intTypePromotion=1
ADSENSE

Giáo trình Truyền động điện (Dùng cho hệ CĐN): Phần 2

Chia sẻ: Lê Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:88

115
lượt xem
35
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phần 2 Giáo trình Truyền động điện (Dùng cho hệ CĐN) gồm nội dung các chương: Ổn định tốc độ làm việc của truyền động điện một chiều, đặc tính động của hệ truyền động điện, tính chọn công suất động cơ cho hệ truyền động điện, bộ khởi động mềm, bộ biến tần, bộ điều khiển máy điện servo, bộ điều khiển động cơ bước.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Truyền động điện (Dùng cho hệ CĐN): Phần 2

  1. Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn CHƯƠNG 4: ỔN ĐỊNH TỐC ĐỘ LÀM VIỆC CỦA TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN MỘT CHIỀU Bài 1: Khái niệm về ổn định tốc độ, độ chính xác và duy trì tốc độ. ån ®Þnh ho¸ tèc ®é trong truyÒn ®éng ®iÖn cã ý nghÜa rÊt lín trong viÖc c¶i thiÖn chØ tiªu tèc ®é cña truyÒn ®éng ®iÖn. BiÖn ph¸p chñ yÕu ®Ó æn ®Þnh tèc ®é lµm viÖc lµ t¨ng ®é cøng cña ®Æc tÝnh c¬ b»ng ®iÒu khiÓn theo m¹ch kÝn. C¸c ®Æc tÝnh c¬ cña hÖ hë cã gi¸ trÞ: β = (KΦ)2/R kh«ng ®æi trong toµn d¶i ®iÒu chØnh. tèc ®é thÊp nhÊt øng víi ®Æc tÝnh thÊp nhÊt cã søc ®iÖn ®éng Ebo, nÕu cho mét momen t¶I MC = M®m th× tèc ®é lµm viÖc sÏ lµ ω = ω’min vµ sai sè tÜnh th­êng lín h¬n gi¸ trÞ cho phÐp M dm S  . 0 min (4 - 1) ω Eb2 Eb1 ω01 ω0min βm ωmin Ebo ω’min M, I M®m H×nh 4.1: §Æc tÝnh c¬ cña hÖ biÕn ®æi ®Ó sai sè tÜnh cã thÓ ®¹t ®­îc S = SCP cÇn t×m biÖn ph¸p t¨ng tèc ®é ®Õn ω = ωmin. ®iÓm lµm viÖc [ ωmin, M®m] ®· n»m trªn ®Æc tÝnh kh¸c cña hÖ cã ω0 = ω01 vµ Eb1 = KΦ®mω01 > Ebo. Nèi ®iÓm (ω0min, 0) víi ®iÓm (ωmin, M®m) vµ kÐo dµi ra ta ®­îc ®Æc tÝnh mong muèn cã ®é cøng βm vµ Trường Cao đẳng nghề Nam Định 85 Khoa: Điện - Điện tử
  2. Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn M    0 min  (4 - 2) m Gi¸ trÞ cña βm ®­îc x¸c ®Þnh bëi biÓu thøc 4­-2 c¸c giao ®iÓm cña ®Æc tÝnh c¬ 1 mong muèn víi nh÷ng ®Æc tÝnh c¬ cña hÖ hë cho biÕt c¸c gi¸ trÞ cÇn thiÕt cña Eb khi thay ®æi momen t¶i Bài 2: Hệ truyền động cơ vòng kín: Hồi tiếp âm điện áp, hồi tiếp âm tốc độ 2.1. §iÒu chØnh Eb theo ®iÖn ¸p phÇn øng. Cã thÓ bï ®­îc l­îng sôt tèc ®é do sôt ¸p trªn ®iÖn trë trong cña bé biÕn ®æi b»ng m¹ch ph¶n håi ©m ®iÖn ¸p phÇn øng ®éng c¬. Dùa vµo ph­¬ng tr×nh ®Æc tÝnh t¶i cña bé biÕn ®æi ta cã Eb = U + RbI v× Rb = R – R­ nªn 1 I Eb  U  (4 - 3) 2 1 1  K dm        tn     K dm  2 Trong ®ã : tn R u (4 - 4) Tõ ®ã ta cã biÓu thøc tÝnh s®® Eb theo ®iÖn ¸p phÇn øng Eb = E bo ­- K aU ' 1 ' b 1 1  1 1  Víi E b  E K b  b       1 b , bo 1 b    m    tn  LuËt ®iÒu chØnh nµy ®­îc thùc hiÖn b»ng s¬ ®å ph¶n håi ©m ®iÖn ¸p phÇn øng nh­ trªn h×nh U’® U®k r1 B® ® r2 Un I V0 Trường Cao đẳng nghề Nam Định 86 Khoa: Điện - Điện tử
  3. Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn ω ω0 βm = βtn βm 0 I, M H×nh 4.2: Ph¶n håi ©m ®iÖn ¸p ®éng c¬ r1 NÕu bá qua dßng ®iÖn trong c¸c ®iÖn trë r1, r2 vµ ®Æt Ka   r1 th× ta r2 cã quan hÖ sau ®©y Eb = Kb(U® ­- KaU) Kb Ka R Rb K bU d 1  KbKa   M (4 - 5) 1  K b K a Kdm Kdm 2 NÕu m¹ch cã Kb.Ka >> 1th× (4 ­- 52) cã d¹ng Ud Ru   M (4 - 6) K a K dm K dm 2 M    0 U d K a    tn Khi thay ®æi hÖ sè ph¶n håi ®iÖn ¸p (b»ng con tr­ît trªn chiÕt ¸p ) th× c¶ tèc ®é kh«ng t¶I lý t­ëng lÉn ®é cøng ®Æc tÝnh c¬ ®Òu thay ®æi theo. Tr­êng hîp hÖ thèng cã hÖ sè khuÕch ®¹i lín th× ®é cøng cã thÓ ®¹t gi¸ trÞ tèc ®é tèi ®a b»ng ®é cøng ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn. 2.2.§iÒu chØnh Eb theo tèc ®é ®éng c¬ Ta cã Eb = Ebo ­- Ktω (4 - 7) Trong ®ã: Trường Cao đẳng nghề Nam Định 87 Khoa: Điện - Điện tử
  4. Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn m   Ebo  E, K t   m  1 K dm     U’® U®k B® ® Uω FT ω Kt .K b = ∞ K t 0 I, M H×nh 4.3: Ph¶n håi ©m tèc ®é ®éng c¬ Tõ (4.3 ) cã thÓ tÝnh ®­îc hÖ sè khuÕch ®¹i yªu cÇu cña hÖ thèng sao cho ®Æc tÝnh c¬ thÊp nhÊt trong d¶i ®iÒu chØnh ®¹t ®é cøng mong muèn. Khi Kb.Kt  ∞ th× ®Æc tÝnh c¬ lµ tuyÖt ®èi cøng, tøc lµ hÖ kh«ng cã sai sè tÜnh, tuy nhiªn khi nµy tÝnh chÊt æn ®Þnh ®éng cña hÖ bÞ xÊu ®i râ rÖt. Trong tr­êng hîp kh«ng dïng m¸y ph¸t tèc th× cã thÓ dïng m¹ch nh­ trªn h×nh ®Ó lÊy tÝn hiÖu tèc ®é cña ®éng c¬ Trường Cao đẳng nghề Nam Định 88 Khoa: Điện - Điện tử
  5. Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn U r1 rd Uω R­ r2 U® e H×nh 4.3: M¹ch nguyªn lý c©ï ®o tèc ®é r2 U  U r2  U D  U  IRu  E  (4 - 8) r 1  r2 U E I R d  Ru Trong tr­êng hîp cÇn ®iÖn trë r1, r2, Rd, Ru, lµ mét cÇu c©n b»ng tøc lµ Ru r  2 (4 - 9) Rdt Ru r1  r2 Th× tÝn hiÖu ®iÖn ¸p uω kh«ng phô thuéc vµo ®iÖn ¸p U vµ dßng ®iÖn I mµ tØ lÖ víi s®® cña ®éng c¬ Rd u   E  Kt (4 - 10) Ru  Rd Trường Cao đẳng nghề Nam Định 89 Khoa: Điện - Điện tử
  6. Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn M¹ch lÊy tÝn hiÖu tèc ®é kiÓu kiÓu nµy ®¬n gi¶n vµ rÎ h¬n dïng m¸y ph¸t tèc, song cã c¸c nh­îc ®iÓm lµ g©y tæn thÊt phô trong m¹ch phÇn øng do cã Rd, kh«ng c¸ch ly ®­îc vÒ ®iÖn gi÷a m¹ch lùc vµ m¹ch ®iÒu khiÓn, nÕu bé biÕn ®æi lµ chØnh l­u b¸n dÉn th× tÝn hiÖu ®iÖn ¸p ph¶n håi cã d¹ng ®Ëp m¹ch ®¬n. Bµi 3: H¹n chÕ dßng ®iÖn mét chiÒu trong truyÒn ®éng ®iÖn mét chiÒu. VÊn ®Ò h¹n chÕ dßng ®iÖn chØ ®­îc ®Æt ra víi c¸c hÖ truyÒn ®éng kiÓu vßng kÝn v× khi thiÕt kÕ, tÝnh to¸n c¸c hÖ nµy cã dïng c¸c m¹ch ph¶n håi ®Ó gi¶ ®ésai sè tèc ®é, tøc lµ t¨ng ®é cøng ®Æc tÝnh c¬ , ®ång thêi lµm t¨ng gi¸ trÞ dßng ®iÖn ng¾n m¹ch vµ momen ng¾n m¹ch. KÕt qu¶ lµ g©y nguy hiÓm cho ®éng c¬ khi bÞ qu¸ t¶I lín vµ g©y háng hãc c¸c bé phËn truyÒn lùc bëi gia tèc qu¸ lín khi khëi ®éng vµ h·m. §Ó gi¶I quyÕt m©u thuÉn gi÷a yªu cÇu vÒ æn ®Þnh tèc ®é lµm viÖc vµ yªu cÇu vÒ h¹n chÕ dßng ®iÖn, th­êng dïng ph­¬ng ph¸p ph©n vïng t¸c dông. Trong vïng biÕn thiªn cho phÐp cña momen vµ dßng ®iÖn phÇn øng, ®Æc tÝnh c¬ cÇn cã ®é cøng cao ®Ó ®¶m b¶o sai sè tèc ®é lµ nhá. Khi dßng ®iÖn vµ momen vù¬t qu¸ ph¹m vi nµy th× ph¶I gi¶m m¹nh ®é cøng ®Æc tÝnh c¬ ®Ó h¹n chÕ dßng ®iÖn mÆt kh¸c trong qu¸ tr×nh khëi ®éng , h·m, ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ th­êng cã yªu cÇu gi÷ gia tèc kh«ng ®æi ®Ó hÖ ®¹t ®­îc tèi ­u thêi gian vÒ qu¸ tr×nh qu¸ ®é. §Ó ®¹t ®­îc ®iÒu nµy trong c¸c hÖ truyÒn ®éng cã momen t¶I kh«ng ®æi th× ®Æc tÝnh c¬ ph¶I cã ®o¹n ®é cøng b»ng kh«ng. 1.H¹n chÕ dßng ®iÖn b»ng c¸c m¹ch ng¾n dßng. BiÖn ph¸p ph©n vïng b»ng c¸c m¹ch ng¾n dßng th­êng dïng cho c¸c truyÒn ®éng ®iÖn hay bÞ qu¸ t¶I ngÉu nhiªn trong thêi gian ng¾n. Khi bÞ qu¸ t¶i hÖ vÉn lµm viÖc tiÕp nh­ng tèc ®é ph¶I gi¶m ®Ó tr¸nh va ®Ëp trong c¸c c¬ cÊu truyÒn lùc, tèc ®é gi¶m nhiÒu hay Ýt tuú thuéc vµo møc ®é qu¸ t¶I lín hay nhá. §Ó cã thÓ ph¸t hiÖn ra ®iÓm chuyÓn vïng vµ ®Ó gi¶m ®é cøng ®Æc tÝnh ®Õn møc cÇn thiÕt, th­êng dïng m¹ch ph¶n håi ©m dßng ®iÖn cã ng¾t, s¬ ®å h×nh 4 - 39 lµ vd. Trong vïng t¶I cho phÐp I
  7. Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn A’ ωong ω0 βm A β βng O C M.I Id H×nh 4.5: Ph¶n håi ©m dßng cã ng¾t Khi dßng ®iÖn phÇn øng t¨ng lªn qu¸ dßng ®iÖn ng¾t I > Ing, ®iÖn ¸p trªn Rd.I lµm th«ng van æn ¸p V0, xuÊt hiÖn tÝn hiÖu ph¶n håi dßng ®iÖn so s¸nh víi tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn §Æc tÝnh (4 ­- 5) lµ ®­êng nÐt ®øt A’ ,B, C cã tèc ®é kh«ng t¶i ω0ng rÊt cao, ®é cøng rÊt nhá vµ momen ng¾n m¹ch lµ Md, thùc tÕ miÒn x¸c ®Þnh (miÒn lµm viªc) cña ®Æc tÝnh nµy chØ lµ ®o¹n BC, cßn ®o¹n A’B kh«ng tån t¹i do lóc ®ã I < Ing. Do c¸c thµnh phÇn ph¶n håi ®Ó t¨ng ®é cøng vÉn tån t¹i ngay c¶ khi I > Ing nªn ®o¹n BC kh«ng thÓ ®¹t ®­îc ®é cøng tuú ý, nhÊt lµ kh«ng thÓ ®¹t ®­îc gi¸ trÞ βng = 0. BiÓu thøc tÝnh ®é cøng βng nh­ trªn chØ lµ gÇn ®óng, muèn cã biÓu thøc chÝnh x¸c th× cÇn ph¶I biÕt râ ngoµi u® , trong u’®k cßn cã c¸c ph¶n håi g×, hÖ sè ph¶n håi lµ bao nhiªu . 2. Tù ®éng ®iÒu chØnh dßng ®iÖn Trong c¸c hÖ truyÒn ®éng ®iÖn hiÖn ®¹i, c¸c m¹ch vßng ®iÒu chØnh ®­îc nèi theo cÊp, ®éc lËp t­¬ng ®èi víi nhau, viÖc ph©n vïng t¸c dông gi÷a æn ®Þnh tèc ®é vµ h¹n chÕ dßng ®iÖn ®­îc thùc hiÖn b»ng d¹ng phi tuyÕn cña ®Æc tÝnh ®iÒu chØnh Rω RI Uω Ui® δi U®k B® ® Kω KI δω Kt Ui H×nh 4.6: §iÒu chØnh dßng ®iÖn trong c¸c hÖ nhiÒu vßng Trường Cao đẳng nghề Nam Định 91 Khoa: Điện - Điện tử
  8. Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn S¬ ®å ®¬n gi¶n nhÊt gåm hai vßng ®iÒu chØnh: Vßng ®iÒu chØnh dßng ®iÖn ë trong cã bé ®iÒu chØnh dßng ®iÖn RI, vßng ®iÒu chØnh tèc ®é cã bé ®iÒu chØnh tèc ®é Rω bé ®iÒu chØnh nµy cã ®Æc tÝnh khuÕch ®¹i cã vïng b·o hoµ ()h 4 - 30b . §iÖn ¸p ®Çu ra cña Rω lµ ®iÖn ¸p ®Æt t¹i dßng phÇn øng ui® gi¸ trÞ b·o hoµ ui®max chÝnh lµ gi¸ trÞ ®¹t cùc ®¹i cña dßng ®iÖn phÇn øng. Bé ®iÒu chØnh dßng ®iÖn RI trong m¹ch vßng cã nhiÖm vô duy tr× dßng ®iÖn phÇn øng lu«n b»ng gi¸ trÞ ®Æt (ui® ), bÊt kÓ hÖ thèng ®ang lµm viÖc æn ®Þnh hay trong qu¸ tr×nh qu¸ ®é. RI th­êng cã cÊu tróc lµ mét kh©u tØ lÖ – tÝch ph©n PI. Nh­ vËy m¹ch vßng dßng ®iÖn ®· biÕn bé biÕn ®æi B§ thµnh mét nguån dßng ®iÖn ®­îc ®iÒu khiÓn bëi tÝn hiÖu ui® . V× dßng ®iÖn lµ ®¹i l­îng biÕn thiªn nhanh nªn sai lÖch δi lu«n nhá, bé ®iÒu chØnh RI lu«n lµm viÖc ë vïng tuyÕn tÝnh cña ®Æc tÝnh ®iÒu chØnh Khi b¾t ®Çu qu¸ tr×nh thay ®æi tèc ®é, gi¶ sö xÐt khi khëi ®éng ®éng c¬. Do cã sù thay ®æi ®ét ngét cña uω® trong khi uω ch­a thay ®æi kÞp do qu¸n tÝnh c¬ häc cña hÖ , nªn sai lÖch ®Çu vµo δω = Uω® ­- Uω cã gi¸ trÞ lín. §iÓm lµm viÖc cña Rω sÏ lµ ui® = ui®max = const, m¹ch vßng tèc ®é bÞ “ng¾t” ra khái s¬ ®å. Do ho¹t ®éng cña m¹ch vßng dßng ®iÖn mµ dßng ®iÖn phÇn øng ®­îc duy tr× ë gi¸ trÞ I = ®max t­¬ng øng tÝn hiÖu vµo cña m¹ch vßng lµ ui®max , ®iÓm b¾t ®Çu khëi ®éng lµ ®iÓm A trªn h×nh 4­- 30 c, ®éng c¬ b¾t ®Çu t¨ng tèc víi gia tèc. d Kdm I d max  M C  dt J MÆc dï sau ®ã tèc ®é ®éng c¬ t¨ng dÇn lªn nh­ng dßng ®iÖn phÇn øng vÉn ®­îc duy tr× ë gi¸ trÞ I = I®max chõng nµo mµ bé ®iÒu chØnh tèc ®« Rω ch­a ra khái vïng b·o hoµ, tøc lµ ch­a ®­îc “ nèi “ l¹i vµo s¬ ®å. §o¹n ®Æc tÝnh c¬ khi khëi ®éng lµ BC, cã ®é cøng b»ng kh«ng vµ dßng kh«ng ®æi. T¹i ®iÓm B tèc ®é ®éng c¬ ω = ωB sao cho δω = δωB ®iÓm lµm viÖc cña Rω b¾t ®Çu ra khái vïng b·o hoµ vµ lät vµo vïng tuyÕn tÝnh cña ®Æc tÝnh, m¹ch vßng tèc ®é b¾t ®Çu ph¸t huy t¸c dông ®iÒu chØnh cïng víi m¹ch vßng dßng ®iÖn t¹o ®o¹n ®Æc tÝnh BC cã ®é cøng βm tho¶ m·n ®¹t ®é chÝnh x¸c cao. Qu¸ tr×nh qu¸ ®é khi h·m, ®iÒu chØnh tèc ®é vµ khi qu¸ t¶I lín còng x¶y ra t­¬ng tù nh­ trªn vµ ®­îc m« t¶ gièng hÖt nh­ c¸c ®å thÞ trªn Trường Cao đẳng nghề Nam Định 92 Khoa: Điện - Điện tử
  9. Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn CHƯƠNG 5: ĐẶC TÍNH ĐỘNG CỦA HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Bài 1: Quá trình quá độ của truyền động điện Qu¸ tr×nh qu¸ ®é cña truyÒn ®éng ®iÖn lµ qu¸ tr×nh lµm viÖc khi hÖ thèng chuyÓn tõ mét tr¹ng th¸i x¸c lËp nµy sang mét tr¹ng th¸I x¸c lËp kh¸c, khi ®ã tèc ®é momen vµ dßng ®iÖn cña ®éng c¬ ®Òu biÕn ®æi. §Ó ph©n tÝch sù lµm viÖc cña truyÒn ®éng ®iÖn, ta ph¶i x¸c ®Þnh quan hÖ gi÷a c¸c ®¹i l­îng kÓ trªn víi thêi gian, v× dùa vµo c¸c quan hÖ nµy , ta cã thÓ: x¸c ®Þnh ®­îc thêi gian vµ tÝnh chÊt diÔn biÕn cña qu¸ tr×nh qu¸ ®é øng víi chÕ ®é c«ng nghÖ cña m¸y:; ®¸nh gi¸ ®­îc trÞ sè cho phÐp cña momen, gia tèc, dßng ®iÖn, ph¸t sinh trong tr¹ng th¸I ®éng, (nh÷ng trÞ sè nµy x¸c ®Þnh møc ®é qu¸ t¶i vÒ c¬ vµ vÒ ®iÖn cña truyÒn ®éng ®iÖn ); tiÕn hµnh chän c«ng suÊt ®éng c¬ vµ khÝ cô ®iÒu khiÓn mét c¸ch ®óng ®¾n Kh«ng cã mét hÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn nµo lµm viÖc mµ l¹i kh«ng cã qu¸ tr×nh qu¸ ®é. Ngay c¶ trong c¸c truyÒn ®éng ®¬n gi¶n nhÊt nh­ qu¹t giã, b¬m n­íc, b¨ng t¶i, th× Ýt nhÊt còng ®ßi hái ph¶i khëi ®éng ®éng ®éng c¬. Khi ®ã, tuy ®iÖn ¸p ®­îc ®Æt vµo d©y quÊn ®éng c¬ mét c¸ch ®ét ngét, nh­ng tèc ®é, momen vµ dßng ®iÖn cña ®éng c¬ biÕn ®æi tõ tõ theo thêi gian. §ã lµ c¸c dÊu hiÖu cña qu¸ tr×nh qu¸ ®é khëi ®éng. NhiÒu hÖ thèng truyÒn ®éng cã qu¸ tr×nh qu¸ ®é h·m ®iÖn. C¸c qu¸ tr×nh nµy cã thÓ x¶y ra do thay ®æi cùc tÝnh cña ®iÖn ¸p phÇn øn®ég cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu hoÆc thay ®æi thø tù pha ®iÖn ¸p stato cña ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé (khi h·m ng­îc ) còng nh­ do gi¶m nhá ®iÖn ¸p phÇn øng hoÆc tÇn sè dßng ®iÖn Stato Qu¸ tr×nh qu¸ ®é còng ph¸t sinh khi ®iÒu chØnh tèc ®é, nghÜa lµ khi ®éng c¬ chuyÓn tõ tèc ®é nµy sang tèc ®é kh¸c (ch¼ng h¹n b»ng c¸ch thay ®æi ®iÖn ¸p phÇn øng hoÆc gi¶m nhá tõ th«ng cña ®éng c¬ kÝch tõ ®éc lËp.) ë mét sè c¬ cÊu nh­ hÖ thanh truyÒn, trong qu¸ tr×nh lµm viÖc phô t¶i trªn trôc ®éng c¬ biÕn ®æi kiÓu xung ®Ëp m¹ch. C¸c c¬ cÊu nµy kh«ng cã tr¹ng th¸i lµm viÖc x¸c lËp mµ chØ cã c¸c qu¸ tr×nh qu¸ ®é chu kú C¸c qu¸ tr×nh qu¸ ®é khëi ®éng vµ h·m cã thÓ l¹i lµ c¸c tr¹ng th¸i lµm viÖc chñ yÕu cña hÖ thèng, chø kh«ng ph¶i lµ hiÖn t­îng Ýt xÈy ra, vÝ dô ë c¸c truyÒn ®éng ®iÖn cña m¸y c¸n ®¶o chiÒu, b¨ng l¨n, c¬ cÊu quay bµn m¸y xóc vµ c¬ cÊu quay cña cÇn trôc h×nh cæng. C¸c qu¸ tr×nh nµy còng nh­ c¸c qu¸ tr×nh t¨ng tèc vµ gi¶m tèc x¶y ra mét c¸ch th­êng xuyªn. Tuy nhiªn qu¸ tr×nh qu¸ ®é còng cã thÓ xÈy ra bÊt th­êng khi cã nh÷ng biÕn ®æi ngÉu nhiªn cña phô t¶I ®éng c¬, cña ®iÖn ¸p hoÆc tÇn sè l­íi ®iÖn cung cÊp. Trường Cao đẳng nghề Nam Định 93 Khoa: Điện - Điện tử
  10. Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn Nh­ vËy, nguyªn nh©n bªn ngoµi, mµ ng­êi ta th­êng gäi lµ t¸c ®éng nhiÔu lo¹n, g©y ra qu¸ tr×nh qu¸ ®é trong truyÒn ®éng ®iÖn cã thÓ rÊt ®a d¹ng, vÝ dô nh­ sù biÕn ®æi cña ®iÖn ¸p cung cÊp, cña tÇn sè, cña phô t¶i trªn trôc ®éng c¬ …. T¸c ®éng nhiÔu lo¹n chØ lµ nh÷ng biÕn ®éng bªn ngoµi, kÝch thÝch truyÒn ®éng ®iÖn chuyÓn sang tr¹ng th¸i qu¸ ®é. Ph¶n øng cña truyÒn ®éng ®èi víi t¸c ®éng nhiÔu lo¹n h×nh thµnh nªn b¶n chÊt cña qu¸ tr×nh qu¸ ®é. Nguyªn nh©n bªn trong g©y ra qu¸ tr×nh qu¸ ®é lµ qu¸n tÝnh c¬ vµ qu¸n tÝnh ®iÖn tõ cña truyÒn ®éng ®iÖn. L­îng dù tr÷ ®éng n¨ng trong c¸c kh©u c¬ vµ n¨ng l­îng ®iÖn tõ trong c¸c m¹ch ®iÖn cña hÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn chØ cã thÓ xÈy ra tõ tõ , nªn ngay c¶ khi xuÊt hiÖn nhiÔu lo¹n nhÈy cÊp th× trong truyÒn ®éng ®iÖn vÉn cã qu¸ tr×nh qu¸ ®é. NÕu gi¶ thiÕt kh«ng cã qu¸n tÝnh trong truyÒn ®éng ®iÖn th× c¸c qu¸ tr×nh qu¸ ®é nªu trªn còng kh«ng cã. Khi ®ã, c¸c t¸c ®éng nhiÔu lo¹n nh¶y cÊp sÏ lµm cho tèc ®é, momen, dßng ®iÖn, vµ c¸c ®¹i l­îng kh¸c biÕn ®æi mét c¸ch tøc thêi Trong nh÷ng ®iÒu kiÖn nhÊt ®Þnh, khi sù thay ®æi ®éng n¨ng trong c¸c phÇn tö nµy cña truyÒn ®éng g©y ra sù thay ®æi n¨ng l­îng ®iÖn tö cña c¸c phÇn tö kh¸c vµ ng­îc l¹i, th× cã thÓ biÕn ®æi qua l¹i mét c¸ch chu kú tõ d¹ng n¨ng l­îng nµy sang d¹ng n¨ng l­îng kh¸c. Trong tr­êng hîp nµy qu¸ tr×nh qu¸ ®é cã thÓ mang ®Æc tÝnh dao ®éng. Qu¸ tr×nh ®ã cã thÓ cã ë ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp nÕu qu¸n tÝnh m¹ch phÇn øng cña nã ®ñ lín. Khi ®ã, sù biÕn ®æi cña dßng ®iÖn lµm cho tèc ®é thay ®æi, vµ do ®ã lµm biÕn ®æi ®éng n¨ng cña roto ®énng c¬. ë ®éng c¬ ®ång bé, khi ®éng n¨ng thay ®æi, gãc sai lÖch gi÷a cùc tõ stato vµ cùc tõ roto thay ®æi theo, vµ do ®ã n¨ng l­îng ®iÖn tõ cña tr­êng m¸y ®iÖn còng thay ®æi. Trong c¸c vÝ dô trªn, ®éng n¨ng vµ n¨ng l­îng ®iÖn tõ cã liªn quan qua l¹i víi nhau vµ cã thÓ lµm cho qu¸ tr×nh qu¸ ®é mang tÝnh chÊt dao ®éng. NÕu ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp cã bï ph¶n øng phÇn øng vµ cã m¹ch ®iÖn c¶m phÇn øng nhá, th× sù biÕn thiªn cña tõ th«ng kÝch tõ sÏ lµm thay ®æi tèc ®é vµ ®éng n¨ng roto, cßn ®éng n¨ng th× kh«ng g©y ¶nh h­ëng g× ®Õn n¨ng l­îng ®iÖn tõ cña m¹ch kÝch thÝch. Khi ®ã qu¸ tr×nh qu¸ ®é kh«ng thÓ cã tÝnh chÊt dao ®éng. Bài 2. Khởi động hệ truyền động điện, thời gian mở máy Ta xÐt qu¸ tr×nh khëi ®éng ®éng c¬ khi ®Æc tÝnh c¬ cña nã lµ ®­êng th¼ng vµ momen c¶n kh«ng ®æi. Ngoµi ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp ra, ta còng cã thÓ coi gÇn ®óng víi ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ nèi tiÕp vµ ®éng c¬ kh«ng ®ång bé, v× khi ®ã ta cã thÓ thay c¸c ®Æc tÝnh c¬ phi tuyÕn cña chóng b»ng nh÷ng ®o¹n th¼ng. Th«ng th­êng c¸c ®éng c¬ kÓ trªn kh«ng ®­îc phÐp khëi ®éng trùc tiÕp v× dßng ®iÖn ®ét biÕn v­ît qu¸ trÞ sè cho phÐp hoÆc ph¶I h¹n chÕ dßng ®iÖn theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng hoÆc ®iÒu kiÖn ph¸t sinh lùc ®iÖn Trường Cao đẳng nghề Nam Định 94 Khoa: Điện - Điện tử
  11. Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn ®éng lín trªn c¸c bèi d©y ( ®èi víi ®éng c¬ K§B). Do ®ã ng­êi ta ph¶i khëi ®éng c¸c ®éng c¬ nµy b»ng c¸ch nèi chóng vµo l­íi qua c¸c ®iÖn trë phô cho vµo m¹ch phÇn øng hoÆc m¹ch roto. Theo qu¸ tr×nh t¨ng tèc, c¸c ®iÖn trë phô ®­îc lo¹i bá dÇn nhê c¸c khÝ cô chuyÓn m¹ch. Nh­ vËy viÖc khëi ®éng ®­îc tiÕn hµnh qua mÊy cÊp vµ ®iÓm lµm viÖc cña ®éng c¬ dÞch chuyÓn tõ ®Æc tÝnh biÕn trë nµy sang ®Æc tÝnh biÕn trë kh¸c. ¥ cuèi qu¸ tr×nh khëi ®éng, ®éng c¬ cã tèc ®é lµm viÖc øng víi ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn vµ momen trªn trôc. Sè cÊp ®iÖn trë phô cµng nhiÒu th× ph¹m vi biÕn ®æi cña momen khi khëi ®éng cµng nhá vµ qu¸ tr×nh t¨ng tèc cña ®éng c¬ cµng tr¬n tru. Momen khëi ®éng cña ®éng c¬ cµng lín th× gia tèc cña ®éng c¬ cµng cao vµ qu¸ tr×nh khëi ®éng cµng nhanh. §èi víi ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu th«ng dông momen khëi ®éng cho phÐp Mcp ~ 2.5M®m cßn ®èi víi ®éng c¬ kh«ng ®ång bé vµnh tr­ît Mcp ~ 0.85 Mt. Gi¸ trÞ cña momen chuyÓn cÊp M2 ph¶I v­ît qu¸ gi¸ trÞ lín nhÊt cã thÓ cña momen c¶n mét møc ®é nhÊt ®Þnh ®Ó kh«ng lµm chËm qu¸ tr×nh khëi ®éng do gia tèc nhá tr­íc khi chuyÓn sang cÊp kh¸c. Ta cã biÓu thøc cña tèc ®é vµ momen nh­ sau: t   i   xli   bdi   xli e Tcoi (5 - 1) t  M i  M C  M 1  M c e Tcoi (5 - 2) Trong ®ã: Tc¬ = J/βi – H»ng sè thêi gian c¬ häc cña truyÒn ®éng øng víi ®Æc tÝnh khëi ®éng thø i βi ®é cøng ®Æc tÝnh c¬ khëi ®éng thø i cña ®éng c¬ Thêi gian lµm viÖc cña ®éng c¬ trong cÊp khëi ®éng thø i khi cho momen biÕn thiªn tõ M1 ®Õn M2 ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: M1  M 2 t i  Tcoi . ln (5 - 3) M2  MC Tõ c«ng thøc trªn ta thÊy r»ng, trong ph¹m vi cña mét cÊp khëi ®éng thêi gian t¨ng tèc cña ®éng c¬ tØ lÖ víi h»ng sè thêi gian c¬ häc øng víi cÊp ®ã VËy thêi gian khëi ®éng cña ®éng c¬ ®­îc x¸c ®Þnh b»ng c¸ch céng c¸c kho¶ng thêi gian lµm viÖc cña ®éng c¬ trong tÊt c¶ c¸c cÊp khëi ®éng. Trường Cao đẳng nghề Nam Định 95 Khoa: Điện - Điện tử
  12. Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn m M1  M 2 tkd   Tcoi . ln (5 - 4) i 1 M2  MC + Qu¸ tr×nh qu¸ ®é truyÒn ®éng ®iÖn (QTQ§ T§§) lμ qu¸ tr×nh lμm viÖc cña hÖ thèng T§§ khi chuyÓn tõ tr¹ng th¸i x¸c lËp n y sang tr¹ng th¸i x¸c lËp kh¸c, khi ®ã c¸c ®¹i l­îng ®Æc tr­ng cho hÖ thèng T§§ (I, M, ω, ...) ®Òu thay ®æi theo thêi gian. Bài 3. Hãm truyền động điện, thời gian hãm, dừng máy 1. H·m ng­îc ®éng c¬ ®iÖn §Ó nhanh chãng ngõng ®éng c¬ ng­êi ta th­êng dïng ph­¬ng ph¸p h·m ®iÖn. Khi h·m ng­îc, ®èi víi ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu ng­êi ta thay ®æi cùc tÝnh cña ®iÖn ¸p ®Æt trªn phÇn øng, cßn ®èi víi ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ng­êi ta thay ®æi thø tù pha cña ®iÖn ¸p ®Æt trªn Stato. §ång thêi, ®Ó h¹n chÕ dßng ®iÖn h·m, ng­êi ta cho thªm c¸c ®iÖn trë phô vµo m¹ch phÇn øng ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu hoÆc vµo m¹ch roto ®èi víi ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé. Kh¸c víi khi khëi ®éng, viÖc h·m ®éng c¬ cã thÓ thùc hiÖn b»ng mét sè cÊp nh­ ®· ®­îc ¸p dông trong tuyÖt ®¹i ®a sè tr­êng hîp ®Ó gi¶m nhá sè l­îng thiÕt bÞ chuyÓn m¹ch. Còng nh­ khi tÝnh to¸n qu¸ tr×nh khëi ®éng, ®èi víi qu¸ tr×nh h·m c¸c ®Æc tÝnh c¬ phi tuyÕn cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ nèi tiÕp vµ cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé còng ®­îc thay thÕ b»ng c¸c ®o¹n th¼ng trong ph¹m vi tõ M1 ®Õn M2 ph­¬ng tr×nh tèc ®é cña ®o¹n th¼ng Êy cã d¹ng. M  M2    bd (5 - 5) M1  M 2 Momen h·m cã gi¸ trÞ cùc ®¹i khi b¾t ®Çu h·m Mb® = - M1.Còng nh­ tr­êng hîp khëi ®éng, ®èi víi c¸c m¸y ®iÖn lo¹i th«ng dông trÞ sè ®ã ®­îc x¸c ®Þnh tõ nh÷ng ®iÒu kiÖn sau ®©y: M1 ~ 2,5M®m cho ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu vµ M1 ~ 0,85Mt cho ®éng c¬ kh«ng ®ång bé. Khi ®· biÕt gi¸ trÞ cña dßng ®iÖn cho phÐp Icp ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®iÖn trë phô trong m¹ch phÇn øng cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu U  Ebd Rp   Ru (5 - 6) I cp §èi víi ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp, Φ = const vµ ω kh«ng thÒ ®ét biÕn do qu¸n tÝnh c¬ häc cña phÇn øng, nªn tõ biÓu thøc E = kω, ta thÊy, t¹i thêi ®iÓm ®éng c¬ chuyÓn sang tr¹ng th¸i h·m, s®® E vÉn gi÷ Trường Cao đẳng nghề Nam Định 96 Khoa: Điện - Điện tử
  13. Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn nguyªn gi¸ trÞ tr­íc ®ã. Nh­ vËy, trÞ sè Eb® cã thÓ ®­îc x¸c ®Þnh tõ tr¹ng th¸I lµm viÖc x¸c lËp tr­íc khi h·m. Trong qu¸ tr×nh h·m ®éng c¬ , sù biÕn ®æi theo thêi gian cña tèc ®é vµ momen ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: t M 1  M C Tco M  MC    bd e   bd 2 M1  M 2 M 1  M 2 (5 - 7) t M  M 1  M C e Tco  MC (5 - 8)   bd Trong ®ã Tc¬ = J J h»ng sè thêi gian c¬ häc cña truyÒn M M1  M 2 ®éng ®iÖn khi h·m ng­îc Tõ ®ã ta x¸c ®Þnh ®­îc thêi gian h·m ng­îc nh­ sau: t h.ng  Tco ln MM 12 MM cc (5 - 9) Khi tèc ®é ®éng c¬ gi¶m dÇn gia tèc còng gi¶m theo, nh­ng ë cuèi qu¸ tr×nh h·m (ω = 0) gia tèc vÉn kh¸c kh«ng. Do ®ã, muèn cho ®éng c¬ kh«ng t¨ng tèc theo chiÒu ng­îc, th× khi tèc ®é gÇn b»ng kh«ng, ta ph¶I ng¾t ®éng c¬ ra khái l­íi ®iÖn 2. H·m ®éng n¨ng ®éng c¬ H·m ng­îc cho phÐp dõng n hanh ®éng nh­ng tiªu hao mét n¨ng l­îng lín cña l­íi ®iÖn. H·m ®éng n¨ng ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu còng nh­ xoay chiÒu lµ ph­¬ng ph¸p h·m kinh tÕ h¬n Trong qu¸ tr×nh h·m, tèc ®é ®éng c¬ gi¶m xuèng, momen h·m ban ®Çu Mb® = M1. §iÖn trë phô trong m¹ch phÇn øng cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu ®­îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc Ebd Rp   Ru (5 - 10) I cp §èi víi ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ nèi tiÕp khi h·m ®éng n¨ng th× ®iÖn trë phô ph¶I m¾c thªm vµo m¹ch kÝch tõ sÏ lµ U Rkt . p   Rkt (5 - 11) I u .dm Trường Cao đẳng nghề Nam Định 97 Khoa: Điện - Điện tử
  14. Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn Khi h·m ®éng n¨ng ®iÖn trë phô m¾c vµo m¹ch roto cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé hoÆc cho vµo m¹ch stato cña ®éng c¬ ®ång bé cã thÓ x¸c ®Þnh ®­îc nÕu biÕt ®é tr­ît stn cña ®Æc tÝnh c¬ cã Rp = 0 vµ khi M = M1 s  R p   bd  1 R2 (5 - 12)  stn  Trong ®ã: sbd = 1 sc ®èi víi ®éng c¬ K§B sbd = 1 ®èi víi ®éng c¬ ®ång bé Thêi gian h·m khi tèc ®é biÕn thiªn ωbd ®Õn 0 sÏ lµ M1  M c t h.dn  Tco ln M 1 (5 - 13) Trường Cao đẳng nghề Nam Định 98 Khoa: Điện - Điện tử
  15. Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn CHƯƠNG 6: TÍNH CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ CHO HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Bài 1: Những vấn đề chung Nguồn động lực trong một hê thống TĐĐ là động cơ điện. Các yêu cầu kỹ thuật, độ tin cậy trong quá trình làm việc và tính kinh tế của HT TĐĐ phụ thuộc chính vào sự lựa chọn đúng động cơ điện và phương pháp điều khiển động cơ. Chọn một động cơ điện cho một HT TĐĐ bao gồm nhiều tiêu chuẩn phải đáp ứng: - Động cơ phải có đủ công suất kéo. - Tốc độ phù hợp và đáp ứng được phạm vi điều chỉnh tốc độ với một phương pháp điều chỉnh thích hợp. - Thỏa mãn các yêu cầu mở máy và hãm điện. - Phù hợp với nguồn điện năng sử dụng (loại dòng điện, cấp điện áp...). - Thích hợp với điều kiện làm việc (điều kiện thông thoáng, nhiệt độ, độ ẩm, khí độc hại, bụi bặm, ngoài trời hay trong nhà...). 1. Tại sao phải chọn đúng công suất động cơ? Việc chọn đúng công suất động cơ có ý nghĩa rất lớn đối với hệ TĐĐ. Nếu nâng cao công suất động cơ chọn so với phụ tải thì động cơ sẽ kéo dễ dàng nhưng giá thành đầu tư tăng cao, hiệu suất kém và làm tụt hệ số công suất cosφ của lưới điện do động cơ chạy non tải. Ngược lại nếu chọn công suất động cơ nhỏ hơn công suất tải yêu cầu thì động cơ hoặc không kéo nổi tải hay kéo tải một cách nặng nề, dẫn tới các cuộn dây bị phát nóng quá mức, làm giảm tuổi thọ động cơ hoặc làm động cơ bị cháy hỏng nhanh chóng. 2. Chọn công suất động cơ như thế nào? Việc tính công suất động cơ cho một hệ TĐĐ phải dựa vào sự phát nóng các phần tử trong động cơ, đặc biệt là các cuộn dây. Muốn vậy, tính công suất động cơ phải dựa vào đặc tính phụ tải và các quy luật phân bố phụ tải theo thời gian. Động cơ được chọn đúng công suất thì khi làm việc bình thường cũng như khi quá tải ở mức cho phép, nhiệt độ động cơ không được tăng quá trị số giới hạn cho phép τcp. 3. Phát nóng và nguội lạnh của động cơ a, Nguyên nhân phát nóng trong động cơ Trong quá trình động cơ điện biến đổi điện năng thành cơ năng, một số năng lượg sẽ bị mất mát. Nếu gọi P1 là công suất động cơ lấy từ nguồn vào, P2 là công suất động cơ sản ra trên trục của nó thì lượng mất mát ∆P (còn gọi là công suất tổn hao sẽ là) ∆P = P1 – P2 ở trạng thái làm việc định mức, mất mát công suất được tính: 1   dm Pdm  P1dm  P2 dm  P2 dm  dm Trong đó: Trường Cao đẳng nghề Nam Định 99 Khoa: Điện - Điện tử
  16. Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn - P1đm, P1đm: C ông suất tiêu thụ và công suất sản ra của động cơ điện của trạng thái làm việc định mức. -  dm : Công suất định mức của động cơ Lượng mất mát ∆P bao gồm 3 phần: - Mất mát do ma sát: Ví dụ ma sát trong các ổ bi giữa roto và không khí khi roto quay … - Mất mát trong sắt từ, phụ thuộc vào chất lượng của lõi sắt từ. Một cách gần đúng ta xem hai lượng mất mát này không biến đổi theo phụ tải là gọi là mất mát không biến đổi - Mất mát trong các cuộn dây(mất mát đồng): lượng mất mát này tỉ lệ với dòng điện chạy trong các cuộn dây, nghĩa là nó biến đổi theo phụ tải, gọi là mất mát biến đổi. Lượng mất mát này rất lớn so với hai lượng mất mát trên. Chính lượng mất mát công suất ∆P sinh ra nhiệt lượng Q làm cho động cơ nóng lên. Ở trạng thái làm việc định mức, trong một giây nhiệt lượng sinh ra sẽ là 1   dm Qdm  0,24P2 dm  dm Do nhiệt lượng này mà nhiệt độ động cơ tăng dần lên. Nếu động cơ không trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh thì nhiệt độ của nó sẽ tăng lên đến vô cùng. Nhưng thực tế trong quá trình làm việc, động cơ có toả nhiệt ra môi trường xung quanh qua mặt ngoài của nó. Nhiệt lượng toả ra môi trường tăng lên theo nhiệt độ của động cơ, hạn chế sự phát nóng của động cơ Sau một thời gian làm việc nào đó, nhiệt độ của động cơ không tăng lên nữa mà đạt đến nhiệt độ ổn định. Lúc đó nhiệt lượng toả ra môi trường xung quanh trong một đơn vị thời gian bằng nhiệt lượng sinh ra trong động cơ. Ta gọi đó là trạng thái làm việc cân bằng của động cơ. b, Phươg trình cân bằng nhiệt của động cơ Tìm ra quy luật về sự đốt nóng trong động cơ là một việc khá phức tạp. Bởi vì nhiệt độ của động cơ không đồng đều. Ở những động cơ tự làm mát khi động cơ làm việc, hệ số làm mát cao. Nhưng khi hãm máy, sự làm mát kém hơn và khi ngừng quay sự làm mát càng kém. Đối vơi một động cơ điện, hiệu suất càng cao thì công suất định mức càng lớn, càng tăng cường làm nguội động cơ thì công suất của động cơ càng lớn. Vì vậy đối với động cơ, người ta thường dung quạt gió để làm nguội và mặt ngoài của vỏ động cơ có những cánh khía để tăng diện tích làm nguội. Ngoài ra để tăng công suất định mức của động cơ, người ta còn dung biện pháp tăng cường sức chịu nong của chất cách điện. Nhiệt độ phát nóng cho phép của động cơ phụ thuộc vào vật liệu cách điện dung trong động cơ, những vật liệu cách điện dùng trong máy điện được phân cấp tuỳ theo sức chịu nóng. Theo tiêu chuẩn của Nga vật liệu cách điện được phân thành các cấp sau: Trường Cao đẳng nghề Nam Định 100 Khoa: Điện - Điện tử
  17. Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn - Vật liệu cách điện cấp : Làm bằng sợi senlulo và lụa, không tẩm sơn cách điện, nhiệt độ lớn nhất cho phép là 90c0 - Vật liệu cách điện cấp E làm bằng chất hữu cơ tổng hợp, nhiệt độ cho phép là 120c0 - Vật liệu cách điện cấp B, làm bằng nhựa mica, amiăng và sợi thuỷ tinh có tấm kết dính bằng những hợp chất hữu cơ, nhiệt độ cho phép là 130c0 - Vật liệu cách điện cấp F, làm bằng mica, amiăng, sợi thuỷ tinh, có tấm kết dính bằng những hợp chất tổng hợp. Nhiệt độ cho phép là 155c0 - Vật liệu cách điện cấp H, làm bằng amiăng và sợi thuỷ tinh có tấm kết dính bằng hợp chất silic - hữu cơ. Nhiệt độ cho phép là 1800c - Vật liệu cách điện cấp C, làm bằng mica, thuỷ tinh thạch anh, vật liệu gốm, không tẩm sơn. Nhiệt độ cho phép 180c0 Khi làm việc nếu nhiệt độ của động cơ vượt quá trị số cho phép của chất cách điện dung trong động cơ thì chất cách điện sẽ bị “già” hoặc bị cháy làm động cơ chóng hỏng. Trong điều kiện vận hành bình thường (động cơ làm việc với phụ tải định mức) thời gian sử dụng của chất cách điện phải được trên 15 năm. Trong thực tế thiết kế người ta thường lấy nhiệt độ môi trường làm tiêu chuẩn(thuờng là 35 c0 ). Nếu khi vận hành nhiệt độ môi trường thấp hơn 350c thì có thể cho phụ tải làm việc lớn hơn công suầt định mức. Và ngược lại nếu nhiệt độ môi trường cao hơn 35c0 thì phải giảm phụ tải của động cơ so với định mức của nó . 4. Các chế độ làm việc của truyền động điện Căn cứ vào đặc tính phát nóng và nguội lạnh của máy điện, người ta chia chế độ làm việc của truyền động thành 3 loại: Dài hạn, ngắn hạn và ngắn hạn lặp lại. 4.1. Chế độ dài hạn: Do phụ tải duy trì trong thời gian dài, cho nên nhiệt độ của động cơ đủ thời gian đạt tới trị số ổn định. Các động cơ trong máy nén khí, bơm nước, quạt gió là những động cơ làm việc ở chế độ dài hạn. 4.2. Chế độ ngắn hạn: Do phụ tải duy trì trong thời gian ngắn, thời gian nghỉ dài, cho nên nhiệt độ động cơ chưa kịp đạt tới giá trị ổn định và nhiệt độ động cơ sẽ giảm về giá trị ban đầu. Các động cơ trong cơ cấu nâng hạ xà ngang và nêm chặt xà của các máy lớn như máy phay giường, mày bào giường, máy tiện đứng, động cơ đóng mở cửa đập nước … Đều làm việc ở chế độ ngắn hạn. Trường Cao đẳng nghề Nam Định 101 Khoa: Điện - Điện tử
  18. Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn H×nh 6.1 : ChÕ ®é lµm viÖc dµi h¹n H×nh 6.2 : ChÕ ®é lµm viÖc ng¾n h¹n 3.3. Chế độ ngắn hạn lặp lại: Phụ tải làm việc có tính chất chu kỳ, thời gian làm việc và thời gian nghỉ xen kẽ nhau. Nhiệt độ động cơ chưa kịp tăng đến trị số ổn định thì được giảm do mất tải, và khi nhiệt độ động cơ suy giảm chưa kịp về giá trị ban đầu thì lại tăng lên do có tải. Do vậy người ta đưa ra khái niệm thời gian đóng điện tương đối: Trong đó: tlv : Là thời gian làm việc có tải. tc.ky = tlv + tnghỉ : Là thời gian của một chu kỳ.g Theo quy định, động cơ điện nào làm việc với thời gian chu kỳ tck ≤ 10 phút mới thuộc chế độ làm việc ngắn hạn lập lại. Bài 2: ChØ tiªu vµ c¸c b­íc chän c«ng suÊt ®éng c¬. 1. c¸c chØ tiªu chän c«ng suÊt ®éng c¬ Chän c«ng suÊt ®éng c¬ cho m¸y ®iÖn ph¶I ®¶m b¶o hai mÆt: kü thuËt vµ kinh tÕ. a, vÒ mÆt kü thuËt Tr­íc hÕt, ®éng c¬ ®iÖn ®­îc chän ph¶i thÝch øng víi m«i tr­êng lµm viÑc. C¨n cø vµo m«i tr­êng ®Æt m¸y lµ kh« r¸o hay Èm ­ít, s¹ch hay bôi bÈn… mµ chän ®éng c¬ ®iÖn kiÓu kÝn hay kiÓu hë, kiÓu chèng n­íc, chèng ho¸ chÊt, chèng næ, … ®Æt ®éng c¬ kh«ng ®óng m«i tr­êng lµm viÖc th× ®éng c¬ kh«ng lµm viÖc ®­îc vµ cã thÓ g©y háng ®éng c¬, g©y tai n¹n cho ng­êi vËn hµnh. §éng c¬ ®­îc chän ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ph¸t nãng. §©y lµ ®iÒu kiÖn c¬ b¶n nhÊt khi chän c«ng suÊt ®éng c¬. Chän c«ng suÊt ®éng c¬ sao cho khi lµm viÖc b×nh th­êng còng nh­ khi qu¸ t¶i trong ph¹m vi cho phÐp nhiÖt ®é trong ®éng c¬ kh«ng ®­îc v­ît qu¸ trÞ sè cho phÐp. §éng c¬ ®­îc chän ph¶i ®¶m b¶o tèc ®é yªu cÇu, bao gåm sè vßng quay ®Þnh møc cña ®éng c¬ cã cÇn ®iÒu chØnh tãc ®é hay kh«ng, ph¹m vi ®iÒu chØnh tèc ®é lín hay bÐ cÇn ®iÒu chØnh tèc ®é cã cÊp hay v« c©p. Trường Cao đẳng nghề Nam Định 102 Khoa: Điện - Điện tử
  19. Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn Th­êng nh÷ng hÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn kh«ng yªu cÇu ®iÒu chØnh tèc ®é hoÆc ®iÒu chØnh tèc ®é trong ph¹m vi rÊt bÐ mµ cã cÊp vµ c¬ khÝ khã kh¶ n¨ng ®¶m ®­¬ng ®­îc ng­êi ta dïng ®éng c¬ ®iÖn K§B roto lång sãc mét tèc ®é. §ã lµ lo¹i ®éng c¬ rÎ tiÒn vËn hµnh ®on gi¶n vµ ch¾c ch¾n nhÊt. Nh÷ng hÖ truyÒn ®éng ®iÒu chØnh tèc ®é cã cÊp vµ ph¹m vi ®iÒu chØnh kh«ng lín l¾m, nh­ng kh¶ n¨ng c¬ khÝ kh«ng tho¶ m·n ®­îc hoµn toµn th× nªn dïng ®éng c¬ K§B ®iÒu chØnh ®­îc tèc ®é nh­ ®éng c¬ ®iÖn roto lång sãc cã nhiÒu cÊp tèc ®é hoÆc ®éng c¬ roto d©y quÊn. Nh÷ng truyÒn ®éng cã yªu cÇu ®iÒu chØnh tèc ®é kh¾t khe nªn dïng ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu. §éng c¬ ®iÖn khi ®­îc chän ph¶i ®¶m b¶o khëi ®éng tèt, tuú theo yªu cÇu cña phô t¶i lµ khëi ®éng ®Çy t¶i, non t¶i, hay kh«ng t¶i mµ chän ®éng c¬ cã hÖ sè ®éng χk® lín hay bÐ b, VÒ mÆt kinh tÕ §éng c¬ ®­îc chän ph¶i lµm viÖc víi tÝnh kinh tÕ cao bao gåm vèn ®Çu t­ rÎ, chi phÝ vËn hµnh b¶o qu¶n vµ söa ch÷a thÊp vµ ®iÒu quan träng lµ ph¶i sö dông hÕt c«ng suÊt ®Æt cña ®éng c¬ 2. C¸c b­íc chän c«ng suÊt ®éng c¬ §éng c¬ ®iÖn muèn kÐo ®­îc c¬ cÊu s¶n xuÊt cÇn ph¶i sinh ra mét momen ®éng M§ cã kh¶ n¨ng kh¾c phôc ®­îc momen phô t¶i cña c¬ cÊu s¶n xuÊt. M§ ≥ Mft Muèn x¸c ®Þnh ®­îc c«ng suÊt ®éng c¬ còng nh­ lµ t×m M§ cÇn ph¶i cã c¸c ®iÒu kiÖn ban ®Çu còng nh­ lµ qu¸ tr×nh tÝnh to¸n c¸c b­íc sau: - Ph¶i cã biÓu ®å phô t¶i tÜnh cña c¬ cÊu s¶n xuÊt mµ ®éng c¬ sÏ phôc vô d­íi d¹ng IC = f(t), MC = f1(t) hoÆc PC = f2(t) ®· tÝnh quy ®æi vÒ ®Çu trôc ®éng c¬. Ph¶i cã biÓu ®å biÕn thiªn tèc ®é trong qu¸ tr×nh lµm viÖc n = f(t) hoÆc ω = f(t) Gi¶ thiÕt c¸c biÓu ®å ®· cho nh­ h×nh M c Mc + 0 M M0 M0 0 t  «® 0 t tkñ toâñ th H×nh 6.3 : §å thÞ phô t¶i Trường Cao đẳng nghề Nam Định 103 Khoa: Điện - Điện tử
  20. Gi¸o tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn C¸c b­íc tÝnh to¸n Tr­íc hÕt c¨n cø vµo biÓu ®å phô t¶i tÜnh Mc = f(t) cña c¬ cÊu s¶n xuÊt (h×nh 4.5a) . TÝnh momen trung b×nh theo biÓu thøc f n M t i 1 i i M tb  in t i 1 f Trong tr­êng hîp cô thÓ cña biÓu ®å phô t¶I ®· cho ë h×nh 4 – 5b. M 0 t kd  M 0  M C t od  M 0 t h M tb  t kd  t od  t h Tõ Mtb vµ ωod tÝnh c«ng suÊt lín nhÊt M tb . od Pmax  1000 Dùa vµo Pmax vµ c¸c yªu cÇu kü thuËt kinh tÕ kh¸c ta chän c«ng suÊt ®éng c¬ cã: P®m ≥ Pmax th­êng Pdm = (1 ÷1,3) Pmax, ωdm ≥ Pod Bài 3: Tính chọn công suất động cơ cho những truyền động không điều chỉnh tốc độ Để chọn công suất động cơ, chúng ta cần phải biết đồ thị phụ tải MC(t) và PC(t) đã quy đổi về trục động cơ và giá trị tốc độ yêu cầu. Từ biểu đồ phụ tải, ta tính chọn sơ bộ động cơ theo công suất; tra ở trong sổ tay tra cứu ta có đầy đủ tham số của động cơ. Từ đó tiến hành xây dựng đồ thị phụ tải chính xác (trong các chế độ tĩnh, khởi động và hãm). Dựa vào đồ thị phụ tải chính xác, tiến hành kiểm nghiệm động cơ đã chọn. 1 Chọn công suất động cơ làm việc dài hạn Đối với phụ tải dài hạn có loại không đổi và loại biến đổi. a) Phụ tải dài hạn không đổi: Động cơ cần chọn phải có công suất định mức Pđm ≥ Pc và ωđm phù hợp với tốc độ yêu cầu. Thông thường Pđm = (1÷1,3)Pc. Trong trường hợp này việc kiểm nghiệm động cơ đơn giản: Không cần kiểm nghiệm quá tải về mômen, nhưng cần phải kiểm nghiệm điều kiện khởi động và phát nóng. Trường Cao đẳng nghề Nam Định 104 Khoa: Điện - Điện tử
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2