ĐỀ CƯƠNG TRANG bị điện máy xếp dỡ

ĐỀ CƯƠNG TRANG BỊ ĐIỆN MÁY XẾP DỠ
Câu 1: Trình bày cách quy đổi momen cản về trục động cơ điện (10đ)
Ta có sơ đồ động học cho việc quy đổi như sau:

Ta phải quy đổi Mt về trục động cơ, đảm bảo rằng công suất của hệ trước và sau khi quy
đổi là như nhau.
M t .ωt = η .M c .ω d → M c =

i=

Với

ωd
ωt

M t .ωt
M
→ Mc = t
ω d .η
i.η

, Mc là momen cản tĩnh của tang quay đã quy đổi về trục động cơ.

Câu 2: Trình bày cách quy đổi lực cản về trục động cơ điện (10đ)

Trong sơ đồ động học, giả thiết rằng tải trọng G sinh ra lực F và làm cho khối nặng
chuyển động với vận tốc chuyển động tịnh tiến là v. Tính toán quy đổi Fc về trục động cơ.
Đảm bảo công suất của tải trọng không đổi, như vậy ta có:
Fc .v = η .M c .ω d → M c =

Fc .v

F
→ Mc = c
ω d .η
ρ .η

1

Nguyễn Quang Tiến – MXD51


ρ=

Với

ωd
v

- bán kính quy đổi lực phụ tải về trục động cơ.

Câu 3: Trình bày cách quy đổi momen quán tính J về trục động cơ (10đ)

Giả thiết động cơ quay với momen quán tính là Jđ, hộp giảm tốc có k bánh răng, mỗi

ω 1 , ω 2 , ω 3 ,..., ω k

bánh răng có momen quán tính là J1, J2, J3, …, Jk, vận tốc góc quay là
momen quán tính là Jt, tốc độ quay là ωt.

. Tang có

Đảm bảo rằng động năng của hệ không thay đổi:
Jd .

ωd2 n
ω2
ω2
ω2
v2
+ ∑ J n . n + J t . t + m. = J . d
2 i =1
2
2
2
2
n

→ Jd + ∑ Jn.
i =1

Đặt:

ωd
ω
ω
= in , d = it , ρ = d
ωn
ωt
v

n

ωn2
ωt2
v2
+
J
.
+
m
.
=J
t
ωd2
ω d2
ωd2

→ Jd + ∑
i =1

J n Jt m
+ +
=J
in2 it2 ρ 2

in,ik – là các tỷ số truyền, ρ – bán kính khối quán tính m về trục động cơ.
Thực tế do có hộp số mà momen quán trính của động cơ tăng lên σ lần.
→ J = σ .J d +

Jt m
+

it2 ρ 2

Câu 4: Viết phương trình động học cho chuyển động quay (10đ)

dω ω 2 dJ
M dg = M d − M c = J .
+ .
dt 2 dα
Nếu J=const, máy không rung.
2

Nguyễn Quang Tiến – MXD51


M dg = M d − M c = J .

dω
dt

Trong đó:
Mđ – momen của động cơ gây ra chuyển động.
Mc – momen cản của phụ tải.
J – momen quán tính.

α

- góc quay mà vật thực hiện được.

Đây là phương động học đối với chuyển động quay.
Mđg > 0, Mđ>Mc hệ tăng tốc khi ω>0, hãm khi ω<0

Mđg < 0, MđMđg = 0, Mđ=Mc đầy là trạng thái làm việc xác lập của hệ với ω = ωxl.
Câu 5: Viết phương trình động học cho chuyển động tịnh tiến. (10đ)

Fd − Fc = m.

dv v 2 dm
+ .
dt 2 dL

Nếu m = const
Fd − Fc = m.

dv
dt

Trong đó:
Fđ – lực gây ra chuyển động (N)
Fc – lực cản do vật tạo ra (N)
m – khối lượng của vật.
v – vận tốc chuyển động (m/s)
L – quãng đường dịch chuyển được của vật (m)
Câu 6: Trình bày các dạng đặc tính cơ của máy sản xuất (10đ)
Đặc tính cơ của máy sản xuất có thể biểu diễn bằng biểu thức tổng quát:

3

Nguyễn Quang Tiến – MXD51

x

ω 
M c = M c 0 + ( M cdm − M c 0 ).  c ÷
 ω dm 
Trong đó:

Mc – momen cản trên trục máy sản xuất ứng với tốc độ nào đó.
Mcđm – momen cản trên trục máy sản xuất ứng với tốc độ định mức.
Mc0 – momen cản trên trục máy sản xuất ứng với tốc độ ω = 0.
Với x = 0, Mc = 0. Đặc tính này thường gặp trong các cơ cấu nâng hạ, các băng chuyền.
Với x = 1, Mc tỷ lệ bậc nhất với tốc độ. Momen này thường có trên trục của máy phát điện
một chiều kích từ độc lập khi làm việc với tải thuần trở, momen cản do ma sát sinh ra.
• Với x = 2, Mc tỷ lệ bậc hai với tốc độ. Momen cản dạng này thường xuất hiện trong các
bơm ly tâm, quạt gió.
• Với x = -1, Mc tỷ lệ nghịch với tốc độ. Thường có trong các máy cắt gọt kim loại.
•
•

n

1

2

4

3
n®m
Mc0 M®m

M

Câu 7: Thành lập phương trình đặc tính cơ của động cơ một chiều kích từ độc lập (20đ)

Ul
Rf

R­

E

I­
•

Từ phương trình cân bằng điện áp mạch phần ứng:
4

Nguyễn Quang Tiến – MXD51


Ul = E + (Rf + Rư).Iư
Trong đó:
Ul – điện áp phần
E – suất điện động của phần ứng.

E = k .φ.ω

φ

. Trong đó

ω

- tốc độ góc, k – hệ số cấu tạo động

cơ, - từ thông kích từ một cực
Rư – điện trở mạch phần ứng, Rư = rư + rcf + rcb + rct . rư – điện trở của cuộn dây phần ứng, rcf –
điện trở cuộn phụ, rcb – điện trở cuộn bù, rct – điện trở chổi than.
Rf – điện trở phụ mắc thêm vào mạch phần ứng.
Iu – dòng điện phân ứng
E=

pN
.φ.ω = k .φ.ω
2π a

Trong đó: p – số đôi cực từ chính, N – tổng số thanh dẫn của cuộn dây phần ứng, a – số mạch
trong nhánh //
U1 = k .φ .ω + ( Ru + R f ) .I u

Ta có:

→ω =

U1 ( Ru + R f ) .I u
−
k .φ
k .φ

*
 *
R
+
R
 u
f
*
U
→ ω = *1 − 
*
Φ
Φ
*

Hoặc viết dưới dạng tương đối:

(1)

 *
÷. I u


(2)

Phương trình (1) , (2) là phương trình đặc tính cơ điện viết dưới dạng thường và tương đối –
mối liên hệ giữa I và ω

M dt = k .φ .I
Mặt khác momen của động cơ được xác định theo biểu thức

→I=

M dt
k .φ

5

Nguyễn Quang Tiến – MXD51


→ω =

Thay vào (1) ta được:

U1 ( Ru + R f ) .M dt
−
2
k .φ
( k .φ )

(3)

*
 *
 *
R
+
R


÷. M dt
u
f
*
U

→ ω = *1 − 
* 2
 
Φ
Φ÷
 
*

Hoặc viết dưới dạng tương đối:

(4)

Phương trình (3), (4) là phương trình đặc tính cơ của động cơ ở dạng thường và tương đối –
mối liên hệ giữa Mđt và ω
Câu 8: Các thông số ảnh hưởng tới đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc
lập và vẽ đặc tính cơ (20đ)
ω=

Ta có phương trình đạc tính cơ điện:

ω=
Khi Mđt = 0 hoặc I = 0 thì
•

U1
= ω0
k .φ

U1 ( Ru + R f ) .M dt
−
2
k .φ
( k .φ )

- tốc độ không tải lý tưởng của động cơ.

Ảnh hưởng của thông số Rf.

φ = φ dm
Giả thiết Ul = Uđm,

→ω =

U dm
= ω 0 = Const
k .φdm

dM ( k .φ )
β=
=
= Var
d ω R f + Ru
2

Độ cứng của đặc tính cơ
Khi tăng Rf thì β cảng nhỏ nghĩa là đường đặc tính càng dốc.

( k .φ )
βtn = −
Khi Rf = 0 thì ta có đường đặc tính cơ tự nhiên

Ru

2

có giá trị lớn nhất.

6

Nguyễn Quang Tiến – MXD51


w

Rf1Rf=0

Rf3 Rf2
•

Rf1

M

Ảnh hưởng của điện áp đặt vào phần ứng.

φ = φ dm

→ω =

Giả sử Rf = const,

Ul
= Var
k .φdm

dM ( k .φ dm )
β=
=
= const
d ω R f + Ru
2

Độ cứng của đặc tính cơ
Như vậy khi thay đổi điện áp đặt vào phần ứng ta được họ đặc tính cơ song song với
nhau.

w01
w02
w03

Udm>U1>U2
Udm
U1

U2

•

Ảnh hưởng của từ thông kích từ

φ

.

Giỉat thiết Rf = 0 , U = Uđm

ω0 =

Ul
= Var
k .φ

Tốc độ không tải lý tưởng

( k.φ ) = Var
dM
β=
=
d ω R f + Ru
2

Độ cứng của đặc tính cơ:
7

Nguyễn Quang Tiến – MXD51


Đối với đặc tính cơ điện I
đặc tính cơ M

nmmax

x

đm

đm

= U /R không phụ thuộc vào từ thông kích từ, đối với đường

nm

= k.ϕ ,I = Var.

Do cấu trúc của động cơ từ thông chỉ tiến hành theo chiều giảm. Do giảm ϕ nên tốc độ
không tải của động cơ tăng lên nhưng đường đặc tính cơ lại càng bền

w01

w

w02
w03

?2 ?1?1

?3

M

Câu 9: Trình bày phương pháp xây dựng ĐTC tự nhiên và nhân tạo của động cơ một
chiều kích từ độc lập.
Đặc tính cơ tự nhiên.
Đặc tính cơ điện tự nhiên.
Điểm thứ nhất A[0, ω0]
ωdm =

ndm
(rad / s)
9,55

Điểm thứ hai B [Iđm, ωđm],
Đặc tính cơ tự nhiên
Điểm thứ nhất: điểm không tải có toạ độ A[0, ω0]
Điểm thứ hai có toạ độ C [ M = Mđm, ω = ωđm ]
M dm =

Với

Pdm
ωdm

8

Nguyễn Quang Tiến – MXD51


w0

w0

wdm

wdm
M
Mdm

Idm

Đặc tính cơ điện TN

Đặc tính cơ TN

Đặc tính cơ nhân tạo.
Đặc tính biến trở
Điểm thứ nhất: điểm không tải lý tưởng A[0, ω0]
Điểm thứ hai: B [Mđm, ωntđm]
Giá trị ωntđm được xác định theo công thức:
ωdm =

U dm − I dm .Ru
k .φdm

ωntdm =

U dm − I dm .( Ru + R f )
k .φdm

Suy ra:
ωntdm U dm − I dm ( Ru + R f )
=
ωdm
U dm − I dm .Ru
U dm − I dm ( Ru + R f )
→ ωntdm = ωdm .
U dm − I dm .Ru

Như vậy với 2 điểm ta dựng được đường đặc tính biến trở.
Câu 11: Xác định điện trở khởi động cho ĐC một chiều kích từ độc lập bằng phương
pháp đồ thị.
Bước 1: Từ số liệu của động cơ ta dựng đường đặc tính cơ tự nhiên.
Bước 2: Chọn 2 giới hạn:
Giới hạn trên: I1

≤

(2 – 2,5).Iđm

9

Nguyễn Quang Tiến – MXD51

Giới hạn dưới: I2

≥

(1,1 – 1,3)Iđm

Từ I1,I2 kẻ 2 đường song song với trục tung cắt đường đặc tính cơ tự nhiên tại 2 điểm b và
a ( b thuộc I1, a thuộc I2).
Bước 3: Từ b kẻ đường // với trục hoành cắt đường dóng I2 tại điểm c. Nối ω0-c ta được
đường đặc tính biển trở thứ 1. Đặc tính này cắt đường dóng I1 tại d. Từ d kẻ song song với trục
hoành cắt đường dóng từ I2 tại e. Nối ω0-e ta được đặc tính biến trở 2. Cứ tiếp tục như vậy cho
đến khi thoả mãn điều kiện.
Điều kiện để kết thúc bước 3
+ Số đường đặc tính biến trở bằng số cấp điện trở + 1.
+ Đường đặc tính cuối cùng phải đi qua điểm (I1,0)
Nếu không thoả mãn phải chọn lại I1, I2.
Bước 4: Từ ω0 kẻ đường thẳng // với trục hoành cắt đường dóng I1 tại i.
i

a

w0

b§TCTN

c

d

e

wg

1
f

g

2
3
h

I2

I

I1

id − ib
bd
.Ru =
.Ru
ib
ib
ih − if
fh
Rf 2 =
.Ru = .Ru
ib
ib

if − id
df
Rf 3 =
.Ru = .Ru
ib
ib
Rf 1 =

Câu 11: Xác định điện trở khởi động của động cơ một chiều kích từ độc lập bằng phương
pháp giải tích
Giả thiết động cơ được hoạt động với m cấp điện trở, đường đặc tính dốc nhất là đường
thứ m, sau đó lần lượt là m-1
Ví dụ: 3 cấp điện trở, m = 3
10

Nguyễn Quang Tiến – MXD51


1k

2k

3k

rf1

rf2

rf3

R­

R1 = Rư + rf1
R2 = Rư + rf1 + rf2
Rm = Rư + rf1 + rf2 + … + rf(m-1) + rfm

i

a

w0

b§TCTN

c

d

e

wg

1
f

g

2
3
h

I

I1

I2

Dựa trên đường đặc tính: ωg = ωf
Do đó: Eg = Ef = ωg.k.ϕđm = ωf.k.ϕđm
I2 =

Tại điểm g trên đường đặc tính ta có:
I1 =

Tại điểm e trên đường đặc tính ta có:

U dm − E g
Rm
U dm − E f
Rm −1

11

Nguyễn Quang Tiến – MXD51


→

Vì Eg = Ef

Đặt:

R
R
R
I1
R
= m = m −1 = m −2 = .... = 1
I 2 Rm −1 Rm −2 Rm −3
Ru

R
R
R
I1
R
= λ → λ = m = m −1 = m −2 = .... = 1
I2
Rm−1 Rm− 2 Rm −3
Ru

R1 = λ .Ru
R2 = λ.R1 = λ 2 .Ru
....
Rm = λ m .Ru

Mặt khác:
r f 1 = R1 − Ru = λ.Ru − Ru = (λ − 1).Ru
rf 2 = R2 − R1 = λ 2 .Ru − λ .Ru = λ (λ − 1).Ru
rf 3 = R3 − R2 = λ 2 (λ − 1).Ru

....
rfm = Rm − Rm −1 = λ m−1 (λ − 1).Ru

Câu 13: Thành lập phương trình và ĐTC của động cơ không đồng bộ ba pha.
Phương trình đăc tính và đặc tính cơ:
Pdt = Pco + ∆P2

Trong đó: Pcơ – công suất trên trục động cơ,
công suất điện từ.

∆P2

- công suất tổn hao đồng trong roto, Pdt –

→ M .ω1 = M .ω + ∆P2
→ ∆P2 = M (ω1 − ω ) = M .ω1.s
∆P2 = 3.I 2'2 .R2'

Mặt khác:

→ ∆P2 = M .ω1.s = 3.I 2'2 .R2'
→M =

3.I 2'2 .R2'
ω1.s

12

Nguyễn Quang Tiến – MXD51

I 2' =

Do

U1
2


R2' 
2
 r1 + ÷ + xnm
s 


3.I 2'2 .R2'
→M =
=
ω1.s

3.U12 .R2'
2


R2' 
2
ω1.s.  r1 + ÷ + xnm

s 




Phương trình trên là phương trình đặc tính của động cơ không đồng bộ ba pha.
Quan hệ giữa M = f(ω) là một đường cong có cực tri, dạng của nó được biểu thị như hình
vẽ.
w
w0
wth

M
Mth

Giá trị làm cho đặc tính cơ có cực trị là giá trị tới hạn.
sth = ±

M th =

R2'
2
r12 + xnm

3.U12
2 
2.ω1.  r1 ± r12 + xnm



Động cơ: dấu +
Máy phát: dấu –
Phương trình đặc tính có còn có thẻ viết dưới dạng:

13

Nguyễn Quang Tiến – MXD51


M=

2.M th .(1 + a.sth )
s sth
+ + 2.a.sth
sth s

Câu 14: Phương pháp xây dựng đặc tính điện trở khởi động cho động cơ không đồng bộ
ba pha bằng phương pháp chính xác.
Bước 1: Từ thông số đã cho, xác định sth Mth, a
sth = ±

M th =

a=

R2'
2
r12 + xnm

3.U12
2
2.ω1.(r1 ± r12 + xnm
)

r1
R1

Rồi thay vào biểu thức:
M=

2 M th (1 + a.sth )
s sth
+ + 2.a.sth
sth s

Bước 2: Cho độ trượt s biến thiên từ 0 đến 1 ta sẽ có các giá trị momen tương ứng.
S
M
ω

S1
M1
ω1

S2
M2
ω2

S3
M3
ω3

….
….

….

….
….
….

….
…..
…..

Sn
Mn
ωn

Bước 3: Từ các thông số trên bảng trên ta dựng đường đặc tính.
λM =

Nếu chỉ có các thông số:

M th
M
, λMkd = kd
M dm
M dm

Xác định thông số sth, a theo hệ phương trình:

14

Nguyễn Quang Tiến – MXD51

2 M th (1 + a.sth )

 M dm = s
s
dm
+ th + 2.a.sth

sth sdm


 M = 2.M th (1 + a.sth )
1 sth
 kd
+ + 2.a.sth

sth 1


Câu 15: Phương pháp xác định điện trở khởi động cho động cho động cơ không đồng bộ
ba pha.
Bước 1: Dựa vào thông số, dựng đường đặc tính cơ tự nhiên.
Bước 2: Chọn các giới hạn:
+ Giới hạn trên. M1
+ Giới hạn dưới: M2

≤
≥

0,85Mth

≈

2Mđm

(1,1 – 1,3)Mđm

Bước 3: Từ hai điểm M1, M2 dựng đường thẳng // trục tung cắt đường đặc tính cơ tự
nhiên tại hai điểm b và a ( b thuộc M1, a thuộc M2). Kẻ đường thẳng qua ab cắt đường thẳng //
với trục hoành kẻ từ điểm ω0 tại t, t là điểm đồng quy của các tia khởi động. Từ b kẻ đường
thẳng // với trục hoành cắt đường dóng từ M2 tại c, nối t với c cắt đường dóng từ M1 tại d. từ d
kẻ đường thẳng // với trục hoành cắt đường dóng M2 tại e, nối t với e cắt đường dóng từ M1 tại
f. Làm tiếp các bước như vậy.
Điều kiện để kết thúc bước 3:
+ Số đường đặc tính khởi động hình tia bằng số cấp điện trở khởi động.
+ Đường đặc tính khởi động cuối cùng đi qua điểm có toạ đọ ( M1,0)
Bước 4: Xác định điện trở khởi động.

15

Nguyễn Quang Tiến – MXD51


w
t

w0

a

i

c

b

f

d

M2

M

g
M1

id-ib
bd
.r2 = .r2
ib
ib
ig − id
gd
rf 2 =
.r2 =
.r2
ib
ib

rf 1 =

r2 – điện trở ở mạch roto.
Câu 20: Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều bằng cách thay đổi điện trở phụ phân
ứng.

Ul
R­

Rf

E

I­
Khi ở đặc tính cơ tự nhiên.
U dm = Eu + I u .Ru
→ U dm = k .φdm .ω1 + I u .Ru
→ Iu =

U dm − k .φdm .ω1
Ru
16

Nguyễn Quang Tiến – MXD51


Trong đó: ω1 – tốc độ xác lập của đặc tính cơ tự nhiên.
w
w0
w1

b

a
ÐTCTN
a'

w2

§Æc tÝnh biÕn trë

M
Mc

Khi đưa điện trở phụ vào, động cơ chuyển sang làm việc ở đặc tính biến trở tại điểm b.
Iu =

U dm − k .φdm .ω1
Ru + R f

Iư giảm do Rf khác 0 (do quán tính nên ω1 chưa thay đổi) dẫn tới Momen quay giảm
→ Mq < Mc → Mq − Mc < 0

Suy ra ω giảm dầm
Iu =

U dm − k .φdm .ω
Ru + R f

→

Kết quả dẫn tới
lại tăng lên Mq tăng lên ( điểm làm việc di chuyển
trên đường ba’). Khi Mq = Mc thì động cơ làm việc tại điểm xác lập a’ tuy nhiên ω = ω2 < ω1
Câu 22: Điều chỉnh tốc độ động cơ điện KĐB bằng phương pháp thay đổi tần số nguồn.
Khái niệm chung
Bé
biÕn
U1, f1 = var
®æi

§

U®k

17

Nguyễn Quang Tiến – MXD51


2π f1
(1 − s )
p

Xuất phát từ biểu thức ω = ω0(1-s) =
Ta nhận thấy thay đổi f cũng có thể làm tốc độ động cơ KĐB
Do máy được thiết kế với một tần số nhất định, nên việc điều chỉnh f cũng sẽ làm thay
đổi chế độ công tác của mát điện.
Suất điện động của động cơ:
.

.

.

E1 = C.φ . f1 = U1 − I1 .Z1
.

.

U
U
C.φ . f1 ≈ U1 → φ = 1 = C '. 1
f1.C
f1
.

Ta thấy:
+ Khi f tăng , ϕ giảm. suy ra M = k.ϕ.I giảm. Để động cơ quay M = Mc = const. Nên ta
buộc phải tăng I, gây nên quá tải về dong điện.
+ Khi f giảm, ϕ tăng, tổn thấy fucô tăng.

Vì lý do đó ta buộc phải giữ tỷ số

U1
= const
f1

Do vậy khi điều chỉnh f phải điều chỉnh cả U với mục đích giữ cho ϕ không đổi.
Quy luật thay đổi tần số.

M th =

3.U12
2
2.ω0 .(r12 + r12 + xnm
)

Ta có:
Nếu coi r = 0, xnm = x1 + x2’ = x1(f1) + x2’(f1)
→ M th =

3.U12
3.U12
=
2.ω0 .( x1 ( f1 ) + x2' ( f 2 )) 4π (C + C ' ). f 2
1
2
1
p

ω0 =

2.π . f1
p

Đã thay

18

Nguyễn Quang Tiến – MXD51

λ=

Hệ số quá tải của momen động cơ:

M th
Mc

, Với Mc = f(ω)

M th
3.U12
U12
→λ =
=
= A. 2
M c 4π (C + C ' ). f 2 .M
f1 .M c
1
2
1
c
p

(1)
Ta có phương trình đặc tính cơ của máy sản xuất:
x

 ω 

M c = M c.0 + ( M c.dm − M c.0 ) 
÷
 ωc.dm 
x

 2.π  x
x
→ M c = M c.dm .ω = M c.dm . 
÷ . f1 = B. f1
 p 
x

)

(2)

Từ (1) và (2) ta có
M th
U12
A U1.2dm
→λ =
= A. 2
= .
= const
Mc
f1 .B. f x B f1.(2dm+ x )

→

U1.2dm

U12
U12
f1(2 + x )
U
=
→
=
→ 1 =
(2+ x )
(2 + x )
2
(2+ x )
f1.dm
f1
U1.dm f1.dm
U1.dm

f1(2 + x )
f1.(2dm+ x )

f1*(2+ x )

U1* =

hoặc

(*)

Công thức (*) là quy luật thay đổi điện áp – tần số của động cơ không đồng bộ ba pha khi
tiến hành thay đổi điện trở f1

Câu 23: Điều khiển tốc độ động cơ điện KĐB bằng phương pháp đổi nối

*

r1, x1

*
*

∆ − YY

r1, x1

*
*

*
19

Nguyễn Quang Tiến – MXD51


p = 2, ω1

p = 1, 2.ω 1
r1
x
, X 1YY = 1
2
2

x
r2
x
= , X 2YY = 2 , X nmYY = nm
2
2
2

R1YY =

R1∆ = 2.r1 , X 1∆ = 2.x1
R2 ∆ = 2.r2 , X 2 ∆ = 2.x2

R 2YY

X nm∆ = 2.xnm
U f ∆ = 3.U1

Ta có:
Trong đó:

nối

U1

∆

R12∆ + ( X 1∆ + X 2.' ∆ )2

=

2
r12 + xnm

2
2.ω0 ∆ .( R1∆ ± R12∆ + X nm
∆)

SthYY =

M thYY =

∆

- điện áp pha đặt vào cuộn dây của động cơ khi

r2'

3.( 3.U12 )

Nếu đổi từ

Suy ra:

- điện áp pha của lưới,

R2' ∆

Sth∆ =

M th∆ =

Uf∆

=

9.U12
2
4.ω1 .(r1 ± r12 + xnm
)

sang YY thì ta có:
R2' YY

R12YY + ( X 1YY + X 2.' YY )2

=

r2'
2
r12 + xnm

3.U12
2
2.ω0YY .( R1YY ± R12YY + X nmYY
)

=

3.U12

2
2.ω1.(r1 ± r12 + xnm
)

M thYY 2
=
M th∆ 3
∆ → YY

Vậy khi nối từ
, tốc độ không tải lý tưởng tăng lên gấp đôi, độ trượt tới hạn sth giữ
nguyên còn momen tới hạn giảm đi 1/3

20

Nguyễn Quang Tiến – MXD51


w
w0YY

w0?

MthYY Mth?
PccpYY

Công suất cản cho phép:

Pccp∆

≈1

M ccpYY
M ccp∆

PccpYY
=

Momen cản cho phép giữa hai cách nối.

Hệ số quá tải về momen:

Pccp∆

ω0YY
ω0 ∆

=

ω0 ∆ 1
=
ω0YY 2

λYY 4
=
λ∆ 3

Câu 24: Điều khiển tốc độ động cơ điện KĐB bằng phương pháp đổi nối Y –YY.

*

r1, x1

*

*

*
*

*
*

p = 2, ω1

r1, x1

*
*

*
p = 1, 2.ω 1

21

Nguyễn Quang Tiến – MXD51


r1
x

, X 1YY = 1
2
2
x
r
x
= 2 , X 2YY = 2 , X nmYY = nm
2
2
2

R1YY =

R1Y = 2.r1 , X 1Y = 2.x1
R2Y = 2.r2 , X 2Y = 2.x2

R 2YY

X nmY = 2x nm

Khi mắc Y:
SthY =

M thY =

R2' Y
R12Y + ( X 1Y + X 2.' Y )2

=

r2'
2
r12 + xnm

3.U12
2
2.ω0Y .( R1Y ± R12Y + X nmY
)

=

3.U12
2
4.ω1.( r1 ± r12 + xnm
)

Khi chuyển từ mắc Y sang YY
SthYY =

M thYY =

Suy ra:

R2' YY
R12YY + ( X 1YY + X 2.' YY )2

=

r2'
2

r12 + xnm

3.U12
2
2.ω0YY .( R1YY ± R12YY + X nmYY
)

=

3.U12
2
2.ω1.(r1 ± r12 + xnm
)

M thYY
=2
M thY

Kết luận: Khi chuyển từ mắc Y sang mắc YY, tốc độ không tải tăng gấp đôi, độ trượt tới
hạn không đổi, moem giới hạn tăng gấp đôi

w
w0YY

w0Y

MthY

MthYY
22

Nguyễn Quang Tiến – MXD51


PccpYY
Pccpy

=2

Công suất cản cho phép:
M ccpYY
M ccpY

PccpYY
=

PccpY

Momen cản cho phép giữa hai cách nối.

Hệ số quá tải về momen:

ω0YY

=1

ω0 Y

λYY
=2

λY

Câu 25: Giới thiệu phần tử, NLHĐ của sơ đồ khởi động động cơ KĐB dây quấn qua hai
cấp điện trở phụ theo nguyên tắc thời gian (Hình 2.1).
Giới thiệu phần tử.
- Mạch động lực:
+ CD: cầu dao ( công tơ mát ) đùng để cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống.
+ CC1: cầu chì ba pha.
+ K: tiếp điểm ở mạch động lực dùng để điều khiển động cơ.
+ RN: rơle nhiệt có các tiếp điểm ở mạch điều khiển.
+ ĐK: động cơ không đồng bộ ba pha.
+ Rf1, Rf2 : các điện trở đưa thêm vào mạch roto của động cơ để cải thiện quá trình khởi
động.
- Mạch điều khiển:
+ CC2: cầu chì cấp nguồn cho mạch điều khiển.
+ M, D – công tắc mở và đóng hệ thống.
K , 1G , 2G

+

- cuộn hút của công tắc tơ dùng để điều khiển động cơ.
RTh1 , RTh2

+

- cuộn hút của các rơle thời gian.

Nguyên lý hoạt động.
Đóng cầu dao CD cấp nguồn cho hệ thống.
M(3-5) = 1:

23

Nguyễn Quang Tiến – MXD51


K

+

=1

→

K(3-5) = 1 ( tự giữ) , K động lực =1, động cơ khởi động với điện trở R = R f1

+ Rf2
RTh1

+
công việc:

= 1, sau một thời gian t(s) tự duy trì, RTh1 (3-7) = 1

→ 1G

=1 sẽ thực hiện 2

Công việc 1: 1G ở mạch động lực đóng lại, cắt điện trở Rf1 ra khỏi mạch động lực, kết
thúc giai đoạn khởi động thứ nhất.
Công việc 2: 1G( 3-9) = 1

→ 2G

→ RTh 2 = 1

=1 một thời gian t(s) tự duy trì, RTh2 (3-11) = 1

=1 . Đóng tiếp điểm 2G ở mạch động lực, quá trình khởi động động cơ kết thúc.

Các biện pháp bảo vệ.
Cầu dao CD có tác dụng bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho động cơ điện.
Cầu chì CC1 bảo vệ ngắn mạch cho động cơ.
Cầu chì CC2 bảo vệ ngắn mạch cho mạch điều khiển.
Rơle nhiệt đùng dể bảo vệ quá tải cho động cơ.
Rơle nhiệt có tiếp điểm bảo vệ nằm ở mạch điều khiển là RN(4-2). Khi động cơ quá tải,
tiếp điểm sẽ mở ra làm mạch điều khiển bị cắt nguồn và động cơ dừng lại.
Câu 26: Giới thiệu phần tử, NLHĐ của sơ đồ khởi động động cơ kích một chiều kích từ
độc lập qua hai cấp điện trở phụ theo nguyên tắc thời gian (hình 2.2)
Giới thiệu phần tử.
+ CD – cầu dao ( át tô mát) dùng để cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống.
+ CC – các cầu chì
+ K – tiếp điểm ở mạch động lực dùng để điều khiển động cơ.
+ Eư – động cơ 1 chiều.
+ CKĐ – cuộn kích từ của động cơ.
+ Rf1,Rf2 - Các điện trở nhằm cải thiện quá trình khởi động.
+ 1G, 2G – Các tiếp điểm của công tắc tơ dùng để cắt điện trở phụ khi khởi động.
K , 1G , 2G

+

- cuộn hút của công tắc tơ dùng để điều khiển động cơ.

24

Nguyễn Quang Tiến – MXD51


RTh1 , RTh2

+

- cuộn hút của các rơle thời gian.

Nguyên lý hoạt động.
Đóng cầu dao CD để cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống.
RTh1

K

Tại thời điểm cấp nguồn,

= 0 cho nên tiếp điểm K(1-7) = 1 có điện, cuộn hút

=1 có điện, tiếp điểm RTh1(1-12) = 0 →

1G − 2G

=0

K

M(3-5) = 1 →

=1 sẽ có các công việc xảy ra như sau:
Công việc 1: K(3-5) = 1 ( tự giữ), đồng thời K động lực = 1 cấp nguồn cho động cơ,
RTh2

động cơ khởi động với R = Rf1 + Rf2, Khi đó

= 1 nên RTh2(11-12) = 0.

RTh1

Công việc 2: K(1-7) = 0,

= 0, sau một thời gian tự duy trì t(s), Rth1 = 1

→ 1G

=

RTh2

1 , tiếp điểm 1G ở mạch động lực đóng vào cắt điện trở Rf1 ra khỏi động cơ đồng thời

=

2G

0, sau một thời gian tự duy trì t(s), RTh2 (11-12) = 1 nên
= 1, tiếp điểm 2G ở mạch động
lực đóng vào, cắt điện trở Rf2 ra khỏi mạch động lực. Kết thúc quá trình khởi động.
Các hình thức bảo vệ:

Cầu dao CD bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho động cơ điện.
Cầu chì CC bảo vệ ngắn mạch cho động cơ điện.
Câu 29: Giới thiệu phần tử, NLHĐ của sơ đồ khởi động động cơ KĐB ba pha roto dây
quấn hai cấp điện trở phụ theo nguyên tắc dòng điện. ( hình 2.5).
Giới thiệu phần tử:
+ CD – cầu dao ( công tơ mát) để cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống.
+ CC1 – các cầu chì ba pha.
+ CC2 – các cầu chì bảo vệ ngắn mạch cho mạch điều khiển.
+ K – tiếp điểm ở mạch động lực dùng để điều khiển động cơ.
+ RN – role nhiệt có các tiếp điểm ở mạch điều khiển.
+ ĐK – động cơ không đồng bộ ba pha.
+ Rf1,Rf2 – các điện trở đưa thêm vào mạch roto của động cơ nhằm cải thiện quá trình
khởi động.

25

Nguyễn Quang Tiến – MXD51