Thiết kế hệ thống truyền động val động không đảo chiều, phụ tải MC=const

đề ti thiết kế đồ án môn học
truyền động điện

Ngời thiết kế: lê thành đồng.
Lớp
K33IC
Giáo viên hớng dẫn: nguyễn ngọc kiên.
Nội dung đề tài: Thiết kế hệ thống truyền động val động cơ không đảo
chiều, phụ tải MC=const với các chỉ tiêu kỹ thuật nh sau:
- Dùng sơ đồ cầu ba pha
- Công suất động cơ:
1,5 kW
- Dải điều chỉnh công suất:
50/1
- Sai lệch tĩnh:
St 5%.
- số lợng bản vẽ:
3 bản A0
+Sơ đồ nguyên lý hệ thống
+Giản đồ điện áp
+Đặc tính tĩnh

Thái Nguyên, ngày
tháng
năm 2001.
Giáo viên hớng dẫn

Nguyễn ngọc kiên


trờng đại học kỹ thuật công nghiệp

khoa điện
bộ môn tự động hoá xí nghiệp công nghiệp
=====****======

đồ án môn học

truyền động điện

Họ và tên :
lê thành đồng
Lớp :
K33IA
Gv hớng dẫn :nguyễn ngọc kiên
Ngày hoàn thành: 10 tháng 8 năm 2001



Phần 1

giới thiệu chung

Ngày nay, nền khoa học kỹ thuật phát triển không ngừng,với sự yêu cầu
ngày càng cao của sản xuất tự động hoá, đơn giản, thuận tiện trong quá trình thao
tác, vận hành và mong muốn giảm đợc sức lao động của ngời sản xuất, và chi phí
ở mức thấp nhất. Nhng yêu cầu về mặt chất lợng sản phẩm không ngừng nâng
cao.
Chính, vì những yêu cầu ấy mà có nhiều hệ thống truyền động đợc đa vào ứng
dụng nh:
- Hệ thống truyền động máy phát động cơ

- Hệ thống truyền động máy điện khuyếch đại động cơ
- Hệ thống truyền động xung áp động cơ
- Hệ thống truyền động chỉnh lu tiristor động cơ
Trong phạm vi đề tài thì ta xét hệ thống truyền động van động cơ

Chơng 1 giới

thiệu mạch động lực

Ta thấy, ngành vật liệu mới không ngừng phát triển, đặc biệt là vật liệu bán
dẫn đang đợc ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành. Với mong muốn tạo ra đợc
những linh kiện có khả năng làm việc với độ chính xác cao nhất, đem lại lợi ích
kinh tế nhất, trong hệ thống truyền động van động cơ bộ biến đổi là các van mạch
chỉnh lu điều khiển có suất điện động Ed hoàn toàn phụ thuộc vào giá trị của pha
xung điều khiển.
Hơn nữa, bộ chỉnh lu có thể làm nguồn điều chỉnh điện áp phần ứng
hoặc dòng điện kích t của động cơ. Xong tuỳ theo yêu cầu cụ thể của truyền
động mà có thể dùng các sơ đồ chỉnh lu cho phù hợp.Có thể phân biệt theo số
pha
- Số pha: 1 pha, 3 pha, 6 pha, 12 pha ...
- Sơ đồ: hình tia, hình cầu...
- Số nhịp:Số xung áp đập mạch trong thời gian một chu kỳ điện áp nguồn
Hơn nữa, bộ chỉnh lu có thể dùng làm nguồn chỉnh điện áp phần ứng hoặc
dòng điện kích từ của động cơ. Xong tuỳ theo yêu cầu cụ thể của truyền động mà
có thể dùng các sơ đồ chỉnh lu cho phù hợp. Có thể phân biệt theo số pha.
- Số pha: 1 pha, 3 pha, 6 pha ...
- Sơ đồ : hình tia, hình cầu ...
- Số nhịp : Số xung áp đập mạch trong thời gian một chu kỳ điện áp nguồn.
- Khoảng điều chỉnh: Là vị trí của đặc tính ngoài trên mặt phẳng toạ độ
[Ud, Id]

- Chế độ năng lợng : Chỉnh lu, nghịch lu.
- Tính chất dòng : Liên tục, gián đoạn ...


4


Mà chế độ làm việc của chỉnh lu phụ thuộc vào phơng thức điều khiển và
các tính chất của tải. Trong truyền động điện tải của chỉnh lu thờng là cuộn kích
từ (L - R) hoặc là mạch tần ứng động cơ (L - R - E).
1- Bộ biến đổi và suất điện động của nó.
a- Máy biến áp chỉnh lu (thờng là máy biến áp động lực)
- Dùng để biến điện áp xoay chiều thành điện áp xoay chiều phù hợp với
cấp điện áp của động cơ.
- Tạo số pha theo yêu cầu, tạo ra điểm trung tính khi cần thiết.
- Các cuộn dây máy biến áp có tác dụng nh cuộn kháng để hạn chế dòng
ngắn mạch khi bộ biến đổi val làm việc do đó làm tăng tuổi thọ của val,
trong trờng hợp không dùng máy biến áp thì ngời ta chế tạo cuộn kháng
ở đầu vào của máy biến áp.
- Nhờ có máy biến áp mà hệ thống đợc cách ly với lới điện.
b- Các tổ van: Có nhiệm vụ dùng để chỉnh lu dòng xoay chiều thành dòng
một chiều và điểu chỉnh điện áp ra của bộ biến đổi.
c- Cuộn kháng : CK gọi là cuộn kháng lọc dùng để cải thiện hình dáng
dòng điện một chiều bằng phẳng.
2- Phân tích chế độ làm việc hệ truyền động (V - Đ)
Bộ biến đổi val động cơ có thể làm việc ở 3 chế độ:
- chế độ dòng liên tục.
- chế độ dòng gián đoạn.
- chế độ dòng biên liên tục.
Các chế độ làm việc của bộ biến đổi phụ thuộc vào phơng thức điều

khiển và tính chất của tải. Để tìm hiểu truyền động (V- Đ). Ta xet sơ đồ chỉnh
lu hình tia 3 pha (hinh a):
Sơ đồ thay thế : ở trạng thái tức thời xây dựng.
A
~

B

C

e

E

BA

V

+

i
Uv

R

Đ

L

T

Hình b

T

T

CK

Hình a

Vì hệ 3 pha đối xứng nên khi nghiên cứu ta tách riêng mỗi pha để nghiên
cứu, từ sơ đồ nguyên lý ta có sơ đồ thay thế (hình b):


ee2 :=Suất
điện động thứ cấp máy biến áp.
2m. sint.
V:2 KýEhiệu
dùng để chỉ chiều dòng điện
Uv : Sụt áp rơi thuận trên val.(Có thể bỏ qua vì nó rất nhỏ < 2V).
R: Điện trở phần ứng động cơ và điện trở cuộn dây máy biến áp.
L: Điện kháng phần ứng động cơ và điện kháng máy biến áp cộng điện
kháng cuộn lọc.
E: suất điện động của động cơ điện : E= K
đồmở
thay thế
mở valTừ
vớisơgóc
: ta viết đợc phơng trình cân bằng điện áp. Giả thiết ta

áp dụng Kiếchốp 2 ta có:
Sin(t + ) = E + iR + L di
E 2m 0
dt

Giải ra ta đợc: i(t) =
Giả thiết các val dẫn dòng trong khoảng và p : là số lần đập mạch.
Trong đóp: p= 2m khi m lẻ và p = m khi m chẵn.

I=

=>

i

2 0

sin

p
[E

d (t)
=



(t
)

2



1 .
2m



sin +

2 2




0



E]


2 2

Vậy tuỳ thuộc vào mà bộ biến đổi val có thể làm việc ở các chế độ khác

nhau
a - Chế độ dòng liên tục : Khi một val nào đó đang dẫn dòng mà dòng điện
.

qua val đó giảm dần nhng cha giảm về 0 thì val kế tiếp sau đợc mở gọi là chế độ
dòng liên tục (đồ thị dòng và áp hình bên ).
Trong đó ta thấy suất điện động chỉnh lu là những đoạn hình sin nối tiếp
nhau, giá trị trung bình của suất điện động chỉnh lu đợc tính nh sau:

Eb =

P

2
+p

E

2

2m

sin(t)d (t) = Ebm cos

= (
Với :

0


2 p

p

Ebm = .sin



)


p

.E2m

(Ebm : biên độ lớn nhất suất điện động ra tơng ứng với =0)
E2m : suất điện động lớn nhất của thứ cấp máy biến áp.


S¬ ®å thay thÕ cña hÖ thèng truyÒn ®éng val khi nã lµm viÖc ë chÕ ®é
dßng liªn tôc. §©y lµ chÕ ®é lµm viÖc c¬ b¶n cña hÖ thèng truyÒn ®éng van ®éng
c¬.


u





ua

ub

uc







i

ia



ib

t

ic
t

2
= p

Eb
E
V
Ru
Rb
I

b - Chế độ dòng gián đoạn :
Đó là hiện tợng khi dòng qua một van nào đó giảm dần về 0, khi dòng bằng
0 thì val kế tiếp sau cha mở. Dẫn đến tồn tại một thời gian dòng qua động cơ
bằng
0. vậy bộ biến đổi van động cơ cung cấp xung dòng điện vào phần ứng động cơ.
Lúc này động cơ điện đợc làm việc giống nh đợc đóng cắt vào nguồn điện một
cách xen kẽ dẫn đến :
Tốc độ động cơ không ổn định vì vậy mà trong thực tế ngời ta không sử
dụng .Nguyên nhân :
- Do tải hoặc dòng điện phần ứng không đủ lớn nó làm cho năng lợng
tích luỹ vào trong điện cảm không đủ lớn.


- Do điện cảm của mạch không đủ lớn
Khắc phục nguyên nhân trên bằng phơng pháp sau:
- Hạn chế làm việc ở vùng tải nhỏ.
- Tăng điện cảm trong mạch phần ứng lên.
- Tăng số lần đập mạch.
- Dùng điốt D0.
Vậy ở chế độ dòng gián đoạn thì tốc độ động cơ trong hệ thống không ổn
định nên ngời ta không dùng chế độ này.
u
e2a
e
e

2c


2b

i

ia



ib

t

ic
t

2
= p

c - Chế độ dòng biên liên tục.
Đó là chế độ dòng qua val nào đó vừa giảm về 0 thì val kế tiếp sau đợc mở.
Kiểu dòng biên liên tục cũng sẽ không tốt cho động cơ vì nó có xung dòng điện. Để
khắc phục chế độ này ta tăng điện kháng trong mạch hoặc tăng số lần đập mạch của
sơ đồ hoặc nối song song điốt D0.

3- Đặc tính cơ bản của hệ thống truyền động val động cơ.

Ta xét ở chế độ dòng liên tục:
Ta thấy, dòng điện chỉnh lu chính là dòng phần ứng động cơ điện. Dựa vào

sơ đồ thay thế ta có thể viết đợc phơng trình đặc tính.
Trong đó :
Rb
R
Eb= EBm.
cos(V)
k.. (V)E=
Phơng trình cân bằng suất điện động:
E
I
E
cb


EBm cos
I.Rb

= E + IRu
= K + IRu

EBm
cos
I.Rb
EBm
cos
=
K R
b

+

R
u

.
I
K


Mặt khác M= K..I

=> Phơng trình đặc tính

cơ của động cơ.

EBm

cos

Rb + Ru

.M

=
K

(K )

2

Khi thay đổi góc mở từ ( 0 ữ 1800) thì Eb biến

thiên từ (EBm ữ -EBm) và ta
đợc một họ đờng đặc tính song song lằm ở bên phải
mặt phẳng toạ độ ( ,I). Do


các val không cho dòng
điện phần ừng đổi
chiều

chế độ dòng liên tục. Vùng phía trong đờng cong Elip và
dới thuộc chế độ dòng gián đoạn có đặc tính cơ cong,
dốc suy ra động cơ làm việc kém ổn định, ta có thể dùng
biện pháp tăng điện kháng, tăng số lần đập mạch hoặc
mắc Do song song với tải để nhằm hạn chế vùng làm việc
gián đoạn này.
Nguyên nhân: Do năng lợng tích luỹ trong động cơ

T
đủ lớn dẫn đến khi dòng
N điện giảm không duy trì đợc dòng trên tải. Vì vậy không
B =0
nên cho động cơ làm việc ở chế độ non tải hoặc không
tải, những điểm làm viềc thuộc cung Elip thì bộ biến
i
đổi làm việc ở chế độ biên liên tục.
ê
n
l
i
ê

n
t
ụ
c

0
/2

Giới hạn max
* Nhận xét :
Từ đặc tính cơ
của hệ truyền dộng
val động cơ ta thấy
vùng ngoài đờng
cong elip làm việc ở

I


Phân tích chế độ làm việc trên của bộ biến đổi khi điều chỉnh
0
+ Để
cho độ
động
cơ quay
thuận
: Tađộng
mở val
góc.cos
mở > 0,

< 90
bộ biến
đổi
làm việc
ở chế
chỉnh
lu suất
điện
Eb =vớiEbm
nó cung
cấp năng
lợng cho động cơ dẫn đến máy điện làm việc ở chế độ động cơ ta có sơ đồ thay thế
M

I=
E

EBm cos

Eb>0



E

Rb +
Ru

V
Ru

Rb

I

là chế
độ làm
bảnđổi
của.hệ thống truyền động val động cơ. Ta
có thể Vậy
điềuđây
chỉnh
vô cấp
bằngviệc
cáchcơthay
0
+ Khi động
Eb = cơ
EBmquay
costhuận
< 0. ta điều khiển > 90 thì suất điện động :
Dẫn đến bộ biến đổi làm việc ở chế độ nghịch lu.
Sơ đồ thay thế :Do val V không cho dòng qua theo chiều ngợc => I = 0
và
động cơ làm việc ở chế độ hăm tự do. Đối với tải là thế năng khi Eb < 0 => I = 0 =
0 => E < 0 . Cho đến khi | E | > | Eb | thì xuất hiện dòng điện, đây chính là dòng
điện hãm

( A => Hãm tái sinh.
)

Ih = E
Eb
Rb + Ru

Sơ đồ thay thế

M
: Eb<0



Eb<0
E

E
V

Rb
Ru

I
|E| > |Eb|


V

Ru
Rb

I=0

Hãm tái sinh
Khi động cơ đang làm việc bình thờng : Ta điều chỉnh góc mở = 900 =>
Eb =0 => M = 0 => hãm tự do .
Nếu hệ thống làm việc với tải thế năng => < 0 => E < 0 => Trong động cơ
có dòng điện hãm Ih khác 0 => động cơ làm việc ở chế độ hãm động năng.
M

E
E
V

V
Ru

Rb

I

Hãm động năng

Ru
Rb
Hãm tự do

4- Đánh giá các u nhợc điểm của phơng án .
* Ưu điểm : Hệ thống truyền động van động cơ đơn giản, tác động nhanh,
không gây ồn, dễ tự động hoá do các val bán dẫn có hệ số khuếch đại công
suất cao thích hợp với hệ truyền động có công suất trung bình và lớn,

thuận tiện cho việc thiết lập các hệ thống tự động điều chỉnh để nâng cao
chất lợng các đặc tính tĩnh và đặc tính động của hệ thống.
* Nhợc điểm: các val có tính phi tuyến, dạng điện áp chỉnh lu ra có biên
độ đập mạch cao, gây tổn thất phụ trong mạch điện và ở các truyền động có
công suất lớn còn làm xấu dạng điện áp của nguồn và lới xoay chiều. Hệ số công
suất
cos của hệ thống nói chung là thấp.

Chơng 2 Giới thiệu mạch điều khiển
Nh ta đã biết, để các val của bộ chỉnh lu có thể mở tại thời điểm mong
muốn, thì ngoài điều khiển tại thời điểm đó trên val phải có điện áp thuận thì trên
điện cực điều khiển và Catốt của val phải có một điện áp điều khiển (gọi là tín hiệu
điều khiển). Để có hệ thống tín hiệu điều khiển suất hiện đúng theo yêu cầu mở val
đã nêu ngời ta phải sử dụng một mạch điện tạo ra tín hiệu đó. Mạch điện tạo ra
tín hiệu điều khiển gọi là mạch điều khiển hay còn gọi là hệ thống điều khiển
bộ chỉnh lu. Điện áp điều khiển các Tiristo phải đáp ứng các yêu cầu thiết kế về
công suất, biên độ cũng nh thời gian tồn tại. Các thông số cần thiết của tín hiệu
điều khiển


®−îc cho s½n. Do ®Æc ®iÓm cña Tiristo lµ khi val ®· më th× cßn tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn


nữa hay không, không ảnh hởng đến dòng qua val. Vì vậy, để hạn chế công suất
của mạch phát tín hiệu điều khiển và giảm tổn thất trên vùng điện cực điều khiển
ngời ta thờng tạo ra các tín hiệu điều khiển Tiristo có dạng xung, do đó mạch
điều khiển còn gọi là mạch phát xung điều khiển. Các xung điều khiển đợc tính
toán về độ dài xung sao cho đủ thời gian cần thiết (với độ dự trữ nhất định) để mở
val với một phụ tải có thể có khi sơ đồ làm việc. Thông thờng độ dài xung nằm
trong giới hạn 200 => 600

s.
Các hệ thống phát xung điều khiển bộ chỉnh lu hiện nay sử dụng có thể
phân thành 2 nhóm
:
- Nhóm các hệ thống điều khiển đồng bộ : Đây là nhóm các hệ thống điều
khiển mà các xung điều khiển xuất hiện trên điện cực của Tiristo đúng thời
điểm cần mở val và lặp đi lặp lại mang tính chu kỳ, thờng gần bằng chu kỳ
nguồn xoay chiều. Hệ thống này đợc sử dụng rộng rãi nhất hiện nay.
- Nhóm các hệ thống điều khiển không đồng bộ: Các hệ thống điều khiển
thuộc nhóm này tạo ra các xung điều khiển không tuân theo giá trị góc điều
khiển. Vậy ta chỉ xét đến nhóm hệ thống điều khiển đồng bộ. Mà ở đây là
điều khiển chỉnh lu theo nguyên tắc khống chế pha đứng:
1- Sơ đồ khối:

â

U1

ĐBH

Unc

FSRC



â

SS

TX

Uđk

Uđk
Gồm 3 khối:
+ Khối1 : Khối đồng bộ hoá và phát điện áp răng ca.
+ Khối 2 : Khối so sánh.
Trong đó :
- U1 là điện áp lới ( nguồn) xoay chiều cung cấp cho sơ đồ chỉnh lu.
- Unc là điện áp tựa thờng có rạng hình răng ca lấy từ đầu khối ra ĐBHFSRC.
- U
điện
áp khiển
điều khiển,
đây.là điện áp một chiều đợc đa từ ngoài vào
đk làđể
dùng
điều
giá trị góc
- Uđkt là điện áp điều khiển Tiristo là chuỗi các xung điều khiển lấy từ đầu ra
hệ thống điều khiẻn (cũng là đầu ra của khối tạo xung) và đợc truyền trên
điện cực điều khiển (G) và katốt (K) của các Tiristo.
Nguyên lý cơ bản của hệ thống điều khiển theo nguyên tắc pha đứng, có thể
đợc tóm tắt nh sau: Tín hiệu điện áp cung cấp cho mạch động lực bộ chỉnh lu
đợc đa đến mạch đồng bộ hoá của khối 1 và trên đầu ra của mach đồng bộ ta
có


điện áp thờng có dạng hình sin với tần số bằng tần số nguồn cung cấp cho sơ đồ

chỉnh lu và trùng pha hoặc lệch pha 1 góc xác định so với điện áp nguồn , điện áp
này đợc gọi là điện áp đồng bộ và ký hiệu Uđb . Các điện áp đồng bộ đợc đa vào


mạch phát điện áp răng ca để khống chế sự làm việc của mạch này, kết quả là đầu
ra của mạch phát điện áp răng ca ta có hệ thống điện áp dạng hình răng ca đồng
bộ về tần số và góc pha với các điện áp đồng bộ. Các điện áp này gọi là điện áp
răng ca Urc. Các điện áp răng ca đợc đa vào đầu vào khối so sánh và ở đó còn
có một tín hiệu điện áp khác nữa là điện áp điều khiển 1 chiều điều chỉnh đợc và
đợc đa từ ngoài vào, hai tín hiệu này đợc mắc với cực tính sao cho tác động của
chúng nén mạch và khối so sánh là ngợc chiều nhau. Khối so sánh làm nhiệm vụ
so sánh hai tín hiệu này và tại những thời điểm hai tín hiệu này có giá trị tuyệt đối
bằng nhau thì đầu ra khối so sánh sẽ thay đổi trạng thái. Nh vậy, khối so sánh là
một mạch điện hoạt động theo nguyên tắc biến đổi tơng tự số do tín hiệu ra của
mạch so sánh là dạng tín hiệu số nên chỉ có 2 giá trị có hoặc không. tín hiệu trên
đầu ra khối so sánh là các xung xuất hiện với chu kỳ bằng chu kỳ của Urc. Nếu thời
điểm bắt đầu xuất hiện của môt xung nằm trong vùng sờn xung nào của Urc đợc
sử dụng, điều đó có nghĩa là tại thới điểm |Urc| = |Uđk| ở phần sờn sử dụng trong
một chu kỳ của điện áp răng ca thì trên đầu ra của khối so sánh sẽ bắt đầu xuất
hiẹn một xung điện áp. Từ đó ta thấy có thể thay đổi thời điểm xuất hiện xung đầu
ra khối so sánh bằng cách thay đồi giá trị của Uđk khi giữ nguyên Urc . Trong một
số trờng hợp thì xung ra từ khối so sánh đợc đa đến cựa điều khiển của
Tiristo, nhng trong đa số các trờng hợp thì tín hiệu ra khối so sánh cha đủ các
yêu cầu cần thiết đối với tín hiệu điều khiển Tiristo. Để cod tín hiệu đủ yêu
cầu ngời ta thực hiện khuếch đại thay đổi hình dáng của xung. Các nhiệm vụ
này đợc thực hiện bởi một mạch gọ là mạch tạo xung.
Trong sơ đồ chỉnh lu cầu hoặc sơ đồ hình tia nhiều pha ta có nhiều Tiristo
để tạo ra tín hiêu điều khiển cho nhiều val trong hệ thống điều khiển có 2 phơng
pháp.
- Sử dụng nhiều mạch phát xung giống hệt nhau, trong mỗi mạch đều có các

khối giống nhau và chúng chỉ khác nhau tín hiệu điện áp lới (khác pha)
đặt vào mạch đồng bộ. Mỗi mạch phát xung đợc dùng để tạo xung
điều khiển cho một val hoặc một số val mắc nối tiếp hoặc song song.
mạch điều khiển loại này gọi là mạch nhiều kênh phát xung cho một val
gọi là một kênh điều khiển.
- Ngời ta sử dụng chung một mạch đồng bộ, một mạch tạo điện áp răng
ca, một khối so sánh. Nh vậy xung đầu ra của khối so sánh thờng có tần
số gấp n lần tần số nguồn (n=q) lúc đó để có n (hay q) kênh xung khác nhau
có tần số bằng tần số nguồn thì trong khối tạo xung phải có thêm một
mạch điện làm nhiệm vụ phân chia xung đièu khiển loại này gọi là mạch
điều khiển một kênh.






Phần 2 thiết kế sơ đồ nguyên lý hệ thống
Sơ đồ khối của toàn hệ thống :
Mạch
Điều khiển

Mạch
Động lực

Đại lợng ra cần thiết
là tốc độ () n

Chơng 1 : Thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch động lực
Sơ đồ khối của mạch động lực

BBĐ

Động cơ
chấp hành

Khâu ổn
định tốc độ

I- Chọn động cơ chấp hành của hệ thống.
A-Động cơ xoay chiều
1 -Động cơ không đồng bộ.
Ta thấy, xu thế sử dụng rộng dãi loại động cơ này trong hầu hết các lĩnh vực.
Do cấu tạo đơn giản, đặc biệt là động cơ rôto lồng sóc, dùng trực tiếp lới điện xoay
chiều mà không cần sử dụng đến bộ biến đổi. Mặt khác giá thành hạ, vận hành tin
cậy, chắc chắn.
Nhng việc điều chỉnh tốc độ, khống chế quá trình là rất khó khăn do mômen
mở máy nhỏ, dòng lớn và tốc độ rất khó ổn định đặc biệt là trờng hợp tải Mc phản
kháng.
Nh vậy, loại động cơ này là không phù hợp với yêu cầu của đề tài.
2 -Động cơ đồng bộ.
Ưu điểm nổi bật của động cơ này là có đặc tính cơ tuyệt đối cứng, nh vậy
về phơng diện nào đó có thể kết luận đợc nó đáp ứng tốt về yêu cầu công nghệ.


Nhng, việc chế tạo rất phức tạp, gặp nhiều khó khăn, thờng chế tạo máy
có công suất trung bình và lớn, giá thành cao. Đặc biệt là quá trình điều chỉnh
tốc độ là rất khó khăn, luôn luôn cần có bộ biến tần đi kèm.
Nh vậy, loại động cơ này có yêu cầu cao về chỉ tiêu kỹ thuật, công nghệ
cũng nh về chỉ tiêu kinh tế nên không phù hợp với yêu cầu của đề tài.

B- Động cơ một chiều .
1- Động cơ một chiều kích từ nối tiếp.

_

+

TN
CKT

N. Tạo

0

Sơ đồ nguyên
lý

Đặc tính cơ

M

Ta thấy loại này có cuộn kích từ nối tiếp với phần ứng động cơ nên dòng
kích từ chính là dòng phần ứng động cơ .
Do vậy khi I biến đổi thì từ thông cũng biến đổi sẽ gây ra hiện tợng từ
d (tổn thất phụ) lớn.
d = (2 ữ 10).đm
Mà động cơ một chiều kích từ nối tiếp có đặc tính cơ ở dạng phi tuyến
(hypecbol ), nên đặc tính cơ mềm và độ cứnglại thay đổi theo phụ tải.
Mặt khác, từ thông của động cơ phụ thuộc vào dòng phần ứng nên khả năng
chịu tải của động cơ bị ảnh hởng rất lớn của điện áp lới. Điều này gây khó khăn

trong quá trình điều chỉnh và ổn định tốc độ, quá trình này chỉ có hiệu quả ở tốc
độ rất thấp và hiệu quả không cao, ở tốc độ cao đạt đợc điều này là rất khó khăn.
Do vậy, động cơ này không phù hợp với yêu cầu.
2- Xét động cơ điện một chiều kích từ độc lập.
Cuộn kích từ hoàn toàn độc lập với phần ứng động cơ và cần phải có 2
nguồn, nguồn cung cấp cho phần ứng động cơ và nguồn cung cấp cho mạch kích
từ.
Ta có phơng trình đặc tính cơ của động cơ một chiều kích từ độc lập là :

=

Uu


K

u

.M (*)
R +R
f

(K)

2

Giả thiểt rằng phản ứng phần ứng đợc bù đủ = const thì đờng đặc tính cơ
có dạng tuyến tính.
Ta xét các thông số ảnh hởng đến đặc tính cơ của động cơ một chiều kích từ
độc lậ.

a- ảnh hởng của điện trở phần ứng.
Xuất phát từ phơng trình đặc tính cơ ở trên ta thấy:
Giả thiết U = Uđm = const và = đm = const


+



-

U

0
đ
R

I

f

Ikt

CKT

Mđm

Rkt

+

m

-

Mnm

=

M

Sơ đồ
nguyên lý
Đặc tính
cơ

U +Rf

.M
R

u

u

K

(K)

2

.
Ta thay
đổi R tức là
đa Rf ào
mạch phần ứng
của động cơ
với trờng hợp
này thì :

0 =

U
d
m

=
c
o
n
s
t
K

d
m