Đề tài Tìm hiểu chung về động cơ điện một chiều và phương pháp điều khiển tốc độ động cơ kích từ độc lập

Lêi nãi ®Çu Ngµy nay trong cuéc sèng hµng ngµy chóng ta th­êng xuyªn gÆp hÖ truyÒn ®éng ®iÖn ë bÊt kú n¬i ®©u. Nh­ trong c¸c nhµ m¸y xÝ nghiÖp ë c¸c ph­¬ng tiÖn lao ®éng, m¸y bµo , m¸y doa... Trong cuéc sèng hµng ngµy chóng ta còng cÇn vµ sö dông nhiÒu nh­ thang m¸y... Nh­ vËy cã thÓ nãi truyÒn ®éng ®iÖn ®· kh¼ng ®Þnh ®­îc vai trß cña nã trong cuéc sèng vµ trong lao ®éng s¶n xuÊt. Do sù ph¸t triÓn ngµy cµng m¹nh mÏ cña kü thuËt ®iÖn tö vµ tin häc nªn c¸c hÖ truyÒn ®éng ®iÖn còng cã c¸c b­íc ph¸t triÓn nh¶y vät. ViÖc øng dông tin häc vµ kü thuËt ®iÖn tö víi nh÷ng thiÕt bÞ hiÖn ®¹i nh­ bé lËp tr×nh PLC, CNC, c¸c c¶m øng ®iÖn tö Thyristor ®iÒu khiÓn... vµo hÖ truyÒn ®éng ®iÖn lµm cho hÖ truyÒn ®éng ®iÖn ngµy cµng cã ­u ®iÓm næi bËt so víi hÖ truyÒn ®éng cò nh­ : D¶i ®iÒu chØnh réng, ®é tin cËy cao, gän nhÑ vµ kh¶ n¨ng tù ®éng ho¸ cao. ë n­íc ta do yªu cÇu c«ng nghiÖp ho¸, hiÖn ®¹i ho¸ ®Êt n­íc nªn ngµy cµng xuÊt hiÖn nhiÒu nh÷ng d©y truyÒn s¶n xuÊt míi cã møc ®é tù ®éng ho¸ cao víi hÖ truyÒn ®éng hiÖn ®¹i. ViÖc xuÊt hiÖn c¸c hÖ truyÒn ®éng hiÖn ®¹i ®· thóc ®Èy sù ph¸t triÓn, nghiªn cøu, ®µo t¹o ngµnh tù ®éng ho¸ ë n­íc ta tiÕp thu khoa häc kü thuËt hiÖn ®¹i nh»m t¹o ra nh÷ng hÖ truyÒn ®éng míivµ hoµn thiÖn nh÷ng hÖ truyÒn ®éng cò. Trong qu¸ tr×nh lµm ®å ¸n tèt nghiÖp ®Ò tµi em ®­îc giao lµ x©y dùng ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp. §©y lµ ®Ò tµi cã tÝnh thùc tiÔn cao v× m¸y ®iÖn mét chiÒu ®­îc sö dông rÊt nhiÒu trong thùc tÕ cuéc sèng. Trong qu¸ tr×nh lµm ®å ¸n em ®­îc sù chØ dÉn tËn t×nh cña thÇy c« trong bé m«n tù ®éng ho¸ xÝ nghiÖp c«ng nghiÖp, tr­êng ®¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi. §Æc biÖt lµ thÇy gi¸o h­íng dÉn §inh Xu©n B¸i.ThÇy ®· giupc cho hung em hiÓu vµ n¾m v÷ng h¬n vª ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu.Vµ d· gióp em hoµn thµnh tèt ®å ¸n tèt nghiÖp nµy. Sinh viªn Ch­¬ng I: Giíi thiÖu chung vÒ ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu. Trong mäi ngµnh s¶n xuÊt hiÖn nay,c¸c c«ng nghÖ tiªn tiÕn,c¸c d©y truyÒn thiÕt bÞ hiªn ®¹i ®ac vµ ®ang th©m nhËp vµo n­íc ta.VíÝ chÝnh s¸ch më cöa cña ®¶ng vµ nhµ n­íc,ch¾c ch¾n nÒn kü thuËt tiªn tiÕn trªn thÕ giíi sÏ ngµy cµng th©m nhËp vµo ViÖt Nam.t¸c dông cña c¸c c«ng nghÖ míi vµ nh­ng d©y truyÒn, thiÕt bÞ hiÖn ®¹i ®· vµ ®ang gãp phÇn tÝch cùc thóc ®Èy sù nghiÖp c«ng nghiÖp ho¸ hiÖn ®¹i ho¸.C¸c m¸y ®iÖn hiÖn ®¹i trong mäi lÜnh vùc ®a phÇn ho¹t ®éng nhê vµo ®iÖn n¨ng th«ng qua c¸c thiÕt bÞ chuyÓn ®æi ®iÖn n¨ng thµnh c¬ n¨ng, nhiÖt n¨ng...trong c¸ d©y truyÒn hiÖn ®¹i , c¸c thiÕt bÞ m¸y mãc kh¸c muèn ho¹t ®éng, vËn hµnh kh«ng thÓ kh«ng kÓ ®Õn c¸c ®éng c¬ ®iÖn.§Æc biÖt h¬n n÷a trong quyÓn b¸o c¸o nµy em muèn ®Ò cËp s©u h¬n n÷a vÒ ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu. Trong rÊt nhiÒu m¸y mãc cÇn ®Õn c¸c lo¹i ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu víi nh÷ng møc c«ng suÊt to nhá kh¸c nhau phï hîp víi chøc n¨ng ho¹t ®éng cña nã. §éng c¬ ®iÖn mét chiÒu dïng ®Ó biÕn ®æi ®iÖn n¨ng thµnh c¬ n¨ng hay c¬ n¨ng thµnh ®iÖn n¨ng (khi h·m). Trong ®éng c¬ ®iÖn cã rÊt nhiÒu lo¹i kh¸c nhau nh­: §éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu ba pha kh«ng ®ång bé Rotor lång sãc hay d©y quÊn, ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu ba pha cã cæ gãp. §éng c¬ ®iÖn mét chiÒu co nh÷ng lo¹i: +§éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp +§éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ song song +§éng c¬ ®Ön mét chiÒu kÝch tõ nèi tiÕp +§éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ hçn hîp hay kÝch tõ b¨bf na ch©m vÜnh cöu. Nãi tãm l¹i ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu ®­îc sö dông réng r·i vµ phæ biÕn trong c¸c d©y truyÒn thiÕt bÞ,c¸c c¬ cÊu vËn hµnh nh­ thang m¸y,m¸y n©ng...Nã cã vai trß quan träng vµ cÇn thiÕt trong qu¸ tr×nh c«ng nghiÖp ho¸ vµ hiÖn ®¹i ho¸ cña ®Êt n­íc ta hiÖn nay.Víi cÊu t¹o kh«ng qu¸ phøc t¹p vµ khã kh¨n cho chung ta chÕ t¹ovµ söa ch÷a nã.Gãp phÇn c¶i thiÖn cuéc sèng, søc lao ®éng cña con ng­êi nãi chung vµ nh©n d©n ViÖt Nam ta nãi riªng. I - Nguyªn lý vµ cÊu t¹o cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu. Khi ®Æt vµo trong tõ tr­êng mét d©y dÉn vµ cho dßng ®iÖn ch¹y qua d©y dÉn th× tõ tr­êng sÏ t¸c dông mét lùc tõ vµo dßng ®iÖn (vµo d©y dÉn) vµ lµm d©y dÉn chuyÓn ®éng.ChiÒu cña tõ lùc ®­îc x¸c ®Þnh b»ng quay t¾c bµ tay tr¸i.§éng c¬ ®iÖn nãi chung vµ ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu nãi riªng th× chóng ®Òu hoatj ®«ng theo quy t¾c nµy. * ) CÊu t¹o chung cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu: 1 ) CÊu t¹o : CÊu t¹o cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu gåm 2 phÇn chÝnh lµ phÇn tÜnh ( Stator ) vµ phÇn ®éng ( Rotor ). A ) PhÇn tÜnh gåm cã : a ) Cùc tõ chÝnh : Cùc tõ chÝnh lµ phÇn sinh ra tõ tr­êng gåm cã lâi s¾t vµ cuén d©y : Lâi s¾t cùc tõ ®­îc lµm tõ c¸c l¸ thÐp kü thuËt hoÆc thÐp cacbon dÇy : 0,5 41 mm ®­îc Ðp l¹i víi nhau vµ t¸n chÆt thµnh mét khèi c¸c cùc tõ ®­îc g¾n vµo vá m¸y b»ng c¸c bul«ng. Mét cÆp cùc tõ (®«i cùc) gåm hai cùc nam - b¾c ®Æt ®èi xøng víi nhau qua trôc ®éng c¬, tuú theo ®éng c¬ mµ ®éng c¬ cã thÓ cã 1,2,3,... c¸c m¸y ®iÖn nhá cùc tõ ®­îc lµm b»ng thÐp khèi. D©y quÊn kÝch tõ lµm b»ng d©y ®ång cã tiÕt diÖn trßn hoÆc ch÷ nhËt ®­îc s¬n c¸ch ®iÖn vµ ®­îc quÊn thµnh tõng cuén. C¸c cuén d©y ®­îc m¾c nèi tiÕp víi nhau. C¸c cuén d©y ®­îc bäc c¸ch ®iÖn cÈn thËn tr­íc khi ®Æt vµo c¸c cùc tõ. b ) Cùc tõ phô : Cùc tõ phô ®­îc ®Æt gi÷a c¸c cùc tõ chÝnh ®Ó c¶i thiÖn t×nh tr¹ng ®æi chiÒu. Cùc tõ phô ®­îc lµm b»ng thÐp khèi trªn ®Æt c¸c cuén d©y quÊn. D©y quÊn cùc tõ phô t­¬ng tù nh­ d©y quÊn cùc tõ chÝnh. c ) G«ng tõ : G«ng tõ lµ phÇn nèi tiÕp c¸c cùc tõ . §ång thêi g«ng tõ lµm vá m¸y , tõ th«ng mãc vßng qua c¸c cuén d©y vµ khÐp kÝn sÏ ch¹y trong m¹ch tõ. Trong m¸y ®iÖn lín g«ng tõ lµm b»ng thÐp ®óc, trong c¸c m¸y ®iÖn nhá g«ng tõ lµm b»ng thÐp l¸ ®­îc uèn l¹i thµnh h×nh trô trßn råi hµn. d ) C¸c bé phËn kh¸c : - ) N¾p m¸y : N¾p m¸y dïng ®Ó b¶o vÖ c¸c chi tiÕt cña m¸y tr¸nh kh«ng cho c¸c vËt bªn ngoµi r¬i vµo trong m¸y cã thÓ lµm háng cuén d©y, m¹ch tõ ...§ång thêi n¾p m¸y ®Ó c¸ch ly ng­êi sö dông víi bé phËn cña m¸y khi ®éng c¬ ®ang quay, ®ang cã ®iÖn. Ngoµi ra n¾p m¸y cßn lµ gi¸ ®ì æ bi cña trôc ®éng c¬. - ) C¬ cÊu chæi than : C¬ cÊu chæi than ®Ó ®­a dßng ®iÖn tõ ngoµi vµo nÕu m¸y lµ ®éng c¬ vµ ®­a dßng ®iÖn ra nÕu m¸y lµ ph¸t ®iÖn. C¬ cÊu chæi than gåm cã 2 chæi than lµm tõ than cacbon th­êng lµ h×nh ch÷ nhËt. Hai chæi than ®­îc ®ùng trong hép chæi than vµ lu«n tú lªn hai vµnh gãp nhê 2 lß xo. Hép chæi than cã thÓ thay ®æi ®­îc vÞ trÝ sao cho phï hîp. B ) PhÇn quay : a ) Lâi s¾t phÇn øng : Lâi s¾t phÇn øng dïng ®Ó dÉn tõ, th­êng ®­îc lµm b»ng t«n Silic dÇy 0,5mm cã phñ mét líp c¸ch ®iÖn sau ®ã ®­îc Ðp l¹i ®Ó gi¶m tæn hao do dßng ®iÖn xo¸y Phuc« g©y lªn. Trªn c¸c l¸ thÐp cã dËp c¸c r·nh ®Ó khi Ðp l¹i t¹o thµnh c¸c r·nh ®Æt cuén d©y phÇn øng vµo. Lâi s¾t lµ h×nh trô trßn vµ ®­îc Ðp cøng vµo víi trôc t¹o thµnh mét khèi thèng nhÊt. Trong c¸c m¸y ®iÖn c«ng suÊt trung b×nh trë lªn ng­êi ta th­êng dËp c¸c r·nh ®Ó khi Ðp l¹i t¹o thµnh c¸c lç th«ng giã lµm m¸t cuén d©y vµ m¹ch tõ. b ) D©y quÊn phÇn øng : D©y quÊn phÇn øng sinh ra suÊt ®iÖn ®éng vµ cã dßng ®iÖn ch¹y qua. Trong m¸y ®iÖn nhá d©y quÊn phÇn øng cã tiÕt diÖn trßn, víi ®éng c¬ cã c«ng suÊt võa vµ lín tiÕt diÖn d©y lµ h×nh ch÷ nhËt. Khi ®Æt d©y quÊn phÇn øng vµo r·nh Rotor ng­êi ta ph¶i dïng c¸c nªm, chÌn lªn bÒ mÆt cña cuén d©y, c¸c nªm nµy n»m trong r·nh ®Æt c¸c c¹nh d©y quÊn ®Ó tr¸nh cho d©y kh«ng bÞ v¨ng ra ngoµi khi d©y chÞu lùc ®iÖn tõ t¸c ®éng. c ) Cæ gãp : Cæ gãp dïng ®Ó ®æi chiÒu dßng ®iÖn xoay chiÒu thµnh mét chiÒu. Cæ gãp gåm nhiÒu phiÕn gãp b»ng ®ång ghÐp l¹i thµnh h×nh trô trßn sau ®ã ®­îc Ðp chÆt vµo trôc. C¸c phiÕn gãp ®­îc c¸ch ®iÖn víi nhau b»ng c¸c tÊm mea ®Æt ë gi÷a. §u«i c¸c phiÕn gãp nh« cao ®Ó hµn ®Çu d©y cuén d©y phÇn øng, mçi phiÕn gãp cã ®u«i chØ hµn mét ®Çu d©y vµ t¹o thµnh c¸c cuén d©y phÇn øng nèi tiÕp nhau. d ) C¸c bé phËn kh¸c : - ) C¸nh qu¹t : C¸nh qu¹t dïng ®Ó lµm m¸t ®éng c¬. C¸nh qu¹t ®­îc l¾p trªn trôc ®éng c¬ ®Ó hót giã tõ ngoµi qua c¸c khe hë trªn n¾p m¸y, khi ®éng c¬ lµm viÖc giã tõ ngoµi vµo qua c¸c khe hë trªn n¾p m¸y , khi ®éng c¬ lµm viÖc giã hót vµo lµm nguéi d©y quÊn, m¹ch tõ. - ) Trôc m¸y : Trôc m¸y ®­îc lµm b»ng lo¹i thÐp cøng nhiÒu cacbon. Trªn trôc m¸y ®Æt lâi thÐp phÇn øng vµ cæ gãp. Hai ®Çu cña trôc m¸y ®­îc gèi lªn 2 vßng bi ë n¾p m¸y. * ) Nguyªn lý lµm viÖc cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu : Tõ tr­êng cña ®éng c¬ ®­îc t¹o ra nhê c¸c cuén d©y 5 cã dßng ®iÖnmét chiÒu ch¹y qua.C¸c cuén d©y nµy gäi lµ cuén c¶m (hay cuén kÝch tõ) vµ ®­îc cuèn quanh c¸c cùc tõ 4.Trªn h×nh vÏ ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu,stator 6 cña ®éng c¬ cã ®Æt c¸c cuén c¶m nªn stator gäi cßn gäi lµ phÇn c¶m.tõ tr­êng do cuén c¶m t¹o ra sÏ t¸c dông mét tõ lùc vµo c¸c d©y dÉn rotor 7 ®Æt trong c¸c r·nh cña rotor 3 khi cã dßng ®iÖn ch¹y qua.Cuén d©y nµy gäi lµ cuén øng.Dßng ®iÖn ®­a vµo cuén øng qua c¸c chæi than 2 vµ cæ gãp 1.Rotor mang cuén øng nªn gäi lµ phÇn øng cña ®éng c¬. - Trong h×nh vÏ c¸c d©y dÉn cuén øng ë nöa trªn rotor cã dßng ®iÖn h­íng vµo,cßn c¸c d©y dÉn ë nöa d­íi cña rotor cã dßng ®iÖn h­íng ra khái h×nh vÏ.Tõ lùc F t¸c dông vµo c¸c d©y dÉn rotor cã chiÒu x¸c ®Þnh theo quy t¾c bµn tay tr¸i sÏ t¹o ra m«men lµm quay rotor ng­îc chiÒu kim ®ång hå.®éng c¬ trªn cã 2 cùc tõ hay mét ®«i cùc (1 cÆp cùc, P=1). - Trong thêi gian ®éng c¬ lµm viÖc,cuén c¶m t¹o ra tõ tr­êng Fd däc trôc cùc tõ vµ ph©n bè ®èi xøng víi cùc tõ.MÆt ph¼ng OO trªn ®ã cã ®Æt chæi than, võa lµ mÆt ph¼ng chung tÝnh vËt lý .§ång thêi dßng ®iÖn trong cuén øng còng t¹o ra tõ tr­êng riªng Fn h­íng ngang trôc cùc tõ .Tõ tr­êng tæng céng trong ®éng c¬ mÊt tÝnh chÊt ®èi xøng däc trôc (h×nh c) vµ mÆt ph¼ng trung tÝnh vËt lý quay ®i mét gãc F (ng­îc chiÒu quay cña rotor)so víi mÆt ph¼ng trung tÝnh h×nh häc. - Khi mµ dßng ®iÖn trung tÝnh cµng m¹nh th× Fn cµng m¹nh vµ gãc quay β cµng lín.Khi ®ã ta cã thÓ nãi ph¶n øng phÇn øng cµng m¹nh. - ph¶n øng phÇn øng lµ mét trong nh÷ng nguyªn nh©n g©y ra tia löa ®iÖn gi÷a chæi than vµ cæ gãp còng nh­ gi÷a c¸c l¸ gãp trong cæp gãp.Chóng ta cã thÓ h¹n chÕ ¶nh h­ëng nµy nhê xoay chæi than theo vÞ trÝ mÆt ph¶ng trung tÝnh vËt lý.(tøc lµ theo gãc β).Th«ng th­êng trong c¸c ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu hiÖn nay, ng­êi ta th­êng thª cùc tõ phô. - Cùc tõ phô ®­îc ®Æt giòa c¸c cùc tõ chÝnh vµ cuén d©y cùc tõ phô sÏ t¹o ra tõ tr­êng ngang trôc so cíi tõ tr­êng chÝnh vµ ng­îc chiÒu víi tõ tr­êng Fn cña cuén øng ®Ó khö tõ tr­êng Fn .Nhê vËy ph¶n øng phÇn øng bÞ h¹n chÕ vµ qu¸ tr×nh chuyÓn m¹ch trong ®éng c¬ sÏ tèt h¬n. - Bëi v× r»ng tõ tr­êng Fn g©y ra ph¶n øng phÇn øng tØ lÖ víi dßng ®iÖn phÇn øng I­nªn cuén d©y cùc tõ phô ®­îc m¾c nèi tiÕp víi cuén d©y phÇn øng.Do vËy khi dßng ®iÖn phÇn øng t¨ng lªn th× cuén d©y cùc tõ phô còng sinh ra tõ truêng ng­îc m¹nh h¬n ®Ó khö tõ tr­êng Fn. - Ngoµi ra,biÖn ph¸p t¨ng khe hë kh«ng khÝ gi÷a Stator vµ rotor còng ®­îc ¸p dông.C¸ch nµy dÉn ®Õn sù t¨ng kÝch th­íc ®éng c¬ vµ ph¶i t¨ng c­êng thªm cuén kÝch tõ chÝnh v× khe hë kh«ng khÝ lín sÏ lµm yÕu tõ tr­êng chÝnh. - Cßn ®èi víi c¸c lo¹i ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu cã c«ng suÊt trung b×nh vµ lín th× biÖn ph¸p chÝnh lµ thªm cuén d©y bï ®Æt trong r·nh ë c¸c cùc tõ chÝnh (Nh­ h×nh vÏ) nh»m t¹o ra tõ th«ng Fb ngùoc chiÒu víi Fn lµm tõ th«ng ë khe hë kh«ng khÝ kh«ng bÞ mÐo n÷avµ cuén bï còng ®­îc m¾c nèi tiÕp víi cuén øng. - Trªn ®©y lµ nguyªn lý lµm viÖc chung cña mét ®éng c¬ ®iÖn nãi chung vµ ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu nãi riªng th× chóng ®Òu ho¹t ®éng dùa theo nguyªn lý nµy.Vµ cïng víi c¸c ph­¬ng ph¸p ®Ó cã thÓ h¹n chÕ ®­îc nh÷ng nh­îc ®iÓm cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu víi c¸c ph­¬ng ph¸p ®· nªu ë trªn. II - §éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp vµ song song. - Trong ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu gåm cã bèn lo¹i kh¸c nhau.Vµ ë ch­¬ng nµy chóng ta ®Ò cËp kü h¬n vÒ hai lo¹i ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp vµ ®éng c¬ ®iÖn mét chiÌu kÝch tõ song song. - Tr­íc tiªn chóng ta cÇn hiÓu vµ ph©n biÖt r»ng hai ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch t­ ®éc lËp vµ ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ song song. - ë ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp, cuén kÝch tõ cÊp ®iÖn tõ nguån ®iÖn ngoµi ®éc lËp víi nguån ®iÖn cÊp cho rotor (Cuén øng). Vµ khi nguån ®iÖn mét chiÒu cã c«ng suÊt kh«ng ®ñ lín, m¹ch ®iÖn phÇn øng vµ m¹ch ®iÖn phÇn kÝch tõ ®­îc m¾c vµo hai nguån ®iÖn mét chiÒu ®éc lËp víi nhau, lóc nµy ®éng c¬ ®­îc gäi lµ ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp. - NÕu cuén kÝch tõ vµ cuén øng ®­îc cÊp ®iÖn bëi cïng mét nguån ®iÖn th× ®éng c¬ lµ lo¹i kÝch tõ song song.Khi nguån ®iÖn mét chiÒu cã c«ng suÊt v« cïng lín vµ ®iÖn ¸p kh«ng ®æi th× phÇn øng vµ phÇn kÝch tõ th­êng m¾c song song.Trong tr­êng hîp nµy mµ nguån ®iÖn cã c«ng suÊt rÊt lín so víi c«ng suÊt ®éng c¬ th× tÝnh chÊt ®éng c¬ sÏ t­¬ng tù nh­ ®éng c¬ kÝch tõ ®éc lËp. 1 - Ph­¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ : - Khi ®éng c¬ lµm viÖc rotor mang cuén øng quay trong tõ tr­êng cña cuén c¶m nªn trong cuén øng l¹i xuÊt hiÖn mét søc ®iÖn ®éng c¶m øng (hay cßn gäi lµ søc ph¶n ®iÖn ®éng).Cã chiÒu ng­îc víi ®iÖn ¸p ®Æt vµo phÇn øng cña ®éng c¬.Theo s¬ ®å nèi d©y cña ®éng c¬ mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp vµ ®éng c¬ mét chiÒu kÝch tõ song song ta cã thÓ viÕt ph­¬ng tr×nh c©n b»ng ®iÖn ¸p cña m¹ch phÇn øng nh­ sau: U = E +I­R­ Trong ®ã: U: ®iÖn ¸p l­íi (V) E: Søc ®iÖn ®éng cña ®éng c¬ (V) I­::dßng ®iÖn phÇn øng cña ®éng c¬ (A) R­:§iÖn trë toµnbé cña m¹ch phÇn øng (V) R­ = R­ +Rp Rp: §iÖn trë phô trong m¹ch phÇn øng (V) R­:§iÖn trë m¹ch phÇn øng (V) R­ = r­ +rct+ rcb + rcp r­ : §iÖn trë cuén d©y phÇn øng . rct : §iÖn trë tiÕp xóc gi÷a chæi than vµ phiÕn gãp. rcb: §iÖn trë cuén bï. rcp:§iÖn trë cuén phô. Søc ®iÖn ®éng E­ cña phÇn øng ®éng c¬ d­îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc: E­ = (*)(*) Trong ®ã P: Sè ®«i cùc tõ chÝnh N:Thanh dÉn t¸c dông cña cuén d©y phÇn øng a: sè ®«i m¹ch nh¸n song song cña cuén d©y phµn øng :Tõ th«ng kÝch tõ d­íi cùc tõ b v: Tèc ®é gãc rad/s K = HÖ sè cÊu t¹o cña ®éng c¬ +NÕu biÓu diÔn søc ®iÖn ®éng theo tèc ®é quay n (vßng/phót) th×: E­ =KeFn Vµ v= = V× vËy E­ =Fn Ke = : HÖ sè søc ®iÖn ®éng cña ®éng c¬ Ke = 0,105K Tõ ph­¬ng tr×nh (*)vµ (**) ta cã: v = - I­ (***) BiÓu thøc (***) lµ ph­¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ ®iÖn cña ®éng c¬. MÆt kh¸c m«men ®iÖn tõ M®t cña ®éng c¬ ®­îc x¸c ®Þnh bëi : M®t = KFI­ Suy ra : I­ = Thay gi¸ trÞ I­ vµo (***) ta ®­îc ph­¬ng tr×nh : v = - M®t NÕu chóng ta bá qua tæn thÊt c¬ vµ tæn thÊt thÐp th× m«men c¬ trªn trôc ®éng c¬ b»ng víi m«men ®iÖn tõ, ta ký hiÖu M. NghÜa lµ M®t = Mc¬ = M. v = - M (****) §©y lµ ph­¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp. 2 - Gi¶ sö r»ng phÇn øng cña ®éng c¬ d­îc bï ®ñ,tõ th«ng F =const, th× ph­¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ ®iÖn(***) vµ ph­¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ (****) lµ tuyÕn tÝnh.Khi ®ã då thÞ cña chóng ®­îc biÓu diÔn trªn h×nh vÏ lµ nh÷ng ®­êng th¼ng. a. §Æc tÝnh c¬ ®iÖn cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiªu kÝch tõ ®éc lËp. b.§Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp. Theo ®å thÞ trªn khi I­ = 0 hoÆc M = 0 ta cã: v = = v0 Khi ®ã th× v0 ®­îc lµ tèc ®é kh«ng t¶i lý t­ëng cña ®éng c¬. Cßn khi v = 0 ta cã tõ ph­¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ vµ ph­¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp.Ta cã: I­ = = Inm M = KFInm Vµ Inm, Mnm ®­îc gäi lµ dßng ®iÖn ng¾n m¹ch vµ momen ng¾n m¹ch cña ®éng c¬. Qua ®å thÞ ®­êng ®Æc tÝnh c¬ ®iÖn, ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ mét chiÒu ta thÊy ®å thÞ lµ ®­êng th¼ng. Nªn ph­¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ cã d¹ng : v = - M lµ hµm bËc nhÊt y = Ax +B, nªn ®­êng biÓu diÔn trªn hÖ to¹ ®é M0 lµ mét ®­êng th¼ng víi ®é dèc am.§­êng ®Æc tÝnh c¬ c¾t trôc tung o t¹i ®iÓm cã tung ®é: v = Tèc dé ®éng c¬ v0 lµ tèc ®é øng víi Mc = 0 nghÜa lµ khi kh«ng cã lùc c¶n nµo c¶.§ã lµ tèc ®é lín nhÊt cña ®éng c¬ mµ kh«ng thÓ ®¹t ®­îc æ chÕ ®é ®éng c¬ v× kh«ng bao giê x¶y ra ®­îc tr­êng hîp Mc = 0 (do lùc ma s¸t lu«n lu«n tån tai khi ®éng c¬ quay)V× vËy nh­ ta ®· nãi ë trªn v0 ®­îc gäi lµ tèc ®é kh«ng t¶i lý t­ëng cña ®éng c¬. Khi mµ toµn bé c¸c th«ng sè ®iÖn cña ®éng c¬ lµ ®Þnh møc nh­ thiÕt kÕ vµ kh«ng m¾c thªm ®iÖn trë phô vµo m¹ch ®éng c¬ th× R­= R­ vµ ph­¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®­îc viÕt lµ: v = - M (*) Th× khi nµy ®­êng ®Æc tÝnh c¬ lóc nµy ®­îc gäi lµ ®­êng ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn vµ ®­êng ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn ®­îc biÓu diÔn nh­ h×nh vÏ: - Víi ®­êng ®Æc tÝnh c¬ nh­ vËy.khi mµ phô t¶i cña ®éng c¬ t¨ng dÇn tõ Mc = 0 ®Õn Mc= M®m (Mc = M®m – 0) th× tèc ®é ®éng c¬ sÏ gi¶m dÇn tõ xuèng F®m (v=v0 - v®m).Khi ®ã ®iÓm A(v®m , M®m) gäi lµ ®iÓm lµm viÖc ®Þnh møc cña ®éng c¬. Ph­¬ng tr×nh : v = - M Vµ : v = - M Cã thÓ viÕt d­íi d¹ng v = v0 - v víi ®é sôt dèc tû lÖ víi m«men t¶i: M = M Chóng ta cã thÓ thÊy râ r»ng ®­êng ®Æc tÝnh c¬ cã thÓ vÏ ®­îc nhê vµo hai ®iÓm v0 vµ A.Còng cã thÓ kÕt hîp mét trong hai ®iÓm ®ã víi mét ®iÓm thø ba lµ ®iÓm c¾t cña ®­êng ®Æc tÝnh c¬ víi trôc hoµnh OM. §iÓm nµy cã tung ®é v = 0 vµ hoµnh ®é ®­îc suy ra tõ ph­¬ng tr×nh( *) : M = Mnm = KF®m = KF®m Inm Trong ®ã : Inm= Mnm, Inm lµ gi¸ trÞ m«men lín nhÊt vµ dßng ®iÖn lín nhÊt cña ®éng c¬ khi ®­îc cÊp ®iÖn ®Çy ®ñ mµ tèc ®é b»ng kh«ng.Tr­êng hîp nµy x¶y ra khi b¾t ®Çu më m¸y, vµ khi ®éng c¬ ®ang ch¹y mµ bÞ dõng l¹i v× kÑt hoÆc t¶i qu¸ lín kh«ng kÐo ®­îc. Vµ dßng ®iÖn Inm nµy lín vµ th­êng b»ng Inm = ( 10420 )I®m. Nã cã thÓ g©y ch¸y háng ®éng c¬ nÕu hiÖn t­îng nµy kÐo dµi. ChÝnh v× nguyªn nh©n nµy ®Ó ®¶m b¶o tuæi thä cña ®éng c¬, ®ång thêi b¶o vÖ ®éng c¬.Nªn khi më m¸y chóng ta ph¶i thªm ®iÖn trë phô vµo m¹ch rotor ®Ó h¹n chÕ dßng ®iÖn më m¸y vµ khi ®éng c¬ ®ang ch¹y mµ bÞ sù cè dõng ®ét ngét th× cÇn ph¶i c¾t ®iÖn cÊp cho ®éng c¬ ngay. 3- ¶nh h­ëng cña c¸c th«ng sè víi ®Æc tÝnh c¬ : Tõ ph­¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiªud kÝch tõ ®éc lËp.Ta thÊy cã ba tham sè ¶nh h­ëng tíi ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬: tõ th«ng ®éng c¬ F,®iÖn ¸p phÇn øng U­,vµ ®iÖn trë phÇn øng cña ®éng c¬.Chóng ta sÏ lÇn l­ît ®Ò cËp nh÷ng ¶nh h­ëng cña c¸c tham sè nµy. ¶nh h­ëng cña ®iÖn trë phÇn øng : Gi¶ thiÕt U­ = U®m = const vµ F = F®m =const §Ó thay ®æi ®iÖn trë m¹ch phÇn øng ta nèi thªm ®iÖn trë phô vµo m¹ch phÇn øng.Trong tr­êng hîp nµy téc ®é kh«ng t¶i lý t­ëng v = = const Cßn ®é dèc (hay ®é cøng) sÏ thay ®æi theo tû lÖ thuËn theo ®iÖn trë tæng céng phÇn øng : b = - = var Nh­ vËy khi t¨ng ®iÖn trë phô Rf trong m¹ch phÇn øng ta ®­îc mét hä ®­êng ®Æc tÝnh nh©n t¹o cïng ®i qua ®iÓm O (0,0). Khi t¨ng Rflín, b cµng nhá nghÜa lµ ®­êng ®Æc tÝnh c¬ cµng dèc.¦ng víi gi¸ trÞ Rf = 0 ta cã ®­êng ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn b = = var Khi Rf = 0 suy ra : Tõ ®ã suy ra bTN cã gi¸ trÞ lín nhÊt nªn ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn cã ®é cøng h¬n tÊt c¶ c¸c ®­íng ®Æc tÝnh cã ®iÖn trë phô. Tãm l¹i khi ta thay ®æi ®iÖn trë phô Rf ta ®­îc mét hä ®­êng ®Æc tÝnh biÕn trë cã d¹ng nh­ h×nh vÏ.¦ng víi mçi phô t¶i Mc nµo ®ã, nÕu Rf cµng lín th× tèc ®é ®éng c¬ cµng gi¶m.Cho nªn ng­êi ta th­êng sö dông ph­¬ng ph¸p nµy ®Ó h¹n chÕ dßng ®iÖn vµ ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ phÝa d­íi tèc ®é c¬ b¶n. ¶nh h­ëng cña ®iÖn ¸p phÇn øng : Gi¶ sö tõ th«ng F = F®m = const ®iÖn trë phÇn øng R­ = const. Khi chóng thay ®æi ®iÖn ¸p theo h­íng gi¶m so víi U®m.V× ®iÖn ¸p ®Æt vµo phÇn øng kh«ng thÓ thay ®æi v­ît qua gi¸ trÞ ®Þnh møc.Trong tr­êng hîp nµy, dé dèc (hay ®é cøng) cña ®Æc tÝnh c¬ kh«ng thay ®æi. b = - = const Cßn tèc ®é kh«ng t¶i lý t­ëng o thay ®æi tû lÖ thuËn víi ®iÖn ¸p cÊp cho ®éng c¬: Nh­ vËy khi thay ®æi ®iÖn ¸p ®Æt vµo phÇn øng,ta ®­îc mét hä ®­êng ®Æc tÝnh c¬ song song víi ®­êng ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn (TN) vµ thÊp h¬n ®­êng ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn.C¸c ®­êng ®Æc tÝnh c¬ nµy gäi lµ c¸c ®­êng ®Æc tÝnh c¬ nh©n t¹o. Chóng ta cã thÓ nhËn thÊy r»ng khi thay ®æi ®iÖn ¸p ( gi¶m ¸p ) th× m«men ng¾n m¹ch, dßng ®iÖn nh¾n m¹ch cña ®éng c¬ gi¶m vµ tèc ®é ®éng c¬ còng gi¶m øng víi mét phô t¶i nhÊt ®Þnh. Do ®ã ph­¬ng ph¸p nµy còng ®­îc sö dông ®Ó ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ vµ h¹n chÕ dßng ®iÖn khi khëi ®éng. ¶nh h­ëng cña tõ th«ng : Gi¶ thiÕt ®iÖn ¸p phÇn øng U­ = U®m = const. §iÖn trë phÇn øng R­ = const. §Ó thay ®æi dßng kÝch tõ Ikt nhê biÕn trë Rkt m¾c ë cuén c¶m. Trong tr­êng hîp nµy tèc ®é kh«ng t¶i lý t­ëng vµ ®é dèc ®Æc tÝnh c¬ ®Òu thay ®æi. + Tèc ®é kh«ng t¶i lý t­ëng + §é cøng ®Æc tÝnh c¬ : Do cÊu t¹o cña ®éng c¬ ®iÖn, thùc tÕ th­êng ®iÒu chØnh gi¶m tõ th«ng. Nªn khi tõ th«ng gi¶m th× vox t¨ng cßn b gi¶m. Ta cã mét hä ®Æc tÝnh c¬ víi vox t¨ng dÇn vµ ®é cøng cña ®Æc tÝnh c¬ gi¶m dÇn khi gi¶m tõ th«ng. Ta nhËn thÊy r»ng khi thay ®æi tõ th«ng : Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch : Momen ng¾n m¹ch : Mnm = KF®m Inm = Var C¸c ®Æc tÝnh c¬ ®iÖn vµ ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ gi¶m khi gi¶m tõ th«ng ®­îc biÓu diÔn trªn h×nh vÏ 4 - §¶o chiÒu ®éng c¬: ChiÒu tõ lùc t¸c dông vµo dßng ®iÖn ®­îc x¸c ®Þnh theo quy t¾c bµn tay tr¸i. Khi ®¶o chiÒu quay tõ th«ng hay ®¶o chiÒu dßng ®iÖn th× tõ lôc cã chiÒu ng­îc l¹i.VËy muèn ®¶o chiÒu ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu cã thÓ thùc hiÖn mét trong hai c¸ch nh­ h×nh vÏ trªn vµ ®­êng ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ khi quay thuËn vµ khi quay ng­îc lµ ®èi xøng nhau qua gèc to¹ ®é. Ph­¬ng ph¸p ®¶o chiÒu tõ th«ng thùc hiÖn ®­îc nhÑ nhµng v× m¹ch tõ th«ng cã c«ng suÊt nhá h¬n m¹ch phÇn øng. Tuy vËy v× cuén kÝch tõ cã sè vßng d©y lín, hÖ sè tù c¶m lín, do ®ã thêi gian ®¶o chiÒu t¨ng lªn nªn ph­¬ng ph¸p nµy Ýt ®­îc sö dông. Ngoµi ra dïng ph­¬ng ph¸p ®¶o chiÒu tõ th«ng th× khi tõ th«ng qua trÞ sè kh«ng cã thÓ lµm tèc ®é t¨ng qu¸, kh«ng tèt cho ®éng c¬. 5 - Khëi ®éng ®éng c¬ mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp : Nh­ chóng ta ®· biÕt lóc b¾t ®Çu ®ãng ®iÖn cho ®éng c¬, tèc ®é ®éng c¬ cßn b»ng kh«ng nªn dßng ®iÖn ®éng c¬ lóc nµy ng¾n m¹ch.Vµ dßng ng¾n m¹ch nµy ®­îc tÝnh lµ rÊt lín. T¹o ra m«men ng¾n m¹ch còng rÊt lín: Dßng ®iÖn më m¸y cña ®éng c¬ lµ rÊt lín: §èi víi ®éng c¬ cã c«ng suÊt cµng lín th× R­ th­êng cã gi¸ trÞ cµng nhá vµ khi Êy dßng ®iÖn Inm cµng lín. §iÒu nµy lµm xÊu chÕ ®é chuyÓn m¹ch trong ®éng c¬, ®èt nãng m¹ch ®éng c¬ vµ g©y sôt ¸p l­íi ®iÖn. T×nh tr¹ng nµy cµng xÊu h¬n nÕu hÖ truyÒn ®éng ®iÖn th­êng xuyªn ph¶i më m¸y, ®¶o chiÒu, h·m ®iÖn th­êng xuyªn nh­ ë m¸y trôc, m¸y can ®¶o chiÒu, thang m¸y lªn xuèng.v.v.. Mmm = Mnm = KF®m Inm VËy ®Ó ®¶m b¶o an toµn cho ®éng c¬ vµ c¸c c¬ cÊu truyÒn ®éng còng nh­ ¶nh h­ëng xÊu ®Õn l­íi ®iÖn, ph¶i h¹n chÕ dßng ®iÖn khi më m¸y, kh«ng cho v­ît qua gi¸ trÞ: Imm = (1,5 4 2,5) I®m NghÜa lµ chóng ta cÇn ph¶i thªm ®iÖn trë phô nh­ h×nh vÏ trªn vµo m¹ch phÇn øng sao cho : = C«ng suÊt ®éng c¬ lín th× ph¶i chän Imm nhá. Trong qu¸ tr×nh më m¸y, tèc ®é ®éng c¬ w t¨ng dÇn lªn, søc ®iÖn ®éng cña ®éng c¬ lóc nµy E = KFv còng t¨ng dÇn nh­ng dßng ®iÖn cña ®éng c¬ khi Êy sÏ bÞ gi¶m do ®ã m«men còng sÏ gi¶m. Chóng ta vÏ vµ cã thÓ nh×n thÊy râ h¬n ®iÒu nh÷ng ®iÒu Êyth«ng qua s¬ ®å ®Æc tÝnh c¬ lóc më m¸y cña ®éng c¬ mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp qua mét cÊp ®iÖn trë phô. §Æc tÝnh c¬ ®éng c¬ më m¸y theo mòi tªn trªn ®­êng ®Æc tÝnh c¬ 1 nh­ trªn s¬ ®å.NÕu gi÷ nguyªn Rp trong m¹ch phÇn øng th× khi tèc ®é t¨ng theo ®Æc tÝnh 1 tíi ®iÓm B, m«men ®éng c¬ gi¶m tõ më m¸y Mmm, xuèng b»ng m«men c¶n Mc ®éng c¬ sÏ quay æn ®Þnh víi tèc ®é gãc thÊp vb.Do vËy khi m«men gi¶m ®i mét møc nµo ®ã (ch¼ng h¹n MD) th× ph¶i c¾t ®iÖn trë phô trong mach phÇn øng nhê ®ãng tiÕp ®iÓm k ®Ó ®éng c¬ trë vÒ lµm viÖc (hay tiÕp tôc më m¸y). Trªn dÆc tÝnh tù nhiªn t¹i ®iÓm E. Lóc nµy m«men ®éng c¬ ME l¹i lín h¬n nhiÒu m«men t¶i MC nªn ®éng c¬ tiÕp tôc t¨ng nhanh. Tíi ®iÓm A th× m«men ®éng c¬ b»ng víi m«men c¶n MD = MC vµ ®éng c¬ sÏ ch¹y æn ®inh víi tèc ®é vA trªn ®­êng ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn. Chóng ta cÇn ph¶i chó ý r»ng khi ®ãng tiÕp ®iÓm K ®Ó c¾t ®iÖn trë phô Rf ra khái m¹ch Rotor th× ngay lËp tøc ®éng c¬ chuyÓn tõ ®iÓm lµm viÖc D trªn ®­êng ®Æc tÝnh c¬ nh©n t¹o1 sang lµm viÖc trªn ®­êng ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn 2. Do qu¸n tÝnh c¬ häc, khi chuyÓn ®Æc tÝnh tèc ®é ®éng c¬ kh«ng kÞp thay ®æi trong mét thêi gian qóa ng¾n nªn ®o¹n chuyÓn ®æi DE lµ n»m ngang. Më m¸y ®éng c¬ theo s¬ ®å nèi d©y gäi lµ më m¸y ®éng c¬ qua mét cÊp ®iÖn trë. Trong thùc tÕ ®Ó gi¶m bít sù biÕn ®éng m«men vµ thêi gian lóc më m¸y th× ®éng c¬ th­êng më m¸y qua vµi cÊp ®iÖn trë phô.chóng ta cã thÓ më m¸y ®éng c¬ qua 2 cÊp, 3 cÊp... ®iÖn trë phô víi c¸c ®Æc tÝnh c¬ t­¬ng øng nh­ khi më m¸y ®éng c¬ qua mét cÊp ®iÖn trë vµ c¸c ®iÖn trë phô nµy ®­îc tÝnh chän sao cho c¸c ®Æc tÝnh c¬ më m¸y cã c¸c ®iÓm chuyÓn ®æi t­¬ng øng víi c¸c m«men: M1 (2 4 2,5) M®m M2 ( 1,1 4 1,3) M®m Tãm l¹i ®Ó h¹n chÕ dßng ®iÖn qu¸ lín lóc më m¸y th× chóng ta cÇn ph¶i thªm ®iÖn trë phô vµo m¹ch phÇn øng. Trong qu¸ tr×nh ®éng c¬ t¨ng tèc ph¶i lo¹i bá dÇn c¸c ®iÖn trë phô ( ®iÖn trë më m¸y ) ra khái mach phÇn øng cña ®éng c¬. Ch­¬ng II : C¸c ph­¬ng ¸n §iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu . Nh­ ta ®· biÕt ngµy nay tuyÖt ®¹i ®a sè c¸c nhµ m¸y s¶n xuÊt tõ nhá ®Õn lín, tõ ®¬n lÎ ®Õn c¶ mét d©y chuyÒn s¶n xuÊt ®Òu sö dông truyÒn ®éng ®iÖn. §Ó ®¶m b¶o nh÷ng ®ßi hái cña c¸c c«ng nghÖ phøc t¹p kh¸c nhau, n©ng cao møc ®é tù ®éng còng nh­ n¨ng suÊt, c¸c hÖ truyÒn ®éng ®iÖn th­êng ph¶i ®iÒu chØnh tèc ®é , tøc lµ cÇn ph¶i ®iÒu chØnh ®­îc tèc ®é m¸y theo yªu cÇu cña c«ng nghÖ. Cã thÓ ®iÒu chØnh tèc ®é m¸y b»ng ph­¬ng ph¸p c¬ khÝ hoÆc b»ng ph­¬ng ph¸p ®iÖn th«ng qua viÖc ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn, nguån ®éng lùc cña hÖ truyÒn ®éng ®iÖn. ë ®©y ta chØ xem xÐt viÖc ®iÒu chØnh tèc ®é theo ph­¬ng ph¸p ®iÖn, mÆt kh¸c ta còng nªn biÕt viÖc ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn kh¸c víi viÖc tù thay ®æi tèc ®é cña ®éng c¬, ch¼ng h¹n nh­ mét ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp ®ang lµm viÖc t¹i ®iÓm A trªn ®Æc tÝnh c¬ (1) øng víi momen c¶n MA. §Æc tÝnh c¬ (1) øng víi momen ®iÖn ¸p ®Æt vµo phÇn øng ®éng c¬ lµ U1. V× mét lý do nµo ®ã , momen c¶n t¨ng lªn (Mt > MA) Lµm ®éng c¬ bÞ gi¶m tèc ®é. §iÓm lµm viÖc sÏ chuyÓn dÞch theo ®o¹n AT vÒ phÝa tèc ®é gi¶m. Nh­ng tèc ®é cµng gi¶m th× dßng ®iÖn phÇn øng I­ cµng t¨ng vµ momen ®éng c¬ cµng t¨ng. Tíi ®iÓm T th× momen ®éng c¬ sinh ra b»ng momen c¶n (M§ = MT). §éng c¬ sÏ lµm viÖc æn ®Þnh t¹i ®iÓmT víi tèc ®é thÊp h¬n (vT < vA) vµ dßng phÇn øng lín h¬n ®éng c¬ nãng h¬n. §ã lµ hiÖn t­îng tù thay ®æi tèc ®é vµ ®iÓm lµm viÖc dÞch chuyÓn trªn cïng mét ®­êng ®Æc tÝnh c¬. Nh­ng nÕu momen c¶n vÉn gi÷ nguyªn gi¸ trÞ MA nghÜa lµ lóc nµy ®éng c¬ ®ang lµm viÖc æn ®Þnh t¹i ®iÓm A trªn ®­êng ®Æc tÝnh c¬ 1 , ta gi¶m ®iÖn ¸p phÇn øng tõ U1 xuèng U2 (®Æc tÝnh c¬ t­¬ng øng lµ ®­êng 2 ) . Do qu¸n tÝnh c¬ , ®éng c¬ chuyÓn ®iÓm lµm viÖc tõ ®iÓm A trªn ®­êng 1 sang ®iÓm B trªn ®­¬ng 2 víi cïng tèc ®é vA . Momen cña ®éng c¬ t¹i ®iÓm B nhá h¬n momen c¶n MA (MB < MA )nªn ®éng c¬ bÞ gi¶m tèc ®é . ®iÓm lµm viÖc tr­ît xuèng ®­êng ®Æc tÝnh c¬ 2. Tèc ®é ®éng c¬ cµng gi¶m th× dßng ®iÖn phÇn øng cµng t¨ng , momen ®éng c¬ cµng t¨ng. Tíi ®iÓm D th× momen ®éng c¬ c©n b»ng víi momen c¶n MA ( MD = MA ) ®éng c¬ sÏ lµm viÖc æn ®Þnh t¹i ®iÓm D víi tèc ®é thÊp h¬n . §ã lµ ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ . Theo nh­ chóng em ®­îc häc th× viÖc ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu tõ ph­¬ng tr×nh : - Cã 3 c¸ch ®iÒu chØnh dùa vµo c¸c th«ng sè cña ph­¬ng tr×nh nh­ : U, F, R­t«ng . Do vËy ta cã c¸c c¸ch sau : §iÒu chØnh tèc ®é b»ng c¸ch thay ®æi ®iÖn ¸p phÇn øng . §iÒu chØnh tèc ®é b»ng c¸ch thay ®æi ®iÖn trë ë m¹ch phÇn øng . §iÒu chØnh tèc ®é b»ng c¸ch thay ®æi tõ th«ng . Sau ®©y ta sÏ t×m hiÓu c¸c ph­¬ng ph¸p : * ) §iÒu chØnh tèc ®é b»ng c¸ch thay ®æi ®iÖn ¸p phÇn øng : Ta cã tõ th«ng ®­îc gi÷ kh«ng ®æi . §iÖn ¸p phÇn øng ®­îc cÊp tõ bé biÕn ®æi. Khi thay ®æi ®iÖn ¸p U cÊp cho cuén d©y phÇn øng, ta cã hä ®Æc tÝnh c¬ øng víi c¸c tèc ®é kh«ng t¶i kh¸c nhau , song song nhau nh­ h×ng vÏ ®­êng ®Æc tinh c¬ trªn . Nh­ ta biÕt ®iÖn ¸p chØ cã thÓ thay ®æi vÒ phÝa gi¶m (U < Udm) nªn ph­¬ng ph¸p nµy chØ cho phÐp ®iÒu chØnh gi¶m tèc ®é . Qu¸ tr×nh ®iÒu chØnh tèc ®é nhê thay ®æi ®iÖn ¸p phÇn øng ®ùoc gi¶i thÝch nh­ sau : Gi¶ sö ®éng c¬ ®ang lµm viÖc t¹i ®iÓm A trªn ®Æc tÝnh c¬ 1 øng víi ®iÖn ¸p U1 trªn phÇn øng. Khi gi¶m ®iÖn ¸p tõ U1 xuèng U2, ®éng c¬ thay ®æi ®iÓm lµm viÖc tõ ®iÓm A cã tèc ®é l¬n h¬n vA trªn ®­¬ng 1 xuèng ®iÓm D cã tèc ®é nhá h¬n (vA vI . Ph­¬ng ph¸p nµy cã nh÷ng ®Æc ®iÓm sau : - §iÖn ¸p phÇn øng cµng gi¶m th× tèc ®é ®éng c¬ cµng nhá . - §iÒu chØnh tr¬n trong toµn bé d¶i ®iÒu chØnh. - §é cøng ®Æc tÝnh c¬ gi÷ kh«ng ®æi trong toµn bé d¶i ®iÒu chØnh . - §é sôt tèc tuyÖt ®èi trªn toµn d¶i ®iÒu chØnh øng víi mét momen lµ nh­ nhau . §é sôt tèc t­¬ng ®èi sÏ lín nhÊt t¹i ®Æc tÝnh c¬ thÊp nhÊt cña d¶i ®iÒu chØnh .Do vËy sai sè tèc ®é t­¬ng ®èi ( sai sè tÜnh ) cña ®Æc tÝnh c¬ thÊp nhÊt kh«ng v­ît qu¸ sai sè cho phÐp cho toµn d¶i ®iÒu chØnh . - D¶i ®iÒu chØnh cña ph­¬ng ph¸p nµy cã thÓ : D ~ 10 : 1 - ChØ thay ®æi ®­îc tèc ®é vÒ phÝa gi¶m ( v× chØ cã thÓ thay ®æi víi U­ <I®m) - Ph­¬ng ph¸p nµy cÇn mét bé nguån cã thÓ thay ®æi tr¬n ®iÖn ¸p ra. * ) S¬ ®å cÊu tróc cña ph­¬ng ph¸p : * ) §iÒu chØnh tèc ®é b»ng c¸ch thay ®æi tõ th«ng : Muèn thay ®æi tõ th«ng ®éng c¬ , ta tiÕn hµnh thay ®æi dßng ®iÖn kÝch tõ cña ®éng c¬ qua mét ®iÖn trë m¾c nèi tiÕp ë m¹ch kÝch tõ . Râ rµng , Ph­¬ng ph¸p nµy chØ cho phÐp t¨ng ®iÖn trë vµo m¹ch kÝch tõ nghÜa lµ chØ cã thÓ gi¶m dßng ®iÖn kÝch tõ ( Ikt < Ikt®m ) do ®ã chØ cã thÓ thay ®æi vÒ phÝa gi¶m tõ th«ng. Khi gi¶m tõ th«ng , ®Æc tÝnh dèc h¬n vµ cã tèc ®é kh«ng t¶i lín h¬n. Ta cã hä ®Æc tÝnh c¬ khi khi gi¶m tõ th«ng nh­ h×nh vÏ trªn. Ph­¬ng ph¸p nµy còng cã nh÷ng ®Æc ®iÓm sau : - Tõ th«ng cµng gi¶m th× tèc ®é kh«ng t¶i lý t­ëng cña ®Æc tÝnh c¬ cµng t¨ng, tèc ®é ®éng c¬ cµng lín, mÒm h¬n . - Cã thÓ ®iÒu chØnh tr¬n trong d¶i ®iÒu chØnh : D ~ 3 : 1 - ChØ thay ®æi ®­îc tèc ®é vÒ phÝa t¨ng theo ph­¬ng ph¸p nµy . - Do ®é dèc ®Æc tÝnh c¬ t¨ng lªn khi gi¶m tõ th«ng nªn c¸c ®Æc tÝnh c¬ sÏ c¾t nhau vµ do vËy , víi t¶i kh«ng lín (M1) th× tèc ®é t¨ng khi tõ th«ng gi¶m , cßn ë vïng t¶i lín (M2) th× tèc ®é cã thÓ t¨ng hoÆc gi¶m tuú theo t¶i . Thùc tÕ , ph­¬ng ph¸p nµy chØ sö dông ë vïng t¶i kh«ng qu¸ lín so víi ®Þnh møc . - Ph­¬ng ph¸p nµy rÊt kinh tÕ v× viÖc ®iÒu chØnh tèc ®é thùc hiÖn ë m¹ch kÝch tõ víi dßng kÝch tõ lµ ( 1 ÷ 10)% dßng ®Þnh møc cña phÇn øng . Tæn hao ®iÒu chØnh thÊp rÊt kinh tÕ. * ) S¬ ®å cÊu tróc cña ph­¬ng ph¸p : * ) §iÒu chØnh tèc ®é b»ng c¸ch thay ®æi ®iÖn trë ë m¹ch phÇn øng : Khi t¨ng ®iÖn trë m¹ch phÇn øng , ®Æc tÝnh c¬ dèc h¬n nh­ng vÉn gi÷ nguyªn tèc ®é kh«ng t¶i lý t­ëng . Hä ®Æc tÝnh c¬ khi thay ®æi ®iÖn trë m¹ch phÇn øng ®­îc biÓu diÔn nh­ trªn. §Æc ®iÓm cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ: - §iÖn trë m¹ch phÇn øng cµng t¨ng, ®é dèc ®Æc tÝnh c¬ cµng lín ( cµng mÒm), ®é æn ®Þnh tèc ®é cµng kÐm vµ sai sè tèc ®é cµng lín. - Ph­¬ng ph¸p nµy cho phÐp thay ®æi tèc ®é vÒ phÝa gi¶m ( do chØ cã thÓ t¨ng thªm ®iÖn trë ). - V× ®iÒu chØnh tèc ®é nhê thªm ®iÖn trë vµo m¹ch phÇn øng nªn tæn hao c«ng suÊt d­íi d¹ng nhiÖt trªn ®iÖn trë khi ®iÒu chØnh lµ kh¸ lín . - D¶i ®iÒu chØnh phô thuéc trÞ sè momen t¶i . T¶i cµng nhá ( M1 ) th× d¶i ®iÒu chØnh D cµng nhá . Nãi chung ph­¬ng ph¸p nµy cho : D ~ 5 : 1 - VÒ nguyªn t¾c ph­¬ng ph¸p nµy cho ®iÒu chØnh tr¬n nhê thay ®æi ®Òu ®iÖn trë nh­ng v× dßng Rotor lín nªn viÖc chuyÓn ®æi ®iÖn trë sÏ khã kh¨n. Thùc tÕ th­êng thùc hiÖn chuyÓn ®æi theo tõng cÆp ®iÖn trë . Víi nh÷ng ®Æc ®iÓm nh­ trªn l¹i g©y tæn hao nªn ph­¬ng ph¸p nµy it ®­îc sö dông. Ch­¬ng III tÝnh to¸n lý thuyÕt thao t¸c thùc hiÖn lÊy kÕt qu¶ thùc nghiÖm vÒ c¸c ®Æc tinh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn 1 chiÒu kÝch tõ ®éc lËp. 3.1.Bµi thÝ nghiÖm x©y dùng ®Æc tÝnh c¬ ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp . 3.1.1. Giíi thiÖu vÒ chøc n¨ng cña phÇn tö vµ nguyªn lý t¸c ®éng cña m¹ch lùc vµ m¹ch ®iÒu khiÓn. 1 ).S¬ ®å thÝ nghiÖm ®­îc tr×nh bµy trªn h×nh (H1) chøc n¨ng cña c¸c thiÕt bÞ trªn s¬ ®å nh­ sau: AT1: Lµ atomat dïng ®Ó ®ãng c¾t dßng ®iÖn mét chiÒu cÊp cho phÇn øng cña ®éng c¬ thÝ nghiÖm. AT2: Lµ atomat dïng ®Ó ®ãng c¾t dßng ®iÖn mét chiÒu cÊp cho phÇn kÝch tõ cña ®éng c¬ thÝ nghiÖm (§TN). AT3: Lµ atomat ®ãng c¾t nguån ®iÖn kÝch tõ cña ®éng c¬ F1. AT4: Lµ atomat ®ãng c¾t dßng ®iÖn phÇn kÝch tõ cña ®éng c¬ F2. AT5: Lµ atomat cÊp nguån ®iÖn cho ®éng c¬ xoay chiÒu ®iÖn trë R2,R3R4 lÇn l­ît lµ c¸c biÕn trë dïng ®Ó thay ®æi dßng kÝch tõ cña ®éng c¬ §TN, F1, F2. A2, A3, A4 : Lµ c¸c ®ång hå Ampemet ®o dßng ®iÖn kÝch tõ trong m¹ch kÝch tõ cña ®éng c¬ §TN, F1, F2. A1, A5 :Lµ hai ®ång hå ®o dßng ®iÖn ph¶n øng ®éng c¬ thÝ nghiÖm vµ tæ m¸y ph¸t ®éng c¬ F1 _ F2. CM1:Lµ chuyÓn m¹ch dïng ®ãng c¾t ®iÖn trë phô (Rf) trong m¹ch phÇn øng cña ®éng c¬ thÝ nghiÖm §TN. CM2: Lµ chuyÓn m¹ch dïng ®ãng c¾t ®iÖn trë h·m vµo song song víi m¹ch phÇn øng khi ®éng c¬ h·m ®éng n¨ng. CM3: Lµ chuyÓn m¹ch cã nhiÖm vô hoµ hai tæ m¸y. V1, V2: Lµ hai ®ång hå V«n kÕ ®o ®iÖn ¸p phÇn øng cña ®éng c¬ F1 vµ F2, §TN. §éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp ®Ó lÊy sè liÖu thùc nghiÖm. F1, F2: Lµ hai ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp, phÇn øng cña F1, F2 ®­îc nèi song song víi nhau theo hÖ truyÒn ®éng m¸y ph¸t - ®éng c¬ (M - §) t¹o thµnh hÖ phô t¶i ®éng ®èi víi ®éng c¬ thÝ nghiÖm §TN. §T: Lµ ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu cã tèc ®é kh«ng ®æi trong suèt qu¸ tr×nh thÝ nghiÖm vµ ®­îc nèi cïng trôc víi ®éng c¬ F2. M: Lµ nót më m¸y ®Ó khëi ®éng ®éng c¬ thÝ nghiÖm. D: Lµ nót dõng dïng ®Ó ng¾t dßng ®iÖn ra khái phÇn øng ®éng c¬ ®ång thêi ®ãng ®iÖn trë h·m vµ phÇn øng ®éng c¬ thÝ nghiÖm §TN. 3.1.2. Nguyªn lý t¸c ®éng cña m¹ch lùc vµ m¹ch ®iÒu khiÓn. §ãng atomat AT1 xoay chuyÓn m¹ch CM3 vÒ vÞ trÝ 18V ®Ó h¹n chÕ dßng ®iÖn khi khëi ®éng (tiÕp ®iÓm CM3 (3-7) trªn m¹ch ®iÒu khiÓn ®ãng l¹i) chuÈn bÞ cho qu¸ tr×nh më m¸y. §Ó më m¸y Ên nót M, cuén §g cã ®iÖn tiÕp ®iÓm duy tr× Dg (1-3) ®ãng trªn m¹ch lùc tiÕp ®iÓm Dg (N1-N2) ®ãng dßng ®iÖn qua hai ®iÖn trë ®éng c¬ ®uîc cÊp ®iÖn. Sau khi ®éng c¬ quay ®Ó t¨ng tèc ®é ®éng c¬ ta cÇn c¾t dÇn ®iÖn trë phô xoay chuyÓn m¹ch CM3 ®Õn vÞ trÝ R= 4V ®iÓm CM3 (3-9) ®ãng cuén K1 ®­îc cÊp ®iÖn, tiÕp ®iÓm T1, T2 trªn m¹ch lùc ®ãng l¹i ®iÖn trë cã R= 14V ra khái phÇn øng cña ®éng c¬.TiÕp tôc t¨ng tèc ®é ®éng c¬ b»ng c¸ch xoay chuyÓn m¹ch CM3 vÒ vÞ trÝ CM3 (3-13) cuén K1 mÊt ®iÖn, cuén K2 cã ®iÖn nªn tiÕp ®iÓm T1, T2 më ra, tiÕp ®iÓm T3, T4 ®ãng l¹i. Hoµn toµn c¸c ®iÖn trë phô t¸ch ra khái phÇn øng ®éng c¬.Muèn dõng ®éng c¬ vµ thùc hiÖn h·m ®éng n¨ng ta xoay chuyÓn m¹ch CM2 ®Õn vÞ trÝ ®iÖn trë cÇn h·m (vÝ dô RH = 4V) råi Ên nót dõng, M cuén Dg mÊt ®iÖn nªn tiÕp ®iÓm Dg (N1- N2) trªn m¹ch lùc më ra ®éng c¬ ®iÖn ®­îc c¨t ®iÖn ®ång thêi D (17-19) ®ãng l¹i. Cuén H cã ®iÖn, tiÕp ®iÓm duy tr× H (17-21) ®ãng ®Î duy tr× D (17-19).Do cuén H cã ®iÖn nªn tiÕp ®iÓm H1, H2 còng ®ãng, cuén K3 cã ®iÖn c¸c tiÕp ®iÓm T5, T6 ®ãng nªn ®iÖn trë h·m R=4V§­îc ®Êu song song víi ®éng c¬.§éng c¬ thùc hiÖn qu¸ tr×nh h·m ®éng n¨ng nªn h·m ë ®iÖn trë h·m R=8V th× xoay chuyÓn m¹ch vÒ vi trÝ RH = 8V nªn cuén K3 kh«ng cã ®iÖn c¸c tiÕp ®iÓm T5, T6 kh«ng ®ãng, dßng ®iÖn phÇn øng ®i qua hai cuén ®iÖn trë hµm. 3.2. Tr×nh tù thao t¸c 3.2.1.Khëi ®éng hai tæ m¸y - Khëi ®éng tæ m¸y ®éng c¬ thÝ nghiÖm §TN vµ m¸y ph¸t F1 theo tr×nh tù sau: + §ãng atomat AT1 cÊp ®iÖn cho toµn bé hÖ thèng + §ãng atomat AT2 cÊp dßng kÝch tõ cho phÇn kÝch tõ cña ®éng c¬ thÝ nghiÖm §TN. + §ãng atomat AT3 cÊp dßng ®iÖn kÝch tõ cho ¸y ph¸t F1. + ChuyÓn m¹ch CM1 vÒ vÞ trÝ Rf = 18V ®Ó h¹n chÕ dßng ®iÖn khëi ®éng. + Ên nót M ®Ó khëi ®éng ®éng c¬ thÝ nghiÖm. + §­a chuyÓn m¹ch CM1 vÒ vÞ trÝ Rf = 0 ®Ó t¨ng tèc ®é cña ®éng c¬ thÝ nghiÖm §TN. 3.2.2. Khëi ®éng tæ m¸y F2 - §T + §ãng AT4 cÊp dßng kÝch tõ F2 + §ãng AT5 cÊp ®iÖn cho ®éng c¬ §T. Do m¸y ph¸t F2 ®­îc nèi cïng trôc víi ®éng c¬ §T nªn lóc nµy ®éng c¬ §T kÐo m¸y ph¸t F2 quay, F2 lµm viÖc ë chÕ ®é m¸y ph¸t. 3.2.3.Hoµ hai tæ m¸y ®Ó t¹o thµnh hÖ phô t¶i ®éng Theo s¬ ®å m¾c F1, F2 ta cã dßng ®iÖn phÇn øng cña m¸y ph¸t : §iÒu kiÖn ®Ó hoµ hai tæ m¸y lµ ®iÖn ¸p ®Çu phÇn øng cña F1 vµ F2 b»ng nhau vÒ trÞ sè vµ cïng chiÒu, c¸c gi¸ trÞ m¸y ®­îc kiÓm tra nhê Volmet V1 vµ V2. Nªn 2 gi¸ trÞ nµy kh¸c nhau muèn hoµ hai tæ m¸y ta ph¶i ®iÒu chØnh R2 ®Ó c¸c vÞ trÝ sè ®iÖn ¸p nµy b»ng nhau, sau ®ã ®ãng chuyÓn m¹ch CM3 ®Ó hoµ. §iÒu kiÖn ®iÖn ¸p cña hai m¸y ph¸t F1 vµ F2 b»ng nhau vÒ trÞ sè vµ cïng dÊu ®Ó ®¶m b¶o cho søc ®iÖn ®éng cña F1 vµ F2 cã trÞ sè b»ng nhau nh­ng ng­îc chiÒu.Do ®ã khi ®ãng chuyÓn m¹ch hoµ hai tæ m¸y th× dßng ®iÖn trong m¹ch phÇn øng cña F1 vµ F2 cã trÞ sè : HÖ lµm viÖc an toµn ë tr¹ng th¸i kh«ng t¶i. 3.2.4.Thao t¸c lÊy sè liªu ®Ó vÏ ®­êng ®Æc tÝnh c¬ sau khi hoµ hai tæ m¸y Muèn vÏ ®­îc ®­êng ®Æc tÝnh c¬ khi ®éng c¬ lµm viÖc ë chÕ ®é ®éng c¬ ta ph¶i ®iÒu chØnh sao cho søc ®iÖn ®éng cña m¸y ph¸t F1 lu«n lín h¬n søc ®iÖn ®éng cña m¸y ph¸t F2 (F1 > F2) trong suèt qu¸ tr×nh lµm thÝ nghiÖm. V× khi EF1 > Ef2 dßng ®iÖn sÏ ®i tõ F1 sang F2 khi ®ã m¸y ph¸t F1 lµm viÖc ë chÕ ®é m¸y ph¸t nªn ®éng c¬ thÝ nghiÖm §TN lµm viÖc ë chÕ ®é ®éng c¬, m¸y ph¸t F2 lµm viÖc ë chÕ ®é ®éng c¬ cßn ®éng c¬ truyÒn ®éng §T sÏ lµm viÖc ë chÕ ®é m¸y ph¸t. Ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh lµ gi¶m kÝch thÝch c¶ m¸y ph¸t F2 b»ng c¸ch gi¶m ®iÖn trë R4. Nh­ vËy trong suèt qu¸ tr×nh lÊy sè liÖu thÝ nghiÖm th× ®éng c¬ §TN lµm viÖc ë chÕ ®é ®éng c¬khi ®ã R4 < R4* (R*4 lµ gi¸ trÞ cña ®iÖn trë R2 khi EF1 = EF2). Trong qu¸ tr×nh thao t¸c viÖc thay ®æi R4 lµm dßng ®iÖn phÇn øng I­ cña hÖ F1- F2 thay ®æi. Do F1 ®­îc nèi cïng trôc víi ®éng c¬ thÝ nghÖm §TN nªn m«men MF1 cña m¸y ph¸t F1 còng lµ momen cÇn trªn trôc ®éng c¬ §TN ta cã: MC§TN = MF1 Nh­ vËy víi mçi gi¸ trÞ cña R4 ta x¸c ®Þnh d­îc mét ®iÓm trªn ®­êng ®Æc tÝnh. Thao t¸c lÊy sè liÖu trªn c¸c ®­êng ®Æc tÝnh c¬ lÇn l­ît ®­îc thùc hiÖn øng víi c¸c ®­êng ®Æc tÝnh sau: §­êng ®Æc tÝnh tù nhiªn : §­êng ®Æc tÝnh gi¶m tõ th«ng víi : FKT = 0,65 A vµ IKT = 0,55A. §­êng ®Æc tÝnh biÕn trë víi : RF = 4V vµ RF = 18V §­êng ®Æc tÝnh h·m øng víi : RH = 4V vµ RH = 8V 3.2.5. Thao t¸c lÊy sè liÖu vÏ ®­êng ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn Sau khi hoµ hai tæ m¸y thÝ nghÖm §TN cã U = U®m, F®m = F, Rf = 0.Thay ®æi biÕn trë R4, øng víi mçi ®iÓm x¸c ®Þnh ®ùoc mét ®iÓm n»m trªn ®­êng ®Æc tÝnh tù nhiªn. KiÓm tra gi¸ trÞ dßng ®iÖn trªn Ampemet A5 vµ sö dông ®ång hå ®o tèc ®é víi mçi gi¸ trÞ R4 nhÊt ®Þnh ta cã mét ®iÓm n»m trªn ®­êng ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn, sö dông c«ng thøc: M = KFI­ .  Ta tÝnh vµ t×m ®­îc ®iÓm n»m trªn ®­êng ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn. 3.2.6. Thao t¸c lÊy sè liÖu ®Ó vÏ ®­êng ®Æc tÝnh gi¶m tõ th«ng §iÒu chØnh theo h­íng gi¶m biÕn trë R2 kiÓm tra ®ång hå Ampemet A2 chØ ra gi¸ trÞ dßng kÝch tõ cÇn ®iÒu chØnh sau ®ã thay ®æi biÕn trë R4 víi mçi gi¸ trÞ cña R4 ta t×m ®­îc mét ®iÓm trªn ®­êng ®Æc tÝnh gi¶m tõ th«ng t­¬ng øng. 3.2.7. Thao t¸c lÊy sè liÖu ®Æc tÝnh biÕn trë §­a dßng kÝch tõ ®éng c¬ thÝ nghÖm §TN vÒ ®Þnh møc b»ng biÕn trë R2 kiÓm tra trªn A2. Sau ®ã xoay chuyÓn m¹ch CM1 ®Õn c¸c vÞ trÝ 4V vµ 18V, t¹i mçi vÞ trÝ chuyÓn m¹ch ta thay ®æi biÕn trë R4 ®Ó thu ®­îc mét gi¸ trÞ cña nh÷ng ®iÓm n»m trªn ®­êng ®Æc tÝnh biÕn trë t­¬ng øng. 3.2.8. Thao t¸c lÊy sè liÖu khi h·m ®éng n¨ng Thùc hiÖn qu¸ tr×nh h·m ®éng n¨ng b»ng c¸ch chuyÓn m¹ch CM2 ë gi¸ trÞ ®iÖn trë cÇn h·m sau ®ã Ên nót dõng D, qu¸ tr×nh h·m ®éng n¨ng ®­îc thùc hiÖn. Sau khi kÕt thóc phÇn thÝ nghiÖm ®Ó dõng ®éng c¬ ta xoay chuyÓn m¹ch CM3 vÒ vÞ trÝ O ®Ó c¾t rêi hai tæ m¸y sau ®ã c¾t atomat AT1, AT2, AT3, AT4, AT5 qu¸ tr×nh thÝ nghiÖm kÕt thóc. 3.3. X©y dùng ®Æc tÝnh c¬ theo lý thuyÕt B»ng lý thuyÕt vÏ c¸c ®­êng ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp ë c¸c chÕ ®é kh¸c nhau. §éng c¬ thÝ nghiÖm cã c¸c th«ng sè sau: P®m = 2,5KW; U®m = 220V; I®m =14,4A; n= 1000Vßng/ph; R­ =1,56V. Néi dung cña phÇn tÝnh to¸n. 3.3.1.VÏ ®­êng ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn cña ®éng c¬ 3.3.2.VÏ ®­êng ®Æc tÝnh gi¶m tõ th«ng øng víi + Ikt1 = 0,65 A; U =U®m = 220V; Rf =0; R­ = 1,56V + Ikt2 = 0,55A; U = 220; Rf = 0; R­ = 1,56V 3.3.3.VÏ ®­êng ®Æc tÝnh biÕn trë víi +R1= 4V; U = U®m =220V; F®m =F; R­ = 1,56V +R2=18V; U = U®m =220V; F®m =F; R­ = 1,56V 3.3.4. VÏ ®­êng ®Æc tÝnh h·m ®éng n¨ng øng víi +RH1 = 4V +RH2 = 8V Ta nhËn thÊy r»ng tÊt c¶ c¸c ®­êng ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu ®Òu lµ nh÷ng ®­êng th¼ng v× vËy khi x©y dùng ®­êng ®Æc tÝnh c¬ bÊt kú chØ cÇn x¸c ®Þnh ®­îc 2 ®iÓm n»m trªn ®­êng ®Æc tÝnh ®ã lµ ®ñ. Th­êng ®Ó dÔ dµng trong tÝnh to¸n vµ vÏ ng­êi ta chän hai ®iÓm ®ã lµ ®iÓm kh«ng t¶i lý t­ëng vµ ®iÓm lµm viÖc ®Þnh møc hoÆc ®iÓm ng¾n m¹ch. 3.4. Bµi lµm tÝnh to¸n 3.4.1. X©y dùng ®­êng ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn + U = U®m =220V; F®m =F; Rf = 0V Tõ ph­¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp : v = - M Khi Rf = 0 tøc lµ ta cã ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn. §Æc tÝnh nµy ®i qua hai ®iÓm c¬ b¶n ®ã lµ : ( M = 0 ; v = v0 ) vµ ( M = M®m ; v = v®m ) v0 = Víi : KF®m = = = 1,88 Vµ : v®m = = = 104,7 rad/s Nªn : v0 = = 116,7 rad/s Vµ : M®m = = = 23,9 (Nm) Ta cã ®iÓm thø nhÊt (M = 0 ; v = 116,7) §iÓm thø hai lµ ®iÓm ®Þnh møc (M®m = 23,9 ; v®m = 104,7) §­êng ®Æc tÝnh lµ ®­êng (1) trªn h×nh vÏ. 3.4.2. §­êng ®Æc tÝnh gi¶m tõ th«ng Víi m¹ch tõ ch­a b·o hoµ, tõ th«ng cña ®éng c¬ sÏ phô thuéc tuyÕn tÝnh vµo dßng ®iÖn kÝch tõ (F = KIkt ) Gäi Iktx vµ Fx lµ dßng ®iÖn kÝch tõ vµ tõ th«ng cña ®­êng ®Æc tÝnh gi¶m tõ th«ng bÊt kú ta cã. Fx = KIktx F®m = KIktdm a. Khi Ikt1 = 0,65A §iÓm lµm viÖc kh«ng t¶i øng víi ®­êng ®Æc tÝnh gi¶m tõ th«ng F = 0,65: §iÓm kh«ng t¶i khi (F = F®m) Tõ (1) vµ (2) ta cã: Do v0 = 116,4 (rad/s) suy ra vo1 = .116,7 = 129 (rad/s) §iÓm lµm viÖc ng¾n m¹ch: Mnm1 =KF1Inm Mnm®m =KF®mInm Mnm1 = Mnm®m = 1,88 = 239,3 (rad/s) §­êng ®Æc tÝnh ®i qua hai ®iÓm lµ (0 ; 129) vµ (239,3;0) §­êng ®Æc tÝnh lµ ®­êng (2a) trªn h×nh vÏ. b. Khi Ikt = 0,55A TÝnh to¸n t­¬ng tù ta ®­îc ®iÓm kh«ng t¶i øng víi ®­êng ®Æc tÝnh gi¶m tõ th«ng : Ikt = 0,55 (A). v02 = 116,7 = 152,8 (rad/s) §iÓm lµm viÖc ng¾n m¹ch : Mnm2 =KF2Inm Mnm®m =KF®mInm Mnm1 = Mnm®m = 1,88 = 202,5 (rad/s) §­êng ®Æc tÝnh c¬ ®i qua 2 ®iÓm : ( 0 ; 152,8 ) vµ ( 202,5 ; 0 ) Lµ hai ®iÓm ®­êng ®Æc tÝnh gi¶m tõ th«ng ®i qua ®­êng ®Æc tÝnh lµ ®­êng (2b) trªn h×nh vÏ. 3.4.3. §­êng ®Æc tÝnh biÕn trë a .VÏ ®Æc tÝnh c¬ biÕn trë khi Rf = 4V §Æc tÝnh c¬ sÏ ®i qua hai ®iÓm : - §iÓm ®Çu lµ : (v = v0 = 116,7 ; M = 0 ) - §iÓm thø hai lµ : T×m vnt®m øng víi M = M®m = 23,9 Ta cã ph­¬ng tr×nh vnt®m = = = 74,17rad/s §­êng ®Æc tÝnh ®i qua 2 ®iÓm lµ (v = 116,4 ; M = 0) Vµ (v = 74,17; M = 23,9) b . Khi Rf = 18V §Æc tÝnh c¬ sÏ ®i qua hai ®iÓm : - §iÓm ®Çu lµ : (v = v0 = 116,7 ; M = 0 ) - §iÓm thø hai lµ : T×m vnt®m2 øng víi M = M®m = 23,9 Ta cã ph­¬ng tr×nh vnt®m2 = = = 32,68rad/s §­êng ®Æc tÝnh ®i qua 2 ®iÓm lµ: (v0 = 116,7 ; M = 0 ) Vµ (v = -32,68 ; M = 23,9 ) 3.4.4. §­êng ®Æc tÝnh h·m Qu¸ tr×nh h·m ®éng n¨ng tèc ®é ®éng c¬ vµ m«men ®éng c¬ gi¶m dÇn vÒ kh«ng nªn ®­êng ®Æc tÝnh h·m gi¶m sÏ ®i qua ®iÓm ( 0, 0) Nh­ vËy ta chØ cÇn x¸c ®Þnh ®iÓm cßn l¹i : a. Rh1 = 4 Gi¶ sö ®éng c¬ ë tèc ®é v = vnt®m trªn ®­êng ®Æc tÝnh biÕn trë cã Rf =4 ta cã : vhd = -M®m = - 23,9 = 79,4 (rad/s) Ta cã Mhd1 = KFIhd1 = KF = = 50 (Nm) §­êng ®Æc tÝnh ®i qua 2 ®iÓm (50 ; 79,4) vµ (0 ; 0) ®­êng ®Æc tÝnh lµ ®­êng (4a) trªn h×nh vÏ. b. Khi Rh2 = 18V Víi gi¶ thiÕt nh­ trªn ta cã: §iÓm thø nhÊt (0 ; 0) §iÓm thø hai: Mhd2 = KF = = 29,4 (Nm) §­êng ®Æc tÝnh h·m víi Rh2 = 8V ®i qua hai ®iÓm (29,4 ; 79,4) vµ (0 ; 0) ®­êng ®Æc tÝnh lµ ®­êng (4b) trªn h×nh vÏ. Ta thÓ hiÖn c¸c d­êng ®Æc tÝnh trªn ®å thÞ sau: 3.5. X©y dùng ®Æc tÝnh c¬ thùc nghiÖm C¸c th«ng sè ®éng c¬ lµ : U®m = 220V Ikt®m = 0,72A R­ = 1,56 V Η®m = 79% N®m 1000v/ph 3.5.1. §Æc tÝnh c¬ tù nhiªn T­¬ng øng víi Rf = 0 B¶ng sè liÖu thùc nghiÖm I 3 4,5 6 7,5 9 10,5 n 1100 1080 1040 1010 1000 980 v 115,2 113,1 108,9 105,7 104,7 102,6 M 5,64 8,46 11,28 14,1 16,92 19,74 3.5.2. §Æc tÝnh c¬ biÕn trë cña ®éng c¬ T­¬ng øng víi 2 tr­êng hîp : Rf1 = 4V , Rf2 = 18V a. Tr­êng hîp 1 : Rf1 = 4V B¶ng sè liÖu thùc nghiÖm : I 3 4,5 6 7,5 9 10,5 n 1010 940 870 800 780 740 v 105,7 98,4 91,1 83,7 81,6 77,5 M 5,64 8,46 11,28 14,1 16,92 19,74 Tr­êng hîp 2 : Rf1 = 18V B¶ng sè liÖu thùc nghiÖm : I 3 4,5 6 7,5 9 n 890 740 530 360 300 v 93,2 77,5 55,5 37,7 31,4 M 5,64 8,46 11,28 14,1 16,92 3.5.3. §­êng ®Æc tÝnh c¬ gi¶m tõ th«ng cña ®éng c¬ øng víi 2 tr­êng hîp : Ikt1 = 0,65 A : Ikt2 = 0,55 A a. Ikt1 = 0,65 A B¶ng sè liÖu thùc nghiÖm khi : I 3 4,5 6 7,5 9 10,5 n 1100 1070 1040 1010 1000 970 v 115,2 112,1 108,9 105,7 104,7 101,6 M 5,64 8,46 11,28 14,1 16,92 19,74 b. Ikt1 = 0,55 A B¶ng sè liÖu thùc nghiÖm khi I 4,5 6 7,5 9 10,5 n 1120 1080 1060 1050 1040 v 117,3 113,1 110,9 109,9 108,9 M 8,46 11,28 14,1 16,92 19,74 3.5.4. §­êng ®Æc tÝnh c¬ khi ®éng c¬ ®­îc h·m ®éng n¨ng kÝch tõ ®éc lËp øng víi 2 tr­êng hîp : Rh1 = 4V , Rh2 = 8V a. Rh1 = 4V B¶ng sè liÖu thùc nghiÖm khi I 3 4,5 6 7,5 9 10,5 n 65 114 140 200 240 280 v 6,8 11,9 14,6 20,9 25,1 29,3 M 5,64 8,46 11,28 14,1 16,92 19,74 b. Rh1 = 4V B¶ng sè liÖu thùc nghiÖm khi I 3 4,5 6 7,5 9 n 140 180 270 345 400 v 14,6 18,8 28,3 36,1 41,9 M 5,64 8,46 11,28 14,1 16,92 NhËn xÐt: Do sai sè cña phÐp ®o Do sai sè cña ®ång hå Do thay ®æi ®iÖn ¸p nguån Do ë thùc nghiÖm lÊy nhiÒu ®iÓm . KÕt luËn C¸c ®iÓm cña ®­êng ®Æc tÝnh c¬ kh«ng n»m trªn cïng mét ®­êng th¼ng ta chØ lÊy ®iÓm ®Çu vµ ®iÓm cuèi. Nèi t­îng tr­ng c¸c ®iÓm cßn l¹i tÝnh theo to¹ ®é sÏ n»m xung quanh c¸c ®­êng ®· nèi.