Tính kinh tế được tổng hợp nhiều chỉ tiêu liên quan như: vốn đầu tư ban đầu; chi phí vận hành bảo quản và thay thế thiết bị; độ tin cậy và tuổi thọ; tổn hao năng lượng trong hệ khi điều chỉnh; năng suất của máy sản xuất do hệ điều chỉnh mang lại. Việc tính toán các chỉ tiêu liên quan nêu trên sẽ cho thấy hiệu quả kinh tế, thời gian hoàn vốn và lợi ích nhờ việc sử dụng hệ điều chỉnh đã chọn.
3.2 ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU
Trong các loại động cơ một chiều đã nghiên cứu ở chương 2 ta tập trung xét động cơ một chiều kích từ độc lập.
3.2.1 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi thông số động cơ
a. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở phần ứng Rư
Phương trình đặc tính cơ tự nhiên của động cơ 1 chiều kích từ độc lập có thể viết lại ở dạng khác như sau:
( )2 0 . . dm u dm tn tn dm dm U R M K K ω= − × =ω − ∆ω Φ Φ (3.1) Giả sử U = Uđm = const; Ф = Фđm = const và M = Mđm = const.
Hình 3. 2 Sơ đồ điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều kích từ độc lập bằng cách đưa điện trở phụ vào mạch phần ứng
Khi có thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng hình 3. 2 , ta có phương trình đặc tính cơ nhân tạo:
( )2 0 . . u f dm dm nt nt dm dm R R U M K K ω= − + × =ω − ∆ω Φ Φ (3.2) So sánh (3.2) với (3.1) ta có:
- Tốc độ không tải lý tưởng: 0nt 0tn ω =ω
; - Độ sụt tốc: nt tn
ω ω
∆ > ∆
Như vậy họ đặc tính cơ nhân tạo là những đường thẳng xuất phát từ điểm không tải lý tưởng và nằm dưới đặc tính cơ tự nhiên, điện trở phụ thêm vào càng lớn thì đặc tính nhân tạo càng mềm. Dạng đặc tính cơ nhân tạo như trên hình 3. 3.
Hình 3. 3 Họ đặc tính cơ nhân tạo khi thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng
Xét về khả năng quá tải, mô men ngắn mạch của động cơ phải lớn hơn mô men cản lớn nhất có thể xuất hiện trong quá trình làm việc(Mnm.min ≥ Mc.max). Theo hình vẽ ta thấy Mnm.min chính là mô men ngắn mạch trên đường đặc tính thấp nhất, ứng với cấp điều chỉnh ωmin . Như vậy phương pháp này có dải điều chỉnh nghĩa là rất hẹp D ≤ 2 ; độ tinh điều chỉnh ϕ > 1 do số điện trở đưa vào phải theo từng phân đoạn; sai số tốc độ lớn hơn đặc tính cơ tự nhiên; có thêm tổn hao trên điện trở phụ.
Đặc tính mô men tải cho phép Mtcp = f(ω) khi điều chỉnh bằng điện trở phụ mạch phàn ứng được xác định từ biểu thức mô men của động cơ: M = KФIư. Theo định nghĩa của mô men tải cho phép, nếu thay Iư = Iđm ta sẽ được M = Mtcp = KФđmIđm = Mđm
= const. Như vậy phương pháp này có mô men tải cho phép của động cơ không đổi không phụ thuộc tốc độ điều chỉnh (hình 3. 3 b). Đặc tính này phù hợp với loại tải cần trục có mô men cản Mc = const.