Đồ án tốt nghiệp: Động cơ điện một chiều và hệ truyền động Tiristor

Chia sẻ: Mr Yo Ko | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:63

1
654
lượt xem
355
download

Đồ án tốt nghiệp: Động cơ điện một chiều và hệ truyền động Tiristor

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đồ án tốt nghiệp: Động cơ điện một chiều và hệ truyền động Tiristor gồm 3 phần. Phần 1 Tổng quan chung về động cơ điện một chiều và hệ truyền động Tiristor. Phần 2 Tính chọn thiết bị mạch lực mạch điều khiển. Phần 3 Tổng hợp mạch vòng dòng điện.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp: Động cơ điện một chiều và hệ truyền động Tiristor

  1. Đồ án Đề Tài: Động cơ điện một chiều và hệ truyền động TIRISTOR
  2. Trường ĐHBK Hà Nội -- -- Đồ án tốt nghiệp MỞ ĐẦU Điều khiển là một lĩnh vực quan trọng trong đời sống xã hội. Bất kì ở vị trí nào, bất cứ làm một công việc gì mỗi chúng ta đều tiếp cận với điều khiển. Nó là khâu quan trọng quyết định sự thành bại trong mọi hoạt động của chúng ta. Ngày nay, mặc dù dòng điện xoay chiều được sử dụng rộng rãi nhưng động cơ điện một chiều vẫn tồn tại. Trong công nghiệp, động cơ điện một chiều được sử dụng ở những nơi yêu cầu mở máy lớn hoặc yêu cầu điều chỉnh tốc độ bằng phẳng và phạm vi rộng. Vì động cơ điện một chiều có đặc tính làm việc rất tốt trên các mặt điều chỉnh tốc độ (phạm vi điều chỉnh rộng, thậm chí từ tốc độ bằng 0). Nhưng độ tin cậy khi sử dụng động cơ một chiều lại thấp hơn so với động cơ không đồng bộ do có hệ thống tiếp xúc chổi than. Hệ thống điều khiển chỉnh lưu - động cơ một chiều cũng là một ứng dụng của kỹ thuật điều khiển. Chỉnh lưu có điều khiển dùng Tiristo để điều chỉnh điện áp phần ứng động cơ. Chỉnh lưu cũng có thể dùng làm nguồn điện chỉnh điện áp kích từ cho động cơ. Hệ thống này thường được dùng cho các động cơ điện được cấp điện từ lưới xoay chiều. Nhóm chúng em gồm 4 người được giao đồ án thiết kế hệ thống điều khiển động cơ điện 1 chiều. Đồ án gồm 3 phần. Phần I: Tổng quan chung về động cơ điện một chiều,và hệ truyền động tirstor Phần II: Tính chọn thiết bị mạch lực mạch điều khiển Phần III: Tổng hợp mạch vòng dòng điện. Nội dung đồ án chắc chắn còn rất nhiều vấn đề cần bổ xung hoàn thiện. Em rất mong đươc sự đóng góp ý kiến cuả các thầy cô trong bộ môn để đồ án của em được hoàn chỉnh. Em xin chân thành cảm ơn thầy Phạm Văn Diễn cùng toàn thể các thầy cô trong bộ môn đã tận tinh hướng dẫn để em hoàn thành đồ án này em xin chân thành cảm ơn! SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH
  3. Trường ĐHBK Hà Nội -- -- Đồ án tốt nghiệp Sinhviên: Lưu Văn Thắng SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH
  4. Trường ĐHBK Hà Nội -- -- Đồ án tốt nghiệp PHẦN I. TỔNG QUAN CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU VÀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG TIRISTOR I. TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 1. Cấu tạo động cơ điện một chiều Động cơ điện một chiều chia thành 2 phần chính: Phần tĩnh ( Stato) Gồm các bộ phận chính sau: Cực từ chính: là bộ phận sinh ra từ trường, gồm lõi sắt cực từ và dây quấn kích từ. + Lõi sắt cực từ làm bằng thép kĩ thuật điện dày ( 0,5 –1) mm ép lại và tán chặt. + Dây quấn kích từ được quấn bằng dây đồng bọc cách điện. Trong các máy công suất nhỏ, cực từ chính là một nam châm vĩnh cửu. Trong các máy công suất trung bình và lớn, cực từ chính là nam châm điện. - Cực từ phụ: đặt giữa cực từ chính và dùng để cải thiện điều kiện làm việc của máy điện và đổi chiều + Lõi thép cực từ phụ có thể là một khối hoặc có thể được ghép bởi các lá thép tùy theo chế độ làm việc. Xung quanh cực từ phụ được đặt dây quấn cực từ phụ, dây quấn cực từ phụ được nối với dây quấn phần ứng. Gông từ: dùng để làm mạch từ nối liền các cực từ đồng thời làm vỏ máy. Phần quay ( rôto) Bao gồm các bộ phận chính sau: SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH
  5. Trường ĐHBK Hà Nội -- -- Đồ án tốt nghiệp - Lõi thép phần ứng: dùng để dẫn từ, thường dùng những tấm thép kĩ thuật điện dày 0,5mm phủ cách điện mỏng ở hai mặt rồi ép chặt lại để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây lên. Trong máy điện nhỏ, lõi thép phần ứng được ép trực tiếp vào trục. Trong máy điện lớn, giữa trục và lõi sắt có đặt giá rôto. Dây quấn phần ứng: là phần sinh ra sức điện động và có dòng điện chạy qua. Dây quấn phần ứng thường làm bằng đồng có bọc cách điện. Trong máy điện công suất nhỏ, dây quấn phần ứng dùng dây tiết diện tròn. Trong máy điện công suất vừa và lớn, dây quấn phần ứng dùng dây tiết diện hình chữ nhật. Cổ góp: dùng để đổi chiều dòng điện xoay chiều thành một chiều. Cơ cấu chổi than: dùng để đưa dòng điện từ phần quay ra ngoài. 2. Nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều Khi cho điện áp một chiều U vào hai chổi điện, trong dây quấn phần ứng có dòng điện Iư. Các thanh dẫn có dòng điện nằm trong từ trường, sẽ chịu lực Fđt tác dụng làm cho rôto quay. Khi phần ứng quay được nửa vòng, vị trí các thanh dẫn đổi chỗ cho nhau, do có phiến góp đổi chiều dòng điện, giữ cho chiều lực tác dụng không đổi, đảm bảo động cơ có chiều quay không đổi. Khi động cơ quay, các thanh dẫn cắt từ trường, sẽ cảm ứng sức điện động Eư.. Ở động cơ điện một chiều sức điện động Eư ngược chiều với dòng điện Iư nên sức điện đông Eư còn được gọi là sức phản diện Phương trình điện U = E− + R− .I− áp là: 3. Phân loại động cơ điện một chiều Cũng như máy phát, động cơ điện được phân loại theo cách kích thích từ thành các động cơ điện sau: SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH
  6. Trường ĐHBK Hà Nội -- -- Đồ án tốt nghiệp Động cơ điện kích từ độc lập Động cơ điện một chiều kích từ độc lập có cuộn kích từ được cấp điện từ một nguồn điện ngoài độc lập với nguồn điện cấp cho mạch phần ứng. Động cơ kích từ nối tiếp Động cơ kích từ nối tiếp có cuộn kích từ mắc nối tiếp với cuộn dây phần ứng. Động cơ kích từ hỗn hợp Động cơ kích từ hỗn hợp gồm 2 dây quấn kích từ: dây quấn kích từ song song và dây quấn kích từ nối tiếp trong đó dây quấn kích từ song song là chủ yếu. II. KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU 1. Đặc tính cơ của động cơ điện một chiều Tùy theo cách kích thích từ, động cơ điện một chiều có những tính năng khác nhau biểu diễn bằng các đường đặc tính làm việc, đặc tính cơ khác nhau. Trong các đặc tính đó, quan trọng nhất là đặc tính cơ. Đặc tính cơ dùng để xác định điểm làm việc xác lập hoặc là khảo sát điểm làm việc ổn định trong hệ thống truyền động điện. Đặc tính cơ của động cơ điện là mặt phẳng tọa độ giữa ω với momen ω = f(M). Trong đồ án thiết kế này ta chỉ quan tâm tới loại động cơ một chiều kích từ độc lập Phương trình đặc tính cơ Khi động cơ làm việc, rôto mang cuộn ứng quay + Uư - trong từ trường của cuộn cảm nên trong cuộn ứng lại Rf xuất hiện một sức phản điện động có chiều ngược với I KT RKT ư điện áp đặt vào phần ứng động cơ. IKT Phương trình điện áp ở mạch phần ứng động cơ: - + UKT SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH
  7. Trường ĐHBK Hà Nội -- -- Đồ án tốt nghiệp U = E + Iư ( Rư + Rf) Trong đó: + Uư : điện áp phần ứng ( V ) H1. Sơ đồ nối dây của động cơ + E: sức điện động phần ứng ( V ) + Rư : điện trở của mạch phần ứng (Ω) + Rf : điện trở phụ của mạch phần ứng + Iư : dòng điện mạch phần ứng. Sức điện động Eư của phần ứng động cơ là tỷ lệ với tốc độ quay của rôto : E = k.Φ.ω pN Trong đó: +k= hệ số cấu tạo của động cơ 2πa + Φ: từ thông qua một cực từ (Wb) n + ω: tốc độ góc của rôto, ω = ( rad/s 9,55 + p: số đôi cực từ chính + N: số thanh dẫn tác dụng của cuộn dây phần ứng + a: số đôi mạch nhánh song song + n: tốc độ quay (vòng/phút) Mặt khác, mômen điện từ của động cơ: Mdt Mđt = k.Φ.Iư → I − = kΦ Nếu bỏ qua các tổn thất cơ và tổn thất thép thì Mcơ = Mđt = M Từ các phương trình trên ta có: đặc tính cơ của động cơ điện một chiều U − R− + R f ω= − M k.Φ (k.Φ )2 Khi toàn bộ các thông số điện của động cơ là định mức và không mắc thêm điện trở phụ vào mạch điện trở thì phương trình đặc tính cơ là: U− R− ω= − M k.Φ (k.Φ )2 SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH
  8. Trường ĐHBK Hà Nội -- -- Đồ án tốt nghiệp Đặc tính cơ của phương trình này gọi là đặc tính cơ tự nhiên. Tốc độ ωo = Uư/k.Φ là tốc độ không tải lý tưởng. Khi phụ tải tăng dần từ Mc = 0 đến Mc = Mđm thì tốc độ động cơ giảm dần từ ωo xuốngωđmnên phương trình đặc tính cơ có dạng: ω = ω o − Δω R− Với: Δω = _độ sụt tốc trên đặc tính cơ. (kΦ )2 Đặc tính cơ Giả thiết phần ứng được bù đủ, từ thông Φ = const thì phương trình đặc tính cơ của động cơ một chiều kích từ độc lập tuyến tính có dạng hàm bậc nhất y = ax + b nên đường biểu diễn trên hệ tọa độ M0ω là một đường thẳng cắt trục 0ω tại ωo với độ dốc âm. ω ωo Δω ωđm ĐTTN M 0 Mđm H2. ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH CƠ TỰ NHIÊN 2. ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU a. Chỉ tiêu điều chỉnh tốc độ Điều chỉnh tốc độ là một trong những nội dung chính của truyền động điện tự động nhằm đáp ứng yêu cầu công nghệ của các máy sản xuất. Để đánh giá chất lượng của một hệ thống truyền động điện thường căn cứ vào một số chỉ tiêu sau: Sai số tốc độ SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH
  9. Trường ĐHBK Hà Nội -- -- Đồ án tốt nghiệp Sai số tĩnh tốc độ là đại lượng đặc trưng cho độ chính xác duy trì tốc độ đặt và được đánh giá thông qua: ωd − ω s% = × 100 ωd Mong muốn: sai số ωđ = ω s% càng nhỏ càng tốt. Tính liên tục ( độ trơn của dải điều chỉnh) ω i +1 γ = ωi ωi + 1 ≈ ωi: hệ thống điều khiển liên tục ωi + 1 ≠ ωi : hệ thống điều khiển nhảy cấp Mong muốn γ → 1: hệ truyền động có thể làm việc ổn định ở mọi giá trong suốt dải điều chỉnh. Dải điều khiển tốc độ Dải điều khiển tốc độ ( D) là tỉ số giữa giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của tốc độ làm việc ứng với mômen tải đã cho: ω max D= ω min Mong muốn D càng lớn càng tốt Ngoài ra còn các chỉ tiêu khác như: chỉ tiêu kinh tế, kích thước… b. Các phương pháp điều khiển tốc độ động cơ một chiều Về việc điều chỉnh tốc độ, động cơ một chiều có nhiều ưu điểm so với các loại động cơ khác: điều chỉnh dễ dàng, chất lượng điều chỉnh cao trong một dải rộng…. Xét phương trình đặc tính cơ của động cơ điện một chiều: U− R− ω= − M k.Φ (k.Φ )2 SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH
  10. Trường ĐHBK Hà Nội -- -- Đồ án tốt nghiệp Ta thấy rằng việc điều chỉnh động cơ điện một chiều có thể thực hiện được bằng cách thay đổi các đại lượng: Rư , Φ, Uư Thực tế có 3 phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều: Phương pháp 1: Thay đổi điện trở phần ứng Đây là phương pháp kinh điển dùng để điều khiển tốc độ động cơ trong nhiều năm. Nguyên lý điều khiển Trong phương pháp này người ta giữ U = Uđm; Φ = Φđm và nối thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng để tăng điện trở phần ứng. Độ cứng của đường đặc tính cơ: β= ΔM =− (k.Φ dm ) 2 Δω R− + R f Ta thấy khi điện trở càng lớn thì β càng nhỏ nghĩa là đặc tính cơ càng dốc và do đó càng mềm hơn. ω ω0 Rf = 0 Rf1 Rf2 0 Mc M2 M1 M H3. đặc tính cơ của động cơ khi thay đổi điện trở phụ Ứng với Rf = 0 ta có độ cứng tự nhiên βTN có giá trị lớn nhất nên đặc tính cơ tự nhiên có độ cứng lớn hơn tất cả các đường đặc tính cơ có điện trở phụ. Như vậy, khi ta thay đổi Rf ta được một họ đặc tính cơ thấp hơn đặc tính cơ tự nhiên. Đặc điểm của phương pháp SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH
  11. Trường ĐHBK Hà Nội -- -- Đồ án tốt nghiệp Điện trở mạch phần ứng càng tăng thì độ dốc đặc tính càng lớn, đặc tính cơ càng mềm, độ ổn định tốc độ càng kém và sai số tốc độ càng lớn. Phương pháp này chỉ cho phép điều chỉnh tốc độ trong vùng dưới tốc độ định mức ( chỉ cho phép thay đổi tốc độ về phía giảm). Chỉ áp dụng cho động cơ điện có công suất nhỏ, vì tổn hao năng lượng trên điện trở phụ làm giảm hiệu suất của động cơ và trên thực tế thường dùng ở động cơ điện trong cần trục. Đánh giá các chỉ tiêu Tính liên tục: phương pháp này không thể điều khiển liên tục được mà phải điều khiển nhảy cấp. Dải điều chỉnh phụ thuộc vào chỉ số mômen tải. Tải càng nhỏ thì dải điều chỉnh D = ωmax / ωmin càng nhỏ. Phương pháp này có thể điều chỉnh trong dải D =3:1 Giá thành đầu tư ban đầu rẻ nhưng không kinh tế do tổn hao trên điện trở phụ lớn. Chất lượng không cao dù điều khiển rất đơn giản. Phương pháp 2: Thay đổi từ thông Φ Nguyên lý điều khiển Giả thiết U= Uđm; Rư = const . Muốn thay đổi từ thông động cơ ta thay đổi dòng điện kích từ. Thay đổi dòng điện trong mạch kích từ bằng cách nối nối tiếp biến trở vào mạch kích từ hay thay đổi điện áp cấp cho mạch kích từ. Bình thường động cơ làm việc ở chế độ định mức với kích thích tối đa (Φ = Φmax) mà phương pháp này chỉ cho phép tăng điện trở vào mạch kích từ nên chỉ có thể điều chỉnh theo hướng giảm từ thông Φ tức là điều chỉnh tốc độ trong vùng trên tốc độ định mức. U dm → Khi giảm Φ thì tốc độ không tải lý tưởng ω o = tăng, còn độ kΦ SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH
  12. Trường ĐHBK Hà Nội -- -- Đồ án tốt nghiệp cứng đặc tính cơ β = − (kΦ ) giảm, ta 2 Ru thu được họ đặc tính cơ nằm trên đặc tính cơ tự nhiên. ω ωo2 ωo1 ωo Φđm Φ1 Φ2 M 0 Mc1 Mc2 H4. đặc tính cơ của động cơ khi giảm từ thông SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH
  13. Trường ĐHBK Hà Nội -- -- Đồ án tốt nghiệp Khi tăng tốc độ động cơ bằng cách giảm từ thông thì dòng điện tăng và tăng vượt quá mức giá trị cho phép nếu mômen không đổi. Vì vậy muốn giữ cho dòng điện không vượt quá giá trị cho phép đồng thời với việc giảm từ thông thì ta phải giảm Mt theo cùng tỉ lệ. Đặc điểm của phương pháp Phương pháp này có thể thay đổi tốc độ về phía tăng. Phương pháp này chỉ điều khiển ở vùng tải không quá lớn so với định mức. Việc thay đổi từ thông không làm thay đổi dòng điện ngắn mạch. Việc điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông là phương pháp điều khiển với công suất không đổi. Đánh giá các chỉ tiêu điều khiển Sai số tốc độ lớn: đặc tính điều khiển nằm trên và dốc hơn đặc tính tự nhiên. Dải điều khiển phụ thuộc vào phần cơ của máy. Có thể điều khiển trơn trong dải điều chỉnh D = 3 :1 Tính liên tục: vì công suất của cuộn dây kích từ bé, dòng điện kích từ nhỏ nên ta có thể điều khiển liên tục với Φ ≈ 1 Phương pháp này được áp dụng tương đối phổ biến, có thể thay đổi liên tục và kinh tế ( vì việc điều chỉnh tốc độ thực hiện ở mạch kích từ với dòng kích từ = (1 – 10)%Iđm của phần ứng nên tổn hao điều chỉnh thấp). → Đây là phương pháp gần như là duy nhất đối với động cơ điện một chiều khi cần điều chỉnh tốc độ lớn hơn tốc độ điều khiển. Phương pháp 3: Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp. Nguyên lý làm việc Để điều chỉnh điện áp phần ứng động cơ một chiều cần có thiết bị nguồn (máy phát điện một chiều kích từ độc lập, các bộ chỉnh lưu điều khiển…) SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH
  14. Trường ĐHBK Hà Nội -- -- Đồ án tốt nghiệp ω ω0 ĐTTN ω01 ω02 U1 U2 Mc 0 M SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH
  15. Trường ĐHBK Hà Nội -- -- Đồ án tốt nghiệp H5. đặc tính cơ của động cơ khi thay đổi điện áp Ở phương pháp này: U = var; Φđm = const; Rf = 0 Khi thay đổi phần ứng ( thay đổi theo chiều giảm điện áp), vì từ thông của động cơ được giữ không đổi nên độ cứng đặc tính cơ cũng không đổi, còn tốc độ không tải lí tưởng ωo = U /k.Φ thay đổi tùy thuộc vào giá trị điện áp phần ứng. Do đó ta thu được họ đặc tính mới song song và thấp hơn đặc tính cơ tự nhiên tức là vùng điều khiển tốc độ nằm dưới tốc độ định mức. Đặc điểm của phương pháp Điện áp phần ứng càng giảm, tốc độ động cơ càng thấp. Điều chỉnh trơn trong toàn bộ dải điều chỉnh. Độ cứng đặc tính cơ cao và được giữ không đổi trong toàn dải điều chỉnh. Chỉ thay đổi tốc độ về phía giảm Rất dễ tự động hóa khi dùng chỉnh lưu có điều khiển. Phương pháp này điều khiển với mômen không đổi vì Φ và Iư đều không đổi. Đánh giá chi tiêu điều khiển Sai số tốc độ lớn ( sai số tốc độ bằng sai số tốc độ của đặc tính cơ tự nhiên) Tính liên tục: điện áp của động cơ được điều khiển bằng bộ biến đổi. Các bộ biến đổi hiện nay đều có công suất bé nên có thể điều chỉnh liên tục. Dải điều chỉnh có thể đạt được D = 10:1 SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH
  16. Trường ĐHBK Hà Nội -- -- Đồ án tốt nghiệp → Đây là phương pháp duy nhất có thể điều chỉnh liên tục tốc độ động cơ trong vùng tốc độ thấp hơn tốc độ định mức đối với động cơ một chiều. ⇒ Qua việc xét ba phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ ta thấy phương pháp điều chỉnh điện áp phần ứng là triệt để và có nhiều ưu điểm hơn cả nên ta chọn phương pháp này để điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều CÁC BỘ BIẾN ĐỔI ĐỂ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP PHẦN ỨNG CỦA ĐỘNG CƠ Hệ thống F- Đ :Hệ thống F - Đ là một trong các phương án điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều bằng phương pháp thay đổi điện áp phần ứng. Nguyên lý điều khiển ∼ Đ F Đ MSX MF ĐC Theo sơ đồ thì động cơ Đ1 biến đổi điện năng xoay chiều của lưới thành cơ năng trên trục của nó rồi truyền sang trục của máy phát F, máy phát F biến đổi cơ năng đó thành điện năng một chiều để cung cấp cho động cơ Đ, động cơ một chiều chuyển thành cơ năng trên trục làm quay máy sản xuất. Để điều khiển tốc độ động cơ cần điều khiển điện áp đặt trên hai đầu động cơ, thông qua sức điện động của máy phát: E = kMF.Φ.ωMF. Khi máy phát F được quay với tốc độ ωMF cố định, sức điện động của máy phát EMF phụ thuộc vào dòng kích từ IkMF theo luật đường cong từ hóa: EMF = kMF.ωMF. α.IkMF Xét phương trình đặc tính cơ: kMF ω MFα R + R− D ω= I kMF − − MF .M kD Φ D (kD Φ D )2 SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH
  17. Trường ĐHBK Hà Nội -- -- Đồ án tốt nghiệp ω ω IkMFđ TS Đ m C IkMF 2 Đ N I 0 IkMF 1 IkMF = 0 TS Đ C SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH
  18. Trường ĐHBK Hà Nội -- -- Đồ án tốt nghiệp H6. đặc tính cơ của hệ (F – Đ) Ta thấy khi điều chỉnh dòng điện kích từ của máy phát ta điều chỉnh được k MF ω MF α tốc độ không tải của hệ thống: ω o = .I kMF còn độ cứng kDΦ D đặc tính cơ: β F − D = (kD Φ D )2 thì giữ nguyên. R− D + R− F Do đó các đường đặc tính cơ là một họ đường thẳng song song. Trong mạch lực của hệ F - Đ không có phần tử phi tuyến nào nên hệ có những đặc tính động rất tốt, rất linh hoạt khi chuyển các trạng thái làm việc. Hệ F - Đ có các đặc tính cơ điền đầy cả 4 góc phần tư của mặt phẳng tọa độ. + Đặc điểm của hệ F - Đ *Ưu điểm Sự chuyển đổi trạng thái làm việc rất linh hoạt, khả năng quá tải lớn. Phạm vi điều chỉnh tăng (cỡ 30:1; chỉ khi dùng trong mạch kín). Điều chỉnh tốc độ bằng phẳng trong phạm vi điều chỉnh. Việc điều chỉnh tiến hành trên các mạch kích từ nên tổn hao nhỏ. Hệ điều chỉnh đơn giản. *Nhược điểm Dùng nhiều máy điện quay trong đó ít nhất là hai máy điện một chiều, gây ồn lớn, công suất lắp đặt máy ít nhất gấp 3 lần công suất tải yêu cầu. Vốn đầu tư cao, cồng kềnh tốn diện tích SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH
  19. Trường ĐHBK Hà Nội -- -- Đồ án tốt nghiệp Hiệu suất của hệ thấp ( không quá 75%) Điều chỉnh sâu bị hạn chế Hiện nay người ta có khuynh hướng thay thế hệ F - Đ bằng hệ thống CL - Đ Hệ thống CL - Đ một chiều Hệ thống CL - Đ một chiều dùng bộ biến đổi là một loại nguồn điều áp một chiều. Khi nối nó vào mạch phần ứng với động cơ ∼ điện một chiều kích từ độc lập ta sẽ được hệ thống CL - Đ. T Khác với máy phát điện một chiều, bộ biến đổi trực tiếp biến dòng xoay chiều thành dòng một chiều không qua một khâu trung gian cơ học nào. Ư Hiện nay các Tiristo được dùng phổ biến để tạo ra các bộ chỉnh lưu có điều khiển bởi các tính chất ưu việt của chúng: gọn nhẹ, tổn hao ít, tác động nhanh… - Nguyên lý điều khiển Động cơ điện một chiều nhận năng lượng từ lưới xoay chiều thông qua bộ chỉnh lưu. Bộ chỉnh lưu biến đổi điện lưới xoay chiều thành điện một chiều cấp điện cho phần ứng của động cơ điện một chiều. Khi điều khiển góc mở của các Tiristo ( tức là Tirito chỉ được mở khi điện áp anod dương hơn catod) ta điều khiển được điện áp phần ứng tức là điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều. - Các chế độ làm việc Chế độ dòng điện liên tục Khi mômen tải tăng Mt ↑ thì dòng điện Iđc ↑ dẫn đến năng lượng điện từ tăng. Khi điện áp nguồn nhỏ hơn sức điện động thì năng lượng của cuộn dây lớn làm cho năng lượng xả ra đủ sức để duy trì dòng điện đến thời điểm mở van kế tiếp. Khi ở chế độ dòng điện liên tục, điện áp chỉnh lưu UCL = Udo.cosα . SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH
  20. Trường ĐHBK Hà Nội -- -- Đồ án tốt nghiệp Chế độ dòng điện gián đoạn Do mạch của động cơ có điện cảm và điện cảm ấy có tích lũy và xả năng lượng. Nếu dòng điện nhỏ, lượng tích lũy năng lượng của cuộn dây nhỏ nên xả năng lượng nhỏ. Vì vậy khi điện áp của lưới nhỏ hơn sức điện động của động cơ, năng lượng của cuộn dây xả ra để đảm bảo anod dương hơn catod không đủ duy trì tính chất liên tục của dòng điện. Lúc này, dòng điện qua van trở về 0 trước khi van kế tiếp bắt đầu dẫn. Chế độ biên liên tục Khi chuyển từ trạng thái dòng liên tục sang trạng thái dòng gián đoạn, hệ sẽ phải qua một trạng thái giới hạn, đó là trạng thái biên liên tục. - Đặc tính cơ của hệ thống Chế độ dòng điện liên tục Phương trình đặc tính cơ: U CL R− + RCL U . cos α R− + RCL ω= − .M = do − .M ke Φ ke .kμ .Φ 2 ke .Φ ke .kμ .Φ 2 Thay đổi góc điều khiển α = ( 0 - π),điện áp của chỉnh lưu biến thiên từ Udo – ( - Udo) và ta được họ đặc tính song song nằm ở nửa bên phải của hệ trục tọa độ {M, ω}. Những đặc tính đó không tồn tại ở nửa mặt bên trái là do các van không cho dòng điện phần ứng đổi chiều. Khi đó tốc độ không tải lí tưởng tùy thuộc vào góc điều khiển α U do . cos α ωo = ke .Φ dm Và độ cứng đặc tính cơ: β = (kΦ dm )2 là không đổi. R¦ + RCL → Các đường đặc tính của hệ CL - Đ mềm hơn các đặc tính cơ của hệ F - Đ Chế độ dòng điện gián đoạn Phương trình đặc tính cơ: SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản