Máy điện chương 1 (tiết 10 12)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
NGÀNH CNKT ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

CHƯƠNG 1.
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
(Tiết 9-12)

Bộ môn CNKT Điện-Điện tử- Đại học Vinh

1


NỘI DUNG CHÍNH
 Đại cương
 Mở máy động cơ điện một chiều
 Mở máy trực tiếp (U=Uđm)
 Mở máy nhờ biến trở
 Mở máy bằng điện áp thấp (U Đặc tính cơ của động cơ điện một chiều.
 Đặc tính cơ của động cơ thích song song
 Đặc tính cơ của động cơ kích thích nối tiếp
 Đặc tính cơ của động cơ kích thích hỗn hợp.
 Các đặc tính làm việc của động cơ điện một chiều.


1. ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐC ĐIỆN 1 CHIỀU
• Động cơ điện một chiều bao gồm các loại sau

a.

b.

c.

d.


2. MỞ MÁY ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
A. Yêu cầu:
1. Mô men (Mk) mở máy lớn để ĐC đạt được tốc độ
quy định với thời gian ngắn nhất
2. Dòng điện mở máy IK nhỏ,để tránh cháy dây quấn
Chú ý : Khi mở máy,phải bảo đảm  = max để MK lớn,
nên điện trở điều chỉnh Ikt phải RĐC =Rmin .Không để đứt
mạch kích thích (đứt: = 0 và M = 0 nên động cơ không
quay). Kết quả là Eư = 0 nên Iư rất lớn.


2. MỞ MÁY ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU


Khi mở máy, chiều quay Đ/C phụ thuộc chiều
quay Mô men (Mk)



Để đổi chiều MK , ta có thể đổi chiều dịng điện
phần ứng hoặc đổi chiều từ thơng (tức là đổi
chiều dịng điện kích thích)

B. Các phương pháp mở máy
B1. Mở máy trực tiếp
 Được thực hiện bằng cách kết nối trực tiếp động cơ
vào nguồn điện lưới
 Tại thời điểm t = 0, n = 0 nên Eu = Cen = 0, dòng
điện mở máy lúc đó là:

U  Eu U
I k I u 

Ru
Ru

 Trong thực tế: Rư= 0.02 – 0.1Ω nên Ikđ = (5 10)Iđm
và chỉ dùng cho ĐC công suất nhỏ.


B2. Mở máy bằng biến trở
 Để giảm dòng điện mở máy, ta nối nối tiếp phần ứng với
điện trở Rmở .Dòng điện mở máy:

U  Eu
Iu 
Ru  Rm
 Khi mở máy,Rmở để trị số max, tốc
độ ĐC tăng dần, Eư tăng, Rmở giảm
dần về 0, đến khi quá trình mở máy
kết thúc
 Điện trở Rmở được chọn sao cho Im = (1,4 - 1,7)Iđm đối với
động cơ lớn và Ik= (2,0 - 2,5)Iđm với động cơ bé.

 Trong quá
trình

mở

máy, I, M và
n biến thiên
như

hình

bên.

 Số bậc và điện trở mỗi bậc được tính sao cho I max
và Imin ở các bậc như nhau.



c. Giảm điện áp đặt vào phần ứng
 Mở máy bằng biến trở thường cồng kềnh, tổn thất
điện năng nhất là với động cơ yêu cầu mở máy liên
tục
 PP này, sử dụng nguồn một chiều riêng có thể điều
chỉnh được điện áp cấp cho phần ứng ĐC, trong khi
mạch kích từ được đặt dưới điện áp U=Uđm của
nguồn điện lưới
 Đây là phương pháp thường dùng mở máy các ĐC
điện có cơng suất lớn

3. ĐẶC TÍNH CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
Tùy theo cách kích từ, ĐC điện 1 chiều có đường
biểu diễn đặc tính cơ khác nhau.Đây là đặc tính rất
quan trọng, biểu thị quan hệ tốc độ quay: và
mômen: n = f(M)
Eu U  I uR u
n

Ce 
Ce 
M CM I u

}

U
Ru

M
 n
2
Ce  Ce C M 


Từ biểu thức trên, ta thấy để điều chỉnh n có thể thay đổi:
,Rư và U :
Thay đổi từ thơng  (hay Ikt), PP này dùng phổ biến
Thêm Rphụvào mạch phần ứng (cho phép điều chỉnh
n

(chỉ dung ĐC công suất nhỏ)
Thay đổi điện áp U: cho phép điều chỉnh tốc độ quay
dưới tốc độ định mức (vì khơng thể nâng U>Uđm) và cần
có nguồn riêng có thể điều chỉnh U


Khi nghiên cứu điều kiện làm việc ổn định của hệ
truyền động, ta xét đặc tính cơ của động cơ điện
M=f(n) mà đặc tính cơ của tải Mc=f(n)

Chế độ làm việc ổn định (a) và không ổn định (b) của
động cơ điện 1 chiều


Qua nghiên cứu cho thấy:
Điều kiện làm việc ổn định của động cơ ứng với :



Điều kiện làm việc không ổn
định của động cơ ứng với :


3.1. Đặc tính cơ và đặc tính điều chỉnh của động
cơ điện một chiều kích từ độc lập và song song
 Với điều kiện U,Ikt khơng
đổi thì =const,nên biểu thức
trên có dạng:

n

no

R uM
U
Ru
n

M
2 n o 
Ce  Ce C M 
k

M

 Đặc tính n = f(M) là đường thẳng
 Vì Rư rất bé nên khi tải thay đổi từ 0 đến định
mức, n = (2  8)% )%


 Điều chỉnh n bằng cách nối thêm Rf vào mạch phần ứng
thì biểu thức trên có dạng:
n

(R u  R f )
n n 0 
M
k

R1 < R2

R2

R1
M

 Theo phương pháp này no = const, khi tăng Rf độ dốc của
đặc tính cơ tăng lên, tức là tốc độ thay đổi nhiều hơn khi tải
thay đổi.


 Điều chỉnh n bằng cách thay đổi U
 Khi giảm U ta sẽ được một họ

n

đặc tính có cùng độ dốc
3.2. Động cơ kích thích nối tiếp
U2

 Đặc tính cơ
I u i t

 k  I u

U2 < U1

U1
M

 Khi it < 0.8)% Iđm thì k = const, khi it > 0.8)% Iđm thì k

giảm đi một ít

2
M CM I u CM
k


2
M CM I u CM
k

n

CM U
Ru
n

Ce k  M Ce k 
U

M
C2
M 2
n
 Điều chỉnh n bằng cách thay đổi 
 Để điều chỉnh ta dùng một trong các sơ đồ sau

M

R

a

Nt

N1t

b

c

 Sau khi điều chỉnh it = kI
R
k
1
R  rt

N1t
k
1
Nt


 Việc điều chỉnh làm giảm 

n

nên n tăng (đường 2)
 Khi dùng sơ đồ c, it tăng, 

tăng và n giảm(đường 3)

2
5

 Điều chỉnh n bằng cách thêm
Rf:Khi thêm Rf , tốc độ giảm nhưng
hiệu suất cũng giảm (đường 4)
 Điều chỉnh n bằng cách thay đổi U
Khi giảm U, đặc tính như đường 5

1
4

3

M