zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Điện - Điện tử

Giáo trình Truyền động điện (Dùng cho hệ CĐN): Phần 1

Chia sẻ: Lê Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:85

Báo xấu

90
lượt xem 25
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phần 1 Giáo trình Truyền động điện (Dùng cho hệ CĐN) gồm nội dung 3 chương đầu: Cơ học truyền động điện, đặc tính cơ và các trạng thái làm việc của động cơ điện, điều chỉnh tốc độ truyền động điện. Giáo trình dùng cho hệ cao đẳng nghề điện.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Truyền động điện (Dùng cho hệ CĐN): Phần 1

UBND TỈNH NAM ĐỊNH TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NAM ĐỊNH Chỉnh sửa: Giảng viên Trịnh Văn Tuấn GIÁO TRÌNH TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN (Dùng cho hệ CĐN) NĂM 2014-2015
Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn CHƯƠNG 1: CƠ HỌC TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 1. Cấu trúc chung về hệ truyền động điện Về cấu trúc, một hệ thống TĐĐ nói chung bao gồm các khâu: Lưới BBĐ Đ TBL M ĐK Lệnh đặt 1. BBĐ: Bộ biến đổi, dùng để biến đổi loại dòng điện (xoay chiều thành một chiều hoặc ngược lại), biến đổi loại nguồn (nguồn áp thành nguồn dòng hoặc ngược lại), biến đổi mức điện áp (hoặc dòng điện), biến đổi số pha, biến đổi tần số... Các BBĐ thường dùng là máy phát điện, hệ máy phát - động cơ (hệ F-Đ), các chỉnh lưu không điều khiển và có điều khiển, các bộ biến tần... 2. Đ: Động cơ điện, dùng để biến đổi điện năng thành cơ năng hay cơ năng thành điện năng (khi hãm điện). Các động cơ điện thường dùng là: động cơ xoay chiều KĐB ba pha rôto dây quấn hay lồng sóc; động cơ điện một chiều kích từ song song, nối tiếp hay kích từ bằng nam châm vĩnh cữu; động cơ xoay chiều đồng bộ... 3. TBL: Khâu truyền lực, dùng để truyền lực từ động cơ điện đến cơ cấu sản xuất hoặc dùng để biến đổi dạng chuyển động (quay thành tịnh tiến hay lắc) hoặc làm phù hợp về tốc độ, mômen, lực. Để truyền lực, có thể dùng các bánh răng, thanh răng, trục vít, xích, đai truyền, các bộ ly hợp cơ hoặc điện từ... 4. M: Là các cơ cấu sản xuất hay cơ cấu làm việc, thực hiện các thao tác sản xuất và công nghệ (gia công chi tiết, nâng - hạ tải trọng, dịch chuyển...). Trường Cao đẳng nghề Nam Định 1 Khoa: Điện - Điện tử
Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn 5. ĐK: Khối điều khiển, là các thiết bị dùng để điều khiển bộ biến đổi BBĐ, động cơ điện Đ, cơ cấu truyền lực. Khối điều khiển bao gồm các cơ cấu đo lường, các bộ điều chỉnh tham số và công nghệ, các khí cụ, thiết bị điều khiển đóng cắt có tiếp điểm (các rơle, công tắc tơ) hay không có tiếp điểm (điện tử,bán dẫn). Một số hệ TĐĐ TĐ khác có cả mạch ghép nối với các thiết bị tự động khác như máy tính điều khiển, các bộ vi xử lý, PLC...Các thiết bị đo lường, cảm biến (sensor) dùng để lấy các tín hiệu phản hồi có thể là các loại đồng hồ đo, các cảm biến từ, cơ, quang... Một hệ thống TĐĐ không nhất thiết phải có đầy đủ các khâu nêu trên. Tuy nhiên, một hệ thống TĐĐ bất kỳ luôn bao gồm hai phần chính: - Phần lực: Bao gồm bộ biến đổi và động cơ điện. - Phần điều khiển. Một hệ thống truyền động điện được gọi là hệ hở khi không có phản hồi, và được gọi là hệ kín khi có phản hồi, nghĩa là giá trị của đại lượng đầu ra được đưa trở lại đầu vào dưới dạng một tín hiệu nào đó để điều chỉnh lại việc điều khiển sao cho đại lượng đầu ra đạt giá trị mong muốnồn. 2. Phân loại hệ thống truyền động điện Người ta phân loại các hệ truyền động điện theo nhiều cách khác nhau tùy theo đặc điểm của động cơ điện sử dụng trong hệ, theo mức độ tự động hoá, theo đặc điểm hoặc chủng loại thiết bị của bộ biến đổi... Từ cách phân loại sẽ hình thành tên gọi của hệ. 2.1.Theo đặc điểm của động cơ điện: - Truyền động một chiều: Dùng động cơ điện một chiều. Truyền động điện một chiều sử dụng cho các máy có yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ và mômen, nó có chất lượng điều chỉnh tốt. Tuy nhiên, động cơ điện một chiều có cấu tạo phức tạp và giá thành cao, hơn nữa nó đòi hỏi phải có bộ nguồn một chiều, do đó trong những trường hợp không có yêu cầu cao về điều chỉnh, người ta thường chọn động cơ KĐB để thay thế. Trường Cao đẳng nghề Nam Định 2 Khoa: Điện - Điện tử
Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn - Truyền động điện không đồng bộ: Dùng động cơ điện xoay chiều không đồng bộ. Động cơ KĐB ba pha có ưu điểm là có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, vận hành an toàn, sử dụng nguồn cấp trực tiếp từ lưới điện xoay chiều ba pha. Tuy nhiên, trước đây các hệ truyền động động cơ KĐB lại chiếm tỷ lệ rất nhỏ do việc điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB có khó khăn hơn động cơ điện một chiều. Trong những năm gần đây, do sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp chế tạo các thiết bị bán dẫn công suất và kỹ thuật điện tử tin học, truyền động không đồng bộ phát triển mạnh mẽ và được khai thác cácưu điểm của mình, đặc biệt là các hệ có điều khiển tần số. Những hệ này đã đạt được chất lượng điều chỉnh cao, tương đương với hệ truyền động một chiều. - Truyền động điện đồng bộ: Dùng động cơ điện xoay chiều đồng bộ ba pha. Động cơ điện đồng bộ ba pha trước đây thường dùng cho loại truyền động không điều chỉnh tốc độ, công suất lớn hμng trăm KW đến hàng MW (các máy nén khí, quạt gió, bơm nước, máy nghiền.v.v..). Ngày nay do sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp điện tử, động cơ đồng bộ được nghiên cứu ứng dụng nhiều trong công nghiệp, ở mọi loại giải công suất từ vài trăm W (cho cơ cấu ăn dao máy cắt gọt kim loại, cơ cấu chuyển động của tay máy, nười máy) đến hàng MW (cho các truyền động máy cán, kéo tàu tốc độ cao...).... 2.2. Theo tính năng điều chỉnh: - Truyền động không điều chỉnh: Động cơ chỉ quay máy sản xuất với một tốc độ nhất định. - Truyền có điều chỉnh: Trong loại này, tuỳ thuộc yêu cầu công nghệ mà ta có truyền động điều chỉnh tốc độ, truyền động điều chỉnh mômen, lực kéo và truyền động điều chỉnh vị trí. 2.3. Theo thiết bị biến đổi: - Hệ máy phát - động cơ (F-Đ): Động cơ điện một chiều được cấp điện từ một máy phát điện một chiều (bộ biến đổi máy điện). Thuộc hệ này có hệ máy Trường Cao đẳng nghề Nam Định 3 Khoa: Điện - Điện tử
Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn điện khuếch đại - động cơ (MĐKĐ - Đ), đó là hệ có BBĐ là máy điện khuếch đại từ trường ngang. - Hệ chỉnh lưu - động cơ (CL - Đ): Động cơ một chiều được cấp điện từ một bộ chỉnh lưu (BCL). Chỉnh lưu có thể không điều khiển (Điôt) hay có điều khiển (Thyristor)... 2.4. Một số cách phân loại khác: Ngoài các cách phân loại trên, còn có một số cách phân loại khác nhau truyền động đảo chiều và không đảo chiều, truyền động đơn (nếu dùng một động cơ) và truyền động nhiều động cơ (nếu dùng nhiều động cơ để phối hợp truyền động cho một cơ cấu công tác), truyền động quay và truyền động thẳng,... 3. Đặc tính cơ của cơ cấu sản xuất Đặc tính cơ biểu thị mối quan hệ giữa tốc độ quay v mômen quay:ù = f(M) hoặc n = F(M) Trong đó: ù- Tốc độ góc (rad/s). n - Tốc độ quay (vg/ph). M - Mômen (N.m). Đặc tính cơ của máy sản xuất là quan hệ giữa tốc độ quay và mômen cản của máy sản xuất: Mc = f(ù). Đặc tính cơ của máy sản xuất rất đa dạng, tuy nhiên phần lớn chúng được biếu diễn dưới dạng biểu thức tổng quát: Trong đó: Mc : mômen cản của cơ cấu SX ứng với tốc độ ù. Mco : mômen cản của cơ cấu SX ứng với tốc độ ù = 0. Mđm : mômen cản của cơ cấu SX ứng với tốc độ định mức ɷđm Trường Cao đẳng nghề Nam Định 4 Khoa: Điện - Điện tử
Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn Ta có các trường hợp số mũ q ứng với các trường hợp tải: 4. Khâu cơ khí của truyền động điện. Tính toán quy đồi khâu cơ khí 4. 1.Phương trình chuyển động của hệ thống chuyển động thẳng Một vật có khối lượng m, khi chuyển động thẳng với vận tốc v thì năng lượng tích luỹ trong vật là A với mv 2 A (1-2) 2 Công suất mà vật nhận được sẽ là: dA dv v 2 dm Pdg   mv  (1-3) dt dt 2 dt Trường Cao đẳng nghề Nam Định 5 Khoa: Điện - Điện tử
Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn Nếu coi L là quãng đường mà vật di chuyển được ta sẽ có dL dL  v  dt  (1 - 4) dt v Như vậy ta có dv v 3 dm Pdg  mv  (1-5) dt 2 dL Mặt khác, nếu coi dòng năng lượng được chuyển từ lưới, qua động cơ tới máy sản xuất, thì công suất hữu ích tạo ra sự chuyển động của hệ thống chính là phần công suất chênh lệch giữa công suất phát của động cơ với công suất cản của cơ cấu. Nghĩa là: Pdg  PD  Pc (1-6) Với Pd là công suất do động cơ sinh ra. PC là công suất cản của cơ cấu đặt lên trục động cơ dv v 3 dm Nếu chia cả hai vế của biểu thức Pdg  mv  cho tốc độ chuyển dt 2 dL động thẳng ta sẽ được. dv v 2 dm FD  Fc  m  (1-7) dt 2 dL Thông thường, khối lượng m của các vật có giá trị không đổi trong quá trình 2 dm v dm chuyển động nên  0 . Do đó ta sẽ có: 0 dL 2 dL Cho nên ta được dv FD  Fc  m (1-8) dt Đây chính là phương tình chuyển động của chuyển động thẳng trong đó FD: Là lực phát động do động cơ sinh ra, N FC: là lực cản của cơ cấu chuyển động, N Trường Cao đẳng nghề Nam Định 6 Khoa: Điện - Điện tử
Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn m: là khối lượng hay khối lượng quán tính của cơ cấu chuyển động thẳng, Kg v: Là vận tốc chuyển động thẳng của cơ cấu, m/s. t: Là thời gian cơ cấu chuyển động thẳng, s. 4.2.Phương trình của hệ thống chuyển động quay Một vật có momen quán tính J, quay với tốc độ ù, thì năng lượng tích luỹ trong vật sẽ là: 2 A j (1-9) 2 Công suất mà vật thực hiện lúc này sẽ là: dA d  2 dj Pdg   j  (1-10) dt dt 2 dt Tương tự như trong chuyển động thẳng, ta sẽ có: Pdg  PD  Pc Như vậy ta sẽ được d dj MD  MC  j  (1-11) dt dt Thông thường momen quán tính J của cơ cấu có giá trị không đổi trong quá dj trình chuyển động, nên  0 do đó, phương trình sẽ là: dt d M D  MC  j (1-2) dt Nếu vật quay với tốc độ n (v/ph) khi đó ta có: 2n n   60 9.55 Lúc đó ta sẽ có phương trình j dn MD  MC  (1-13) 9.55 dt Đây chính là phương trình chuyển động của hệ chuyển độngn quay , trong đó: Trường Cao đẳng nghề Nam Định 7 Khoa: Điện - Điện tử
Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn MD: là momen phát động do động cơ sinh ra MC: là momen cản của cơ cấu chuyển động J: là momen quán tính chuyển động quay của cơ cấu ù: là tốc độ góc của cơ cấu (rad/s) n: là tốc độ quay của cơ cấu(v/ph) 5.Quy đổi các khâu cơ khí trong hệ thống truyền động Trong hệ thống truyền động điện, phần cơ khí có nhiều khâu khác nhau, mỗi khâu cơ khí này có thể có nhiều phần từ và chúng rất khác nhau về tốc độ chuyển động, tính chất chuyển động; có phần tử chuyển động thẳng, có phần tử chuyển động quay. Để có thể nghiên cứu hệ thống truyền động điện một cách thuận tiện, phảI tiến hành quy đổi các đại lượng tác động đến những phần tử trong toàn hệ thống về một phần tử nào đó được chọn trước gọi là phần tử chuẩn. Thông thường người ta chọn trục động cơ làm phần tử chuẩn để quy đổi các phần tử khác trong hệ thống. Để tiến hành quy đổi phải đảm bảo thoả mãn hai điều kiện quy định: điều kiện thứ nhất là năng lượng của phần tử quy đổi hay năng lượng của hệ thống trước và sau khi quy đổi phảI bằng nhau. Điều kiện này còn gọi là điều kiện bảo toàn năng lượng. Điều kiện thứ hai là hệ thống phải được giả thiết là hoàn toan cứng, có nghĩa là trong hệ thống không có các phần tử đàn hồi hay khe hở không khí trên đường truyền năng lượng. Có đảm bảo được các diều kiện như vậy mới có thể từ việc nghiên cứu quy luật chuyển động của phần tử chuẩn để suy ra quy luật chuyển động của các phần tử bất kỳ khác trong hệ thống với những điều kiện đã biết trước. Những đại lượng được quy đổi trong hệ thóng truyền động điện thường bao gồm:Lực, Momen, Momen quán tính, Khối quán tính Để xem xét việc tính quy đổi cụ thể các đại lượng trên trong hệ thống truyền động điện ta chọn một hệ thống tuyền động điển hình 5.1.Tính quy đổi momen cản về đầu trục động cơ Trường Cao đẳng nghề Nam Định 8 Khoa: Điện - Điện tử
Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn 1 2 Đ 3 4 P Như ta đã biết, công do động cơ hay do một vật chuyển động phát ra có dạng: Đối với chuyển động quay t Aq   Mdt (1 - 14) 0 Đối với chuyển động thẳng t Ath   Fvdt (1 - 15) 0 Do đó, công suất động cơ được xác định bằng cách lấy đạo hàm của công theo thời gian: dAq Đối với chuyển động quay: Pq   M (1 - 16) dt dAth Đối với chuyển động thẳng: Pth   F (1 - 17) dt Trong các biểu thức trên: P: Đại lượng công suất(W) M: Đại lượng momen(N.m) F: Đại lượng lực (N) v: Tốc độ chuyển động thẳng(m/s) ù: Tốc độ chuyển động thẳng(rad/s) Do vậy, công suất sinh ra do vật cản tại tang quay sẽ là: Trường Cao đẳng nghề Nam Định 9 Khoa: Điện - Điện tử
Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn M tg ntg Ptg  M tg tg  (1 - 18) 9,55 Với sơ đồ độc học như hình trên công suất cản đặt hoàn toàn lên trục động cơ và được gọi là công suất cản quy đổi về đầu trục động cơ, sẽ là: M c nD Pc   (1 - 19) 9,55 Để thoả mãn điều kiện quy đổi sẽ phảI có: Ptg=Pc M c nD M tg ntg Hay   => McnD=Mtgntg 9,55 9,55 Do vậy M tg ntg Mc  (1 - 20) n D nD Gọi tỉ số giữa tốc độ động cơ nD so với tốc độ tăng quay là i tức là i  Lúc ntg này momen cản của tang quay quy đổi về đầu trục động cơ sẽ là: M tg MC  (1 - 21) i Trong đó: ç: Hiệu suất của toàn bộ khâu truyền lực i: tỉ số truyền của khâu truyền lực Giả sử nếu khâu truyền lực có nhiều phần tử, mỗi phần tử lần lượt có hiệu suất ç 1; ç 2; ç. ç n; và có tỉ số truyền lần lượt là i1; i2; in thì hiệu suất và tỉ số truyền của toàn bộ khâu truyền sẽ là ç= ç 1 x ç 2 x ç n; i=i1 x i2 x in; 5.2.Tính quy đổi lực cản của chuyển động thẳng thành momen cản trên đầu trục động cơ Trường Cao đẳng nghề Nam Định 10 Khoa: Điện - Điện tử
Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn Trong các bộ phận chuyển động của máy, của hệ thống, có những phần tử chuyển động thẳng với các đại lượng cơ học đặc trưng Fth và v. Muốn nghiên cứu được các quy luật của các phân tử này, phải tính toán quy đổi các đại lượng đặc trưng của các phần tử đó thành momen cản đặt lên đầu trục động cơ. Ta có M C nD 9,55 v PC = Pth hay   Fv do đó M C  F (1 - 22) 9,55  nD 5.3. Tính quy đổi momen quán tính J về đầu trục động cơ Mọi vật thể chuyển động đều có tính ì, đặc trưng cho tính ì của vật chuyển động quay là momen quán tính J. Trong sơ đồ động học cơ cấu nâng tải momen quán tính của tang quay là Jtq và tốc độ quay của tang quay là ntq. Do vậy, để nghiên cứu ảnh hưởng của momen quán tính của tang quay đối với quy luật chuyển động của nó phảI tính quy đổi lượng quán tính trên về phần tử chuẩn là đầu trục động cơ. Momen quán tính của một phần tử bất kỳ nào đó sau khi được quy đổi về trục động cơ là Jqđ đều quay với tốc độ nD. Lúc đó, động năng tích luỹ của momen quán tính quy đổi Jqđ sinh ra sẽ là : 1 2 1 n D2 wqd  j D D  j qd (1 - 23) 2 2 9,55 Mặt khác, như đã biết, động năng tích luỹ do momen quán tính của tang quay sinh ra khi chưa quy đổi là: 1 2 1 ntg2 wtg  jtg  tg  j tg (1 - 24) 2 2 9,55 để thoả mãn điều kiện quy đổi sẽ có: 2 ntg2 ntg2 1 Dn 1 j qd  jtg wqd = wtg hay là j qd  jtg => (1 - 25) 2 9,55 2 9,55 n D2 với I là tỉ số truyền từ động cơ tới tang quay thì phương trình có thể viết: Trường Cao đẳng nghề Nam Định 11 Khoa: Điện - Điện tử
Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn jtg j qd  (1 - 26) i2 Như vậy nếu trong hệ thống có M vật chuyển động quay lần lượt có momen quán tính và tốc độ quay tương ứng là jp và np thì tổng momen quán tính quy đổi của chúngvề đầu trục động cơ sẽ là m jp j qd    1 i 2p (1 - 27) Trong đó: ip là tỉ số truyền của vật quay thứ p, jp là momen quán tính của vật quay thứ p ứng với tốc độ np. 1.4.3. Tính quy đổi khối quán tính M của vật chuyển động thẳng về thành momen quán tính quy đổi Jqd trên đầu trục động cơ Tương tự các vật thể chuyển động quay, đặc trưng tính ì của vật chuyển động thẳng là khối quán tính m. Như vậy, một vật thể có khối quán tính m chuyển động thẳng với vận tốc v thì động năng tích luỹ do vật đó sinh ra sẽ là: mv 2 A 2 Nếu động năng trên được qui đổi về đầu trục động cơ thành momen quán tính quy đổi jqd và quay với tốc độ nD sẽ có: v2 j qd  m 2 9,55 2 (1 - 28) nD Trong đó: Jqd : momen quán tính quy đổi (Kg.m2) m: khối quán tính của vật quy đổi(Kg) v: tốc độ chuyển động thẳng của vật nD: tốc độ quay của động cơ Trường Cao đẳng nghề Nam Định 12 Khoa: Điện - Điện tử
Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn 5.4. Momen quán tính của toàn bộ hệ thống truyền động điện sau khi quy đổi về trục động cơ Trong hệ thống truyền động điện, thông thường ngoài quán tính của các vật chuyển động quay, các vật chuyển động thẳng bao giờ cũng có momen quán tính của bản thân rotor động cơ. Do vậy, một cách tổng quát momen quán tính của hệ thống đặt tại đầu trục động cơ sẽ là: m jp 2 t v q2 j ht  j D    9,55 m q (1 - 29) 1 i p2 1 n D2 Trong đó: p = 1,2,…. m(m là số phần tử chuyển động quay) q = 1,2, ... l (là số phần tử chuyển động thẳng) jD : momen quán tính của rotor động cơ nD : tốc độ quay của động cơ Trường Cao đẳng nghề Nam Định 13 Khoa: Điện - Điện tử
Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn CHƯƠNG 2: ĐẶC TÍNH CƠ VÀ CÁC TRẠNG THÁI LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN Bài 1: Khái niệm chung Đặc tính cơ của động cơ điện là quan hệ giữa tốc độ quay và mômen của động cơ: ự=f(M). Đặc tính cơ của động cơ điện chia ra đặc tính cơ tự nhiên và đặc tính cơ nhân tạo. Dạng đặc tính cơ của mỗi loại động cơ khác nhau thì khác nhau Đặc tính cơ tự nhiên: Đó là quan hệ ự = f(M) của động cơ điện khi các thông số như điện áp, dòng điện... của động cơ là định mức theo thông số đã được thiết kế chế tạo và mạch điện của động cơ không nối thêm điện trở, điện kháng... Đặc tính cơ nhân tạo: Đó la quan hệ ự = f(M) của động cơ điện khi các thông số điện không đúng định mức hoặc khi mạch điện có nối thêm điện trở, điện kháng... hoặc có sự thay đổi mạch nối. Ngoài đặc tính cơ, đối với động cơ điện một chiều người ta còn sử dụng đặc tính cơ điện. Đặc tính cơ điện biểu diễn quan hệ giữa tốc độ và dòng điện trong mạch động cơ: ự = f(I) hay n = f(I). Trong hệ TĐĐ bao giờ cũng có quá trình biến đổi năng lượng điện - cơ. Chính quá trình biến đổi nay quyết định trạng thái lam việc của động cơ điện. Người ta định nghĩa như sau: Dòng công suất điện Pđiện có giá trị dương nếu như nó có chiều truyền từ nguồn đến động cơ và từ động cơ biến đổi công suất điện thành công suất cơ Pcơ = M.ự cấp cho máy SX (sau khi đã có tổn thất ÄP). Công suất cơ Pcơ có giá trị dương nếu mômen động cơ sinh ra cùng chiều với tốc độ quay, có giá trị âm khi nó truyền từ máy sản xuất về động cơ và mômen động cơ sinh ra ngược chiều tốc độ quay. Công suất điện Pđiện có giá trị âm nếu nó có chiều từ động cơ về nguồn. Tuỳ thuộc vào biến đổi năng lượng trong hệ mà ta có trạng thái làm việc của động cơ gồm: Trạng thái động cơ và trạng thái hãm. Trạng thái hãm và trạng thái động cơ được phân bố trên đặc tính cơ ự(M) ở 4 góc phần tư như sau: - ở góc phần tư I, III: Trạng thái động cơ. - ở góc phần tư II, IV: Trạng thái hãm. Trường Cao đẳng nghề Nam Định 14 Khoa: Điện - Điện tử
Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn H×nh 2.1: c¸c tr¹ng th¸i lµm viÖc cña ®éng c¬ ®iÖn 1. §é cøng cña ®Æc tÝnh c¬ §Ó ®¸nh gi¸ vµ so s¸nh c¸c ®Æc tÝnh c¬, ngêi ta ®a ra kh¸i niÖm ®é cøng ®Æc tÝnh c¬ β vµ ®îc tÝnh: H×nh 2.2: §é cøng cña ®Æc tÝnh c¬ NÕu |β| bÐ th× ®Æc tÝnh c¬ lµ mÒm (|β| < 10). NÕu |β| lín th× ®Æc tÝnh c¬ lµ cøng (|β| = 10 =>100). Khi |β| = ∞ th× ®Æc tÝnh c¬ lµ n»m ngang va tuyÖt ®èi cøng. Trường Cao đẳng nghề Nam Định 15 Khoa: Điện - Điện tử
Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn §Æc tÝnh c¬ cã ®é cøng β cµng lín th× tèc ®é cµng Ýt bÞ thay ®æi khi m«men thay ®æi. ë trªn h×nh vÏ, ®êng ®Æc tÝnh c¬ 1 cøng h¬n ®êng ®Æc tÝnh c¬ 2 nªn víi cïng mét biÕn ®éng ΔM th× ®Æc tÝnh c¬ 1 cã ®é thay ®æi tèc ®é Δω1 nhá h¬n ®é thay ®æi tèc ®é Δω2 cho bëi ®Æc tÝnh c¬ 2. 2. Sù phï hîp gi÷a ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn vµ ®Æc tÝnh c¬ cña c¬ cÊu s¶n xuÊt Trong hÖ thèng T§§, ®éng c¬ ®iÖn cã nhiÖm vô cung cÊp ®éng lùc cho c¬ cÊu s¶n xuÊt. C¸c c¬ cÊu s¶n xuÊt cña mçi lo¹i m¸y cã c¸c yªu cÇu c«ng nghÖ vµ ®Æc ®iÓm riªng. M¸y s¶n xuÊt l¹i cã rÊt nhiÒu lo¹i, nhiÒu kiÓu víi kÕt cÊu rÊt kh¸c biÖt. §éng c¬ ®iÖn còng vËy, cã nhiÒu lo¹i, nhiÒu kiÓu víi c¸c tÝnh n¨ng, ®Æc ®iÓm riªng. Víi c¸c ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu vµ xoay chiÒu th× chÕ ®é lµm viÖc tèi u thêng lµ chÕ ®é ®Þnh møc cña ®éng c¬. §Ó mét hÖ thèng T§§ lµm viÖc tèt, cã hiÖu qu¶ th× gi÷a ®éng c¬ ®iÖn vµ c¬ cÊu s¶n xuÊt ph¶i ®¶m b¶o cã mét sù phï hîp t¬ng øng nµo ®ã. ViÖc lùa chän hÖ T§§ vµ chän ®éng c¬ ®iÖn ®¸p øng ®óng c¸c yªu cÇu cña c¬ cÊu s¶n xuÊt cã ý nghÜa lín kh«ng chØ vÒ mÆt kü thuËt mµ c¶ vÒ mÆt kinh tÕ. Do vËy, khi thiÕt kÕ hÖ thèng T§§, ngêi ta thêng chän hÖ truyÒn ®éng còng nh ph¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é sao cho ®êng ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ cµng gÇn víi ®êng ®Æc tÝnh c¬ cña c¬ cÊu s¶n xuÊt cµng tèt. NÕu ®¶m b¶o ®îc ®iÒu kiÖn nay, th× ®éng c¬ sÏ ®¸p øng tèt ®ßi hái cña c¬ cÊu s¶n xuÊt khi m«men c¶n thay ®æi vµ tæn thÊt trong qu¸ tr×nh ®iÒu chØnh lµ nhá nhÊt. 3. §iÓm lµm viÖc x¸c lËp cña hÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn. Khi nghiªn cøu c¸c hÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn, ngêi ta thêng biÓu diÔn ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn vµ ®Æc tÝnh c¬ cña m¸y s¶n xuÊt trªn cïng mét ®å thÞ. ChiÒu cña momen ®éng c¬ vµ chiÒu cña c¬ cÊu s¶n xuÊt phô thuéc vµo chiÒu d¬ng quy íc cña tèc ®é ®éng c¬ Khi ®ã giao ®iÓm cña hai ®êng ®Æc tÝnh c¬ trªn sÏ lµ ®iÓm lµm viÖc x¸c lËp cña hÖ thèng. VÝ dô ®iÓm A trªn h×nh díi ®©y lµ ®iÓm x¸c lËp cña hÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn dïng ®éng c¬ kh«ng ®ång bé kÐo mét qu¹t giã. n A nA MA = MC = MD M Trường Cao đẳng nghề Nam Định 16 Khoa: Điện - Điện tử
Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn H×nh 2.3: §iÓm lµm viÖc æn ®Þnh cña ®Æc tÝnh c¬ Bµi 2: §Æc tÝnh c¬ cña §éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp vµ kÝch tõ song song Nh chóng ta ®· biÕt trong vËt lý, khi ®Æt vµo trong tõ trêng mét d©y dÉn vµ cho dßng ®iÖn ch¹y qua d©y dÉn th× tõ trêng sÏ t¸c dông mét tõ lùc vµo dßng ®iÖn (chÝnh lµ vao d©y dÉn) vµ lµm d©y dÉn chuyÓn ®éng. ChiÒu cña tõ lùc x¸c ®Þnh theo quy t¾c ban tay tr¸i. §éng c¬ ®iÖn nãi chung vµ ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu nãi riªng ho¹t ®éng theo nguyªn t¾c nay. 1. Ph¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ §éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp: Cuén kÝch tõ ®îc cÊp ®iÖn tõ nguån mét chiÒu ®éc lËp víi nguån ®iÖn cÊp cho r«to. H×nh 2.4: S¬ ®å nguyªn lý ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ nèi tiÕp vµ song song NÕu cuén kÝch tõ vµ cuén d©y phÇn øng ®îc cÊp ®iÖn bëi cïng mét nguån ®iÖn th× ®éng c¬ lµ lo¹i kÝch tõ song song. Trêng hîp nµy nÕu nguån ®iÖn cã c«ng suÊt rÊt lín so víi c«ng suÊt ®éng c¬ th× tÝnh chÊt ®éng c¬ sÏ t¬ng tù nh ®éng c¬ kÝch tõ ®éc lËp. Khi ®éng c¬ lµm viÖc, r«to mang cuén d©y phÇn øng quay trong tõ trêng cña cuén c¶m nªn trong cuén øng xuÊt hiÖn mét søc ®iÖn ®éng c¶m øng cã chiÒu ngîc víi ®iÖn ¸p ®Æt vµo phÇn øngn ®éng c¬. Theo s¬ ®å nguyªn lý ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ song song , cã thÓ viÕt ph¬ng tr×nh c©n b»ng ®iÖn ¸p cña m¹ch phÇn øng (r«to) nh sau: Trường Cao đẳng nghề Nam Định 17 Khoa: Điện - Điện tử
Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn U = E + (R + Rp).I (2 - 1) Trong ®ã: - U lµ ®iÖn ¸p phÇn øng ®éng c¬, (V) - E lµ søc ®iÖn ®éng phÇn øng ®éng c¬ (V). - R lµ ®iÖn trë cuén d©y phÇn øng - Rp lµ ®iÖn trë phô m¹ch phÇn øng. - I lµ dßng ®iÖn phÇn øng ®éng c¬. R = r + rct + rcb + rcp (2.2) r - §iÖn trë cuén d©y phÇn øng. rct - §iÖn trë tiÕp xóc gi÷a chæi than vµ phiÕn gãp. rcb - §iÖn trë cuén bï. rcp - §iÖn trë cuén phô. Søc ®iÖn ®éng phÇn øng tû lÖ víi tèc ®é quay cña r«to: (2 - 2) Lµ hÖ sè kÕt cÊu cña ®éng c¬. Φ - Tõ th«ng qua mçi cùc tõ. p - Sè ®«i cùc tõ chÝnh. N - Sè thanh dÉn t¸c dông cña cuén øng. a - Sè m¹ch nh¸nh song song cña cuén øng. HoÆc ta cã thÓ viÕt: , VËy: Ke = K/ 9,55 = 0,105K (2 - 3) Nhê lùc tõ trêng t¸c dông vµo d©y dÉn phÇn øng khi cã dßng ®iÖn, r«to quay díi t¸c dông cña m«men quay: M = K.Φ.I (2.4) Tõ hÖ 2 ph¬ng tr×nh (2.1) vµ (2.2) ta cã thÓ rót ra ®îc ph¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ ®iÖn biÓu thÞ mèi quan hÖ ω = f(I) cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp nh sau: (2 - 5) Trường Cao đẳng nghề Nam Định 18 Khoa: Điện - Điện tử
Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn Tõ ph¬ng tr×nh (2 - 4) rót ra I thay vµo ph¬ng tr×nh (2.5) ta ®îc ph¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ biÓu thÞ mèi quan hÖ ω = f(M) cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp nh sau: (2 - 6) Cã thÓ biÓu diÔn ®Æc tÝnh c¬ díi d¹ng kh¸c: Trong ®ã: gäi la tèc ®é kh«ng t¶i lý tëng. gäi lµ ®é sôt tèc ®é Ph¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ (2.6) cã d¹ng hµm bËc nhÊt y = B + ax, nªn ®êng biÓu diÔn trªn hÖ täa ®é M0ω lµ mét ®êng th¼ng víi ®é dèc ©m. §êng ®Æc tÝnh c¬ c¾t trôc tung 0ω t¹i ®iÓm cã tung Tèc ®é ω0 ®îc gäi lµ tèc ®é kh«ng t¶i lý tëng khi kh«ng cã lùc c¶n nµo c¶. §ã la tèc ®é lín nhÊt cña ®éng c¬ mµ kh«ng thÓ ®¹t ®îc ë chÕ ®é ®éng c¬ v× kh«ng bao giê x¶y ra trêng hîp Mc = 0. H×nh 2.5: §Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu Trường Cao đẳng nghề Nam Định 19 Khoa: Điện - Điện tử

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.