intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Các trạng thái hoạt động của động cơ điện

Chia sẻ: Hai Dang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:32

Thêm vào BST
Báo xấu
281
lượt xem 122
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khái niêm chung - động cơ điện một chiều kích từ độc lập và kích từ nối tiếp - động cơ điện không đồng bộ - các đặc tính công tác của động cơ đồng bộ

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Các trạng thái hoạt động của động cơ điện

  1. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) Chương 2 CÁC TR NG THÁI HO T NG C A NG CƠ I N 2.1 Khái ni m chung 2.2 ng cơ i n m t chi u kích t c l p (song song) 2.3 ng cơ i n m t chi u kích t n i ti p 2.4 ng cơ i n không ng b 2.5 Các c tính công tác c a ng cơ ng b 2.1 Khái ni m chung - TC c a máy s n xu t (t i) Mc(ω) : bi t trư c - TC c a ng cơ i n M(ω): T nhiên/ nhân t o - H ơn v tương i. 2.2 ng cơ i n m t chi u kích t c l p (kích t song song) 2.2.1 Sơ n i dây c a ng cơ m t chi u kích t c l p và kích t song song a) b) Hình 2.1 2.2.2 Phương trình c tính cơ ( TC) a) Các phương trình chính - Phương trình cân b ng i n áp ph n ng và m ch kích t : di Laplace u u = e + R ut .i u + L ut . u  U u = E u + R ut (1 + Tu .p).Iu → dt di Laplace u kt = R kt .i kt + L kt . kt  U kt = R kt (1 + Tkt .p).Ikt → dt trong ó: Rut = Ru+Rfu; Lut=Lu+Lfu; Tu = Lut/Rut; Tkt = Lkt/Rkt - Theo lý thuy t máy i n: 1 GV: Hà Xuân Hòa October 7, 2006
  2. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) pN Eu = kφ.ω và M = kφ.Iu trong ó k = 2π.a φ = c.Ikt - Phương trình chuy n ng: dω Laplace M − Mc = J t .  M − M c = J t .p.ω → dt - Sơ c u trúc ng cơ: Mc Uu 1 1 Iu M - 1 ω - R ut 1 + Tu .p J t .p Eu kφ k Ukt 1 1 Ikt φ c R kt 1 + Tkt .p - Trong trư ng h p m ch kích t ã xác l p: Mc Uu 1 1 Iu M - 1 ω kφ - R ut 1 + Tu .p J t .p Eu kφ -T c quay roto: U 1 + Tu .p ω = u − R ut .Iu phương trình c tính cơ- i n có xét quá kφ kφ U 1 + Tu .p ω = u − R ut .M phương trình TC có xét quá kφ ( kφ ) 2 - Tr ng thái xác l p t = ∞ hay p = 0: U u R u + R fu ω= − Iu (2-4) kφ kφ Phương trình “ c tính cơ i n” bi u th quan h ω = f(Iu) và: U u R u + R fu ω= − .M (2-6) kφ (kφ)2 Phương trình“ c tính cơ” bi u th quan h ω = f(M) 2 GV: Hà Xuân Hòa October 7, 2006
  3. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) b) ư ng c tính cơ và c tính cơ i n φ ≈ const ⇒ ω = f(Iu) và ω = f(M) tuy n tính Hình 2-2 - Khi Iu = 0, M = 0: Uu ω= = ω0 “t c không t i lý tư ng” (2-7) kφ - Khi ω = 0: Uu Iu = = I nm “dòng i n ng n m ch” (2-8) R u + R fu Uu và M= .kφ = I nm .kφ = M nm “momen ng n m ch” (2-9) R u + R fu T (2-6) ta xác nh ư c c ng c tính cơ: β= dM =− (kφ) 2 (2-10) dω R u + R fu hay β= dM = (kφ)2 dω R u + R fu c) Các d ng khác c a phương trình TC - D ng 1: ω0 ω = ω0 - ∆ω (2-11) A ∆ω ω trong ó: R u + R fu ∆ω = .I u (2-12) kφ “ s tt c ” - D ng 2: M 3 GV: Hà Xuân Hòa October 7, 2006
  4. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) 1 ω = ω0 − .M (2-13) β - D ng 3: M = kφ. Uu − (kφ)2 .ω hay M = M − βω (2-14) nm R u + R fu R u + R fu - D ng 4 ( ơn v tương i) * * * * U u R u + R fu * ω = − .I u (2-15) * * φ φ U* R * + R * ω = *u − u * 2 fu .M* * (2-16) φ (φ ) trong ó: ω* = ω/ω0; Uu* = Uu/U m; φ* = φ/φ m = kφ/kφ m; Iu* = Iu/I m; M* = M/M m; Ru* = Ru/R m; Rfu* = Rfu/R m; U dm v i R dm = (2-17) I dm ng v i M = Mc (xác l p) s có t c xác l p ωxl: Iu = Ic = Mc/kφ : “dòng i n t i” 2.2.3 c tính t nhiên (Rfu = 0, Uu = U m; φ = φ m) - Phương trình: U dm Ru ω= − M (2-18) kφdm (kφdm )2 U R ω = dm − u I u (2-19) kφdm kφdm -T c không t i và c ng TC t nhiên: U ωo = ®m (2-20) kφ®m (kφdm )2 β tn = (2-21) Ru 1 β* = tn (2-22) R* u - V TC t nhiên t các s li u catalog: P m [kW], n m [vòng/phút], U m [V], I m [A], η m, Ru [Ω],...: 1. i m không t i [0, ω0]. 2. i m nh m c [M m, ω m] ho c [I m, ω m]. 3. i m ng n m ch [Mnm,0] ho c [Inm, 0]. 4 GV: Hà Xuân Hòa October 7, 2006
  5. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) U dm ω0 = ω kφdm ω0 1 2 U − R u I dm ωm v i kφ dm = dm ωdm P .1000 M dm = dm ωdm ho c M m = kφdm.Idm 3 U 0 I nm = ®m Im Inm I R− Mm Mnm M U M nm = kφdm . dm Ru ho c P .1000 Idm = dm , A (2-23) ηdm .U dm U R u ≈ 0,5.(1 − ηdm ) dm , Ω (2-24) I dm 2.2.4 Các c tính nhân t o T phương trình (2-6): U R + Rf − ω= − − − .M (2-6) kφ ( kφ ) 2 ⇒ Rfư, Uư, φ có th thay i. a) c tính nhân t o “bi n tr ”: (Uu = U m, φ = φ m) - Phương trình: U R + Rf − ω = ®m − − M (2-25) kφ®m ( kφ )2 ®m U ®m R − + R f − ω= − .I − (2-26) kφ®m kφ®m - T c không t i: U ω0 = ω0.tn = ®m = const (2-27) kφ®m - s tt c Mc hay Ic: R− + Rf − R + Rf − ∆ωc = .M c = − .I c ~ R f − (2-28) ( kφ ) 2 kφ®m ®m R− Rf − ∆ωc = .M c + .M c = ∆ωc.tn + ∆ωc.Rf ( kφ®m ) 2 ( kφ®m ) 2 5 GV: Hà Xuân Hòa October 7, 2006
  6. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) ω0 ∆ωc.tn TN, Rfư=0 ∆ωc ∆ωc.Rf NT, Rfu - c ng TC: Mc βtn = ( kφ®m )2 ~ 1 (2-29) R − + Rf − Rf − - Dòng i n ng n m ch: U ®m 1 I nm = ~ (2-30) R − + Rf − Rf − - Momen ng n m ch: 1 M nm = kφ®m .I nm ~ (2-31) Rf − Tăng Rfư …. b) c tính nhân t o khi thay i i n áp ph n ng Uư: (Rfư = 0, φ = φ m) - Phương trình: U− R− ω= − M (2-32) kφ®m ( kφ )2 ®m U− R ω= − − .I − (2-33) kφ®m kφ®m - T c không t i: U− ω0 = ~ U− (2-34) kφ®m - s tt c Mc hay Ic: 6 GV: Hà Xuân Hòa October 7, 2006
  7. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) R− R− ∆ωc = .M c = .I c = ∆ωc.tn = const (2-35) ( kφ®m ) 2 kφ®m - c ng TC: β= ( kφ®m )2= βtn = const (2-36) R− - Dòng i n ng n m ch: U I nm = − ~ U − (2-37) R− - Momen ng n m ch: U− M nm = kφ®m .I nm = kφ®m ~ U− (2-38) R− ⇒ Khi gi m Uư < U m … 7 GV: Hà Xuân Hòa October 7, 2006
  8. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) b) c tính nhân t o khi thay i t thông φ: (Rfư = 0, Uư = U m) - Phương trình: U R− ω = ®m − M (2-39) kφ ( kφ ) 2 U ®m R − ω= − .I (2-40) kφ kφ − - T c không t i: U 1 ω0 = ®m ~ (2-41) kφ φ - s tt c Mc hay Ic: R− 1 ∆ωc = .M c ~ (2-42) ( kφ ) 2 φ2 - c ng TC: β= ( kφ ) 2 ~ φ2 (2-34) R− - Dòng i n ng n m ch: U I nm = ®m = I nm.tn = const (2-30) R− - Momen ng n m ch: M nm = kφ.Inm ~ φ (2-31) ⇒ Khi gi m φ < φ m … φ2 < φ1 < φ m φ2 < φ1 < φ m Chú ý: Vì không th tăng ikt trên giá tr nh m c, nên ch có th t o φ < φ m. Do ó, các c tính cơ i n nhân t o u có v trí cao hơn c tính t nhiên; tương t , trong vùng ph t i Mc cho phép t c trên các c tính nhân t o l n hơn t c trên c tính cơ t nhiên. 8 GV: Hà Xuân Hòa October 7, 2006
  9. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) * Ví d 1: D ng c tính cơ t nhiên và nh n xét v d ng c tính c a ng cơ i n m t chi u kích t song song. S li u cho trư c: ng cơ lo i làm vi c dài h n, c p i n áp 220V, công su t nh m c 6,6kW; t c nh m c 2200 vòng/phút; dòng i n nh m c 35A; i n tr m ch ph n ng g m i n tr cu n dây ph n ng và c c t ph : 0,26Ω. Gi i: + D ng c tính cơ t nhiên d a vào 2 trong 3 i m: 1. i m không t i [0, ω0]. 2. i m nh m c [M m, ω m]; ho c [I m, ω m] cho c tính cơ i n t nhiên. 3. i m ng n m ch [Mnm,0]; ho c [Inm, 0] cho c tính cơ i n t nhiên. T c nh m c: n 2200 ω ωdm = dm = = 230,3 [rad/s] ω0 1 9,55 9,55 ωm 2 Momen nh m c: Pdm .1000 6,6.1000 M dm = = = 28,6 [Nm] ωdm 230,3 Như v y ta ã xác nh ư c i m nh m c [28,6 ; 230,3]. 3 T thông ng cơ: 0 U dm − I dm .R u 220 − 35.0,26 Im Inm I kφ dm = = = 0,91 [Wb] Mm Mnm M ωdm 230,3 T c không t i lý tư ng: U dm 220 ω0 = = = 241,7 [rad/s] kφ dm 0,91 Như v y ta ã xác nh ư c i m không t i [0 ; 241,7]. Dòng i n ng n m ch: U dm 220 I nm = = = 846 [A] Ru 0,26 Mômen ng n m ch: M nm = kφ dm .I nm = 0,91.846 = 770 [Nm] Như v y ta xác nh ư c i m ng n m ch [770 ; 0]. T 2 i m trong 3 i m: i m không t i và i m nh m c ho c i m ng n m ch ta có th d ng ư c c tính cơ như hình bên. + ánh giá ư ng c tính cơ: - s t t c khi có t i nh m c (so v i t c không t i lí tư ng): ∆ωc = ω0 - ω m = 241,7 – 230,3 = 11,4 [rad/s] ∆ωc 11,4 ∆ωc % = 100% = .100% = 4,7% (< 5%) ω0 241,7 - c ng c tính cơ t nhiên: β= (kφdm )2 = 0,912 = 3,18 [Nm.s] Ru 0,26 9 GV: Hà Xuân Hòa October 7, 2006
  10. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) Bài t p 2.1: D ng c tính cơ t nhiên và nh n xét v d ng c tính c a ng cơ i n m t chi u kích t song song. S li u cho trư c: ng cơ lo i làm vi c dài h n, c p i n áp 220V, công su t nh m c 4,4kW; t c nh m c 1500 vòng/phút; hi u su t nh m c 0,85. áp án. 2.2.5 Các tr ng thái hãm c a ng cơ m t chi u kích t cl p - Tr ng thái ng cơ: là tr ng thái mà mômen ng cơ sinh ra h tr vi c quay. Hay chi u c a momen ng cơ cùng chi u v i chi u c a t c quay. + M (Iư) và ω cùng chi u => Pcơ = M.ω = Mc.ω > 0 + ng cơ làm vi c các góc ¼ th I (ω>0; M và I > 0) và góc ¼ th III (ω0, I0, U0, U>0, U>E U E U E II P = M.ω0 I P = U.I0 II I III IV M, I I Ch ng cơ Ch máy phát I M
  11. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) Uu R u ω= + . | Iu | phương trình c tính cơ i n kφ kφ U R ω = u + u .| M | phương trình c tính cơ kφ (kφ)2 Hãm tái sinh x y ra khi h t i c n tr c, máy nâng h có t i tr ng n ng, ho c khi i u ch nh i n áp ph n ng gi m t ng t làm ω0 < ω và ω chưa k p gi m. 2 1 1 ω ω0 2 Mh Mc b) Hãm ngư c: Hãm ngư c x y ra khi ng cơ (dư i tác ng c a th năng ho c ng năng tích lu trong cơ c u công tác) quay ngư c chi u t c không t i lí tư ng. Có hai trư ng h p x y ra hãm ngư c: + Thêm Rfư l n vào m ch ph n ng ng cơ: 11 GV: Hà Xuân Hòa October 7, 2006
  12. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) Ch ng cơ Ch hãm ngư c P Pcơ P Pcơ U.I C M.ω U.I C M.ω ∆P ∆P +∆PRfu K K I I Ru Rfu Ru Rfu U E U E I IV U u R u + R fu ω= − .M , kφ (kφ)2 R u + R fu Uu trong ó ∆ω = .M > ω0 = , do ó ω
  13. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) Ch ng cơ Ch hãm ngư c P Pcơ P Pcơ U.I C M.ω U.I C M.ω ∆P ∆P +∆PRfu K K I I Ru Rfu Ru Rfu U E U E I IV | U u | R u + R fu ω=− + . | M | , M ω0 = , do ó ω >0. (kφ)2 kφ Chú ý: tr ng thái hãm ngư c, i n áp ngu n cùng chi u v i s E, nên dòng i n Iư có th r t l n. h n ch Iu ngư i ta thư ng n i thêm i n tr ph Rh khá l n vào m ch ph n ng. c) Hãm ng năng: Hãm ng năng x y ra khi t c không t i ω0 = 0. Ru + Rh R +R ω=− .I u = − u 2 h .M ch n Rh sao cho Ih ≤ Icp = (2÷2,5)I m kφ (kφ) 13 GV: Hà Xuân Hòa October 7, 2006
  14. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) | β |= (kφ)2 Ru + Rh Ti p ví d 1: Xác nh tr s i n tr hãm u vào m ch ph n ng hãm ng năng ng cơ i n m t chi u kích t song song v i yêu c u mômen hãm l n nh t Mhmax = 2M m. Trư c khi hãm ng cơ làm vi c i m nh m c, s d ng sơ hãm kích t c l p. Gi i: Ta s d ng sơ hãm ng năng kích t c l p, trong ó m b o φ = φ m. i m làm vi c trư c khi hãm là i m nh m c, ta có: Ic = Iư = I m = 35A, tương ng v i momen nh m c M m; ωa = ω m = 230,3 [rad/s] ωa S c a ng cơ trư c khi hãm: Ea = U m – Iư.Rư = 220 – 35.0,26 = 210,9 [V] momen (dòng i n) hãm l n nh t s t i th i i m ban u c a quá trình hãm, ngay khi chuy n i m ch i n làm vi c sang m ch hãm ng năng. Ihmax = Ihb hay Mhmax = Mhb Mhmax Mc = M m Ihmax Vì φ = φ m = const nên m b o Mhmax = 2 M m thì Ihb = 2I m = 2.35 = 70 [A] kφ.ω kφωa E 210,9 i n tr t ng m ch ph n ng: R ut = = = a = = 3,01Ω Iu I hbd I hbd 70 V y i n tr hãm u vào m ch ph n ng là: Rh = Rut – Ru = 3,01 – 0,26 = 2,75 [Ω] 2.3 ng cơ i n m t chi u kích t n i ti p 2.3.1 Phương trình và d ng c tính cơ c a ng cơ m t chi u kích t n i ti p U = E + (Ru+ Rf).I Ru = ru + rcf + rct + rkích t E= kφω M = kφ.I Uu R u + Rf ω= − .I kφ kφ U R +R ω = u − u 2 f .M kφ (kφ) φ ≈ c.Ikt = c.I Uu R u + R f A ω= − .I = 1 − B k.c.I k.c.I I “phương trình c tính cơ - i n” 14 GV: Hà Xuân Hòa October 7, 2006
  15. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) Uu R + Rf A ω= − u = 2 −B k.c .M k.c M “phương trình c tính cơ” trong ó U Ru + Rf A1 = B= k.c k.c A 2 = A1. k.c 2.3.2 c tính v n năng c a ng cơ m t chi u kích t n i ti p ω* = ω/ω m TT I* M* ω* I = I*.I m M = M*.M m ω = ω*.ω m 1 I*1 2 I*2 3... I*3 15 GV: Hà Xuân Hòa October 7, 2006
  16. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) 2.3.3 Các c tính nhân t o c a ng cơ m t chi u kích t n i ti p “ c tính nhân t o bi n tr ” ư c xác nh d a trên c tính t nhiên (Rf = 0): L y m t giá tr I1 nào ó, dóng lên c tính này ta có t c tương ng ω1. Có th bi u th ω1 theo công th c: U − I1 .R u ω1 = kφ1 Trên c tính cơ nhân t o i n tr ph Rf, t c ng cơ dòng i n I1 là: U − I1.(R u + R f ) ωnt1 = kφ1 Chia 2 t ng v công th c trên ta có ư c: U − I1 ( R u + R f ) ωnt1 = ω1 . U − I1R u Như v y v i I1 ã ch n và ω1 tra ư c trên c tính cơ t nhiên, s tính ư c giá tr ωnt1 trên ư ng c tính cơ nhân t o c n tìm. Làm tương t v i các giá tr I2, I3,… ta s có ωnt2, ωnt3,… và cu i cùng ta v ư c c tính cơ nhân t o có i n tr ph Rf. 16 GV: Hà Xuân Hòa October 7, 2006
  17. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) 2.3.4 Các tr ng thái hãm c a ng cơ m t chi u kích t n i ti p Do ω0 -> ∞ nên ng cơ m t chi u kích t n i ti p không có hãm tái sinh. a) Tr ng thái hãm ngư c: x y ra khi t c quay c a ng cơ ngư c chi u v i t c không t i lí tư ng (ω0 = +/- ∞). + ưa thêm i n tr ph Rf l n vào m ch ng cơ khi t i th năng. Trên o n c tính cd, có M >0 và ω
  18. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) b) Tr ng thái hãm ng năng (ω0 = 0): 2.3.5 Nh n xét v ng cơ m t chi u kích t n i ti p - V c u t o, ng cơ m t chi u kích t n i ti p có cu n kích t ch u dòng l n, nên tiêt di n to và s vòng ít. Nh ó d ch t o hơn và ít hư h ng hơn so v i ng cơ m t chi u kích t song song. - Có kh năng quá t i l n v mômen. Khi có cùng h s quá t i dòng kI thì mômen c a ng cơ kích t n i ti p l n hơn kI l n so v i mômen ng cơ kích t song song. - Mômen không ph thu c vào s t áp trên ư ng dây t i i n. - Có kh năng t i u ti t giá tr t c khi ph t i thay i gi cho công su t ng cơ g n như không i nh c tính cơ d ng hybecbol. 2.3.6 c i m, c tính cơ và các tr ng thái hãm c a ng cơ m t chi u kích t h n h p φ = φs + φn thư ng φs = (0,75÷0,85)φ m khi Mc = M m thì Iư = I m, tương ng φn = (0,25÷0,15)φ m ω0 ≈ (1,3÷1,6)ω m 18 GV: Hà Xuân Hòa October 7, 2006
  19. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) 2.4 ng cơ i n không ng b 2.4.1 c tính cơ i n ω = f(I1) ho c ω = f(I2) c tính cơ và c tính cơ i n c a ng cơ không ng b , i lư ng t c ư c bi u th thông qua i lư ng “h s trư t” s: ω0 − ω 2πf s= v i ω0 = ω0 p U1 I '2 = ⇒ I2’= f(s) 2  R '2   + (X1 + X '2 ) 2  R1 +   s   trong ó X1 + X2’ = Xnm R2’= R2.Ke2; X2’= X2.Ke2; E1 Ke = - h s bi n is c i n ng c a dây qu n stato và rôto (giá tr pha), và có th E 2 nm.f xác nh g n úng: 19 GV: Hà Xuân Hòa October 7, 2006
  20. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) U1 K e ≈ 0,95. E 2nm.f E2nm.f - s c i n ng pha roto khi h m ch và rôto ng yên. Bi u th c tính cơ i n theo quan h I1 = f(ω): 1 = 2’ + µ Vi t theo modul:      1 1  I1 = U 1  +   R µ + Xµ 2 2 2  R '2     R1 +   + X2  s  nm     U1 - Khi không t i lí tư ng, s = 0 thì I1 = Iµ = R µ + Xµ 2 2 - Khi ng n m ch s = 1, thì I1nm = Iµ + I2nm 2.4.2 c tính cơ Công su t i n t chuy n t stato sang rôto: P12 = Pcơ + ∆P trong ó P12 = M t.ω0 Pcơ = M.ω M t≈M ∆P ≈ 3.I2’2.R2’ ω0 − ω ⇒ Mω0 = Mω + 3.I2’2.R2’ hay 3.I2’2.R2’ = M(ω0 - ω) = Mω0 = Mω0.s ω0 3R '2 I '22 M= s.ω0 20 GV: Hà Xuân Hòa October 7, 2006
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2