ĐỒ ÁN MÔN HỌC TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG CHO CƠ CẤU NÂNG HẠ CẦU TRỤC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP
-------

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
ĐỀ TÀI:

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG
CHO CƠ CẤU NÂNG HẠ CẦU TRỤC
GVHD: T.S Nguyễn Phan Thanh
SVTH: Huỳnh Ức Gia Thuận-MSSV:15142394
Lâm Văn Huy-MSSV:15142388

TP.Hồ Chí Minh – 05/2018


MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU...........................................................................................................1
LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI............................................................................................2
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC...........................................................................11
PHẦN A: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG HẠ CẦU TRỤC
DÙNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA DÙNG DÂY QUẤN...........13
CHƯƠNG I: ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU KHÔNG ĐỒNG
BỘ BA PHA............................................................................................................13
I.

ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ.............................................................................................13
1.

Khái niệm..............................................................................................................................13

2.

Cấu tạo..................................................................................................................................13

3.

Ưu điểm.................................................................................................................................14

4.

Nhược điểm...........................................................................................................................14

II.

PHƯƠNG TRÌNH ĐẶC TÍNH TỐC ĐỘ............................................................................14

II.

PHƯƠNG TRÌNH ĐẶC TÍNH CƠ....................................................................................16

IV.

ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THAM SỐ ĐẾN DẠNG ĐẶC TÍNH CƠ...............................21

1.

Ảnh hưởng của điện áp :.......................................................................................................21

2. Ảnh hưởng của điện trở phụ hay điện kháng phụ nối tiếp trên mạch Stator :.....................22
3. Ảnh hưởng của điện trở phụ nối tiếp vào dây quấn Rotor...................................................24
4.

Ảnh hưởng của số đôi cực từ P:............................................................................................25

5.

Ảnh hưởng của tần số :..........................................................................................................26

V.

CÁC DẠNG KHỞI ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ.........................................................27

1.

Khởi động động cơ không đồng bộ.......................................................................................27

2.

Khởi động trực tiếp...............................................................................................................28
a. Khởi động bằng máy biến áp tự ngẫu................................................................................28
b. Khởi động bằng điện trở phụ mạch rotor:.........................................................................29
c. Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ.........................................................................30
d. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở phụ vào mạch rotor :..............................30
e. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thêm điện trở phụ vào mạch stator :..................................31
f. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp nguồn cung cấp :......................................33

PHẦN B:TÍNH TOÁN NÂNG CẦN TRỤCBẰNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ

BA PHA...................................................................................................................34
CHƯƠNG II:

YÊU CẦU MỞ MÁY QUA BA CẤP ĐIỆN PHỤ.....................34


I.

SƠ LƯỢC VỀ ĐỘNG CƠ AC KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA ROTOR DÂY QUẤN:...34

II.

XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ ĐỊNH MỨC:.....................................................................35
1.

Dòng điện định mức của stator............................................................................................35

2.

Dòng điện rotor ở chế độ định mức.....................................................................................35

3.

Tính toán phần trở kháng ngắn mạch..................................................................................35

4.

Tính toán dòng điện mở máy................................................................................................36

5.

Bội số dòng điện mở máy KI.................................................................................................36

6.

Tốc độ trượt định mức Sđm..................................................................................................36

7.

Tốc độ định mức của động cơ nđm........................................................................................37

8.

Khả năng quá tải của động cơ.............................................................................................37

9.

Moment định mức.................................................................................................................37

III.
TÍNH ĐIỆN TRỞ PHỤ MỞ MÁY, ĐỘNG CƠ MỞ MÁY QUA 3 CẤP ĐIỆN TRỞ PHỤ
BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ...................................................................................................38
1.

Moment lớn nhất và nhỏ nhất trong quá tình mở máy........................................................38

2.

Tính điện trở phụ mở máy....................................................................................................38

CHƯƠNG III:YÊU CẦU NÂNG TẢI................................................................... 40
I) TÍNH TOÁN ĐIỆN TRỞ PHỤ TÍNH ĐÓNG VÀO MẠCH ROTOR ĐỂ ĐỘNG CƠ NÂNG
TẢI BẰNG ½ TỐC ĐỘ ĐỊNH MỨC..............................................................................................40
II .TÍNH TOÁN ĐIỆN TRỞ PHỤ ĐÓNG VÀO VẠCH ROTOR ĐỂ ĐỘNG CƠ NÂNG TẢI BẰNG
¼ TỐC ĐỘ ĐỊNH MỨC...................................................................................................................41

CHƯƠNG IV:YÊU CẦU HẠ TẢI.........................................................................42
I. TÍNH TOÁN ĐIỆN TRỞ PHỤ ĐÓNG VÀO VẠCH ROTOR ĐỂ ĐỘNG CƠ HẠ TẢI
BẰNG ¼ TỐC ĐỘ ĐỊNH MỨC.....................................................................................................42
II. TÍNH TOÁN ĐIỆN TRỞ PHỤ ĐÓNG VÀO VẠCH ROTOR ĐỂ ĐỘNG CƠ HẠ TẢI
BẰNG ½ TỐC ĐỘ ĐỊNH MỨC:.....................................................................................................43
III.
TÍNH TOÁN ĐIỆN TRỞ PHỤ ĐÓNG VÀO VẠCH ROTOR ĐỂ ĐỘNG CƠ HẠ TẢI
BẰNG TỐC ĐỘ ĐỊNH MỨC.........................................................................................................44
IV.
TÍNH TOÁN ĐIỆN TRỞ PHỤ ĐÓNG VÀO VẠCH ROTOR ĐỂ ĐỘNG CƠ HẠ TẢI
BẰNG 2 LẦN TỐC ĐỘ ĐỊNH MỨC.............................................................................................45
 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ AC KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA KHI
MỞ MÁY NÂNG VÀ HẠ TẢI....................................................................................................46

KẾT LUẬN..............................................................................................................48


GVHD: TS. Nguyễn Phan Thanh

Đồ án Truyền Động Điện

LỜI MỞ ĐẦU
-------

LỜI TRI ÂN
Chúng em xin cảm ơn thầy là người trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ chỉ dẫn chúng em
làm đồ án môn học Truyền Động Điện. Thầy đã tận tụy giúp đỡ chúng em giải quyết
các vấn đề khó khăn trong quá trình làm đồ án và hoàn thành đồ án đúng thời gian quy
định. Đặc biệt, chúng em còn được học hỏi nhiều kinh nghiệm và phong cách học tập
từ thầy để chúng em có áp dụng vào học tập trên trường và công việc ngoài xã hội.
Chúng em xin gửi lời cám ơn đến các thầy-cô khoa Điện-Điện tử của Trường Đại Học
Sư Phạm Kĩ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh, đã tận tụy giảng dạy, truyền đạt cho
chúng em những kiến thức chuyên nghành nói chung và bộ môn Truyền Động Điện
nói riêng. Đó là những kiến thức và kinh nghiệm quý báu mà chúng em đã được học
trong suốt thời gian qua.
Kính chúc thầy-cô sức khỏe dồi dào.

Nhóm sinh viên thực hiện đồ án:
Huỳnh Ức Gia Thuận
Lâm Văn Huy

Nhóm SVTH: Huỳnh Ức Gia Thuận – Lâm Văn Huy

1


GVHD: TS. Nguyễn Phan Thanh

Đồ án Truyền Động Điện

LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Thế kỉ XXI – thế kỉ của công nghệ thông tin, của khoa học kĩ thuật và công nghệ tự
động. Nhằm đáp ứng nhu cầu của sự phát triển, nâng cao năng suất và chất lượng sản
phẩm. Truyền động điện ra đời là một trong những yếu tố quan trọng: Truyền động

điện có nhiệm vụ thực hiện các công đoạn cuối cùng của một công nghệ sản xuất.
Truyền động điện là một hệ thống máy móc được thiết kế với nhiệm vụ biến đổi cơ
năng thành điện năng. Hệ thống truyền động điện có thể hoạt động với tốc độ không
đổi hoặc thay đổi.
Ngày nay, do ứng dụng nhiều tiến bộ khoa học kỉ thuật trong các lỉnh vực: tin
học, điện tử……nên các khâu truyền động ngày càng phát triển theo hướng hiện
đại. Nâng cao mức độ tự động hóa tác động nhanh, độ chính xác cao và cón giảm
kích thước và hạ giá thành chi phí đầu tư cho doanh nghiệp.
Môt trong nhửng khâu truyền động phổ biến là nâng hạ cầu trục. Nâng hạ cầu
trục là khâu truyển động cơ bản của nền công ngiệp nước ta hiện nay. Được sử
dụng rộng rải từ các hải cảng, khu công nghiệp đến các nhà máy xí nghiệp và các
công trường xây dựng. Giúp con người hạn chế lao động bằng chân tay. Đồng thời
góp phần đẩy nhanh quá trình vận chuyển và đảm bảo an toàn cho người lao
động.Trong hoàn cảnh đó, để đáp ứng được nhửng điểu kiện thực tiển trong quá
trình điều khiển và vận hành đòi hỏi ngững kĩ sư phải có kiến thức cơ bản về
chuyện ngành
Nội dung của đồ án này là trình bày nhửng kiến thức cơ bản về truyền động
điện. Bao gồm phân tích các đặc tính của hệ thống truyền động cho hệ thống nâng
hạ cầu trục. Tính toán và thiết kế sơ đổ điểu khiện hệ thống truyền động với động
cơ điện một chiểu kích từ song song và động cơ điện xoay chiều không đồng bộ 3
pha rotor dây quấn.
Do kiến thức còn hạn chế nên chắc chắn nội dung đổ án còn nhiều vấn để sai
sót nhất định và cần bổ sung. Mong các thầy cô củng như các bạn góp ý thêm để
bài báo cáo chúng em được hoàn thiện hơn
Để hiểu rõ hơn về truyền động điện và có kiến thức nhất định về vấn đề này.Chúng
em đã được hướng dẫn làm đồ án : “Đặc Tính Cơ Của Động Cơ Không Đồng Bộ Ba
Pha và Ứng Dụng Tính Toán Cụ Thể”. Đồ án được chia làm 4 chương:
Chương 1: Đặc tính cơ của động cơ điện xoay chiều không đồng bộ 3 pha rotor
dây quấn.
Nội dung chương trình này giới thiệu đặc tính cơ, đặc tính tốc độ, các thông số ảnh

hưởng tới dạng đặc tính cơ, tính toán điện trở phụ mở máy
Nhóm SVTH: Huỳnh Ức Gia Thuận – Lâm Văn Huy

1


GVHD: TS. Nguyễn Phan Thanh

Đồ án Truyền Động Điện

Chương 2 : Tính toán và thiết kế cơ cấu dùng động cơ xoay chiều không đồng bộ 3
pha rotor dây quấn.
Nội dung của chương trình này là tính
toán điện trở mở máy qua 3 cấp điện trở, và thiết kế sơ đồ nguyên lý cho cơ cấu bằng
cách dùng động cơ điện xoay chiều không đồng bộ 3 pha rotor dây quấn
Chương 3: Yêu cầu nâng tải
Chương 4: Yêu cầu hạ tải

3


GVHD: TS. Nguyễn Phan Thanh

Đồ án Truyền Động Điện

NHẬN XÉT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
......................................................................
......................................................................
.........................................................................
..........................................................................

.........................................................................
.
..........................................................................
..........................................................................
..........................................................................
.........................................................................
.
.........................................................................
.
.........................................................................
.
.........................................................................
.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..
.........................................................................
.
.........................................................................
.
.........................................................................
.
.........................................................................
.
.........................................................................
.
..........................................................................
.........................................................................
.
.........................................................................
.
.........................................................................

.

3


GVHD: TS. Nguyễn Phan Thanh

Đồ án Truyền Động Điện

.........................................................................
.
.........................................................................
.
. . .. .................................................................
..........................................................................
..........................................................................
.........................................................................
.
.........................................................................
.
.........................................................................
.
.........................................................................
.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..
.........................................................................
.
.........................................................................
.
.........................................................................

.
.........................................................................
.
.........................................................................
.
..........................................................................
.........................................................................
.
.........................................................................
.

3


GVHD: TS. Nguyễn Phan Thanh

Đồ án Truyền Động Điện

......................................................................
......................................................................
.........................................................................
..........................................................................
.........................................................................
.
..........................................................................
..........................................................................
..........................................................................
.........................................................................
.
.........................................................................

.
.........................................................................
.
.........................................................................
.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..
.........................................................................
.
.........................................................................
.
.........................................................................
.
.........................................................................
.
.........................................................................
.
..........................................................................
.........................................................................
.
.........................................................................
.
.........................................................................
.
.........................................................................
.

3


GVHD: TS. Nguyễn Phan Thanh

Đồ án Truyền Động Điện
Ngày ……. Tháng………Năm 2018

Giáo viên hướng dẫn

3


GVHD: TS. Nguyễn Phan Thanh

Đồ án Truyền Động Điện

NHẬN XÉT GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
......................................................................
......................................................................
.........................................................................
..........................................................................
.........................................................................
.
..........................................................................
..........................................................................
..........................................................................
.........................................................................
.
.........................................................................
.
.........................................................................
.
.........................................................................

.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..
.........................................................................
.
.........................................................................
.
.........................................................................
.
.........................................................................
.
.........................................................................
.
..........................................................................
.........................................................................
.
.........................................................................
.
.........................................................................
.

3


GVHD: TS. Nguyễn Phan Thanh

Đồ án Truyền Động Điện

.........................................................................
.
.........................................................................

.
..........................................................................
..........................................................................
..........................................................................
.........................................................................
.
.........................................................................
.
.........................................................................
.
.........................................................................
.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..
.........................................................................
.
.........................................................................
.
.........................................................................
.
.........................................................................
.
.........................................................................
.
..........................................................................
.........................................................................
.
.........................................................................
.

3

GVHD: TS. Nguyễn Phan Thanh

Đồ án Truyền Động Điện

......................................................................
......................................................................
.........................................................................
..........................................................................
.........................................................................
.
..........................................................................
..........................................................................
..........................................................................
.........................................................................
.
.........................................................................
.
.........................................................................
.
.........................................................................
.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..
.........................................................................
.
.........................................................................
.
.........................................................................
.

.........................................................................
.
.........................................................................
.
..........................................................................
.........................................................................
.

Ngày …… Tháng …… Năm 2018
Nhận xét giáo viên phản biện

3


GVHD: TS. Nguyễn Phan Thanh

Đồ án Truyền Động Điện

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Tính toán và thiết kế truyền động điện cho một cơ cấu nâng hạ cầu trục dùng động cơ
AC không đồng bộ 3 pha có các số liệu sau đây:
P đm (w)

Công suất động cơ

52

U1đm (V)

Điện áp định mức

400

2p

Số cực từ

10

N1

Số vòng mỗi pha dây quấn stator

62

N2

Số vòng mỗi pha dây quấn rotor

32

Kdq1

Hệ số dây quấn stator

0.952

Kdq2

Hệ số dây quấn rotor

0.952

R1 (Ω)

Điện trở dây quấn stator

0.22

R2 (Ω)

Điện trở dây quấn rotor

0.03

X1 (Ω)

Điện kháng dây quấn stator

0.32

X2 (Ω)

Điện kháng dây quấn rotor

0.052

m1

Số pha dây quấn stator

3

m2

Số pha dây quấn rotor

3

I0

Dòng điện không tải

32

Η

Hiệu suất

0.82

Cosφ

Hệ số công suất

0.822

Dây quấn Rotor và Stator được đấu Y/Y
Sức từ động trên stator > sức từ động trên rotor 20%
Động cơ làm việc ở tần số 50Hz

Yêu cầu tính toán và thiết kế như sau:

1.

Động cơ mở máy qua 3 cấp điện trở phụ. Tính điện trở phụ mở máy, biết rằng
động cơ kéo tải định mức.
3


GVHD: TS. Nguyễn Phan Thanh
2.
3.

4.

Đồ án Truyền Động Điện

Tính toán điện trở phụ cần thiết đóng vào mạch rotor để nâng tải lên với các tốc
độ lần lượt là: 1/2nđm và 1/4 nđm.
Tính toán các điện trở phụ cần thiết đóng vào mạch rotor để hạ tải với các tốc độ
lần lượt là: 1/4nđm, 1/2nđm, nđm, 2nđm. Biết rằng moment cản khi hạ tải là 0,8 lần
Mđm.
Thiết kế mạch điều khiển và mạch động lực để điều khiển cơ cấu nâng hạ cầu
trục mở máy qua 3 cấp điện trở phụ sử dụng PLC Omron CP1L.

3


GVHD: TS. Nguyễn Phan Thanh

Đồ án Truyền Động Điện

PHẦN A: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG
HẠ CẦU TRỤC DÙNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU
BA PHA DÙNG DÂY QUẤN
CHƯƠNG I: ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU KHÔNG
ĐỒNG BỘ BA PHA
I.
ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ
1. Khái niệm
- Động cơ không đồng bộ 3 pha là máy điện xoay chiều, làm việc theo nguyên lý
cảm ứng điện từ, có tốc độ của rotor khác với tốc độ từ trường trong máy
- Động cơ không đồng bộ 3 pha được dung nhiều trong sản xuất và sinh hoạt vì
chế tạo đơn giản, giá rẻ, độ tin cậy cao, vận hành đơn giản, hiệu suất cao, và gần
như không cần bảo trì. Dải công suất rất rộng từ vài Watt đến 10000hp, Các động
cơ từ 5hp trở lên hầu hết là 3 pha còn động cơ nhỏ hơn 1hp thường là 1 pha.
2. Cấu tạo
-Giống như các loại máy điện quay khác, động cơ không đồng bộ 3 pha gồm có
các bộ phận chính sau
- Phần tĩnh hay còn gọi là stator
- Phần quay hay còn gọi là rotor
a) Stator
-Trên statorcó vỏ, lõi thép và dây quấn
-Võ máy có tác dụng cố định lõi thép và dây quấn
- Lõi sắt là phần dẫn từ được làm bằng những lá thép kỹ thuật điện dày 0,5mm
ghép lại
-Dây quấn stator được đặt vào các rãnh của lõi sắt và được cách điện tốt với lõi
sắt

b) Rotor
- Phần này có 2 bộ phận chính là lõi sắt và dây quấn -Nói chung người ta sử
dụng các lá thép kỹ thuật điện như ở stator
-Dây quấn rotor có 2 loại chính là rotor kiểu dây quấn và rotor kiểu lồng sóc

3


GVHD: TS. Nguyễn Phan Thanh

Đồ án Truyền Động Điện

c) Khe hở
- Vì rotor là 1 khối tròn nên khe hở đều. Khe hở trong mày điện không đồng bộ
rất nhò (từ 0,2 đến 1mm trong máy điện nhỏ và vừa) để hạn chế dòng điện từ hóa
lấy từ lưới vào và như vậy mới có thể làm cho hệ số công suất của máy cao hơn.
3. Ưu điểm
- Ưu điểm nổi bật của loại động cơ này là: Cấu tạo đơn giản, đặc biệt là động cơ
rotor lồng sóc. So với động cơ một chiều, động cơ không đồng bộ giá thành thấp,
vận hành tin cậy, chắc chắn. Ngoài ra động cơ không đồng bộ dùng trực tiếp lưới
điện xoay chiều ba pha nên không cần trang bị thêm thiết bị biến đổi kèm theo.
4. Nhược điểm
-Nhược điểm của động cơ không đồng bộ là điều chỉnh tốc độ và khống chế các
quá trình khó khăn; riêng với các động cơ rotor lồng sóc có các chỉ tiêu khởi
động kém hơn.
II.

PHƯƠNG TRÌNH ĐẶC TÍNH TỐC ĐỘ

L1L2 L3

I1

R1

I’2 x1

x’2

R0
U1
p

I0
x0

Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lí động cơ ba pha và sơ đồ tương đương thay thế một pha
của động cơ không đồng bộ
Trong đó:
 R0, X0, I0 lần lượt là điện trở, điện kháng và dòng điện mạch từ hóa
 R1, X1, I1 lần lượt là điện trở, điện kháng và dòng điện mạch Stator
 R’2, X’2, I’2 lần lượt là điện trở, điện kháng và dòng điện Rotor đã quy hồi
về Stator
 Rp điện trở phụ thêm vào mạch rotor
 U1đm: điện áp định mức đặt vào ba pha
 U1p là điện áp pha đặt vào Stator
3


GVHD: TS. Nguyễn Phan Thanh

Đồ án Truyền Động Điện

 : là độ trượt (hệ số trượt động cơ)
 : tốc độ góc của từ trường quay (rad/s)
 : tốc độ góc của từ trường (rad/s)
 : Tốc độ của từ trường quay (vòng /phút)
 f : tần số của điện áp nguồn đặt vào Stator (Hz)
 p : số đôi cực từ của động cơ
 n : tốc độ quay của Rotor (vòng /phút)
 I'2=Kqđ.I2 =Ki I2 : Dòng điện qui đổi
 : Hệ số qui đổi dòng điện
 : Hệ số qui đổi sức từ động
 N1,N2:số vòng mỗi pha dây quấn stator ,rotor
 E2đm: sức từ động định mức xuất hiện trên 2 vòng trượt rotor khi:
-Rotor hở mạch
-Đặt điện áp vào stator là Uđm
Phương trình đặc tính tốc độ :
Trong đó :
 : điện kháng ngắn mạch

: điện trở qui đổi
Khi mở máy tốc độ n = 0 nên hệ số trượt s=1
dòng điện khi mở máy :
với :
Thông thường :

III.

PHƯƠNG TRÌNH ĐẶC TÍNH CƠ

Giản đồ công suất

Giản đồ moment

3


GVHD: TS. Nguyễn Phan Thanh

Hình 3.3

Đồ án Truyền Động Điện

Hình 3.4

Để tìm phương trình đặc tính cơ của động cơ ta dựa vào điều kiện cân bằng công suất
động cơ.
Công suất điện từ chuyển từ Stator sang Rotor
Trong đó :
 Mđt :moment điện từ động cơ

Nếu tổn hao phụ không đáng kể thì Mđt = Mcơ =M

Mà:
Thay vào ta được :
(2)
(2) là phương trình đặc tính cơ xoay chiều không đồng bộ ba pha.
- Đường biểu diễn của phương trình đặc tính cơ có dạng đường cong nên toạ độ điểm
cực trị được xác định bằng cách giải phương trình ta được :

- Độ trượt tới hạn :
(3)
Thay phương trình (3) vào phương trình đặc tính cơ ta được moment tới hạn :
(4)
Trong đó : (+) : ứng với trạng thái động cơ
(-) : ứng với trạng thái máy phát
- Hệ số quá tải về moment :

 Cách vẽ đặc tính cơ khi không biết R1,X1,R2,,X2 chỉ biết các tham số định mức
của đông cơ trên nhãn máy và cần thực hiện các bước sau:

3


GVHD: TS. Nguyễn Phan Thanh

Đồ án Truyền Động Điện

Hình 3.5: Đặc tính
cơ tự nhiên của
động cơ không bộ
ba pha
Bưóc 1: xác định
toạ độ 3 điểm đặt
biệt.
 Điểm đồng
bộ của từ
trường
:
A(M=0,n=n0

)
 với
 Điểm tới hạn
:
B(Mmax , Smax )
Mặt khác:
Giải phương trình ta được:
 Điểm mở máy : C(M=Mmm, n=0)
Thay S = 1 vào phương trình (2) ta được :
Bước 2: Lấy nhiều giá trị S trong khoảng 01 thay vào biểu thức
Ta sẽ được moment tương ứng.

Bước 3:
Từ toạ độ (S , M) với 3 điểm đặc biệt nối lại ta sẽ được đường đặc tính cơ của
động cơ.
 Các dạng khác của đặc tính cơ
Lập tỉ số và lấy dấu dương (+) ta được :
(5)
Trong đó :

3


GVHD: TS. Nguyễn Phan Thanh

Đồ án Truyền Động Điện

Đối với động cơ có công xuất lớn :R1 << Xnm
thì .
Lúc này (5) có dạng gần đúng :

(6)
(7)
(8)
 Cách vẽ đặc tính cơ khi không biết các thông số R1 , X1 ,R2 , X2 mà chỉ biết :
Xác định toạ độ 3 điểm đặc biệt :
Toạ độ điểm tới hạn :
Thay toạ độ điểm làm việc định mức vào phương trình đặc tính cơ (6)
giải phương trình bậc 2 theo Smax
Ta được toạ độ điểm tới hạn B( Mmax , Smax)
Thay S = 1 vào phương trình (6) ta được :
Lấy tuỳ ý nhiều giá trị của S thay vào phương trình (6) ta tìm được M

Hệ số moment mở máy :
Hệ số dòng điện mở máy :

 Nhận xét:
2n0>n>n0
-1M<0

Đoạn đặc tính hãm tái sinh(hãm máy phát)

n0>n>0
0
Đoạn đặc tính động cơ quay thuận.

M>0
-n01

Đoạn đặc tính động cơ quay ngược.

M<0

3


GVHD: TS. Nguyễn Phan Thanh

Đồ án Truyền Động Điện

IV.
ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THAM SỐ ĐẾN DẠNG ĐẶC TÍNH CƠ
1. hưởng của điện áp :
Khi điện áp đặt vào động cơ giảm :
- Từ phương trình :
Ta thấy moment tới hạn sẽ giảm theo tỉ lệ bình phương lần độ suy giảm của điện
áp.
- Trong khi tốc độ đồng bộ:
không thay đổi
- Và độ trượt tới hạn cũng không thay đổi.
- Mmax nói lên khả năng quá tải của động cơ.
- Moment mở máy (M mm = K2U1P2 ) giảm theo tỉ lệ bình phương lần độ suy giảm
của điện áp.

3


GVHD: TS. Nguyễn Phan Thanh

Đồ án Truyền Động Điện

Hình 3.6: Đặc tính cơ của ĐC không đồng bộ 3 pha khi thay đổi điện áp.
2. hưởng của điện trở phụ hay điện kháng phụ nối tiếp trên mạch Stator :
- Khi thêm điện trở phụ Rp vào Stator thì tốc độ đồng bộ n0 không đổi, trượt tới
hạn Smax giảm, moment tới hạn Mmax giảm và moment mở máy Mmm cũng giảm.

Hình 3.7: ĐC không đồng bộ 3 pha khi thêm điện trở phụ.

3


GVHD: TS. Nguyễn Phan Thanh

Đồ án Truyền Động Điện

- Khi thêm điện kháng phụ Xp (giả sử Xp = Rp) vào mạch Stator ta thấy tốc độ
đồng bộ n0 không đổi, độ trượt tới hạn giảm (nhưng vẫn còn lớn hơn khi thêm Rp),
moment mở máy Mmm giảm(bằng với khi thêm Rp).

Hình 3.8: ĐC không đồng bộ khi thêm điện kháng và điện trở phụ
- Ta thấy khi thêm Xp ta tăng được khả năng quá tải của động cơ (Mth nói lên khả
năng quá tải của động cơ).
- Đặc tính cơ khi thêm Rp và Xp có dạng:

3


GVHD: TS. Nguyễn Phan Thanh

Đồ án Truyền Động Điện

Hình 3.9: Đặc tính cơ khi thêm R p và Xp
3. Ảnh hưởng của điện trở phụ nối tiếp vào dây quấn Rotor
L1

L2

L3

Rp

Hình 3.10:ĐC KĐB 3 pha khi thêm điện trở phụ nối tiếp vào dây quấn Rotor.
- Động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc (hay rotor ngắn mạch) không thể thay đổi
được điện trở mạch rotor .Việc thay đổi chỉ sử dụng đối với động cơ không đồng bộ
rotor dây quấn vì mạch rotor có thể nối với điện trở ngoài qua hệ vòng trượt-chổi than.
(như hình vẽ)
- Dễ thấy ,điện trở mạch rotor R 2-do đó điện trở quy đổi R2'-chỉ có thể thay đổi về
phía tăng .Khi R2'tăng thì độ trượt tới hạn tăng ,còn tốc độ đồng bộ và môment tới hạn
giữ nguyên.

3