Ch ng 2.ươ Các ph ng pháp đi u ch nh t c đ đ ng c đi n m t chi uươ ề ỉ ố ộ ộ ơ ệ ộ ề
CH NG 2ƯƠ
CÁC PH NG PHÁP ĐI U CH NH T CƯƠ Ề Ỉ Ố Đ Ộ
Đ NG C ĐI N M T CHI UỘ Ơ Ệ Ộ Ề
2.1. Khái ni m chung ệ
Trong quá trình làm vi c, t c đ c a đ ng c th ng b thay đ i do s bi nệ ố ộ ủ ộ ơ ườ ị ổ ự ế
thiên c a t i, c a ngu n và do đó gây ra sai l ch t c đ th c v i t c đ đ t, làmủ ả ủ ồ ệ ố ộ ự ớ ố ộ ặ
gi m năng su t c a máy s n xu t. Chính vì v y vi c đi u khi n t c đ đ ng c làả ấ ủ ả ấ ậ ệ ề ể ố ộ ộ ơ
m t yêu c u c n thi t và t t y u đ i v i các máy s n xu t.ộ ầ ầ ế ấ ế ố ớ ả ấ
Nh ta bi t r ng h u h t các máy s n xu t đ u đòi h i có nhi u t c đ ,ư ế ằ ầ ế ả ấ ề ỏ ề ố ộ
nh ng tuỳ theo t ng công vi c, đi u ki n làm vi c mà ta l a ch n các t c đ khácư ừ ệ ề ệ ệ ự ọ ố ộ
nhau. Mu n có đ c các t c đ khác nhau trên máy, ta có th thay đ i c u trúc c h cố ượ ố ộ ể ổ ấ ơ ọ
c a máy nh t s truy n ho c thay đ i t c đ c a đ ng c truy n đ ng chính…ủ ư ỉ ố ề ặ ổ ố ộ ủ ộ ơ ề ộ
Nh ng đây chúng ta ch kh o sát theo ph ng pháp thay đ i t c đ c a đ ng cư ở ỉ ả ươ ổ ố ộ ủ ộ ơ
truy n đ ng.ề ộ
đ ng c m t chi u, vi c đi u ch nh t c đ đ ng c có nhi u u vi t h nỞ ộ ơ ộ ề ệ ề ỉ ố ộ ộ ơ ề ư ệ ơ
so v i các lo i đ ng c khác. ĐCĐMC không nh ng có kh năng đi u ch nh t c đớ ạ ộ ơ ữ ả ề ỉ ố ộ
d dàng mà c u trúc m ch l c, m ch đi u khi n l i đ n gi n h n các lo i đ ng cễ ấ ạ ự ạ ề ể ạ ơ ả ơ ạ ộ ơ
khác và đ t ch t l ng đi u ch nh cao trong d i đi u ch nh r ng. ạ ấ ượ ề ỉ ả ề ỉ ộ
T ph ng trình đ c tính c , ta có các ph ng pháp đi u ch nh t c đ đ ng cừ ươ ặ ơ ươ ề ỉ ố ộ ộ ơ
:
+ M c thêm đi n tr ph vào m ch ph n ng.ắ ệ ở ụ ạ ầ ứ
+ Thay đ i t thông kích tổ ừ ừ
+ Thay đ i đi n áp ph n ng.ổ ệ ầ ứ
Ph ng pháp đi u ch nh t c đ b ng cách thêm đi n tr ph vào m ch ph nươ ề ỉ ố ộ ằ ệ ở ụ ạ ầ
ng đ tăng Rứ ể ư ch cho phép đi u ch nh t c đ quay trong vùng d i t c đ quay đ nhỉ ề ỉ ố ộ ướ ố ộ ị
m c và luôn kèm theo t n hao năng l ng trên đi n tr ph , làm gi m hi u su t c aứ ổ ượ ệ ở ụ ả ệ ấ ủ
đ ng c đi n. Vì v y ph ng pháp này ít dùng và ch dùng trong c n tr c.ộ ơ ệ ậ ươ ỉ ầ ụ
Ph ng pháp đi u ch nh t c đ b ng cách m c thay đ i t thông (ươ ề ỉ ố ộ ằ ắ ổ ừ
Φ
) đ c sựơ ử
d ng trong h truy n đ ng có công su t l n ho c có yêu c u v t c đ làm vi c l nụ ệ ề ộ ấ ớ ặ ầ ề ố ộ ệ ớ
h n t c đ c b n. Vì ph ng pháp này đ c th c hi n trên m ch kích t c a đ ngơ ố ộ ơ ả ươ ượ ự ệ ạ ừ ủ ộ
c ( ph n kích t có công su t r t nh so v i công súât đ ng c ) nên d dàng thay đ iơ ầ ừ ấ ấ ỏ ớ ộ ơ ễ ổ
t c đ và đ t hi u qu kinh t . Tuy nhiên, ta ch có th đi u ch nh theo h ng gi mố ộ ạ ệ ả ế ỉ ể ề ỉ ướ ả
t thông, t c là đi u ch nh t c đ trong vùng trên t c đ đ nh m c và gi i h n đi uừ ứ ề ỉ ố ộ ố ộ ị ứ ớ ạ ề
ch nh b h n ch b i các đi u ki n c khí và đ i chi u c a máy.ỉ ị ạ ế ở ề ệ ơ ổ ề ủ
10
Ch ng 2.ươ Các ph ng pháp đi u ch nh t c đ đ ng c đi n m t chi uươ ề ỉ ố ộ ộ ơ ệ ộ ề
Ph ng pháp đi u ch nh t c đ đ ng c b ng cách thay đ i đi n áp ph n ngươ ề ỉ ố ộ ộ ơ ằ ổ ệ ầ ứ
không gây thêm t n hao trong đ ng c đi n nh ng đòi h i ph i có ngu n riêng, cóổ ộ ơ ệ ư ỏ ả ồ
đi n áp đi u ch nh đ c. Ph ng pháp này cho phép đi u ch nh t c đ quay d i t cệ ề ỉ ượ ươ ề ỉ ố ộ ướ ố
đ đ nh m c vì không th nâng cao đi n áp h n đi n áp đ nh m c c a đ ng c đi n.ộ ị ứ ể ệ ơ ệ ị ứ ủ ộ ơ ệ
Và đ th c hi n vi c đi u ch nh t c đ theo các ph ng pháp đi u ch nh t cể ự ệ ệ ề ỉ ố ộ ươ ề ỉ ố
đ trên thì c n có các b bi n đ i. Các b bi n đ i đó s c p đi n áp cho m chộ ầ ộ ế ổ ộ ế ổ ẽ ấ ệ ạ
ph n ng đ ng c ho c m ch kích t đ ng c . Các b bi n đ i đ c s d ng phầ ứ ộ ơ ặ ạ ừ ộ ơ ộ ế ổ ượ ử ụ ổ
bi n trong công nghi p hi n nay là:ế ệ ệ
+ B bi n đ i máy đi n : g m có đ ng c s c p kéo máy phát m t chi uộ ế ổ ệ ồ ộ ơ ơ ấ ộ ề
ho c máy đi n khu ch đ iặ ệ ế ạ
+ B bi n đ i t : Khu ch đ i t ộ ế ổ ừ ế ạ ừ
+ B bi n đ i ch nh l u bán d n : Ch nh l u Thysistorộ ế ổ ỉ ư ẫ ỉ ư
+ B bi n đ i xung áp m t chi u : Thysistor ho c Tranzitor ộ ế ổ ộ ề ặ
T ng ng v i vi c s d ng các b bi n đ i mà ta có các h truy n đ ng nh sau :ươ ứ ớ ệ ử ụ ộ ế ổ ệ ề ộ ư
+ H truy n đ ng máy phát - đ ng c ( F - Đ)ệ ề ộ ộ ơ
+ H truy n đ ng máy đi n khu ch đ i - đ ng c (MĐKĐ – Đ)ệ ề ộ ệ ế ạ ộ ơ
+ H truy n đ ng khu ch đ i t - đ ng c ( KĐT- Đ)ệ ề ộ ế ạ ừ ộ ơ
+ H truy n đ ng ch nh l u thysistor - đ ng c ( T- Đ)ệ ề ộ ỉ ư ộ ơ
+ H truy n đ ng xung áp - đ ng c ( XA – Đ)…ệ ề ộ ộ ơ
2.2. Các ph ng pháp đi u ch nh t c đ đ ng c đi n m t chi u kích t đ cươ ề ỉ ố ộ ộ ơ ệ ộ ề ừ ộ
l pậ
T ph ng trình đ c tính c ừ ươ ặ ơ
M
K
RR
K
U
fu
u
.
)(
2
Φ
+
−
Φ
=
ω
ta th y t c đ đ ngấ ố ộ ộ
c ph thu c vào các tham s Uơ ụ ộ ố ,ư Φ, Rf. Khi ta gi nguyên momen t i và thay đ i giáữ ả ổ
tr c a m t trong ba tham s ị ủ ộ ố U ,ư Φ, Rf ta s đ c m t đ ng đ c tính c m i t ngẽ ượ ộ ườ ặ ơ ớ ươ
ng v i m t t c đ m i.ứ ớ ộ ố ộ ớ
2.2.1. Đi u ch nh t c đ b ng cách thay đ i đi n tr m ch ph n ngề ỉ ố ộ ằ ổ ệ ở ạ ầ ứ
Mu n thay đ i đi n tr m ch ph n ng ta n i thêm đi n tr ph Rố ổ ệ ở ạ ầ ứ ố ệ ở ụ f
11
D
ckd
Ukt
Rkt
Rf
U ư
Ch ng 2.ươ Các ph ng pháp đi u ch nh t c đ đ ng c đi n m t chi uươ ề ỉ ố ộ ộ ơ ệ ộ ề
Hình 2.1. S đ nguyên lý đ ng c đi n m t chi u kích t đ c l pơ ồ ộ ơ ệ ộ ề ừ ộ ậ
N u ta gi đi n áp ph n ng Uế ữ ệ ầ ứ ư= Udm = const ; và t thông ừΦ = Φdm = const;
thay đ i đi n tr ph n ng ta s đ c:ổ ệ ở ầ ứ ẽ ượ
+ T c đ không t i lý t ng: ố ộ ả ưở
= const
+ Đ c ng đ c tính c : ộ ứ ặ ơ
RR fu +
Φ
Κ
−= Χ).( 2
β
= var
Hình 2.2. Đ c tính c c a đ ng c khi thay đ i đi n tr ph n ngặ ơ ủ ộ ơ ổ ệ ở ầ ứ
- Ta th y khi Rấf càng l n (ớ
β
càng nh ) đ c tính c càng d c. Do v y ph ngỏ ặ ơ ố ậ ươ
pháp này ch cho phép gi m t c đ b ng cách tăng đi n tr m ch ph n ngỉ ả ố ộ ằ ệ ở ạ ầ ứ
- Trong th c t , khi thêm đi n tr ph vào m ch ph n ng s gây ra m t t nự ế ệ ở ụ ạ ầ ứ ẽ ộ ổ
hao công su t r t l n và không th đi u ch nh tr n t c đ nên ph i đi u ch nh theoấ ấ ớ ể ề ỉ ơ ố ộ ả ề ỉ
t ng c p đi n tr . Chính vì v y , ph ng pháp này không đ c ph bi n nh 2ừ ấ ệ ở ậ ươ ượ ổ ế ư
ph ng pháp thay đ i đi n áp ph n ng và t thông kích t .ươ ổ ệ ầ ứ ừ ừ
2.2.2. Đi u ch nh t c đ b ng cách thay đ i t thông kích tề ỉ ố ộ ằ ổ ừ ừ
Gi thi t ta gi đi n áp ph n ng Uả ế ữ ệ ầ ứ ư= Udm = const ; đi n tr ph n Rệ ở ầ ư = const ;
và thay đ i dòng đi n kích t Iổ ệ ừ kt c a đ ng c . Đi u này t ng ng v i vi c t thôngủ ộ ơ ề ươ ứ ớ ệ ừ
c a m ch t s thay đ i . ủ ạ ừ ẽ ổ
Ta đ c:ượ
+ T c đ không t i: ố ộ ả
= var
(rad/s)(
0
TN
M c
M (N.m)
Rf1
Rf2
Rf3
0
12
Ch ng 2.ươ Các ph ng pháp đi u ch nh t c đ đ ng c đi n m t chi uươ ề ỉ ố ộ ộ ơ ệ ộ ề
+ Đ c ng đ c tính c : ộ ứ ặ ơ
Ru
)( .
2
Φ
ΚΧ
−=
β
= var
Hình 2.3. Đ c tính c (b) – c đi n (a) c a đ ng c khi gi m t thôngặ ơ ơ ệ ủ ộ ơ ả ừ
Đ c đi m : ặ ể
+Do c u trúc c a máy, nên th c t ch s đi u ch nh gi m t thông. Khi gi mấ ủ ự ế ỉ ử ề ỉ ả ừ ả
t thông thì ừωox tăng d n ( ầω0 <ω01 <ω02 <…) , đ c ng đ c tính c ộ ứ ặ ơ
β
gi m. Nênả
ph ng pháp này dùng đ tăng t c đ ươ ể ố ộ ω>ω0
+ Do vi c đi u ch nh đ c th c hi n m ch kích t , có dòng kích t nh h nệ ề ỉ ựơ ự ệ ở ạ ừ ừ ỏ ơ
r t nhi u so v i m ch l c, nên công su t t n hao ít. Đây là u đi m n i b t c a đ ngấ ề ớ ạ ự ấ ổ ư ể ổ ậ ủ ộ
c đi n m t chi u ( kích t đ c l p ) so v i các lo i đ ng c khác.ơ ệ ộ ề ừ ộ ậ ớ ạ ộ ơ
+ Ph ng pháp này ch u nh h ng c a hi n t ng t d và các nhi u, làmươ ị ả ưở ủ ệ ượ ừ ư ễ
nh h ng x u đ n ch t l ng c a các h truy n đ ng đ o chi u b ng kích t . ả ưở ấ ế ấ ượ ủ ệ ề ộ ả ề ằ ừ
+ Khi gi m t thông đ tăng t c đ quay c a đ ng c thì đ ng th i đi u ki nả ừ ể ố ộ ủ ộ ơ ồ ờ ề ệ
chuy n m ch c a c góp cũng b x u đi, vì v y đ đ m b o đi u ki n chuy n m chể ạ ủ ổ ị ấ ậ ể ả ả ề ệ ể ạ
bình th ng thì c n ph i gi m dòng đi n ph n ng cho phép, k t qu là momen choườ ầ ả ả ệ ầ ứ ế ả
phép trên tr c đ ng c gi m r t nhanh. Và do đó giá tr l n nh t c a d i đi u ch nhụ ộ ơ ả ấ ị ớ ấ ủ ả ề ỉ
t thông b h n ch b i kh năng chuy n m ch c a c góp đi n.ừ ị ạ ế ở ả ể ạ ủ ổ ệ
2.2.3. Đi u ch nh t c đ b ng cách thay đ i đi n áp ph n ngề ỉ ố ộ ằ ổ ệ ầ ứ
N u gi ế ữ
Φ
=
Φ
dm= const ; R ư= const và thay đ i đi n áp theo h ng gi m soổ ệ ướ ả
v i Uớdm , ta đ c :ượ
T c đ không t i : ố ộ ả
Φ
Κ
=Χ
Χ
dm
o
U
.
ω
=var
13
M
Mnm
Φdm
ω
ω0
ω01
ω02
Φ1
Φdm
Inm I
Φ2
ω0
ω01
ω02
ω
Φ1
Φ2
(a) (b)
Mnm1
Mnm2
(rad/s) (rad/s)
(A)
(N.m)
Ch ng 2.ươ Các ph ng pháp đi u ch nh t c đ đ ng c đi n m t chi uươ ề ỉ ố ộ ộ ơ ệ ộ ề
Đ c ng đ c tính c : ộ ứ ặ ơ
Ru
).( 2
ΦΚ
−=
β
= const
Hình 2.4. Đ c tính c c a đ ng c khi gi m đi n áp ph n ngặ ơ ủ ộ ơ ả ệ ầ ứ
Nh v y khi thay đ i đi n áp đ t vào ph n ng đ ng c , ta đ c m t h đ cư ậ ổ ệ ặ ầ ứ ộ ơ ượ ộ ọ ặ
tính c song song v i đ c tính c t nhiên và có đ c ng đ c tính c là không đ i,ơ ớ ặ ơ ự ộ ứ ặ ơ ổ
trong đó đ ng đ c tính c t nhiên là là đ c tính c lúc v n hành ch đ đ nh m cườ ặ ơ ự ặ ơ ậ ở ế ộ ị ứ
(đi n áp, t n s , t thông đ t giá tr đ nh m c và không n i thêm đi n tr , đi n khángệ ầ ố ừ ạ ị ị ứ ố ệ ở ệ
vào đ ng c )ộ ơ
Khi gi m đi n áp ph n ng đ t vào đ ng c thì dòng đi n ng n m ch sả ệ ầ ứ ặ ộ ơ ệ ắ ạ ẽ
gi m ả
( Inm =
R
U
u
dm
), momen ng n m ch c a đ ng c ( Mắ ạ ủ ộ ơ nm = K
Φ
.Inm) cũng s gi m. Và doẽ ả
v y t c đ đ ng c cũng gi m ng v i m t ph t i nh t đ nh ậ ố ộ ộ ơ ả ứ ớ ộ ụ ả ấ ị
...
21
ωωω
〉〉
dm
Ph ng pháp đi u ch nh t c đ b ng cách thay đ i đi n áp cho phép đi uươ ề ỉ ố ộ ằ ổ ệ ề
ch nh d i t c đ đ nh m c (Vì không th tăng cao h n đi n áp đ nh m c c a đ ngỉ ướ ố ộ ị ứ ể ơ ệ ị ứ ủ ộ
c đi n).ơ ệ
K t lu n ế ậ
T vi c phân tích các ph ng pháp đi u ch nh t c đ c a đ ng c đi n m từ ệ ươ ề ỉ ố ộ ủ ộ ơ ệ ộ
chi u kích t đ c l p, em th y ph ng pháp đi u ch nh t c đ b ng cách thay đ iề ừ ộ ậ ấ ươ ề ỉ ố ộ ằ ổ
đi n áp ph n ng có r t nhi u u đi m ( n i b t nh t là đ c ng đ c tính c khôngệ ầ ứ ấ ề ư ể ổ ậ ấ ộ ứ ặ ơ
thay đ i) phù h p v i đ ng c công su t nh , đi u ch nh t c đ vùng d i t c đổ ợ ớ ộ ơ ấ ỏ ề ỉ ố ộ ở ướ ố ộ
đ nh m c, momen t i không đ i trong toàn d i đi u ch nh.ị ứ ả ổ ả ề ỉ
ω
0
ω
01
TN
M đm
M (N.m)
ω
dm
ω
ω
02
ω
04
ω
03
ω
4
ω
3
ω
2
ω
1
14
(rad/s)