Đề cương bài giảng Trang bị điện Trường CĐ Kinh tế Kỹ thuật Vinatex TP. HCM

TRƯỜNG CAO KINH TẾ - KỸ THUẬT VINATEX TP.HCM

Đề cương bài giảng

TRANG BỊ ĐIỆN
(Lưu hành nội bộ)

Thành Phố Hồ Chí Minh – 2019



Đề cương bài giảng

Trang Bị Điện

Chương 1

ĐẶC ĐIỂM CỦA TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
A.Truyền động bằng ĐCKĐB ba pha:
1. Đặc tính cơ của ĐCKĐB ba pha:
Ta có phương trình đặc tính cơ của ĐCKĐB ba pha là:
M 

3U12ph .R2'

(1.1)

2


R2' 

2

s 0  R1    X nm
s 



trong đó Xnm = X1 + X2’ là điện kháng ngắn mạch.
Có thể biểu diễn đường đặc tính cơ dưới dạng s = f(M),  = f(M) hay n = f(M).
Đường đặc tính cơ có điểm cực trị gọi là điểm tới hạn K. Tại điểm đó:

s th  

Giải phương trình trên ta được:

M th  



R 2'

(1.2)

2
R12  X nm

3U 12ph

2
2 0 R1  R12  X nm

dM
0
ds



(1.3)

Vì ta đang xét trong giới hạn 0 s  1 nên giá trị sth và Mth trên chỉ ứng với dấu (+).

Hình 1.1. Đặc tính cơ của ĐCKĐB ba pha
Ta nhận thấy , đặc tính cơ của ĐCKĐB là một đường cong phức tạp và có hai
đoạn AK và KB , phân giới bởi điểm tới hạn K .
Đoạn đặc tính AK gần thẳng và cứng. Trên đoạn này, mômen động cơ tăng thì
tốc độ động cơ giảm  Động cơ làm việc trên đoạn đặc tính này sẽ ổn định.
Đoạn KB cong với độ dốc dương. Trên đoạn này, động cơ làm việc không ổn định .
2. nh hưởng của các thông số điện đối với đặc tính cơ:

-1 -


Đề cương bài giảng

Trang Bị Điện

Phương trình (1.1) cho thấy đường đặc tính cơ của ĐCKĐB ba pha chịu ảnh
hưởng của nhiều thông số điện : điện áp lưới U1ph , điện trở mạch rotor R2’ , điện trở
R1 và điện kháng X1 ở mạch stator , tần số lưới f 1, số đôi cực p của động cơ.
Khi các thông số điện này thay đổi sẽ gây ra biến động các đại lượng :

2f
- Tốc độ đồng bộ : 0 = 1 .
p

- Độ trược tới hạn : s th 
- Mômen tới hạn : M th 

R2'
2
R12  X nm



3U 12ph

2
2 0 R1  R12  X nm



a. Trường hợp thay đổi điện áp U1ph :
Điện áp U1ph đặc vào stator động cơ chỉ có
thể thay đổi về phía giảm. Khi U1ph giảm thì
mômen tới hạn sẽ giảm rất nhanh theo bình phương
của U1ph , còn tốc độ đồng bộ 1 và độ trượt tới hạn
sth không thay đổi . Các đặc tính cơ khi giảm điện
áp U1ph như hình 1.2.

HÌNH 1.2

b. Trường hợp thay đổi R2’:
Trường hợp này chỉ có đối với
động cơ rotor dây quấn vì mạch rotor có
thể nối với điện trở ngoài qua hệ vòng
trượt – chổi than. Động cơ rotor lồng sóc
không thể thay đổi được điện trở mạch
rotor .
Ta thấy, việc thay đổi điện trở
mạch rotor chỉ có thể thực hiện về phía
tăng điện trở R2’ . Khi tăng R2’ thì độ
trượt tới hạn sth tăng lên, còn tốc độ
không tải  1 và mômen tới hạn Mth giữ
nguyên .
Các đặc tính cơ nhân tạo khi thay
đổi điện trở mạch rotor được biểu diễn trên hình
HÌNH 1.3
1.3. Điện trở mạch rotor càng lớn thì đặc tính
càng dốc.
c. Trường hợp thay đổi điện trở R1, điện
kháng X1 ở mạch stator :
Trường hợp này cũng chỉ thay đổi về phía
tăng R1 hoặc X1 .Sơ đồ nối dây như hình 1.4a.
-2 -


Đề cương bài giảng

Trang Bị Điện

Khi nối thêm vào mạch stator R1 hoặc X1 thì  0 không đổi , còn sth và Mth đều

giảm (hình 1.4b). Các đặc tính được vẽ trong trường hợp có cùng mômen mở máy
(Mmm) . Đặc tính tăng X1 (đường 2) cứng hơn đặc tính tăng R1 (đường 3) và đặc tính
tăng R1 cứng hơn đặc tính giảm điện áp (đường 4) .
d. Trường hợp thay đổi số đôi cực p:
HÌNH 1.4

Khi số đôi cực thay đổi thì tốc độ đồng bộ 0 bị thay đổi. Thông thường, động
cơ loại này được chế tạo với cuộn cảm stator có nhiều đầu dây ra để có thể đổi cách
đấu dây tương ứng với số đôi cực nào đó. Tùy theo khả năng đổi nối mà động cơ
KĐB được gọi là động cơ có 2,3,4 … cấp tốc độ .
Do số đôi cực thay đổi nhờ đổi nối cuộn cảm stator nên các thông số U1ph đặt
vào cuộn pha, trở kháng R1 và cảm kháng X1 có thể bị thay đổi. Từ đó, độ trượt tới
hạn sth và mômen tới hạn Mth có thể khác đi
Ta không xét kỹ trường hợp này nhưng có thể minh họa các đặc tính cơ nhân
tạo khi đổi số đôi cực p nhờ đổi nối cuộn dây stator với việc giữ Mth = const (hình
1.5a) hoặc giữ sth = const (hình 1.5b ).

HÌNH 1.5

e. Trường hợp thay đổi tần số f1 của
nguồn điện cấp:
Khi thay đổi f1 thì tốc độ đồng bộ 0
sẽ thay đổi đồng thời X1,X2 cũng thay đổi
(vì X= 2fL) , kéo theo sự thay đổi của độ
trượt tới hạn sth và mômen tới hạn Mth.
Hình 1.6 biểu thị các đặc tính cơ nhân tạo
khi thay đổi tần số .
Trục tung biểu thị tốc độ tương đối

so với tốc độ  0 ở tần số f1đm. Trục

0
hoành biểu thị mômen tương đối

M
.
M dm

Qua đó, ta thấy quan hệ độ trượt tới hạn
theo tần số sth = f(f1) và mômen tới hạn
-3 -


Đề cương bài giảng

Trang Bị Điện

theo tần số M = f(f1) là phức tạp nhưng do vì 0 và X1 phụ thuộc tỉ lệ với f1 nên có thể
rút ra :
Sth ~

1
f1

;

Mth ~

1
f12

HÌNH 1.6

Khi tần số nguồn f1 giảm , độ trược sth và Mth đều tăng nhưng Mth tăng nhanh
hơn. Do vậy, độ cứng của đặc tính cơ tăng lên .
Cần chú ý là khi giảm tần số f1 xuống
dưới tần số định mức thì tổng trở của các cuộn
dây giảm nên nếu giữ nguyên điện áp cấp cho
động cơ sẽ dẫn đến dòng điện động cơ tăng
mạnh. Vì thế, khi giảm tần số nguồn xuống dưới
trị số định mức cần phải đồng thời giảm điện áp
cấp cho động cơ theo quan hệ :

HÌNH 1.7

U1
 const .
f1

Như vậy , mômen tới hạn Mth sẽ giữ
không đổi (hình 1.7) ở vùng f1 < f1đm .
Ở vùng f1 > f1đm thì không được tăng
điện áp nguồn cấp mà giữ U1 = const. Mômen
tới hạn Mth sẽ giảm tỉ lệ nghịch với bình phương
tần số .
3. Khởi động động cơ KĐB:

Khi đóng điện lưới trực tiếp vào động cơ KĐB để mở máy thì lúc đầu do rotor
chưa quay, độ trượt lớn (s = 1) nên sức điện động cảm ứng và dòng điện cảm ứng lớn:
Imm = (5 8) Iđm
Dòng điện này có trị số đặc biệt lớn ở các động cơ công suất trung bình và lớn,

tạo ra nhiệt đốt nóng động cơ và gây xung lực có hại cho động cơ. Tuy dòng điện lớn
nhưng mômen mở máy lại nhỏ :
Mmm = ( 0,5  1,5 ) Mđm
Do vậy , cần có biện pháp mở máy.
Trường hợp động cơ
có công suất nhỏ thì có thể
mở máy trực tiếp. Động cơ
mở máy theo đặc tính tự
nhiên với mômen mở máy
nhỏ.
Những động cơ không
mở máy trực tiếp thì có thể
thực hiện một trong các
phương pháp mở máy gián
tiếp sau.
a.Phương pháp dùng điện
trở mở máy ở mạch rotor :
-4 -


Đề cương bài giảng

Trang Bị Điện

Phương pháp này chỉ sử dụng cho động cơ rotor dây quấn vì điện trở mở máy ở
mạch ngoài mắc nối tiếp với cuộn dây rotor.
Hình 1.8a trình bày một sơ đồ mở máy qua 3 cấp điện trở phụ R1,R2 và R3 ở cả
3 pha rotor . Đây là sơ đồ mở máy với các điện trở rotor đối xứng .
Lúc bắt đầu mở máy, các tiếp điểm công tắc tơ K1, K2, K3 đều mở, cuộn dây
rotor được nối với cả 3 điện trở phụ ( R1 + R2 + R3 ) nên đặc tính cơ là đường 1. Động

cơ đựơc mở máy với mômen Mmm = M1 và bắt đầu tăng tốc từ điểm a trên đặc tính 1.
HÌNH 1.8
men giảm còn M2, các tiếp điểm K1 đóng
Tới điểm b, tốc độ động cơ đạt b và mô
lại, cắt các điện trở phụ R1 ra khỏi mạch rotor. Động cơ được tiếp tục mở máy với
điện trở phụ (R2+r3) trong mạch rotor và chuyển sang làm việc tại điểm c trên đặc
tính 2 ít dốc hơn. Mômen tăng từ M2 lên M1 và tốc độ động cơ lại tiếp tục tăng. Động
cơ làm việc trên đường đặc tính 2 từ c đến d. Lúc này các tiếp điểm K2 đóng lại, nối
tắt các điện trở R2. Động cơ chuyển sang mở máy với điện trở R3 trong mạch rotor
trên đặc tính 3 tại điểm e và tiếp tục tăng tốc tới điểm f. Lúc này các tiếp điểm K3
đóng lại, địên trở R3 trong mạch rotor bị loại. Động cơ chuyển sang làm việc trên đặc
tính tự nhiên tại g và tăng tốc tới điểm làm việc A ứng với mômen cản MC. Quá trình
mở máy kết thúc.
Để đảm bảo quá trình mở máy như đã xét sao cho các điểm chuyển đặc tính
ứng với cùng một mômen M2, M1 thì các điện trở phụ tham gia vào mạch rotor lúc
mở máy phải được tính chọn cẩn thận theo phương pháp riêng.
b. Phương pháp mở máy với điện trở hoặc điện kháng nối tiếp trong mạch stator:

HÌNH 1.9

Phương pháp này dùng điện trở hoặc điện kháng mắc nối
tiếp với mạch stator lúc mở máy, có thể áp dụng cho cả động cơ
rotor lồng sóc lẫn động cơ rotor dây quấn. Do có điện trở hoặc
điện kháng nối tiếp nên dòng mở máy của dộng cơ giảm đi, nằm
trong giá trị cho phép. Mômen mở máy của động cơ cũng giảm.
Thoạt đầu của quá trình mở máy, các tiếp điểm K2 đóng
lại (các tiếp điểm K1 mở) để điện trở (hình 1.9a) hoặc điện
kháng (hình 1.9b) tham gia vào mạch stator nhằm hạn chế dòng
-5 -

Đề cương bài giảng

Trang Bị Điện

điện mở máy. Khi tốc độ động cơ đã tăng đến một mức nào đó (tùy hệ truyền động )
thì các tiếp điểm K1 đóng lại (K2 mở ra) để loại điện trở hoặc điện kháng ra khỏi
mạch stator. Động cơ tăng tốc đến tốc độ làm việc. Qúa trình mở máy kết thúc .
Hình 1.9 là sơ đồ mở máy với 1 cấp điện trở hoặc điện kháng ở mạch stator.
Có thể mở máy với nhiều cấp điện trở hoặc điện kháng khi công suất động cơ lớn .
Hình 1.10 trình bày cách mở máy đơn giản theo phương pháp điện trở không
đối xứng ở mạch stator.
Lúc mới đóng điện thì tiếp điểm K mở để động cơ mở máy qua điện trở R ở
một pha . Sau đó K đóng để động cơ làm việc bình thường. Đây là trường hợp cần
giảm mômen mở máy cho động cơ công suất nhỏ và trung bình mà không cần hạn
chế dòng điện mở máy. Phương pháp này đơn giản , rẻ mà vẫn đáp ứng được yêu cầu
cần thiết. Nếu có yêu cầu hạn chế dòng điện mở máy thì dùng phương pháp mở máy
qua điện trở hoặc điện kháng đối xứng.
c. Phương pháp dùng máy biến áp tự ngẫu :

HÌNH 1.11

Phương pháp này được sử dụng để đặt một điện
áp thấp cho động cơ khi mở máy . Do vậy, dòng điện
của động cơ lúc mở máy giảm đi (hình 1.11).
Các tiếp điểm K’ đóng, K mở lúc mở máy. Khi
K’ mở, K đóng thì qúa trình mở máy kết thúc .
Ph/pháp mở máy dùng cuộn kháng X và biến
áp tự ngẫu thích hợp cho việc mở máy các đ/cơ cao
áp.

d. Phương pháp đổi nối Y -  khi mở máy:
ĐCKĐB làm việc bình thường ở sơ đồ mắc 
các cuộn stator thì khi mở máy có thể mắc theo sơ đồ
Y. Thực chất của phương pháp là giảm điện áp đặt
vào cuộn dây stator khi đổi nối vì Uph = Ud khi mắc ,
còn khi mắc Y thì điện áp giảm 3 lần: Uph = Ud/3.

4. Hãm động cơ KĐB:
Trạng thái hãm điện của động cơ là
trạng thái động cơ sinh ra mômen điện từ
ngược với chiều quay mà rotor đang có .
Có 3 trạng thái hãm điện : Hãm tái
sinh, hãm ngược và hãm động năng.
a. Hãm tái sinh:
Trạng thái hãm tái sinh của động
cơ là trạng thái xảy ra khi tốc độ quay của
động cơ lớn hơn tốc độ đồng bộ.
Ví dụ: ĐCKĐB ở chế độ hãm tái sinh khi
tốc độ động cơ vượt quá tốc độ 0. Hình
-6 -

HÌNH 1.12


Đề cương bài giảng

Trang Bị Điện

1.12 cho dạng đặc tính hãm tái sinh khi động cơ làm việc ở chế độ máy phát .
R2'

s


Ở chế độ máy phát, ta có:
;
th
2
R12  X nm

M th  



3U 12ph

2
2 0 R1  R12  X nm



Qua đó, ta thấy ở chế độ máy phát, độ trượt tới hạn sthF đảo dấu so với động
cơ, còn mômen tới hạn có trị số lớn hơn trị số mômen tới hạn ở chế độ động cơ.
sthF  = sthĐ
;
 MthF  > MthĐ
Chế độ hãm tái sinh của động cơ xoay chiều KĐB được thiết kế trên đọan NK’.
b. Hãm ngược:
Trạng thái hãm ngược của động cơ là trạng thái đổi nối mạch động cơ để tạo
ra mômen điện từ có chiều ngược với chiều quay mà động cơ đang có.
Hãm ngược có thể xảy ra trong 2 trường hợp:

* Hãm ngược nhờ đưa điện trở phụ vào mạch phần ứng :
Ví dụ: ĐCKĐB rotor dây quấn truyền động cho cơ cấu nâng – hạ của một cầu
trục, đang làm việc nâng tải tại điểm A trên đặc tính cơ 1 ở góc phần tư thứ I (hình
1.13) với mômen cản MC và tốc độ nâng  A (các tiếp điểm K đóng) .
Để dừng vật và hạ vật xuống ,
ta đưa điện trở phụ RP đủ lớn vào
mạch phần ứng ( các tiếp điểm K mở
ra), động cơ chuyển sang làm việc tại
điểm B trên đặc tính có điện trở 2 với
cùng tốc độ  A . Mômen của động cơ
giảm xuống ( MB < MC ) nên tốc độ
động cơ giảm. Lúc này vật P vẫn được
nâng lên nhưng với tốc độ nâng nhỏ
dần. Tới điểm D thì  =0 và vật dừng
lại nhưng vì mômen động cơ nhỏ hơn
mômen cản ( MD < MC ) nên vật bắt
đầu tụt xuống . Chiều quay  đảo lại (
 < 0 ). Động cơ bắt đầu làm việc ở
trạng thái hãm ngược (tốc độ âm đi
xuống, mômen dương có xu hướng kéo
vật P lên).
Đặt tính hãm ngược nằm ở góc
HÌNH 1.13
phần tư thứ IV. Điểm làm việc hãm
của động cơ chuyển theo đặc tính hãm từ D đến E. Tại đây MĐ = ME =MC, động cơ
quay đều, hãm ghìm vật để hạ vật xuống đều với tốc độ E.
* Hãm nhược nhờ đảo chieàu quay:
-7 -

Đề cương bài giảng

Trang Bị Điện

Ví dụ: Động cơ điện KĐB rotor dây quấn đang làm việc với tải có mômen cản
phản kháng tại điểm A trên đường đặc tính cơ 1 (hình 1.14a). Sơ đồ nối dây như hình
1.14b. Để hãm máy, ta đổi thứ tự hai pha bất kì trong ba pha cấp cho stator để đảo
chiều quay ngược lại (hình 1.14c). Động cơ chuyển điểm làm việc từ A trên đặc tính
1 sang điểm B’ trên đặc tính 2. Do quán tính của hệ cơ, động cơ coi như giữ nguyên
tốc độ  A khi chuyển đặc tính. Qúa trình hãm ngược bắt đầu. Khi tốc độ động cơ
giảm theo đặc tính hãm 2 tới điểm D’ thì  =0. Lúc này, nếu cắt điện thì động cơ sẽ
dừng. Đọan hãm ngược là B’D’. Nếu không cắt điện thì như trường hợp ở hình 1.14a,
động cơ có MD’ > MC nên động cơ bắt đầu tăng tốc ,mở máy chạy ngược theo đặc
tính cơ 2 và làm việc ổn định tại điểm E’ với tốc độ E’ theo chiều ngược.

HÌNH 1.14

Khi động cơ hãm ngược theo đặc tính 2, điểm B’ có mômen (âm) nhỏ nên tác
dụng hãm không hiệu quả. Thực tế phải tăng cường mômen hãm ban đầu (Mhãm 
2,5 Mđm) nhờ vừa đảo chiều từ trường quay của stator, vừa đưa thêm điện trở phụ đủ
lớn vào mạch rotor (hình 1.14d). Động cơ sẽ hãm ngược theo đặc tính 3 (đọan BD).
Tới D mà cắt điện thì động cơ sẽ dừng. Nếu không cắt điện, động cơ sẽ tăng tốc theo
chiều ngược và làm việc tại điểm E với tốc độ E < E’ . Nếu lúc này lại cắt điện trở
phụ RP thì động cơ sẽ chuyển sang làm việc trên đặc tính 2 tại điểm F vàtăng tốc tới
điểm E’.
c. Hãm động năng:
Trạng thái hãm động năng của động cơ là
trạng thái mà động năng của hệ TĐ tích lũy được
trong quá trình làm việc biến đổi thành điện năng
thông qua động cơ (làm việc ở chế độ máy phát).

Điện năng này được tiêu thụ dưới dạng nhiệt trên
điện trở hãm .
-8 -


Đề cương bài giảng

Trang Bị Điện

Tùy phương pháp kích từ mà hãm động năng chia ra 2 phương pháp :
- Hãm động năng kích từ độc lập : kích từ do nguồn ngoài.
- Hãm động năng tự kích từ : kích từ do chính dòng điện cảm ứng của động cơ
HÌNH 1.15
khi hãm.
Ví dụ4: Hãm động năng kích từ độc lập ĐCKĐB ba pha.
Để hãm động năng một động cơ điện KĐB đang làm việc ở chế độ động cơ, ta
phải cắt stator ra khỏi lưới điện xoay chiều (mở các tiếp điểm K ở mạch động lực,
hình 1.15) rồi cấp vào stator dòng điện một chiều để kích từ ( đóng các tiếp điểm H ).
Thay đổi dòng điện kích từ nhờ biến trở Rkt .
Vì cuộn dây của stator của động cơ là ba pha nên khi cấp kích từ một chiều phải
tiến hành đổi nối và có thể thực hiện theo

HÌNH
một trong
cá1.16
c sơ đồ ở hình 1.16.

Do động năng tích lũy, rotor tiếp tục quay
theo chiều cũ trong từ trường một chiều vừa
được tạo ra. Trong cuộn dây phần ứng xuất

hiện một dòng điện cảm ứng. Lực từ trường
tác dụng vào dòng điện cảm ứng trong cuộn
dây phần ứng sẽ tạo ra mômen hãm và rotor quay chậm dần. Động cơ điện xoay
chiều khi hãm động năng sẽ làm việc như một máy phát điện có tốc độ (do có tần số)
giảm dần. Động năng (tức cơ năng của hệ TĐ) qua động cơ sẽ biến đổi thành điện
năng tiêu thụ trên điện trở ở mạch rotor .
HÌNH
Nếu trước khi hãm, động cơ làm việc tại điểm
A1.17
trên đặc tính cơ 1 (hình 1.17)

HÌNH 1.18

-9 -

HÌNH 1.19


Đề cương bài giảng

Trang Bị Điện

thì khi hãm động năng, động cơ chuyển sang làm việc tại điểm B trên đặc tính hãm
động năng 2 ở góc phần tư thứ II. Đặc tính hãm động năng cuả ĐCKĐB ba pha có
dạng như ở hình 1.17. Tốc độ động cơ giảm dần theo đặc tính về O trên đoạn hãm
đặc tính động năng BO. Tại điểm O, động cơ sẽ dừng nếu tải là phản kháng. Nếu tải
có tính chất thế năng thì tải sẽ kéo động cơ quay ngược ổn định tại điểm D ( góc phần
tư thứ IV).
Điện trở mạch rotor và dòng kích từ cấp cho stator lúc hãm động năng có ảnh
hưởng tới dạng đặc tính cơ khi hãm.

Trên hình 1.18, các đặc tính hãm ngược 1 và 2 ứng với cùng một dòng kích từ
như nhau (Ikt1 = Ikt2) nhưng điện trở hãm trong mạch rotor (hình 1.19) khác nhau (Rh1 <
Rh2).
Các đặc tính hãm 3 và 4 có dòng kích từ nhỏ hơn đặc tính hãm 1 và 2 (Ikt3 = Ikt4
< Ikt1) và ứng với điện trở hãm khác nhau trong mạch rotor (Rh3 < Rh4).
Các đặc tính hãm 1 và 3 ứng với các dòng kích từ khác nhau (Ikt1 > Ikt3) nhưng
cùng một giá trị điện trở hãm trong mạch rotor (Rh1 = Rh3).
5. Thay đổi tốc độ động cơ KĐB:
a. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở phụ trong mạch rotor:
Phương pháp này chỉ sử dụng được đối với động cơ rotor dây quấn và được ứng
dụng rất rộng rãi do tính đơn giản của phương pháp. Sơ đồ nguyên lí như hình
1.20a. Các đặc tính cơ khi thay đổi
điện trở phần ứng như hình 1.20b.
* Nhận xét :
 Phương pháp này chỉ cho điều
chỉnh tốc độ về phía giảm.
 Tốc độ càng giảm, đặc tính cơ
càng mềm, tốc độ động cơ càng kém ổn
định trước sự lên xuống của mômen tải .
 Dải điều chỉnh phụ thuộc trị số
mômen tải. Mômen tải càng nhỏ, dải
điều chỉnh càng hẹp.
 Khi điều chỉnh sâu (tốc độ nhỏ) thì
độ trượt động cơ tăng và tổn hao năng
HÌNH 1.20
lượng khi điều chỉnh càng lớn .
 Phương pháp này có thể điều chỉnh trơn nhờ biến trở nhưng do dòng phần ứng
lớn nên thường được điều chỉnh theo cấp.
b. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp đặt vào mạch stator:
Thực hiện phương pháp này với điều kiện giữ không đổi tần số. Điện áp cấp

cho động cơ lấy từ một bộ biến đổi điện áp xoay chiều (BĐĐA) . Bộ BĐĐA có thể là
một máy biến áp tự ngẫu hoặc một bộ biến đổi điện áp bán dẫn. Hình 1.21 trình bày
sơ đồ nối dây và các đặc tính cơ khi thay đổi điện áp phần cảm .
* Nhận xeùt :
-10 -


Đề cương bài giảng

Trang Bị Điện

 Thay đổi điện áp chỉ thực hiện được về phía giảm dưới giá trị định mức nên kéo
theo mômen tới hạn giảm nhanh theo bình phương của điện áp.
 Đặc tính cơ tự nhiên của ĐCKĐB thường có sth nhỏ nên phương pháp điều chỉnh
tốc độ bằng cách giảm điện áp thường được thực hiện cùng với việc tăng điện trở phụ
ở mạch rotor để tăng độ trượt tới hạn do đó tăng được dải điều chỉnh lớn hơn .
 Khi điện áp đặt vào động cơ
giảm, mômen tới hạn của các đặc
tính cơ giảm, trong khi tốc độ tốc độ
đồng bộ giữ nguyên nên khi giảm
tốc độ thì độ cứng đặc tính cơ giảm,
độ ổn định tốc độ kém đi .
c.Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay
đổi tần số của nguồn xoay chiều:
Thay đổi tần số nguồn cấp
cho động cơ là thay đổi tốc độ đồng
bộ nên thay đổi được đặc tính cơ.
Tần số càng cao , tốc độ động cơ
HÌNH 1.21
càng lớn.

Khi điều chỉnh tần số nguồn
cấp cho động cơ thì các thông số điện liên quan đến tần số như cảm kháng, do đó,
dòng điện, từ thông… của động cơ đều bị thay đổi theo và cuối cùng các đại lượng như
độ trượt tới hạn, mômen tới hạn cũng thay đổi. Chính vì vậy, điều chỉnh tốc độ
ĐCKĐB bằng phương pháp thay đổi tần số thường kéo theo điều chỉnh điện áp, dòng
điện hoặc từ thông của stator .
Đặc tính cơ khi thay đổi tần số nguồn được biểu diễn trên hình 1.6. Khi giảm
tần số xuống dưới tần số định mức, cảm kháng của động cơ cũng giảm và dòng điện
động cơ tăng lên. Tần số càng giảm, dòng điện càng lớn, mômen tới hạn càng lớn.
Để tránh cho động cơ khỏi quá dòng, phải đồng thời tiến hành giảm điện áp sao cho
U
f

 const. Đó là luật điều chỉnh tần số – điện áp. Các đặc tính cơ tuân theo luật

này được biểu thị trên hình 1.7 ( phần f < fđm ). Khi f > fđm, ta không thể tăng điện áp
U > m được nên các đặc tính cơ không giữ được giá trị mômen tới hạn.
Người ta cũng thường dùng cả luật điều chỉnh tần số – dòng điện .
d. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi số đôi cực của động cơ:
Đây là cách điều chỉnh tốc độ có cấp . Đặc tính cơ thay đổi vì tốc độ đồng bộ
2f
) thay đổi theo số đôi cực .
( 0 =
p

Động cơ thay đổi được số đôi cực là động cơ được chế tạo đặc biệt để cuộn dây
stator có thể thay đổi được cách nối tương ứng với các số đôi cực khác nhau. Các đầu dây
để đổi nối được đưa ra các hộp đấu dây ở vỏ động cơ. Số đôi cực của cuộn dây rotor cũng
phải thay đổi như cuộn dây stator. Điều này khó thực hiện được đối với động cơ rotor dây
quấn, còn đối với rotor lồng sóc thì nó lại có khả năng tự thay đổi số đôi cực tương ứng

-11 -


Đề cương bài giảng

Trang Bị Điện

với stator. Do vậy, phương pháp này được sử dụng chủ yếu cho động cơ rotor lồng sóc.
Các động cơ chế tạo sẵn các cuộn dây stator có thể đổi nối để thay đổi số đôi cực đều có
rotor lồng sóc. Tỷ lệ chuyển đổi số đôi cực có thể là 2:1; 3:1; 4:1; hay tới 8:1.
Ví dụ: Hình 1.22 cho sơ đồ nguyên lý chuyển đổi cuộn dây stator có số đôi cực p1 = 4
(hình a) sang số đôi cực p2 = 2 (hình b) hoặc ngược lại. Tỷ lệ đổi là 2:1.
Đó là cách đổi nối Y/YY ( sao/ sao kép ). Khi đổi số đôi cực, mômen tới hạn được
giữ nguyên ( hình c).

HÌNH 1.22

Các đầu dây stator được đưa ra hộp đấu dây như hình 1.23a.
Khi cần nối cố định Y để có số đôi cực p2 = 4, các thanh nối được nối như hình
1.23b. Khi cần nối cố định YY để có số đôi cực p1 =2, các thanh nối được nối như
hình 1.23c. Trường hợp đổi nối thì các đầu dây phải được nối qua các tiếp điểm của
các công tắc tơ như hình 1.23d.

HÌNH 1.23

K1 đóng, K2 và K3 mở : nối Y với p2 = 4
K1 mở, K2 và K3 đóng : nối YY với p1 =2
-12 -

Đề cương bài giảng

Trang Bị Điện

B. TRUYỀN ĐỘNG BẰNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU:
Ở động cơ điện một chiều kích từ độc lập, cuộn kích từ được cấp điện từ một
nguồn điện ngoài độc lập với nguồn điện cấp cho rotor (hình 1.24).

HÌNH 1.24

HÌNH 1.25

Nếu cuộn kích từ và cuộn ứng được cấp điện bởi cùng một nguồn điện thì động cơ
là loại kích từ song song (hình 1.25). Trường hợp này mà nguồn điện có công suất rất lớn
so với công suất động cơ thì tính chất động cơ sẽ tương tự như động cơ kích từ độc lập.
1. Đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích thích song song:
R u
U

M
 
Ta có phương trình đặc tính cơ là:
(1.4)
k
k 2
Phương trình (1.4) có dạng hàm bậc nhất y = B + Ax, nên đường biểu diễn
trên hệ tọa độ (hình 1.26) là một đường thẳng với độ dốc âm. Đường đặc tính cơ cắt



trục tung O tại điểm có tung độ :

o =

U
k



(1.5)

Tốc độ 0 là tốc độ ứng với Mc = 0, nghóa là: khi không có lực cản nào cả. Đó
là tốc độ lớn nhất của động cơ mà không thể đạt được ở chế độ động cơ vì không bao
giờ xảy ra Mc = 0 ( do lực ma sát luôn tồn tại khi động cơ quay ). Tốc độ 0 được gọi
là tốc độ không tải lý tưởng.
Khi toàn bộ các thông số điện của động cơ là
định mức như thiết kế (được ghi trên nhãn động cơ)
và không mắc thêm điện trở phụ vào mạch động cơ
thì Rư = Rư và phương trình đặc tính cơ sẽ là :

 =

U dm
Ru

k  dm
k  dm

2

M (1.6)

Đường đặc tính cơ lúc này gọi là đường đặc
HÌNH 1.26
tính cơ tự nhiên. Đường biểu diễn đặc tính cơ tự
nhiên như trên hình 1.27.
Khi phụ tải tăng dần từ Mc = 0 đến Mđm (Mc = Mđm  0) thì tốc độ động cơ
giảm dần từ o xuống đm( = o   đm). Điểm A (Mđm , đm) gọi là điểm làm
việc định mức.
Rõ ràng , đường thẳng đặc tính cơ có thể vẽ được nhờ 2 điểm o và A. Cũng
có thể dùng 1 trong 2 điểm đó kết hợp với điểm khác thứ 3 là điểm cắt của đặc tính
cơ với trục hoành OM. Điểm này có tung độ  = 0 và hoành độ suy từ (1.6).

-13 -


Đề cương bài giảng

Trang Bị Điện

M = Mnm = kđm U đm = kđmInm
trong đó :

Inm =

U dm
Ru

Ru

(1.7)
(1.8)

Mômen Mnm và dòng điện
Inm gọi là mômen ngắn mạch và
dòng điện ngắn mạch. Đó là giá
trị mômen lớn nhất và dòng điện
lớn nhất của động cơ khi được
cấp điện đầy đủ mà tốc độ bằng
0. Trường hợp này xảy ra khi bắt
đầu mở máy và khi động cơ đang
chạy mà bị dừng lại vì bị kẹt hoặc
tải quá lớn không kéo được. Dòng
điện Inm này lớn và thường bằng :
HÌNH 1.27
Inm = (10  20) Iđm
Nó có thể gây cháy hỏng
động cơ nếu hiện tượng tồn tại kéo dài. Do vậy, khi mở máy phải thêm điện trở phụ
Rp vào mạch rotor để hạn chế dòng điện mở máy và khi động cơ đang chạy bị dừng
lại, cần phải nhanh chóng cắt điện.
2. nh hưởng của các thông số điện đối với đặc tính cơ :
Phương trình (1.4) cho thấy , đường đặc tính cơ bậc nhất  = f(M) phụ thuộc vào
các hệ số của phương trình , trong đó có chứa các thông số điện U, Rư và . Ta xét
ảnh hưởng của từng thông số này .
a. Trường hợp thay đổi điện áp phần ứng:
U = var ; Rư = const ;  = const.

HÌNH 1.28

Vì điện áp đặt vào phần ứng không thể vượt quá giá trị định mức nên ta chỉ có thể

thay đổi về phía giảm. Trường hợp này, độ dốc (hay độ cứng) của đặc tính cơ không
thay đổi còn tốc độ không tải lý tưởng o thay đổi tỷ lệ thuận với điện áp.
-14 -


Đề cương bài giảng

Trang Bị Điện

Như vậy, khi thay đổi điện áp đặt vào phần ứng, ta được một họ các đường đặc
tính cơ song song với đường đặc tính cơ tự nhiên và thấp hơn đường đặc tính cơ tự
nhiên (hình 1.28). Các đường đặc tình cơ này gọi là các đường đặc tính cơ nhân tạo.

-15 -


Đề cương bài giảng

Trang Bị Điện

b. Trường hợp thay đổi điện trở mạch phần ứng:
Rư = var ; U = const ;  = const
Vì Rư = Rư + Rp nên điện trở mạch phần ứng chỉ có thể thay đổi về phía tăng
Rp. Lúc này, 0 giữ nguyên còn độ dốc thay đổi tỷ lệ thuận theo Rư.
Như vậy, khi tăng điện trở Rp trong mạch phần ứng, ta được một họ các đường đặc
tính cơ nhân tạo cùng đi qua điểm ( 0, 0 ) (hình 1.29).

HÌNH 1.29

HÌNH 1.30

c.Trường hợp thay đổi từ thông kích từ:
 = var ; Rư = const ; U = const
Để thay đổi từ thông , phải thay đổi Ikích từ nhờ biến trở Rkt mắc ở mạch cuộn
cảm (hình 1.30a). Vì chỉ có thể tăng Rkt nên từ thông kích từ chỉ có thể thay đổi về phía
giảm. Trường hợp này, cả tốc độ không tải lý tưởng và độ dốc đặc tính cơ đều thay đổi
.
Khi giảm từ thông, 0 tăng, còn độ dốc thì giảm mạnh. Họ đặc tính cơ nhân tạo
thu được như hình (1.30b).
3. Khởi động động cơ 1 chiều kích
từ độc lập:
Lúc bắt đầu đóng điện cho động
cơ, tốc độ động cơ còn bằng 0 nên dòng
điện động cơ Inm rất lớn, tạo ra Mnm và
có thể gây ra các hậu quả xấu .
 Dòng điện lúc mở máy:
Imm = Inm =

U dm
= (10  20)Iđm
Ru

Đối với động cơ có công suất
càng lớn thì Rư thường có giá trị càng
HÌNH 1.31

-16 -


Đề cương bài giảng

Trang Bị Điện

nhỏ và dòng Inm càng lớn. Điều này làm xấu chế độ chuyển mạch trong động cơ, đốt
nóng mạnh động cơ và gây sụt áp lưới điện. Tình trạng càng xấu hơn nếu hệ TĐĐ
thường phải mở máy, đảo chiều, hãm điện thường xuyên như ở máy trục, máy cán
đảo chiều, thang máy lên xuống v.v…
 Mômen mở máy quá lớn sẽ tạo ra các xung lực động làm hệ TĐ bị giật, lắc,
không tốt về mặt cơ học, hại máy và có thể gây nguy hiểm như : gãy trục, vỡ bánh
răng, đứt cáp, đứt xích v.v…
Mmm = Mnm = kđmInm
Vậy, để đảm bảo an toàn cho động cơ và các cơ cấu truyền động cũng như
tránh ảnh hưởng xấu tới lưới điện, phải hạn chế dòng điện khi mở máy sau cho :
Imm = ( 1,5  2,5 ) Iđm
nghóa là cần phải thêm điện trở phụ Rp (hình 1.31a) vào mạch phần öùng sao cho:
Imm =

U dm
U
 dm (1,5  2,5) I dm
Ru  R p
Ru

Công suất động cơ lớn thì chọn Imm nhỏ.
Trong quá trình mở máy, tốc độ động cơ  tăng dần, sức điện động của động cơ
E = k cũng tăng dần và dòng điện động cơ bị giảm: I 

U E
, do đó mômen
Ru  R p

động cơ cũng giảm. Động cơ mở máy theo mũi tên trên đường đặc tính cơ 1 (hình
1.31b). Nếu cứ giữ nguyên Rp tronh mạch phần ứng thì tốc độ tăng theo đặc tính 1 tới
điểm B, mômen động cơ giảm từ Mmm xuống bằng mômen cản Mc , động cơ sẽ quay ổn
định với tốc độ thấp b . Do vậy, khi mômen giảm đi một mức nào đó (chẳng hạn MD)
thì phải cắt điện trở phụ Rp trong mạch phần ứng nhờ đóng tiếp điểm K để động cơ trở
về làm việc (hay tiếp tục mở máy) trên đặc tính tự nhiên tại điểm E. Lúc này mômen
động cơ ME lại lớn hơn nhiều mômen tải Mc nên động cơ tiếp tục tăng tốc nhanh. Tới
điểm A thì Mđ = Mc và động cơ sẽ chạy ổn định với tốc độ A trên đường đặc tính cơ tự
nhiên .
Lưu ý, khi đóng tiếp điểm K để cắt điện trở phụ Rp ra khỏi mạch rotor thì ngay
lập tức, động cơ chuyển từ điểm làm việc D trên đặc tính cơ nhân tạo 1 sang làm việc
trên đặc tính cơ tự nhiên 2. Do quán tính cơ, khi chuyển đặc tính, tốc độ động cơ không
kịp thay đổi trong một thời gian quá ngắn nên đoạn chuyển đổi DE là nằm ngang .

HÌNH 1.32

-17 -


Đề cương bài giảng

Trang Bị Điện

Sơ đồ hình 1.31a là sơ đồ mở máy động cơ qua 1 cấp điện trở.
Thực tế, để giảm bớt sự biến động mômen và thời gian lúc mở máy, động cơ
thường được mở máy qua vài cấp điện trở phụ. Hình 1.32 là sơ đồ mở máy qua 3 cấp
điện trở với các đặc tính cơ tương ứng. Các điện trở phụ được tính chọn sao cho các
đặc tính cơ mở máy có các điểm chuyển đổi ứng với các mômen :
M1  (2  2,5) Mđm

M2  ( 1,1  1,3 ) Mđm
Tóm lại, để hạn chế dòng điện quá lớn lúc mở máy phải thêm điện trở vào
mạch phần ứng. Trong quá trình động cơ tăng tốc, phải loại bỏ dần các điện trở mở
máy ra khỏi mạch phần ứng.

4. Hãm động cơ một chiều kích từ song song:
a. Hãm tái sinh:
Trạng thái hãm tái sinh của động cơ là
trạng thái xảy ra khi tốc độ quay của động cơ
lớn hơn tốc độ không tải lý tưởng.
Xét trường hợp hãm tái sinh của một
động cơ một chiều kích từ độc lập.
Ta có dòng điện ở trạng thái động cơ :
k
U  E k 0  k


Iư =
 0    (1.9)
Ru

Ru

Ru

Rõ ràng, khi  > o (E >U) thì Iư < 0
nghóa là dòng điện phần ứng đảo chiều, trả lại
lưới điện. Lúc này mômen động cơ theo cũng
đảo dấu : M = kIư < 0
nên có tác dụng hãm chuyển động của động cơ.

HÌNH 1.33
Năng lượng trả về lưới điện được biến
đổi từ cơ năng của hệ (như một động cơ sơ cấp ). Cơ năng này kéo động cơ (như một
máy phát điện) quay nhanh hơn tốc độ không tải lý tưởng.
Hình 1.33 biểu diễn đường đặc tính
hãm tái sinh là đoạn kéo dài của đặc tính
cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc
lập (hay kích từ song song) nằm ở góc phần
tư thứ II (khi động cơ quay thuận) và ở góc
phần tư thứ IV (khi động cơ quay ngược).
Tại các góc phần tư này, đặc tính hãm tái
sinh có tốc độ    >   0  và momen MĐ
ngược dấu với tốc độ  của động cơ.
Ví dụ 1: Động cơ (kích từ độc lập) đang
làm việc tại điểm A trên đặc tính cơ 1 có tốc
HÌNH 1.34
độ không tải lý tưởng o1 ở góc phần tư thứ I (hình 1.34) với mômen cản MC và tốc độ
A .
-18 -


Đề cương bài giảng

Trang Bị Điện

Để giảm tốc độ động cơ, ta dùng phương pháp hạ điện áp cấp cho phần ứng.
Động cơ chuyển sang làm việc trên đặc tính cơ 2 thấp hơn, có tốc độ không tải lý
tưởng o2 < o1 . Vì tốc độ động cơ, do quán tính cơ, không thể thay đổi tức thời, nên
khi điện áp giảm, động cơ chuyển điểm làm việc từ điểm A trên đặc tính cơ 1 ngang
sang điểm B trên đặc tính cơ 2 (với cùng tốc độ  A).

Do  A >o2 nên động cơ chuyển sang chế độ hãm tái sinh với mômen hãm cực
đại Mmax < 0 . Tốc độ động cơ giảm nhanh theo đọan BC trên đoạn đặc tính hãm tái
sinh ở góc phần tư II. Cùng với quá trình giảm tốc, mômen hãm cũng giảm. Tới điểm
C, mômen hãm bằng 0 và do mômen cản MC nên động cơ tiếp tục giảm tốc xuống
dưới tốc độ không tải  o2 theo đặc tính cơ 2 và làm việc ở chế độ động cơ. Tới điểm
D, mômen động cơ tăng bằng mômen cản MC. Động cơ chạy ổn định tại điểm làm
việc mới D trên đường đặc tính cơ 2 với tốc độ thấp hơn ( D < A ).
b. Hãm ngược : Hãm ngược nhờ đảo chiều quay:
Ví dụ : Động cơ điện một chiều kích từ song song đang làm việc với tải có mômen
phản kháng tại điểm A trên đặc tính cơ 1 ở góc phần tư thứ I (hình 1.35).
Để hãm máy, ta đảo cực tính điện áp đặt vào phần ứng động cơ. Động cơ sinh
ra mômen điện từ có chiều ngược lại nhưng do quán tính, hệ thống vẫn làm quay
rotor theo chiều cũ. Do vậy, mômen động cơ sẽ là mômen hãm .
Ngay khi đảo cực tính phần ứng, động cơ chuyển sang làm việc tại điểm A’
trên đặc tính cơ 4. Vì đặc tính cơ của động cơ kích từ độc lập tương đối cứng nên nếu

HÌNH 1.35

chỉ đảo cực tính đơn thuần thì mômen hãm rất lớn ( MA’  rất lớn ). Dòng điện hãm tỉ
lệ với MA’ cũng rất lớn, có hại cho động cơ. Do vậy, phải hạn chế mômen hãm sao
cho không quá 2,5 Mđm . Thực tế, việc đảo cực tính phần ứng để hãm ngược được kết
hợp với thêm điện trở phụ RP vào mạch phần ứng để có đặc tính dốc ( đường 2). Do
đó, động cơ
chuyển sang làm việc ở chế độ hãm tại điểm B trên đặc tính cơ 2 với
mômen hãm ban đầu :
MB  2,5 Mñm
-19 -


Đề cương bài giảng

Trang Bị Điện

Tốc độ động cơ giảm dần theo đặc tính cơ 2. Tới điểm D thì  =0 và động cơ
có mômen MD < MC nên dừng lại. Động cơ không thể mở máy theo chiều ngược.

-20 -


Đề cương bài giảng

Trang Bị Điện

Nếu RP thêm vào mạch phần ứng không đủ lớn, đặc tính cơ đảo chiều không
đủ dốc (đường 3) thì khi hãm, động cơ chuyển sang làm việc tại điểm B’, giảm tốc và
dừng ( = 0) tại điểm D’. Do MD’ > MC nên động cơ sẽ tăng tốc, mở máy chạy
ngược và làm việc ổn định với tốc độ E tại điểm E trên đặc tính cơ 3.
c. Hãm động năng:
* Hãm động năng kích từ độc lập :
Ví dụ: Động cơ điện một chiều kích từ song song truyền động cơ cấu nâng – hạ của
một cầu trục đang làm việc tại điểm A trên đặc tính cơ 1 (hình 1.36c). Vật được cẩu
lên với tốc độ  A . Sơ đồ nối dây của động cơ như hình 1.36a.
Để hãm động năng, kích từ động cơ được giữ nguyên (hãm động năng kích từ
độc lập), còn cuộn ứng được cắt rời khỏi lưới điện và nối kín với một điện trở hãm Rh
(hình 1.36b). Do động năng đã tích lũy, rotor tiếp tục quay trong từ trường của cuộn
cảm và trong cuộn dây phần ứng sẽ xuất hiện một sức điện động : E = k
Sức điện động này tạo ra dòng điện khép kín qua điện trở hãm :
k
E


(1.10)
Ih = 
Ru  R h

Ru  Rh

Dấu (-) : dòng điện hãm Ih ngược chiều với dòng điện phần ứng Iư ở chế độ động cơ .
Mômen hãm sẽ là :
Mh = kIh < 0
(1.11)
Từ (1.10) và (1.11) suy ra :
= 

Ru  R h

k 2

(1.12)

M

Đó là phương trình đặc tính cơ khi hãm động năng kích từ độc lập. Đường biểu
diễn là một đường thẳng đi qua gốc tọa độ và nằm ở góc phần tư thứ II và thứ IV như
hình 1.36c.

-21 -


Đề cương bài giảng

Trang Bị Điện

HÌNH 1.36

Khi hãm động năng, động cơ chuyển sang làm việc trên đặc tính hãm 2 tại
điểm B. Mômen âm nên tốc độ động cơ giảm theo đường 2. Điểm làm việc dịch về
gốc tọa độ. Vật cẩu vẫn được nâng lên nhưng với tốc độ giảm dần. Khi điểm làm
việc của động cơ dịch tới điểm O trên đặc tính hãm thì vật dừng lại ( =0). Lúc này,
mômen của động cơ cũng bằng 0.
Dưới tác dụng của tải thế năng, động cơ bị kéo quay ngược, vật cẩu tụt xuống.
Điểm làm việc tiếp tục dịch theo đặc tính hãm 2. Tới điểm D thì mômen hãm do
động cơ sinh ra sẽ cân bằng với mômen tải và vật sẽ được hạ xuống đều, ổn định với
tốc độ  D. Động cơ hãm động năng để ghìm vật xuống đều.
Phương trình đặc tính cơ khi hãm (1.12) cho thấy : hệ số góc (độ dốc) của đặc
tính phụ thuộc điện trở hãm. Điện trở hãm Rh càng nhỏ thì độ dốc nhỏ, đặc tính càng
ít dốc (đường 3 hình 1.36c) và mômen hãm động năng ban đầu MB’ sẽ lớn hơn ( MB’
> MB). Trường hợp này dòng điện hãm Ih cũng sẽ lớn hơn và tốc độ hạ tải sẽ nhỏ
hơn (  D’  <  D ).
Điện trở hãm thường được chọn để dòng điện hãm nằm trong giới hạn :
Ih  ( 2  2,5 ) Iđm
(1.13)
* Hãm động năng tự kích từ :
Hãm động năng tự kích từ động cơ 1 chiều kích từ độc lập.
Hình 1.37 trình bày sơ đồ nguyên lý nối dây từ chế độ động cơ (a) sang chế độ
hãm động năng tự kích từ (b).

-22 -


Đề cương bài giảng

Trang Bị Điện

HÌNH 1.37

Động năng tích lũy tiếp tục làm quay rotor theo chiều cũ. Sức điện động cảm
ứng E sẽ tạo ra dòng cảm ứng khép kín qua điện trở hãm Rh, đồng thời tự cấp dòng
kích từ cho cuộn kích từ KT .
Dòng điện phần ứng đảo chiều trong từ trường kích từ như cũ sẽsinh ra mômen
hãm làm tốc độ động cơ giảm dần. Sự suy giảm tốc độ kéo theo sức điện động giảm,
từ trường kích từ và từ lực giảm, do đó mômen hãm giảm nhanh. Đặc tính hãm có
dạng đường cong như hình 1.37c (ở góc phần tư thứ II).
Phương pháp hãm động năng tự kích từ không có hiệu quả bằng phương pháp
hãm động năng kích từ độc lập, song lại có lợi thế là không cần nguồn điện một
chiều bên ngoài cấp cho cuộn kích từ và có thể tiến hành hãm khi mất điện. Muốn
vậy, chỉ cần tạo mạch hãm bằng các tiếp điểm thường đóng để khi mất điện, động cơ
luôn được hãm động năng tự kích từ.
Điện trở hãm Rh ảnh hưởng tới đặc tính hãm, do đó ảnh hưởng tới mômen hãm
ban đầu. Điện trở hãm nhỏ sẽ cho mômen hãm ban đầu lớn (đường 3 có MB’ > 
MB  của đường 2).
Vì dòng điện hãm không được quá giới hạn 2,5 Iđm nên điện trở hãm cũng
không thể nhỏ quá.
Nếu mô men cản là phản kháng, động cơ sẽ dừng tại điểm O. Nếu mô men
cản có tính chất thế năng mà giữ nguyên mạch hãm thì tải sẽ kéo động cơ quay
ngược, hãm ghìm vật để hạ xuống đều tại điểm làm việc D hoặc D’ trên đặc tính
hãm.
5. Thay đổi tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập (song song):
a. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng :
Sơ đồ nguyên lý nối dây như trên hình 1.38a. Từ thông động cơ được giữ
không đổi. Điện áp phần ứng được cấp từ một bộ biến đổi.

-23 -