ph Điện trở của phần ứng là 0.2Ω và điện trở mạch kích thích là 100Ω Tính dòng điện phần ứng Dòng điện kích thích: U 240 it = = = 2.4A R t 100 Dòng điện phần ứng: I u1 = I − i t = 90 − 2.4 = 87.6A Do dòng điện kích thích không... Thêm điện trở vào mạch phần ứng  Chỉ cho phép điều chỉnh n dưới định mức  Hiệu suất η khi điều chỉnh giảm  Phương pháp này được dùng để điều chỉnh n ở động cơ có công suất nhỏ  Thay đổi điện áp U  Chỉ cho phép điều chỉnh n dưới định mức  Cần có nguồn riêng có thể điều chỉnh U 2 Điều chỉnh n động cơ điện một chiều a Động cơ kích thích song song  Đặc tính cơ  Khi U = const, it... − I u1R u ) n1 = (R u + R f ) 600 240 − ( 240 − 87.6 × 0.2 ) 800 = (0.2 + 2) = 33 .2455A  Điều chỉnh n bằng cách thay đổi U  Khi giảm U ta sẽ được một họ n đặc tính có cùng độ dốc b Động cơ kích thích nối tiếp U2  Đặc tính cơ Iu = it Φ = kΦIu U2 < U1 U1 M  Khi it < 0.8Iđm thì kΦ = const, khi it > 0.8Iđm thì kΦ giảm đi một ít Φ2 M = C M ΦI u = C M kΦ Φ2 M = C M ΦI u = C M kΦ n CM U Ru n= − Ce k Φ... đặc tính của động cơ kích thích song song và đặc tính của động cơ kích thích nối tiếp 4 Ảnh hưởng của bão hòa mạch từ  Do mạch từ bão hòa nên từ thông không tỉ lệ với s.t.đ Fδ = Fss + Fnt - Fư  Trong đó: Fδ - s.t.đ tổng Fss – s.t.đ của cuộn kích thích song song Fnt – s.t.đ của cuộn kích thích nối tiếp Fư – s.t.đ của cuộn dây phần ứng Khi có dấy quấn bù, ta coi Fư = 0  Mô men của động cơ: M = C M... Ce k Φ U ≈ M C2 M= 2 n  Điều chỉnh n bằng cách thay đổi Φ  Để điều chỉnh ta dùng một trong các sơ đồ sau M R a Nt N1t b c  Sơ đồ a và b cho cùng một kết quả Sau khi điều chỉnh it = kI R k= ... chỉnh U để cung cấp cho động  Phương pháp thường dùng để mở máy kết hợp với điều chỉnh n 3 ĐẶC TÍNH CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU Đặc tính động điện chiều  Đặc tính động điện quan hệ n = f(M) ...§1 ĐẠI CƯƠNG • Động điện chiều bao gồm loại sau Động kích Động kích Động kích thích song song thích nối tiếp thích hỗn hợp §2 MỞ MÁY ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU Yêu cầu  Mô men mở máy... dòng điện mở máy, ta nối nối tiếp phần ứng với điện trở  Dòng điện mở máy: U − Ei I ki = R u + R ki K1 K2 R1 R2 K3 R3  Điện trở Ri chọn cho Ik = (1,4 - 1,7)Iđm động lớn Ik= (2,0 - 2,5)Iđm với động