BẢN THUYÊT MINH về các PHIẾU THÍ NGHIỆM về ĐỘNG cơ điện 1 CHIỀU

Lời nói đầu Truyền động điện có nhiệm vụ thực công đoạn cuối công nghệ sản xuất Đặc biệt dây truyền sản xuất đại, truyền động điện đóng góp vai trò quan trọng việc nâng cao suất chất lượng sản phẩm Vì hệ truyền động điện ln ln quan tâm nghiên cứu nâng cao chất lượng để đáp ứng yêu cầu công nghệ với mức độ tự động hoá cao Ngày nay, ứng dụng tiến khoa học kỹ thuật điện tử tin học, hệ truyền động điện phát triển thay đổi đáng kể Đặc biệt công nghệ sản xuất thiết bị điện tử công suất ngày hoàn thiện, nên biến đổi điện tử công suất hệ truyền động điện đáp ứng độ tác động nhanh, độ xác cao mà góp phần làm giảm kích thước hạ giá thành hệ Chính vậy, chúng em nghiên tìm hiểu đề tài: nghiên cứu điện tử công suất hệ thống truyền động điện Sau thời gian nghiên cứư chúng em hoàn thành nội dung yêu cầu đề tài Do thời gian nghiên cứu có hạn nên khơng thể tránh khỏi sai sót, chúng em mong nhận đựoc góp ý, dẫn thêm thầy ý kiến đóng góp bạn sinh viên để đề tài chúng em hoàn thiện hơn, đáp ứng đầy đủ mục tiêu đặt Chúng em xin chân thành cảm ơn! Hưng Yên, ngày … tháng … năm 2011 Trường ĐHSP kỹ thuật Hưng Yên GVHD: Cộng Hoà Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Khoa Điện - Điện Tử o0o - Độc lập - Tự - Hạnh phúc *** - ĐỒ ÁN MƠN HỌC Nhóm sinh viên thực hiện: Khoá học Ngành đào tạo Lớp : 2009 - 2013 : Kỹ thuật điện : ĐK7.3 Tên đề tài: I Số liệu cho trước: - Các tài liệu, giáo trình chun mơn - Trang thiết bị, máy móc Xưởng thực tập II Nội dung cần hồn thành: - Phiếu thí nghiệm động điện chiều Bản thuyêt minh phiếu thí nghiệm động điện chiều Giáo viên hướng dẫn: Ngày giao đề tài : / / 2011 Nguyễn Phương Thảo Ngày hoàn thành: / / 2011 Nhận xét giáo viên hướng dẫn …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… GVHD: …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Chữ ký giang viên I PHẦN I: HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN CHIỀU MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM: Tổng quan nội dung khóa học vật tư thiết bị, Trong khóa học bạn có kiến thức thực tế chủ đề máy DC.Bằng tính tốn lý thuyết thực nghiệm vẽ đặc tính - điện (hoặc đặc tính cơ) động chiều kích từ độc lập chế độ làm việc khác * Khảo sát đặc tính tự nhiên * Khảo sát đặc tính nhân tạo giảm áp phần ứng * Khảo sát đặc tính nhân tạo có Rf * Khảo sát đặc tính nhân tạo giảm dòng kích từ GVHD: * Khảo sát chiều quay động đảo chiều kích từ * Khảo sát chiều quay động đảo chiều điện áp phần ứng * Điều khiển tốc độ cách điều chỉnh điện áp phần ứng * Điều khiển tốc độ cách điều chỉnh điện trở phụ R f phần kích từ( điều chỉnh dòng kích từ) - Xây dựng ghép nối sơ đồ mạch - Khảo sát đặc tính U(M),I(M),n(M) tự nhiên - Khảo sát đặc tính thay đổi Uư ,Rf, - sử dụng thành thạo phần mềm "ActiveDrive/ActiveServo" - Rèn khả làm việc độc lập theo nhóm Điều kiện tiên - Nguyên tắc máy điện - Nguyên tắc kỹ thuật điện - Làm để xử lý dụng cụ đo lường An toàn -Sử dụng thiết bị an toàn không xảy ngắn mạch - Điều bắt buộc tất thiết bị phải nối bảo vệ Rơle nhiệt - Luôn phải kiểm tra cẩn thận hệ thống dây điện ứng dụng Điều đặc biệt trường hợp sử dụng cho biến tần - Luôn sử dụng hộp bảo vệ trục khớp nối động module momen cản - Tuân thủ quy định chung tiêu chuẩn bảo quản thiết bị điện II CƠ SỞ LÝ THUYẾT: 1.Cấu tạo nguyên lí hoạt động động điện chiều 1.1 Cấu tạo động điện chiều 1.1 Cấu tạo động điện chiều Động gồm có hai phần stator rotor Stato gồm cuộn dây ba pha điện quấn lõi sắt bố trí vành tròn để tạo từ GVHD: trường quay Rơto hình trụcó tác dụng cuộn dây quấn lõi thép.Khi mắc động vào mạng điện xoay chiều, từ trường quay stato gây làm cho rôto quay trục Chuyển động quay rơto trục máy truyền ngồi sử dụng để vận hành máy công cụ cấu chuyển động khác 1.2 Nguyên tắc hoạt động: Stator động điện chiều thường hay nhiều cặp nam châm vĩnh cửu,hay nam châm điện,rotor có cuộn dây nối với nguồn điện chiều, phần quan trọng khác động điện chiều phận chỉnh lưu, có nhiệm vụ đổi chiều dòng điện chuyển động quay rotor lien tục Thông thường phận gồm có cổ góp chổi than tiếp xúc với cổ góp Nguyên tắc hoạt động đông điện chiều Pha 1: Từ trường rotor cực với stator, đẩy tạo chuyển động quay rotor Pha 2: Rotor tiếp tục quay Pha 3: Bộ phận chỉnh điện đổi cực cho từ trường stator rotor dấu, trở lại pha GVHD: Đồ án môn học Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Điện - Điện Tử Nếu trục động điện chiều kéo lực ngoài, động hoạt động máy phát điện chiều, tạo sức điện động cảm ứng (EMF) Khi vận hành bình thường, rotor quay phát điện áp gọi sức phản điện động (CEMF) sức điện động đối kháng, Vì đối kháng lại điện áp bên đặt vào động Sức điện động tương tự sức điện động phát động sử dụng máy phát điện (như lúc ta nối điện trở tải vào đầu động cơ, kéo trục động ngẫu lực bên ngoài) Như điện áp đặt động bao gồm thành phần: điện áp nguồn sức phản điện động 1.2.1 Đặc tính động điện chiều kích từ độc lập Sơ đồ nguyên lý Hình đơng kích từ dộc lập GVHD: Nguyễn Phương Thảo Đồ án môn học Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Điện - Điện Tử 2.Phương trình đặc tính Từ phương trình cân áp: U = E + Iư R 1.2.3.Đồ thị đặc tính ω ω0 ω Hình Đặc tính động chiều 1.3.1.Điều chỉnh cách thay đổi điện áp đặt vào phần ứng động Trong thực tế người ta thường dùng phương pháp giảm điện áp phần ứng động giữ từ thong, điện trở R = Rư Khi giảm điện áp : GVHD: Nguyễn Phương Thảo Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Điện - Điện Tử Đồ án mơn học Hình Họ đặc tính thay đổi điện áp 1.3.2.Điều chỉnh tốc độ động thay đổi từ thơng mạch kích từ động Muốn thay đổi từ thông động cơ, ta tiến hành thay đổi dòng điện kích từ động qua điện trở mắc nối tiếp mạch kích từ φ giữ điện áp U = Uưđm , điện trở R = Rư không giảm từ thông φ gần Trong thực tế người ta thường dùng phương pháp giảm từ thông Khi từ thơng φ giảm : Do ta thu họ đường đặc tính sau : GVHD: Nguyễn Phương Thảo Đồ án môn học Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Điện - Điện Tử Hinh4: Họ đặc tính thay đổi tử thơng kích tử + Nhận xét : Như giảm từ thơng tốc độ không tải tăng lên độ xụt tốc độ tăng gấp lần Do ta thu họ đường đặc tính có độ dốc có tốc độ khơng tải lớn Vì giảm từ thong tốc độ khơng tải lý tưởng đặc tính tăng, tốc độ động lớn Độ cứng đặc tính giảm Phương pháp kinh tế việc điều chỉnh tốc độ thực mạch kích từ với dòng kích từ (1 ÷ 10)% dòng định mức phần ứng 1.3.3 Điều chỉnh tốc độ động cách thay đổi điện trở phụ Trong thực tế người ta thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng động :R = RƯ + Rf , giữ điện áp U = Uđ m , từ thông φ = Ta có : Khi tăng điện trở phụ thì: Ta họ đường đặc tình sau: GVHD: Nguyễn Phương Thảo φđ m = const Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Điện - Điện Tử Đồ án môn học + Nhận xét : Khi tăng điện trở phụ mạch phần ứng động độ dốc đặc tính lớn ,đặc tính mềm độ ổn định tốc độ sai số tốc độ lớn Tốc độ không tải không đổi = ω0, độ xụt tốc độ ∆ωtăng Khi ta họ đường đặc tính nhân tạo qua điểm tốc độ không tải (0,ω) độ rốc tăng điện trở Rf lớn,tức độ cứng đặc tính giảm KẾT LUẬN : Cả phương pháp điều chỉnh tốc độ động điện chiều có phương pháp điều chỉnh tốc độ động điện chiều cách thay đổi điện áp Uư đặt vào phần ứng động tốt hay sử dụng thu đặc tính có độ cứng không đổi ,điều chỉnh tốc độ phẳng không bị tổn hao Phần II Mẫu Phiếu Thực Hành GVHD: Nguyễn Phương Thảo Đồ án môn học Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Điện - Điện Tử - Vẽ quan hệ sau: * Khi U=50V: M/Nm 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 n/(1/min) 325 290 240 190 140 - Vẽ quan hệ sau: GVHD: Nguyễn Phương Thảo I/A 0.44 0.55 0.75 0.96 1.45 U/V 67 67 67 66 66 Đồ án môn học Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Điện - Điện Tử Từ trường hợp xác định độ cứng đặc tính nhận xét thay đổi đặc tính giảm áp phần ứng, nêu ứng dụng: -Độ cứng đặc tính gần khơng thay dổi nên ta tập chung vẽ chúng đồ thị chúng song song với -Momen cản tỉ lệ thuận với dòng diện phần ừng tỉ lệ nghịch với tốc độ quay -Đặt điện áp p/ư 70V tăng mô men cản tăng dần, xác định mô men ngắn mạch động 1.25 (N.m) Thí nghiệm 3: Khảo sát đặc tính nhân tạo có R: Thực nghiệm:Khảo sát đặc tính động điện trở phần ứng thay đổi -Đặt U =200V, U k =220V, R f =100 Ω , 300  , 500  , 1k  - Đặt S03636-6V chế độ Torque Control, thực bảng sau: Khi R f =100 Ω M/Nm 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 n/(1/min) 1880 1710 1530 1300 1099 750 GVHD: Nguyễn Phương Thảo I/A 0.46 0.62 0.79 1.26 1.60 U/V 191 183 173 157 143 122 Đồ án môn học Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Điện - Điện Tử - Vẽ quan hệ sau: U=170V, đặt điện trở phụ phần ứng = 100 Ω , sau tăng dần moment, xác định mơ men ngắn mạch, dòng ngắn mạch 1.25 (N.m) Khi Rf=300 M/Nm 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 n/(1/min) 1910 1540 1192 680 150 0 - Vẽ quan hệ sau: GVHD: Nguyễn Phương Thảo I/A 0.38 0.54 0.7 0.92 1.17 0 U/V 184 154 125 84 52 0 Đồ án môn học Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Điện - Điện Tử Khi R f =500 Ω ,(Uư=180V) M/Nm 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 n/(1/min) 1600 1190 430 0 0 - Vẽ quan hệ sau: GVHD: Nguyễn Phương Thảo I/A 0.25 0.32 0.47 0 0 U/V 148 117 56 0 0 Đồ án môn học Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Điện - Điện Tử Khi Rf =1kΩ ,(Uư=106 V) M/Nm 0.0 0.1 0.4 0.6 1.0 1.2 1.4 n/(1/min) 1129 240 0 0 - Vẽ quan hệ sau: GVHD: Nguyễn Phương Thảo I/A 0.12 0.2 0 0 U/V 105 32 0 0 Đồ án môn học Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Điện - Điện Tử Nhận xét tượng trên: -Khi tăng giá trị điện trở thì: +Độ cứng đăc tính giảm +Điện áp phần ứng giảm nhanh theo momen cản +dòng điện phần ứng tăng chậm =>>dung cho việc hạn chế dòng lúc khởi động Thí nghiệm 4: Khảo sát đặc tính nhân tạo giảm dòng kích từ: - Đặt trước U f =210V,U u =200V, Rf =0  , điều chỉnh R3 cho có dòng điện I F =0,12A; 0,1A; 0,09A; 0,08A Khi If =0.12 A: M/Nm n/(1/min) GVHD: Nguyễn Phương Thảo I/A U/V Đồ án môn học Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Điện - Điện Tử 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1900 1890 1862 1834 1805 1800 1760 0.53 0.72 0.89 1.05 1.31 1.57 1.87 209 220 220 223 223 223 223 n/(1/min) 1960 1950 1943 1914 1872 1860 1846 I/A 0.57 0.77 0.97 1.2 1.44 1.65 2.1 U/V 208 215 218 219 219 219 219 - Vẽ quan hệ sau: Khi If =0,1 A: M/Nm 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 - Vẽ quan hệ sau: GVHD: Nguyễn Phương Thảo Đồ án môn học Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Điện - Điện Tử Khi If =0,09 A: M/Nm 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 - Vẽ quan hệ sau: n/(1/min) 2095 2061 2057 2034 2023 2043 2034 GVHD: Nguyễn Phương Thảo I/A 0.59 0.80 1.01 1.29 1.61 2.3 2.58 U/V 210 217 220 220 220 219 219 Đồ án môn học Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Điện - Điện Tử Khi If =0,08 A: M/Nm 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 n/(1/min) 2600 2550 2530 2510 2480 - Vẽ quan hệ sau: GVHD: Nguyễn Phương Thảo I/A 0.70 0.93 1.27 1.67 2.2 U/V 222 222 222 222 222 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Điện - Điện Tử Đồ án môn học Từ trường hợp xác định độ cứng đặc tính nhận xét thay đổi đặc tính giảm từ thông, nêu ứng dụng: -Khi thay đổi từ thơng điện áp phấn ứng gần khơng thay đổi -Tốc độ đạt đươc lớn tốc độ định mức -Dòng điện tăng nhanh theo momen cản -Khi dòng kích từ nhỏ làm cho tốc độ động tăng nhanh =>>Làm dòng phần ứng tăng nhanh =>>Gây nguy hiểm cho động =>>Ít dung ngồi thực tế GVHD: Nguyễn Phương Thảo Đồ án môn học Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Điện - Điện Tử Bài ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ A.Mục tiêu: Rèn khả xây dựng ghép nối sơ đồ mạch Khảo sát động chế độ điều chỉnh từ thong điện áp phần ứng Khảo sát tốc độ động cách thay đổi dòng cơng suất phần ứng Khảo sát hoạt động dải từ thông yếu Thiết bị cần dùng: STT Tên thiết bị SO3636-6V SE2662-2A SE2662-2B SE2672-3D SO3212-6W SO3212-6B SO3212-5F SO3212-6M SO3212-5H 10 11 SO3212-5U SO5127-1Z 12 13 14 SO5148-1F SO5126-9X SO5126-9Z GVHD: Nguyễn Phương Thảo Mô tả Phanh Servo drive/servo 0.3 kW *1 Đầ 300 W *1 Coupling guard 300 W*1 Động DC đa 300 W* Tải cho động 300 W Bộ khởi động DC motor* Bộ điều chỉnh từ thông động DC * Điện trở tải cho tập máy phát * Bộ điều chỉnh từ thông cho tập máy phát * Bộ nguồn cấp cho động điện* Đồng hồ vạn tương tự/số đo U,I,P,Q,S cos φ Bộ dây nối an toàn mm *1 Bộ rắc nối an toàn, 19/4 mm 15 Bộ rắc nối an toàn, 19/4 mm, với vỏ 5* Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Điện - Điện Tử B Tiến trình dạy học Thiết lập sơ đồ sau GVHD: Nguyễn Phương Thảo Đồ án môn học Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Điện - Điện Tử Đồ án mơn học Thí nghiệm 1: Điều khiển tốc độ cách điều chỉnh điện áp phần ứng: Yêu cầu thiết lập: - Điều chỉnh nguồn cấp phần ứng 220V - Nguồn cấp cho kích từ 210V - Bộ điện trở điều chỉnh từ thông giá trị - Khối SO3636-6V chế độ điều chỉnh mô men (Torque controll) Các bước thí nghiệm: GVHD: Nguyễn Phương Thảo Đồ án môn học Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Điện - Điện Tử - Giảm điện áp phần ứng ba giá trị: 220,190,160 V - Đo đồng thờ dòng phần ứng tốc độ n ghi vào bảng sau: Ua /V 220 190 160 n(v/p) 2105 1910 1615 Ia /A 0.36 0.47 0.51 Thí nghiệm 1: Điều khiển tốc độ cách điều chỉnh điện áp phần ứng: Yêu cầu thiết lập: - Điều chỉnh nguồn cấp phần ứng 220V - Nguồn cấp cho kích từ 210V - Bộ điện trở điều chỉnh từ thông giá trị - Khối SO3636-6V chế độ điều chỉnh mô men (Torque controll) * Vẽ đặc tính n(M) sử dụng phần mềm "ActiveDrive/ActiveServo" Đặt trước: - Phanh: + Chọn PC mode - Điện trở kích từ đặt giá trị - Đặt nguồn DC mạch phần ứng giá trị điện áp 220/190/160 V - Đặt nguồn DC mạch kích từ 210V Các bước thí nghiệm: - khởi động phần mềm "ActiveDrive/ActiveServo" - menu chọn setting → Operating mode → Torque control - Động đặt mô men định mức - Nhãn sơ đồ đặt nhờ vào nhấn Ctrl+chuột phải →Add label - Ghi lại tất đặc tính tải ứng với giá trị điện áp phần ứng - Sau hoàn thiện việc đo dạc ta xuất sơ đồ đặc tính tới khơng gian - Tính tốn giá trị mơ men motor nhờ vào biểu thức toán học sau: M=P2/ ω - Đặt tên nhãn đặc tính n(M) ứng ví giá trị U a =220,190,160V Thí nghiệm 2: Điều khiển tốc độ cách điều chỉnh điện trở phụ R f phần kích từ( điều chỉnh dòng kích từ) u cầu đặ trước: - Chọn chế độ “ Torque Control ” GVHD: Nguyễn Phương Thảo Đồ án môn học Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Điện - Điện Tử - Điện trở phụ phần kích từ để giá trị nhỏ Ω (Chú ý : Loại 0,3kW~2,2k  ; loại 1kW ~680  ) - Khối nguồn cấp(Mạch phần ứng kích từ) 220/210V Các bước thí nghiệm: - Bật khối nguồn cấp DC - Đặt giá trị R f mạch kích từ giá trị khác để có tốc độ bảng sau - Ở giá trị R f đo dòng I f điền vào bảng sau n(Vg/phút) 2100 2300 2600 Sau thiết lập đồ thị sau: GVHD: Nguyễn Phương Thảo If/A 0.47 0.53 0.64 ... SỞ LÝ THUYẾT: 1. Cấu tạo nguyên lí hoạt động động điện chiều 1. 1 Cấu tạo động điện chiều 1. 1 Cấu tạo động điện chiều Động gồm có hai phần stator rotor Stato gồm cuộn dây ba pha điện quấn lõi... trước: - Các tài liệu, giáo trình chun mơn - Trang thiết bị, máy móc Xưởng thực tập II Nội dung cần hoàn thành: - Phiếu thí nghiệm động điện chiều Bản thuyêt minh phiếu thí nghiệm động điện chiều. .. II Các thiết bị phục vụ thí nghiệm ST T 10 11 12 13 14 III Mã số Phanh Servo drive/servo 0.3 kW *1 Ống nối cao su 300W *1 Bảo vệ ống nối 300W *1 Động DC đa 300W *1 Tải cho động 300 W Bộ khởi động