Bài giảng Thực hành truyền động điện - ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Nam Định

Chia sẻ: Mucnang222 Mucnang222 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:167

Thêm vào BST

Báo xấu

91
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Thực hành truyền động điện được biên tập theo các bài tập cơ bản sau: Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập; Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp; Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp; Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ; Điều chỉnh tốc độ động cơ đặc biệt

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Thực hành truyền động điện - ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Nam Định

Bé lao ®éng th¬ng binh vµ x· héi Trêng ®¹i häc s ph¹m kü thuËt nam ®Þnh Th.s PHẠM VĂN CHÍNH Th.s Ph¹m thÞ hoa tËp bµi gi¶ng thùc hµnh truyÒn ®éng ®iÖn Nam ®Þnh 2012
LỜI NÓI ĐẦU Động cơ điện là các thiết bị động lực chính để truyền động trong các máy công nghiệp. Điều chỉnh tốc độ động cơ điện là các yêu cầu chính khi nghiên cứu ứng dụng động cơ điện đáp ứng các yêu cầu công nghệ ngày càng phát triển hiện đại trong các dây chuyền sản xuất tự động. Ngày nay, do ứng dụng tiến bộ kỹ thuật điện tử công suất, tin học các hệ truyền động được thay đổi một cách đáng kể. Các bộ biến đổi điện tử công suất được chế tạo hoàn chỉnh ứng dụng khoa học tiên tiến và các phương pháp tính để điều chỉnh tốc độ động cơ đáp ứng yêu cầu công nghệ, đạt chất lượng cao tiết kiệm điện năng, giảm kích thước và giá thành của hệ. Để thống nhất các nội dung giảng dạy, có tài liêu nghiên cứu cho các giảng viên và sinh viên khi thực hành các hệ truyền động với động cơ điện một chiều, xoay chiều và đặc biệt trên cơ sở của các thiết bị điện điều khiển và các động cơ điện được trang bị hiện đại tại trung tâm thực hành. Nội dung chủ yếu về xây dựng các đặc tính cơ khi điều chỉnh theo các phụ tải khác nhau, điều chỉnh tốc độ và điều khiển theo hệ thống truyền động. Bộ môn Kỹ thuật điều khiển biên tập bài giảng thực hành truyền động điện theo các bài tập cơ bản sau: Bài1. Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập Bài 2 . Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp Bài 3. Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp Bài 4. Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ Bài 5. Điều chỉnh tốc độ động cơ đặc biệt Tập bài giảng thực hành truyền động điện được biên soạn theo hướng mở có thể thực hành theo nhiều dạng bài tập về hệ thống truyền động hiện đại để điều khiển tốc độ động cơ một chiều và xoay chiều không đồng bộ. Trong quá trình biên soạn nhóm tác giả đã cố gắng tham khảo nhiều nguồn tài liệu, cập nhật các kiến thức mới, các nguồn tài liệu cung cấp một số hãng thiết bị, các thiết bị thực tế về điều khiển truyền động hiện đại, trao đổi ý kiến chuyên môn của các bạn đồng nghiệp, song vẫn hạn chế về thông tin và khả năng nên nội dung không tránh khỏi thiếu sót. Rất mong các thầy, cô giáo, bạn đọc đóng góp để nhóm tác giả hoàn thiện tốt hơn. Nội dung đóng góp xin giử về bộ môn Kỹ thuật điều khiển- Khoa Điện – Điện tử trường đại học Sư phạm Kỹ thuật Nam Định. Tác giả 1
Mục lục LỜI NÓI ĐẦU ........................................................................................................................... 1 Bài 1: ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP .......... 3 Bài 2: ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ NỐI TIẾP ........ 34 Bài 3: ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ HỖN HỢP ....... 53 Bài 4: ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA .................... 74 Bài 5: ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN ĐẶC BIỆT ............................................. 120 PHỤ LỤC ............................................................................................................................... 137 HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG BIẾN TẦN SIEMENS ............................................................... 137 2
Bài 1: ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP I. Mục tiêu học tập 1. Kiến thức: - Nắm được cấu tạo động cơ điện một chiều kích từ độc lập. - Nắm được các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập. 2. Kĩ năng: - Nối dây và vận hành mạch điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập . - Xây dựng đặc tính điều chỉnh tốc độ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập dựa vào các số liệu đo được. 3. Thái độ: - Nghiêm túc học tập, tích cực luyện tập. - Tổ chức nơi làm việc gọn gàng ngăn lắp. - Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị. II. Tóm tắt lý thuyết 1. Cấu tạo của động cơ điện một chiều kích từ độc lập Cấu tạo của động cơ điện một chiều gồm hai phần là phần tĩnh (Stato) và phần động (Rotor).  Phần tĩnh gồm cực từ chính, cực từ phụ, gông từ, chổi than, nắp máy. - Cực từ chính là phần để tạo ra từ trường một chiều gồm có lõi sắt và cuộn dây kích từ. - Cực từ phụ gồm giữa các cực từ chính để cải thiện tình trạng đổi chiều. Cực từ phụ được làm bằng thép khối trên đặt các cuộn dây quấn. - Gông từ là phần nối tiếp các cực từ, đồng thời làm vỏ máy. Trong máy điện lớn gông từ làm bằng thép đúc, trong các máy điện nhỏ gông từ bằng thép lá ghép lại. - Chổi than dùng để đưa dòng điện từ ngoài vào máy. Các chổi than được đặt lên giá đựng chổi than và luôn tỳ lên hai vành góp nhờ hai lò xo. - Nắp máy dùng để bảo vệ các chi tiết của máy. 3
 Phần quay gồm lõi sắt phần ứng, dây quấn phần ứng, phiến góp, cánh quạt, trục máy. - Lõi sắt phần ứng dùng để dẫn từ, có dạng hình trụ tròn được ép cứng vào với trục máy tạo thành một khối thống nhất. - Dây quấn phần ứng sinh ra sức điện động. - Vành góp dùng để đổi chiều dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều. - Cánh quạt dùng để làm mát động cơ. - Trục máy dùng để đặt lõi thép phần ứng và vành góp. Hình 1.1. Cấu tạo của động cơ điện một chiều 1.Vành góp; 2. Cổi than; 3. Rotor; 4. Cực từ; 5. Cuộn dây kích từ; 6. Lõi thép Stato; 7. Cuộn dây phần ứng 2. Sơ đồ nối dây động cơ điện một chiều kích từ độc lập Ở động cơ điện một chiều kích từ độc lập cuộn kích từ CKĐ được cấp điện từ một nguồn tách biệt với nguồn điện cấp cho cuộn dây phần ứng (hình 1.2a). Ở động cơ điện kích từ song song cuộn dây kích từ và cuộn dây phần ứng được cấp điện bởi cùng một nguồn (hình 1.2b). Trong trường hợp này mà nguồn điện có công suất lớn hơn nhiều so với công suất của động cơ thì tính chất động cơ sẽ tương tự như động cơ kích từ độc lập. Trong đó: EA : là sức điện động cảm ứng trong dây quấn phần ứng; CP : là cuộn dây phụ; CB : là cuộn dây bù; CKT : là cuộn dây kích từ; 4
Rpư : là điện trở phụ mạch phần ứng; Rpkt : là điện trở phụ mạch kích từ. + UA - E CP CB Rpư IA If CKT Rpkt (a) Uf - + + UA - E CP CB Rpư IA (b) If CKT Rpkt Hình 1.2. Sơ đồ nối dây động cơ điện một chiều a.Kích từ độc lập; b. Kích từ song song 3. Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập a.Đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập - Điện áp mạch phần ứng: UA = EA + IAR - Sức điện động phần ứng: EA = k = ken - Mômen quay của động cơ: M  k I A - Phương trình biểu diễn quan hệ tốc độ và mômen quay: UA R   M  0   K ( K ) 2 UA R 0    M K ( K ) 2 Trong đó: M : là mômen quay của động cơ; UA : là điện áp đặt vào động cơ; IA : là dòng điện phần ứng; 5
EA : là sức điện động phần ứng; If : là dòng điện kích từ; Uf : là điện áp mạch kích từ;  : là từ thông động cơ; k : là hệ số hằng số phụ thuộc kết cấu động cơ; ke=0,105k; =2n/60=0,105n; R : là điện trở mạch phần ứng R = rA + rCB + rCP + Rpư Với: rA là điện trở cuộn dây phần ứng. Với điều kiện K là hằng số, đặc tính cơ có dạng đường thẳng như hình 1.3.  0 0 M Hình 1.3. Dạng đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập b. Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập * Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng - Điện áp phần ứng càng giảm, tốc độ động cơ càng nhỏ. - Điều chỉnh trơn trong dải điều chỉnh D=10:1. - Độ cứng đặc tính cơ được giữ không đổi trong toàn dải điều chỉnh. - Chỉ thay đổi được tốc độ về phía giảm (vì chỉ có thể thay đổi UAUAđm) * Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông - Từ thông càng giảm, tốc độ động cơ càng lớn. - Điều chỉnh trơn trong dải điều chỉnh D=3:1. - Độ cứng đặc tính cơ giảm khi giảm từ thông. - Chỉ thay đổi được tốc độ về phía tăng (vì chỉ có thể thay đổi 
- Về nguyên tắc, phương pháp cho phép điều chỉnh trơn nhờ thay đổi đều điện trở. Nhưng vì dòng điện phần ứng lớn, việc chuyển đổi điện trở sẽ khó khăn nên thực tế chỉ chuyển đổi điện trở từng cấp. Dải điều chỉnh D=5:1. - Độ cứng đặc tính cơ giảm khi tăng điện trở mạch phần ứng. - Chỉ thay đổi được tốc độ về phía giảm (vì chỉ có thể thay đổi R>Rpư). III.Thiết bị, dụng cụ, vật tư phục vụ 1 bàn thực hành Đơn vị Số TT Tên thiết bị tính lượng 1 Động cơ điện một chiều kích từ độc lập cái 1 2 Thiết bị đo công suất kiểu bột từ bộ 1 3 Bộ nguồn một chiều điều chỉnh (chỉnh lưu dùng bộ 1 SCR) 4 Bộ nguồn một chiều không điều chỉnh (chỉnh lưu bộ 1 dùng điốt) 5 Ampe kế số một chiều cái 2 6 Vôn kế số một chiều cái 1 7 Bộ biến trở phụ cho mạch kích từ (2,2KΩ) bộ 1 8 Công tắc nguồn tổng 3 pha bộ 1 9 Khớp nối cái 1 10 Nắp che khớp nối cái 1 11 Dây nối m 30 12 Bút thử điện cái 1 13 Đồng hồ vạn năng cái 1 14 Kìm mỏ nhọn cái 1 15 Kìm cắt cái 1 16 Tuốcnôvít cái 1 17 Băng dính cách điện cuộn 1 7
 Thiết bị đo công suất kiểu bột từ Thiết bị được xây dựng dựa trên sự tổng hợp một cách hợp lý các thiết bị chức năng sau: - Thiết bị phanh hãm kiểu bột từ - Thiết bị điều khiển lực hãm - Thiết bị đo tốc độ (vòng/phút) và đo mômen (kg-cm) MAX 5 kg-cm SPEED METER (r.p.m) TORQUE METER (kg-cm) DIGITAL RPM DIGITAL Kg-cm ZERO ADJ POWER SW TORQUE ADJ TORQUE SW T > I I O O MAGNETIC POWER BRAKE Power(W)=0,01026 x speed(RPM) x Torque(kg-cm) Hình 1.4. Mô hình thiết bị đo công suất kiểu bột từ 8
Thiết bị đo công suất nối trục một cách dễ dàng với các máy điện quay cần tiến hành thí nghiệm; dễ dàng điều chỉnh tăng hoặc giảm tải máy điện thí nghiệm bằng cách thay đổi lực hãm. Hai đại lượng tốc độ và mômen được đo chính xác và được hiển thị bằng số. Để tiến hành thí nghiệm với thiết bị đo công suất kiểu bột từ. Núm điều chỉnh “TORQUE ADJ” quay hết về theo chiều ngược chiều kim đồng hồ; “POWER SW” đặt ở “0” trước khi cấp nguồn cho động cơ thí nghiệm, kiểm tra ghép nối trục của máy thí nghiệm với thiết bị đo công suất đã đảm bảo chưa, bắt chặt các vít cố định của hai đế máy, sau khi các bước trên đã làm tốt ta tiến hành cấp điện cho động cơ động cơ quay trong vòng một phút (để cho bột từ bên trong thiết bị đo công suất kiểu từ bám đều), sau đó cấp nguồn xoay chiều 220V cho thiết bị đo công suất kiểu bột từ, bật công tắc đặt về”I” lúc này đèn báo nguồn sang, quạt làm mát của thiết bị đo công suất kiểu bột từ quay, đồng thời điều chỉnh “ZERO ADJ” theo dõi trên màn hiện số kg-cm hiện số 00000. Tiến hành điều chỉnh “TORQUE ADJ” đồng thời quan sát trên màn hiển thị kg- cm chỉ số kg-cm, điều chỉnh đến vị trí mà giá trị kg-cm cần đặt lên trục động cơ thí nghiệm cần đo. Ví dụ: động cơ cần thí nghiệm có các thông số sau:U = 220V, P = 0,25 KW, n = 1720 vòng/phút. Cần tính tải trọng chỉ thị giá trị kg-cm khi tải định mức, có thể theo công thức sau đây: P(out ) 250 W F(kg)    1,66(kg ) 1,027.L.n 1,027.0,85.1720 Trong công thức trên: P(out)=1,027.M.n: là công suất truyền ra trên trục động cơ; M: là mômen quay; L: là độ dài giữa cân và bột từ L = 0,85 m; N: là tốc độ quay của động cơ; 1kg = 9,807 n.M; IV. Thực hành 1. Tìm hiểu cấu tạo động cơ điện một chiều kích từ độc lập a.Xác định các thông số định mức của động cơ Dựa vào thông tin ghi trên nhãn máy, ghi lại các thông số định mức của động cơ điện một chiều kích từ độc lập vào trong bảng 1.1. 9
Bảng 1.1: Bảng số liệu định mức của động cơ điện một chiều kích từ độc lập TT Thông số Kí hiệu Trị số định mức 1 Điện áp phần ứng 2 Dòng điện phần ứng 3 Điện áp kích từ 4 Dòng điện kích từ 5 Tốc độ quay b.Xác định các đầu dây quấn của động cơ Dựa vào thông tin ghi trên nhãn máy và các kí hiệu trên máy, ghi lại các đầu dây quấn của động cơ điện một chiều vào trong bảng 1.2. Bảng 1.2: Bảng kí hiệu các đầu dây quấn của động cơ TT Dây quấn Kí hiệu các đầu dây 1 Dây quấn phần ứng 2 Dây quấn kích từ độc lập 2. Kết nối bộ biến đổi - động cơ điện một chiều kích từ độc lập a.Sơ đồ kết nối bộ biến đổi - động cơ điện một chiều kích từ độc lập khi điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp đặt vào phần ứng động cơ (hình 1.5) If Ia + + F1 A1 Bộ nguồn một U M V chiều (dùng SCR) Rft F2 A2 - - 10
A1 A2 A1 F1 F2 S1 S2 S3 F1 F2 S1 S2 S3 M/G A2 T > Hình 1.5.Sơ đồ kết nối mạch điện điều chỉnh tốc độ động cơ điện kích từ độc lập bằng cách thay đổi điện áp phần ứng - Cuộn dây kích từ độc lập (F1-F2) được đấu nối tiếp với biến trở phụ Rft (02,2KΩ). - Mạch kích từ được cấp điện một chiều từ bộ nguồn một chiều không điều chỉnh. Đồng hồ ampe mét If đo dòng điện mạch kích từ If. - Mạch phần ứng được cấp điện một chiều từ bộ nguồn một chiều điều chỉnh được điện áp. - Đồng hồ ampe mét Ia đo dòng điện phần ứng IA , đồng hồ vôn kế V đo điện áp phần ứng động cơ. b.Sơ đồ kết nối bộ biến đổi - động cơ điện một chiều kích từ độc lập khi điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông động cơ (hình 1.6) Cuộn dây kích từ độc lập (F1-F2) được đấu nối tiếp với biến trở phụ Rft (02,2KΩ). Điều chỉnh từ thông động cơ thông qua điều chỉnh biến trở Rft. - Mạch kích từ được cấp điện một chiều từ bộ nguồn một chiều không điều chỉnh. Đồng hồ ampe mét If đo dòng điện mạch kích từ If. - Mạch phần ứng được cấp điện một chiều từ bộ nguồn một chiều điều chỉnh được điện áp. 11
- Đồng hồ ampe mét Ia đo dòng điện phần ứng IA , đồng hồ vôn kế V đo điện áp phần ứng động cơ. If Ia + + F1 A1 Bộ nguồn một U M V chiều (dùng điốt) Rft F2 A2 - - A1 A2 A1 F1 F2 S1 S2 S3 F1 F2 S1 S2 S3 M/G A2 T > Hình 1.6. Sơ đồ kết nối mạch điện điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập bằng cách thay đổi từ thông động cơ 3. Điều chỉnh tốc độ theo yêu cầu a. Xây dựng đặc tính điều chỉnh tốc độ khi không có phản hồi a1. Đặc tính điều chỉnh tốc độ khi thay đổi điện áp đặt vào phần ứng động cơ Bước 1: Lựa chọn thiết bị, máy móc đặt vào bàn thực hành và lắp trên giá thực hành. 12
Bước 2: Nối dây các thiết bị theo sơ đồ kết nối mạch điện điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập bằng cách thay đổi điện áp phần ứng (hình 1.5). Bước 3: Xoay các núm điều chỉnh theo chiều ngược chiều kim đồng hồ đến khi không vặn được nữa thì thôi (chú ý lực vặn nhẹ tránh làm hỏng các núm điều chỉnh). Nút điều chỉnh nguồn một chiều cấp điện cho động cơ của bộ nguồn một chiều điều chỉnh điện áp bằng SCR. Núm điều chỉnh thiết bị đo công suất kiểu bột từ như mục III. Bước 4: Kiểm tra lại nối dây theo sơ đồ nối dây, các cầu chì luôn đặt ở định mức và điều chỉnh kg-cm trên thiết bị đo công suất kiểu bột từ về “00000”. Bước 5: Đóng cầu dao cấp nguồn xoay chiều 220V cho bộ nguồn một chiều không điều chỉnh dùng điốt. Cấp nguồn xoay chiều 220V cho các đồng hồ đo dòng Ia và đo điện áp V và cấp nguồn xoay chiều 220V cho thiết bị đo công suất kiểu bột từ. Bước 6: Điều chỉnh biến trở Rft trong mạch kích từ để dòng điện kích từ động cơ đạt giá trị định mức. Bước 7: Đóng cầu dao cấp nguồn xoay chiều ba pha220V cho bộ nguồn một chiều điều chỉnh bằng SCR. Bước 8: Trên thiết bị đo công suất kiểu bột từ bật công tắc SW sang vị trí “I”. Bước 9: Trên bộ nguồn một chiều điều chỉnh bằng SCR công tắc SW đặt ở vị trí “ON”, tiến hành điều chỉnh điện áp một chiều để đạt được giá trị định mức là 220V DC. Bước 10: Điều chỉnh từ từ “TORQUE ADJ” của bộ hãm thiết bị đo công suất kiểu bột từ đến khi kg-cm đạt giá trị mômen định mức của động cơ. Bước 11: Duy trì mômen hãm của động cơ kg-cm là định mức. Tiến hành điều chỉnh bộ nguồn một chiều điều chỉnh bằng SCR để đạt được ba mức điện áp khác nhau là 220V/190V/160V. Ứng với mỗi mức giá trị điện áp đó ghi lại giá trị điện áp, dòng điện và tốc độ của động cơ vào trong bảng 1.3. Bảng 1.3. UA (V) n(v/p) IA (A) 220 190 160 Bước 12: Điều chỉnh bộ nguồn một chiều điều chỉnh bằng SCR để đạt được điện áp ra định mức 220V cấp cho động cơ. Bước 13: Duy trì điện áp 220V cấp cho phần ứng động cơ, đồng thời điều chỉnh từ từ “TORQUE ADJ” của bộ hãm thiết bị đo công suất kiểu bột từ để giảm tải 13
của động cơ về 0. Lấy số liệu về sự thay đổi tốc độ và dòng điện phần ứng của động cơ theo mômen khi cấp điện áp định mức cho phần ứng động cơ. Ghi lại các cặp giá trị của mômen kg-cm và tốc độ quay rpm của động cơ hiển thị trên SPEED METER và TORQUE METER của thiết bị đo công suất kiểu bột từ, đồng thời cũng ghi lại giá trị tương ứng của dòng điện phần ứng động cơ trên ampe mét Ia vào bảng 1.4. Bảng 1.4. Giá trị đo M, n, IA khi UA=220V M n Ia Bước 14: Lặp lại bước 12, 13. Chỉ khác ở bước 12, điều chỉnh bộ nguồn một chiều điều chỉnh bằng SCR để đạt được điện áp ra là 190V và ở bước 13 cần duy trì điện áp 190V cấp cho phần ứng động cơ. Ghi lại các giá trị đo mômen, tốc độ và dòng điện của động cơ khi UA=190V vào bảng 1.5. Bảng 1.5. Giá trị đo M, n, IA khi UA=190V M n Ia Bước 15: Lặp lại bước 12, 13. Chỉ khác ở bước 12, điều chỉnh bộ nguồn một chiều điều chỉnh bằng SCR để đạt được điện áp ra là 160V và ở bước 13 cần duy trì điện áp 160V cấp cho phần ứng động cơ. Ghi lại các giá trị đo mômen, tốc độ và dòng điện của động cơ khi UA=160V vào bảng 1.6. Bảng 1.6. Giá trị đo M, n, IA khi UA=160V M n Ia 14
 Những công việc cần chú ý trong quá trình tiến hành thực hành: - Trước khi tiến hành thực hành cần phải kiểm tra lại các thiết bị, máy móc có gẫy, vỡ, kẹt…hay không? Nếu tất cả các thiết bị, máy móc đều tốt thì tiến hành thực hành theo tuần tự các bước nêu ở trên. - Trong quá trình thực hành cần duy trì dòng điện kích từ của động cơ là định mức. - Trong lúc tiến hành thực hành, nếu có sự cố bất ngờ thì phải lập tức ấn vào nút mầu đỏ công tắc nguồn tổng trên môđun nguồn xoay chiều để bảo vệ an toàn cho người và thiết bị. b. Điều chỉnh tốc độ điện một chiều kích từ độc lập bằng cách thay đổi từ thông động cơ a2. Đặc tính điều chỉnh tốc độ khi thay đổi từ thông động cơ Bước 1: Lựa chọn thiết bị, máy móc đặt vào bàn thực hành và lắp trên giá thực hành. Bước 2: Nối dây các thiết bị theo sơ đồ kết nối mạch điện điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập bằng cách thay đổi từ thông động cơ (hình 1.6). Bước 3: Xoay các núm điều chỉnh theo chiều ngược chiều kim đồng hồ đến khi không vặn được nữa thì thôi (chú ý lực vặn nhẹ tránh làm hỏng các núm điều chỉnh). Nút điều chỉnh nguồn một chiều cấp điện cho động cơ của bộ nguồn một chiều điều chỉnh điện áp bằng SCR; Núm điều chỉnh biến trở Rft ; Núm điều chỉnh thiết bị đo công suất kiểu bột từ như mục III. Bước 4: Kiểm tra lại nối dây theo sơ đồ nối dây, các cầu chì luôn đặt ở định mức và điều chỉnh kg-cm trên thiết bị đo công suất kiểu bột từ về “00000”. Bước 5: Đóng cầu dao cấp nguồn xoay chiều 220V cho bộ nguồn một chiều không điều chỉnh dùng điốt. Cấp nguồn xoay chiều 220V cho các đồng hồ đo dòng Ia và đo điện áp V và cấp nguồn xoay chiều 220V cho thiết bị đo công suất kiểu bột từ. Bước 6: Đóng cầu dao cấp nguồn xoay chiều ba pha 220V cho bộ nguồn một chiều điều chỉnh bằng SCR. Bước 7: Trên thiết bị đo công suất kiểu bột từ bật công tắc SW sang vị trí “I”. Bước 8 Trên bộ nguồn một chiều điều chỉnh bằng SCR công tắc SW đặt ở vị trí “ON”, tiến hành điều chỉnh điện áp một chiều để đạt được giá trị định mức là 220V DC. Bước 9: Duy trì điện áp định mức cấp cho động cơ. Đồng thời điều chỉnh tăng từ từ “TORQUE ADJ” của bộ hãm thiết bị đo công suất kiểu bột từ đến khi kg-cm đạt giá trị mômen định mức của động cơ. 15
Bước 10: Điều chỉnh biến trở Rft để dòng điện kích từ bằng 0,9Ifđm, đồng thời điều chỉnh từ từ núm “TORQUE ADJ” của bộ hãm thiết bị đo công suất kiểu bột từ để giảm tải của động cơ dần về không tải, đồng thời lấy số liệu về sự thay đổi tốc độ, dòng điện phần ứng động cơ. Ghi lại các cặp giá trị của mômen kg-cm, tốc độ quay rpm của động cơ hiển thị trên SPEED METER, TORQUE METER của thiết bị đo công suất kiểu bột từ và dòng điện phần ứng trên ampe mét Ia vào bảng1.7. Bảng 1.7. Giá trị đo M, n, IA khi UA=220V, If=0,9Ifđm M n IA Bước 11: Lặp lại bước 10. Chỉ khác điều chỉnh biến trở Rft để dòng điện kích từ bằng 0,7Ifđm Ghi lại các giá trị đo mômen, tốc độ, dòng điện phần ứng của động cơ vào bảng 1.8. Bảng 1.8. Giá trị đo M, n, IA khi UA=220V, If=0,7Ifđm M n IA Bước 12: Lặp lại bước 10. Chỉ khác điều chỉnh biến trở Rft để dòng điện kích từ bằng 0,5Ifđm. Ghi lại các giá trị đo mômen, tốc độ, dòng điện phần ứng của động cơ vào bảng 1.9. Bảng 1.9. Giá trị đo M, n, IA khi UA=220V, If=0,5Ifđm M n IA  Những công việc cần chú ý trong quá trình tiến hành thực hành: - Trước khi tiến hành thực hành cần phải kiểm tra lại các thiết bị, máy móc có gẫy, vỡ, kẹt…hay không? Nếu tất cả các thiết bị, máy móc đều tốt thì tiến hành thực hành theo tuần tự các bước nêu ở trên. 16
- Trong quá trình thực hành cần duy trì điện áp phần ứng động cơ là định mức. - Trong lúc tiến hành thực hành, nếu có sự cố bất ngờ thì phải lập tức ấn vào nút mầu đỏ công tắc nguồn tổng trên môđun nguồn xoay chiều để bảo vệ an toàn cho người và thiết bị. b. Xây dựng đặc tính điều chỉnh tốc độ khi có phản hồi b1. Mô hình hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập có phản hồi Trên hình 1.7 mô tả hệ thống thiết bị cho phép khảo sát đặc tính của động cơ một chiều trong các chế độ làm việc. Hình 1.7. Mô hình hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập có phản hồi - M1 là động cơ điện một chiều kích từ độc lập cần khảo sát. Động cơ M1 có phần kích từ cố định. - Đồng hồ ampe mét A1 và vôn mét V1 dùng để đo dòng điện phần ứng IA (M1) và điện áp phần ứng UA (M1) của động cơ M1. - Thiết bị phụ tải bao gồm: + Máy phụ tải một chiều G1 nối trục với động cơ. + Máy phụ tải một chiều M3 liên kết điện với G1. + Động cơ điện không đồng bộ ba pha M2 nối cùng trục với máy phụ tải M3. + Đồng hồ A2 cho phép đo dòng điện phần ứng của máy G1 là IA(G1). Khi khảo sát động cơ thí nghiệm M1 ở chế độ động cơ, máy phụ tải G1 làm việc như một máy phát trả năng lượng cho lưới điện qua thiết bị phụ tải. Khi thay đổi dòng điện kích từ cho máy M3 (bằng cách vặn biến trở cấp nguồn), sẽ làm thay đổi sức điện động tạo ra bởi máy M3, do đó làm thay đổi dòng qua phần ứng của máy G1. Nhờ vậy, có thể tính được mômen do máy phụ tải G1 sinh ra theo công thức: 17
M = KM.IA(G1), với KM = k. = const Khi khảo sát động cơ thí nghiệm M1 ở chế độ hãm tái sinh trả năng lượng về lưới, máy phụ tải G1 làm việc như một động cơ, chuyển năng lượng từ trục của nó tới động cơ thí nghiệm M1. Tốc độ của động cơ M1 sẽ lớn hơn tốc độ không tải lý tưởng của nó. Khi tăng dòng điện kích từ cho máy M3 (bằng cách vặn biến trở cấp nguồn) sẽ làm tăng sức điện động tạo ra bởi máy M3, do đó làm tăng dòng điện qua phần ứng của máy G1 và làm tăng tốc độ của máy G1. Đặc trưng thu được dựa vào số đo dòng điện trong mạch phần ứng của máy phụ tải G1 sẽ có sự sai lệch với thực tế vì chưa tính đến mômen tổn thất trong tổ máy. Muốn hiệu chỉnh cần xác định đặc trưng tổn thất của hệ thống, xác định bằng cách cắt động cơ khảo sát M1 khỏi lưới điện và máy M3 lànguồn cung cấp năng lượng. Sơ đồ đơn giản cho phép lấy được đặc tính cơ của động cơ được trình bầy trên hỉnh 1.8. Mômen cản trên trục động cơ được tạo nhờ một máy phụ tải một chiều làm việc ở chế độ hãm động năng Hình 1.8. Thiết bị khảo sát đặc tính cơ của động cơ điện một chiều B2.Thiết bị thực hành Thiết bị thí nghiệm với động cơ DC (hình 1.9) gồm 3 phần: - Phần nguồn với công tắc chính và các nguồn kích từ cho tải. - Phần điều khiển động cơ DC và cấu hình ghép nối động cơ với tải trở. - Phần điều khiển tự động và đo lường.  Phần nguồn PE-800 - Công tắc ba pha MAIN POWER để đóng cắt điện ba pha (R-S-T) cho phần công suất. - Bảng điện AUX POWER cấp điện 220V AC dùng cho các thiết bị phụ trợ. Nguồn kích từ DC POWERcung cấp điện thế và dòng kích từ tương ứng với động cơ DC của bộ tải sử dụng. 18
 Phần điều khiển và ghép nối bộ tải - Công tắc START/STOP và khởi động từ K1 cấp điện cho bộ điều khiển DC LYNX SM300 (Control technics) thực hiện biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều có thể điều chỉnh được. - Bộ điều khiển có các lối vào: + Nguồn AC nối vào: 220V AC. + Báo trạng thái (STATUS) sẵn sàng làm việc (READY): chân 11-12 nối. Khi có sự cố , chân 11-12 ngắt. Các chân READY được nối với khởi động từ K1. Khi có sự cố, tự động ngắt mạch cấp cho bộ điều khiển. + Lối vào đặt tốc độ: +REF/10V, MIN REF và REF.IN. Trong chế độ bằng tay, công tắc chọn ở vị trí MAN, thế đặt (DC SET) được lấy từ biến trở đưa vào bộ điều khiển. Trong chế độ tự động, thế DC lấy từ lối ra khối I/O EM-235 của hệ thống PLC để điều khiển tốc độ. + Lối vào đặt dòng lấy từ biến trở CURRENT SET qua các chân 1-4-6 vào lối vào TORQUE của bộ điều khiển. Cho phép điều khiển phản hồi dòng. + Lối vào điều khiển vận hành RUN (ON/OFF) qua các chân 5-7. + Các lối vào SW1.5a,b và SW1.8a,b cho phép lựa chọn phản hồi điện áp phần ứng (ARMATURE VOLTAGE FEEDBACK) hoặc phản hồi tốc độ (TACHO FEEDBACK). + Lối vào cho máy phát tốc TACHO qua các chân 8-9. - Bộ điều khiển có các lối ra: + Lối ra A1(+)-A2(-) cho phần ứng (Armature) của động cơ DC. + Lối ra (F1(+)-F2(-) cho cuộn kích từ của động cơ DC. - Bộ điều khiển làm việc theo nguyên tắc chỉnh lưu có điều khiển đểtạo thế DC ra tương ứng với giá trị đặt. - Động cơ một chiều khảo sát M1 loại kích từ độc lập được nối với các chốt A1-A2 của bộ điều khiển. - Các đồng hồ V1 và A1 được sử dụng để đo điện áp và dòng điện phần ứng. Các đồng hồ này được đặt trên bộ đo và giao diện MI-604, được kết nối bằng dây cắm qua các nối INPUT 1&2. - Bộ tải bằng động cơ DC và bộ trở công suất: + Máy phát một chiều G1 gắn trục với động cơ một chiều M1 khảo sát. 19