chương 4 tính chọn công suất động cơ cho hệ truyền động điện

GV: Lờ Tin Dng _ B mụn TH _ Khoa in
72
CHƯƠNG
CHƯƠNGCHƯƠNG
CHƯƠNG 4
4 4
4



TíNH
TíNHTíNH
TíNH

CHọN
CHọNCHọN
CHọN

CÔNG
CÔNGCÔNG
CÔNG

SUấT
SUấTSUấT
SUấT

ĐộNG
ĐộNGĐộNG
ĐộNG

CƠ

CƠCƠ
CƠ








CHO
CHOCHO
CHO

Hệ
HệHệ
Hệ

TRUYềN
TRUYềNTRUYềN
TRUYềN

ĐộNG điện
ĐộNG điệnĐộNG điện
ĐộNG điện




4.1 Nhng vn ủ chung

Ngu
n ủng lc trong mt h thng T l ủng c ủin. Cỏc yờu cu k thut, ủ tin
cy trong quỏ trỡnh lm vic v tớnh kinh t ca HT T ph thuc chớnh vo s la chn
ủỳng ủng c ủin v phng phỏp ủiu khin ủng c.
Chn mt ủng c ủin cho mt HT T bao gm nhiu tiờu chun phi ủỏp ng:
-
ng c phi cú ủ cụng sut kộo.
- T
c ủ phự hp v ủỏp ng ủc phm vi ủiu chnh tc ủ vi mt phng phỏp ủiu
chnh thớch hp.
- Th
a món cỏc yờu cu m mỏy v hóm ủin.
- Phự hp vi ngun ủin nng s dng (loi dũng ủin, cp ủin ỏp ).
- Thớch h
p vi ủiu kin lm vic (ủiu kin thụng thoỏng, nhit ủ, ủ m, khớ ủc
hi, bi bm, ngoi tri hay trong nh ).
T
i sao phi chn ủỳng cụng sut ủng c?
Vi
c chn ủỳng cụng sut ủng c cú ý ngha rt ln ủi vi h T. Nu nõng cao
cụng su
t ủng c chn so vi ph ti thỡ ủng c s kộo d dng nhng giỏ thnh ủu t tng
cao, hi
u sut kộm v lm tt h s cụng sut cos ca li ủin do ủng c chy non ti.
Ng
c li nu chn cụng sut ủng c nh hn cụng sut ti yờu cu thỡ ủng c hoc khụng
kộo ni ti hay kộo ti mt cỏch nng n, dn ti cỏc cun dõy b phỏt núng quỏ mc, lm
gi
m tui th ủng c hoc lm ủng c b chỏy hng nhanh chúng.
Ch

n cụng sut ủng c nh th no?
Vi
c tớnh cụng sut ủng c cho mt h T phi da vo s phỏt núng cỏc phn t
trong ủng c, ủc bit l cỏc cun dõy. Mun vy, tớnh cụng sut ủng c phi da vo ủc
tớnh ph
ti v cỏc quy lut phõn b ph ti theo thi gian. ng c ủc chn ủỳng cụng sut
thỡ khi lm vic bỡnh thng cng nh khi quỏ ti mc cho phộp, nhit ủ ủng c khụng
ủc tng quỏ tr s gii hn cho phộp
cp
.
4.2 Phỏt núng v ngu
i lnh ca ủng c
* S
phỏt núng:
Trong quỏ trỡnh lm vic, ủng c ly nng lng P
1
t li ủin, bin thnh c nng P
2

v m
t phn b tn hao m ch yu l di dng nhit: P = P
1
- P
2
. Do tn hao ny lm
ủng c núng lờn.
Cụng su
t tn hao gm 3 phn:
- Tn hao do ma sỏt cỏc bi v do rụto quay trong khụng khớ.
- T

n hao trong st (tn hao t) tựy thuc vo cht lng ca lừi st t.
- T
n hao trong cỏc cun dõy (tn hao ủng) do cun dõy b ủt núng bi hiu ng Jun.
GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện
73
Trong ñó, tổn hao ñồng tỷ lệ với bình phương dòng ñiện nên thay ñổi theo phụ tải. ðó
là t
ổn hao biến ñổi theo phụ tải ∆P
bñ
= B.I
2
. Hai loại tổn hao ñầu gần như không thay ñổi theo
ph
ụ tải nên gọi là tổn hao không biến ñổi ∆P
kñ
.
∆P = ∆P
kñ
+ ∆P
bñ
= ∆P
kñ
+ B.I
2
.
Khi nhi
ệt ñộ ñộng cơ lớn hơn nhiệt ñộ môi trường xung quanh thì ñộng cơ bắt ñầu tỏa
nhi
ệt vào môi trường. Chênh lệch giữa nhiệt ñộ ñộng cơ τ
ñc

và nhiệt ñộ môi trường τ
mt
càng
l
ớn thì quá trình tỏa nhiệt vào môi trường diễn ra càng mạnh và sự tăng nhiệt ñộ của ñộng cơ
càng ch
ậm dần. Tới một nhiệt ñộ chênh lệch ∆τ nào ñó, nhiệt ñộ ñộng cơ không tăng ñược
n
ữa mà ñạt một giá trị ổn ñịnh τ
ôñ
. Lúc này, nhiệt lượng sinh ra ở ñộng cơ trong một ñơn vị
th
ời gian bằng nhiệt lượng từ ñộng cơ tỏa ra môi trường xung quanh. ðó là trạng thái cân
bằng về nhiệt của ñộng cơ.
Ứng với mỗi mômen tải, ñộng cơ làm việc ổn ñịnh với một giá trị nhiệt ñộ. Khi tải là
ñịnh mức, ñộng cơ sẽ có nhiệt ñộ ổn ñịnh ñịnh mức.
ðối với mỗi ñộng cơ, có một giá trị nhiệt ñộ cao nhất cho phép mà khi ñộng cơ làm
vi
ệc, không ñược ñể nhiệt ñộ ñộng cơ tăng cao hơn nhiệt ñộ ñó. Nhiệt ñộ nóng cho phép τ
cp

c
ủa ñộng cơ phụ thuộc chủ yếu vào vật liệu cách ñiện dùng trong ñộng cơ. Nếu nhiệt ñộ ñộng
c
ơ cao hơn nhiệt ñộ cho phép thì vật liệu sẽ bị dòn, giảm tuổi thọ, rạn nứt, cách ñiện kém hơn
và có thể cháy, vỡ dẫn ñến hỏng, chập mạch ñộng cơ.
ðể ñơn giản cho việc tìm quy luật về sự phát nóng của ñộng cơ, ta giả thiết ñộng cơ là
một vật thể ñồng nhất, nhiệt ñộ giống nhau ở mọi ñiểm và dẫn truyền nhiệt tức thời (hệ số dẫn
nhi
ệt rất lớn).

N
ếu nhiệt lượng sinh ra ở ñộng cơ trong một ñơn vị thời gian (1s) là ∆P (W) thì sau thời
gian dt s
ẽ có một nhiệt lượng sinh ra là ∆P.dt (J). Một phần nhiệt lượng này làm ñộng cơ nóng
lên, ph
ần khác tỏa ra môi trường.
Ph
ần nhiệt lượng làm nóng ñộng cơ là: C.d(∆τ) (J)
trong
ñó: C - là nhiệt dung của ñộng cơ, tức là nhiệt lượng cần cấp cho ñộng cơ ñể
ñộng cơ nóng thêm lên 1
o
C (J/
o
C).
∆τ - nhi
ệt ñộ chênh lệch giữa ñộng cơ và môi trường.
Ph
ần nhiệt lượng tỏa ra môi trường trong thời gian dt sẽ là: A.∆τ.dt (J)
trong
ñó: A- hệ số tỏa nhiệt, tức là nhiệt lượng mà ñộng cơ tỏa ra môi trường trong một
ñơn vị thời gian khi chênh lệch nhiệt ñộ giữa ñộng cơ và môi trường là 1
o
C
(W/
o
C). Hệ số tỏa nhiệt phụ thuộc vào ñiều kiện làm mát của ñộng cơ. ðiều
kiện làm mát càng tốt thì hệ số tỏa nhiệt càng lớn.
Ta có phương trình cân bằng nhiệt:
∆P.dt = C.d(∆τ) + A.∆τ.dt

Gi
ải phương trình vi phân ñối với ∆τ ta có:
∆τ = ∆τ(0) + [∆τ
ôñ
- ∆τ(0)](1-exp(
n
T
t
−
)). (4.1)
hay:
∆τ
=
∆τ
ôñ
.[1-exp(
n
T
t
−
)] +
∆τ
(0).exp(
n
T
t
−
). (4.2)
trong
ñó:

∆τ
(0) - Chênh lệch nhiệt ñộ ban ñầu (thời ñiểm t = 0) giữa ñộng cơ và môi
trường.
GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện
74
∆τ
ôñ
- Chênh lệch nhiệt ñộ giữa ñộng cơ và môi trường khi ñộng cơ làm việc
ổn ñịnh về nhiệt.
∆τ
ôñ
=
A
P
∆

T
n
- hằng số thời gian phát nóng của ñộng cơ, tức là thời gian cần ñể tăng
chênh lệch nhiệt ñộ giữa ñộng cơ và môi trường từ 0 tới trị số chênh lệch ổn
ñịnh khi ñộng cơ không tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh.
Phương trình trên cho thấy sự phát nóng của ñộng cơ diễn ra theo quy luật hàm mũ.
* Sự nguội lạnh:
N
ếu ñộng cơ ñang nóng ở một nhiệt ñộ ban ñầu
τ
bñ
nào ñó mà ñộng cơ bị cắt khỏi
ngu
ồn ñiện thì ñộng cơ sẽ quay chậm lại rồi dừng và nguội dần. Bỏ qua nhiệt do lực ma sát

chuy
ển ñộng chậm dần, lúc này ñộng cơ không sinh nhiệt (
∆
P = 0) và:
∆τ
ôñ
=
A
P
∆
= 0.
Phương trình (4.2) trở thành:
∆τ
=
∆τ
(0).exp(
ng
T
t
−
) =
τ
bñ
.exp(
ng
T
t
−
) (4.3)
trong

ñó T
n
ñược thay bằng T
ng
gọi là hằng số thời gian nguội lạnh của ñộng cơ.
Phương trình (4.3) gọi là phương trình ñường cong nguội lạnh của ñộng cơ.

4.3 Các ch
ế ñộ làm việc của truyền ñộng ñiện
C
ăn cứ vào ñặc tính phát nóng và nguội lạnh của máy ñiện, người ta chia chế ñộ làm
vi
ệc của truyền ñộng thành 3 loại: Dài hạn, ngắn hạn và ngắn hạn lặp lại.
a) Chế ñộ dài hạn:
ðó là chế ñộ làm việc của ñộng cơ có phụ tải duy trì trong thời gian dài, cho nên nhiệt
ñộ của ñộng cơ ñủ thời gian ñạt tới trị số ổn ñịnh.
Ví d
ụ: ðộng cơ làm việc ở chế ñộ dài hạn là các ñộng cơ kéo quạt gió, máy bơm, băng
tải trong dây chuyền sản xuất, một số truyền ñộng chính trong máy gia công kim loại.
0
P
t
0
t
τ
τ
τ =
t
o
o

t
«®
mt
τ
o
c
P

t
lv
P
c
P
t
t
τ
τ
«®
mt
τ =
o
τ
0
0
t
o



Hình 4.1 - Ch

ế ñộ làm việc dài hạn. Hình 4.2 - Chế ñộ làm việc ngắn hạn.
GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện
75
b) Chế ñộ ngắn hạn:
ðó là chế ñộ làm việc mà do phụ tải của ñộng cơ duy trì trong thời gian ngắn, thời gian
ngh
ỉ dài, cho nên nhiệt ñộ ñộng cơ chưa kịp ñạt tới giá trị ổn ñịnh thì ñã giảm dần về giá trị
ban ñầu.
Ví d
ụ: ðộng cơ làm việc ở chế ñộ ngắn hạn là các ñộng cơ nâng hạ xà ở các máy cắt gọt
kim loại lớn (máy tiện ñứng, máy phay giường, máy bào giường ), ñộng cơ ñóng mở cửa
ñập nước,
c) Chế ñộ ngắn hạn lặp lại:
Ph
ụ tải làm việc có tính chất chu kỳ, thời gian làm việc và thời gian nghỉ xen kẻ nhau.
Nhiệt ñộ ñộng cơ chưa kịp tăng ñến trị số ổn ñịnh thì ñược giảm do mất tải, và khi nhiệt ñộ
ñộng cơ suy giảm chưa kịp về giá trị ban ñầu thì lại tăng lên do có tải.
Quá trình tăng giảm nhiệt ñộ liên tục lặp ñi lặp lại và cuối cùng thì nhiệt ñộ ñộng cơ
dao
ñộng xung quanh một nhiệt ñộ ổn ñịnh trung bình τ
tb
nào ñó giữa τ
max
và τ
min
.
ðối với chế ñộ làm việc ngắn hạn lặp lại của ñộng cơ, có một hệ số ñặc trưng là hệ số
thời gian ñóng ñiện tương ñối (hay hệ số tiếp ñiện tương ñối).
H
ệ số thời gian ñóng ñiện tương ñối là tỷ số % giữa thời gian làm việc (t

lv
) và thời gian
một chu kỳ làm việc (t
ck
).
ε% =
%.
.
100
kyc
lv
t
t

Trong
ñó: t
lv
: Là thời gian làm việc có tải.
t
c.ky
= t
lv
+ t
nghỉ
: Là thời gian của một chu kỳ.

tt
t
ck
lv o

0
c
P
t
t
0
P
c
τ
o
τ =
mt
τ
tb
«®
τ
max
τ
τ
min

Tiêu chu
ẩn thông thường của thời gian ñóng ñiện tương ñối của các ñộng cơ làm việc ở
chế ñộ ngắn hạn lặp lại là: 15%, 25%, 40% và 60%.
Ví dụ: ðộng cơ làm việc ở chế ñộ ngắn hạn lặp lại là các ñộng cơ nâng hạ, truyền ñộng
xe con và xe c
ầu ở cầu trục, các ñộng cơ kéo tời,


Hình 4.3 - Ch

ế ñộ làm việc
ng
ắn hạn lặp lại.
GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện
76
4.4 Tính chọn công suất ñộng cơ cho những truyền ñộng không ñiều chỉnh tốc ñộ
ðể chọn công suất ñộng cơ, chúng ta cần phải biết ñồ thị phụ tải M
C
(t) và P
C
(t) ñã quy
ñổi về trục ñộng cơ và giá trị tốc ñộ yêu cầu.
T
ừ biểu ñồ phụ tải, ta tính chọn sơ bộ ñộng cơ theo công suất; tra ở trong sổ tay tra cứu
ta có ñầy ñủ tham số của ñộng cơ. Từ ñó tiến hành xây dựng ñồ thị phụ tải chính xác (trong
các ch
ế ñộ tĩnh, khởi ñộng và hãm).
Dựa vào ñồ thị phụ tải chính xác, tiến hành kiểm nghiệm ñộng cơ ñã chọn.
4.4.1 Ch
ọn công suất ñộng cơ làm việc dài hạn
ðộng cơ làm việc ở chế ñộ dài hạn ñược ñóng ñiện liên tục. Phụ tải của ñộng cơ có thể
là ph
ụ tải dài hạn không ñổi hoặc phụ tải dài hạn biến ñổi.
a) Phụ tải dài hạn không ñổi hoặc thay ñổi rất ít:
ðộng cơ cần chọn phải có công suất ñịnh mức không nhỏ hơn công suất phụ tải P
ñm
≥ P
c

và ω

ñm
phù hợp với tốc ñộ yêu cầu. Thông thường cần chọn :
P
ñm
= (1÷1,3)P
c
.
Trong tr
ường hợp này việc kiểm nghiệm ñộng cơ ñơn giản: Không cần kiểm nghiệm
quá t
ải về mômen, nhưng cần phải kiểm nghiệm ñiều kiện khởi ñộng và phát nóng.
0
c
P
t
c
M

0
M
c
c
P
t
M
1
2
M
M
3

M
4
M
5
M
6
1
M
2
M
1
t
2
t
3
t
n
t
o
t
1
t
ck
t




b) Ph
ụ tải dài hạn biến ñổi:

ðể chọn ñược ñộng cơ phải xuất phát từ ñồ thị phụ tải tính ra giá trị trung bình của
mômen hoặc công suất.
∑
∑
=
n
i
n
ii
tb
t
tM
M
0
0
,
∑
∑
=
n
i
n
ii
tb
t
tP
P
0
0

ðộng cơ chọn phải có:
M
ñm
= (1÷1,3)M
tb
hoặc P
ñm
= (1÷1,3)P
tb
.
ðiều kiện kiểm nghiệm: kiểm nghiệm phát nóng, quá tải về mômen và khởi ñộng.
ðiều kiện quá tải:
M
ñm
.k
M
≥ M
c.max

Hình 4.4 -
ðồ thị phụ tải: a) Phụ tải dài hạn không ñổi; b) Phụ tải dài hạn biến ñổi.

a)
b)
GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện
77
ðiều kiện mở máy:
M
ñm
.k

mm
≥ M
co

4.4.2 Ch
ọn công suất ñộng cơ làm việc ngắn hạn
Trong công nghi
ệp, người ta chế tạo ra các loại ñộng cơ chuyên dụng ñể phục vụ ở chế
ñộ ngắn hạn với các thời gian làm việc tiêu chuẩn là 15, 30, 60 và 90 phút.
Khi ch
ọn ñộng cơ làm việc ở chế ñộ ngắn hạn có thể sử dụng ñộng cơ dài hạn hoặc sử
dụng ñộng cơ chuyên dùng cho chế ñộ làm việc ngắn hạn. Phụ tải ngắn hạn có thể là phụ tải
ng
ắn hạn không ñổi hoặc phụ tải ngắn hạn biến ñổi.
a) Chọn ñộng cơ dài hạn làm việc với phụ tải ngắn hạn:
Trong tr
ường hợp không có ñộng cơ chuyên dụng cho chế ñộ ngắn hạn, ta có thể chọn
các ñộng cơ thông thường chạy dài hạn ñể làm việc trong chế ñộ ngắn hạn. Nếu chọn ñộng cơ
dài h
ạn theo phương pháp thông thường có P
ñm
= (1÷1,3)P
c
thì khi làm việc ngắn hạn trong
khoảng thời gian t
lv
nhiệt ñộ ñộng cơ mới tăng theo ñường 1 tới nhiệt ñộ τ
1
ñã nghỉ làm việc
và sau

ñó hạ nhiệt ñộ theo ñường 2 ñến nhiệt ñộ môi trường τ
mt
.
P
t
τ
0
o
t
τ =
τ
mt
o
τ
«®
0
P
lv
t
c
t
τ
1
τ
'
«®
2
1
3

Rõ ràng việc này gây lãng phí vì không
tận dụng hết khả năng chịu nhiệt (tới nhiệt ñộ
τ
ôñ
) của ñộng cơ.
Vì v
ậy khi dùng ñộng cơ dài hạn ñể làm
việc ở chế ñộ ngắn hạn, cần chọn công suất
ñộng cơ nhỏ hơn ñể ñộng cơ phải làm việc
quá tải trong thời gian ñóng ñiện t
lv
. ðường
cong t
ăng nhiệt ñộ khi quá tải sẽ là ñường 3.
ðộng cơ sẽ tăng nhiệt ñộ nhanh hơn nhưng
khi k
ết thúc thời gian làm việc, nhiệt ñộ của
ñộng cơ không ñược quá nhiệt ñộ τ
ôñ
cho
phép.
ðể chọn một ñộng cơ dài hạn làm việc với phụ tải ngắn hạn, ta cần làm theo các bước
sau:
- Gi
ả thiết một hệ số quá tải k.
- Khi
ñó, dựa vào công suất làm việc yêu cầu P
lv
ta có thể chọn sơ bộ công suất ñộng cơ
dài hạn sử dụng:

ðối với phụ tải ngắn hạn không ñổi:
P
ñm
=
k
P
lv
hoặc M
ñm
=
k
M
lv

ðối với phụ tải biến ñổi:
P
ñm
=
k
P
dt
hoặc M
ñm
=
k
M
dt

Các ñại lượng ñẳng trị: P
ñt

và M
ñt
ñược tính:
GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện
78
M
ñt
=
∑
∑
n
j
j
n
j
jj
t
tM .
2
và P
ñt
=
∑
∑
n
j
j
n
j
jj

t
tP .
2

- Từ ñó có thể xác dịnh sơ bộ thời gian làm việc t
lv.tt
của ñộng cơ vừa chọn.
ðộng cơ vừa chọn sơ bộ phải ñáp ứng ñược yêu cầu: Phát nóng của ñông cơ ñạt giá trị
cho phép (
ñường 1):
ñm
ñmbññmkñ
ñm
ñm
cfôñ
A
PP
A
P

.
∆+∆
=
∆
=∆
τ

∆P
kñ.ñm
: Tổn thất không ñổi ñịnh mức.

∆P
bñ.ñm
: Tổn thất biến ñổi ñịnh mức.
Giá tr
ị phát nóng ổn ñịnh khi ñộng cơ làm việc với công suất P
lv
(làm việc quá tải) theo
ñường 3 là:
ñm
ñmbññmkñ
ñm
lv
ôñ
A
PkP
A
P
.
2
.
.
'
∆+∆
=
∆
=∆
τ

Xu
ất phát từ ñường cong phát nóng 3, ta có thể xác ñịnh ñược:

)1(
/
'
.max
nlv
Tt
ôñcfôñ
e
−
−∆==∆
τττ

-
ðặt
ñmbñ
ñmkñ
P
P
.
.
∆
∆
=
γ
, sau khi biến ñổi ta có:
γ
γ
−
−
+

=
−
nlv
Tt
ñmlv
e
MM
/
1
1
(*)
Giá tr
ị M
lv
tìm ñược ở trên không ñược vượt quá giá trị cho phép theo ñiều kiện về quá
t
ải mômen của ñộng cơ.
Từ biểu thức (*) ở trên có thể tìm ñược thời gian làm việc, trong thời gian này, ñộng cơ
có th
ể làm việc với mômen làm việc M
lv
:
22
2
.
.
.
1
ñmlv
lvñm

n
ttlv
MM
MM
T
t
−
=

- Việc tính chọn ñó ñược lặp ñi lặp lại nhiều lần sao cho thời gian làm việc tính toán t
lv.tt

phù h
ợp với thời gian làm việc ngắn hạn yêu cầu t
lv.yc
. Nếu t
lv.tt
lớn hơn (hay nhỏ hơn) thời
gian làm việc ngắn hạn yêu cầu t
lv.yc
thì phải tăng (hay giảm) hệ số quá tải giả thiết k và tính
l
ại.
b)
C
h
ọ
n
ñộ
ng c

ơ
ng
ắ
n h
ạ
n làm vi
ệ
c v
ớ
i ph
ụ
t
ả
i ng
ắ
n h
ạ
n
:
Với phụ tải ngắn hạn không ñổi, ñộng cơ ñược chọn cần thỏa mãn ñiều kiện:
M
ñm
= (1,1
÷
1,3).M
C

hoặc: P
ñm
= (1,1

÷
1,3).P
C

v
ới thời gian làm việc tiêu chuẩn bằng hoặc lớn hơn chút ít thời gian làm việc thực:
T
tc
≥
t
lv

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện
79
Với phụ tải ngắn hạn biến ñổi, cần tính mômen hoặc công suất ñẳng trị rồi chọn ñộng cơ
thỏa mãn:
M
ñm
= (1,1 ÷ 1,3).M
ñt
P
ñm
= (1,1 ÷ 1,3).P
ñt

v
ới thời gian làm việc tiêu chuẩn bằng hoặc lớn hơn chút ít tổng thời gian làm việc thực:
T
tc
≥ ∑t

lvi

4.4.3 Ch
ọn công suất ñộng cơ làm việc ngắn hạn lặp lại
Ph
ụ tải ngắn hạn lặp lại cũng có thể là không ñổi hoặc biến ñổi. Nhiệt ñộ của ñộng cơ
sau m
ột thời gian sẽ ñạt một giá trị trung bình giữa 2 nhiệt ñộ τ
max
và τ
min
.
C
ũng tương tự như trong trường hợp phụ tải ngắn hạn, ta có thể chọn ñộng cơ dài hạn
làm vi
ệc với phụ tải ngắn hạn lặp lại, hoặc chọn ñộng cơ chuyên dụng ngắn hạn lặp lại.
Chọn ñộng cơ chuyên dụng làm việc ở chế ñộ ngắn hạn lặp lại:
ðộng cơ ngắn hạn lặp lại, ñược chế tạo chuyên dụng có ñộ bền cơ khí cao, quán tính
nhỏ (ñể ñảm bảo chế ñộ khởi ñộng và hãm thường xuyên) và khả năng quá tải lớn (từ
2,5÷3,5).
ðồng thời ñược chế tạo chuẩn với thời gian ñóng ñiện ε% = 15%, 25%, 40% và
60%.
ðộng cơ ñược chọn cần ñảm bảo 2 tham số:
P
ñm chọn
≥ P
lv

ε%
ñm

chọn phù hợp với ε% làm việc.
Trong tr
ường hợp ε
lv
% không phù hợp với ε%
ñm chọn
thì cần hiệu chỉnh lại công suất
ñịnh mức theo công thức:
P
ñm chọn
= P
lv
chondm
lv
.
%
%
ε
ε

Sau ñó phải kiểm tra về mômen quá tải, mômen khởi ñộng và phát nóng.
Ch
ọn ñộng cơ dài hạn làm việc ở chế ñộ ngắn hạn lặp lại:
Trường hợp này, ñộng cơ chạy dài hạn ñược chọn với công suất nhỏ hơn ñể tận dụng
kh
ả năng chịu nhiệt. ðộng cơ chạy dài hạn ñược coi là có thời gian ñóng ñiện tương ñối 100%
nên công suất ñộng cơ cần chọn sẽ là:
P
ñm.chọn
= P

lv
%100
%
lv
ε

4.5 Tính ch
ọn công suất ñộng cơ cho truyền ñộng có ñiều chỉnh tốc ñộ
ðể tính chọn công suất ñộng cơ trong trường hợp này cần phải biết những yêu cầu cơ
bản sau:
a)
ðặc tính phụ tải P
yc
(ω), M
yc
(ω) và ñồ thị phụ tải: P
c
(t), M
c
(t), ω(t);
b) Phạm vi ñiều chỉnh tốc ñộ: ω
max
và ω
min
.
c) Lo
ại ñộng cơ (một chiều hoặc xoay chiều) dự ñịnh chọn.
d) Ph
ương pháp ñiều chỉnh và bộ biến ñổi trong hệ thống truyền ñộng cần phải ñịnh
hướng xác ñịnh trước.

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện
80
Hai yêu cầu trên nhằm xác ñịnh những tham số P
ycmax
và M
ycmax
.
Ví dụ ñối với phụ tải truyền ñộng yêu cầu trong phạm vi ñiều chỉnh, P = hằng số. Ta có
công su
ất yêu cầu cực ñại P
max
=P
ñm
= const, nhưng mômen yêu cầu cực ñại lại phụ thuộc vào
ph
ạm vi ñiều chỉnh M
max
=
min
dm
P
ω
.
ðối với phụ tải truyền ñộng yêu cầu trong phạm vi ñiều chỉnh M = const. Ta có công
su
ất yêu cầu cực ñại P
max
=M
ñm
.ω

max
.
Hai yêu c
ầu về loại ñộng cơ và loại truyền ñộng có ý nghĩa ñặc biệt quan trọng. Nó xác
ñịnh kích thước công suất lắp ñặt truyền ñộng, bởi vì hai yêu cầu này cho biết hiệu suất truyền
ñộng và ñặc tính ñiều chỉnh P
ñc
(ω), M
ñc
(ω) của truyền ñộng. Thông thường các ñặc tính này
th
ường phù hợp với ñặc tính phụ tải yêu cầu P
yc
(ω), M
yc
(ω).
Tuy v
ậy có trường hợp, người ta thiết kế hệ truyền ñộng có ñặc tính ñiều chỉnh không
phù hợp chỉ vì mục ñích ñơn giản cấu trúc ñiều chỉnh.
Ví d
ụ: ðối với tải P = const, khi sử dụng ñộng cơ một chiều, phương pháp ñiều chỉnh
thích hợp là ñiều chỉnh từ thông kích từ. Nhưng ta dùng phương pháp ñiều chỉnh ñiện áp phần
ứng thì khi tính chọn công suất ñộng cơ cần phải xét yêu cầu M
max
. Như vậy công suất ñộng
c
ơ lúc ñó không phải là P
ñm
= P
yc

mà là:
P
1ñm
= M
max.
ω
max
=
cy
P
/
min
max
.
ω
ω
= D.P
y/c

Nh
ư vậy công suất ñặt sẽ lớn hơn D lần so với P
y/c
.
Mặt khác việc tính chọn công suất ñộng cơ còn phụ thuộc vào phương pháp ñiều chỉnh
t
ốc ñộ, ví dụ cùng một loại ñộng cơ như ñộng cơ không ñồng bộ, mỗi phương pháp ñiều chỉnh
khác nhau có ñặc tính hiệu suất truyền ñộng khác nhau, phương pháp ñiều chỉnh ñiện áp dùng
Thyristor có hi
ệu suất thấp so với phương pháp ñiều chỉnh tần số dùng bộ biến ñổi Thyristor.
Vì v

ậy khi tính chọn công suất ñộng cơ bắt buộc phải xét tới tổn thất công suất ∆P và
tiêu th
ụ công suất phản kháng Q trong suốt dải ñiều chỉnh.
Do vậy việc tính chọn công suất ñộng cơ cho truyền ñộng có ñiều chỉnh tốc ñộ cần gắn
v
ới một hệ truyền ñộng cho trước ñể có ñầy ñủ các yêu cầu cơ bản cho việc tính chọn.
4.6 Ki
ểm nghiệm công suất ñộng cơ
Vi
ệc tính chọn công suất ñộng cơ ở các phần trên ñược coi là giai ñoạn chọn sơ bộ ban
ñầu. ðể khẳng ñịnh chắc chắn việc tính chọn ñó là chấp nhận ñược ta cần kiểm nghiệm lại
vi
ệc tính chọn ñó.
Yêu c
ầu về kiểm nghiệm việc tính chọn công suất ñộng cơ gồm có:
- Ki
ểm nghiệm phát nóng: ∆υ ≤ ∆υ
cf
.
- Kiểm nghiệm quá tải về mômen: M
ñm.ñcơ
> M
cmax

- Ki
ểm nghiệm mômen khởi ñộng: M
kñ.

ñcơ
≥ M

c mở máy

Ta thấy rằng việc kiểm nghiệm theo yêu cầu quá tải về mômen và mômen khởi ñộng có
thể thực hiện dễ dàng. Riêng về yêu cầu kiểm nghiệm phát nóng là khó khăn, không thể tính
toán phát nóng
ñộng cơ một cách chính xác ñược (vì tính toán phát nóng của ñộng cơ là bài
toán phức tạp).