NGHIÊN CỨU ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP (KTĐL)

Nghiên cứu tổng quan về cấu tạo; nguyên lý hoạt động của động cơ một DC KTĐL:; cáccông thức tính toán, đặc tính liên quan, thiết kế mạch điều khiển, mạch công suất (chỉnhlưu cầu 1 pha điều khiển đối xứng có đảo chiều quay); Tính toán các thông số của một sốtrạng thái tiêu biểu và các phương pháp điều khiển tốc độ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN MÔN HỌC TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG Đề tài: NGHIÊN CỨU ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP (KTĐL) GVHD: TS Trần Quang Thọ SVTH: + Lê Thanh Liêm - 17542031 + Nguyễn Quốc Lưu – 17542038 + Nguyễn Kim Ngân – 17542040 Lớp: 17542DLU1 Tp HCM ngày 15tháng 05 năm 2019 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN…………………………………………………………………………… LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI………………………………………………………………… MỤC TIÊU CHÍNH CỦA ĐỀ TÀI……………………………………………………… NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN………………………………………… CHƯƠNG 1.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU……………… 1.1 nguyên lý cấu tạo động điện chiều…………………………………… 1.1.1 Cấu tạo chung động điện chiều……………………………………… 1.1.2 Nguyên lý làm việc động điện chiều………………………………… 1.2- Động điện chiều kích từ độc lập song song…………………………… 1.3 - Phương trình đặc tính cơ………………………………………………………… 1.4 - Ảnh hưởng thông số với đặc tính …………………………………… 1.5 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ………………………………… 1.5.1 Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện áp phần ứng………………………… 1.5.2 Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi từ thôn…………………………………… 1.5.3 Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện trở mạch phần ứng……………… 1.6 Chỉnh lưu cầu pha điều khiển đối xứng………………………………………… CHƯƠNG 2.TÍNH TỐN LÝ THUYẾT VỀ CÁC ĐẶC TINH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN CHIỀU KÍCH………………………………………………………………………… 2.1 Bài thí nghiệm xây dựng đặc tính động điện chiều kích từ độc lập………………………………………………………………… 2.1.1 Xây dựng đặc tính theo lý thuyết…………………………………………… 2.1.2 Vẽ đường đặc tính giảm từ thơng ứng với……………………………………… LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành thầy cô trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật, đặc biệt thầy cô khoa Điện – Điện Tử trường truyền đạt cho chúng em nhiều kiến thức bổ ích suốt thời gian học lớp Và em xin chân thành cám ơn thầy Trần Quang Thọ nhiệt tình hướng dẫn hướng dẫn em hoàn thành tốt báo cáo đồ án môn học truyền động điện tự động Nếu lời hướng dẫn, dạy bảo thầy em nghĩ báo cáo nhóm em khó hồn thành Trong q trình làm báo cáo đồ án mơn học khó tránh khỏi sai sót, mong thầy bỏ qua Đồng thời kiến thức kinh nghiệm thực tiễn hạn chế nên báo cáo tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận ý kiến đóng góp thầy để em học thêm nhiều kinh nghiệm hoàn thành báo cáo tốt Chúng em xin chân thành cảm ơn! Trang LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Ngày sống hàng ngày thường xuyên gặp hệ truyền động điện nơi đâu Như nhà máy xí nghiệp phương tiện lao động, máy bào , máy đo Trong sống hàng ngày cần sử dụng nhiều thang máy Như nói truyền động điện khẳng định vai trị sống lao động sản xuất Do phát triển ngày mạnh mẽ kỹ thuật điện tử tin học nên hệ truyền động điện có bước phát triển nhảy vọt Việc ứng dụng tin học kỹ thuật điện tử với thiết bị đại lập trình PLC, CNC, cảm ứng điện tử Thyristor điều khiển vào hệ truyền động điện làm cho hệ truyền động điện ngày có ưu điểm bật so với hệ truyền động cũ : Dải điều chỉnh rộng, độ tin cậy cao, gọn nhẹ khả tự động hoá cao Ở nước ta u cầu cơng nghiệp hố, đại hoá đất nước nên ngày xuất nhiều dây truyền sản xuất có mức độ tự động hoá cao với hệ truyền động đại Việc xuất hệ truyền động đại thúc đẩy phát triển, nghiên cứu, đào tạo ngành tự động hoá nước ta tiếp thu khoa học kỹ thuật đại nhằm tạo hệ truyền động mớivà hồn thiện hệ truyền động cũ MỤC TIÊU CHÍNH CỦA ĐỀ TÀI Nghiên cứu tổng quan cấu tạo; nguyên lý hoạt động động DC KTĐL:; cơng thức tính tốn, đặc tính liên quan, thiết kế mạch điều khiển, mạch công suất (chỉnh lưu cầu pha điều khiển đối xứng có đảo chiều quay); Tính tốn thơng số số trạng thái tiêu biểu phương pháp điều khiển tốc độ Trang NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… Trang CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU Trong ngành sản xuất nay,các công nghệ tiên tiến,các dây truyền thiết bị hiên đại đac thâm nhập vào nước ta.Vớí sách mở cửa đảng nhà nước,chắc chắn kỹ thuật tiên tiến giới ngày thâm nhập vào Việt Nam.tác dụng công nghệ dây truyền, thiết bị đại góp phần tích cực thúc đẩy nghiệp cơng nghiệp hố đại hố.Các máy điện đại lĩnh vực đa phần hoạt động nhờ vào điện thông qua thiết bị chuyển đổi điện thành năng, nhiệt cá dây truyền đại , thiết bị máy móc khác muốn hoạt động, vận hành khơng thể không kể đến động điện.Đặc biệt báo cáo em muốn đề cập sâu động điện chiều Trong nhiều máy móc cần đến loại động điện chiều với mức công suất to nhỏ khác phù hợp với chức hoạt động Động điện chiều dùng để biến đổi điện thành hay thành điện (khi hãm) Trong động điện có nhiều loại khác như: Động điện xoay chiều ba pha khơng đồng Rotor lồng sóc hay dây quấn, động điện xoay chiều ba pha có cổ góp Động điện chiều co loại: +Động điện chiều kích từ độc lập +Động điện chiều kích từ song song +Động đện chiều kích từ nối tiếp +Động điện chiều kích từ hỗn hợp hay kích từ nam châm vĩnh cửu Nói tóm lại động điện chiều sử dụng rộng rãi phổ biến dây truyền thiết bị,các cấu vận hành thang máy,máy nâng Nó có vai trị quan trọng Trang cần thiết q trình cơng nghiệp hố đại hoá đất nước ta nay.Với cấu tạo khơng q phức tạp khó khăn cho chung ta chế tạovà sửa chữa nó.Góp phần cải thiện sống, sức lao động người nói chung nhân dân Việt Nam ta nói riêng 1.1 nguyên lý cấu tạo động điện chiều Khi đặt vào từ trường dây dẫn cho dịng điện chạy qua dây dẫn từ trường tác dụng lực từ vào dòng điện (vào dây dẫn) làm dây dẫn chuyển động.Chiều từ lực xác định quay tắc bà tay trái.Động điện nói chung động điện chiều nói riêng chúng hoatj đơng theo quy tắc 1.1.1 Cấu tạo chung động điện chiều: - Cấu tạo :Cấu tạo động điện chiều gồm phần phần tĩnh ( Stator ) phần động ( Rotor ) + Phần tĩnh gồm có : Cực từ : Cực từ phần sinh từ trường gồm có lõi sắt cuộn dây : Lõi sắt cực từ làm từ thép kỹ thuật thép cacbon dầy : 0,5 1 mm ép lại với tán chặt thành khối cực từ gắn vào vỏ máy bulông Một cặp cực từ (đôi cực) gồm hai cực nam - bắc đặt đối xứng với qua trục động cơ, tuỳ theo động mà động có 1,2,3, máy điện nhỏ cực từ làm thép khối Dây quấn kích từ làm dây đồng có tiết diện tròn chữ nhật sơn cách điện quấn thành cuộn Các cuộn dây mắc nối tiếp với Các cuộn dây bọc cách điện cẩn thận trước đặt vào cực từ Trang Cực từ phụ : Cực từ phụ đặt cực từ để cải thiện tình trạng đổi chiều Cực từ phụ làm thép khối đặt cuộn dây quấn Dây quấn cực từ phụ tương tự dây quấn cực từ Gông từ : Gông từ phần nối tiếp cực từ Đồng thời gông từ làm vỏ máy , từ thơng móc vịng qua cuộn dây khép kín chạy mạch từ Trong máy điện lớn gông từ làm thép đúc, máy điện nhỏ gông từ làm thép uốn lại thành hình trụ trịn hàn Các phận khác : Nắp máy : Nắp máy dùng để bảo vệ chi tiết máy tránh không cho vật bên ngồi rơi vào máy làm hỏng cuộn dây, mạch từ Đồng thời nắp máy để cách ly người sử dụng với phận máy động quay, có điện Ngồi nắp máy giá đỡ ổ bi trục động Cơ cấu chổi than : Cơ cấu chổi than để đưa dịng điện từ ngồi vào máy động đưa dòng điện máy phát điện Cơ cấu chổi than gồm có chổi than làm từ than cacbon thường hình chữ nhật Hai chổi than đựng hộp chổi than ln tỳ lên hai vành góp nhờ lị xo Hộp chổi than thay đổi vị trí cho phù hợp Trang + Phần quay : Lõi sắt phần ứng : Lõi sắt phần ứng dùng để dẫn từ, thường làm tôn Silic dầy 0,5mm có phủ lớp cách điện sau ép lại để giảm tổn hao dòng điện xốy Phucơ gây lên Trên thép có dập rãnh để ép lại tạo thành rãnh đặt cuộn dây phần ứng vào Lõi sắt hình trụ tròn ép cứng vào với trục tạo thành khối thống Trong máy điện công suất trung bình trở lên người ta thường dập rãnh để ép lại tạo thành lỗ thông gió làm mát cuộn dây mạch từ Dây quấn phần ứng : Dây quấn phần ứng sinh suất điện động có dịng điện chạy qua Trong máy điện nhỏ dây quấn phần ứng có tiết diện trịn, với động có cơng suất vừa lớn tiết diện dây hình chữ nhật Khi đặt dây quấn phần ứng vào rãnh Rotor người ta phải dùng nêm, chèn lên bề mặt cuộn dây, nêm nằm rãnh đặt cạnh dây quấn để tránh cho dây khơng bị văng ngồi dây chịu lực điện từ tác động Cổ góp : Trang lớn tốc độ không tải lý tưởng 03 đặc tính nên động làm việc trạng thái hãm tái sinh đoạn EC đặc tính Q trình hãm giúp động giảm tốc nhanh Khi tốc độ xuống thấp 03 động lại làm việc trạng thái động lúc momen D = nên động tiếp tục giảm tốc điểm làm việc F, F động sinh momen cân với momen tải MC Động chạy ổn định F với tốc độ f < A Khi tăng tốc , diễn biến trình giải thích tương tự Giả sử động làm việc điểm I có tốc độ I nhỏ đặc tính 5, ứng với điện áp U5 phần ứng Tăng điện áp U5 lên U4 , động chuyển điểm làm việc từ I đặc tính sang điểm G đặc tính Do momen M G lớn momen tải MC nên động tăng tốc theo đường (đoạn GH) Đồng thời với trình tăng tốc ,momen động bị giảm trình tăng tốc chậm dần Tới điểm H momen động cân với momen tải ( MH = MC ) động làm việc ổn định điểm H với tốc độ H > I Phương pháp có đặc điểm sau : - Điện áp phần ứng giảm tốc độ động nhỏ - Điều chỉnh trơn toàn dải điều chỉnh - Độ cứng đặc tính giữ khơng đổi tồn dải điều chỉnh - Độ sụt tốc tuyệt đối toàn dải điều chỉnh ứng với momen Độ sụt tốc tương đối lớn đặc tính thấp dải điều chỉnh Do sai số tốc độ tương đối ( sai số tĩnh ) đặc tính thấp khơng vượt q sai số cho phép cho tồn dải điều chỉnh - Dải điều chỉnh phương pháp : D ~ 10 : - Chỉ thay đổi tốc độ phía giảm ( thay đổi với U