CỦA TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
1. Hệ thống mây phât- động cơ thông thường (hệ F –Đ hay hệ Ward – Leonard):
a. Nguyín lý lăm việc:
Động cơ Đ truyền động mây sản xuất MSX được cấp điện phần ứng từ mây phât F . Động cơ ĐK cũng kĩo ln mây phât tự kích từ K để cấp điện kích từ cho động cơ Đ vă mây phât F . Biến trở Rkk dùng để điều chỉnh dịng điện kích từ của mây phât tự kích K nghĩa lă để điều chỉnh điện âp phât ra cấp cho câc cuộn kích từ mây phât KTF vă cuộn kích từ động cơ KTĐ . Biến trở RKF dùng để điều chỉnh dịng kích từ mây phât F do đó điều chỉnh điện âp phât ra của mây phât F đặt văo phần ứng động cơ Đ. Biến trở RFĐ dùng để điều chỉnh dịng kích từ động cơ, do đó thay đổi tốc độ động cơ nhờ thay đổi từ thông .
b. Phương trình đặt tính cơ của hệ F – Đ :
Ta có : = u D uD D I k R k U Khi thay : U = EF – IưRưF
Ta có : = u D uD D u uF F I k R k I R E = u D uF uD D F I k R R k E (2.1) trong đó :
U : Điện âp đặt văo phần ứng động cơ, V;
RưF , RưĐ : Điện trở phần ứng mây phât vă động cơ, ;
Iư : Dòng điện phần ứng động cơ, cũng lă dòng điện phần ứng mây phât, A. Thay Iư =
D
k M
văo (2.1), ta có phương trình đặc tính cơ của hệ F – Đ :
= M k R R k E D uF uD D F 2 ) ( (2.2)
c.Câc đặc tính cơ của hệ F – Đ :
Đặc tính cơ tự nhiín của động cơ lă đặc tính ứng với điện âp phần ứng định mức (UĐ=UĐđm) vă điện âp kích từ định mức (UKTĐ = UKTĐđm) nghĩa lă từ thông định mức (Đ = Đđm). Đặc tính cơ tự nhiín của hệ F –Đ lă đường nĩt đậm trín hình 2.2. Để điều chỉnh tốc độ động cơ ở vùng dưới đường đặc tính tự nhiín, ta giữ từ thông động cơ lă định mức (Đ = Đđm) vă điều chỉnh giảm điện âp đặt văo phần ứng động cơ (UĐ giảm).Trường hợp năy, tốc độ o thay đổi (giảm) cịn độ cứng đặc tính cơ giữ ngun. Câc đặc tính cơ song song nhau. Thực hiện điều đó nhờ điều chỉnh
tăng điện trở RKF ở mạch kích từ của mây phât F, do đó thay đổi (giảm) s.đ.đ.EF của mây phât vă điện âp đặt văo động cơ.
Để điều chỉnh tốc độ động cơ ở vùng trín đường đặc tính tự nhiín, ta khơng thể tăng điện âp đặt văo phần ứng động cơ cao hơn giâ trị định mức UĐđm vì sẽ lăm chây động cơ. Do vậy, lúc năy phải giữ nguyín điện âp lă định mức vă tiến hănh điều chỉnh tăng điện trở RKĐ ở mạch kích từ động cơ để thay đổi giảm từ thông Đ của động cơ. Trường hợp năy, tốc độ không tải lý tưởng o tăng lín cịn độ cứng đặc tính cơ giảm đi . Đặc tính cơ có tốc độ o
căng lớn thì căng mềm.
Khi điều chỉnh tốc độ động cơ từ định mức xuống thấp nhờ giảm sức điện động mây phât EF qua việc giảm kích từ mây phât ( tăng RKF ) thì trín
thực tế, hệ F – Đ khơng cho được những tốc độ q thấp. Vì muốn có tốc độ nhỏ thì điện âp đặt văo động cơ phải nhỏ nghĩa lă điện âp mây phât hay từ thơng kích từ mây phât phải nhỏ. Về ngun tắc, tăng RKF thì dịng điện kích từ sẽ nhỏ nhưng từ trường
F không thể yếu hơn trường từ dư của mây phât được. Ngay cả khi IKF = 0 thì sức
điện động do từ dư của mây phât tạo ra cũng đê đạt khoảng (3 6)% trị số sức điện động định mức. Do vậy, giới hạn dưới min của tốc độ hệ F – Đ bị hạn chế.
Ngồi ra, lúc từ thơng kích từ yếu, tâc dụng của phản ứng phần ứng sẽ rõ rệt, điện âp rơi ở mặt tiếp xúc giữa chổi than vă vănh góp tăng lín, điện trở mạch lực trở nín có ý nghĩa nín cũng khơng thể giảm q thấp EF.
Vì thế, phạm vi điều chỉnh tốc độ theo câch thay đổi điện âp phần ứng động cơ không quâ: DU =
min
dm = 10 : 1
Khi điều chỉnh tốc độ động cơ từ định mức lín cao hơn nhờ giảm từ thơng Đ từ định mức xuống thấp cũng chỉ giới hạn trong phạm vi:
D =
dm
max = 3 : 1
Dêy điều chỉnh D bị hạn chế lă do điều kiện đảo chiều quay của động cơ (nếu phương phâp đảo chiều quay động cơ lă nhờ đảo chiều từ trường kích từ của động cơ …) vă do điều kiện về độ bền cơ học của kết cấu rotor.
Kết quả, phạm vi điều chỉnh tốc độ của hệ F – Đ thường không quâ: D =
min max
= DU.D = 30 : 1
Khi động cơ đảo chiều quay, câc đường đặc tính cơ của động cơ sẽ nằm ở góc phần tư thứ III. Việc đảo chiều quay động cơ trong hệ F – Đ được thực hiện nhờ việc
đảo chiều (đảo cực tính) điện âp của mây phât F đặt văo phần ứng động cơ Đ thông qua việc đảo chiều dịng điện kích từ của mây phât. Đảo chiều dịng điện kích từ của mây phât nhờ đóng câc tiếp điểm K1 hoặc K2, cũng có thể dùng cầu dao đảo chiều.
d. Hêm hệ thống F – Đ :
Ở chế độ động cơ quay thuận vă quay ngược, câc đặc tính cơ của hệ F – Đ nằm ở góc phần tư thứ I vă thứ III (hình 2.3).Năng lượng nguồn lưới chuyển qua động cơ sơ cấp ĐK, chuyển qua mây phât F tới động cơ Đ rồi ra phụ tải của động cơ. Sức điện động của mây phât vă động cơ luôn ngược chiều nhau với EF > EĐ.
Ở chế độ hêm điện, đặc tính cơ của hệ nằm ở góc phần tư thứ II vă thứ IV. Khi hệ F – Đ hêm tâi sinh (hình 2.4), vì > 0 nín động cơ lăm việc như một mây phât với EĐ > EF, phât trả năng lượng về nguồn. Hêm tâi sinh cịn có thể xảy ra khi giảm tốc độ. S.đ.đ. EF vă EĐ khi hêm tâi sinh lă ngược chiều nhau.
HÌNH 2.3
Hêm động năng trong hệ F – Đ (hình 2.5) xảy ra khi cắt kích từ mây phât nhưng vẫn giữ kích từ động cơ. Lúc năy EF 0 nín ta có phương trình đặc tính cơ khi hêm động năng lă :
= M k R R D uF uD 2 ) ( Iưh = - uF uD D R R k
Động năng dự trữ trong hệ biến đổi thănh điện năng vă tiíu thụ dưới dạng nhiệt trong câc cuộn ứng của động cơ vă mây phât.
Khi hêm ngược, sức điện động mây phât đảo chiều vă trở nín cùng chiều với sức điện động của động cơ. Cũng có thể giữ nguyín sức điện động của mây phât (hay cực tính điện âp đặt văo rotor của động cơ nhưng chính động cơ bị kĩo quay ngược do tải thế năng (hình 2.6).
e. Đặcđiểm của hệ thống F – Đ :
Ưu điểm :
- Phạm vi điều chỉnh tăng lín (cở 30 : 1).
- Điều chỉnh tốc độ bằng phẳng trong phạm vi điều chỉnh.
- Việc điều chỉnh tiến hănh trín câc mạch kích từ nín tổn hao nhỏ.
- Hệ điều chỉnh đơn giản.
- Trạng thâi lăm việc linh hoạt, khả năng quâ tải lớn. HÌNH 2.5
- Có thể thực hiện hêm điện.
Nhược điểm :
- Sử dụng nhiều mây điện quay nín hiệu suất thấp (không quâ 75%), cồng kềnh, tốn diện tích lắp đặt, gđy ồn lớn.
- Công suất đặt mây lớn.
- Vốn đầu tư ban đầu cao.
- Điều chỉnh sđu (tốc độ rất nhỏ) bị hạn chế.