MỞ ĐẦU Như ta được biết hệ truyền động điện tự động lụ một Lổ hợp các thiết bị diện, diện tử,. phục vụ cho cho việc biến dổi diện năng thịnh cơ năng cung cấp cho các cơ cấu công tác trên các máy sản suất, cñng nh— gia công truyền tín hiệu thông tin để diéu khiến quá trình biến đổi năng l~ơng đó theo yêu cầu công nghệ. Tuỳ thuộc vụo yêu cầu công nghệ mụ 1a cố hệ truyền động điện diễu chỉnh tốc độ, hệ truyền động diện tự dộng diễu chỉnh mô men, lực kéo vụi hệ truyền động điện tự động điều chỉnh vị trí. Từ l—ới điện hoặc nguồn điện cung cấp điện năng đến bộ biến đổi và động cơ điện truyền động cho phụ tải Các bộ biến đổi nh¬: bộ biến đổi máy điện (máy phát diện một chiêu, xoay chiếu, máy điện khuếch đại), bộ biến đổi điện từ (khuếch đại từ, cuộn kháng bão hòa).
bộ biến dối diện tử, bản dẫn (Chỉnh I~u thynstor, bộ diễu áp một chiểu, biến tén transistor, thyristor). Động cơ có các loại nh—: động cơ một chiếu, xoay chiều, các loại động cơ đặc biệt. Với các cơ cấu truyền động đã nêu ở trên trong để tài luận văn thạc sĩ kỹ thuật ta di xây dựng bài tập thực hành thiết bị chưa dược khai thác sử dụng tại Trường Cao Đẳng Nghề nhằm phục vụ trong công tác giảng dạy sinh viên tại các trường, CHUONG 1: TIM HIEU DAC TINH DONG CO VAN NANG Dac tính cơ của động cơ điện lụ quan hệ giữa Lếc độ quay vụ môrmen của động M = f(@} Có loại đặc tính cơ của các loại động cơ đặc tr¬ng nh— sau: động cơ điện một chiều kích từ song song hay độc lập, động cơ diện một chiều kích từ nối tiếp hay hỗn hợp, động cơ diện xoay chiều không đồng hộ và đồng bộ. "Thông th~ờng ng~ời ta phân biệt hai loại đặc tính cơ: - Đặc tính cơ tự nhiền: lu đặc tính cố đợc khi động cơ nối theo sơ đồ bình thờng, không sử dụng thêm các thiết bị phụ trợ khác vụ các thông số nguồn cũng nh— của động cơ lụ định mức.
Nh— vậy mỗi động cơ chỉ có một đặc tính cơ tự nhiên - Đặc tính cơ nhân tao hay đặc tính cơ điều chỉnh: lụ đặc tính cơ nhận đ~ợc sự thay đổi một trong các thông số nụo đó của nguồn, của động cơ hoặc nối thêm thiết bị phụ trợ vuơ mạch, hoặc sử dụng các sơ đồ đặc biệt. Mỗi động cơ cổ thể có nhiều đặc tính cơ nhân tao. Sau dây ta di tìm hiểu dặc tính của từng loại động cơ. 1L Động cơ một chiếu 1.
Đặc tính của động cơ một chiến kích tir doc lap (Mg) 1. Sơ đồ nối day eta (Mg) va (Ms): Dong co dién mot chiéu kich ti déc lập (2Mal): nguồn một chiều cấp cho phần ứng và cấp cho kích từ độc lập nhau Khi nguồn một chiểu cổ công suất vô cũng lớn và điện áp không đổi thĩ có thể xắc kích Lữ song song với phần tử, lúc đồ động cơ được gọi là động cơ điện xột chiều kích song song (Ms). 10 to— Uy, ea age cena 2 R ch cht Ru eh 1 a) bị Hinh 1.1: a) Sơ đồ nối dây động cơ điện một chiều kích từ độc lập. b) Sơ đồ nối dây động cơ điện một chiều kích từ song song.
Các thông số cơ bản của (ĐMgJỊ): Các thông số định mức: nam( Vòng(phút); aan(Radlsee); Man(N. Các thông số tính theo các hệ đơn vị khác: @* = w/wam ; M* = M/Mam ; I* = I/lam; ®* = © Pam; R* = R/Ram; Rey = Uam/lam; w%; M%; 1%;. Phuong trình đặc tính co - dién va dac tinh co cia (DMa}): Phương trình đặc tính cơ - điện của (ĐMgJ): @ = UzKo _ Bu +KO Rus, = Phương trình đặc tính cơ của (ĐMq)): U, Rs + Rut UL Rus %=RKg—” KØ «KO (KO)? 11 Hoos Tia ~ Wy a Hinh 1.2: a) Đặc tính cơ - điện của động cơ điện một chiều kích từ độc lập. b) Đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập.
Dac tinh cơ của động co một chiều kích từ nối tiếp (ĐM,,) và hon hop (BM) 1. Sơ đỏ nối day cla DM, Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp (ĐM„): nguồn một chiều cấp chung cho phần ứng nối tiếp với kích từ: + 5: E F Dv +o @ CRt ly ht Rự A Fa Fa, Hình 1.3: a) So đồ nối dây ĐMụ. b) Đặc tính từ hóa của ĐMụu. Tir so đồ nguyên lý ta thấy dòng kích từ chính Ip dong phan ứng, nên từ thông của động cơ phụ thuộc vHo dòng phần ứng vịt phụ tải của động cơ.
Đặc tính cơ điện và đặc tính cơ của (ÐĐM,,): Phương trình đặc tính cơ điện của ĐM„: (€ - hệ số tỉ lệ) Phương trình đặc tính co cla DMm: Trong đó: A, = A,.C = const Các đặc tính cơ điện và đặc tính cơ của ĐM„: a) b) Hình 1.4: a) Đặc tính cơ điện của ĐMỤu. b) Đặc tính cơ của ĐMu. Đặc tinh van nang cia DM,,: @* = f(1*) và M° = f1") khi không có điện trở phụ, và gọi là đặc tính vạn năng của ĐM„ o.5: Các đặc tinh vạn năng của ĐM„ Các đặc tính này cho theo đơn vị tương đối: @)”= @ / Wam "= 1/ lim M*=M/ Moy Dùng chung cho các loại động cơ trong dãy công suất có cùng tiêu chuẩn thiết kế. Động cơ xoay chiều 1.
Động cơ không đồng bộ (ĐK) 1. Các giả thiết và sơ đồ thay thế a. Các giả thiết: Động cơ không đồng bộ (ĐK) đ~ợc sử dụng rộng rãi trong thực tế. Ưu điểm nỗi bật của nó lụt : cấu tạo đơn giản, lum việc tin cậy, vốn đầu t~ ít, giá thụnh hạ, trọng l~ợng, kích th-ớc nhỏ hơn khi cùng công suất định mức so với động cơ một chiều.
Sử dụng trực tiếp I=ới điện xoay chiều 3 pha. 14 Tuy nhiên, việc điều chỉnh tốc độ vụ khống chế các quá trình quá độ khó khan hơn, các động cơ ĐK lồng sóc có các chỉ tiêu khởi động xấu (dòng khởi động lớn, mômen khởi động nhỏ). Để đơn giản cho việc khảo sát, nghiên cứu, ta giả thiết: + Ba pha của động cơ lụ đối xứng. + Các thông số của mạch không thay đổi nghĩa Ip không phụ thuộc nhiệt độ, tần số, mạch từ không bảo hoụ nên điện trở, điện kháng,.
không thay đổi. + Tổng dẫn của mạch vòng từ hoá không thay đổi, dòng từ hoá không phụ thuộc tai mp chỉ phụ thuộc điện áp dat vo stato. + Bỏ qua các tổn thất ma sát, tổn thất trong lõi thép. + Điện áp I~ới houn tokn sin vụ đối xứng.
Sơ đồ thay thế: Với các giả thiết trên ta có sơ đồ thay thế ! pha của động cơ 3 pha roto dây quấn: Hình 1.6: Sơ đồ thay thé DKay, Trong đó: Ứy lụ trị số hiệu dụng của điện 4p pha stato (V). J), I, 10), lp cdc dong stato, mạch từ hóa, rôto đã quy đổi về stato (A). Xí, Xu, XD: lụ điện kháng stato, mach tir, réto di quy déi vé stato (Q). R,, Ru, RO; lp điện trở stato, mạch từ, rôto đã quy đổi về stato (Q).
RŨy lụ điện trở phụ (nếu có) ở mỗi pha rôto đã quy đổi về stato (Q). 15 s lu hé sé tr-ot cha dong co: ga SO _ M8 Oy ®ö Trong đó: @) = a |p tốc độ của từ tr¬ờng quay ở stato dong cơ, còn gọi lụ tốc độ đồng bd (rad/s): 2mf, @, = Wy = # lụt tốc độ gốc của rôto động cơ (rad/§). “Trong đó:ƒ, lụ tân số của điện ấp nguồn dat vpo stato (Hz), p lụt số đôi cực của động cơ. Phương trình và đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ ĐK Tir so đồ thay thé ta tinh d-gc dong stato: 4.
3 l =U¿r =" JRO IRB) oe, Trong đó: R'›z = R’2+ R’a 1a dién tré téng mach réto, Xnm = Xy +X} Ip điện kháng ngắn mạch. Tri sé hiệu dụng của dòng rôto đã quy déi vé stato: Use _ ¢ =_—_"*. (R: + Rat) 4x3, Ph-ong trinh lụ quan hệ giữa dòng rôto I'; với hệ số tr~ợt s hay giữa ['› với tốc độ œ, nên gọi Ip đặc tính điện-cơ của động cơ ĐK.7: Đặc tính điện - cơ của ÐKaa. Phương trình đạc tính cơ của ĐK« BU; Roy _ sey|(R: + ÉP) + xảm| (đoạn làm việc) 2) (+) A i S(dban khỏi động) ĐK, 0 Mam Min M Hinh 1.8: Dac tinh co ctia DKag.
Động cơ đồng bộ (ĐĐB) Đặc tính cơ của động cơ đồng bộ ĐĐB: Khi đóng stato của động cơ đồng bộ vụo l~ới điện xoay chiéu cé tan s6 fi không đổi, động cơ sẽ làm việc với tốc độ đồng bộ không phụ thuộc vào tải: anf, MSX DKBI Res +Uy- Mạ M 17 Hinh 1.9: Dac tinh co cha DDB. Nh- vay dic tinh oo ofa déng o¢ DPB npy trong phar vi mémen cho phép M < Ma: lụ đ~ờng thang song song với trạc hopnh, véi dé ctmg B = o Tuy nhiên khi mômen vượt quá trị số cực đại cho phép M > Mam thì tốc độ động cơ sẽ lệch khối tốc độ đồng bộ, 1. Động cơ vạn năng 1. Nhận xét về động cơ một chiều kích từ nối tiếp ĐM.„: - Về cấu tạo, DM„ có cuộn kích từ chịu đồng lớn, nên tiết điện to vụ số vòng.
Nhờ đó nó dễ chế tạo vụ ít h— hỏng hơn sơ với ĐMạ, - Động cơ 12M có khả năng quá tải lớn vẻ mmomen. Khi có cùng một hệ số quá tải dòng điện như nhau thì mômen của ‡)M„ lớn hơn mômen của DMa. - Mêmen của ĐM„ Không phụ thuộc vHo sụt áp trên đ-ờng dây tải điện, nghĩa lụ nếu giữ cho déng điện trong động cơ định mức thì mẽmen động cơ cũng lụ định mức, cho dù động cơ nối ở đầu đ~ờng dây hay & cudi d-dng day. Do vậy người ta ứng đụng động cơ l chiều kích từ nối tiếp dé chế tạo động cơ vạn năng có thể chạy điện xoay chiêu hay 1 chiều.
Khi ding dién | chiều vi không có diện áp rơi trên diện kháng nên với cùng một trị số điện áp thi tốc độ quay của động cơ sẽ lớn hơn. Do đó để cho đặc tỉnh của động cơ không thay đổi người ta làm các đầu điện 4p xoay chiều vả một chiều khác nhau như hình 1. Trong dó dầu diện áp xoay chiều ứng với số vòng dây kích từ nhỏ hơn đầu điện áp một chiều. Tụ điện C dimg để giảm nhiễu vô tuyển.10: Động cơ vận năng.
Cau lav cla dong cơ vạn năng Động cơ vạn năng nhìn bể ngoài không khác với động cơ không đồng bộ.