CHƯƠNG 2
ĐỘNG CƠ ĐIfiN 1 CHIỀU ( DIRECT CURRENT DRIVES)
Thiem V. Pham - EEE, PHENIKAA UNI Truyền Động Điện (Electric Motor Drives) Ngày 7 tháng 8 năm 2024 48 / 99
CHƯƠNG 2: ĐỘNG CƠ ĐIfiN 1 CHIỀU ( DC DRIVES)
-Hệ truyền động hoạt động với dòng điện một chiều, trung tâm của hệ là động cơ điện một
chiều (DC motor). vì vậy tên gọi của hệ còn được gọi là hệ truyền động điện một chiều (DC
drives – Direct current drives). Ngày nay, hệ truyền động điện một chiều vẫn có thể được
tìm thấy rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp, mặc dù truyền động điện xoay chiều (AC
drives
- alternating current drives ) đã và đang ngày càng thay thế chúng.
-Trong dải công suất thấp hơn 500W, khi sử dụng hệ TĐĐ một chiều sẽ có lợi thế từ sự sẵn
có của nguồn điện 24VDC trong hầu hết các máy móc và thiết bị công nghiệp. Trong đó,
việc sử dụng động cơ một chiều kích từ vĩnh cữu có bộ điều khiển rất đơn giản, có thể thực
hiện các truyền động công suất nhỏ rất hiệu quả về chi phí.
-Ở dải công suất lớn hơn 100 kW, các hệ TĐĐ một chiều có điều khiển vẫn rất đáng xem
xét sử dụng khi so sánh về mặt chi phí và kích thước với hệ TĐĐ xoay chiều có điều khiển.
Do đó, các hệ TĐĐ một chiều ngày nay vẫn được lựa chọn sử dụng cho các máy cán, cần
trục và thang máy. Các hệ TĐĐ này có tiêu chuẩn cao về chức năng điều khiển và giám
sát. Trong dải công suất trung bình và lớn, động cơ một chiều kích từ độc lập được sử
dụng.
-Về mặt cấu trúc của hệ và thuật toán điều khiển, hệ TĐĐ một chiều có ưu điểm lớn là
nguyên lý đơn giản, dễ hiểu và dễ điều khiển tách biệt phần cảm với phần ứng. Vì vậy, các
cấu trúc và thuật toán điều khiển hệ TĐĐ xoay chiều cũng được phát triển dựa trên nguyên
lý của hệ TĐĐ một chiều. Đó là lý do quan trọng để chúng ta cần hiểu rõ hệ TĐĐ một chiều
trước khi nghiên cứu về hệ TĐĐ xoay chiều.
Thiem V. Pham - EEE, PHENIKAA UNI Truyền Động Điện (Electric Motor Drives) Ngày 7 tháng 8 năm 2024 49 / 99
2.1. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIfiC CỦA ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU
CẤU TẠO:
-Phần cảm (field circuit, field winding) – phần tĩnh (stator) có cuộn dây sinh ra từ
thông ϕ.
-Phần ứng (armature circuit) – phần quay (rotor) nối với điện áp lưới qua vành góp
(commutator segments) và chổi than (carbon brushes).
Thiem V. Pham - EEE, PHENIKAA UNI Truyền Động Điện (Electric Motor Drives) Ngày 7 tháng 8 năm 2024 50 / 99
2.1. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIfiC CỦA ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU
PHÂN LOẠI: Theo phương pháp kích từ
Điện áp kích từ: 110/220VDC; Điện áp phần ứng: 110/220VDC; Công suất:
200/750W W; Tốc độ vòng quay: 2.000/3.000 vòng/phút.
Động cơ 1 chiều kích từ bằng NCVC
Động cơ 1 chiều kích từ độc lập
Động cơ 1 chiều kích từ nối tiếp
Động cơ 1 chiều kích từ hỗn hợp
Thiem V. Pham - EEE, PHENIKAA UNI Truyền Động Điện (Electric Motor Drives) Ngày 7 tháng 8 năm 2024 51 / 99
2.2. ĐẶC TÍNH ĐỘNG CƠ ĐIfiN MỘT CHIỀU- KÍCH TỪ ĐỘC LẬP
ĐẶC TÍNH CƠ-ĐIfiN: Phương trình cân bằng điện áp.
Ua = E + (Ra + Rfa )Ia(10)
cơ. Nó tỷ lệ với từ thông Φ và tốc độ quay của
động cơ
ω.E = K
Φω
2πa
Ua [V ]: Điện áp nguốn đặt vào phần ứng.
Ra = ra + rcf + rcb + rct [Ω]: Điện trở mạch phần
ứng động cơ, bao gồm bao gồm điện trở cuộn
dây phần ứng rư, điện trỏ cực từ phụ rcf , điện
trở cuộn bù (nếu có) rcb , điện trở tiếp xúc của
chổi than trên cổ góp rct .
Rfa [Ω]: Điện trở phụ trong mạch phần ứng.
Ia [A]: Dòng điện mạch phần ứng.
E [V ]: Sức phản điện động của phần ứng
động K = pN : Hệ số tỷ lệ phụ thuộc cấu tạo của động cơ; p−số đôi cực chính; N−số thanh
(11) dẫn tác dụng của cuộn dây phần ứng; a−số
mạch nhánh đấu song song của cuộn dây
phần ứng.
Phương trình đặc tính cơ điện từ (10) và (11)
K ΦK
Φ
Ua Ra +
Rfa
ω =−Ia
(12)
Thiem V. Pham - EEE, PHENIKAA UNI Truyền Động Điện (Electric Motor Drives) Ngày 7 tháng 8 năm 2024 52 / 99