Trường ĐHBK Hà Nội -- -- Đồ án tốt nghiệp
SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH
MỞ ĐẦU
Điều khiển là một lĩnh vực quan trọng trong đời sống xã hội. Bất kì ở vị
trí nào, bất cứ làm một công việc gì mỗi chúng ta đều tiếp cận với điều khiển.
Nó là khâu quan trọng quyết định sự thành bại trong mọi hoạt động của chúng ta.
Ngày nay, mặc dù dòng điện xoay chiều được sử dụng rộng rãi nhưng
động cơ điện một chiều vẫn tồn tại. Trong công nghiệp, động cơ điện một chiều
được sử dụng ở những nơi yêu cầu mở máy lớn hoặc yêu cầu điều chỉnh tốc độ
bằng phẳng và phạm vi rộng. Vì động cơ điện một chiều có đặc tính làm việc rất
tốt trên các mặt điều chỉnh tốc độ (phạm vi điều chỉnh rộng, thậm chí từ tốc độ
bằng 0). Nhưng độ tin cậy khi sử dụng động cơ một chiều lại thấp hơn so với
động cơ không đồng bộ do có hệ thống tiếp xúc chổi than.
Hệ thống điều khiển chỉnh lưu - động cơ một chiều cũng là một ứng dụng
của kỹ thuật điều khiển. Chỉnh lưu có điều khiển dùng Tiristo để điều chỉnh điện
áp phần ứng động cơ. Chỉnh lưu cũng có thể dùng làm nguồn điện chỉnh điện áp
kích từ cho động cơ. Hệ thống này thường được dùng cho các động cơ điện
được cấp điện từ lưới xoay chiều. Nhóm chúng em gồm 4 người được giao đồ
án thiết kế hệ thống điều khiển động cơ điện 1 chiều. Đồ án gồm 3 phần.
Phần I: Tổng quan chung về động cơ điện một chiều,và hệ truyền động
tirstor
Phần II: Tính chọn thiết bị mạch lực mạch điều khiển
Phần III: Tổng hợp mạch vòng dòng điện.
Nội dung đồ án chắc chắn còn rất nhiều vấn đề cần bổ xung hoàn thiện.
Em rất mong đươc sự đóng góp ý kiến cuả các thầy cô trong bộ môn để đồ án
của em được hoàn chỉnh. Em xin chân thành cảm ơn thầy Phạm Văn Diễn cùng
toàn thể các thầy cô trong bộ môn đã tận tinh hướng dẫn để em hoàn thành đồ
án này em xin chân thành cảm ơn!
Trường ĐHBK Hà Nội -- -- Đồ án tốt nghiệp
SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH
Sinhviên: Lưu Văn Thắng
Trường ĐHBK Hà Nội -- -- Đồ án tốt nghiệp
SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH
PHẦN I.
TỔNG QUAN CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT
CHIỀU VÀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG TIRISTOR
I. TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
1. Cấu tạo động cơ điện một chiều
Động cơ điện một chiều chia thành 2 phần chính:
Phần tĩnh ( Stato)
Gồm các bộ phận chính sau:
Cực từ chính: là bộ phận sinh ra từ trường, gồm lõi sắt cực từ và dây quấn
kích từ.
+ Lõi sắt cực từ làm bằng thép kĩ thuật điện dày ( 0,5 –1) mm ép lại và tán
chặt.
+ Dây quấn kích từ được quấn bằng dây đồng bọc cách điện.
Trong các máy công suất nhỏ, cực từ chính là một nam châm vĩnh
cửu.
Trong các máy công suất trung bình và lớn, cực từ chính là nam châm
điện.
- Cực từ phụ: đặt giữa cực từ chính và dùng để cải thiện điều kiện làm
việc của máy điện và đổi chiều
+ Lõi thép cực từ phụ có thể là một khối hoặc có thể được ghép bởi các lá
thép tùy theo chế độ làm việc.
Xung quanh cực từ phụ được đặt dây quấn cực từ phụ, dây quấn cực từ
phụ được nối với dây quấn phần ứng.
Gông từ: dùng để làm mạch từ nối liền các cực từ đồng thời làm vỏ máy.
Phần quay ( rôto)
Bao gồm các bộ phận chính sau:
Trường ĐHBK Hà Nội -- -- Đồ án tốt nghiệp
SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH
- Lõi thép phần ứng: dùng để dẫn từ, thường dùng những tấm thép kĩ thuật
điện dày 0,5mm phủ cách điện mỏng ở hai mặt rồi ép chặt lại để giảm tổn hao
do dòng điện xoáy gây lên.
Trong máy điện nhỏ, lõi thép phần ứng được ép trực tiếp vào trục.
Trong máy điện lớn, giữa trục và lõi sắt có đặt giá rôto.
Dây quấn phần ứng: là phần sinh ra sức điện động và có dòng điện chạy
qua.
Dây quấn phần ứng thường làm bằng đồng có bọc cách điện.
Trong máy điện công suất nhỏ, dây quấn phần ứng dùng dây tiết diện tròn.
Trong máy điện công suất vừa và lớn, dây quấn phần ứng dùng dây tiết diện
hình chữ nhật.
Cổ góp: dùng để đổi chiều dòng điện xoay chiều thành một chiều.
Cơ cấu chổi than: dùng để đưa dòng điện từ phần quay ra ngoài.
2. Nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều
Khi cho điện áp một chiều U vào hai chổi điện, trong dây quấn phần ứng
có dòng điện Iư. Các thanh dẫn có dòng điện nằm trong từ trường, sẽ chịu lực
Fđt tác dụng làm cho rôto quay.
Khi phần ứng quay được nửa vòng, vị trí các thanh dẫn đổi chỗ cho nhau,
do có phiến góp đổi chiều dòng điện, giữ cho chiều lực tác dụng không đổi, đảm
bảo động cơ có chiều quay không đổi.
Khi động cơ quay, các thanh dẫn cắt từ trường, sẽ cảm ứng sức điện động
Eư.. Ở động cơ điện một chiều sức điện động Eư ngược chiều với dòng điện Iư
nên sức điện đông Eư còn được gọi là sức phản diện
Phương trình điện áp là:
3. Phân loại động cơ điện một chiều
Cũng như máy phát, động cơ điện được phân loại theo cách kích thích từ
thành các động cơ điện sau:
−−− .
IREU
+
=
Trường ĐHBK Hà Nội -- -- Đồ án tốt nghiệp
SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH
Động cơ điện kích từ độc lập
Động cơ điện một chiều kích từ độc lập có cuộn kích từ được cấp điện từ
một nguồn điện ngoài độc lập với nguồn điện cấp cho mạch phần ứng.
Động cơ kích từ nối tiếp
Động cơ kích từ nối tiếp có cuộn kích từ mắc nối tiếp với cuộn dây phần
ứng.
Động cơ kích từ hỗn hợp
Động cơ kích từ hỗn hợp gồm 2 dây quấn kích từ: dây quấn kích từ song
song và dây quấn kích từ nối tiếp trong đó dây quấn kích từ song song là chủ
yếu.
II. KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU
1. Đặc tính cơ của động cơ điện một chiều
Tùy theo cách kích thích từ, động cơ điện một chiều có những tính năng
khác nhau biểu diễn bằng các đường đặc tính làm việc, đặc tính cơ khác nhau.
Trong các đặc tính đó, quan trọng nhất là đặc tính cơ. Đặc tính cơ dùng để xác
định điểm làm việc xác lập hoặc là khảo sát điểm làm việc ổn định trong hệ
thống truyền động điện.
Đặc tính cơ của động cơ điện là mặt phẳng tọa độ giữa ω với
momen ω = f(M).
Trong đồ án thiết kế này ta chỉ quan tâm tới loại động cơ một chiều kích
từ độc lập
Phương trình đặc tính cơ
Khi động cơ làm việc, rôto mang cuộn ứng quay
trong từ trường của cuộn cảm nên trong cuộn ứng lại
xuất hiện một sức phản điện động có chiều ngược với
điện áp đặt vào phần ứng động cơ.
Phương trình điện áp ở mạch phần ứng động cơ:
I
ư
R
f
KT RKT
IKT
-
+
+-
Uư
UKT