CHƯƠNG II đặc TÍNH cơ của ĐỘNG cơ điện

CHƯƠNG II ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN I/ Khái niệm chung : Đặc tính mối quan hệ tốc độ moment động n = f(M) hay M = f (n) Ngoài động DC có loại Đó đường đặc tính điện biểu diễn mối quan hệ tốc độ dòng điện mạch động n = f(I) hay I = f (n)  Có loại đặc tính : Đặc tính nhân tạo đặc tính tự nhiên Để đơn giản thuận tiện tính toán, người ta dùng hệ tương đối Muốn biểu diễn dạng hệ đơn vị tương đối , người ta lấy giá trị thực chia cho giá trị định mức tham số tương ứng  Các giá trị định mức : Uđm, Iđm, Wđm, Mđm, nđm, φđm …  Các giá trị tương đối :U*, I*, W*, M* , n *,φ* … U* = hay U*% = I* = n* = 100% M* = R* = * Trị số giá trị Rcb :  Ở động DC : Rcb =  Ở động không đồng : Điện kháng pha nhỏ so với tổng trở định mức nên coi gần R2cb = Z2cb  Khi mạch roto đấu : R2cb = E2nm : suất điện động Roto I2đm : Dòng định mức roto  Khi mạch Roto đấu tam giác : R2cb∆ = 1/2 R2cbΥ II/ Đặc tính động DC : 1/ Động DC kích từ độc lập : + Thành lập phương trình đặc tính : * Phương trình cân sức điện động phần ứng động : U = E + RΣI RΣ = Rư + R f  E = U - (Rư + Rf)I + Mặt khác : E = CEφn CE = - CE hệ số cấu tạo động - N số dẫn tác dụng lên phần ứng động - a số đôi mạch nhánh song song n= Đây đặc tính điện động Đường biểu diễn mối quan hệ tốc độ dòng phần ứng - Bên cạnh : Moment điện từ động sinh xác định M = CMφI - CM hệ số moment động CM =  I = Lấy giá trị I vào đặc tính điện có phương trình đặc tính động : n= n=  Cách vẽ đặc tính : * Đặc tính tự nhiên Khi vẽ đặc tính tự nhiên cần xác định điểm Vì qua điểm vẽ đường thẳng  Điểm : Xác định tốc độ không tải lý tưởng n= hay n=  Tốc độ không tải : no = Khi động làm việc đặc tính tự nhiên tốc độ n tốc độ định mức n = nđm = - Lập tỷ số : = + Vậy : no = nđm @ Do điểm cần xác định : A(0,no)  Điểm : Xác định điểm giá trị tốc độ moment đạt trạng thái định mức:B (Mđm,nđm) Từ công thức suy giá trị nđm, * Còn giá trị moment định mức P=M* ω=M M = 9,55  Mđm = 9,55  Kết luận : Từ điểm A(0,no) B(Mđm,nđm) xác định đường đặc tính tự nhiên * Giá trị Rư : Rư = * Độ cứng đặc tính : βTN = = * Vẽ đặc tính nhân tạo cách thêm điện trở phụ : Cũng tương vẽ đặc tính tự nhiên phải xác định điểm  Điểm : Xác định tốc độ không tải lý tưởng no = - Vậy : A(0,no)  Điểm : Xác định điểm mà giá trị đạt trạng thái định mức động nnt = nTN = + Lập tỷ số : nnt = nTN * Vậy điểm : B (Iđm,nnt) Từ điểm A,B xác định đường đặc tính nhân tạo động 2/ Động DC kích từ nối tiếp : + Phương trình đặc tính : E kt I + Phương trình cân điện áp : U = RΣ I + E RΣ = R + Rf + R k E = CEφn n= + Moment tính : M = CMIφ - Nếu φ = CI  M = CMkI2  I= n= * Do hàm tốc độ có dạng Hyperbol @ Cách vẽ đường đặc tính : - Đặc tính tự nhiên : Dựa vào đường đặc tính vạn chọn tùy ý giá trị dòng I% Dựa vào đường U% = ϕ(I%) M% = δ(I%) để xác định giá trị M% n% tương ứng Sau tính giá trị n, I, M xác thực công thức Ii % = Mi% = ni% = + Lập bảng giá trị : n I M n1 I1 M1 n2 I2 M2 n3 I3 M3 n4 I4 M4 … … … … … … nn In Mn - Dựa vào giá trị bảng vẽ đường đặc tính tự nhiên động - Đặc tính nhân tạo : Cũng tương tự cách vẽ đặc tính tự nhiên đặc tính lúc có ảnh hưởng giá trị điện trở nối thêm vào @ Trên đặc tính tự nhiên : nTN = @ Khi thêm điện trở phụ Rt nNT = @ Chọn I cố định, lập tỷ số = Rồi tương tự lập bảng giá trị đặc tính tự nhiên Dựa vào bảng giá trị vẽ đường đặc tính nhân tạo 3/ Các tham số ảnh hưởng đến đặctính động : Từ phương trình đặc tính hay đặc tính tốc độ động : n= n= # Cho thấy đường đặc tính động phụ thuộc vào yếu tố : Điện trở, điện áp từ thông + Anh hưởng điện trở Rf mạch phần ứng : # Ở đặc tính tự nhiên : n= # Ở đặc tính nhân tạo : n= - Từ cho thấy thay đổi điện trở mạch phần ứng tốc độ không tải lý tưởng : no = - Còn tốc độ dốc hay độ biến thiên tốc độ ∆n ∆n = Lúc đường đặc tính thay đổi có độ cứng mềm Điều có nghĩa độ dốc tỷ lệ nghịch với độ cứng + Ảnh hưởng độ điện áp nguồn vào phần ứng : Khi thay đổi điện áp nguồn tốc độ không tải lý tưởng no thay đổi, độ dốc giữ cố định không đổi n= - Từ cho thấy thay đổi điện áp nguồn đặc tính nhận đường thẳng song song với đường đặc tính tự nhiên n no no1 no2 TN NT1 NT2 I +Anh hưởng từ thông : - Từ thông thay đổi giá trị tốc độ thay đổi n= - Do φ = Var  n = Var Lúc tốc độ không tải lẫn độ dốc đường đặc tính đầu thay đổi + Chú ý : Khi thay đổi φ thông thường người ta có khuynh hướng giảm từ thông tính toán nhà chế tạo thường chọn từ thông định mức φđm từ thông bảo hòa Không giảm từ thông thấp lúc ảnh hưởng đến kết cấu máy φ giảm  n tăng mà Inm cố định  M giảm II/ Đặc tính động không đồng ba pha : 1/ Phương trình đặc tính : - I1 Dòng chạy Stator - I2 Dòng từ hóa - I2' Dòng Roto qui đổi Stator I2' = kII2 * kI hệ số qui đổi dòng kI = - E2 suất điện động định mức Roto - U1 Điện áp dây định mức nguồn kE = - s hệ số trượt s= - no tốc độ từ trường = 60f/p - n tốc độ quay X'2 = kx * X2 R'2 = kR * R2 Kx = kR = kEkI - Từ tất công thức :  I'2 = Phương trình phương trình đặc tính tốc độ động @ Phương trình đặc tính thành lập : - Công suất điện từ chuyển từ Stator sang Rotor : P12 = Mđt Pcơ = Mcơ  ∆Pcu = P12 - Pcơ = M ∆Pcu2 = 3I'2R'2 = M M = hay M= - Đó phương trình đặc tính Muốn vẽ đặc tính có phương pháp vẽ điểm nối lại - Mt giá trị moment lớn gọi moment tới hạn - St hệ số trượt ứng với Mt Lấy = Mt, St Mt = ± St = ± + Trong : Xn = X1 + X'2 " + " ứng với trạng thái động " - " ứng với trạng thái máy phát - Thông thường tính toán người ta sử dụng phương pháp gần M= + Trong :  = - Khi điện trở không đáng kể so với điện kháng : S t = ; Mt = M= - Khi R1 ≈ R2  ε ≈ st M= =  St =  St ≈ Sđm [ λM ± ] - λM hệ số tới hạn λM = Mđm = 9550 Sđm = 2/ Các tham số ảnh hưởng đến đặc tính : Từ phương trình đặc tính có giá trị S t, Mt gây ảnh hưởng đến đặc tính, mà giá trị lại phụ thuộc vào tham số khác a/ Ảnh hưởng điện áp nguồn : Khi điện áp đặt vào cuộn dây Stator động giảm đi, thông số khác giữ nguyên có giá trị moment tới hạn M t thay đổi giá trị moment M động bị giảm theo tỷ lệ bậc so với mức độ giảm điện áp Điều làm cho khả mang tải động giảm đi, đường đặc tính thu hẹp lại Do độ dốc đường đặc tính giảm β giảm Mt =  M= M=  dM = dS n = no (1 - S) dn = - nods  dM = β= =S St M3 M2 M1 M b/ Ảnh hưởng điện trở vào điện kháng Stator : Khi cho thêm điện trở vào stator làm cho hệ số trượt giảm xuống St = Mt = + Khi có điện trở điện kháng St = Mt = + Từ cho thấy thên điện trở điện kháng vào stator moment động giảm  khả mang tải động không cao c/ Ảnh hưởng điện trở mạch Roto : Trường hợp xảy động Roto dây quấn * Khi thêm điện trở tr6en mạch Roto : St = Do hệ số trượt tăng lên, moment tới hạn M t không phụ thuộc vào R2f nên moment M động giữ nguyên không thay đổi Tuy nhiên khoảng < St < Rf tăng moment ngắn mạch động tăng lên Với giá trị R f thích hợp, st = moment ngắn mạch động đạt giá trị cực đại Nếu Rf tăng cao, st > moment ngắn mạch giảm xuống Do tăng Rf mạch Roto làm tăng moment khởi động động Nhưng tăng lên giới hạn dòng mạch Roto giảm Điều làm giảm công suất điện từ động moment điện từ động giảm theo [...]... số khác a/ Ảnh hưởng của điện áp nguồn : Khi điện áp đặt vào cuộn dây Stator của động cơ giảm đi, các thông số khác giữ nguyên thì chỉ có giá trị moment tới hạn M t thay đổi và do đó giá trị moment M của động cơ sẽ bị giảm đi theo tỷ lệ bậc 2 so với mức độ giảm điện áp Điều này làm cho khả năng mang tải của động cơ giảm đi, đường đặc tính thu hẹp lại Do đó độ dốc của đường đặc tính giảm đi vì β giảm... b/ Ảnh hưởng của điện trở vào điện kháng trên Stator : Khi cho thêm điện trở vào stator sẽ làm cho hệ số trượt giảm xuống 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... suất điện từ chuyển từ Stator sang Rotor : P12 = Mđt Pcơ = Mcơ  ∆Pcu = P12 - Pcơ = M ∆Pcu2 = 3I'2R'2 = M M = hay M= - 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 - Mt giá trị moment lớn nhất gọi là moment tới hạn - St hệ số trượt ứng với Mt Lấy = 0 Mt, St Mt = ± St = ± + Trong đó : Xn = X1 + X'2 " + " ứng với trạng thái động cơ. .. Nếu Rf tăng quá cao, st > 1 thì moment ngắn mạch giảm xuống Do đó khi tăng Rf trong mạch Roto thì sẽ làm tăng moment khởi động của động cơ Nhưng nếu tăng lên quá giới hạn thì dòng trong mạch Roto giảm đi Điều đó sẽ làm giảm công suất điện từ của động cơ và moment điện từ của động cơ sẽ giảm theo ... đối với động cơ Roto dây quấn * Khi thêm điện trở tr6en mạch Roto : St = Do đó hệ số trượt được tăng lên, còn đối với moment tới hạn M t không phụ thuộc vào R2f nên moment M của động cơ giữ nguyên không thay đổi Tuy nhiên trong khoảng 0 < St < 1 khi Rf tăng thì moment ngắn mạch của động cơ tăng lên Với giá trị R f thích hợp, st = 1 thì moment ngắn mạch của động cơ đạt giá trị cực đại Nếu Rf tăng quá... phát - Thông thường khi tính toán người ta sử dụng phương pháp gần đúng M= + Trong đó :  = - Khi điện trở không đáng kể so với điện kháng : S t = ; Mt = M= - Khi R1 ≈ R2  ε ≈ st M= =  St =  St ≈ Sđm [ λM ± ] - λM hệ số tới hạn λM = Mđm = 9550 Sđm = 2/ Các tham số ảnh hưởng đến đặc tính cơ : Từ phương trình đặc tính trên chỉ có 2 giá trị S t, Mt là gây ảnh hưởng đến đặc tính, mà 2 giá trị đó lại