Chương 2 : ĐiỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ DC

Chia sẻ: Chu Manh Cuong Cuong | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:76

Thêm vào BST

Báo xấu

331
lượt xem 117
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Động cơ kích từ nối tiếp: · Khả năng quá tải cao · Không dùng trong các ứng dụng có thể hoạt động với tải nhỏ hoặc không tải Động cơ kích từ hỗn hợp: · Dùng trong các ứng dụng cần khả năng chịu quá tải + hạn chế tốc độ không tải

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Chương 2 : ĐiỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ DC

Chương 2 ĐiỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ DC 1
Các loại động cơ DC thông dụng iư iư A1 F1 A1 F1 + + + + + V Vkt V - - - - - A2 F2 A2 F2 Động cơ DC Động cơ DC kích từ độc lập kích từ song song iư iư S1 S2 A1 S1 S2 A1 + F1 + + V + V - - - A2 - A2 F2 Động cơ DC Động cơ DC kích từ nối tiếp kích từ hỗn hợp 2
Đặc tính động cơ DC ω Rư iư Kích từ nối tiếp + + E V - - ωđm Kích từ độc lập Kích từ hỗn hợ p Mạch tương đương động cơ DC kích từ độc lập ở chế độ xác lập M đm Μ Đặc tính cơ động cơ DC 3
Đặc tính động cơ DC Phuơng trình cơ bản của động cơ DC: E = K Φω V = E + Ru I u M = K ΦI u • K: hằng số, phụ thuộc cấu trúc động cơ (Wb) • Iư: dòng phần ứng (A) • V: điện áp phần ứng (V) • Rư: điện trở phần ứng (Ω ) • M: momen điện từ sinh ra trên trục động cơ • ω : tốc độ góc trục động cơ (rad/s) 4
Đặc tính động cơ DC kích từ độc lập ω Phuơng trình đặc tính cơ của động cơ DC: V Ru Kích từ nối tiếp ω= − Iu KΦ KΦ Hoặc: ωđm Kích t ừ độc lập V Ru ω= − M Kích t ừ hỗn hợ p KΦ ( KΦ) 2 M đm Μ Với động cơ DC kích từ độc lập: KΦ = const Đặc tính cơ động cơ DC  Đặc tính cơ là đuởng thẳng 5
Đặc tính động cơ DC kích từ nối tiếp Nếu động cơ làm việc trong vùng tuyến tính của đặc tính từ hoá: Φ = Φ ( I u ) = K kt I u Momen động cơ: M = K ⋅ Φ ( I u ) ⋅ I u = K ⋅ K kt ⋅ I u2 ω Phuơng trình đặc tính cơ: Kích t ừ nối tiếp V Ru V 1 Ru ω= − = − K ⋅ K kt ⋅ I u K ⋅ K kt K ⋅ K kt M K ⋅ K kt ωđm Kích t ừ độc lập Ru : điện trở phần ứng + điện trở cuộn kích từ Kích từ hỗn hợ p M đm Μ Đặc tính cơ động cơ DC 6
Đặc tính động cơ DC kích từ nối tiếp Động cơ kích từ nối tiếp: • Khả năng quá tải cao • Không dùng trong các ứng dụng có thể hoạt động với tải nhỏ hoặc không tải Động cơ kích từ hỗn hợp: • Dùng trong các ứng dụng cần khả năng chịu quá tải + hạn chế tốc độ không tải ω Kích từ nối tiếp ωđm Kích từ độc lập Kích từ hỗn hợ p M đm Μ 7 Đặc tính cơ động cơ DC
Sơ lược các phương pháp điều khiển tốc độ động cơ DC Μ • Điều khiển điện trở phần ứng • Điều khiển điện áp phần ứng • Điều khiển từ thông P • Điều khiển hỗn hợp điện áp Iư đm Iư phần ứng và từ thông ωđm ωmax ω Điều khiển điện Điều khiển t ừ áp phần ứ ng thông Giới hạn momen và tốc độ khi điều chỉnh điện áp phần ứng và từ thông 8
Hãm tái sinh • Động cơ DC kích từ độc lập: |E| > |V| và dòng iư chảy theo hướng ngược lại so với chế độ động cơ. Cần có hệ thống BBĐ-ĐC thích hợp • Động cơ DC kích từ nối tiếp: Nối động cơ như một động cơ kích từ song song, hoặc dùng bộ chopper có cấu hình thích hợp 9
Hãm động năng động cơ DC kích từ độc lập iư ω A1 F1 + Rh1 Rh + Vkt - - A2 F2 Rh2 Hãm động năng kích từ độc lập iư R h1 > Rh2 A1 F1 + Rh Μ - Đặc tính cơ hãm động năng A2 F2 động cơ DC kích từ độc lập Hãm động năng tự kích từ 10
Hãm động năng động cơ DC kích từ nối tiếp ω Rh1 iư S1 S2 A1 Rh2 + Rh - A2 Rh1 > Rh2 Hãm động năng động cơ DC kích từ nối tiếp Μ Đặc tính cơ hãm động năng động cơ DC kích từ nối tiếp 11
Hãm ngược Rh iư - + ω V - + Kích t ừ độc lập Hãm ngược động cơ kích từ độc lập Kích t ừ nối tiếp iư S1 S2 - + V - + Μ Đặc tính cơ động cơ DC Rh khi hãm ngược Hãm ngược động cơ kích từ nối tiếp 12
Ví dụ tính toán Ví dụ 1: Động cơ DC kích từ độc lập có thông số: Vđm = 230V, nđm = 500v/ph, Iđm = 100A, Rư = 0.1Ω. Tổn hao ma sát và quạt gió có thể bỏ qua. Động cơ mang tải định mức, momen tải không đổi theo tốc độ. Với n < nđm, tốc độ động cơ điều chỉnh bằng phương pháp thay đổi điện áp phần ứng và giữ kích từ là định mức. Với n>nđm, tốc độ động cơ thay đổi bằng cách giữ V=Vđm và giảm dòng kích từ. Tính: 1. Điện áp cung cấp cần thiết cho phần ứng để động cơ hoạt động ở 400v/ph. 2. Kích từ động cơ cần giảm bao nhiêu so với định mức để động cơ hoạt động với n = 800v/ph. 13
Ví dụ tính toán Ví dụ 2: Động cơ ở ví dụ 1 bây giờ hoạt động với tải thế năng có M = 800Nm. Điện áp nguồn cung cấp cho động cơ V = 230V, kích từ động cơ giữ bằng định mức. Nếu động cơ hoạt động ở chế độ hãm tái sinh, hãy tính tốc độ động cơ khi đó. 14
Ví dụ tính toán Ví dụ3: Động ơ DC kích từ nối tiếp có đặc tính từ hóa khi đo ở n = 600v/ph là: Ikt(A) 20 30 40 50 60 70 80 E(V) 215 310 381 437 485 519 550 Điện trở Rư+Rkt = 1Ω. Nếu động cơ hoạt động ở chế độ hãm động năng với tải Mc=400Nm và n=500v/ph thì cần thêm điện trở phụ lả bao nhiêu vào mạch phần ứng. Giả thiết tổn hao cơ không đáng kể và có thể bỏ qua. 15
Ví dụ 3 (tt) Quan hệ KΦ(Iư) và M(Iư) của động cơ: Iư (A) 20 30 40 50 60 70 80 KΦ (Vs/rad) 3.4 4.9 6.06 6.96 7.72 8.26 8.75 M (Nm) 68 147 243 348 463 578 700 10 800 8 600 Tu thong Tu thong (Vs/rad) 6 400 Momen 4 200 2 20 30 40 50 60 70 0 80 16 I (A)
Hệ Máy phát – Động cơ (Hệ F-Đ) + + F Đ Tải - - Động cơ sơ cấp + + Vktf - Vktđ - 17
Hệ Máy phát – Động cơ (Hệ F-Đ) Phương trình đặc tính cơ hệ F-Đ: EF Ru + RF E R + RF ω= − Iu = F − u M KΦ KΦ KΦ ( KΦ) 2 Khuyết điểm: • Công suất lắp đặt lớn • Từ dư của máy phát ảnh hưởng việc điều chỉnh động cơ xuống tốc độ thấp 18
Tổng quan về hệ thống Bộ chỉnh lưu – Động cơ 19
Các dạng mạch thông dụng Chỉnh lưu cầu 1 pha Chỉnh lưu cầu 1 pha Chỉnh lưu tia 1 pha điều khiển bán phần điều khiển toàn phần iư iư iư + + + + Vs Vd + + - - Vs Vd Vs Vd - - - - E E E Iư Iư Iư 20