Động cơ điện một chiều kích từ độc lập

GVHD : TRẦN QUANG THỌ SV : NGUYỄN PHÁT ĐẠT NGUYỄN ĐỨC THẮNG I/CẤU TẠO MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU: II/ PHÂN LOẠI ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU: Gồm 4 loại:   Động cơ điện một chiều kích từ độc lập. Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp. Động cơ điện một chiều kích từ song song. Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp. III/ĐẶC TÍNH CƠ ĐỘNG CƠ KÍCH TỪ ĐỘC LẬP: 1/Đặc tính cơ: Phương trình cân bằng điện áp: Uư = Eư + (Rư +Ri )Iư Phương trình đặc tính cơ điện: Phương trình đặc tính cơ: Nếu bỏ qua tổn thất cơ và tổn thất thép thì mômen cơ trên trục động cơ bằng mômen điện từ, ta ký hiệu là M. Nghĩa là Mđt = Mcơ = M. Đây chính là phương trình đặc tính cơ của động cơ một chiều kích từ độc lập. Giả thiết phản ứng phần ứng được bù đủ, từ thông Φ = const, thì các phương trình đặc tính cơ điện và phương trình đặc tính cơ là tuyến tính. Đồ thị của chúng được biểu diễn trên là những đường thẳng. Đồ thị đặc tính cơ điện Đồ thị đặc tính cơ 2/ Xét ảnh hưởng các tham số đến đặc tính cơ: 2.1/Ảnh hưởng của điện trở phần ứng: Giả thiết Uư= Uđm=const và Φ=Φđm=const. Muốn thay đổi điện trở mạch phần ứng ta nối thêm điện trở phụ Rt vào mạch phần ứng. Độ cứng của đặc tính cơ: Đặc tính cơ tự nhiên: Như vậy khi thay đổi điện trở phụ Rf ta được một họ đặc tính biến trở có dạng như hình dưới. Ứng với một phụ tải MC nào đó, nếu Rf càng lớn thì tốc độ động cơ càng giảm, đồng thời dòng điện ngắn mạch và mômen ngắn mạch cũng giảm 2.2/Ảnh hưởng của điện áp phần ứng: Giả thiết từ thông Φ = Φđm = const, điện trở của phần ứng Rư = const. Khi thay đổi điện áp theo hướng giảm so với Uđm, ta có: Khi thay đổi điện áp đặt vào phần ứng động cơ ta được một họ đặc tính cơ song song vớiđặc tính cơ tự nhiên như hình dưới. Ta thấy rằng khi thay đổi điện áp (giảm áp) thì mômen ngắn mạch, dòng điện ngắn mạch của động cơ giảm và tốc độ động cơ cũng giảm ứng với một phụ tải nhất định. 2.3/ Ảnh hưởng của từ thông Giả thiết điện áp phần ứng Uư = Uđm = const. Điện trở phần ứng Rư =const. Muốn thay đổi từ thông ta thay đổi dòng điện kích từ Ikt của động cơ. Tốc độ không tải: Độ cứng đặc tính cơ: Do cấu tạo của động cơ điện, thực tế thường điều chỉnh giảm từ thông. Nên khi từ thông giảm thì ω0x tăng, còn β sẽ giảm. Ta có một họ đặc tính cơ với ω0x tăng dần và độ cứng của đặc tính giảm dần khi giảm từ thông. 3/các trạng thái hãm 3.1/Hãm tái sinh: (có trả năng lượng về nguồn) 3.2/ Hãm ngược: Trạng thái hãm ngược của động cơ xảy ra khi phần ứng dưới tác dụng của động năng tích lũy trong các bô phận chuyển động hoặc do momen thế năng quay ngược chiều với momen điện từ của động cơ. Momen sinh ra bởi động cơ, khi đó chống lại sự chuyển động của cơ cấu sản xuất. Có hai trường hợp hãm ngược: 3.2.1/Đưa điện trở phụ vào mạch phần ứng: Ta có: M = KMΦIh 3.2.2/Đảo chiều điện áp phần ứng: Dòng hãm được tính: Mh = KMΦIh Phương trình đặc tính cơ có dạng: 3.3/ Hãm động năng Khi động năng đang quay muốn thực hiện hãm động năng kích từ độc lập ta cắt phần ứng ra khỏi lưới điện một chiều, và đóng vào một điện trở hãm, còn mạch kích từ vẫn nối với nguồn như cũ. Mạch điện có sơ đồ như hình bên : Ta cần chọn Rh sao cho dòng hãm ban đầu nằm trong giới hạn dòng cho phép: Khi hãm động năng kích từ độc lập, năng lượng chủ yếu được tạo ra do động năng củ động cơ được tích lũy được nên công suất tiêu tốn nằm trong mạch kích từ. Phương trình cân bằng công suất khi hãm động năng: 3.3.2/Hãm động năng tự kích: Hãm động năng tự kích xảy ra khi động cơ đang quay, ta cắt cả phần ứng cuộn kích ra khỏi lưới điện để đóng vào một điện trở hãm. Từ sơ đồ nguyên lý ta có: Iư = Ih +Ikt IV/ MỞ MÁY ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU Các phương pháp mở máy: Mở máy trực tiếp (U=Uđm). Mở máy bằng biến trở. Mở máy bằng điện áp thấp đặt vào phần ứng (U < Uđm). 1/ Mở máy trực tiếp Phương pháp này được thực hiện bằng cách đóng thẳng động cơ vào nguồn điện với điện áp định mức. Với điện áp định mức thì dòng Iư sẽ rất lớn: Dòng điện mở máy quá lớn làm hư hỏng cổ góp, xung lực trên trục làm hư hỏng trục máy. Nên phương pháp này chỉ áp dụng đối với những động cơ công suất nhỏ khoảng vài trăm watt trở xuống vì cỡ công suất này máy có Rư lớn. Do đó khi mở máy : 2/ Mở máy nhờ biến trở:   3/ Mở máy bằng điện áp thấp Umm < Uđm : Trong các thiết bị công suất lớn, biến trở mở máy rất cồng kềnh và đưa lại năng lượng tổn hao lớn, nhất là khi phải mở máy luôn. Nên trong một số thiết bị người ta dùng mở máy không biến trở bằng cách hạ điện áp đặt vào động cơ mở máy. Dùng tổ máy phát – động cơ nguồn điện áp có thể điều chỉnh được của máy phát cung cấp cho phần ứng của động cơ, trong khi đó mạch kích thích của máy phát và động cơ phải được đặt dưới một điện áp độc lập khác. Phương pháp này chỉ áp dụng cho ĐCĐKTĐL. Thường được kết hợp bởi điều chỉnh n. V/ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ: Điều chỉnh tốc độ động cơ DC gồm có 3 phương pháp: Thay đổi từ thông . Thay đổi điện áp đặc vào phần ứng. Thay đổi điện trở phụ trên mạch phần ứng.