intTypePromotion=1
ADSENSE

Giáo Trình Truyền động điện – Trường Trung cấp Kinh tế Kỹ thuật Quận 12

Chia sẻ: Nguyễn Thành Công | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:120

18
lượt xem
1
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

"Giáo trình Truyền động điện – Trường Trung cấp Kinh tế Kỹ thuật Quận 12" được biên soạn gồm 6 bài học với các nội dung: cơ học truyền động điện; các đặc tính và các trạng thái làm việc của động cơ điện; điều khiển tốc độ truyền động điện; ổn định tốc độ làm việc của hệ thống truyền động điện; đặc tính của hệ thống truyền động điện; chọn công suất động cơ cho hệ thống truyền động điện.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Giáo Trình Truyền động điện – Trường Trung cấp Kinh tế Kỹ thuật Quận 12

  1. Giáo trình truyền động điện                                                                 Tr ường TC KTKT   Q12     LỜI GIỚI THIỆU Giáo Trình Truyền động điện là tài liệu dùng để dạy cho học sinh, sinh viên chuyên   ngành điện dân dụng và công nghiệp. Nhằm hình thành các kiến thức ứng dụng, kỹ năng   phân tích các trạng thái làm việc của động cơ và thái độ  nghề nghiệp cơ bản ở trình độ  trung cấp, cao đẳng trong phạm vi môn học. Ngoài ra, nó có thể  dùng làm tài liệu tham  khảo cho các kỹ thuật viên, học sinh, sinh viên, công nhân trong các lĩnh vực nghề nghiệp  có nội dung thực hành liên quan. Nội dung giáo tình bao gồm các phần:  Ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô ñieän, Ñieàu  chænh toác ñoä truyeàn ñoäng ñieän, Choïn coâng suaát ñoäng cô ñieän. Tài liệu do các giáo viên bộ  môn điện dân dụng và công nghiệp, khoa công nghệ  điện­điện lạnh, Trường Trung cấp Kinh Tế Kỹ Thuật Quận 12 thành phố  Hồ  Chí Minh  biên soạn, theo chương trình khung của sở  Lao Động Thương Binh Xã Hội. Hy vọng   giáo trình này sẽ giúp cho các giáo viên và học sinh, sinh viên trong việc giảng dạy, học  tập môn học đạt kết quả tốt, với chất lượng và hiệu quả cao. Với kinh nghiệm và trình độ  còn hạn chế, tác giả  rất mong nhận được những ý  kiến đóng góp, chỉ  bảo của các chuyên gia, giáo viên, giảng viên, và các bạn đọc quan  tâm, để bổ sung điều chỉnh cho giáo trình luôn được cập nhật và hoàn thiện theo hướng   cơ bản, hiện đại phù hợp với điều kiện Việt Nam và nhu cầu xã hội. Mọi ý kiến xin gửi về : Khoa Công Nghệ điện – điện lạnh Trường trung cấp kinh tế kỹ thuật Quận 12 Số 36HT11 – Phường Hiệp Thành – Quận 12 Chúng tôi xin chân thành cám  ơn các đồng nghiệp trong khoa công nghệ  điện – điện   lạnh, trường Trung cấp kinh tế   Kỹ  Thuật Quận 12 đã có những đóng góp quý báu để  cuốn giáo trình được hoàn thành. TP.HỒ CHÍ MINH, ngày…..tháng…. năm 2017 Tham gia biên soạn GV. Nguyễn Thành Công               Chủ biên  .                                                                                                                                                    .   Trang 1
  2. Giáo trình truyền động điện                                                                 Tr ường TC KTKT   Q12     MỤC LỤC  .                                                                                                                                                    .   Trang 2
  3. Giáo trình truyền động điện                                                                 Tr ường TC KTKT   Q12     TÊN MÔ ĐUN: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Mã mô đun: MH15 I. Vị trí, tính chất của môn học: ­ Vị trí: Trước khi học môn học này cần hoàn thành các mô đun và môn học cơ  sở,  đặc biệt các mô đun và môn học: Mạch điện; Trang bị điện; Máy điện. ­ Tính chất: Là môn chuyên ngành thuộc các môn học đào tạo nghề bắt buộc. II. Mục tiêu môn học ­ Về kiến thức:    Trình bày được nguyên tắc và phương pháp điều khiển tốc độ  của hệ  truyền   động điện.  Đánh giá được đặc tính động của hệ điều khiển truyền động điện. ­ Về kỹ năng: Tính chọn được động cơ điện cho hệ truyền động không điều chỉnh. Lựa chọn được các bộ biến đổi phù hợp với yêu cầu hệ truyền động ­ Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:  ̣ ́ ̉ ̣ ̉ ̉ ́ ư duy khoa hoc va sang tao. Ren luyên tinh cân thân, ti mi, chinh xac, t ̀ ́ ̣ ̀ ́ ̣ III. Nội dung môn học: 1. Nội dung tổng quát và phân phối thời gian:  Thời gian (giờ) Số  Thực  Tên  TT hành, thí  chương  Tổng  Lý  nghiệm,  Kiểm  mục   số  thuyết thảo  tra luận, bài  tập  Bài mở đầu: Khái quát chung về hệ  1 1 1 truyền động điện Bài 1.  2 2 2 Cơ học truyền động điện.  .                                                                                                                                                    .   Trang 3
  4. Giáo trình truyền động điện                                                                 Tr ường TC KTKT   Q12     Bài 2. Các đặc tính và trạng thái làm  3 10 10 việc của động cơ điện. Bài 3. Điều khiển tốc độ truyền  4 10 10 động điện. Bài 4. Ổn định tốc độ của hệ thống  5 7 6 1 truyền động điện. Bài 5. Đặc tính động của hệ truyền  6 8 8 động điện. Bài 6. Chọn công suất động cơ cho  7 7 6 1 hệ truyền động điện. Cộng: 45 43 2  .                                                                                                                                                    .   Trang 4
  5. Giáo trình truyền động điện                                                                 Tr ường TC KTKT   Q12     BÀI MỞ ĐẦU: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG  ĐIỆN 1. Khái quát chung về hệ truyền động  1.1.1. Ñònh nghóa:  Truyeàn ñoäng ñieän (TÑÑ) laø quaù trình duøng naêng löôïng ñieän (ñieän naêng)  bieán ñoåi thaønh naêng löôïng cô hoïc (cô naêng) ñeå truyeàn ñoäng löïc nhaèm laøm vaän  haønh moät heä thoáng maùy moùc thieát bò hoaëc moät daây chuyeàn saûn xuaát trong  coâng nghieäp.  Heä thoáng TÑÑ laø moät taäp hôïp bao goàm caùc thieát bò duøng ñeå bieán ñoåi  naêng löôïng ñieän thaønh naêng löôïng cô vaø caû caùc thieát bò duøng ñeå ñieàu khieån,  hoã trôï quaù trình bieán ñoåi ñoù. 1.1.2. Caáu truùc: Moät heä thoáng TÑÑ, trong tröôøng hôïp toång quaùt, bao goàm caùc phaàn töû cô  baûn sau: Hình1.1:  Sô ñoà caáu truùc moät heä thoáng truyeàn ñoäng ñieän * Nguoàn naêng löôïng: Cung caáp toaøn boä naêng löôïng ñaàu vaøo ñeå laøm cô sôû  vaän haønh cho caû heä thoáng truyeàn ñoäng. * Boä bieán ñoåi coâng suaát: Bieán ñoåi vaø ñieàu khieån naêng löôïng nguoàn sang  daïng thích hôïp vôùi ñoäng cô vaø yeâu caàu cuûa taûi.  .                                                                                                                                                    .   Trang 5
  6. Giáo trình truyền động điện                                                                 Tr ường TC KTKT   Q12     * Boä ñieàu khieån: Coù chöùc naêng theo doõi vaø ñieàu khieån ñeå ñaûm baûo söï  hoaït ñoäng vaø tính oån ñònh cuûa heä truyeàn ñoäng. * Tín hieäu ñaët: Bao goàm caùc thoâng soá, chæ tieâu, caùc tín hieäu ñaõ ñöôïc  chuaån hoùa theo caùc yeâu caàu ñieàu khieån. * Ñoäng cô ñieän: Duøng  ñeå  bieán ñoåi ñieän naêng thaønh cô naêng (cheá ñoä  ñoäng cô) hay cô naêng thaønh ñieän naêng (cheá ñoä maùy phaùt khi thöïc hieän caùc  traïng thaùi haõm ñieän) * Maùy saûn xuaát  hay cô caáu chaáp haønh: Duøng ñeå thöïc hieän caùc quy trình  saûn xuaát cuï theå cuõng nhö caùc yeâu caàu coâng ngheä nhaát ñònh. 1.1.3. Phaân loaïi heä thoáng TÑÑ: Caùc heä thoáng TÑÑ ñöôïc phaân loaïi theo nhieàu hình thöùc khaùc nhau: 1.1.3.1. Theo soá löôïng ñoäng cô  truyeàn ñoäng:  Truyeàn ñoäng nhoùm : Laø heä truyeàn ñoäng trong ñoù chæ goàm moät ñoäng cô  keùo moät nhoùm goàm nhieàu maùy saûn xuaát.  Truyeàn ñoäng ñôn ñoäng cô: Trong heä thoáng TÑÑ naøy, moät ñoäng cô ñieän  keùo toaøn boä heä truyeàn ñoäng cuûa moät maùy saûn xuaát. Caùc chuyeån ñoäng phöùc  taïp khaùc nhau trong maùy ñeàu laáy töø ñoäng cô duy nhaát ñoù thoâng qua caùc keát  caáu cô khí töông thích.  Truyeàn ñoäng ña ñoäng cô: Laøheä thoáng maø trong ñoù moãi chuyeån ñoäng  rieâng bieät cuûa moät maùy saûn xuaát (lôùn) laø do moät ñoäng cô rieâng bieät nhaát  ñònh thöïc hieän. 1.1.3.2. Theo ñaëc ñieåm cuûa chuyeån ñoäng truyeàn ñoäng:  Truyeàn   ñoäng   quay:  Vieäc   truyeàn   ñoäng   trong   heä   thoáng   ñöôïc   thöïc   hieän  döôùi daïng caùc chuyeån ñoäng quay troøn, coù hoaëc khoâng coù caùc traïng thaùi thay  ñoåi chieàu quay cuûa ñoäng cô.  Truyeàn ñoäng thaúng: Vieäc truyeàn ñoäng trong heä thoáng ñöôïc thöïc hieän  döôùi daïng caùc chuyeån ñoäng thaúng, tònh tieán, qua laïi, chuyeån ñoäng tröôït… 1.1.3.3. Theo cheá ñoä laøm vieäc cuûa heä thoáng:  Cheá ñoä laøm vieäc lieân tuïc: Heä thoáng truyeàn ñoäng ñieän vaän haønh lieân  tuïc trong thôøi gian laâu daøi  .                                                                                                                                                    .   Trang 6
  7. Giáo trình truyền động điện                                                                 Tr ường TC KTKT   Q12      Cheá ñoä laøm vieäc giaùn ñoaïn: Heä thoáng truyeàn ñoäng ñieän laøm vieäc  trong nhöõng khoaûng thôøi gian ngaén haïn, giaùn ñoaïn, coù theå laëp laïi hoaëc khoâng  laëp laïi. 1.1.3.4. Theo phaân loaïi nguoàn ñieän cung caáp:  Truyeàn ñoäng ñieän xoay chieàu: Nguoàn naêng löôïng cung caáp cho toaøn boä  heä thoáng truyeàn ñoäng ñieän laø nguoàn ñieän xoay chieàu vaø vieäc truyeàn ñoäng  ñieän ñöôïc thöïc hieän baèng caùc ñoäng cô ñieän xoay chieàu.  Truyeàn ñoäng ñieän moät chieàu: Nguoàn naêng löôïng cung caáp cho toaøn boä  heä thoáng truyeàn ñoäng laø nguoàn moät chieàu vaø vieäc truyeàn ñoäng ñieän ñöôïc  thöïc hieän baèng caùc ñoäng cô ñieän moät chieàu. Loaïi naøy coøn ñöôïc phaân ra 2 loaïi  hình döïa theo thieát bò bieán ñoåi nguoàn nhö sau: *  Heä Maùy phaùt ­ Ñoäng cô (F­Ñ): Ñoäng cô ñieän moät chieàu ñöôïc caáp nguoàn  töø moät maùy phaùt ñieän moät chieàu. *  Heä Chænh löu ­ Ñoäng cô (CL­Ñ): Ñoäng cô ñieän moät chieàu ñöôïc caáp nguoàn  moät chieàu thoâng qua moät boä chænh löu töø löôùi xoay chieàu. 1.1.3.5. Theo ñaëc tính thay ñoåi caùc thoâng soá ñieän cuûa heä thoáng:  Truyeàn ñoäng khoâng ñieàu chænh: Ñoäng cô truyeàn ñoäng ñöôïc noái tröïc tieáp  vôùi nguoàn ñieän vaø laøm vieäc vôùi moät toác ñoä nhaát ñònh. Caùc thoâng soá ñieän  cuûa heä thoáng chæ bò thay ñoåi do aûnh höôûng cuûa caùc nhieãu loaïn beân ngoaøi.  Truyeàn ñoäng coù ñieàu chænh: Caùc thoâng soá ñieän cuûa heä thoáng coù theå  ñöôïc thay ñoåi nhôø caùc thieát bò ñieàu khieån. Tuøy theo töøng yeâu caàu coâng ngheä  cuûa caùc maùy saûn xuaát maø coù truyeàn ñoäng ñieàu chænh toác ñoä, ñieàu chænh vò  trí, ñieàu chænh löïc hoaëc moment. 1.2. Caùc khaùi nieäm cô baûn veà ñaëc tính cô cuûa maùy saûn xuaát: 1.2.1. Ñaëc tính cô cuûa maùy saûn xuaát: Ñaëc tính cô cuûa maùy saûn xuaát hay ñaëc tính cô cuûa phuï taûi laø quan heä giöõa  moment cuûa phuï taûi vôùi toác ñoä quay. Theo caùc keát quaû thöïc nghieäm, ñaëc tính  cô cuûa phuï taûi ñöôïc bieåu dieãn döôùi daïng phöông trình toång quaùt sau: Mc = Mco + (Mcñm – Mco) ( (1.1) Trong ñoù:  .                                                                                                                                                    .   Trang 7
  8. Giáo trình truyền động điện                                                                 Tr ường TC KTKT   Q12      Mc       : Moment caûn öùng vôùi toác ñoä   . (Coøn goïi laø moment  phuï taûi).  Mco   : Moment caûn öùng vôùi toác ñoä   = 0.  Mcñm : Moment caûn (ñònh möùc) öùng vôùi toác ñoä   =  ñm .             : Heä soá laøm vieäc phuï thuoäc vaøo tính chaát cuûa töøng loaïi  maùy saûn xuaát. 1.2.2. Caùc daïng ñaëc bieät cuûa ñaëc tính cô cuûa maùy saûn xuaát: 1.2.2.1. Ñoà thò ñaëc tính cô cuûa maùy saûn xuaát: Hình 1.2: Ñoà thò bieåu dieãn caùc ñaëc tính cô cuûa maùy saûn xuaát 1.2.2.2. Caùc daïng ñaëc bieät cuûa ñaëc tính cô: Töø phöông trình toång quaùt cuûa ñaëc tính cô cuûa maùy saûn xuaát (hay ñaëc tính  cô phuï taûi): Mc = Mco + (Mcñm – Mco) ( Ta coù caùc tröôøng hôïp sau:   = 0: Phöông trình (1.1) trôû thaønh: Mc = Mcñm Ñaëc tính cô laø ñöôøng (1) treân hình 1.2. Ñoù laø ñaëc tính cô cuûa caùc cô caáu  naâng­haï caùc taûi troïng löôïng, caùc baêng taûi khi khoái löôïng di chuyeån khoâng thay  ñoåi trong suoát quaù trình truyeàn ñoäng, cô caáu aên dao cuûa maùy caét goït kim loaïi,…  Tröôøng hôïp naøy moment caûn khoâng phuï thuoäc vaøo toác ñoä.   = 1: phöông trình (1.1) trôû thaønh :  .                                                                                                                                                    .   Trang 8
  9. Giáo trình truyền động điện                                                                 Tr ường TC KTKT   Q12     Mc = Ñaëc tính cô laø ñöôøng (2), ñaây chính laø ñaëc tính cô cuûa maùy phaùt ñieän moät  chieàu vôùi taûi thuaàn trôû. Tröôøng hôïp naøy moment caûn tæ leä baäc nhaát vôùi toác  ñoä.   = 2: phöông trình (1.1) trôû thaønh: Mc =  Ñaëc tính cô laø ñöôøng (3), laø ñaëc tính cô cuûa caùc maùy bôm ly taâm, maùy quaït  gioù,... Tröôøng hôïp naøy moment caûn tæ leä baäc hai vôùi moment toác ñoä.   = ­1: phöông trình (1.1) trôû thaønh: Mc = Ñaëc tính cô laø ñöôøng (4), ñaây laø ñaëc tính cô cuûa cô caáu caùc maùy cuoán  daây, cuoän giaáy, truyeàn ñoäng quay truïc chính cuûa caùc maùy caét goït kim loaïi,...  Moment caûn ôû ñaây tæ leä nghòch vôùi toác ñoä. Ñaëc tính moment cuûa phuï taûi ñöôïc phaân bieät thaønh hai loaïi: Ñaëc tính cuûa  moment caûn phaûn khaùng (moment caûn thuï ñoäng) vaø ñaëc tính cuûa moment caûn  theá naêng (moment caûn tích cöïc).  Moment caûn theá naêng  khoâng phuï thuoäc vaøo chieàu quay nhö   caùc taùc  ñoäng cuûa taûi taïo ra töø löïc ñaøn hoài cuûa caùc loø xo,…  Moment caûn phaûn khaùng luoân luoân choáng laïi chieàu quay nhö moment ma  saùt, moment cuûa cô caáu aên dao trong caùc maùy caét goït kim loaïi …   .                                                                                                                                                    .   Trang 9
  10. Giáo trình truyền động điện                                                                 Tr ường TC KTKT   Q12     2. Phụ tải và phần cơ của truyền động điện Phần cơ của hệ truyền động điện bao gồm các phần tử chuyển động từ rotor động   cơ  cho đến cơ  cấu công tác. Mỗi phần tử  chuyển động được đặc trưng bởi các đại  lượng sau: ­ Lực tác động (F): N (Niuton) - Momen tác động (M): Nm (Niuton mét) - Tốc độ góc (ω): rad/s (radian/giây) - Tốc độ thẳng (v): m/s (mét/giây) - Momen quán tính (J): kgm2 (kilogam khối mét bình phương) - Khối lượng (m): kg (kilogam khối). Chú ý: Nếu các đại lượng trên cho theo các đơn vị khác thì khi tính toán cần đổi về hệ  đơn vị đo lường quốc tế (SI) như đã nêu trên. Ví dụ, nếu lực cho theo KG, momen cho theo   2 2 KGm, tốc độ cho theo vòng/phút, quán tính cho theo momen đà GD  với đơn vị là KGm , thì: 2 2 ­ 1KG = 9.8 N; 1KGm = 9.8 Nm; 1 vòng/phút = 9,55 rad/s; GD  [KGm2] = 4J [Kgm ].  .                                                                                                                                                    .   Trang 10
  11. Giáo trình truyền động điện                                                                 Tr ường TC KTKT   Q12     BÀI 1: CƠ HỌC TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Mục tiêu:         ­ Nhận dạng được các khâu cơ khí cơ bản của hệ truyền động điện. ­ Tính toán qui đổi mô men cản, lực cản, mô men quán tính về đâu tr ̀ ục động cơ. ­ Xây dựng được phương trình chuyển động của hệ truyền động điện. ­ Phân biệt được các trạng thái làm việc của hệ truyền động điện. ­ Rèn luyện đức tính chu đông, nghiêm tuc trong hoc tâp va công viêc. ̉ ̣ ́ ̣ ̣ ̀ ̣ Nội dung: a.1. Các khâu cơ khí của truyền động điện, tính toán qui đổi các khâu cơ khí của  truyền động điện.  Khi nghieân cöùu söï laøm vieäc cuûa heä thoáng TÑÑ, ta thöôøng chuù yù ñeán ba  yeáu toá:  Löïc hay Moment: (F, M)  Toác ñoä chuyeån ñoäng: ( ).  Thôøi gian chuyeån ñoäng: (t). Chuyeån   ñoäng   cuûa   moät   heä   thoáng   TÑÑ   thoâng   thöôøng   chæ   goàm   hai   loaïi:  Chuyeån ñoäng tònh tieán vaø chuyeån ñoäng quay. 1.1. Heä thoáng chuyeån ñoäng tònh tieán: Trong heä thoáng chuyeån ñoâng tònh tieán, thoâng thöôøng vaät chuyeån ñoäng coù  khoái löôïng khoâng ñoåi hoaëc ñöôïc xem nhö khoâng ñoåi (vì löôïng thay ñoåi laø nhoû  so vôùi khoái löôïng toaøn boä phaàn chuyeån ñoäng), neân theo ñònh luaät II Newton, ta  coù phöông trình cuûa chuyeån ñoäng tònh tieán: Fñ – Fc = Fa = ma = m. (1.3) Trong ñoù :  Fc :  löïc caûn chuyeån ñoäng cuûa cô caáu saûn xuaát       (N)  Fñ :  löïc phaùt ñoäng do ñoäng cô ñieän sinh ra             (N)  .                                                                                                                                                    .   Trang 11
  12. Giáo trình truyền động điện                                                                 Tr ường TC KTKT   Q12      Fa :  löïc taïo ra gia toác cho chuyeån ñoäng                   (N)  m :  khoái löôïng quaùn tính cuûa vaät chuyeån ñoäng      (kg)  a =  : gia toác chuyeån ñoäng                                  (m/s2) 1.2. Heä thoáng chuyeån ñoäng quay: Trong   heä   thoáng   chuyeån   ñoäng   quay,   neáu   cuõng   xem   moment   quaùn   tính   laø  khoâng ñoåi thì töông töï, aùp duïng ñònh luaät II  Newton, ta cuõng coù: Mñ – Mc = M  = J.  = J. (1.4) Trong ñoù:  Mc: moment caûn do cô caáu saûn xuaát taùc duïng leân heä thoáng (N.m)  Mñ: moment do ñoäng cô ñieän taïo ra (N.m)  M : moment taïo ra gia toác goùc cho chuyeån ñoäng (N.m)  J   : moment quaùn tính cuûa heä truyeàn ñoäng quay (N.m)     =  : gia toác goùc cuûa heä thoáng (rad/s2) Caùc phöông trình (1.3) vaø (1.4) laø caùc phöông trình cô baûn cuûa heä chuyeån  ñoäng tònh tieán vaø cuûa heä chuyeån ñoäng quay. Toác ñoä quay khi tính theo ñôn vò (v/p) laø n vaø khi theo tính ñôn vò (rad/s)  laø  ñöôïc bieåu dieãn theo quan heä sau:  = 2p  (rad/s) (1.5) Vì vaäy (1.4)  trôû thaønh:  M  = J.   =  (1.6) Töø caùc phöông trình (1.3) vaø (1.4) ta thaáy: Khi  a =  > 0 nghóa laø: Fñ > Fc      Hoaëc     =  > 0 nghóa laø: Mñ > Mc Khi  a =   
  13. Giáo trình truyền động điện                                                                 Tr ường TC KTKT   Q12     taïi ôû moät trong hai traïng thaùi laøm vieäc laø Traïng thaùi ñoäng cô hoaëc Traïng thaùi  haõm (traïng thaùi maùy phaùt) Quy taéc xeùt daáu moment phaûi töông öùng vôùi chieàu chuyeån ñoäng, ngöôøi ta  quy öôùc caùc moment höôùng cuøng chieàu quay cuûa truyeàn ñoäng coù giaù trò döông,  coøn caùc moment höôùng ngöôïc chieàu quay cuûa truyeàn ñoäng seõ coù giaù trò aâm. Ñoái vôùi vieäc xeùt daáu toác ñoä, ngöôøi ta quy öôùc chieàu chuyeån ñoäng cuûa  ñoäng cô laø döông, baát chaáp ñoäng cô quay theo chieàu naøo. Vaø vì vaäy: *  Moment  cuûa   ñoäng  cô  ôû   traïng  thaùi  ñoäng  cô   seõ   mang  daáu  döông  vì  noù  höôùng theo chieàu quay ñoäng cô, coøn ôû traïng thaùi haõm laø aâm vì höôùng ngöôcï  chieàu quay ñoäng cô. Phöông trình caân baèng coâng suaát cuûa moät heä TÑÑ laø: Pñ = Pc  +  P Trong ñoù: Pñ – coâng suaát ñieän cung caáp cho heä TÑÑ Pc – coâng suaát cô maø heä tieâu thuï P – toån thaát coâng suaát Quan heä giöõa Pc vaø MÑ  theo bieåu thöùc sau: Pc = MÑ . * Moment cuûa maùy saûn xuaát hay moment caûn coù daáu tuøy thuoäc vaøo phaân  loaïi sau: + Moment caûn phaûn khaùng luoân coù chieàu choáng laïi chuyeån ñoäng do ñoäng  cô tieán haønh. Moment seõ ñaûo chieàu khi ñoåi chieàu quay cuûa ñoäng cô. Caùc moment caûn loaïi naøy thöôøng laø moment ma saùt, moment caét cuûa caùc  maùy caét goït kim loaïi… + Moment caûn theá naêng luoân coù chieàu taùc ñoäng khoâng thay ñoåi khi ñoäng  cô ñoåi chieàu quay. Do vaäy, neáu ôû chieàu quay naøy, moment caûn theá naêng gaây  caûn trôû chuyeån ñoäng  thì ôû chieàu quay ngöôïc laïi, noù seõ hoã trôï chuyeån ñoäng. Moment caûn theá naêng chính laø caùc tröôøng hôïp moment caûn trong caùc cô caáu  naâng­haï caàn truïc, caåu truïc, palaêng…  .                                                                                                                                                    .   Trang 13
  14. Giáo trình truyền động điện                                                                 Tr ường TC KTKT   Q12     Hình 1.4: Caùc traïng thaùi laøm vieäc cuûa ñoäng cô ñieän treân caùc goùc phaàn tö ñaëc  tính cô. Hình 1.5: Caùc loaïi moment caûn (a) Moment caûn phaûn khaùng; (b) Moment caûn theá naêng 1.4. Quy ñoåi caùc ñaïi löôïng veà truïc ñoäng cô: Moät heä thoáng truyeàn ñoäng ñieän coù theå goàm nhieàu boä phaän chuyeån ñoäng,  caùc   boä   phaän  ñoù  coù   theå   coù   nhöõng  hình   thöùc   chuyeån   ñoäng   khaùc   nhau   theo  nhöõng toác ñoä chuyeån ñoäng khaùc nhau. Khi nghieân cöùu veà quaù trình vaän haønh cuûa heä thoáng TÑÑ, ta caàn thaønh  laäp phöông trình chuyeån ñoäng cuûa toaøn boä heä thoáng. Caùc phöông trình (1.3), (1.4)  chæ ñuùng khi toaøn boä caùc ñaïi löôïng ñeàu ñöôïc khaûo saùt ôû cuøng moät thôøi  ñieåm vaø taïi cuøng vò trí nhaát ñònh naøo ñoù. Do ñoù ta phaûi tính toaùn quy ñoåi caùc  ñaïi löôïng löïc caûn Fc, moment caûn Mc,  moment quaùn tính J, khoái löôïng quaùn tính m  veà moät ñieåm, thoâng thöôøng laø truïc ñoäng cô.  .                                                                                                                                                    .   Trang 14
  15. Giáo trình truyền động điện                                                                 Tr ường TC KTKT   Q12     Nguyeân taéc tính quy ñoåi döïa treân cô sôû ñònh luaät baûo toaøn naêng löôïng,  nghóa laø coâng suaát hoaëc ñoäng naêng cuûa heä thoáng tröôùc vaø sau quy ñoåi phaûi  baèng nhau. 1.4.1. Quy  ñoåi moment caûn veà truïc ñoäng cô: Ñoái vôùi cô caáu treân hình 1.6, moment caûn Mc treân tang quay caàn phaûi ñöôïc  quy ñoåi veà truïc ñoäng cô, töùc laø caàn xaùc ñònh giaù trò moment quy ñoåi töông öùng  Mqñ   ñaët treân truïc ñoäng cô. Hay noùi caùch khaùc, giaù trò moment quy ñoåi Mqñ   veà  truïc ñoäng cô laø giaù trò moment cuûa ñoäng cô caàn coù taïi truïc cuûa noù ñeå sau khi  truyeàn qua heä truyeàn löïc tôùi tang quay phaûi  coù giaù trò ñuû lôùn ñeå thaéng moment  caûn Mc. Coâng do ñoäng cô sinh ra truyeàn tôùi tang troáng laø: Mqñ .   Ñ .   . t Trong ñoù:   hieäu suaát cuûa cô caáu truyeàn löïc töø ñoäng cô tôùi tang quay:  =  1  .  2 (1.7) Theo ñònh luaät baûo toaøn naêng löôïng thì coâng naøy baèng coâng ôû tang quay,  töùc laø: Mqñ .   Ñ .  . t =  Mc .   T . t Hay:   (N.m) (1.8) Vôùi: (1.9) Trong ñoù: i  laø tyû soá truyeàn löïc töø truïc ñoäng cô tôùi truïc tang troáng. i = i1 . i2 . i3  … (1.10)  .                                                                                                                                                    .   Trang 15
  16. Giáo trình truyền động điện                                                                 Tr ường TC KTKT   Q12     Vaäy, ñoäng cô muoán khaéc phuïc ñöôïc moment caûn  Mc  taïi truïc tang quay thì  phaûi sinh ra moät moment Mqñ treân truïc cuûa noù tính theo coâng thöùc (1.8) 1.4.2. Quy ñoåi löïc caûn cuûa moment tònh tieán thaønh moment treân truïc ñoäng  cô: Ñoái vôùi cô caáu truyeàn ñoäng treân hình (1.6) khi tính quy ñoåi veà truïc ñoäng cô  löïc Fc do vaät chuyeån ñoäng tònh tieán gaây ra vôùi moät toác ñoä v. Coâng maø ñoäng cô  caàn coù ñöôïc tính bôûi coâng thöùc sau: Fc . v . t Vaäy: Mqñ . ñ .  .t =Fc.v.t Hay: Mqñ  =  (N.m) (1.11) Trong ñoù     laø baùn kính quy ñoåi cuûa chuyeån ñoäng tònh tieán veà truïc ñoäng  cô. 1.4.3. Quy  ñoåi moment quaùn tính veà truïc ñoäng cô Moment quaùn tính J vaø khoái quaùn tính m ñaëc tröng cho tính “ ì ” cuøa moät vaät  chuyeån ñoäng quay troøn vaø chuyeån ñoäng thaúng. Trong moät heä thoáng TÑÑ, caùc  phaàn töû chuyeån ñoäng ñeàu coù moment quaùn tính (neáu laø chuyeån ñoäng quay)  hoaëc khoái quaùn tính (neáu laø chuyeån ñoäng thaúng) vaø khi khaûo saùt tính toaùn  cuõng caàn quy ñoåi chuùng veà truïc ñoäng cô. Ñeå tính quy ñoåi moment quaùn tính cuûa tang quay  Jt   treân truïc quay T4  thaønh  moment quaùn tính quy ñoåi  Jqñ  treân truïc ñoäng cô, ta tính ñoäng naêng tích luõy cuûa  tang quay: Vaø ñoäng naêng tích luõy treân truïc ñoäng cô töông öùng vôùi moment quy ñoåi Jqñ Theo ñònh luaät baûo toaøn naêng löôïng ta coù:  =  Suy ra :  Jqñ = (1.12) 1.4.4.   Quy   ñoåi   khoái   quaùn   tính   cuûa   chuyeån   ñoäng   tònh   tieán   thaønh   moment  quaùn tính treân truïc ñoäng cô: Treân hình (1.6) chuyeån ñoäng tònh tieán cuûa khoái m tích luõy ñöôïc moät ñoäng  naêng:  .                                                                                                                                                    .   Trang 16
  17. Giáo trình truyền động điện                                                                 Tr ường TC KTKT   Q12     Ta coù moment quaùn tính quy ñoåi töông öùng ñöôïc suy töø ñònh luaät baûo toaøn  naêng löôïng:  =  2 Suy ra: Jqñ  =  m (1.13) Toång quaùt, vôùi heä TÑÑ ñöôïc bieåu dieãn nhö treân hình 1.6 thì toaøn boä caùc  moment quaùn tính,  khoái quaùn tính ñöôïc  quy ñoåi veà truïc ñoäng cô seõ  taïo ra  1  moment quaùn tính cuûa toaøn boä heä thoáng: 2 Jqñ heä thoáng =  JÑ  +    +   +  + m Truïc1 Truïc2   Truïc3     Truïc4 Phöông trình ñoäng löïc hoïc vieát treân truïc ñoäng cô (Truïc 1) laø: MÑ ­ Mqñ =  Jqñ heä thoáng .  Vôùi Mqñ laø moment tính töø khaâu cuoái cuøng cuûa heä truyeàn ñoäng. (Ñoái vôùi  ví duï treân, moment quy ñoåi Mqñ  ñöôïc tính theo coâng thöùc (1.11)) a.2. Đặc tính cơ của máy sản xuất, động cơ. ­ Đặc tính cơ của máy sản xuất + Đặc tính cơ của máy sản xuất là quan hệ giữa tốc độ quay và mômen cản của máy  sản xuất:  Mc = f( )  + 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 ứng với tốc độ                   Mco ­ mômen ứng với tốc độ   = 0.                 Mđm ­ mômen ứng với tốc độ định mức  đm  .                                                                                                                                                    .   Trang 17
  18. Giáo trình truyền động điện                                                                 Tr ường TC KTKT   Q12     Hình 1.7: Đặc tính cơ của một số MSX. + Ta có các trường hợp số mũ q ứng với các tải:  ­ Khi q = ­1, mômen tỷ  lệ  nghịch với tốc độ, tương  ứng các cơ  cấu hình máy tiện,   doa, máy cuốn dây, cuốn giấy, ... (1) Đặc điểm của loại máy này là tốc độ làm việc càng   thấp thì mômen cản (lực cản) càng lớn.  ­ Khi q = 0, Mc = Mđm = const, tương ứng các cơ cấu máy nâng hạ, cầu trục, thang   máy, băng tải, cơ cấu ăn dao máy cắt gọt, ... (2)  ­ Khi q = 1, mômen tỷ lệ bậc nhất với tốc độ, tương ứng các cơ cấu ma sát, máy bào,  máy phát một chiều tải thuần trở…(3)  ­ Khi q = 2, mômen tỷ lệ bậc hai với tốc độ, tương ứng các cơ  cấu máy bơm, quạy  gió, máy nén,…(4)  * Ngoài ra, một số máy sản xuất có đặc tính cơ khác, như:  ­ Mômen phụ thuộc vào góc quay Mc = f( );hoặc mômen phụ thuộc vào đường đi Mc  = f(s), các máy công tác có pittông, các máy trục không có cáp cân bằng có đặc tính thuộc  loại này. ­ Mômen phụ thuộc vào số vòng quay và đường đi Mc = f( ,s) như các loại xe điện.  ­ Mômen phụ thuộc vào thời gian Mc = f(t) như máy nghiền đá, nghiền quặng. ­ Đặc tính cơ của động cơ điện Đặc tính cơ của động cơ điện là quan hệ giữa tốc độ  quay và mômen của động cơ:   M = f( ) (1.3)  * Thường người ta phân biệt hai loại đặc tính cơ:  + Đặc tính cơ tự nhiên: là đặc tính có được khi động cơ nối theo sơ đồ bình thường,   không sử dụng thêm các thiết bị phụ trợ khác và các thông số  nguồn cũng như  của động   cơ là định mức. Như vậy mỗi động cơ chỉ có một đặc tính cơ tự nhiên.  .                                                                                                                                                    .   Trang 18
  19. Giáo trình truyền động điện                                                                 Tr ường TC KTKT   Q12     + Đặc tính cơ nhân tạo hay đặc tính cơ điều chỉnh: là đặc tính cơ nhận được sự thay  đổi một trong các thông số nào đó của nguồn, của động cơ hoặc nối thêm thiết bị phụ trợ  vào mạch, hoặc sử  dụng các sơ  đồ  đặc biệt. Mỗi động cơ  có thể  có nhiều đặ  tính cơ  nhân tạo. Độ cứng đặc tính cơ:  + Đánh giá và so sánh các đặc tính cơ, người ta đưa ra khái niệm “độ  cứng đặc tính   cơ ” và được tính:  Nếu đặc tính cơ tuyến tính thì:   =    M/    Hoặc theo hệ đơn vị  tương đối:    dM /d  là lượng sai phân của mômen  M và  Hình 1.8: Độ cứng đặc tính cơ. + Động cơ không đồng bộ có độ cứng đặc tính cơ thay   đổi giá trị ( > 0, 
  20. Giáo trình truyền động điện                                                                 Tr ường TC KTKT   Q12     5. Mômen quán tính là gì? Đơn vị đo lường của nó? Công thức tính quy đổi mômen   quán tính từ tốc độ ωi nào đó về tốc độ của trục động cơ ω ?  6. Thế nào là mômen cản thế năng? Đặc điểm của nó thể hiện trên đồ  thị  theo tốc   độ? Lấy ví dụ một cơ cấu có mômen cản thế năng.  7. Thế  nào là mômen cản phản kháng? Lấy ví dụ  một cơ  cấu có mômen cản phản  kháng.  8. Định nghĩa đặc tính cơ của máy sản xuất. Phương trình tổng quát của nó và giải  tích các đại lượng trong phương trình?  9. Hãy vẽ đặc tính cơ của các máy sản xuất sau: máy tiện; cần trục, máy bào, máy   bơm.  10. Viết phương trình chuyển động cho hệ truyền động điện có phần cơ dạng mẫu  cơ học đơn khối và giải thích các đại lượng trong phương trình?  11. Dùng phương trình chuyển động để  phân tích các trạng thái làm việc của hệ  thống truyền động tương ứng với dấu của các đại lượng M và Mc?  12. Định nghĩa đặc tính cơ của động cơ điện?  13. Định nghĩa độ cứng đặc tính cơ? Có thể xá định độ cứng đặc tính cơ theo những  cách nào? BÀI 2: CÁC ĐẶC TÍNH  VÀ CÁC TRẠNG THÁI LÀM VIỆC CỦA  ĐỘNG CƠ ĐIỆN Mục tiêu          ­ Xây dựng được đặc tính cơ  của các động cơ  điện một chiều (DC), động cơ  điện  không đồng bộ, động cơ điện đồng bộ.  .                                                                                                                                                    .   Trang 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2