ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP docx

GVHD : TRẦN QUANG THỌ
GVHD : TRẦN QUANG THỌ


SV : NGUYỄN PHÁT ĐẠT
SV : NGUYỄN PHÁT ĐẠT


NGUYỄN ĐỨC THẮNG
NGUYỄN ĐỨC THẮNG
I/CẤU TẠO MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU:
II/ PHÂN LOẠI ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU:
Gồm 4 loại:

•
Động cơ điện một chiều kích từ độc lập.
•
Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp.
•
Động cơ điện một chiều kích từ song song.
•
Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp.
III/ĐẶC TÍNH CƠ ĐỘNG CƠ KÍCH TỪ ĐỘC LẬP:
1/Đặc tính cơ:
•
Phương trình cân bằng điện áp: U
ư
= E
ư
+ (R
ư

+R
i
)I
ư
•
Phương trình đặc tính cơ điện:
•
Phương trình đặc tính cơ:
ö ö f
ö
E E
U R R
I
K K
+
ω= −
Φ Φ
+
ω= −
Φ
Φ
ö ö f
ñt
2
E
E M
U R R
M
K
K K

Nếu bỏ qua tổn thất cơ và tổn thất thép thì mômen cơ trên trục
động cơ bằng mômen điện từ, ta ký hiệu là M.
Nghĩa là M
đt
= M
cơ
= M.
Đây chính là phương trình đặc tính cơ của động cơ một chiều
kích từ độc lập.
+
ω= −
Φ
Φ
ö ö f
2
E
E M
U R R
M
K
K K
•
Giả thiết phản ứng phần ứng được bù đủ, từ thông
Φ = const, thì các phương trình đặc tính cơ điện và phương
trình đặc tính cơ là tuyến tính. Đồ thị của chúng được biểu
diễn trên là những đường thẳng.
Đồ thị đặc tính cơ điện
Đồ thị đặc tính cơ
2/ Xét ảnh hưởng các tham số đến đặc tính cơ:
2.1/Ảnh hưởng của điện trở phần ứng:

Giả thiết U
ư
= U
đm
=const và Φ=Φ
đm
=const.
Muốn thay đổi điện trở mạch phần ứng ta nối thêm điện trở
phụ R
t
vào mạch phần ứng.
Độ cứng của đặc tính cơ:
Đặc tính cơ tự nhiên:
Φ
∆
β = = − =
∆ω +
2
E M ñm
ö t
K K
M
var
R R
Φ
β = −
2
E M ñm
TN
ö

K K
R
Như vậy khi thay đổi điện trở phụ R
f
ta được một họ đặc tính
biến trở có dạng như hình dưới. Ứng với một phụ tải M
C
nào
đó, nếu R
f
càng lớn thì tốc độ động cơ càng giảm, đồng thời
dòng điện ngắn mạch và mômen ngắn mạch cũng giảm
2.2/Ảnh hưởng của điện áp phần ứng:
Giả thiết từ thông Φ = Φ
đm
= const, điện trở của phần ứng R
ư

= const. Khi thay đổi điện áp theo hướng giảm so với U
đm
, ta
có:
Khi thay đổi điện áp đặt vào phần ứng động cơ ta được một họ
đặc tính cơ song song vớiđặc tính cơ tự nhiên như hình dưới.
Φ
β = − =
2
E M ñm
ö
K K

const
R
Ta thấy rằng khi thay đổi điện áp (giảm áp) thì mômen ngắn
mạch, dòng điện ngắn mạch của động cơ giảm và tốc độ động
cơ cũng giảm ứng với một phụ tải nhất định.
2.3/ Ảnh hưởng của từ thông
Giả thiết điện áp phần ứng U
ư
= U
đm
= const. Điện trở phần
ứng R
ư
=const. Muốn thay đổi từ thông ta thay đổi dòng điện
kích từ I
kt
của động cơ.
Tốc độ không tải:
Độ cứng đặc tính cơ:
ñm
0x
E x
U
var
K
ω = =
Φ
Φ
β = − =
2

E M x ñm
ö
K K
var
R
Do cấu tạo của động cơ điện, thực tế thường điều chỉnh giảm
từ thông. Nên khi từ thông giảm thì ω
0x
tăng, còn β sẽ giảm. Ta
có một họ đặc tính cơ với ω
0x
tăng dần và độ cứng của đặc tính
giảm dần khi giảm từ thông.
3/các trạng thái hãm
3.1/Hãm tái sinh: (có trả năng lượng về nguồn)
ö ö
E E
h
U E
K K
I 0
R R
−
Φω− Φω
= = <
3.2/ Hãm ngược:
Trạng thái hãm ngược của động cơ xảy ra khi phần ứng dưới
tác dụng của động năng tích lũy trong các bô phận chuyển
động hoặc do momen thế năng quay ngược chiều với momen
điện từ của động cơ. Momen sinh ra bởi động cơ, khi đó chống

lại sự chuyển động của cơ cấu sản xuất. Có hai trường hợp
hãm ngược:
3.2.1/Đưa điện trở phụ vào
mạch phần ứng:
Ta có:
ö ö
h
ö f
U E
I
R R
+
=
+
M = K
M
ΦI
h
3.2.2/Đảo chiều điện áp phần ứng:
Dòng hãm được tính:
M
h
= K
M
ΦI
h
Phương trình đặc tính cơ có dạng:
ö ö
h
ö f

U E
I
R R
+
=−
+
+
ω = − −
Φ
Φ
ö ö f
2
E
E M
U R R
M
K
K K
3.3/ Hãm động năng
+
ω = −
Φ
ö h
2
E M
R R
M
K K
hñ ñm
I (2 2,5)I

≤ ÷
+
ω = − −
Φ
Φ
ö ö f
2
E
E M
U R R
M
K
K K
Khi động năng đang quay muốn thực hiện hãm động năng kích
từ độc lập ta cắt phần ứng ra khỏi lưới điện một chiều, và đóng
vào một điện trở hãm, còn mạch kích từ vẫn nối với nguồn như
cũ. Mạch điện có sơ đồ như hình bên :
Ta cần chọn R
h
sao cho dòng hãm ban đầu nằm trong giới hạn
dòng cho phép:
Khi hãm động năng kích từ độc lập, năng lượng chủ yếu được
tạo ra do động năng củ động cơ được tích lũy được nên công
suất tiêu tốn nằm trong mạch kích từ.
Phương trình cân bằng công suất khi hãm động năng:
hñ ñm
I (2 2,5)I
≤ ÷
ktñm ñm
P (1 1,5)%P

= ÷
2
ö h ö h h
E .I (R R )I
= +
3.3.2/Hãm động năng tự kích:
Hãm động năng tự kích xảy ra khi động cơ đang quay, ta cắt cả
phần ứng cuộn kích ra khỏi lưới điện để đóng vào một điện trở
hãm.
Từ sơ đồ nguyên lý ta có:
I
ư
= I
h
+I
kt
ö
kt h
ö
kt h
E
I
R .R
R
R R
=−
+
+
+
+

ω= −
Φ
kt h
ö
kt h
2
E M
R .R
R
R R
M
K K
IV/ MỞ MÁY ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
Các phương pháp mở máy:
•
Mở máy trực tiếp (U=U
đm
).
•
Mở máy bằng biến trở.
•
Mở máy bằng điện áp thấp đặt vào phần ứng (U < U
đm
).
1/ Mở máy trực tiếp
Phương pháp này được thực hiện bằng cách đóng thẳng động
cơ vào nguồn điện với điện áp định mức. Với điện áp định
mức thì dòng I
ư
sẽ rất lớn:

Dòng điện mở máy quá lớn làm hư hỏng cổ góp, xung lực trên
trục làm hư hỏng trục máy. Nên phương pháp này chỉ áp dụng
đối với những động cơ công suất nhỏ khoảng vài trăm watt trở
xuống vì cỡ công suất này máy có R
ư
lớn. Do đó khi mở máy :
= = ÷
mm ö ñm
I I (50 10)I
mm ö ñm
I I (4 6)I
= = ÷
2/ Mở máy nhờ biến trở:
−
=
+
∑
ñm ö
ö
ö mmi
U E
I
R R
ω
− = >
Ñ C
d
M M J. 0
dt
mm1 mm mm2 ñm

I (1,5 1,75)I ,I (1,1 1,3)I
= ÷ = ÷

3/ Mở máy bằng điện áp thấp U
mm
< U
đm
:
Trong các thiết bị công suất lớn, biến trở mở máy rất cồng
kềnh và đưa lại năng lượng tổn hao lớn, nhất là khi phải
mở máy luôn. Nên trong một số thiết bị người ta dùng mở
máy không biến trở bằng cách hạ điện áp đặt vào động cơ
mở máy. Dùng tổ máy phát – động cơ nguồn điện áp có
thể điều chỉnh được của máy phát cung cấp cho phần ứng
của động cơ, trong khi đó mạch kích thích của máy phát
và động cơ phải được đặt dưới một điện áp độc lập khác.
Phương pháp này chỉ áp dụng cho ĐCĐKTĐL. Thường
được kết hợp bởi điều chỉnh n.
V/ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ:
Điều chỉnh tốc độ động cơ DC gồm có 3 phương pháp:
•
Thay đổi từ thông
.
•
Thay đổi điện áp đặc vào phần ứng.
•
Thay đổi điện trở phụ trên mạch phần ứng.