Đồ án Xây dựng đặc tính cơ của động cơ một chiều kích từ độc lập

Lời nói đầu Ngày nay trong cuộc sống hàng ngày chúng ta thường xuyên gặp hệ truyền động điện ở bất kỳ nơi đâu. Như trong các nhà máy xí nghiệp ở các phương tiện lao động, máy bào , máy doa . Trong cuộc sống hàng ngày chúng ta cũng cần và sử dụng nhiều như thang máy . Như vậy có thể nói truyền động điện đã khẳng định được vai trò của nó trong cuộc sống và trong lao động sản xuất. Do sự phát triển ngày càng mạnh mẽ của kỹ thuật điện tử và tin học nên các hệ truyền động điện cũng có các bước phát triển nhảy vọt. Việc ứng dụng tin học và kỹ thuật điện tử với những thiết bị hiện đại như bộ lập trình PLC, CNC, các cảm ứng điện tử Thyristor điều khiển . vào hệ truyền động điện làm cho hệ truyền động điện ngày càng có ưu điểm nổi bật so với hệ truyền động cũ như : Dải điều chỉnh rộng, độ tin cậy cao, gọn nhẹ và khả năng tự động hoá cao. ở nước ta do yêu cầu công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước nên ngày càng xuất hiện nhiều những dây truyền sản xuất mới có mức độ tự động hoá cao với hệ truyền động hiện đại. Việc xuất hiện các hệ truyền động hiện đại đã thúc đẩy sự phát triển, nghiên cứu, đào tạo ngành tự động hoá ở nước ta tiếp thu khoa học kỹ thuật hiện đại nhằm tạo ra những hệ truyền động mớivà hoàn thiện những hệ truyền động cũ. Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp đề tài em được giao là xây dựng đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập. Đây là đề tài có tính thực tiễn cao vì máy điện một chiều được sử dụng rất nhiều trong thực tế cuộc sống. Trong quá trình làm đồ án em được sự chỉ dẫn tận tình của thầy cô trong bộ môn tự động hoá xí nghiệp công nghiệp, trường đại học Bách Khoa Hà Nội. Đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn Đinh Xuân Bái.Thầy đã giupc cho hung em hiểu và nắm vững hơn vê động cơ điện một chiều.Và dã giúp em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này.

doc65 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 14/06/2013 | Lượt xem: 1748 | Lượt tải: 3download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án Xây dựng đặc tính cơ của động cơ một chiều kích từ độc lập, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
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.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docĐồ án tốt nghiệp Xây dựng đặc tính cơ của động cơ một chiều kích từ độc lập.DOC
Luận văn liên quan