Giáo trình điện - Chương 7: Động cơ điện 1 chiều

Chia sẻ: Nguyenvan Do | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

Thêm vào BST

Báo xấu

562
lượt xem 146
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'giáo trình điện - chương 7: động cơ điện 1 chiều', kỹ thuật - công nghệ, điện - điện tử phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình điện - Chương 7: Động cơ điện 1 chiều

Ch−¬ng 7 §éng c¬ ®iÖn mét chiÒu 7-1. §¹i c−¬ng Nh− ®· biÕt ë ch−¬ng 5, m¸y ®iÖn mét chiÒu cã thÓ lµm viÖc ë chÕ ®é m¸y ph¸t khi E > U vµ ë chÕ ®é ®éng c¬ khi E < U. Khi lµm viÖc ë chÕ ®é m¸y ph¸t chiÒu cña m«men ®iÖn tõ vµ chiÒu cña tèc ®é quay ng−îc nhau, cßn dßng ®iÖn vµ s.®.®. cïng chiÒu. Trong chÕ ®é ®éng c¬ ®iÖn th× m«men vµ tèc ®é cïng chiÒu, cßn dßng ®iÖn vµ s.® ®. ng−îc chiÒu nhau. ViÖc chuyÓn tõ chÕ ®é m¸y ph¸t sang chÕ ®é ®éng c¬ x¶y ra hoµn toµn tù ®éng kh«ng cÇn thay ®æi g× ë m¹ch nèi, cô thÓ lµ khi gi¶m dßng kÝch thÝch khiÕn cho s.®.®. cña m¸y ph¸t E h¹ ®Õn møc E < U, dßng trong phÇn øng sÏ tù ®éng ®æi chiÒu, n¨ng l−îng sÏ chuyÓn theo chiÒu ng−îc l¹i vµ m¸y ph¸t nghiÔm nhiªn trë thµnh ®éng c¬. §éng c¬ ®iÖn mét chiÒu ®−îc dïng phæ biÕn trong c«ng nghiÖp, giao th«ng vËn t¶i vµ nãi chung trong nh÷ng thiÕt bÞ cÇn ®iÒu chØnh tèc ®é quay liªn tôc trong mét ph¹m vi réng (m¸y c¸n thÐp, m¸y c«ng cô, ...) Còng nh− m¸y ph¸t, theo c¸ch kÝch thÝch tõ, ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu ®−îc ph©n thµnh c¸c lo¹i nh− sau: ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch thÝch ®éc lËp, kÝch thÝch song song, kÝch thÝch nèi tiÕp vµ kÝch thÝch hçn hîp. S¬ ®å nèi d©y cña c¸c lo¹i ®éng c¬ nµy t−¬ng tù nh− ë tr−êng hîp m¸y ph¸t. ë ®éng c¬ kÝch thÝch ®éc lËp I− = I; ë ®éng c¬ kÝch thÝch song song vµ hçn hîp I = I− + It; ë ®éng c¬ kÝch thÝch nèi tiÕp I = I− = It. Trªn thùc tÕ, ®Æc tÝnh cña ®éng c¬ ®iÖn kÝch thÝch ®éc lËp vµ kÝch thÝch song song hÇu nh− gièng nhau nh−ng khi cÇn c«ng suÊt lín ng−êi ta th−êng dïng ®éng c¬ ®iÖn kÝch thÝch ®éc lËp ®Ó ®iÒu chØnh dßng kÝch thÝch thuËn lîi vµ kinh tÕ h¬n mÆc dï lo¹i ®éng c¬ nµy ®ßi hái ph¶i cã thªm nguån ®iÖn phô bªn ngoµi. Ngoµi ra, kh¸c víi m¸y ph¸t ®iÖn mét chiÒu kÝch thÝch nèi tiÕp, ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch thÝch nèi tiÕp ®−îc dïng rÊt nhiÒu, chñ yÕu trong ngµnh kÐo t¶i b»ng ®iÖn. Trong ch−¬ng nµy chóng ta sÏ nghiªn cøu c¸c vÊn ®Ò chÝnh cña c¸c lo¹i ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu bao gåm vÊn ®Ò më m¸y, ®Æc tÝnh c¬ vµ ®iÒu chØnh tèc ®é. 7-2. Më m¸y ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu §Ó më m¸y ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu ®−îc tèt cÇn ph¶i thùc hiÖn ®−îc nh÷ng yªu cÇu sau ®©y: 1) M«men më m¸y Mmm ph¶i cã trÞ sè cao nhÊt cã thÓ cã ®Ó hoµn thµnh qu¸ tr×nh më m¸y trong thêi gian ng¾n nhÊt. 2) Dßng ®iÖn më m¸y Imm ®−îc h¹n chÕ ®Õn møc thÊp nhÊt ®Ó d©y quÊn khái bÞ ch¸y hoÆc ¶nh h−ëng xÊu ®Õn ®æi chiÒu. Trong tÊt c¶ mäi tr−êng hîp, khi më m¸y bao giê còng ph¶i ®¶m b¶o cã Φmax, nghÜa lµ tr−íc khi ®ãng ®éng c¬ vµo nguån ®iÖn, biÕn trë ®iÒu chØnh dßng kÝch thÝch 65
ph¶i ë vÞ trÝ øng víi trÞ sè nhá nhÊt ®Ó sau khi ®ãng ®éng c¬ vµo nguån ®éng c¬ ®−îc kÝch thÝch ®Õn møc tèi ®a vµ nh− vËy m«men øng víi mçi trÞ sè cña dßng ®iÖn I− lu«n lu«n lín nhÊt. Ngoµi ra ph¶i ®¶m b¶o kh«ng x¶y ra ®øt m¹ch kÝch thÝch v× nÕu m¹ch kÝch thÝch bÞ ®øt th× Φ = 0, M = 0, ®éng c¬ kh«ng quay ®−îc do ®ã E− = 0 vµ I u = U , Ru , sÏ cã trÞ sè rÊt lín lµm ch¸y vµnh gãp vµ d©y quÊn. Khi më m¸y, chiÒu quay cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu phô thuéc vµo chiÒu cña m«men. §Ó ®æi chiÒu quay cña ®éng c¬ (tøc ®æi chiÒu m«men) cã thÓ dïng hai ph−¬ng ph¸p: hoÆc ®æi chiÒu tõ th«ng (®æi chiÒu dßng kÝch thÝch) hoÆc ®æi chiÒu dßng ®iÖn trong phÇn øng. §iÒu ®ã cã thÓ thùc hiÖn ®−îc b»ng c¸ch tr¸o ®æi c¸ch nèi ®Çu d©y quÊn phÇn øng hoÆc c¸c ®Çu d©y quÊn kÝch thÝch tr−íc lóc më m¸y. VÊn ®Ò ®æi chiÒu quay cña ®éng c¬ ®iÖn lóc ®ang quay vÒ nguyªn t¾c còng cã thÓ thùc hiÖn ®−îc b»ng c¶ hai ph−¬ng ph¸p trªn, tuy nhiªn trªn thùc tÕ chØ dïng ph−¬ng ph¸p ®æi chiÒu dßng phÇn øng I− v× nh− ®· biÕt d©y quÊn kÝch thÝch cã nhiÒu vßng d©y do ®ã hÖ sè tù c¶m L rÊt lín vµ viÖc thay ®æi chiÒu dßng ®iÖn kÝch thÝch dÉn ®Õn sù xuÊt hiÖn s.®.®. tù c¶m rÊt lín g©y ra qu¸ ®iÖn ¸p ®¸nh thñng c¸ch ®iÖn cña d©y quÊn kÝch thÝch. Sau ®©y ta xÐt c¸c ph−¬ng ph¸p më m¸y ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu. 7.2.1. Më m¸y trùc tiÕp Ph−¬ng ph¸p nµy ®−îc thùc hiÖn b»ng c¸ch ®ãng th¼ng ®éng c¬ ®iÖn vµo nguån víi Umm = U®m. Nh− vËy ngay lóc ®Çu më m¸y r«to ch−a quay, s.®.®. E− = 0 vµ dßng U − Eu , U ®iÖn phÇn øng b»ng I u = = . V× trong thùc tÕ R−* = 0,02 ÷ 0,1, nªn víi ®iÖn , Ru , Ru , ¸p ®Þnh møc U* = 1 dßng ®iÖn I− sÏ cã trÞ sè rÊt lín vµ b»ng (5 ÷ 10)I®m. Víi dßng ®iÖn lín nh− vËy cã thÓ g©y nguy hiÓm cho ®éng c¬, v× vËy ph−¬ng ph¸p më m¸y trùc tiÕp chØ ®−îc ¸p dông cho nh÷ng ®éng c¬ ®iÖn cã c«ng suÊt vµi tr¨m o¸t. ë cì ®éng c¬ nµy R− t−¬ng ®èi lín, do ®ã khi më m¸y I− ≤ (4 ÷ 6)I®m. Trong nh÷ng tr−êng hîp ®Æc biÖt cã thÓ cho phÐp më m¸y trùc tiÕp nh÷ng ®éng c¬ cã c«ng suÊt vµi kil«oat. 7.2.2. Më m¸y b»ng biÕn trë §Ó h¹n chÕ dßng ®iÖn më m¸y, tr¸nh R2 R3 g©y nguy hiÓm cho ®éng c¬ ng−êi ta dïng biÕn trë më m¸y. BiÕn trë më m¸y 2 gåm mét sè ®iÖn trë nèi tiÕp nhau vµ 3 R1 R4 m¾c nèi tiÕp víi m¹ch phÇn øng (h×nh 7- 4 1). Nh− vËy trong qu¸ tr×nh më m¸y ta M 1 5 cã: T 0 U − Ei I− I u, = Ru , + Rmmi R®c + a b It trong ®ã ”i“ lµ chØ sè øng víi thø tù c¸c bËc ®iÖn trë. - BiÕn trë më m¸y ®−îc tÝnh sao cho Imm = (1,4 ÷ 1,7)I®m ®èi víi c¸c ®éng c¬ H×nh 7-1 c«ng suÊt lín vµ Imm = (2,0 ÷ 2,5)I®m ®èi S¬ ®å më m¸y ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch thÝch song song b»ng biÕn trë víi c¸c ®éng c¬ c«ng suÊt nhá. 66
Tr−íc khi më m¸y tay g¹t T ®Æt ë vÞ trÝ 0, con tr−ît cña biÕn trë ®iÒu chØnh ë m¹ch kÝch thÝch ®Æt ë vÞ trÝ b (R®c = 0), ®éng c¬ hë m¹ch. Khi b¾t ®Çu më m¸y, ®−a tay g¹t T vÒ vÞ trÝ 1, m¹ch phÇn øng b¾t ®Çu xuÊt hiÖn dßng ®iÖn, cuén kÝch thÝch nhê cung ®ång M nªn ®−îc ®Æt vµo toµn bé ®iÖn ¸p ®Þnh møc, do ®ã Φ ®¹t gi¸ trÞ cùc ®¹i vµ kh«ng ®æi trong suèt qu¸ tr×nh më m¸y. NÕu m«men do ®éng c¬ sinh ra lín h¬n m«men c¶n (M > MC) th× r«to ®éng c¬ b¾t ®Çu quay, s.®.®. E sÏ t¨ng tØ lÖ víi tèc ®é quay n. Do sù xuÊt hiÖn vµ t¨ng lªn cña E lµm cho dßng ®iÖn I− vµ m«men M gi¶m theo khiÕn cho tèc ®é quay n cña ®éng c¬ t¨ng chËm h¬n (h×nh 7-2). Khi I− gi¶m ®Õn trÞ sè (1,1 ÷ 1,3)I®m ta ®−a tay g¹t T sang vÞ trÝ 2, v× mét bËc ®iÖn trë bÞ lo¹i trõ nªn I− lËp tøc t¨ng ®Õn giíi h¹n trªn cña nã, kÐo theo M, n vµ E t¨ng. Sau ®ã I− vµ M l¹i gi¶m theo quy luËt trªn. LÇn l−ît chuyÓn tay g¹t T ®Õn c¸c vÞ trÝ 3, n 4, 5. Qu¸ tr×nh trªn cø lÆp l¹i cho ®Õn khi I, M n ≈ n®m th× Rmm còng ®−îc lo¹i trõ hoµn n 5 toµn vµ ®éng c¬ lµm viÖc víi toµn bé ®iÖn 12 3 4 ¸p. Sù biÕn thiªn cña I, M vµ n trong qu¸ I− tr×nh më m¸y ®−îc tr×nh bµy trªn h×nh 7- 2. Tõ h×nh vÏ 7-2 ta thÊy mçi khi mét bËc M ®iÖn trë bÞ lo¹i trõ, I vµ M t¨ng víi h»ng sè thêi gian T− ≈ 0, ®ã lµ do hÖ sè tù c¶m Mc cña phÇn øng rÊt bÐ. Tr¸i l¹i sù gi¶m cña I t 0 vµ M x¶y ra chËm h¬n v× phô thuéc vµo sù t¨ng cña E hay tèc ®é n, nghÜa lµ phô H×nh 7- 2 thuéc vµo h»ng sè thêi gian Tc¬ rÊt lín cña Quan hÖ I, M vµ n ®èi víi thêi c¶ khèi quay. gian t khi më m¸y ®éng c¬ Sè bËc ®iÖn trë më m¸y vµ trÞ sè cña mçi bËc ®−îc thiÕt kÕ sao cho dßng ®iÖn më m¸y cùc ®¹i vµ cùc tiÓu ë mçi bËc ®Òu nh− nhau ®Ó ®¶m b¶o qu¸ tr×nh më m¸y ®−îc tèt nhÊt. 7.2.3. Më m¸y b»ng ®iÖn ¸p thÊp (Umm < U®m) Ph−¬ng ph¸p nµy ®ßi hái ph¶i dïng mét nguån ®iÖn ®éc lËp cã thÓ ®iÒu chØnh ®−îc ®iÖn ¸p ®Ó cung cÊp cho phÇn øng cña ®éng c¬, trong khi ®ã m¹ch kÝch thÝch ph¶i ®−îc ®Æt d−íi ®iÖn ¸p U = U®m cña mét nguån kh¸c. §©y lµ ph−¬ng ph¸p th−êng dïng h¬n c¶ ®Ó më m¸y ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu c«ng suÊt lín. Ngoµi viÖc më m¸y ra nã cßn kÕt hîp ®Ó ®iÒu chØnh tèc ®é b»ng c¸ch thay ®æi ®iÖn ¸p. 7-3. §iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu 7.3.1. §Æc tÝnh c¬ vµ ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu Tõ c¸c biÓu thøc (2-19) vµ (5-19) cã thÓ suy ra ®Æc tÝnh c¬ n = f(M) cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu: U − I u , Ru , E n= = (7-1) Ce Φ Ce Φ V× M = CMΦI− nªn biÓu thøc (7-1) cã thÓ viÕt d−íi d¹ng: 67
Ru , M U n= − (7-2) Ce Φ C M Ce Φ 2 BiÓu thøc (7-2) ®−îc gäi lµ ph−¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu. Trong truyÒn ®éng ®iÖn lùc mét vÊn ®Ò quan träng ®−îc ®Æt ra lµ ph¶i phèi hîp tèt ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn vµ ®Æc tÝnh c¬ cña t¶i hoÆc cña m¸y c«ng t¸c. Tuú theo tÝnh chÊt cña truyÒn ®éng ®iÖn mµ cã thÓ cã nh÷ng yªu cÇu kh¸c nhau ®èi víi ®éng c¬ ®iÖn, thÝ dô tèc ®é kh«ng ®æi hoÆc thay ®æi nhiÒu khi m«men c¶n thay ®æi. §Ó tho¶ m·n nh÷ng yªu cÇu ®ã cÇn ph¶i dïng nh÷ng lo¹i ®éng c¬ kh¸c nhau cã ®Æc tÝnh c¬ thÝch hîp. Tõ biÓu thøc (7-2) ta thÊy r»ng viÖc ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu cã thÓ thùc hiÖn ®−îc b»ng c¸ch thay ®æi c¸c ®¹i l−îng Φ, R− vµ U. Ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é b»ng c¸ch thay ®æi tõ th«ng Φ ®−îc ¸p dông t−¬ng ®èi phæ biÕn, cã thÓ thay ®æi tèc ®é ®−îc liªn tôc vµ kinh tÕ. Trong qu¸ tr×nh ®iÒu chØnh hiÖu suÊt η ≈ Cte v× sù ®iÒu chØnh dùa trªn sù t¸c dông lªn m¹ch kÝch thÝch cã c«ng suÊt rÊt nhá so víi c«ng suÊt cña ®éng c¬. CÇn chó ý r»ng, b×nh th−êng ®éng c¬ lµm viÖc ë chÕ ®é ®Þnh møc víi kÝch thÝch tèi ®a (Φ = Φmax) nªn chØ cã thÓ ®iÒu chØnh theo chiÒu h−íng gi¶m Φ, tøc lµ ®iÒu chØnh tèc ®é trong vïng trªn tèc ®é ®Þnh møc vµ giíi h¹n ®iÒu chØnh tèc ®é bÞ h¹n chÕ bëi c¸c ®iÒu kiÖn c¬ khÝ vµ ®æi chiÒu cña m¸y. Ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é b»ng c¸ch thªm ®iÖn trë phô vµo m¹ch phÇn øng ®Ó t¨ng R− chØ cho phÐp ®iÒu chØnh tèc ®é quay trong vïng d−íi tèc ®é quay ®Þnh møc vµ lu«n kÌm theo tæn hao n¨ng l−îng trªn ®iÖn trë phô, lµm gi¶m hiÖu suÊt cña ®éng c¬ ®iÖn. V× vËy ph−¬ng ph¸p nµy chØ ®−îc ¸p dông ë ®éng c¬ ®iÖn cã c«ng suÊt nhá. Trªn thùc tÕ th−êng dïng ë ®éng c¬ ®iÖn trong cÇu trôc. Ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é quay b»ng c¸ch thay ®æi ®iÖn ¸p còng chØ cho phÐp ®iÒu chØnh tèc ®é quay d−íi tèc ®é ®Þnh møc v× kh«ng thÓ n©ng cao ®iÖn ¸p h¬n ®iÖn ¸p ®Þnh møc cña ®éng c¬ ®iÖn. Ph−¬ng ph¸p nµy kh«ng g©y thªm tæn hao trong ®éng c¬ ®iÖn, nh−ng ®ßi hái ph¶i cã nguån riªng cã ®iÖn ¸p ®iÒu chØnh ®−îc. Sau ®©y ta xÐt ®Æc tÝnh c¬ vµ c¸ch ®iÒu chØnh tèc ®é cña tõng lo¹i ®éng c¬ ®iÖn. 7.3.2. §éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch thÝch ®éc lËp hoÆc kÝch thÝch song song Víi nh÷ng ®iÒu kiÖn U = Cte, It = Cte, khi M (hoÆc I−) cña ®éng c¬ thay ®æi, tõ th«ng Φ cña ®éng c¬ hÇu nh− kh«ng ®æi v× ¶nh h−ëng lµm gi¶m Φ cña ph¶n øng ngang trôc rÊt nhá, cho nªn biÓu thøc (7-2) cã thÓ viÕt d−íi d¹ng: M n = n0 − (7-3) k trong ®ã: U n0 = - lµ tèc ®é cña ®éng c¬ khi M = 0, gäi lµ tèc ®é kh«ng t¶i lý t−ëng; CeΦ CeC M Φ 2 k= - biÓu thÞ ®é cøng cña ®Æc tÝnh c¬. k cµng lín, ®Æc tÝnh c¬ cµng cøng. Ru , Nh×n vµo biÓu thøc (7-3) ta thÊy, ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch thÝch song song lµ mét ®−êng th¼ng nh− tr×nh bµy ë h×nh 7-3. §−êng ®Æc tÝnh c¬ øng víi 68
tr−êng hîp U = U®m, Φ = Φ®m vµ trªn m¹ch n phÇn øng kh«ng cã ®iÖn trë phô ®−îc gäi lµ ∆n ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn. n0 Do R− rÊt nhá nªn khi t¶i thay ®æi tõ kh«ng ®Õn ®Þnh møc tèc ®é gi¶m rÊt Ýt (kho¶ng 2 ÷ 8% tèc ®é ®Þnh møc), cho nªn ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn kÝch thÝch song song rÊt cøng. Víi ®Æc tÝnh c¬ nh− vËy, ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch thÝch song song ®−îc 0 M M®m dïng trong tr−êng hîp tèc ®é hÇu nh− kh«ng ®æi khi t¶i thay ®æi (m¸y c¾t gät kim lo¹i, H×nh 7-3. §Æc tÝnh c¬ cña ®éng qu¹t, ...). c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch thÝch song a. §iÒu chØnh tèc ®é b»ng c¸ch thay ®æi ®iÖn trë phô Rf trªn m¹ch phÇn øng Khi nèi thªm ®iÖn trë phô vµo m¹ch phÇn n øng th× biÓu thøc (7-2) cã d¹ng: Rf3 > Rf2 > Rf1 n0 ( Ru , + R f ) M Rf = 0 n = n0 − (7-4) CeC M Φ 2 Rf1 Ta thÊy r»ng nÕu Rf cµng lín ®Æc tÝnh c¬ cã ®é cøng cµng thÊp vµ do ®ã ®Æc tÝnh cµng Rf2 Rf3 mÒm, nghÜa lµ tèc ®é sÏ thay ®æi nhiÒu khi t¶i thay ®æi. H×nh 7-4 tr×nh bµy c¸c ®Æc tÝnh c¬ 0 M®m (I−®m) M(I−) øng víi c¸c trÞ sè kh¸c nhau cña Rf trong ®ã ®−êng øng víi Rf = 0 lµ ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn. Giao ®iÓm cña nh÷ng ®−êng ®Æc tÝnh c¬ trªn H×nh 7-4. §Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ víi ®−êng m«men c¶n cña t¶i MC = f(n) cho ®iÖn mét chiÒu kÝch thÝch song song biÕt trÞ sè tèc ®é x¸c lËp khi ®iÒu chØnh tèc ®é víi nh÷ng ®iÖn trë phô kh¸c nhau b»ng thay ®æi ®iÖn trë phô Rf. b. §iÒu chØnh tèc ®é b»ng c¸ch thay ®æi ®iÖn ¸p Ph−¬ng ph¸p nµy chØ ¸p dông ®−îc ®èi víi ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch thÝch ®éc lËp hoÆc ®éng c¬ ®iÖn kÝch thÝch song song lµm viÖc ë chÕ ®é kÝch thÝch ®éc lËp. ViÖc cung cÊp ®iÖn ¸p cã thÓ ®iÒu chØnh ®−îc cho ®éng c¬ tõ mét nguån ®éc lËp ®−îc thùc hiÖn trong kü thuËt b»ng c¸ch ghÐp thµnh tæ m¸y ph¸t - ®éng c¬ cã s¬ ®å nguyªn lý nh− ë h×nh 7-5. Khi thay ®æi ®iÖn ¸p U ta cã mét hä ®Æc tÝnh c¬ cã cïng ®é dèc (h×nh 7-6). ë h×nh 7-6, ®−êng 1 øng víi U®m, ®−êng 2, ®−êng 3 øng víi U3 < U2 < U®m vµ ®−êng 4 øng víi U4 > U®m. Nãi chung v× kh«ng cho phÐp ®iÖn ¸p ®Æt vµo ®éng c¬ v−ît qu¸ ®iÖn ¸p ®Þnh møc nªn ph−¬ng ph¸p nµy chØ cho phÐp ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ d−íi tèc ®é ®Þnh møc, cßn viÖc ®iÒu chØnh tèc ®é trªn tèc ®é ®Þnh møc kh«ng ®−îc ¸p dông hoÆc chØ ®−îc ¸p dông trong mét ph¹m vi rÊt hÑp. §Æc ®iÓm cña ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh nµy lµ lóc ®iÒu chØnh tèc ®é, m«men kh«ng ®æi v× Φ vµ I− ®Òu kh«ng ®æi. Së dÜ I− kh«ng ®æi lµ v× khi gi¶m ®iÖn ¸p U, tèc ®é n gi¶m lµm E còng gi¶m nªn: U −E I u, = ≈ C te . Ru , 69
Ngµy nay, tæ m¸y ph¸t -®éng c¬ th−êng dïng trong c¸c m¸y c¾t kim lo¹i vµ m¸y c¸n thÐp lín ®Ó ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn víi hiÖu suÊt cao, ph¹m vi ®iÒu chØnh réng 1 : 10 hoÆc h¬n n÷a. + - §C §Cp T MF It®c ItmF H×nh 7-5 S¬ ®å M¸y ph¸t - ®éng c¬ dïng ®Ó ®iÒu chØnh tèc ®é b»ng c¸ch thay ®æi ®iÖn ¸p ë ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch thÝch ®éc lËp c. §iÒu chØnh tèc ®é b»ng c¸ch thay ®æi tõ th«ng Φ NÕu ta thay ®æi ®iÖn trë R®c ë m¹ch n kÝch thÝch (h×nh 7-1) th× øng víi mçi trÞ sè n04 kh¸c nhau cña ®iÖn trë m¹ch kÝch thÝch ta n01 4 1(U®m) n02 cã mét gi¸ trÞ cña It, do ®ã cã mét gi¸ trÞ cña Φ vµ cã mét ®−êng ®Æc tÝnh c¬ t−¬ng n03 2 øng. Trªn h×nh 7-7 tr×nh bµy c¸c ®Æc tÝnh 3 c¬ øng víi c¸c gi¸ trÞ kh¸c nhau cña tõ th«ng Φ. C¸c ®−êng ®ã cã n0 > n0®m vµ cã 0 M®m M (I) ®é dèc kh¸c nhau, chóng gÆp nhau trªn (I®m) trôc hoµnh t¹i ®iÓm øng víi n = 0 vµ dßng H×nh 7-6. §Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn I u = U . ®iÖn mét chiÒu kÝch thÝch ®éc lËp , Ru , ë nh÷ng ®iÖn ¸p kh¸c nhau CÇn chó ý r»ng, b×nh th−êng ®éng c¬ n lµm viÖc ë chÕ ®é ®Þnh møc víi dßng kÝch n04 tõ ®Þnh møc nªn chØ cã thÓ ®iÒu chØnh dßng kÝch tõ (tøc tõ th«ng Φ) theo chiÒu n03 4 h−íng gi¶m, nghÜa lµ chØ ®iÒu chØnh ®−îc n02 3 tèc ®é trong vïng trªn tèc ®é ®Þnh møc. ë 2 n01 h×nh 7-7, ®−êng thÊp nhÊt øng víi tõ 1(Φ®m) th«ng Φ®m. Giao ®iÓm cña ®−êng ®Æc tÝnh m«men c¶n MC = f(n) víi c¸c ®−êng ®Æc 0 M®m M (I− ) tÝnh c¬ cho biÕt tèc ®é x¸c lËp øng víi c¸c (I−®m) trÞ sè kh¸c nhau cña tõ th«ng. Do h¹n chÕ bëi c¸c ®iÒu kiÖn vÒ c¬ khÝ H×nh 7-7. §Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch thÝch song song vµ ®iÒu kiÖn ®æi chiÒu cña m¸y nªn c¸c víi nh÷ng dßng ®iÖn It kh¸c nhau ®éng c¬ th«ng dông hiÖn nay cã thÓ ®iÒu 70
chØnh tèc ®é b»ng ph−¬ng ph¸p nµy trong giíi h¹n 1 : 2. Còng cã thÓ s¶n xuÊt nh÷ng ®éng c¬ giíi h¹n ®iÒu chØnh 1 : 5, thËm chÝ ®Õn 1 : 8 nh−ng ph¶i dïng nh÷ng ph−¬ng ph¸p khèng chÕ ®Æc biÖt, do ®ã cÊu t¹o phøc t¹p, c«ng nghÖ chÕ t¹o còng khã kh¨n khiÕn cho gi¸ thµnh cña m¸y t¨ng lªn. 7.3.3. §iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch thÝch nèi tiÕp ë ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch thÝch nèi tiÕp, dßng ®iÖn kÝch thÝch chÝnh lµ dßng ®iÖn phÇn øng It = I− = I. V× vËy trong mét ph¹m vi kh¸ réng cã thÓ biÓu thÞ: Φ = kΦI (7-5) trong ®ã kΦ lµ hÖ sè tû lÖ vµ kh«ng ®æi trong vïng I < 0,8I®m. Khi I > (0,8 ÷ 0,9)I®m th× kΦ h¬i gi¶m xuèng do ¶nh h−ëng cña b·o hoµ m¹ch tõ. Nh− vËy biÓu thøc m«men cã thÓ viÕt: Φ2 M = C M ΦI u , = C M (7-6) kΦ vµ kÕt hîp víi biÓu thøc (7-2) ta cã: Ru , C M .U n= − (7-7) Ce kΦ Ce k Φ M NÕu bá qua R− th×: C2 U n≡ hay M = (7-8) n2 M Nh− vËy khi m¹ch tõ ch−a b·o hoµ, ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch thÝch nèi tiÕp cã d¹ng cña ®−êng hypecb«n bËc hai nh− tr×nh bµy ë h×nh 7-8 (®−êng 1). Ta thÊy r»ng, ë ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch thÝch nèi tiÕp, tèc ®é quay n gi¶m rÊt n* nhanh khi t¶i t¨ng, ®Æc biÖt khi mÊt t¶i (I = 2 0, M = 0) tèc ®é cã trÞ sè rÊt lín. Còng chÝnh v× lý do ®ã mµ kh«ng ®−îc cho lo¹i ®éng c¬ ®iÖn nµy lµm viÖc ë ®iÒu kiÖn cã 2 1 thÓ x¶y ra mÊt t¶i nh− dïng ®ai truyÒn, v× 1 3 khi x¶y ra ®øt hoÆc tr−ît ®ai truyÒn tèc ®é 4 ®éng c¬ t¨ng rÊt cao. Th«ng th−êng chØ cho 5 6 0 phÐp ®éng c¬ ®iÖn lo¹i nµy lµm viÖc víi t¶i M* 1 tèi thiÓu P2 = (0,2 ÷ 0,25)P®m. H×nh 7- 8. Trªn thùc tÕ do ¶nh h−ëng cña b·o hoµ §Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn mét m¹ch tõ khi t¶i t¨ng, tèc ®é cña ®éng c¬ chiÒu kÝch thÝch nèi tiÕp ë c¸c tr−êng gi¶m Ýt h¬n theo ®−êng nÐt ®øt ë h×nh 7-8. hîp ®iÒu chØnh tèc ®é kh¸c nhau Víi ®Æc tÝnh c¬ nh− vËy, ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch thÝch nèi tiÕp cã −u ®iÓm ®èi víi nh÷ng n¬i cÇn ®iÒu kiÖn më m¸y nÆng nÒ vµ cÇn tèc ®é thay ®æi trong ph¹m vi réng, thÝ dô ë c¸c ®Çu m¸y kÐo t¶i (xe ®iÖn, ®Çu m¸y ®iÖn, cÇn trôc,...). a. §iÒu chØnh tèc ®é b»ng c¸ch thay ®æi tõ th«ng Φ 71
Thay ®æi tõ th«ng Φ cña ®éng c¬ kÝch thÝch nèi tiÕp cã thÓ thùc hiÖn b»ng nh÷ng biÖn ph¸p sau ®©y: rÏ m¹ch (m¾c sun) d©y quÊn kÝch thÝch b»ng mét ®iÖn trë, thay ®æi sè vßng d©y cña d©y quÊn kÝch thÝch, rÏ m¹ch d©y quÊn phÇn øng nh− c¸c s¬ ®å tr×nh bµy trªn h×nh 7-9. + U - + U U - - + wt wt wt I I I wt, Rst Rs − c) a) b) H × n h 7 - 9. C ¸ c s ¬ ® å ® i Ò u c h Ø n h t è c ® é ® é n g c ¬ ® i Ö n m é t c h i Ò u k Ý c h thÝch nèi tiÕp: a) rÏ m¹ch d©y quÊn kÝch thÝch; b) thay ®æi sè vßng d©y cña d©y quÊn kÝch thÝch; c) rÏ m¹ch d©y quÊn phÇn øng. ë h×nh 7-9a, nÕu dßng ®iÖn kÝch thÝch lóc ch−a rÏ m¹ch lµ It = I th× sau khi rÏ Rst m¹ch dßng ®iÖn kÝch thÝch sÏ gi¶m xuèng cßn It = kI, trong ®ã k = < 1 víi Rst Rt + Rst lµ ®iÖn trë rÏ m¹ch (sun). Theo ph−¬ng ph¸p thø hai (h×nh 7-9b), tr−íc lóc ®iÒu chØnh ta cã s.t.®. Ft = It wt, sau khi ®iÒu chØnh s.t.®. Ft, = Itwt, = kFt. víi k = w’t/wt < 1. Râ rµng lµ víi hai ph−¬ng ph¸p trªn chØ ®iÒu chØnh ®−îc Φ < Φ®m vµ tèc ®é sÏ thay ®æi ®−îc trong vïng trªn ®Þnh møc, ®−êng ®Æc tÝnh c¬ sÏ n»m trªn ®−êng ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn (®−êng 2 ë h×nh 7-8). NÕu dïng ph−¬ng ph¸p thø ba (h×nh 7-9c) th× ®iÖn trë tæng cña toµn m¹ch sÏ bÐ ®i, dßng ®iÖn It = I sÏ t¨ng lªn, tõ th«ng Φ t¨ng vµ do ®ã tèc ®é quay cña ®éng c¬ gi¶m xuèng. Nh− vËy ph−¬ng ph¸p nµy chØ ®iÒu chØnh ®−îc tèc ®é d−íi vïng ®Þnh møc vµ ®−êng ®Æc tÝnh c¬ t−¬ng øng n»m ë phÝa d−íi ®−êng ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn (®−êng 3 trªn h×nh 7-8). V× ®iÖn trë cuén kÝch thÝch rÊt bÐ nªn hÇu nh− toµn bé ®iÖn ¸p cña m¹ng ®−îc ®Æt vµo Rs−, do ®ã tæn hao rÊt lín vµ hiÖu suÊt cña m¸y gi¶m ®i nhiÒu. MÆt kh¸c viÖc t¨ng tõ th«ng Φ cßn bÞ h¹n chÕ bëi sù b·o hoµ cña m¹ch tõ nªn ph−¬ng ph¸p nµy rÊt Ýt ®−îc ¸p dông. b. §iÒu chØnh tèc ®é b»ng c¸ch ghÐp thªm ®iÖn trë phô vµo m¹ch phÇn øng Khi ghÐp thªm ®iÖn trë phô vµo m¹ch phÇn øng th× chØ ®iÒu chØnh ®−îc tèc ®é ®éng c¬ d−íi tèc ®é ®Þnh møc nh−ng tæn hao trªn ®iÖn trë phô lín lµm gi¶m hiÖu suÊt cña ®éng c¬ nªn ph−¬ng ph¸p nµy còng Ýt ®−îc sö dông. §Æc tÝnh c¬ øng víi c¸c tr−êng hîp nµy ®−îc tr×nh bµy trªn h×nh 7-8 nh− ®−êng 4 vµ 5. c. §iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ b»ng thay ®æi ®iÖn ¸p V× kh«ng cho phÐp t¨ng ®iÖn ¸p ®Æt vµo ®éng c¬ qu¸ ®Þnh møc nªn ph−¬ng ph¸p nµy chØ ®iÒu chØnh ®−îc tèc ®é ®éng c¬ d−íi tèc ®é ®Þnh møc. Ph−¬ng ph¸p nµy gi÷ 72
®−îc hiÖu suÊt cao v× kh«ng g©y thªm tæn hao khi ®iÒu chØnh, ®−îc ¸p dông réng r·i trong giao th«ng vËn t¶i vµ ®−îc thùc hiÖn b»ng c¸ch ®æi nèi tõ song song sang nèi tiÕp hai ®éng c¬. Khi lµm viÖc song song, c¸c ®éng c¬ sÏ lµm viÖc víi U = U®m. Sau khi chuyÓn thµnh ®Êu nèi tiÕp th× ®iÖn ¸p ®Æt vµo ®éng c¬ lµ U = 1 U®m. §Æc tÝnh c¬ cña 2 ®éng c¬ ®iÖn trong tr−êng hîp nµy cã d¹ng nh− ®−êng 6 trªn h×nh 7-8. 7.3.4. §iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch thÝch hçn hîp §éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch thÝch hçn hîp cã thÓ ®−îc chÕ t¹o sao cho t¸c dông cña d©y quÊn kÝch thÝch song song vµ nèi tiÕp hoÆc bï nhau hoÆc ng−îc chiÒu nhau. Nh−ng trªn thùc tÕ ng−êi ta chØ dïng lo¹i ®éng c¬ ®iÖn kÝch thÝch hçn hîp bï v× ®éng c¬ ®iÖn kÝch thÝch hçn hîp ng−îc kh«ng ®¶m b¶o ®−îc ®iÒu kiÖn lµm viÖc æn ®Þnh. §éng c¬ ®iÖn kÝch thÝch hçn hîp bï cã ®Æc tÝnh c¬ mang tÝnh chÊt trung gian gi÷a hai lo¹i ®éng c¬ kÝch thÝch song song vµ nèi tiÕp. Khi t¶i t¨ng, tõ th«ng Φ t¨ng, do ®ã ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ kÝch thÝch hçn hîp bï mÒm h¬n so víi ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ kÝch thÝch song song. Tuy nhiªn møc ®é t¨ng cña Φ kh«ng m¹nh nh− ë ®éng c¬ kÝch thÝch nèi tiÕp cho nªn ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ kÝch thÝch hçn hîp bï cøng h¬n so víi ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ kÝch thÝch nèi tiÕp. §Ó tiÖn so s¸nh, trªn h×nh 7-10 vÏ ®Æc tÝnh c¬ cña c¸c lo¹i ®éng c¬ ®iÖn nãi trªn trong ®ã ®−êng 1 øng víi kÝch thÝch hçn hîp bï, ®−êng 2 øng víi hçn hîp ng−îc, ®−êng 3 - kÝch thÝch song song vµ ®−êng 4 - kÝch thÝch nèi tiÕp. ViÖc ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn n mét chiÒu kÝch thÝch hçn hîp thùc hiÖn 2 nh− ë tr−êng hîp ®éng c¬ ®iÖn kÝch thÝch song song, mÆc dï vÒ nguyªn t¾c cã thÓ ¸p dông nh÷ng ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh 3 tèc ®é dïng cho ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch thÝch nèi tiÕp. 1 §éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch thÝch 4 hçn hîp ®−îc dïng trong nh÷ng n¬i cÇn 0 ®iÒu kiÖn m«men më m¸y lín, gia tèc M quay khi më m¸y lín, tèc ®é biÕn ®æi theo t¶i trong mét vïng réng nh− trong m¸y Ðp, H×nh H×nh 7-10. So s¸nh ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng m¸y bµo, m¸y in, m¸y c¸n thÐp, m¸y n©ng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch thÝch hçn hîp víi t¶i ... Trong thêi gian gÇn ®©y, ®éng c¬ c¸c lo¹i ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kh¸c ®iÖn mét chiÒu kÝch thÝch hçn hîp ®−îc dïng trong giao th«ng vËn t¶i v× nã cã −u ®iÓm h¬n so víi ®éng c¬ kÝch thÝch nèi tiÕp ë chç dÔ h·m b»ng chÕ ®é ph¸t ®iÖn tr¶ n¨ng l−îng trë vÒ l−íi ®iÖn. 7-4. ®Æc tÝnh lµm viÖc cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu §Æc §Æc tÝnh lµm viÖc cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu bao gåm c¸c quan hÖ n, M, η = f( I−) khi U = U®m = Cte. Tõ c¸c biÓu thøc (7-1) vµ (7-2) ta thÊy r»ng vÒ c¬ b¶n ®Æc tÝnh tèc ®é n = f(I−) cã d¹ng gièng ®Æc tÝnh c¬ n = f(M). C¸c ®Æc tÝnh tèc ®é cña c¸c lo¹i ®éng c¬ biÓu thÞ theo ®¬n vÞ t−¬ng ®èi ®−îc tr×nh bµy trªn h×nh 7-11, trong ®ã ®−êng 1 øng víi ®éng c¬ kÝch 73
thÝch song song, ®−êng 2 vµ 3 øng víi ®éng c¬ kÝch thÝch hçn hîp vµ ®−êng 4 øng víi ®éng c¬ kÝch thÝch nèi tiÕp. §Æc tÝnh m«men M = f(I−) lµ quan hÖ M = CMΦI−. ë ®éng c¬ kÝch thÝch song 2,5 IV song Φ ≈ Cte nªn M phô thuéc vµo I− theo 4 quan hÖ bËc nhÊt (®−êng I trªn h×nh 7-11). 2,0 III 3 ë ®éng c¬ mét chiÒu kÝch thÝch nèi tiÕp Φ M n II ≡ I− nªn ®Æc tÝnh m« men cã d¹ng parabol 1,5 I 2 (®−êng IV) v× M ≡ I−2. Cßn ë ®éng c¬ kÝch thÝch hçn hîp, khi I− t¨ng th× Φ còng t¨ng 1 1 1,0 nh−ng víi tèc ®é chËm h¬n so víi sù t¨ng cña Φ ë ®éng c¬ kÝch thÝch nèi tiÕp cho nªn ®Æc tÝnh m« men cã tÝnh chÊt trung 0,5 gian gi÷a ®−êng I vµ IV (c¸c ®−êng II vµ III) . 0 0,5 1 I− §Æc tÝnh hiÖu suÊt η = f(I−) khi U = U®m = Cte cña c¸c lo¹i ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu nãi chung cã d¹ng nh− ë h×nh 7-12. H×nh 7-11. §Æc tÝnh tèc ®é vµ ®Æc tÝnh HiÖu suÊt cùc ®¹i cña ®éng c¬ ®iÖn mét m« men cña c¸c ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu. chiÒu th−êng ®−îc tÝnh to¸n víi dßng ®iÖn t¶i I = 0,75I®m vµ lóc ®ã tæn hao kh«ng ®æi η trong ®éng c¬ ®iÖn (bao gåm tæn hao c¬ ηmax vµ tæn hao s¾t) b»ng tæn hao biÕn ®æi phô thuéc vµo ®iÖn trë cña c¸c d©y quÊn vµ tû lÖ víi b×nh ph−¬ng cña dßng ®iÖn I− . HiÖu suÊt cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu vµo kho¶ng η = 0,75 ÷ 0,85 ®èi víi ®éng c¬ c«ng suÊt bÐ, vµ η = 0,75 ÷ 0,94 ë ®éng c¬ c«ng suÊt trung b×nh vµ lín. 0,5 1,0 I−* ThÝ dô H×nh 7 - 12. §Æc tÝnh hiÖu suÊt Cho mét ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch cña c¸c ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu thÝch song song cã sè liÖu nh− sau: 10 søc ngùa, 230 V, kÝch thÝch song song, ®iÖn trë R− = 0,35 Ω, Rt = 288 Ω. Khi I− = 1,6 A th× n = 1040 vg/ph. Hái: a) Muèn cho dßng ®iÖn m¹ch ngoµi I = 40,8 A vµ n = 600 vg/ph th× trÞ sè ®iÖn trë cÇn thiÕt ghÐp vµo m¹ch phÇn øng b»ng bao nhiªu ? b) Víi ®iÖn trë ®ã nÕu I = 22,8 A th× tèc ®é b»ng bao nhiªu ? c) NÕu I®m = 38,5 A, h·y tÝnh M/M®m trong hai c©u hái trªn. d) TÝnh c«ng suÊt ®−a vµo ®éng c¬ ®iÖn, c«ng suÊt m¹ch phÇn øng, c«ng suÊt c¬ khi I = 40,8 A. Gi¶i a) Cho r»ng khi t¶i thay ®æi, tõ th«ng lµ h»ng sè, ta cã: 74
U − I u Ru n = U − I u ( Ru + R f ) , , n 230 Víi n = 1040 vg/ph; n, = 600 vg/ph; I− = 1,6 A; I,− = I - It = 40,8 - = 40 A; 288 U = 230 V; R− = 0,35 Ω. Tõ biÓu thøc trªn ta tÝnh ®−îc Rf = 2,1 Ω. 230 b) Víi ®iÖn trë Rf = 2,1 Ω, I = 22,8 A, ta cã I− = 22,8 - = 22 A. 288 T−¬ng tù nh− trªn ta cã: 230 − 22(0,35 + 2,1) n ,, n ,, = = 600 230 − 40(0,35 + 2,1) , n Ta suy ra n,, = 800 vg/ph. c) Ta cã M = CMΦI−, vËy: I, M, 40 = u= = 1,06 M dm I dm 38,5 − 0,8 I ,, M ,, 22 = u= = 0,58 M dm I dm 38,5 − 0,8 d) C«ng suÊt ®−a vµo b»ng: P1 = U®m.I = 230.40,8 = 9400 W C«ng suÊt m¹ch phÇn øng b»ng: P− = P1 - Pt = 9400 – rt.I2t = 9400 – 288.0,82 = 9216 W C«ng suÊt c¬ b»ng: Pc¬ = P1 - Pcu.− - Pt = 9216 – 402.2,35 = 5296 W (Pcu.− = I2−(R− + Rf) = 402(0,35 + 2,1) = 3920 W) C©u hái 1. C¸c yªu cÇu khi më m¸y ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu? C¸c ph−¬ng ph¸p më m¸y ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu? 2. Thµnh lËp ph−¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch thÝch ®éc lËp (hay song song) vµ kÝch thÝch nèi tiÕp. 3. So s¸nh c¸c ®Æc tÝnh cña c¸c ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu. 4. HiÖn t−îng g× sÏ x¶y ra khi më m¸y ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch thÝch song song trong tr−êng hîp m¹ch kÝch thÝch bÞ ®øt? 5. Tr×nh bµy c¸c ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é cña c¸c ®éng c¬ mét chiÒu kÝch thÝch ®éc lËp (song song) vµ kÝch thÝch nèi tiÕp. 6. NÕu chæi than ®Æt kh«ng ®óng vÞ trÝ mµ bÞ xª dÞch ng−îc chiÒu quay cña r«to th× tèc ®é cña ®éng c¬ ®iÖn sÏ nh− thÕ nµo? 75
Bµi tËp 1. Cho mét ®éng c¬ ®iÖn kÝch thÝch song song víi c¸c sè liÖu sau: P®m = 95 kW, U®m = 220 V, I®m = 470 A, It®m = 4,25 A, R− = 0,0125 Ω, n®m = 500 vg/ph. H·y x¸c ®Þnh: a) HiÖu suÊt cña ®éng c¬; b) Tæn hao ®ång trong m¸y, tæn hao kh«ng t¶i vµ dßng ®iÖn kh«ng t¶i; c) M«men cña ®éng c¬; d) TrÞ sè dßng ®iÖn t¶i ®Ó hiÖu suÊt cùc ®¹i; e) §iÖn trë ®iÒu chØnh Rf cÇn thiÕt ®Ó ®éng c¬ quay víi n = n®m, I− = I−®m vµ tõ th«ng gi¶m ®i 40% . §¸p sè : a) 91,8% b) Pcu =8,4 kW, P0 = 4753,5 W; I0 = 25,8 A c) M = 1814 N.m d) I/ = 536 A e) Rf = 0,45 Ω 2. Mét m¸y ph¸t kÝch thÝch song song cã sè liÖu nh− sau: P®m = 27 kW, U®m = 115 V, n = 1150 vg/ph, It = 5 A, η®m = 86%, R− = 0,01673 Ω, rctp = 0,00717 Ω, 2∆Utx = 2 V. NÕu chuyÓn sang lµm viÖc ë chÕ ®é ®éng c¬ víi ®iÖn ¸p 110 V th× cã c«ng suÊt ë trôc lµ 25 kW. Gi¶ thiÕt r»ng tr¹ng th¸i b·o hoµ vµ hiÖu suÊt cña m¸y kh«ng ®æi. TÝnh: a) Tèc ®é quay; b) Khi ®ét nhiªn kh«ng t¶i th× ®éng c¬ lµm viÖc víi tèc ®é b»ng bao nhiªu? (bá qua dßng ®iÖn kh«ng t¶i vµ ph¶n øng phÇn øng). §¸p sè : a) 954 vg/ph b) 1031 vg/ph 3. Cho mét m¸y ph¸t ®iÖn kÝch thÝch song song cã P®m = 27 kW, U®m = 115 V, n®m = 1150 vg/ph, It = 5 A, hiÖu suÊt η®m = 86%. §iÖn trë m¹ch phÇn øng R− = 0,02 Ω, 2∆Utx = 2 V. a) NÕu ®em dïng nh− mét ®éng c¬ ®iÖn (bá qua t¸c dông cña ph¶n øng phÇn øng) víi U®m = 110 V, P®m = 25 kW, η = 0,86. H·y tÝnh tèc ®é n. b) Tèc ®é kh«ng t¶i cña ®éng c¬? §¸p sè : a) nD = 1030 vg/ph b) n0D = 1105 vg/ph 76