Mục tiờu:
Trỡnh bầy được phương phỏp điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cỏch thay đổi điện ỏp nguồn
khụng đổi. Điện ỏp phần ứng được cấp từ một bộ biến đổi.
Khi thay đổi điện ỏp cấp cho cuộn dõy phần ứng, ta cú cỏc họ đặc tớnh cơ ứng với cỏc tốc độ khụng tải khỏc nhau, song song và cú cựng độ cứng.
Điện ỏp U chỉ cú thể thay đổi về phớa giảm (U<Uđm) nờn phương phỏp này chỉ cho phộp điều chỉnh giảm tốc độ.
Hỡnh 3-9. Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kớch từ
Giả sử động cơ đang làm việc tại điểm A trờn đặc tớnh cơ 1 ứng với điện ỏp U1 trờn phần ứng. Khi giảm điện ỏp từ U1 xuống U2, động cơ thay đổi điểm làm việc từ điểm A cú tốc độ lớn ωA trờn đường 1 xuống điểm D cú tốc độ nhỏ hơn (ωD<ωA) trờn đường 2 (ứng với điện ỏp U2).
Hỡnh 3-10. Trạng thỏi hóm khi điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cỏch thay đổi điện ỏp phần ứng.
Trong khi giảm tốc độ theo cỏch giảm điện ỏp phần ứng, nếu giảm mạnh điện ỏp, nghĩa là chuyển nhanh từ tốc độ cao xuống tốc độ thấp thỡ cựng với quỏ trỡnh giảm tốc cú thể xảy ra quỏ trỡnh hóm tỏi sinh. Chẳng hạn, cũng trờn hỡnh 3.4, động cơ đang làm việc tại điểm A với tốc độ lớn ωA trờn đặc tớnh cơ 1 ứng với điện ỏp U1. Ta giảm mạnh điện ỏp phần ứng từ U1 xuống U3. Lỳc này động cơ chuyển điểm làm việc từ điểm A trờn đường 1 sang điểm E trờn đường 3 (chuyển ngang với ωA=ωE). Vỡ ωE lớn hơn tốc độ khụng tải lý tưởng ω03 của đặc tớnh cơ 3 nờn động cơ sẽ làm việc ở trạng thỏi hóm tỏi sinh trờn đoạn EC của đặc tớnh 3.
Quỏ trỡnh hóm giỳp động cơ giảm tốc nhanh. Khi tốc độ xuống thấp hơn ω03 thỡ động cơ lại làm việc ở trạng thỏi động cơ. Lỳc này do mụmen MĐ = 0 nờn động cơ tiếp tục giảm tốc cho tới điểm làm việc mới tại F, vỡ tại F mụmen động cơ sinh ra cõn bằng với mụmen cản MC. Động cơ chạy ổn định tại F với tốc độ ωF<ωA.
Khi tăng tốc, diễn biến của quỏ trỡnh được giải thớch tương tự. Giả sử động cơ đang làm việc tại điểm I cú tốc độ ωI nhỏ trờn đặc tớnh cơ 5, ứng với điện ỏp U5 trờn phần ứng. Tăng điện ỏp từ U5 lờn U4, động cơ chuyển điểm làm việc từ I trờn đặc tớnh 5 sang điểm G trờn đặc tớnh 4. Do mụmen MG lớn hơn mụmen cản MC nờn động cơ tăng tốc theo đường 4 (đoạn GH). Đồng thời với quỏ trỡnh tăng tốc, mụmen động cơ bị giảm và quỏ trỡnh tăng tốc chậm dần. Tới điểm H thỡ mụmen động cơ cõn bằng với mụmen tải MH = MC và động cơ sẽ làm việc ổn định tại điểm H với tốc độ ωH > ωI. Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kớch từ độc lập bằng biện phỏp thay đổi điện ỏp phần ứng cú cỏc đặc điểm sau:
- Điện ỏp phần ứng càng giảm, tốc độ động cơ càng nhỏ. - Điều chỉnh trơn trong toàn bộ dải điều chỉnh.
- Độ cứng đặc tớnh cơ giữ khụng đổi trong toàn bộ dải điều chỉnh.
- Độ sụt tốc tuyệt đối trờn toàn dải điều chỉnh ứng với một mụmen là như nhau. Độ sụt tốc tương đối sẽ lớn nhất tại đặc tớnh cơ thấp nhất của dải điều chỉnh. Do vậy, sai số tốc độ tương đối (sai số tĩnh) của đặc tớnh cơ thấp nhất khụng vượt quỏ sai số cho phộp cho toàn dải điều chỉnh.
Trong khi giảm tốc độ theo cỏch giảm điện ỏp phần ứng, nếu giảm mạnh điện ỏp, nghĩa là chuyển nhanh từ tốc độ cao xuống tốc độ thấp thỡ cựng với quỏ trỡnh giảm tốc cú thể xảy ra quỏ trỡnh hóm tỏi sinh. Chẳng hạn, cũng trờn hỡnh vẽ, động cơ đang làm việc tại điểm A với tốc độ lớn ωA trờn đặc tớnh cơ 1 ứng với điện ỏp U1. Ta giảm mạnh điện ỏp phần ứng từ U1 xuống U3. Lỳc này động cơ chuyển điểm làm việc từ điểm A trờn đường 1 sang điểm E trờn đường 3 (chuyển ngang với ωA=ωE). Vỡ ωE lớn hơn tốc độ khụng tải lý tưởng ω03 của đặc tớnh cơ 3
nờn động cơ sẽ làm việc ở trạng thỏi hóm tỏi sinh trờn đoạn EC của đặc tớnh 3. Quỏ trỡnh hóm giỳp động cơ giảm tốc nhanh. Khi tốc độ xuống thấp hơn ω03 thỡ động cơ lại làm việc ở trạng thỏi động cơ. Lỳc này do mụmen MĐ = 0 nờn động cơ tiếp tục giảm tốc cho tới điểm làm việc mới tại F, vỡ tại F mụmen động cơ sinh ra cõn bằng với mụmen cản MC. Động cơ chạy ổn định tại F với tốc độ ωF<ωA. Khi tăng tốc, diễn biến của quỏ trỡnh được giải thớch tương tự. Giả sử động cơ đang làm việc tại điểm I cú tốc độ ωI nhỏ trờn đặc tớnh cơ 5, ứng với điện ỏp U5 trờn phần ứng. Tăng điện ỏp từ U5 lờn U4, động cơ chuyển điểm làm việc từ I trờn đặc tớnh 5 sang điểm G trờn đặc tớnh 4. Do mụmen MG lớn hơn mụmen cản MC nờn động cơ tăng tốc theo đường 4 (đoạn GH). Đồng thời với quỏ trỡnh tăng tốc, mụmen động cơ bị giảm và quỏ trỡnh tăng tốc chậm dần. Tới điểm H thỡ mụmen động cơ cõn bằng với mụmen tải MH = MC và động cơ sẽ làm việc ổn định tại điểm H với tốc độ ωH> ωI. Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kớch từ độc lập bằng biện phỏp thay đổi điện ỏp phần ứng cú cỏc đặc điểm sau: - Điện ỏp phần ứng càng giảm, tốc độ động cơ càng nhỏ.
- Điều chỉnh trơn trong toàn bộ dải điều chỉnh.
- Độ cứng đặc tớnh cơ giữ khụng đổi trong toàn bộ dải điều chỉnh.
- Độ sụt tốc tuyệt đối trờn toàn dải điều chỉnh ứng với một mụmen là như nhau. Độ sụt tốc tương đối sẽ lớn nhất tại đặc tớnh cơ thấp nhất của dải điều chỉnh. Do vậy, sai số tốc độ tương đối (sai số tĩnh) của đặc tớnh cơ thấp nhất khụng vượt quỏ sai số cho phộp cho toàn dải điều chỉnh.
- Dải điều chỉnh của phương phỏp này cú thể: D ~ 10:1.
- Chỉ cú thể điều chỉnh tốc độ về phớa giảm (vỡ chỉ cú thể thay đổi với Uư ≤ Uđm). - Phương phỏp điều chỉnh này cần một bộ nguồn để cú thể thay đổi trơn điện ỏp ra.