ĐỒ ÁN MÔN HỌC: TÍNH TOÁN,THIẾT KẾ NÂNG HẠ CẦU TRỤC potx

Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: GVC. L Ngọc Hội


T rang 1


NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MƠN HỌC
Tên đồ án :
TÍNH TỐN,THIẾT KẾ NÂNG HẠ CẦU TRỤC
N ội dung đồ án :
Hãy tính toán và thiết kế truyền động điện cho một cơ cấu nâng cầu
trục dùng động cơ điện là :
Động cơ dc dùng kích từ song song. Động cơ AC khơng
đồng bộ 3 pha
Có các số liệu như sau:
BẢNG SỐ LIỆU:
Động cơ điện một chiều kích từ song song :

P
đm
(kw) U
đm
(v) I
đm
(A) I
KTđm
(A) n
đm
(vòng /phút)
91 201 521 5.2 600
Động cơ AC khơng đồng bộ 3 pha

Pđm (KW) U1 đm (v)
cos
f
đm

51 400 0.811

2p(cực từ)=10; (vòng)=21; (vòng)=31; (Ω)=0.21;
(Ω)=0.02; (Ω)=0.31(Ω) (Ω)=0.051;Kdq1,2=0.951;
Yêu cầu tính toán và thiết kế như sau:
1. Động cơ mở máy qua 3 cấp điện trở phụ, tính các điện trở mở máy,
biết rằng động cơ kéo tải ở đònh mức.
2. Tính toán điện trở cần thiết đóng vào mạch rotor để nâng tải lên với tốc
độ lần lượt là:
a. n =1/2 n
đm

b. n = 1/4 n
đm

3. Tính toán điện trở phụ cần thiết đóng vào rotor khi hạ tải xuống với tốc
độ lần lượt là:
a. n=1/4nđm,b.n=1/2nđm,c.n=nđm. ,d.n=2nđm.
Biết rằng moment khi nâng tải: M
C
=0.8M
đm

4. dùng chương trình CX-Programmer thiết kế sơ đồ ngun lý điều

khiển động cơ khi mở máy nâng và hạ tải,vẽ sơ đồ kết nối PLC CM2A.
biết rằng, động cơ xoay chiều 3 pha co dây quấn stator/rotor đấu hình
tam giác/sao và sức bền từ độngbên stator lớn hơn rotor 20%


Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: GVC. L Ngọc Hội


T rang 2







NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Ngày . . . tháng . . . năm
2010
Giáo viên hướng
dẫn

Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: GVC. L Ngọc Hội


T rang 3






NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Ngày . . . tháng . . . năm
2010

Giáo viên phản biện
Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: GVC. L Ngọc Hội


T rang 4









LỜI NÓI ĐẦU
@&?

Thế kỉ XXI -thế kỉ của công nghệ thông tin, của khoa học kó thuật
và công nghệ tự động.Nhằm đáp ứng nhu cầu của sự phát triển, nâng cao
năng suất và chất lượng sản phẩm. Truyền động điện ra đời là một trong
những yếu tố rất quan trọng:
· Truyền động điện có nhiệm vụ thực hiện các công đoạn cuối
cùng của một công nghệ sản xuất.
· Truyền động điện là một hệ thống máy móc được thiết kế với
nhiệm vụ biến đổi cơ năng thành điện năng .
· Hệ thống Truyền động điện có thể hoạt động với tốc độ không
đổi hoặc thay đổi (hệ điều tốc)….
Hiện nay khoảng 75-80% các hệ truyền động là loại không đổi, với
các hệ thống này, tốc độ hoạt động của động cơ hầu như không cần điều
kiện trừ các quá trình khởi động và hãm .Phần còn lại 20-25 % các hệ thống

điều khiển được tốc độ động cơ để phối hợp được các đặc tính động cơ với
đặc tính tải yêu cầu.
Với sự phát triển mạnh mẽ của kó thuật bán dẫn công suất lớn và kó
thuật vi xử lí, các hệ thống điều tốc được dử dụng rộng rãi và là công cụ
không thể thiếu trong quá trình tự động hoá sản suất. Do đó nội dung của
tập đồ án chủ yếu tính toán và và điều chỉnh tốc độ động cơ DC kích từ
song song và động cơ không đồng bộ 3 pha.
Tập đồ án này có thể làm tài liệu tham khảo cho những ai quan tâm
đến vấn đề liên quan đến Động cơ DC kích từ song song và động cơ không
đồng bộ 3 pha.
Vì kiến thức và thời gian có hạn, kinh nghiệm thực tế không nhiều,
nên tập đồ án này không thể tránh khỏi những thiếu sót.Rất mong được sự
đóng góp của q thầy cô và bạn bè.


Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: GVC. L Ngọc Hội


T rang 5

Sinh viên thực
hiện:
Trần Văn Sơn
Leng Duy Anh

LỜI CẢM ƠN
@&?

Sspielberg đã từng nói :" Chỉ đến được vinh quang khi ta biết
nhìn lại và trân trọng quá khứ."Hoàn thành tập đồ án này có thể không là
"vinh quang", nhưng đây là kết quả của sự tìm tòi, nghiên cứu tri thức và
điều quan trọng không thể thiếu góp phần hoàn thiện hơn tầm hiểu biết
về môn học và củng cố kiến thức ngành học, tạo hành trang bước vào đời,
không thể không thừa nhận sự đóng góp to lớn của các nguồn nhân -vật
lực-yếu tố quan trọng tạo nên thành quả ấy. Chúng em những sinh viên
thực hiện đồ án môn học này xin:
Trân trọng và thành thật cảm ơn:
v Nguyễn Phan Thanh -người đã tận tình hướng dẫn, giải đáp
những khúc mắc trong quá trình thực hiện đề tài
v Quý thầy cô thuộc thư viện Trường Đại Học sư phạm kó thuật
thành phố hồ chí minh,Thư viện tổng hợp Thành Phố HCM đã
cung cấp sách vở và tài liệu giúp hoàn thành đề tài.
v Các anh chò và bạn bè cùng ngành đã có những đóng góp, gợi ý
trong quá trình tiến hành thực hiện.




Sinh viên thực hiện
Trần Văn
Sơn
Leng
Duy Anh
Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: GVC. L Ngọc Hội

T rang 6










MỤC LỤC


Trang

PHẦN A
TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG HẠ CẦU TRỤC
DÙNG ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH TỪ SONG SONG
CHƯƠNG I
ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH TỪ SONG SONG 9

I. Đặc tính cơ của động cơ điện DC kích từ độc lập và song song .
9
II. nh hưởng của các thông số đến đặc tính cơ . 11

III. Đặc tính cơ khi đảo chiều điện áp . 16

IV.Mở máy và tính điện trở mở máy .

20
V.Hãm máy .
22
CHƯƠNG II
TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CẦN TRỤC NÂNG HẠ TẢI
30
I. Tính điện trở điện trở mở máy.
30 II. Tính toán điện trở phụ cần thiết đóng vào
mạch Rotor khi nâng tải. 31
III. Tính toán điện trở phụ cần thiết đóng vào mạch Rotor khi hạ tải.
32
IV. Thiết kế sơ đồ nguyên lý điều khiển động cơ.
34
KẾT LUẬN
Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: GVC. L Ngọc Hội


T rang 7

Tài liệu tham khảo
Ñoà aùn: TRUYEÀN ÑOÄNG ÑIEÄN GVHD: GVC. Leê Ngọc Hội


T rang 8

Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: GVC. L Ngọc Hội


T rang 9

CHƯƠNG I

ĐẶC TÍNH CƠ
CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
@&?

v
KHÁI NIỆM CHUNG VỀ ĐẶC TÍNH CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN


Đặc tính cơ của động cơ điện là quan hệ giữa tốc độ quay và momen của động cơ
được thể hiện dưới dạng: n=f(M
đc
), có 2 loại đặc tính cơ:
§ Đặc tính cơ tự nhiên: là đăc tính khi động cơ làm việc ở chế độ đònh
mức ( điện áp, tần số, từ thông đònh mức và không nối thêm điện trở
điện kháng vào động cơ,động cơ được đấu dây theo sơ đồ bình
thường.)
§ Đặc tính cơ nhân tạo: là đăc tính khi ta thay đổi các tham số nguồn
hoặc nối thêm các điện trở, điện kháng và động cơ hoặc động cơ
được dây theo sơ đồ đặt biệt nào.
** Để dánh giá và so sánh các đặc tính cơ, người ta đưa ra khái niệm độ cứng đặc

tính cơ là sự ổn đònh tốc độ khi moment thay đổi.

b
=
=
D
D
n
M
dn
dM
,
b
độ cứng đặc tính cơ
Động cơ có ß càng lớn thì tốc độ càng ít thay đổi

Căn cứ vào ß người ta chia làm 3 loại:
· Khi
b
=∞àđộng cơ có đặc tính cơ tuyệt đối cứng.Đây là đặc
tính cơ của động cơ đồng bộ(3)
· Khi
b
=10÷100à động cơ có đặc tính cơ cứng. Đây là đặc tính cơ
của động cơ 1 chiều kích từ độc lập(2)
· Khi
b
<10 à động cơ có đặc tính cơ mềm. Đây là đặc tính cơ của
động cơ 1 chiều kích từ nối tiếp(1)

Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: GVC. L Ngọc Hội


T rang 10



Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ : là đường đặc tính cơ có độ cứng
ß thay đổi theo điểm làm việc của nó.


Đoạn ab :là đoạn có đặc tính cơ cứng
Đoạn bc :là đoạn có đặc tính cơ mềm

b
<0 khi tốc độ n- thì moment M¯
khi tốc độ n ¯ thì moment M-

b
>0 moment M- thì tốc độ n-
moment M¯ thì tốc độ n¯

Trong thực tế,động cơ điện không đồng bộ chỉ làm việc ổn đònh trên đoan ab
của đặc tính cơ

Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: GVC. L Ngọc Hội


T rang 11

I.ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC
LẬP VÀ KÍCH TỪ SONG SONG
I.1.Xây dựng phương trình đặc tính tốc độ :















Hình 1.1.ĐCĐ một chiều kích từ song song

Hình 1.2. ĐCĐ một chiều kích từ độc lập
Ta có : pt cân bằng điện áp của động cơ điện một chiều
U
đm
= E
ư
+ R
ư
I
ư


Þ
E
ư
= U
đm

- R
ư
I
ư

với E
ư
= K
E
f
đm
n
C

kt

I

ư

E
ư

I

I
kt

+

R

p

U

đm

R

kp

-

R
R

pk

U

I

kt
C
kt
I
h

E

+

-

Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: GVC. L Ngọc Hội


T rang 12


Þ
K
E
f
đm
n = U
đm
- R
ư
I
ư


Þ

đmE
ưư
đmE
đm

K
I
R
K
U
n
ΦΦ
-=
:đây là phương trình đặc tính tốc độ tự nhiên của
ĐCĐ một chiều kích từ song song
Trong đó: n : tốc độ quay của động cơ
U
đm
: điện áp đònh mức của ĐCĐ một chiều

a
60
PN
K
E
=
: hệ số điện động của động cơ

đm
Φ :từ thông kích từ dưới 1 cực từ
R
ư
: điện trở của mạch phần ứng
I
ư

: dòng điện mạch phần ứng
R
P
:điện trở phụ trong mạch phần ứng
Nếu thêm điện trở phụ R
p
vào phần ứng thì ta được phương trình đặc
tính tốc độ nhân tạo :

(
)
đmE
ưpư
đmE
đm
K
I
R
R
K
U
n
F
+
-
F
=
Khi I
ư
= 0 :n =

đmE
đm
0
K
U
n
Φ
=
:là tốc độ không tải lý tưởng của động cơ.

đmE
ư
TN
K
R
a
Φ
=
: là hệ số gốc hay độ dốc của đường đặc tính tốc độ tự
nhiên

đmE
ư
ưTN
K
RưI
aIn
Φ
Δ ==
:là độ sụt tốc độ trên đường đặc tính tự nhiên

n

A
n
0
AC = n
0
: tốc độ không tải lý tûng
n
A
B BC = n
A
: tốc độ làm việc của đường
đtc TN

TN AB = Dn
TN
: độ sụt tốc độ


C
0 I
c
I
ư
Hình 1.3.Đặc tính cơ tự nhiên.

· Nếu I
c

= I
đm
thì n
A
= n
đm

I.2. Phương trình đặc tính cơ :
Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: GVC. L Ngọc Hội


T rang 13

Khi nguồn điện một chiều có công suất vô cùng lớn và điện áp không đổi thì
mạch kích từ thường mắc song song với mạch phần ứng, lúc này động cơ
được gọi là động cơ kích từ song song




Khi có nguồn điện một chiều có công suất không đủ lớn thì mạch điện phần
ứng và mạch kích từ mắc vào 2 nguồn điện 1 chiều độc lập nhau gọi là động
cơ điện kích từ độc lập.

Ta có : pt cân bằng điện áp của động cơ điện một chiều
å
å
= EU

U
đm
= E
ư
+ R
ư
I
ư

Þ
E
ư
= U
đm
- R
ư
I
ư

Với E

ư
= K
E
F
đm
n
nên
Þ
K
E
F
đm
n = U
đm
- R
ư
I
ư


Þ

Iư
K
Rư
K
U
n
đm
mE

đm
F
-
F
=
(1)
Đây là phương trình đặc tính tốc độ tự nhiên (Hay còn gọi là đặc tính cơ
điện)

Trong đó: n : tốc độ quay của động cơ(vòng/phút)
U
đm
: điện áp đònh mức của ĐCĐ một chiều (V)

a
60
PN
CK
EE
==
: hệ số điện động của động cơ


I
KT

Iđm

Iư

U
đm


E
Ư

U
U
KT
I
KT
I


R
KT
+

+

-

-

+

Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: GVC. L Ngọc Hội

T rang 14


đm
Φ :từ thông kích từ dưới 1 cực từ(Wb)
I
ư
: dòng điện mạch phần ứng(A)
R
P
:điện trở phụ trong mạch phần ứng(
W
)
R
ư
: điện trở của mạch phần ứng(
W
)
R
ư
= r
ư
+ r
cp
+ r
i
+ r
ct

Trong đó :

r
ư
: điện trở cuộn dây phần ứng (W)
r
cp
: điện trở cuộn cực từ phụ (W)
r
i
: điện trở cuộn bù (W)
r
ct
: điện trở tiếp xúc của chổi điện (W)

Khi I
ư
= 0 (1)
Þ

0
đmE
đm
n
K
U
n =
F
=
:tốc độ không tải lý tưởng của động cơ.
Đặt
đmE

Ư
TN
K
R
a
F
=
:hệ số gốc hay độ dốc của đường đặc tính tốc độ tự
nhiên
Þ
đường bậc 1
Ư
đmE
ưTNTN
I
K
Rư
Ian
F
==D
: độ sụt tốc độ trên đường đặc tính tự nhiên

n
A:điểm làm việc
n
0 1
n
0
: tốc độ không tải
n

A
2 A n
A
:tốc độ làm việc ứng với I
c
TN n
0
- n
A
= rn
TN
: độ sụt tốc độ
Nếu I
c
= I
đm
thì n
A
= n
đm

3

0 Ic=Iư
đm
Iư

*Nếu thêm điện trở phụ R
p
vào phần ứng thì ta được phương trình đặc tính

tốc độ nhân tạo :


(
)
ư
đmmE
đm
I
K
Rp
Rư
K
U
n
F
+
-
F
=
(1’)

*Phương trình đặc tính cơ :

Ta có : moment điện từ của động cơ :
Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: GVC. L Ngọc Hội


T rang 15

M
đt
= K
M
đm
F
I
ư

đmM
ư
K
M
I
F
=Þ
thay vào phương trình đặc tính tốc độ
:
(1)
Þ

đmMđmE
ư
đmE
đm
K
M
K
R
K

U
n
FF
-
F
=



Þ
n =
M
KK
R
K
U
2
đmME
ư
đmE
đm
F
-
F
(2)

Ta có: K
E
=C
E

=
a
60
PN

Þ
55,9
1
60
2
K
K
M
E
=
p
=
Þ
K
M
=9,55K
E

K
M
=C
M
=
a
2

PN
p
với : K
M
: hệ so ácấu tạo của động cơ
K
E
: hệ số sức điện động của động cơ

Þ

M
đm
2
)F
-
F
=
E
ư
đmE
đm
9,55(K
R
K
U
n
(2’)

Suy ra: (2)và(2’) phương trình đặc tính cơ tự nhiên

Khi Iư =0 thì M
đt
=0 , do đó (2)
Þ
0
n=
F
=
đmE
đm
K
U
n
, n
0
: tốc độ không tải
lý tưởng
Đặt a
TN
=
2
đmME
KK
Rư
F
: độ dốc (hệ số gốc) của đường đặc tính cơ tự nhiên

D
a

TN
= a
TN
.M : độ sụt tốc độ của đường đặc tính cơ tự nhiên


Þ
đường đặc tính cơ đồng dạng với đường đặc tính tốc độ

*Khi thêm điện trở phụ Rp vào mạch phần ứng (Rotor).Ta được phương
trình đặc tính cơ nhân tạo

n = n
0
-
2
đmE
)K(55,9
)
Rp
Rư
(
F
+
(2’’)



II.ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ ĐẾN DẠNG ĐẶC TÍNH CƠ
Ta có phương trình đặc tính cơ nhân tạo:

Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: GVC. L Ngọc Hội


T rang 16


M
)9,55(K
R
K
U
n
2
đmE
ư
đmE
đm
F
-
F
=


Đặt:
đmE
đm
0
K
U
nn

Φ
==


:là tốc độ không tải lý tưởng

đm
2
E
2
ư
TN
9,55K
R
a
Φ
=
:hệ số góc hay độ dốc của đặc tính cơ tự nhiên

đm
2
E
2
ư
TNTN
9,55K
M
R
Man
Φ

Δ ==
độ sụt tốc độ của đường đặc tính cơ tự
nhiên
II.1.nh hưởng của điện trở phụ nối tiếp trên mạch phần ứng :
Giả sử U
ư
= U
đm
= const

đm
ΦΦ = =const
R
p
thay đổi
Muốn thay đổi điện trở mạch phần ứng ta nối thêm điện trở phụ R
p
vào
mạch phần ứng.
Phương trình đặc tính cơ :

(
)
2
đm
2
E
pư
đmE
đm

9,55K
M
R
R
K
U
n
Φ
Φ
+
-=

Khi điện trở phụ R
p
thay đổi thì:
·
đmE
đm
0
K
U
n
Φ
=
= const
· hệ số góc nhân tạo:
( )
2
đmE
pư

NT
K9,55
R
R
a
Φ
+
=
tăng > a
TN

· độ dốc nhân tạo:
M
a
n
NTNT
=Δ cũng tăng >
TN
n
D .

I
KT
I
ư
I


Hình 1.4: Sơ đồ nguyên lý khi thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng.

Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: GVC. L Ngọc Hội


T rang 17

0

U
2

Với U
2
< U
1
<U
đm
n
0

n

U
đm
(TN)

n
0
n
02
M

c

n
03

M

U
1




Vậy họ các đặc tính cơ là chùm đường thẳng xuất phát từ n
0

n

n
0
D

n
đm
= n
A
A
B R
P
= 0 (TN) Với R

P2
>R
P1
C R
P1

R
P2
0 M
C
=M
đm
M

Hình 1.5 :Họ các đặc tính cơ khi thêm điện trở phụ
nối tiếp vào mạch phần ứng.
II.2.nh hưởng của điện áp đặt lên phần ứng :
Giả sử: I
KT
= I
KTđm
= const

đm
ΦΦ = =const
R
p
=0.
- Khi thay đổi điện áp theo hướng giảm so với U
đm

ta có :

2
đmME
ư
đmE
KK
M
R
K
U
n
Φ
Φ
-=
- Khi giảm điện áp thì:
· tốc độ n
0
giảm theo.
· a
NT
= a
TN
= const
·
NT
n
D =
TN
n

D =const
v Như vậy khi thay đổi điện áp đặt vào phần ứng động cơ ta được một họ
đặc tính cơ song song với đặc tính cơ tự nhiên.
- Khi giảm điện áp thì moment ngắn mạch, dòng điện ngắn mạch của
động cơ giảm và tốc độ động cơ cũng giảm ứng với một phụ tải nhất đònh.
Do đó, phương pháp này cũng được sử dụng để điều chỉnh tốc độ động cơ
và hạn chế dòng điện khi khởi động.








Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: GVC. L Ngọc Hội


T rang 18







Hình 1.6: Họ các đặc tính cơ khi thay đổi
điện áp đặt lên phần ứng

II.3.nh hưởng của từ thông :

- Khi thêm R
PKT
nối tiếp với cuộn kích từ thì:
· I
KT
giảm xuống < I
KTđm
Þ F giảm xuống < F
đm

· R
p
=0
· U=U
đm

I
KT
I
ư
I


Hình 1.7: Sơ đồ nguyên lý khi thêm điện trở phụ kích từ.

II.3.1 .Đối với đặc tính tốc độ:
v Xét phương trình đặc tính tốc độ :

ΦΦ

E
ưư
E
đm
K
I
R
K
U
n -=

+ Khi mở máy :

F
-
F
==
E
ưmmư
E
đm
K
I
R
K
U
0n


Þ

0 = U
đm
– R
ư
.I
ưđm



Þ
I
ưmm
=
ư
đm
R
U
= const.
+ Khi động cơ không tải:
Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: GVC. L Ngọc Hội


T rang 19


xE
đm
0x
K
U

n
Φ
=

v Khi
x
F giảm
Þ
n
0x
tăng và I
ưmm
= const.
2
F
1
F
2
F
<
F
1

Với

Hình 1.8: Họ các đặc tính tốc độ khi thay đổi từ thông
F
.

II.3.2. Đối với đường đặc tính cơ:

- Xét phương trình đặc tính cơ :

2
2
E
ư
E
đm
9,55K
M
R
K
U
n
Φ
Φ
-=
- Moment khi mở máy :
M
mm
= K
M
F
I
ưmm

với K

M
, I
ưmm
: const.
- Khi
F
giảm thì :
Φ
E
đm
0
K
U
n =
tăng và M
mm
giảm.

v Thông thường để đảm bảo tuổi thọ động cơ thì :
M
C
< M
đm


Þ
F
giảm
Þ
n tăng

n(vòng /phút)

Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: GVC. L Ngọc Hội


T rang 20



Hình 1.9 :Họ đặc tính cơ khi thay đổi từ thông .






III. ĐẶC TÍNH CƠ KHI ĐẢO CHIỀU QUAY
III.1. Đảo cực tính điện áp đặt lên phần ứng :

Hình 1.10: Sơ đồ nguyên lý khi đảo cực tính
điện áp đặt lên phần ứng.
B
2
B
1
1
F

2
F

2
F
<
F
1
với

A
1

A
2
I

ư
thuận

C

kt

N

N

+

I

ư
nghòch

A

E

ư

U

đm

N

B

T

-

0 M
C2
M
đm
M
C1
M
mm1
M
mm2
M(N.m)

n
01

n
02

Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: GVC. L Ngọc Hội


T rang 21

v Việc đảo cực tính điện áp đặt lên phần ứng nhờ các tiếp điểm T, N của
các công tắc tơ













Hình 1.11a Hình 1.11b

Ø Khi T hoạt động (n > 0):

0
n
K
E
đm
>F=Þ

0
R
)

n
n
(
.
K
R
E
U
I
ư
0đmE
ư
ưđm
ư
>
-
F
=
-
=Þ


0
I
K
M
ưđmM
>=Þ Φ
- Ta có phương trình đặc tính cơ :

đm
2
ME
ư
đmE
đm
KK
M
R
K
U
n
Φ
Φ
-=
Ø Khi N hoạt động, cực tính điện áp được đảo ta có : n < 0

0
n
K
E
đm
<=Þ Φ

0
R
)
n
n
(

.
K
R
E
)
U
(
I
ư
0đmE
ư
ưđm
ư
<
-
-
F
=
-
-
=Þ


0
R
)nn(.K
I
ư
0đmE
ư

<
+-F
=Þ

v Khi tiến hành đảo cực tính điện áp đặt vào phần ứng thì dòng điện qua
phần ứng là I
ư
< 0 nên moment điện từ của phần ứng đảo chiều

0
I
K
M
ưđmM
<=Þ Φ
- Phương trình đặc tính cơ :
M
KK
R
K
U
n
đm
2
ME
ư
đmE
đm
Φ
Φ

+-=
F
đ
t

N
n
B
F
đ
t

+
F
đ
t

N
+
n
F
đ
t

B
Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: GVC. L Ngọc Hội


T rang 22

M
KK
R
n
đm
2
ME
ư
0
F
+-=
- Đường biểu diễn đặc tính cơ : n
M
Đ

n
0
+U
đm
đường đặc tính
cơ khi
động cơ quay
thuận chiều


-M
C
0 M
C
M

-U
đm
n
0
M
Đ


đường đặc tính cơ khi động
cơ quay ngược chiều
Hình 1.12 :Đặc tính cơ khi đảo cực tính
điện áp đặt lên phần ứng.

III.2. Đảo chiều dòng điện qua cuộn kích từ ( đảo từ thông F)

I
ư
I


Hình 1.13: Sơ đồ nguyên lý khi đảo chiều
dòng điện qua cuộn kích từ.


n

n

Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: GVC. L Ngọc Hội

T rang 23

F



Ø Việc đảo chiều dòng điện qua cuộn kích từ được thực hiện nhờ tiếp
điểm T, N của các công tắc tơ
















Hình1.14a Hình 1.14b


Ø Khi T hoạt động : n>0,F

đm


0
n
K
E
đm
>F=Þ


0
R
)
n
n
(
.
K
R
E
U
I
ư
0đmE
ư
ưđm
ư
>
-

F
=
-
=Þ


0
I
K
M
ưđmM
>=Þ Φ
- Phương trình đặc tính cơ: M
đm
ME
ư
đmE
đm
KK
R
K
U
n
2
F
-
F
=
Ø Khi N hoạt động: từ thông
đm

Φ được đảo cực (chiều dòng điện qua
cuộn kích từ được đảo) : n<0, (-F
đm
)

0
n
)
(
K
E
đm
>F-=Þ

0
R
)
n
n
)(
(
K
R
E
U
I
ư
0đmE
ư
ưđm

ư
>
+
-
F
-
=
-
=Þ

- Moment điện tư:ø

(
)
0
I
K
M
ưđmMĐ
<-= Φ
- Phương trình đặc tính cơ :
F
đt

N

n
B

F

đt

+
F
đt

N

+
n
F
đt

B

f

f

Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: GVC. L Ngọc Hội


T rang 24

M
KK
R
)(K
U
n

đm
2
ME
ư
đmE
đm
Φ
Φ
+
-
=

Û
0M
KK
R
K
U
n
đm
2
ME
ư
đmE
đm
<+-=
Φ
Φ

- Đường biểu diễn đặc tính cơ cũng có dạng như khi ta đảo chiều

bằng cách đảo cực tính điện áp đặt vào phần ứng:

n
M
Đ

n
0
+U
đm
đường đặc tính
cơ khi
động cơ quay
thuận chiều


-M
C
0 M
C
M

-U
đm
n
0
M
Đ

đường đặc tính cơ khi động
cơ quay ngược chiều
Hình 1.15


IV. MỞ MÁY VÀ TÍNH ĐIỆN TRỞ PHỤ MỞ MÁY
IV.1.Mở máy :
¨ Từ phương trình đặc tính tốc độ, ta có:

Trong đó : R = R
ư
+ R
p


Khi mở máy: n = 0

0= U
đm
– R Iư
(mở máy)

Þ
Iư
(mở máy)
= m / R

n

n

ư
đmđm
đm
I.
.k
R
.k
U
n
F
-
F
=
Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: GVC. L Ngọc Hội


T rang 25

Với đặc tính tự nhiên (R = R
ư
) khi khởi động ta thấy dòng điện khởi động
ban đầu là:
Iư
(mở máy)
=
Rư
U
đm

Nhưng ở những động cơ có công suất trung bình và lớn, R
ư
thường có giá
trò khá nhỏ:
R
ư
= (0.01 ¸ 0.05) U
đm
/I
đm.
Nên dòng khởi động ban đầu rất lớn

Iư
(mở máy)
= (20
¸
25) I
đm.

¨ Với giá trò dòng điện khởi động lớn, sẽ không cho phép về mặt
chuyển mạch và gây phát nóng của động cơ cũng như sụt áp
trên lưới điện, tác hại này còn nghiêm trọng hơn đối với những hệ thống cần
khởi động, hãõm máy nhiều lần trong quá trình làm việc.
+ Cháy cách điện dây quấn.
+ Gây sụt áp lưới điện
+ Lực điện động lớn có thể gây biến dạng kết cấu cơ khí của rảnh.
Ưu điểm; dễ mở máy

Để hạn chế dòng điện khởi động :
a. Giảm điện áp nguồn đặt vào phần ứng

b. Nối thêm điện trở phụ R
p
vào mạch phần ứng.

v Tác hại của dòng mở máy khi dòng mở máy lớn :
+ Cháy cách điện dây quấn.
+ Gây sụt áp lớn trên lưới điện
+ Lực điện động lớn có thể gây biến dạng kết cấu cơ khí của rãnh.
IV. Xây dựng đường đặc tính mở máy và xác đònh trò số điện trở phụ mở
máy

¨ Tính điện trở mở máy: Trò số của điện trở phụ tổng mắc trong mạch khởi
động dược chọn sao cho khi khởi động (n = 0) thì dòng điện không vượt quá
2,5.I
đm
để đảm bảo an toàn cho động cơ và các cơ cấu truyền động. Ngoài ra
I
ư(mởmáy)
cũng không nên quá nhỏ khiến cho M
mm
cũng nhỏ đi so với moment
cản.




( )
đm
Pư
đm

)mm(ư
I.5,22
RR
U
I ¸£
+
=