Mô đun: Trang bị điện - Nghề: Điện tử công nghiệp (Trình độ: Trung cấp) - TS. Lê Văn Hiền (chủ biên)

Chia sẻ: Hoa La Hoa | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:135

Thêm vào BST

Báo xấu

254
lượt xem 73
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình có kết cấu gồm 3 bài học chính: Bài 1 Điều chỉnh tốc độ động cơ điện, Bài 2 Tự động khống chế truyền động điện, Bài 3 Trang bị điện cho máy công nghiệp. Nội dung giáo trình được biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức và kỹ năng chặt chẽ với nhau, logíc.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Mô đun: Trang bị điện - Nghề: Điện tử công nghiệp (Trình độ: Trung cấp) - TS. Lê Văn Hiền (chủ biên)

1 BỘ LAO ĐỘNG THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TỔNG CỤC DẠY NGHỀ GIÁO TRÌNH Mô đun: TRANG BỊ ĐIỆN NGHỀ: ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số:120/QĐTCDN ngày 25 tháng 02 năm 2013 của Tổng cục trưởng Tổng cục Dạy nghề NĂM 2013
2
3 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
4 LỜI GIỚI THIỆU Để thực hiện biên soạn giáo trình đào tạo nghề Điện tử công nghiệp ở trình độ Cao Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề, giáo trình Đo Lường Điện Tử là một trong những giáo trình môn học đào tạo chuyên ngành được biên soạn theo nội dung chương trình khung được Bộ Lao động Thương binh Xã hội và Tổng cục Dạy Nghề phê duyệt. Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức và kỹ năng chặt chẽ với nhau, logíc. Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới có liên quan đến nội dung chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết và thực hành được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế trong sản xuất đồng thời có tính thực tiển cao. Nội dung giáo trình được biên soạn với dung lượng thời gian đào tạo 60 giờ gồm có: Bài M1501: Điều chỉnh t ốc độ động cơ điện Bài M1502: Tự động khống ch ế truy ền động điện Bài M1503: Trang bị điện cho máy công nghiệp Trong quá trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu cũng như khoa học và công nghệ phát triển có thể điều chỉnh thời gian và bổ sung những kiên thức mới cho phù hợp. Trong giáo trình, chúng tôi có đề ra nội dung thực tập của từng bài để người học cũng cố và áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ năng. Tuy nhiên, tuy theo điều kiện cơ sở vật chất và trang thiết bị, các trường có thề sử dụng cho phù hợp. Tuy nhiên, tùy theo điều kiện cơ sở vật chất và trang thiết bị, các trường có thề sử dụng cho phù hợp. Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng được mục tiêu đào tạo nhưng không tránh được những khiếm khuyết. Rất mong nhận được đóng góp ý kiến của các thầy, cô giáo, bạn đọc để nhóm biên soạn sẽ hiệu chỉnh hoàn thiện hơn. Các ý kiến đóng góp xin gửi về Trường Cao đẳng nghề Lilama 2, Long Thành Đồng Nai Đồng Nai, ngày 10 tháng 06 năm 2013 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên TS. Lê Văn Hiền 2. KS. Trương Thanh Inh 3. KS. Lê Hồng Hạnh
5 MỤC LỤC TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN ................................................................................................... 3 LỜI GIỚI THIỆU ................................................................................................................. 4 MỤC LỤC .............................................................................................................................. 5 MÔ ĐUN ............................................................................................................................... 9 TRANG BỊ ĐIỆN ................................................................................................................... 9 BÀI 1 .................................................................................................................................... 11 ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN ....................................................................... 11 1.Khái niệm chung về điều chỉnh tốc độ ....................................................................... 11 1.1.Khái niệm chung. ...................................................................................................... 11 1.2. Các chỉ tiêu điều chỉnh tốc độ ................................................................................. 11 1.2.1. Dải điều chỉnh tốc độ .................................................................................. 12 1.2.2. Độ trơn điều chỉnh ........................................................................................ 12 1.2.3. Độ ổn định tốc độ (độ cứng của đặc tính cơ) ............................................. 12 1.2.4. Tính kinh tế .................................................................................................... 12 1.2.5. Sự phù hợp giữa đặc tính điều chỉnh và đặc tính tải ................................... 12 1.3. Yêu cầu chung của việc điều chỉnh tốc độ động cơ điện. ................................... 13 2. Điều chỉnh tốc độ động cơ điện DC. ......................................................................... 13 2.1 Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ DC kích từ độc lập. ......................................... 13 2.2 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ ........................................................................ 16 2.2.1. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng .......................... 16 2.2.2. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông ........................................... 17 2.2.3. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở ở mạch phần ứng ............ 18 2.3. Nội dung thực hành: .............................................................................................. 19 2.3.1. Đấu nối mạch điều khiển tốc độ động cơ DC bằng cách thay đổi điện áp dùng hai nút nhấn thay đổi cấp tốc độ ................................................................... 19 2.3.2. Lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ DC bằng cách thay đổi điện trở phụ dùng hai nút nhấn thay đổi cấp tốc độ dùng khóa chéo, tự giữ thông qua nút dừng 21 .................................................................................................................................. 3. Điều chỉnh tốc độ động cơ điện không đồng bộ ba pha. ....................................... 24 3.1 Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ không đồng bộ 3 pha. ....................................... 24 3.2 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ ........................................................................ 26 3.2.1. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số: ............................................. 27 3.2.2. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi số cực: ............................................ 27 3.2.3. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp cung cấp cho stato: ............ 27 3.2.4. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở mạch rôto của động cơ rôto dây quấn: .................................................................................................................. 27 3.3. Nội dung thực hành: .............................................................................................. 28 3.3.1. Lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ roto lồng sóc bằng cách thay đổi tần số ................................................................................................. 28 3.3.2. Lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ roto lồng sóc bằng cách thay đổi điện áp cung cấp cho starto. Dùng biến áp từ ngẫu ........................ 30 3.3.3. Lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ roto lồng sóc bằng cách thay đổi số đôi cực ......................................................................................... 34 BÀI 2 .................................................................................................................................... 38
6 TỰ ĐỘNG KHỐNG CHẾ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN .......................................................... 38 1. Khái niệm chung về tự động khống chế ................................................................... 39 1.1. Định nghĩa ................................................................................................................ 39 1.2.Ký hiệu hình vẽ và chữ viết trên sơ đồ TĐKCTĐĐ ............................................. 40 1.2.1. Ký hiệu theo tiêu chuẩn đức: ........................................................................ 40 1.2.2. Ký hiệu theo tiêu chuẩn pháp ........................................................................ 42 1.2.3. Ký hiệu theo tiêu chuẩn mỹ .......................................................................... 44 1.2.4. Ký hiệu theo tiêu chuẩn Việt Nam ............................................................... 44 2. Các nguyên tắc tự động khống chế ............................................................................ 45 2.1. Nguyên tắc thời gian. ............................................................................................... 45 a. Nội dung nguyên tắc điều khiển theo thời gian: ...................................................... 45 2.2. Nguyên tắc dòng điện. ............................................................................................ 47 3.Tự động khống chế động cơ không đồng bộ roto lồng sóc. .................................. 49 3.1 Các mạch mở máy trực tiếp. .................................................................................... 49 3.1.4. Nội dung thực hành: .................................................................................... 57 3.2. Các mạch mở máy gián tiếp. ................................................................................... 64 3.2.1.Dùng điện kháng nối tiếp vào mạch stato. .................................................... 64 3.2.2. Dùng máy biến áp tự ngẫu ............................................................................ 67 3.2.3. Phương pháp đổi nối sao–tam giác ............................................................... 69 3.2.4. Nối tiếp điện trở vào rôto (đối với động cơ rôto dây quấn): ...................... 72 3.2.5. Nội dung thực hành: .................................................................................... 74 3.3 Các mạch hãm dừng động cơ ................................................................................... 80 3.3.1. Hãm động năng .............................................................................................. 80 3.3.2. Hãm tái sinh .................................................................................................... 82 3.3.3. Hãm ngược .................................................................................................... 83 3.3.4. Nội dung thực hành: .................................................................................... 85 4. Tự động khống chế động cơ khụng đồng bộ roto dây quấn. .................................. 89 4.1. Khống chế truyền động điện theo nguyên tắc dong điện ..................................... 89 4.1.1. Khởi động động cơ một chiều kích từ nối tiếp ........................................... 89 a. Giới thiệu sơ đồ .................................................................................................. 89 4.1.2. Khởi động động cơ rôtor dây quấn ......................................................... 90 4.2. Khống chế truyền động điện theo nguyên tắc hành trình .................................... 91 4.2.1. Hạn chế hành trình của các cơ cấu di chuyển .......................................... 91 4.2.2. Tự động đảo chiều quay (chiều chuyển động tịnh tiến của các bộ phận di chuyển ...................................................................................................................... 92 5. Tự động khống chế động cơ điện một chiều ................................................ 92 5.1. Khống chế truyền động điện theo nguyên tắc thời gian ....................................... 92 5.2. Khống chế truyền động điện theo nguyên tắc tốc độ ........................................... 93 BÀI 3 .................................................................................................................................... 96 TRANG BỊ ĐIỆN CHO MÁY CÔNG NGHIỆP ................................................................ 96 1. Trang bị điện điện tử cho máy cắt gọt kim lọai. ..................................................... 96 1.1 Trang bị điện cho máy tiện ....................................................................................... 96 1.1.1. Cấu tạo máy tiện ........................................................................................... 96 1.1.2. Nguyên lý vận hành máy tiện ....................................................................... 97 1.1.3. Trang bị điện trong một số máy tiện ......................................................... 100 1.1.4. Nội dung thực hành: .................................................................................. 110 1.2 Trang bị điện cho máy phay ................................................................................... 110 1.2.1.Khái niệm chung ........................................................................................... 110
7 1.2.2. Cấu tạo và cách phân loại máy phay .......................................................... 111 1.2.3. Máy phay 6P81, 6P11, 6P81 ...................................................................... 112 1.2.4. Mạch điện trong máy phay P82 và 6H82 (là máy phay của Liên Xô Kiểu 6H82, 6H83 và của Việt Nam kiểu P12A, P623, P82) ......................................... 113 1.2.5. Nội dung thực hành: ................................................................................... 114 1.3. Trang bị điện cho máy mài. ................................................................................... 114 1.3.1. Đặc điểm công nghệ ................................................................................... 114 1.3.2. Các đặc điểm về truyền động điện và trang bị điện của máy mài ........... 116 1.3.3. Nội dung thực hành: .................................................................................. 119 2. Trang bị điện điện tử cho cơ cấu sản xuất ........................................................... 119 2.1 Trang bị điện cho băng tải ...................................................................................... 119 2.2. N ội dung thực hành: ............................................................................................ 124 2.3. Trang bị điện cho cầu trục .................................................................................... 124 2.4. Nội dung thực hành: ............................................................................................ 130 2.5. Trang bị điện cho thang máy ................................................................................. 131 2.6. Nội dung thực hành: ............................................................................................ 133 Tài liệu cần tham khảo: .................................................................................................... 135
8
9 MÔ ĐUN TRANG BỊ ĐIỆN Mã mô đun: MĐ 15 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của môn học * Vị trí của môn học: Mô đun đượ c bố trí dạy sau các môn học cơ bản như linh ki ện điện tử, đo lườ ng điện tử, kỹ thuật xung s ố, có thể học song song v ới các môn cơ bản khác như máy điệ n, điện tử công suất, Vi m ạch t ương t ự... * Tính chất của môn học: Là mô đun kỹ thuật cơ sở ̃ ̉ * Y nghia cua mô đun: Là môn h ́ ọc bắt bu ộc ̀ ̉ * Vai tro cua mô đun: Sau khi học xong mô đun này, người học có thể ứng dụng để lắp đặt và vận các thiết bị điện công nghiệp, động cơ điện trong nhà máy sản xuất như: Điều khiển động cơ điện AC 1 pha, AC 3 pha, động cơ điện một chiều, có khả năng vận hành sửa chữa một số loại máy công nghiệp Mục tiêu của Mô đun: *Về kiến thức: - Phân tích đượ c nguyên lý, cách thực hiện phương pháp điề u chỉnh tốc độ động cơ 3 pha, động cơ một chiều. - Đọc, vẽ và phân tích các sơ đồ mạch điề u khiển dùng rơle công tắc tơ dùng trong khống ch ế động cơ 3 pha, độ ng cơ một chiều. * Về kỹ năng: - Phân tích qui trình làm việc và yêu cầu về trang bị điện cho máy cắt gọt kim loại (máy khoan, tiện, phay, bào, mài...); cho các máy sản suất (băng tải, cầu tr ục, thang máy, lò điệ n...) - Lắp đượ c các mạch điều khiển tốc độ độ ng cơ theo sơ đồ nguyên lý - Kiểm tra, xác định hư hỏng trên các mạch điện điều khiển chính xác * Về thái độ: - Rèn luyện tính tỷ mỉ, cẩn th ận, an toàn và vệ sinh công nghiệp Nội dung mô đun: Thời gian Lý Kiểm Mã bài Tên các bài trong mô đun Tổng Thực thuyế tra số hành t
10 Điều chỉnh t ốc độ động cơ 1501 điện 20 6 13 1 Khái niệm chung v ề điều 1 4 4 0 chỉnh tốc độ.. Điều chỉnh t ốc độ động cơ 2 8 1 7 điện DC. Điều chỉnh tốc độ động cơ 3 7 1 6 điện không đồng bộ ba pha. Tự động khống chế truyền 1502 20 8 11 1 động điện Khái niệm chung v ề t ự động 1 1 1 0 khống chế Các nguyên tắc tự động khống 2 1 1 0 chế. Tự động khống chế động cơ 3 7 2 5 không đồng bộ roto lồng sóc. Tự động khống chế động cơ không đồng bộ roto dây 4 5 2 3 quấn. Tự động khống chế động cơ 5 5 2 3 điện một chiều Trang bị điện cho máy công 1503 20 6 13 1 nghiệp Trang bị điện điện tử cho 1 10 3 7 máy cắt gọt kim lọai. Trang bị điện điện tử cho cơ 2 9 3 6 cấu sản xuất Tổng cộng: 60 20 37 3 Ghi chú: Thời gian ki ểm tra đượ c tích hợp giữa lý thuyết với thực hành đượ c tính vào giờ thực hành
11 BÀI 1 ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN Mã bài: MĐ 15 01 Giới thiệu: Do nhu cầu phát triển trong công nghiệp, áp dụng khoa học kỹ thuật vào trong các dây chuyền sản xuất của các nhà máy ngày càng đơn giản hoá trong vận hành để nâng cao hiệu quả sản xuất, giảm chi phí thì việc ứng dụng động cơ điện vào trong sản xuất rất phổ biến. Do đó người học cần có những kiến thức về nguyên lý hoạt động và kỹ năng thực hành điều khiển tốc độ động cơ điện nhằm phục vụ nhu cầu ứng dụng trong sản xuất. Mục tiêu: - Thực hiện điều chỉnh tốc độ động cơ 3 pha, độ ng cơ một chiều đúng phươ ng pháp. - Áp dụng các phươ ng pháp điều chỉnh tốc độ phù hợp với từng loại động cơ, phù hợp với đặc tính, trạng thái làm việ c của hệ thống sản xuất. - Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác, an toàn và vệ sinh công nghiệp Nội dung chính: 1. Khái niệm chung v ề điều chỉnh tốc độ. 1.1. Khái niệm chung. Mục tiêu: Hiểu đượ c việc điều chỉnh tốc độ theo phươ ng pháp điện. Nắm vững hi ệu qu ả c ủa các phươ ng pháp điều chỉnh tốc độ . Khái niệm về điều chỉnh tốc độ. - Ngày nay, đại đa số các máy sản xuất từ nhỏ đến lớn, từ đơn lẻ đế n cả một dây chuyền sản xu ất đề u sử dụng truyền độ ng điện (TĐĐ). Để đảm bảo những yêu cầu của các công nghệ phức tạp khác nhau, nâng cao m ức độ tự động cũng như năng suất, các hệ TĐĐ thườ ng phải điều chỉnh tốc độ, tức là cần phải điề u chỉnh đượ c tố c độ máy theo yêu cầu công nghệ. Có thể điều chỉnh tốc độ máy bằng phươ ng pháp cơ khí hoặc bằng phương pháp điện qua việc điề u chỉnh tốc độ động cơ điện. Ở đây, ta chỉ xem xét việc điề u chỉnh tốc độ theo phươ ng pháp điện. 1.2. Các chỉ tiêu điều chỉnh tốc độ. - Chất l ượ ng c ủa m ột ph ương pháp điề u chỉnh tốc độ đượ c đánh giá qua một số các chỉ tiêu sau đây :
12 1.2.1. Dải điều chỉnh tốc độ - Dải điều chỉnh tốc độ (hay phạm vi điề u chỉnh tốc độ ) là tỉ số giữa các giá trị tốc độ làm việc lớn nhất và nhỏ nhất của hệ TĐĐ ứng với một mômen tải đã cho : ωmax D= ωmin 1.2.2. Độ trơn điều chỉnh - Độ trơn điều chỉnh tốc độ khi điều chỉnh đượ c biểu thị bởi tỷ số giữa 2 giá trị tốc độ của 2 cấp kế tiếp nhau trong d ải điều chỉnh: Trong đó: ωi : tốc độ ổn định ở cấp i ωi +1 : tốc độ ổn định ờ cấp i+1 1.2.3. Độ ổn định tốc độ (độ cứng của đặc tính cơ) - Để đánh giá và so sánh các đặc tính cơ, ngườ i ta đưa ra khái niệ m độ cứng đặc tính cơ: ( hình 1.1) ∆M β= ∆ω Hình 1.1 độ cứng của đặc tính cơ 1.2.4. Tính kinh tế Hệ điều chỉnh có tính kinh tế khi vốn đầu tư nhỏ, tổn hao năng lượ ng ít, phí tổn vận hành không nhiều. 1.2.5. Sự phù hợp giữa đặc tính điều chỉnh và đặc tính tải Khi chọn h ệ điều chỉnh tốc độ với phươ ng pháp điề u chỉnh nào đó cho một máy sản xuất cần l ưu ý sao cho các đặc tính điều chỉnh bám sát yêu
13 cầu đặc tính của tải máy sản xuất. Như vậy hệ làm việ c sẽ đả m bả o đượ c các yêu cầu chất l ượng, độ ổn định... 1.3. Yêu cầu chung c ủa việc điều chỉnh tốc độ động cơ điệ n. - Dãi điề u chỉnh ph ải đủ rộ ng. - Sự thay đổi tốc độ đáp ứng đượ c yêu cầ u thay đổ i tố c độ củ a thiết bị mang tải. - Điề u chỉnh dễ dàng. 2. Điều chỉnh t ốc độ động cơ điện DC. Mục tiêu: - Hiểu rõ đặc tính cơ tự nhiên của động cơ DC - Nắm vững các phươ ng pháp điề u chỉnh tốc độ . 2.1 Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ DC kích từ độc lập. - Động cơ điện một chiều kích từ độ c lậ p: Cuộn kích từ đượ c cấ p điện từ nguồn một chiều độ c lập với nguồn điệ n cấ p cho rôto. ( hình 1.2, 1.3) Hình 1.2. S ơ đồ nguyên lý Hình 1.3. S ơ đồ nguyên lý động cơ điện một chiều động cơ điện một chiều kích từ độc lập kích từ song song - Nếu cuộn kích từ và cuộn dây phần ứng đượ c cấp điệ n bởi cùng một nguồn điện thì động cơ là loại kích từ song song. Tr ường h ợp này nếu nguồn điện có công suất rất lớn so với công suất độ ng cơ thì tính chất động cơ sẽ tươ ng tự nh ư độ ng cơ kích từ độ c lậ p. - Khi động cơ làm việc, rôto mang cuộn dây phần ứng quay trong t ừ trườ ng của cuộn cảm nên trong cuộn ứng xu ất hi ện một s ức điệ n động cảm ứng có chiều ngượ c với điện áp đặ t vào phần ứng độ ng cơ. Theo sơ đồ nguyên lý trên hình 1.2 và hình 1.3, có thể viết phươ ng trình cân bằng điện áp của mạch ph ần ứng (rôto) như sau: U = E + (R + R ).I (2.1) Trong đó: - U là điện áp phần ứng động cơ, (V)
14 - E là sức điện động phần ứng động cơ (V). - R là điệ n tr ở cu ộn dây phần ứng - Rp là điện tr ở phụ m ạch ph ần ứng. - I là dòng điệ n ph ần ứng độ ng cơ. R ư = rư + rct + rcb + rcp (2.2) rư Điện trở cuộn dây phần ứng. rct Điện trở tiếp xúc giữa chổi than và phiến góp. rcb Điện trở cuộn bù. rcp Điện trở cuộn phụ. Sức điện động phần ứng t ỷ lệ v ới t ốc độ quay của rôto: p.N Eu = * Φ * ω = K * Φ * ω ( 2.3) 2π a p.N K= là hệ số kết cấu của độ ng cơ 2π a Φ Từ thông qua mỗi c ực t ừ. p S ố đôi cực từ chính. N S ố thanh d ẫn tác dụng của cu ộn ứng. a S ố m ạch nhánh song song c ủa cu ộn ứng. Hoặc ta có thể viết: Ee = K e ΦN ( 2.4 ) Và Vậy: Ke = K/ 9,55 = 0,105K Nhờ lực từ trườ ng tác dụng vào dây dẫn phần ứng khi có dòng điệ n, rôto quay d ưới tác dụng của mômen quay: M = K ΦI u (2.5) Từ hệ 2 phươ ng trình (2.1) và (2.3) ta có thể rút ra đượ c phươ ng trình đặc tính cơ điện biểu thị mối quan h ệ c ủa độ ng cơ điệ n mộ t chiều kích từ độc lập như sau: U u Ru + Rp ω= − * M ( 2.6 ) k Φ ( K Φ )2 Có thể biểu di ễn đặc tính cơ dướ i dạng khác:
15 ω = ω0 − ∆ω R,2 Trong đó: Sth = gọi là tốc độ không tải lý tưở ng R 21 + X 2 nm ( 2.7 ) Ru + R p ∆ω = * M gọi là độ sụt tốc độ ( K Φ)2 Phươ ng trình đặc tính cơ (2.6) có dạng hàm bậc nhất y = B + Ax, nên đườ ng biểu diễn trên hệ tọa độ M0 ω là một đườ ng thẳng với độ dốc âm. Đườ ng đặc tính cơ cắt tr ục tung 0 ω tại điểm có tung độ: Tốc độ ω 0 đượ c gọi là tốc độ không tải lý tưở ng khi không có lực cản nào cả. Đó là tốc độ lớn nhất của độ ng cơ mà không thể đạ t đượ c ở chế độ động cơ vì không bao giờ xảy ra tr ường h ợp M c = 0. Hình 1.4. đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập Khi phụ tải tăng dần từ M c = 0 đến Mc = Mđm thì tốc độ động cơ giảm dần từ ω 0 đến ω đm Điểm A(M đm, ω đm) gọi là điểm định mức. Rõ ràng đườ ng đặc tính cơ có thể vẽ đượ c từ 2 điểm w0 và A. Điểm cắt của đặ c tính cơ với trục hoành 0M có tung độ ω = 0 và có hoành độ suy từ phương trình (2.6): U dm M = M nm = Kφdm = Kφdm* I nm ( 2.7 ) Ru
16 Hình 1.5. đặc tính cơ tự nhiên của động cơ điện một chiều kích từ độ c lập Mômen Mnm và I nm gọi là mômen ngắn mạch và dòng điện ngắn mạch. Đó là giá trị mômen lớn nhất và dòng điện lớn nhất của độ ng cơ khi đượ c cấp điện đầy đủ mà tốc độ bằng 0. Trườ ng hợp này xảy ra khi bắt đầu mở máy và khi động cơ đang chạy mà bị dừng lại vì bị kẹ t hoặc tải lớn quá kéo không đượ c. Dòng điện Inm này lớn và thườ ng bằng: I nm = (10 đến 20)Iđm Nó có thể gây cháy hỏng động cơ nếu hiện t ượng t ồn t ại kéo dài. 2.2 Các phươ ng pháp điều chỉnh tốc độ. 2.2.1. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng - Sơ đồ nguyên lý đượ c biểu diễn nh ư trên hình 1.6. T ừ thông độ ng cơ đượ c giữ không đổi. Điện áp phần ứng đượ c cấp từ một bộ biến đổi. - Điệ n áp U ch ỉ có thể thay đổ i về phía giảm (U
17 Hình 1.7. quá trình thay đổi tốc độ khi điều chỉnh điện áp - Điều chỉnh tốc độ động cơ điệ n một chiều kích từ độ c lậ p bằ ng biệ n pháp thay đổi điện áp phần ứng có các đặc điểm sau: - Điện áp phần ứng càng giảm, tốc độ động cơ càng nhỏ. - Điều chỉnh tr ơn trong toàn bộ dải điều chỉnh. - Độ cứng đặc tính cơ giữ không đổi trong toàn bộ dải điề u chỉnh. - Độ sụt tốc tuyệt đối trên toàn dải điề u chỉnh ứng với một mômen là như nhau. Độ sụt tốc tươ ng đố i sẽ lớn nhất tại đặ c tính cơ thấp nhất của dải điề u chỉnh. Do vậy, sai s ố t ốc độ tươ ng đối (sai số tĩnh) của đặc tính cơ thấp nhất không vượ t quá sai số cho phép cho toàn dải điều chỉnh. - Dải điều chỉnh của ph ương pháp này có thể: D ~ 10:1. - Chỉ có thể điề u chỉnh tốc độ về phía giả m (vì chỉ có thể thay đổ i vớ i Uu ≤ Uđm - Phươ ng pháp điều chỉnh này cần một bộ nguồn để có thể thay đổ i trơn điện áp ra. 2.2.2. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông - Muốn thay đổ i từ thông độ ng cơ, ta tiến hành thay đổ i dòng điệ n kích từ của động cơ qua một điệ n trở mắc nối tiếp ở mạch kích từ. Rõ ràng phươ ng pháp này chỉ cho phép tăng điện trở vào mạch kích từ, nghĩa là chỉ có thể giảm dòng điện kích từ I kt ≤ Iktđm do đó chỉ có thể thay đổi về phía giảm từ thông. Khi giảm từ thông, đặ c tính dốc hơn và có tốc độ không tải lớn hơn. Họ đặ c tính giảm từ thông như hình 1.8.
18 Hình 1.8. – Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập bằng phương pháp thay đổi từ thông kích từ. Phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi từ thông có các đặc điểm sau: - Từ thông càng giảm thì tốc độ không tải lý tưở ng của đặ c tính cơ càng tăng, tốc độ động cơ càng lớn. - Độ cứng đặc tính cơ giảm khi giảm t ừ thông. - Có thể điều chỉnh tr ơn trong d ải điề u chỉnh: D ~ 3:1. - Chỉ có thể điều chỉnh thay đổi tốc độ về phía tăng. 2.2.3. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở ở mạch phần ứng - Sơ đồ nguyên lý nối dây như hình 1.9. Khi tăng điệ n trở phần ứng, đặc tính cơ dốc hơn nhưng v ẫn gi ữ nguyên tốc độ không tải lý tưở ng. Họ đặc tính cơ khi thay đổi điện trở mạch phần ứng nh ư hình 1.9. - Đặc điểm của phươ ng pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổ i điện trở ở mạch phần ứng:
19 - Điện trở mạch phần ứng càng tăng, độ dốc đặ c tính cơ càng lớn, đặ c tính cơ càng mềm và độ ổn định tốc độ càng kém, sai số tốc độ càng lớn. - Phươ ng pháp chỉ cho phép điề u chỉnh thay đổ i tố c độ về phía giả m (do chỉ có thể tăng thêm điện trở). - Vì điều chỉnh tốc độ nhờ thêm điệ n trở vào mạch phần ứng cho nên tổn hao công suất dướ i d ạng nhi ệt trên điệ n trở càng lớn. Hình 1.9 Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập bằng phương pháp thay đổi điện trở phần ứng. 2.3. Nội dung th ực hành: 2.3.1. Đấu nối mạch điều khiển tốc độ độ ng cơ DC bằng cách thay đổ i điện áp dùng hai nút nhấn thay đổi cấp tốc độ. a. Sơ đồ mạch :
20 b. Quy trình kỹ thuật lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ DC bằng cách thay đổi điện áp Dụng cụ, thiết Nội dung công việc Yêu cầu kỹ thuật bị Bước 1: Tìm hiểu cấu tạo thực Các tiếp điểm tiếp - Đồng hồ vạn tế thiết bị điện và các thông số xúc của các nút nhấn, năng V.O.M, kỹ thuật cơ bản của thiết bị relay còn tốt. - cầu chì trong mạch điện. Vẽ lại sơ đồ điện áp đặt vào - nút nhấn kết nối trong mạch cuộn dây relay và - Relay động cơ DC phải - động cơ DC. bằng điện áp định mức Bước 2: Lắp đặt thiết bị điện Lắp đặt chắc chắn Panel lắp đặt và đấu nối mạch điện theo sơ thiết bị điện vào panel thiết bị điện, áp đồ nguyên lý. điện, làm đầu cốt và tô mát 1 pha, Đấu mạch động lực đấu dây nối phải chắc cầu chì, dây Đấu mạch điều khiển chắn dẫn, relay, nút Thao tác chính xác nhấn, động cơ Đúng theo sơ đồ điện một chiều, kềm cắt dây điện, kềm bấm đầu cốt, tua vít ba ke (4 chấu),