Tìm hiểu máy in hoa ELITEX

TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT LÝ TỰ TRỌNG

Khoa điện – điện tử
~~~

ĐỒ ÁN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

Đề tài: tìm hiểu máy in hoa ELITEX.
GVHD: LÊ THỊ HỒNG VÂN
SVTH:
-

Trịnh Tấn Vinh
Đoàn Hữu Thắng
Đỗ Minh Trí
Nguyễn Hoàng Vỹ
Đoàn Thanh Phong
Trần Kim Minh
LỚP :

12 CĐ – Đ3


Lời mở đầu

Đất nước ta đang trong giai đoạn thực hiện quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất
nước .Nhiều nhà máy nhiều khu công nghiệp ,khu chế xuất ra đời. Để đáp ứng kịp thời nhu
cầu phục vụ sản xuất ngày càng gia tăng trong các nhà máy, khu công nghiệp đòi hỏi việc tự
động hóa trong qua trình hoạt động, sản xuất trong các nhà máy khu công nghiệp càng phải
được nâng cao để đưa đến hiệu quả, chất lượng công việc ngày càng tốt hơn . Đứng trước
tình hình đó cần có đội ngũ cán bộ kĩ thuật có trình độ chuyên môn ngày càng cao.

Qua quá trình thực hiện đồ án , tìm hiểu thực tế với sự hướng dẫn tận tình của cô …..
đến nay đồ án của em đã được hoàn thiện. Do thời gian và điều kiện còn hạn chế do đó
những thiếu sót là điểu không thể tránh khỏi. Rất mong được sự góp ý của thầy cô và các
bạn sinh viên.

2


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
…………………………………………

3


MỤC LỤC
CHƯƠNG I:

TỔNG QUAN ĐỒ ÁN.

1. Giới thiệu đồ án.
2. Máy in hoa trong sản xuất quy mô cong nghiệp.

CHƯƠNG II:
1.
2.
3.
4.
5.

CƠ SỞ LÝ THUYẾT.

Động cơ điện một chiều.
Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều.
Chỉnh lưu.
Thyristor.
IC op – amp 741.

CHƯƠNG III:

CÔNG NGHỆ MÁY IN HOA ELITEX.

1. Sơ đồ máy in hoa ELITEX.
2. Cấu tạo, công nghệ máy.

CHƯƠNG IV: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG MÁY IN HOA ELITEX .
CHƯƠNG V:

KIỂM TRA, LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHO MÁY.

CHƯƠNG VI:

TỔNG KẾT.
TÀI LIỆU THAM KHẢO.

4


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỒ ÁN.
1.

Giới thiệu đồ án.
Trong tình hình phát triển của của công nghệ kỹ thuật nói chung, kỹ thuật điện nói
riêng ở Việt Nam cũng như trên toàn thế giới hiện nay, vấn đề nguồn nhân lực để làm chủ
các trang thiết bị hiện đại là rất cần thiết, đòi hỏi trình độ tay nghề, có kiến thức vững
vàng và sự hiểu biết đối với các trang thiết bị.
Là một sinh viên ngành điện trong nhu cầu nhân lực kỹ thuật như hiện nay, em có
đề tài nghiên cứu : “ tìm hiểu máy in hoa ELITEX “.

Quá trình tìm hiểu máy gồm có những nội dung tìm hiểu sau:
- Tìm hiểu thông về các loại máy hiện nay, các dòng máy ELITEX.
- Tìm hiểu về cấu tạo, chức năng, công nghệ máy.
- Nguyên lý hoạt động.
Qua đó: tính toán lựa chọn những thiết bị trang bi cho máy.
Đồ án mang tính chất nhỏ, chỉ tìm hiểu một trong số nhiều thiết bị hiện nay. Tuy
nhiên, đây là bước đầu nắm bắt kỹ thuật, làm chủ các trang thiết bị hiện nay.
Trong quá trình làm đồ án không tránh khỏi sai sót, rất mong sự giúp đỡ và chỉ
dẫn của quý thầy cô.

5


Khái niệm chung
Ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, các máy sản xuất ngày càng đa dạng và có
nhiều chức năng dẫn tới hệ thống trang bị điện ngày càng phức tạp và đòi hỏi độ chính xác, tin
cậy cao.
Do bộ biến đổi năng lượng điện xoáy chiều thành 1 chiều có thể sử dụng nhiều thiết bị như hệ
thống máy phát, khuyếch đại từ, hệ thống van. Chúng được điều khiển theo những nguyên tác
khác nhau có những ưu điểm nhược điểm khác nhau ; khi kết hợp những hệ thống này với động
có điện chiều ta có được những hệ thống truyền động có chất lượng khác nhau. Do đó để có
được 1 phương án truyền động phù hợp với từng loại công nghệ đòi hỏi nhà thiết kế phải có sự
so sánh logic dựa trên những chỉ tiêu về kỹ thuật và kinh tế.
Nội dung chọn phương án
Trong thực tế khi đứng trước 1 vấn đề sẽ có nhiều phướng án giải quyết. tuy nhiên mỗi phương án có
những ưu, nhược điểm riêng và nhiệm vụ của nhà thiết kế là phải chọn ra được những phương án tốt
nhất. Do đó, đòi hỏi người vận hành phải nắm rõ cấu tạo, nguyên lý làm việc để tránh hư hỏng, người
bảo trì dễ dàng bảo quản, sửa chửa. Một trong những máy tạo cho vải có những hình dáng, mẫu mã
đa dạng , không tao sự nhàm chán cho người tiêu dùng. Vì thế, nên em thực hiện đồ án trang bị điện
cho “ Máy In Hoa Elitex “

Đối với các hệ thống truyền động đơn giản không có những yêu cầu cao thì chỉ cần dung các
động cơ xoay chiều với hệ thống điều khiển đơn giản. còn các hệ thống truyền động phức tạp có
yêu cầu cao về chất lượng như điều chình trơn, dãi điều chỉnh rộng, đảo chiều thì dùng động cơ 1
chiều, các hệ thống điều khiển đi với nó phải đảm bảo được các yêu cầu và có khả năng tự động
hóa cao.
Như vậy, để chọn được hệ thống truyền động phù hợp chúng ta phải dựa vào công nghệ của máy
từ đó đưa ra những phương án đáp ứng được yêu cầu công nghệ này. Để chọn được phương án
tốt nhất trong các phương án đưa ra cần so sánh chúng về kỹ thuật và kinh tế. đối với truyền
6


động cơ điện 1 chiều thì bộ biến đổi là phần tử rất quan trọng , nó quyết định đến chất lượng của
hệ thống.
+ Mục tiêu
Nhằm giúp người bảo trì hiểu được cấu tạo, nguyên lý làm việc, chức năng của các thiết bị
trong máy để dễ dàng sửa chửa. Người vận hành dễ dàng thao tác, tránh hư hỏng và tiết kiệm thời
gian.
+ Nhiệm vụ nghiên cứu
Trình bày cơ sở lý thuyết, nguyên lí, phân tích hư hỏng, giới thiệu linh kiện và chức năng của linh
kiện trong máy in hoa ELITEX

+ Ý nghĩa việc lựa chọn phương án
-

Đảm bảo được yêu cầu công nghệ của máy sản suất
Đảm bảo làm việc tin cậy, lâu dài
Giảm giá thành sản phẩm và tăng năng suất lao động
Khi sảy ra hỏng hóc có thể sửa chữa, thay thế dễ dàng với các linh kiện, thiết bị dữ trữ
sẵn có, dễ kiếm, dễ mua.

•

Yêu cầu hãm dừng chính xác :

Việc dừng máy chính xác là yêu cầu rất quan trọng bời vì khi dừng chính xác thì đảm bảo chất
lượng sản phẩm , tăng năng suất của máy, an toàn cho thiết bị và người vận hành.
Các biện pháp nâng cao quá trình hãm:
-

Sử dụng những thiết bị khống chế.
Tăng gia tốc của hệ thống.
Sử dụng những thành phần nhẹ để giảm momen quán tính.
Tăng lực cản bằng cơ khí.
Hãm điện sử dụng 1 trong ba phương pháp:
+ Hãm ngược.
7


•
•
•
-

+ Hãm động năng.
+ Hãm tái sinh.
Giảm tốc độ bằng cách đặt điện trở vào phần ứng động cơ.
Yêu cầu về thay đổi tốc độ động cơ
Yêu cầu về đảo chiều quay:
Yêu cầu về kinh tế:

Hệ thống thiết kế ra phải đảm bảo có kết cấu đơn giản , gọn nhẹ, thuận tiện cho vận hành

-

và sữa chữa .
Vốn đầu tư mua sắm thiết bị , chi phái vận hành phải hợp lý.
Giá thành rẻ trong khi phải đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật.

8


-

2. ỨNG DỤNG MÁY IN HOA TRONG SẢN XUẤT QUY MÔ CÔNG CÔNG

NGHIỆP.

9


CHƯƠNG II : CƠ SỞ LÝ THUYẾT.
Động cơ điện một chiều.

I.

1.1. Định nghĩa

Máy điện một chiều là loại máy điện làm việc với dòng điện một chiều, có thể sử dụng
làm máy phát điện hoặc động cơ điện.
Máy điện một chiều cho phép điều chỉnh tốc độ trơn trong khoảng rộng và momen mở

máy lớn vì vậy nó được sử dụng rộng rãi làm động cơ kéo, khi cần điều chỉnh chính xác
tốc độ động cơ trong khoảng rộng, máy điện một chiều còn được sử dụng rộng rãi làm
nguồn nạp ácquy, hàn điện, nguồn cung cấp điện…
1.2. Phân loại động cơ điện một chiều (đây là cách phân loại theo cách kích từ)
Động cơ điện 1 chiều phân loại theo kích từ thành những loại sau:
-Kích từ độc lập.
-Kích từ song song.
-Kích từ nối tiếp.
-Kích từ hỗn hợp.
1.3.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Động cơ điện một chiều có cấu trúc gồm 3 bộ phận chính: phần cảm, phần ứng, cổ góp và
chổi than.
Phẩn cảm là bộ phận tạo ra từ trường đặt ở stato, thông thường phần cảm là một nam châm
điện gồm có cực từ N-S và cuộn dây kích từ.
Phần ứng có lõi thép đặt ở rotor, có phay rãnh để đặt dây quấn phần ứng. Mỗi cuộn dây được
nối tới hai lá góp của cổ góp điện.
Trong chế độ máy phát, cần cấp điện một chiều cho cuộn kích từ và nối rotor với động cơ sơ
cấp khác để quay rotor (máy lai động cơ). Khi rotor quay trong từ trường phần cảm, trong
cuộn dây sẽ xuất hiện thế điện động, được cổ góp và chổi than nắn thành sđđ một chiều.
Trong chế độ động cơ, cần cấp điện một chiều cho cuộn kích từ và cuộn dây phần ứng. Dòng
điện chạy trong phần ứng sẽ tác dụng với từ trường gây bởi phần cảm tạo thành momen quay
rotor.

10


Sơ đồ cấu tạo động cơ điện một chiều

1.4 Các khái niệm chung về đặc tính cơ điện của động cơ điện.

1.4.1 Đặc tính cơ của động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập và kích từ song song
Đối với động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập, nguồn 1 chiều kích cho mạch kích từ là hoàn toàn
độc lập với nguồn cấp cho mạch phần ứng. Do đó nếu không tính đến các tương tác điện từ xảy
ra giữa mạch kích từ và mạch phần ứng thì dòng điện chạy trong mạch phần ứng I ư và dòng điện
kích từ Ikt là hai dòng riêng biệt không có sự lien hệ với nhau (hình 2.1)

11


Hình 2.1 : Sơ đồ nguyên lý kết nối mạch điện của động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập.
Đối với động cơ điện 1 chiều kích từ song song thì thì mạch kích từ được cấp chung nguồn với
mạch phần ứng. Dòng điện I chạy trong mạch động cơ có giá trị bằng tổng dòng điện chạy trong
mạch phần ứng và dòng điện kích từ (hình 2.2)

12


Hình 2.2 : Sơ đồ nguyên lý kết nối mạch điện ccuar động cơ điện 1 chiều kích từ song song
I = Iư + Ikt
Vì vậy khi có sự biến đổi giá trị của dòng điện phần ứng do các thay đổi từ phía tải, sẽ gây ảnh
hưởng rất lớn lên mạch kích từ .
Tuy nhiên, khi nguồn điện 1 chiều cấp cho động cơ có công suất là vô cùng lớn so với công suất
động cơ, đồng thời trị số điện áp nguồn ít có sự thay đổi thì mạch kích từ thường được mắc
song song với mạch phần ứng. Và khi đó, ảnh hưởng do các thay đổi từ phía tải lên mạch kích từ
động cơ là không đáng kể nên hầu như không có phân biệt rõ rang giữa hai loại động cơ kích từ
song song và kích từ độc lập.
•

1.4.2

Ảnh hưởng của các thông số điện đối với đặc tính cơ
Ảnh hưởng của điện áp phần ứng.
Ảnh hưởng của điệnh trở mạch phần ứng.
Ảnh hưởng của từ thông
Đặc tính cơ trong các trạng thái hãm

Trạng thái hãm điện là trạng thái động cơ sinh ra moment điện từ ngược chiều với tốc độ, do đó
sẽ làm cản trở hoặc triệt tiêu tốc độ động cơ.
13


Đặc điểm chung của các trạng thái hãm điện là động cơ làm việc ở chế độ máy phát , biến cơ
năng từ hệ truyền động thành điện năng trả về lưới (hãm tái sinh) hoặc tiêu tán dưới dạng nhiệt
năng trên điện trở hãm (hãm ngược, hãm động năng).
Động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập , kích từ song song có 3 trạng thái hãm: hãm tái sinh, hãm
ngược, hãm động năng.
a) Hãm tái sinh

Hãm tái sinh là trạng thái xảy ra khi tốc độ quay của động cơ

lớn hon tốc độ không tải lý

(ω Đ > ω 0 )

ω0
tưởng

ωĐ

trên đặc tính cơ mà động cơ đang làm việc

. Khi khi làm việ ở chế độ động

(ω Đ < ω 0 )
cơ

, động cơ nhận điện năng từ lưới cung cấp thông qua dòng điện I ư chạy vào phần

ứng sinh ra moment điện từ M đt > 0 và chuyển thành moment cơ M > 0 phát ra cơ năng trên
trục động cơ. Ở chế độ hãm tái sinh động cơ phát ra năng lượng trả về lưới (suất điện động E ư
sinh ra dòng điện I ngược chiều với dòng điện phần ứng I ư trả về lưới điện, moment điện từ đổi
dấu Mđt < 0 trở thành moment hãm). Năng lượng điện sinh ra là nhờ cơ năng tích lũy của hệ
(ω Đ > ω 0 )
truyền động keo động cơ quay với tốc độ

.

Suất điện động của động cơ khi thực hiện hãm tái sinh:
E ư > Uư
Dòng điện hãm và moment hãm đổi chiều:

Ih =

EU - UU
K .φ .ω O − K .φ .ω
=
<0
R

R

K .φ I h
Mh =
. < 0

Điện năng được trả về lưới điện là phần công suất có ích có giá trị là:
14


Ih
P = (Eư - Uư).
b) Hãm ngược

Hãm ngược là trạng thái xảy ra khi mạch điện động cơ hoặc do tác dụng của động năng tích lũy
trong các bộ phận chuyển động hoặc do moment thế năng hoặc do thay đổi kết nối làm sinh ra
moment điện từ có chiều chống lại chiều quay động cơ.
Có 2 phương pháp hãm ngược sau:
•

Hãm ngược nhờ đóng điện trở vào mạch phần ứng

Động cơ đang làm việc với 1 tốc độ

ωĐ

, để thực hiện phương pháp này ta đóng điện trở phụ có

giá trụ đủa lớn Rp vào mạch phần ứng , tốc độ giảm nhanh về không rồi đổi dấu tăng dần theo
chiều ngược lại.Vì sơ đồ kết nối động cơ vào lưới điện là không thay đổi nên đặc tính cơ hãm

ngược khi đóng điện trở phụ vào mạch phần ứng là đặc tính biến trở.
Khi hãm ngược tóc độ đổi chiều , suất điện động đổi dấu nên dòng điện hãm ngược có giá trị:
Ih =

EU - UU
U + K .φ .ω
= U
Ru + R p
Ru + R p

K .φ I h
Mh =
. <0

Nhược điểm: tổn thất điện trở hãm rất lớn.
•

Hãm ngược bằng các đảo chiều quay động cơ

Hãm ngược bằng cách đảo chiều quay động cơ được thực hiện thông qua việc thay đổi kết nối
mạch điện động cơ để đảo chiều dòng điện kích từ hoặc dòng điện phần ứng. Trong thực tế
thường sử dụng biện pháp đảo cực tính điện áp đặt vào phần ứng Uư để đảo chiều Iư .
Dòng điện và moment hãm ngược khi đảo cực tính điện áp phần ứng có giá trị:

15


Ih =

- EU - UU

Ru + R p

K .φ I h
Mh =
. <0

Vì đặc tính cơ của động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập hoặc song song là tương đối cứng nên
moment hãm ban đầu Mhbđ rất lớn. Dòng điện hãm ban đầu I hbđ tỉ lệ với Mhbđ nên có giá trị khá
lớn và có chiều ngược với dòng điện phần ứng trước đó nên có thể gây nguy hại cho động cơ, vì
thế cần thiết phải đưa điện trở R p có giá trị đủ lớn vào mạch phần ứng để tạo ra đặc tính dốc có
tốc độ giảm nhanh về 0 đồng thời hạn chế moment và dòng hãm ban đầu trong giới hạn cho
phép:
Mhbđ = Mh.max ≤ 2.5Mđm
Ihbđ = Ihmax ≤ 2.5Iđm
Về năng lượng ở phương pháp này, động cơ vẫn phải nhận điện năng từ lưới và điện năng qua
quá trình biến đổi từ cơ năng tích lũy của hệ truyền động tiêu hao dưới dạng nhiệt năng tỏa ra
trên tổng trở mạch phần ứng nên tổn thất công suất là tương đối cao.
c) Hãm động năng

Trạng thái hãm động năng của động cơ điện 1 chiều kích từ song song, độc lập là trạng thái
động cơ làm việc ở chế độ máy phát biến động năng tích lũy của hệ truyền động trong quá trính
là việc trước đó thành điện năng tiêu thụ dưới dạng nhiệt trên điện trở hãm.
Để hãm động năng phần cảm cần được duy trì kích từ còn phần ứng được cắt khỏi nguồn và nối
thành mạch kín với điện trở hãm. Chuyển động quay quán tính của phần ứng trong từ trường
phần cảm làm xuất hiện suất điện động cảm ứng , sinh ra dòng điện hãm và moment hãm chống
lại chiều quay động cơ. Có 2 cách hãm sau :
•

Hãm động năng kích từ độc lập

Đây là phương pháp duy trì kích từ khi hãm nhờ nguồn ngoài.

16


Để thực hiện hãm ta cắt mạch phần ứng ra khỏi lưới điện 1 chiều và đóng và đóng 1 điện trở
hãm Rh có giá trị lớn, trong khi mạch kích từ vẫn giữ nguyên kết nối với lưới điện 1 cách độc
lập với mạch phần ứng, điều chỉnh Rkt để dòng điện kích từ giữ nguyên trị số định mức, động cơ
sẽ chuyển qua chế độ máy phát điện 1 chiều kích từ độc lập, toàn bộ động năng tích lũy trong
chuyển động trước đó được chuyển hóa thành điện năng phát ra và tiêu thụ trên điện trở hãm,
động cơ nhanh chóng mất động năng duy trì chuyển động và dừng lại.

ω bđ
Suất điện động của động cơ khi bắt đầu hãm ứng với tốc độ =
Dòng điện hãm ban đầu:

I hbđ = − I u = −

R ∗u

Ebđ
K .φ .ω
= ∗ đm. bđ
R u + Rh
R u + Rh
∗

= ru +rct +rcp <0

Moment hãm ban đầu:

φđm. I hbđ
Mhbđ = -M = K.
.
Chọn Rh sao cho dòng điện hãm ban đầu nắm trong giới hạn cho phép:
Ihbđ = Ihmax = (2 ÷ 2.5)Iđm
Khi hãm động năng kích từ độc lập năng lượng tổn hao chủ yếu là trong mạch kích từ:
Pktđm = (1 ÷ 5) Pđm
•

Hãm động năng tự kích từ

Hãm động năng tự kích từ là phương pháp hãm mà nguồn kích từ khi hãm do động cơ tự cấp.
Để thực hiện hãm, khi động cơ đang làm việc, ta cắt cả mạch phần ứng lần mạch kích từ ra khỏi
lưới điện 1 chiều và đóng vào điện trở hãm có giá trị lớn đồng thời kết hợp với việc điều chỉnh
Rkt giữ không đổi chiều dòng điện kích từ, động cơ sẽ chuyển qua chế độ máy phát điện 1 chiều
tự kích từ , toàn bộ động năng tích lũy trong chuyển động trước đó đều được chuyển hóa thành
17


điện năng, một phần được cấp cho mạch kích từ , phần lớn còn lại bị tiêu thụ hết trên điện trở
hãm gây tỏa nhiệt. Dòng điện I ư đảo chiều sẽ sinh ra moment hãm làm tốc độ động cơ suy giảm,
từ trường kích từ giảm , dòng điện hãm giảm và do đó moment hãm giảm nahnh chóng, động cơ
hoàn toàn mất dộng năng và kết thúc quá trình chuyển động.
Iư = Ikt + Ih
Iu =

−E
− K .φ .ω
=

R .R
R .R
Ru + kt h
Ru + kt h
Rkt + Rh
Rkt + Rh

1.5 Đặc tính cơ của động cơ điện 1 chiều kích từ nối tiếp

Đặc điểm của động cơ điện 1 chiều kích từ nối tiếp là mạch kích từ được mắc nối tiếp với mạch
phần ứng. Dây quấn kích từ có thiết diện lớn hơn và số vòng ít ên có điện trở nhỏ, dòng điện
kích từ cũng đồng thời là dòng điện phần ứng nên từ thông của động cơ luôn biến thiên theo sự
thay đổi của giá trị dòng điện phần ứng. Vì vậy, khi tải thay đổi (kéo theo sự thay đổi giá trị của
dòng điện phần ứng) sẽ gây lên các ảnh hưởng rõ rệt lên mạch kích từ.

18


Hình 2.3 : Sơ đồ nguyên lý kết nối mạch điện của động cơ điện 1 chiều kích từ nối tiếp.
1.5.1

Các trạng thái hãm của động cơ điện 1 chiều kích từ nối tiếp.

ω0
Do tốc độ không tải

là rất lớn so với tốc độ định mức của động cơ nên động cơ điện 1 chiều

kích từ nối tiếp chỉ thực hiệ được hãm ngược và hãm động năng mà không có trạng thái hãm tái
sinh.

a) Hãm ngược
• Hãm ngược bằng cách đóng điện trở phụ có giá trị đủ lớn vào mạch phần ứng.

Để thực hiện hãm ngược ta đóng điện trỏa phụ có giá trj đủ lớn vào mạch phần ứng động cơ sẽ
chuyển qua đường đặc tính có mới với độ dốc tăng lên cong tốc độ giảm nhanh về 0 và sau đó
đổi dấu.Vì sơ đồ kết nối động cơ vào lưới điện là không thay đổi nên đặc tính cơ hãm ngược khi
đóng điện trở phụ vào mạch phần ứng chính là đặc tính biến trở
Dòng điện hãm ngược khi đóng điện trở phụ vào có giá trị bằng:
Ih =

•

U đm + K .φ .ω
Ru + R p
Hãm ngược bằng cách đảo cực tính điện áp đặt vào mạch phần ứng.

Khi thực hiện hãm bằng cách đảo cực tính điện áp đặt vào phần ứng , cần chú ý điều chỉnh R kt
(Rp) để tránh đảo chiều dòng điện kích từ.
Dòng điện hãm ngược khi đảo cực tính điện áp phần ứng có giá trị:
Ih =

- U đm + K .φ .ω
Ru + R p

Điều chỉnh Rp sao cho dòng điện hãm nằm trong giới hạn cho phép là:
Ih = (2 ÷ 5)Iđm

19

Quá trình hãm ngược bằng cách đảo cực tính điện áp mạch phần ứng cho phép tốc độ động cơ
giảm nhanh về không với hiệu suất cao mà ít tổn hao năng lượng hơn so với hãm ngược bằng
cách đóng điện trở. Ứng dụng trạng thái hãm này để hãm dừng động cơ trong các truyền động
có yêu cầu dừng máy nhanh.
b) Trạng thái hãm động năng
• Hãm động năng kích từ độc lâp

Để thực hiệ phương pháp này ta cắt mạch phần ứng ra khỏi nguồn 1 chiều và đóng vào 1 điện
trở hãm có giá trị lớn, trong khi mạch kích từ vẫn được kết nối với lưới điện 1 cách độc lập với
mạch phần ứng, dòng điện kích từ được giữ nguyên trị số định mức như lúc bắt đầu hãm thông
qua việc điều chỉnh R kt (Rp), động cơ sẽ chuyển qua chế độ máy phát điện 1 chiều kích từ độc
lập, toàn bộ động năng tích lũy trong chuyển động trước đó được phát ra và tiêu hao hết trên
điện trở hãm, động cơ nhanh chóng mất động năng và dừng lại.
Dòng điện hãm ban đầu:
I hbđ = −

K .φ đm .ωbđ
R ∗u + R p

Chọn Rh sao cho dòng hãm ban đầu nằm trong giới hạn cho phép là :
Ihbđ = (2 ÷ 5)Iđm
Tức cần chọn :

Rh = −

•

K .φ đm .ω bđ
− R ∗u
I h max

Hãm động năng tự kích từ

Để thực hiện hãm động năng tự kích từ, khi động cơ đang làm việc, ta cắt cả mạch phần ứng
và mạch kích từ ra khỏi lưới điện 1 chiều và đóng vào 1 điện trở hãm Rh có giá trị lớn.
Chiều dòng điện kích từ được giữ nguyên thông qua việc điều chỉnh Rkt , động cơ sẽ chuyển
20


sang chế độ máy phát điện 1 chiều tự kích từ, toàn bộ động năng tích lũy trong chuyển động
trước đó đều được biến đổi thành điện năng cấp cho mạch kích từ và tiêu tán hết trên điện trở
hãm dưới dạng nhiệt, tốc độ động cơ suy giảm nhanh kéo theo suất điện động giảm, từ
trường kích từ giảm, dòng điện hãm giảm và do đó moment hãm giảm nhanh chóng, động cơ
hoàn toàn mất động năng để duy trù chuyển động.
1.5.2 .Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập và kích từ song song.

Việc thay đổi tốc độ động cơ, có thể thực hiện bằng cách thay đổi một trong các thông số U, R

φ
hoặc
-

. Vì vậy, tốc độ động cơ có thể được điều chỉnh theo các phương pháp sau:
Điều chỉnh điện áp phần ứng của động cơ
Điều chỉnh từ thông phần cảm của động cơ
Điều chỉnh điện trở mạch phần ứng

1.5.2.1 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng
Nhận xét phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập bằng cách thay
đổi điện áp phần ứng:

≤ U đm
-

Chỉ thay đổi tốc độ về phía giảm (vì chỉ được thay đổi theo hướng Uư
Điện áp phần ứng càng giảm, tốc độ động cơ càng nhỏ
Điều chỉnh trơn trong toàn dải điều chỉnh D=10:1
Độ cứng đặc tính cơ không đổi trong toàn dải điều chỉnh

)

1.5.2.2 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông
Nhận xét phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông:

φ < φ đm
-

Chỉ thay đổi tốc độ về phía tăng (vì chỉ được thay đổi theo hướng
Từ thông càng giảm, tốc độ động cơ càng tăng
Độ cứng đặc tính cơ giảm khi giảm từ thông
Điều chỉnh trơn trong dải điều chỉnh D=3:1

)

1.5.2.3 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở mạch phần ứng
21


Nhận xét phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở mạch phần ứng:
-

Chỉ thay đổi tốc độ về phía giảm (vì chỉ có thể tăng thêm điện trở)
Điện trở mạch phần ứng càng tăng, độ dốc đặc tính cơ càng lớn do đó tốc độ động cơ

-

càng giảm
Độ dốc đặc tính cơ giảm khi tăng điện trở ở mạch phần ứng
Phương pháp này về nguyên tắc cho phép điều chỉnh trơn nhờ thay đổi được điện trở
trong phạm vi nhỏ (mịn), tuy nhiên do dòng điện phần ứng lớn, việc thay đổi điện trở sẽ
khó khăn, nên thực tế chỉ chuyển đổi điện trở theo từng cấp. Phương pháp này cho dải
điều chỉnh tốc độ: D=5:1

1.5.2.4 Điều chỉnh tốc độ động cơ điện 1 chiều kích từ nối tiếp
1.5.3.1 Điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp thay đổi điện trở phụ trên mạch phần ứng
Nhận xét phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở phụ trên mạch phần ứng:
-

Tốc độ chỉ thay đổi về phía dưới định mức, vì chỉ phải thêm điện trợ phụ nên phương

-

pháp này chỉ cho các đặc tính điều chỉnh nằm dưới đặc tính cơ tự nhiên
Tổn hao năng lượng sẽ tăng lên nếu như muốn tốc độ càng nhỏ vì điện trở phụ phải càng

-

lớn
Ở những tốc độ nhỏ, đặc tính cơ dốc nhiều (độ cứng mềm hơn) nên độ ổn định tốc độ

-

kém
Dải điều chỉnh tốc độ phụ thuộc vào vị trí phụ tải

1.5.3.2 Điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp phân mạch phần ứng

ω > ω0
Khi

, sức điện động E sẽ tạo ra dòng điện phần ứng I ư khép kín qua Rps , lúc này động cơ

sinh ra moment hãm. Tốc độ càng lớn, dòng điện ngược I ư càng tăng và moment hãm càng lớn.
Từ một giá trị nào đó của

ω

φ
, sụt áp trên Rps đủ lớn dẫn đến từ thông

cũng đạt giá trị cực đại, sau đó giảm theo sự tăng

ω

bị giảm và moment âm

(đoạn đường cong phía trên bên trái cũng là

đặc tính điều chỉnh).
Nhận xét phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách phân mạch phần ứng

22


-

Cho phép điều chỉnh tốc độ về phía giảm
Có thể có được các trị số tốc độ rất nhỏ trên các đường đặc tính cơ cứng hơn.

1.5.3.3 Điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp phân mạch phần cảm
Dòng điện kính từ của động cơ quan hệ với dòng điện phần ứng theo biểu thức:
I kt = I u

R ps
Rkt

R ps = ∞

Nếu

( vì Rps >>Rkt): lúc này theo (3.6): Ikt = Iư động cơ làm việc trên đặc tính tự nhiên.

Khi điều chỉnh Rps giảm dần Ikt cũng giảm theo, do đó điện trở tương đương (Rps //Rkt ) càng nhỏ
làm từ thông động cơ giảm dẫn đến tăng tốc độ quay động cơ.
Nếu điều chỉnh Rps càng nhỏ, dòng điện phân mạch qua R ps càng lớn, điện áp đặt lên cuộn kích từ
càng nhỏ, từ thông động cơ càng giảm. Do vậy, đường đặc tính cơ nhân tạo phân bố ở phái trên
R ps = ∞

đường đặc tính cơ tự nhiên (khi

)

Phương pháp điều chỉnh tốc độ này có các đặc điểm sau:
-

Chỉ cho phép điều chỉnh tốc độ về phía cao hơn tốc độ định mức
Tốc độ điều chỉnh càng lớn (R ps càng nhỏ) đặc tính cơ tương ứng mềm hơn, động cơ làm
việc kém ổn định hơn .

1.5.4.1 Điều chỉnh tốc độ động cơ trong hệ máy phát – động cơ điện 1 chiều (F - Đ)
a) Giới thiệu.

Hệ thống máy phát - động cơ do Joseph Ward và Gasper Leonhardt nghiên cứu lần đầu tiên năm
1957 nên còn gọi là hệ Ward - Leonhardt , là hệ truyền động điện có bộ biến đổi năng lượng
điện là một máy phát điện 1 chiều kích từ độc lập cung cấp năng lượng đầu vào cho phần ứng
động cơ truyền động chính.
b) Sơ đồ nguyên lý

23


Động cơ sơ cấp ĐSC dùng để kéo máy phát điện tự kích từ K và máy phát kích từ độc lập F ,
thông thường người ta sử dụng động cơ không đồng bộ làm động cơ sơ cấp.
Máy phát điện 1 chiều tự kích từ K làm nhiệm vụ cung cấp dòng điện kích từ cho động cơ Đ và
máy phát F. Biến trở RKK dùng để điều chỉnh dòng kích từ , tức là điều chỉnh điện áp phát ra cấp
cho các cuộn kích từ của máy phát KTF và cuộn kích từ động cơ KTĐ.
Máy phát điện chiều kích từ độc lập F cung cấp điện năng cho phần ứng động cơ Đ. Biến trở
RKF dùng để điều chỉnh dòng kích từ cho máy phát F , do đó thay đổi được điện áp phát ra của F
đặt vào phần ứng động cơ Đ.
Động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập Đ kéo cơ cấu sản xuất, là đối tượng cần điều chỉnh tốc độ,
dòng kích từ động cơ thay đổi được nhờ biến trở RKĐ.

Hệ thống của các tiếp điểm contactor K1,K2 có nhiệm cụ đảo chiều quay động cơ

Hình 2.4 : Sơ đồ nguyên lý một hệ F-Đ.
c) Điều chỉnh tốc độ động cơ trong hệ F – Đ
24


Hệ thống F – Đ có thể điều chỉnh theo hướng nhỏ hơn hoặc lớn hơn so với tốc độ cơ bản:

ω Đ < ω CB
+Tốc độ điều chỉnh nhỏ hơn tốc độ cơ bản (

), thay đổi điện áp U đặt vào động cơ U <

Uđm bằng cách tăng RKF , làm dòng kích từ IKF giảm và và điện áp phát ra từ máy phát F dặt vào

phần

ứng

động

cơ

Uđ

giảm

theo,

dẫn

đến-tốc-độ-động-cơ-

ωĐ

-giảm.

ω Đ > ω CB
+Tốc độ điều chỉnh lớn hơn tốc độ cơ bản (

) ta điều chỉnh giảm từ thông của phần

φ < φ đm
cảm động cơ Đ (

φ
) bằng các tăng RKĐ làm dòng điện kích từ động cơ IKĐ giảm kéo theo

giảm, khiến tốc độ động cơ

ωĐ

Đ

tăng.

d) Ưu nhược điểm hệ F-Đ

Ưu : - Phạm vi điều chỉnh tương đối tốc độ khá lớn (D=:1)

-

Có khả năng điều chinh tốc độ liên tục và dễ dàng theo 2 hướng trên và dưới tốc độ cơ

-

bản.
Tổn hao điện năng không quá lớn vì việc điều chỉnh tốc độ chỉ tiến hành trên các mạch

-

kích từ với cường độ dòng điện nhỏ.
Có thể thực hiện quá trình hãm điện.

Nhược: - Công suất đặt của hệ thống máy điện tương đối lớn, chiếm nhiều diện tích đặt máy, gây
nhiều tiếng ồn.
-

Vốn đầu tư ban đầu cao, quán tính hệ thống lớn, hiệu suất thấp (≤ 75%)
Điều chỉnh tốc độ nhỏ bị hạn chế (nếu I KF = 0 suất điện động do từ dư của máy phát tạo
ra cũng vào khoảng (3÷6)% trị số suats điện động định mức, nên giới hạn dưới đối với

ω

-

tốc độ của hệ F-Đ là min thường bị hạn chế
Độ tin cậy của hệ thống tương đối thấp vì có nhiều máy điện hoạt động đồng thời.

2. Chỉnh lưu cầu 1 pha.

25