Bài giảng máy điện I - Phần 1 Máy điện một chiều - Chương 7

Chia sẻ: hoa_layon

ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU 7.1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN 7.2: MỞ MÁY ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 7.3: ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH THÍCH SONG SONG HOẶC ĐỘC LẬP 7.4: ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH THÍCH NỐI TIẾP 7.5: ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH THÍCH HỖN HỢP

Bạn đang xem 7 trang mẫu tài liệu này, vui lòng download file gốc để xem toàn bộ.

Nội dung Text: Bài giảng máy điện I - Phần 1 Máy điện một chiều - Chương 7

 

  1. MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU CHƯƠNG 7 : ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU  7.1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN  7.2: MỞ MÁY ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 7.3: ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH THÍCH SONG SONG HOẶC ĐỘC LẬP  7.4: ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH THÍCH NỐI TIẾP  7.5: ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH THÍCH HỖN HỢP Back Next Phần I
  2. MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU  7.1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1. Phân loại: U U U Iktnt I I I I I Iư U Iư Iư Iư Ikt Ikt Ukt Iktss Hình a Hình d Hình b Hình c + Động cơ một chiều kích thích độc lập: Iư = I (hình a). + Động cơ một chiều kích thích song song: I = Iư + Ikt (hình b). + Động cơ một chiều kích thích nối tiếp: Iư = I = Ikt (hình c). + Động cơ một chiều kích thích hỗn hợp: I = Iư + Ikt (hình d). Next Back Chương 7
  3. MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 2. Phương trình cân bằng áp: Công suất điện đưa vào đầu động cơ kích thích song song là: P1 = U.(Iư + Ikt) Pđt = P1- (pcu.kt + pcu.ư)  EưIư = U.(Iư + Ikt) - (U.Ikt + Iư2.Rư)  Eư = U - Iư.Rư 3. Phương trình cân bằng mômen: Pdt Pco  PFe P2 Pđt = pFe + pcơ + P2      M =M +M pcu.ư + pcu.kt đt 0 2 pFe pcơ Đặt: M0 + M2 = MCT (Mômen cản tĩnh)  Mđt = MCT P1 Pđt P2 Trong đó: M0: mômen cản không tải. M2: mômen phụ tải. Next Back Chương 7
  4. MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU  7.2. MỞ MÁY ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU 1. Yêu cầu khi mở máy: Mô men mở máy phải có trị số cao nhất có thể có để hoàn thành quá trình mở maý nghĩa là đạt được tốc độ quy định trong 1 thời gian ngắn nhất. Dòng mở máy phải được hạn chế đến mức nhỏ nhất để tránh cho dây quấn khỏi bị cháy hoặc ảnh hưởng xấu đến đổi chiều. 2. Các phương pháp mở máy: - Khi mở máy trong mọi trường hợp đều phải đảm bảo có max nghĩa là trước khi đóng động cơ vào nguồn điện, biến trở điều chỉnh dòng kích thích phải đặt ở vị trí sao cho điện trở kích thích nhỏ nhất để mômen đạt giá trị lớn nhất ứng với mọi giá trị của dòng phần ứng. Next Back Chương 7
  5. MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU a. Mở máy trực tiếp: U Tại thời điểm đầu: n = 0  Eư = 0  U = Iư.Rư  Iư = R­  Imm = Iư = (5  10)Iđm. Vì dòng mở máy lớn nên phương pháp này ít được sử dụng. Chủ yếu dùng cho động cơ công suất vài trăm oát (vì Rư tương đối lớn Imm  (4  6)Iđm). nên rmm b. Mở máy nhờ biến trở: 23 4 - Khi mở máy nhờ biến trở dòng được tính: 1 5 U  Ei 0 TM I­  R ­  R mmi ĐC U Rmmi là điện trở mở máy thứ i. Ikt - Biến trở mở máy được tính sao cho: Imm = (1,4  1,7)Iđm đối với các động cơ công suất lớn Imm = (2  2,5)Iđm với động cơ công suất nhỏ. Next Back Chương 7
  6. MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU Quá trình mở máy được biểu diễn như hình vẽ: n I1 1 2 3 4 5 n c) Mở máy bằng điện áp thấp I2 (Umm < Uđm): Iư M1 Phải dùng 1 nguồn độc lập có thể điều chỉnh điện áp M2 M được để cung cấp cho phần Mc ứng động cơ. Một nguồn khác 0 M U = Uđm để cung cấp cho mạch kích thích. Thường dùng mở máy cho những động cơ công suất lớn để kết hợp cả việc điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp. Next Back Chương 7
  7. MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU  7.3. ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH THÍCH SONG SONG HOẶC ĐỘC LẬP 1. Đặc tính cơ: U  I ­ .R ­ E Từ phương trình: E = Ce..n  n   C e  C e U M.R ­ Thay M = CM..Iư ta có: n   (1) 2 C e   C e .C M .  Với điều kiện: U = const, Ikt = const khi M n (hoặc Iư) thay đổi thì từ thông  cũng hầu n0 như không đổi. M.R ­ (1)  n  n 0  k U 2 Mđm M(Iư) 0 và k = Ce.CM  Với n 0  . C e  Động cơ này được dùng trong trường hợp tốc độ hầu như không đổi khi tải thay đổi (máy cắt kim loại...) Next Back Chương 7
  8. MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 2. Điều kiện ổn định của động cơ: Xét đặc tính M = f(n) của động cơ điện và Mc = f(n) của tải như hình vẽ: M M Ta có: M  M c  j d M M Mc dt GD 2 P Mc P với:j  4g n n là quán tính phần quay. 0 0 nlv n nlv n Trường hợp a: P là điểm làm Hình a Hình b việc của hệ thống có M = Mc dM dM c dM dM c dM   hay 0 dn dn dn dn dn Nếu ng hợp b: àoếuótốốcđđộtăng đột = nlv +sẽ n thếnMc > động cơ ộng Trườ vì lý do n N đ tc ộ tăng: n nhiên  khi ì cho M  Đđiện cơóbị ghìm, ctốàm ộốc ảm dần vụcđiểm P  hoặcnslv. Ngượcốlc iđộ ếu tốc c M > M l c đ t gi độ tiếp t ề tăng mãi n = ự giảm t ạ : n sẽ dẫn độếgiảmu Mlà<tốc độ giộng mãiđược gia tốc và đạt tốc độ làm việc. đ n hậ quả c M  đ ảm cơ . dM dM c dM c dM Vậy: hệ y: ốngulàm n lệc khôngổổnđđnh cứng ệ ới ốngulà: ệdn  dn Như vậ th điề kiệ vi àm việc n ị ịnh ủa h v th điề ki n  dn dn Back Next Chương 7
  9. MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU M.R ­ U 3. Điều chỉnh tốc độ: n   n C e   C e .C M . 2  n02 a. Phương pháp thay đổi từ thông: n01 2 Bằng cách thay đổi trị số của biến trở trong n0đm mạch kích thích. Các đường này có n0 > đm 1 n0đm và giao nhau tại 1 điểm trên trục hoành 0 M (n = 0, IU = n ứng với ) ư n0 R­ Rf = 0 b. Thay đổi điện trở phụ trên mạch phần ứng: Rf1 M.R ­  R f  Rf2 n  n0  k Rf3 M n 0 c) Phương pháp thay đổi điện áp: n03 Việc cung cấp điện áp cho động n01 U>Uđm cơ được thực hiện bằng 1 nguồn độc n02 U=Uđm lập bằng cách ghép thành tổ hợp U<Uđm máy phát - động cơ. 0 M Back Next Chương 7
  10. MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 4. Đặc tính làm việc: U I ­ .R ­ n  a) Đặc tính tốc độ: n = f(Iư) giống đặc tính cơ: C e   C e .  b) Đặc tính mômen: M = f(Iư) khi U = Uđm = const M  M = CM..Iư Do Ikt = const khi U = const   = const  M = f(Iư) là đường thẳng. Iư c) Đặc tính hiệu suất:  = f(Iư) 0  Khi U = Uđm = const. max max được tính với dòng điện tải Iư = 0,75Iđm. Khi đó tổn hao không đổi trong động cơ (pcơ + pFe) bằng tổn hao biến đổi trong mạch phần ứng (phụ thuộc rdq và tỷ lệ Iư2 ) Iư 0 0,75Iđm Next Back Chương 7
  11. MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 7.4: ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH THÍCH NỐI TIẾP 1. Đặc tính cơ của động cơ 1 chiều kích thích nối tiếp: Vì I = Iư = Ikt  trong phạm vi rộng có thể biểu thị  = K.I (1) Trong đó: K = const khi I < 0,8Iđm và giảm đi 1 chút khi I > 0,8Iđm do ảnh hưởng bão hoà của mạch từ. M = CM..Iư. Thay  ở phương trình (1) vào ta 2 có: M.K  M. K 2  M  CM       K CM CM U CM R­ M.R ­ U   n  (2) C e   C e .C M . 2 C e .K  Ce . M. K  C2 U Nếu bỏ qua Rư thì n tỉ lệ với hay M  2 . n M Khi mạch từ chưa bão hoà đặc tính cơ có dạng hypecbol bậc 2. Next Back Chương 7
  12. MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU n Khi n giảm thì M tăng và ngược lại. Trong trường hợp mất tải (I = 0, M = 0) thì n có trị số rất lớn vì thế loại động cơ này không cho phép làm việc trong điều kiện có thể mất tải (đai truyền...). 0 M Động cơ một chiều kích thích nối tiếp với đặc tính cơ rất mềm được ứng dụng trong những nơi cần điều kiện mở máy nặng nề và cần thay đổi tốc độ trong 1 vùng rộng (cầu trục, xe điện...) 2. Điều chỉnh tốc độ: a) Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông: Việc thay đổi từ thông trong động cơ kích từ nối tiếp có thể thực hiện theo 3 phương pháp: Next Back Chương 7
  13. MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU Mắc điện trở sun vào dây quấn kích thích. (Hình a) Thay đổi số vòng dây của dây quấn kích thích. (Hình b) Mắc điện trở sun vào mạch phần ứng. (Hình c) U U U Hai biện pháp đầu cho cùng 1 kết quả: Rkt Wkt nếu dòng kích thích Rkt RS W'kt ban đầu là Ikt thì Iư dòng sau khi điều Iư Iư chỉnh là I'kt = k.Ikt RSư (a) ĐC (b) ĐC Với k là hệ số giảm. (c) ' Wkt RS + Trường hợp a: k  + Trường hợp b: k  1 1 R kt  R S Wkt Vì Ikt giảm nên các phương pháp này chỉ điều chỉnh được  < đm và tốc độ sẽ thay đổi trong vùng trên định mức và đường đặc tính sẽ nằm về phía trên của đặc tính tự nhiên (đường 2). Next Back Chương 7
  14. MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU n + Trường hợp c: Mắc sun vào mạch phần ứng  tổng trở của mạch sẽ bé đi làm cho dòng điện Ikt tăng lên và  tăng  n giảm. (2) Phương pháp này chỉ điều chỉnh tốc độ dưới (1) vùng định mức và đường đặc tính cơ tương (3) (5) ứng nằm dưới đường đặc tính cơ tự nhiên (4) (đường 3). 0 M Nhược điểm : điện trở kích thích nhỏ nên toàn bộ điện áp lưới hầu như đặt trên điện trở sun vì vậy tổn hao lớn và hiệu suất của động cơ thấp. Hiệu quả của việc điều chỉnh tốc độ bằng cách tăng từ thông  bị hạn chế bởi sự bão hoà mạch từ nên phương pháp này ít dùng. Chương 7 Back Next
  15. MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU b) Điều chỉnh bằng cách thêm điện trở vào mạch phần ứng: U Chỉ điều chỉnh tốc độ dưới tốc độ định mức và kèm theo tổn hao trên điện trở phụ làm giảm hiệu suất của động cơ nên ít dùng. Đặc tính cơ của R đc trường hợp này là đường (4). Iư c) Điều chỉnh bằng cách thay đổi điện áp: Phương pháp này chỉ điều chỉnh được n < nđm vì không cho phép tăng điện áp quá định mức nhưng lại có hiệu suất cao do không có tổn hao khi hiệu chỉnh. Phương pháp này được áp dụng rộng rãi trong giao thông vận tải và thực hiện bằng cách đổi nối song song thành nối tiếp 2 động cơ. Khi làm việc song song các động cơ sẽ làm việc ở U = Uđm sau khi đổi nối thành nối tiếp  làm việc với điện áp U = Uđm/2. Đặc tính cơ có dạng (5). Next Back Chương 7
  16. MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 4. Đặc tính làm việc: a) Đặc tính tốc độ: n = f(Iư) khi U = Uđm = const U  I ­ .R ­ U n  (bỏ qua Rư) C e  C e .  Có dạng hypecbol giống đặc tính cơ. b) Đặc tính mômen: M = f(Iư) khi U = Uđm = const M = CM..Iư M,   M  Iư2  Dạng đặc tính   Iư  mômen là đường Parabol max c) Đặc tính hiệu suất: M Giống của động cơ kích thích song song. Iư 0 0,75Iđm Back Next Chương 7
  17. MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU  7.5: ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH THÍCH HỖN HỢP Thực tế chỉ dùng loại đấu thuận 2 dây quấn kích thích vì khi đấu ngược không đảm bảo điều kiện ổn định trong quá trình làm việc. 1. Đặc tính cơ: Do I = Iư = Ikt nên phương trình đặc tính cơ có dạng: U   I ­  I kt .R ­ n n (2) C e  (1): Đặc tính cơ của động cơ hỗn hợp bù. (3) (1) (2): Đặc tính cơ của động cơ hỗn hợp ngược. (3): Đặc tính cơ của động cơ kích thích song song. (4) M 0 (4): Đặc tính cơ của động cơ kích thích nối tiếp. 2. Điều chỉnh tốc độ : Thường được điều chỉnh như ở động cơ kích thích song song. Thay đổi từ thông bằng cách thay đổi rkt. Thay đổi điện trở phụ trong mạch phần ứng. Thay đổi điện áp. Back Next Chương 7
  18. MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 3. Đặc tính làm việc a) Đặc tính tốc độ: n = f(Iư) khi U = Uđm = const Giống đặc tính cơ. b) Đặc tính mômen: M = f(Iư) Khi I tăng   tăng nhưng mức độ tăng chậm hơn so với động cơ kích từ nối tiếp  đặc tính mômen có tính chất trung gian giữa 2 đặc tính mômen của động cơ kích từ nối tiếp và kích từ song song.  Dạng đặc tính mômen và tốc độ trong hệ M* *, n* M đơn vị tương đối: (3) (2) (1) (1) là của ĐC kích từ song song. (2) là của ĐC kích từ hỗn hợp. (3) là của ĐC kích từ nối tiếp. 1 (1) n* (2) c) Đặc tính hiệu suất: (3) 4. Ưu nhược điểm: Iư* 0 1 Back Next Chương 7
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản