thiết kế hệ truyền động cho xe Bus chạy điện, chương 3 potx

Chng 3: chọn ph-ơng án
truyền động
1. Các ph-ơng pháp điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều.
Việc điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kéo tải trong
giao thông có thể dùng ph-ơng pháp điện kết hợp cả ph-ơng pháp
cơ qua cơ cấu bánh răng để tăng dải điều chỉnh. Điều chỉnh bằng
ph-ơng pháp điện càng tốt bao nhiêu càng giảm độ phức tạp &
cồng kềnh của cơ cấu cơ khí bấy nhiêu.
Thực tế tồn tại hai ph-ơng pháp điều chỉnh tốc độ động cơ một
chiều:
Điều chỉnh điện áp cấp cho động cơ; tức là thay đổi U
-
.
Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ ; tức là thay đổi từ
thông
.
Ph-ơng pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi
có thể
thay đổi đ-ợc liên tục & giữ đ-ợc hiệu suất của động cơ là không
đổi vì sự điều chỉnh dựa trên việc tác dụng lên mạch kích thích có
công suất nhỏ so với công suất động cơ. Nh-ng do bình th-ờng
động cơ làm việc ở chế độ định mức, ứng với kích thích tối đa
(
=
đm
=
max
), nên chỉ có thể điều chỉnh theo h-ớng giảm từ
thông; tức là điều chỉnh tốc độ trong vùng trên tốc độ & giới hạn
điều chỉnh tốc độ bị hạn chế bởi các điều kiện cơ khí và đảo chiều
quay nên ph-ơng pháp này không thích hợp trong tr-ờng hợp động

cơ kéo tải giao thông.
Ph-ơng pháp điều chỉnh điện áp phần ứng động cơ chỉ cho
phép điều chỉnh tốc độ quay d-ới tốc độ định mức vì không thể
nâng cao điện áp lên trên U
đm
của động cơ. Ph-ơng pháp này cho
phép điều chỉnh triệt để vì có những -u điểm sau:
+ Hiệu suất điều chỉnh cao.
+ Không có tổn hao trong máy điện khi điều chỉnh.
+ Việc thay đổi điện áp phần ứng, cụ thể là giảm U
-
mômen
ngắn mạch M
nm
giảm, dòng ngắn mạch I
nm
giảm; điều này rất có ý
nghĩa trong lúc khởi động động cơ.
+ Độ sụt tốc tuyệt đối trên toàn dải điều chỉnh ứng với một
mômen là nh- nhau.
+ Điều chỉnh trơn trong toàn bộ giải điều chỉnh.
Tuy vậy, ph-ơng pháp này đòi hỏi công suất điều chỉnh cao, và
đòi hỏi phải có nguồn điện áp điều chỉnh đ-ợc.
Từ những phân tích trên ta thấy việc chọn ph-ơng pháp điều
chỉnh điện áp phần ứng là thích hợp cho động cơ kéo tải giao
thông. Mặc dù, dải điều chỉnh chỉ cho phép thấp hơn tốc độ định
mức nh- ta có thể mở rộng dải điều chỉnh nhờ kết hợp với cơ cấu
cơ khí nh- đã đề cập ở trên.
Sơ đồ khối mạch điều chỉnh điện áp phần ứng
2. Một số hệ điều chỉnh tốc độ bằng điều chỉnh điện áp phần

ứng.
a. Hệ F - Đ đơn giản.
Hệ thống máy phát -động cơ và đặc tính của động cơ

Đ
L
k

BBĐ
U
đk
DF
M
w
Đây là hệ truyền động điện mà bộ biến đổi BBĐ là máy phát
điện một chiều kích từ độc lập. Máy phát này th-ờng do động cơ sơ
cấp không đồng bộ điều khiển kéo.
Thay đổi điện áp đặt vào phần ứng Đ tức là thay đổi điện áp ra
của F bằng cách thay đổi từ thông kích từ của máy phát.
Với ph-ơng pháp này, ta nhận đ-ợc các đ-ơng đặc tính cơ có
độ cứng t-ơng đối tốt, bằng phẳng trong cả hai miền điều chỉnh với
phạm vi điều chỉnh lớn với sự chuyển đổi trạng tháI làm việc rất
linh hoạt, khả năng chịu quá tảI lớn.
Tuy nhiên nh-ợc điểm quan trọng nhất của hệ F - Đ là dùng
nhiều máy điện quay, gây ồn lớn, công suất lắp đặt lớn với hiệu
suất thấp, quán tính lớn, tốc độ bé do vậy điều chỉnh chính xác
t-ơng đối khó và không kinh tế.
b. Hệ chỉnh l-u - động cơ một chiều (T - Đ).

Hệ chỉnh l-u - động cơ và đặc tính cơ của động cơ

Để điều chỉnh tốc độ động cơ, ta thay đổi góc mở của các
tiristor. Nh- vậy điện áp chỉnh l-u ra sẽ thay đổi và thay đổi tốc độ
động cơ.
khi ứng dụng hệ này để điều chỉnh tốc độ, nhận đ-ợc các
đ-ờng đặc tính cơ t-ơng đối cứng với phạm vi điều chỉnh lớn,hiệu
suất lớn,công suất lắp đặt nhỏ, có thể sử dụng mạch vòng kín.
D
w
M
Tuy nhiên với hệ này thì có vùng sẽ không điều chỉnh đ-ợc và
muốn đảo chiều quay động cơ th-ờng sử dụng hai sơ đồ kết hợp và
có tiếp điểm do đó làm việc không tin cậy. Mặt khác nó vẫn phảI
cấp nguồn xoay chiều ba pha gây nguy hiểm khi sử dụng.
c. Hệ điều chỉnh xung áp - động cơ một chiều.
Nguyên lý hoạt động chung của hệ thay đổi góc mở của các
tiristor để thay đổi điện áp đặt vào động cơ, nhờ đó điều chỉnh tốc
độ động cơ.
Hoạt động của hệ dựa trên nguyên tắc đóng ngắt tảI với
nguồn theo chu kỳ: trong khoảng t
0
cho van dẫn nên điện áp nguồn
E đ-a thẳng ra tảI, trong khoảng còn lại (T t
0
) bắt van khoá làm
điện áp tảI sẽ thay đổi khi thay đổi đồng thời hoặc không đồng thời
t
0
, T.
Với hệ này khi trang bị cho xe buýt để có lợi về mặt cơ khí và
năng l-ợng ta chọn bộ điều chỉnh xung áp đảo chiều điều khiển

riêng.
Nh- vậy hệ sẽ làm việc cả ở bốn góc phần t-
Để đảo chiều hoặc đẻ hãm tái sinh động cơ ta điều khiển thời
điểm mở của các tiristor.
Nhận thấy các đ-ờng đặc tính cơ có độ cứng, ổn định với giảI
điều chỉnh rộng. Mặt khác ta có thể xây dựng hệ kín sẽ cho độ ổn
định của hệ thống rất cao, khả năng làm việc an toàn hiệu quả với
nguồn điện một chiều đ-ợc cung cấp bằng ắcquy.
Nh- vậy với đặc điểm của xe buýt và -u thế của mạch điều
chỉnh xung áp đảo chiều điều khiển riêng, em chọn ph-ơng án điều
chỉnh tốc độ động cơ qua đó điều chỉnh tốc độ xe buýt bằng hệ
này.
L

Đ
R S
D
0
U
N
U
Đ
E
i
đk
S¬ ®å nguyªn lý hÖ ®iÒu chØnh xung ¸p-®éng c¬ mét chiÒu