Xem mẫu
- §å ¸n m«n häc TruyÒn ®éng ®iÖn
______________________________________________________________________________
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Đề tài
"THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN
TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU
KÍCH TỪ ĐỘC LẬP”
________________________________________________________________________ 1
Sinh viªn thùc hiÖn: Qu¸ch Tr−êng S¬n
Líp : C¬ ®iÖn K49 U«ng BÝ
- §å ¸n m«n häc TruyÒn ®éng ®iÖn
______________________________________________________________________________
MỤC LỤC
Lời nói đầu 1
CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN CÁC THAM SỐ CỦA ĐỘNG CƠ 2
1.1 Các tham ssố cơ bản của động cơ 2
50 1.2 Tính toán các tham số định mức 2
1.3 Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ 3
CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP CẤP ĐIỆNC HO ĐỘNG CƠ 6
2.1 Cung cấp điện cho động cơ bằng máy phát riêng 6
2.2 Giải pháp dùng chỉnh lưu có điều khiển 7
CHƯƠNG III: PHƯƠNG PHÁP KHỞI ĐỘNG - HÃM - ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ 11
3.1 Khởi động động cơ kích từ độc lập 11
3.2 Hãm động cơ một chiều kích từ độc lập 14
a. Hãm tái sinh 14
b. Hãm đấu ngược 16
c. Hãm động năng 17
3.3 Điều chỉnh tốc độ động cơ 18
CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HỆ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG, 19
CHỌN THIẾT BỊ BẢO VỆ
4.1 Thiết kế mạch lực 19
4.1.1 Giới thiệu hệ thống van động cơ
19
4.1.2 Sơ đồ mạch động lực 22
4.1.3 Tính chọn các thiết bị trong sơ đồ mạch lực 23
4.2 Thiết kế mạch điều khỉên 29
4.2.1 Sơ đồ mạch điều khiển 29
4.2.2 Nguyên lý hoạt động 30
4.2.3 Tính chọn các thiết bị bảo vệ cho mạch điều khiển 32
a. Khâu đồng pha 32
b. Khâu tạo điện áp răng cưa 33
c. Khâu so sánh 35
d. Khâu phát xung chùm 35
e. Khâu khuéch đại xung và biến áp xung 37
________________________________________________________________________ 2
Sinh viªn thùc hiÖn: Qu¸ch Tr−êng S¬n
Líp : C¬ ®iÖn K49 U«ng BÝ
- §å ¸n m«n häc TruyÒn ®éng ®iÖn
______________________________________________________________________________
f. Khâu tạo nguồn nuôi 40
4.3 Các thiết bị đo lường bảo vệ 43
4.3.1 Máy phát tốc để tạo phản hồi điện áp cho mạch vòng điên áp 43
4.3.2 Khâu hạn chế dòng 44
4.3.3 Sen sơ để đo lường dòng cho mạch vòng dòng điện 44
CHƯƠNG V: MÔ PHỎNG HỆ BẰNG PHẦN MỀM SIMULINK MATLAB 46
5.1 Sơ lược về Simulink Matlab
46
5.2 Mô hình toán của hệ 47
5.3 Mô phỏng dòng điên, mômen, tốc độ của động cơ 48
KẾT LUẬN 51
TÀI LIỆU THAM KHẢO 52
MỤC LỤC 53
100
________________________________________________________________________ 3
Sinh viªn thùc hiÖn: Qu¸ch Tr−êng S¬n
Líp : C¬ ®iÖn K49 U«ng BÝ
- §å ¸n m«n häc TruyÒn ®éng ®iÖn
______________________________________________________________________________
LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây nền kinh tế thế giới đã phát triển rất nhanh chóng,
trong đó có Việt Nam, nhất là từ khi nước ta chính thức gia nhập tổ chức kinh tế
WTO – một tổ chức kinh tế rất lớn mạnh của thế giới. Song song với sự phát triển
về kinh tế đó phải kể đến sự bùng nổ của khoa học công nghệ về điện tử, tin học,
các hệ thống truyền động điện tự động ngày càng hiện đại và thông minh hơn để
đáp ứng được các yêu cầu của thực tế các quá trình công nghệ.
Đứng trước những biến động và thách thức đó nhà nước ta đã có hàng loạt
các chính sách khuyến khích các tổ chức, cá nhân phát triển sáng tạo ra những thiết
bị về điện để ứng dụng vào sản xuất nhằm phát triển nền kinh tế cao hơn nữa. Ta
thấy hiện nay những thiết bị về tự động hoá của các nước phát triển trên thế giới ồ
ạt lấn chiếm thị trường Việt Nam ta. Đặc biệt ta thấy truyền động điện tự động đang
được ứng dụng rất rọng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp nói chung và công
nghiệp mỏ nói riêng.
Với tất cả những thách thức và cơ hội đó bản thân em là một sinh viên
nghành cơ điện mỏ đang được đào tạo để trở thành một kỹ sư trong tương lai không
xa. Em đã được học một số môn học về tự động hoá đặc biệt là môn Truyền động
điện của thầy giáo – PGS.TS Thái Duy Thức giảng dạy, qua môn học và qua trải
nghiệm từ thực tế em đã nghiên cứu tìm tòi, đọc các tài liệu liên quan đến lĩnh vực
tự động hoá em đã tích luỹ được một vốn kiến thức nho nhỏ với hy vọng sẽ làm
được điều gì đó có ích để ứng dụng vào thực tế sản xuất. Sau khi kết thúc môn học
Truyền động điện và được thầy giáo giao đề tài thiết kế môn học là: “THIẾT KẾ
BỘ ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP” em
đã thu thập tài liệu tham khảo để tính toán thiết kế theo yêu cầu nhưng không thể
tránh khỏi thiếu sót và sai lầm. Qua đây em rất mong được sự chỉ bảo, góp ý của quí
thầy giáo và bạn bè đồng nghiệp để em rút kinh nghiệm bổ xung cho đồ án được
hoàn thiện hơn.
________________________________________________________________________ 4
Sinh viªn thùc hiÖn: Qu¸ch Tr−êng S¬n
Líp : C¬ ®iÖn K49 U«ng BÝ
- §å ¸n m«n häc TruyÒn ®éng ®iÖn
______________________________________________________________________________
150 Em xin trân thành cảm ơn quý thầy cô!
Sinh viên
Quách Trường Sơn
CHƯƠNG I
TÍNH TOÁN CÁC THAM SỐ CỦA ĐỘNG CƠ
1.1 Các thông số cơ bản của động cơ
Theo nhiệm vụ thiết kế thì động cơ đã cho là loại é52 các thông số kỹ thuật
cho ở bảng 1.1 dưới đây:
Bảng1.1
Kiểu Pđm n Iđm Rư+rcp rcks Số Số Số Từ Dòng Tốc Mô Kh
thanh nhánh vòng thông kích độ men lượ
KW vg/p A Ù Ù dẫn song dây hữu từ quay quán của
tác song một ích song cho tính độn
h dung của cực của song phép của cơ
của phần của một định cực phần kg
phần ứng 2a cuộn cực ễ, mức đại ứng J,
ứng song mVb iđm, vg/ph kgm2
N song A
ựkcs
é52 4,5 1000 25,2 0,632 184 992 2 1650 7,9 0,91 2000 0,40 1
Sơ đồ đấu bình thường của động cơ kích từ độc lập cho ở hình 1.1. Cuộn kích
từ của động cơ được cấp điện từ một nguồn độc lập.
Uđm
I
E
Hình
11
Ukt
LỜI NÓI ĐẦU ............................................................................................................ 4
U
CHƯƠNG I ............................................................................................................... 5
________________________________________________________________________ 5
Sinh viªn thùc hiÖn: Qu¸ch Tr−êng S¬n
Líp : C¬ ®iÖn K49 U«ng BÝ
- §å ¸n m«n häc TruyÒn ®éng ®iÖn
______________________________________________________________________________
TÍNH TOÁN CÁC THAM SỐ CỦA ĐỘNG CƠ ................................................... 5
1.1 Các thông số cơ bản của động cơ................................................................. 5
Từ các thông số của bảng 1.1 ta tính được các tham số như sau:
- Tốc độ góc định mức:
ựđm = 0,105.nđm
Trong đó: nđm = 1000 vg/ph
Thay vào công thức ta có:
ựđm = 0,105.1000 = 105 rad/s
- Mô men định mức:
Pdm
M dm =
ω dm
Trong đó: Pđm = 4500 kW
ựđm = 105 rad/s
Thay các thông số vào công thức ta có:
4500
M dm = ≈ 42,86 Nm
105
- Điện trở định mức:
Udm
R dm =
Idm
Trong đó: Uđm = 220 V
Iđm = 25,2 A
Thay các thông số vào công thức ta có:
220
Rdm = ≈ 8,73 Ù
25,2
1.3 Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ é52.
Phương trình đặc tính cơ tự nhiên của động cơ một chiều kích từ độc lập é52:
U Ru
ω= −M
Kφ ( Kφ ) 2
Trong đó: - U = Uđm = 220 V
- Rư là điện trở phần ứng: Rư = 0,632 Ù
________________________________________________________________________ 6
Sinh viªn thùc hiÖn: Qu¸ch Tr−êng S¬n
Líp : C¬ ®iÖn K49 U«ng BÝ
- §å ¸n m«n häc TruyÒn ®éng ®iÖn
______________________________________________________________________________
* Xác định hệ số Kễ: để xác định hệ số Kễ chúng ta căn cứ vào phương trình
200 đặc tính cơ điện tự nhiên của động cơ:
U R
ω= − Iu u
Kφ Kφ
Từ đó rút ra ta có:
U − I u .Ru
Kễ =
ω dm
Thay các thông số:
- U = 220 V
- Iư = Iưđm = 25,2 A
- Rư = 0,632 Ù
- ựđm = 105 rad/s
Vào công thức ta có:
220 − 25,2.0,632
Kễ = ≈ 1,944
105
=> Kễ = 1,944
* Dựng đặc tính cơ tự nhiên bằng cách vẽ đồ thị( hình 1.2):
Để dựng đường đặc tính cơ tự nhiên ta tìm hai điểm:
U 220
+ Điểm thứ nhất có toạ độ: (M = 0; ự = ự0= = ≈ 113,17 rad/s)
Kφ 1,944
Hay là toạ độ điểm I: ( 0 ; 113,17)
+ Điểm thứ hai có toạ độ: (M = Mđm = 42,86 Nm; ự = ựđm = 105 rad/s)
Hay là toạ độ điểm II: (42,86 ; 105)
Từ hai toạ độ điểm I và II ta dựng được đồ thị như sau:
ự
ự0 I
II
ựđm
M
Mđm
________________________________________________________________________
Hình 1.2 7
Sinh viªn thùc hiÖn: Qu¸ch Tr−êng S¬n
Líp : C¬ ®iÖn K49 U«ng BÝ
- §å ¸n m«n häc TruyÒn ®éng ®iÖn
______________________________________________________________________________
* Dựng đặc tính cơ tự nhiên bằng cách sử dụng cấu trúc Matlab (hình 1.3):
Hình 1.3
Ta được đường đặc tính cơ tự nhiên như hình 1.4 dưới đây:
Hình 1.4
________________________________________________________________________ 8
Sinh viªn thùc hiÖn: Qu¸ch Tr−êng S¬n
Líp : C¬ ®iÖn K49 U«ng BÝ
- §å ¸n m«n häc TruyÒn ®éng ®iÖn
______________________________________________________________________________
w CHƯƠNG II
250 PHƯƠNG PHÁP CẤP ĐIỆN CHO ĐỘNG CƠ
Để mà cung cấp điện cho động cơ về mặt lý thuyết ta có các giải pháp như
sau:
Cung cấp điện cho động cơ bằng một máy phát riêng
Cung cấp điện cho động cơ bằng một máy phát riêng có sơ đồ nguyên lý như
hình 2.1 dưới đây:
ĐCKĐB
F D
Hình
21
________________________________________________________________________ 9
Sinh viªn thùc hiÖn: Qu¸ch Tr−êng S¬n
Líp : C¬ ®iÖn K49 U«ng BÝ
- §å ¸n m«n häc TruyÒn ®éng ®iÖn
______________________________________________________________________________
Trên sơ đồ máy phát F được truyền động bởi một động cơ không đồng bộ
(ĐCKĐB) ba pha, máy phát F sẽ cấp điện cho động cơ một chiều.
Để điều chỉnh điện áp ra của máy phát người ta điều chỉnh dòng kích từ của
máy phát F.
Đối với hệ thống này thì công suất đặt gấp ba lần công suất trang bị, bởi vì
máy phát cũng phải có công suất tương đương với động cơ, hơn nữa động cơ cũng
phải có công suất tương đương mói truyền động được cho nó.
- Ưu điểm: - Điện áp ra của máy phát bằng phẳng hơn là chỉnh lưu
- Nhược điểm: - Máy phát khi làm việc gây tiếng ồn, gây tia lửa điện, gây
nhiễu đến các thiết bị khác.
- Gây tổn thất năng lượng lớn, nhất là ở những hệ luôn
thường xuyên khởi động, hãm và điều chỉnh tốc độ. Khi điều
chỉnh tốc độ xuống càng thấp thì tổn thất năng lượng càng lớn.
- Quá trình quá độ chậm hơn so với dùng các thiết bị điện
tử.
- Thiết bị lắp đặt cồng kềnh, giá thành cao.
Giải pháp dùng chỉnh lưu có điều khiển
+ Nguyên lý làm việc:
Sử dụng chỉnh lưu có điều khiển ở đây ta dùng chỉnh lưu cầu ba pha có điều
khiển có sơ đồ nguyên lý như hình 2.2 duới đây:
id
300 T1 T3 T5
u2a
ud
________________________________________________________________________ 10
Sinh viªn thùc hiÖn: Qu¸ch Tr−êng S¬n
Líp : C¬ ®iÖn K49 U«ng BÝ
u R
2c
- §å ¸n m«n häc TruyÒn ®éng ®iÖn
______________________________________________________________________________
Sơ đồ nguyên lý của chỉnh lưu cầu ba pha có điều khiển như trên hình 2.2.
Nó gồm có 6 tiristor và chia làm hai nhóm là catốt chung (T1, T3, T5) và anốt chung
(T2, T4, T6). Điện áp pha thứ cấp của máy biến áp lệch nhau 1200.
u2a = 2.U 2 . sin θ
⎛ 2π ⎞
u 2b = 2 .U 2 . sin ⎜θ − ⎟
⎝ 3 ⎠
⎛ 4π ⎞
u 2 c = 2 .U 2 .sin ⎜θ − ⎟
⎝ 3 ⎠
Biến áp có thể có tổ đấu dây: Y-Y, Y-Ä, Ä-Y và Ä-Ä. Nguyên tắc hoạt động
của sơ đồ như sau:
π
Giả thiết T5 và T6 đang cho dòng chảy qua khi θ = θ 1 = + α cho xung điều
6
khiển vào T1 tiristor này mở ra vì u2a > 0 sự mở của T1 làm T5 bị khoá lại một cách
tự nhiên vì u2a > u2c lúc này T6 và T1 cho dòng chảy qua (hình 2.3).
ud ỏ ỏ ỏ
u2a u2b
u2c
T1 T3 T5
0
ố
T6 T2 T4
________________________________________________________________________ 11
Sinh viªn thùc hiÖn: Qu¸ch Tr−êng S¬n
Líp : C¬ ®iÖn K49 U«ng BÝ ỏ
ỏ ỏ
- §å ¸n m«n häc TruyÒn ®éng ®iÖn
______________________________________________________________________________
Điện áp trên tải là:
ud = uab = u2a – u2b
3π
Khi ố = θ 2 = +α
6
Cho xung điều khiển mở T2 tiristor này mở ra. Sự mở của T2 làm T6 bị khoá
lại một cách tự nhiên vì u2b > u2c. Các xung điều khiển lệch nhau é/3 được lần lượt
đưa đến cực điều khiển của các tiristor thứ tự 1, 2, 3, 4, 5, 6, 1, … Trong mỗi nhóm
khi tiristor mở nó sẽ khoá ngay tiristor dẫn dòng trước nó. Tóm tắt thứ tự cấp xung
điều khiển các van mở, khoá cho ở bảng 2.1.
Bảng 2.1
Thời điểm Xung mở van Van đang dẫn Van khoá
ố1 = ð/6 + ỏ T1 T6 T5
ố2 = 3ð/6 + ỏ T2 T1 T6
ố3 = 5ð/6 + ỏ T3 T2 T1
ố4 = 7ð/6 + ỏ T4 T3 T2
ố5 = 9ð/6 + ỏ T5 T4 T3
ố6 = 11ð/6 + ỏ T6 T5 T4
Vì tải có tính chất R, L:
+ Nếu ỏ ≤ ỏgh - liên tục thì:
________________________________________________________________________ 12
Sinh viªn thùc hiÖn: Qu¸ch Tr−êng S¬n
Líp : C¬ ®iÖn K49 U«ng BÝ
- §å ¸n m«n häc TruyÒn ®éng ®iÖn
______________________________________________________________________________
3 . 6u 2
350 1. u d = . cos α ≈ 2,34.U 2 cos α
π
Ud
2. I d =
R
+ Nếu ỏ > ỏgh - gián đoạn thì:
⎡ − ⎛ θ −α * ⎞
⎜
⎝
⎟
⎠ ⎤
2 .U ⎢ sin (θ − ϕ )− ( ) ⎥
Q
e
1. i d (θ ) =
2
sin α *
−ϕ
Z ⎢ ⎥
⎣ ⎦
( )
−λ
2. sin(α + λ − ϕ ) = sin α − ϕ .e
* * Q
3. U d =
3 6U 2
π
[cos(α + π 3 )− cos(α + λ + π 3 )]
Trong đó:
- ỏ* = ỏ + ð/3
⎛π ⎛π
sin ⎜ − (α gh − ϕ )⎟ = sin ⎜ + α gh − ϕ ⎟.e 3Q
⎞ ⎞ −π
-
⎝3 ⎠ ⎝3 ⎠
X
- Q =
R
+ Ưu nhược điểm:
- Ưu điểm: - Dòng chỉnh lưu tương đối phẳng
- Động cơ ít bị ảnh hưởng bởi các sóng hài bậc cao, không gây
tiếng ồn, gây tia lửa và không làm nhiễu đến thiết bị khác.
- Điện áp ra thay đổi được bằng cách thay đổi góc mở của
tiristor
- Thiết bị nhỏ gọn không cồng kềnh dễ bố trí, lắp đặt.
- Nhược điểm: Điện áp ra của chỉnh lưu không được bằng phẳng như điện áp
ắc quy mà nó chứa cả thành phần xoay chiều cùng với một chiều.
* Kết luận:
________________________________________________________________________ 13
Sinh viªn thùc hiÖn: Qu¸ch Tr−êng S¬n
Líp : C¬ ®iÖn K49 U«ng BÝ
- §å ¸n m«n häc TruyÒn ®éng ®iÖn
______________________________________________________________________________
Sau khi phân tích sơ đồ nguyên lý và phân tích ưu nhược điểm của hai giải
pháp trên đây ta thấy giải pháp thứ hai là dùng chỉnh lưu có nhiều ưu điểm vượt trội
hơn so với dùng hệ thống máy phát để điều chỉnh tốc độ động cơ.
Hơn nữa ta thấy trong giai đoạn hiện nay việc thay thế thiết bị điện tử đang là
giả pháp tối ưu đối với ngành công nghiệp nói chung đặc biệt là trong ngành công
nghiệp mỏ nói riêng.
Chính vì những lý do như vậy nên ở đây ta chọn giải pháp thứ hai là dùng
chỉnh lưu có điều khiển để cấp điện cho động cơ kích từ độc lập é52- công suất
4,5kW-tốc độ 1000 vg/ph.
CHƯƠNG III
PHƯƠNG PHÁP KHỞI ĐỘNG - HÃM - ĐIỀU
CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ
Khởi động động cơ một chiều kích từ độc lập
Từ phương trình cân bằng áp của động cơ:
U = E + Iư . Rư
Trong đó: E : Sức điện động của động cơ (V).
Iư : Dòng điện phần ứng (A).
Rư : Điện trở mạch phần ứng của động cơ (Ù)
Ta xác định được dòng của động cơ khi làm việc ở chế độ động cơ:
U − E U − K φω
Iu = =
Ru Ru
U
Tại thời điểm khởi động ự = 0 do đó dòng khởi động có giá trị : I u = I nm =
Ru
________________________________________________________________________ 14
Sinh viªn thùc hiÖn: Qu¸ch Tr−êng S¬n
Líp : C¬ ®iÖn K49 U«ng BÝ
- §å ¸n m«n häc TruyÒn ®éng ®iÖn
______________________________________________________________________________
220
Đối với động cơ này: I u = I nm = = 348,1 = 13,8.I dm
0,632
Ở những động cơ có công suất trung bình và lớn thì Rư có giá trị rất nhỏ nên dòng
khởi động ban đầu sẽ rất lớn, thường vào khoảng 20 ữ 25 lần dòng định mức. Với
giá trị dòng khởi động lớn như vậy sẽ phá hỏng động cơ cũng như gây sụt áp rất lớn
trên lưới điện.
Để giảm dòng khởi động ta có hai biện pháp. Biện pháp thứ nhất là tăng điện trở
400 mạch phần ứng. Biện pháp thứ hai là giảm điện áp đấu vào động cơ
* Kết luận : ở đây động cơ là động cơ kích từ độc lập é52- công suất 4,5kW-
tốc độ 1000 vg/ph. Vì là động cơ có công suất nhỏ nên ta sử dụng biện pháp thứ hai
là giảm điện áp đấu vào động cơ. Cụ thể là ta sử dụng chỉnh lưu cầu ba pha để thay
đổi điện áp đấu vào động cơ.
* Nguyên lý điều chỉnh điện áp nguồn:
Để nghiên cứu tổng quát hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ kích từ độc lập bằng
cách thay đổi điện áp nguồn chúng ta nghiên cứu sơ đồ tổng quát như hình 3.1.
Trong đó Đ là động cơ một chiều kích từ độc lập, B là bộ biến đổi. Bộ biến đổi ở
đây là bộ biến đổi tĩnh có điều khiển ( chỉnh lưu cầu ba pha). Bộ biến đổi này có
chức năng biến năng lượng xoay chiều thành năng lượng một chiều có S.đ.đ EB điều
B
chỉnh được nhờ tín hiệu điều khiển Uđk.
B
Uđk
Mc
Đ MSX
ự
________________________________________________________________________ 15
Sinh viªn thùc hiÖn: Qu¸ch Tr−êng S¬n
Líp : C¬ ®iÖn K49 U«ng BÝ
Hình
- §å ¸n m«n häc TruyÒn ®éng ®iÖn
______________________________________________________________________________
ở đây bộ biến đổi là bộ chỉnh lưu cầu ba pha có điều khiển, nguyên lý làm việc như
đã trình bày ở mục 2.2 của chương II trang 7.
Với sự phân tích sơ đồ nguyên lý hình vẽ hình 2.2 và hình 2.3. Sau khi thay
đổi điện áp ta có các đường đặc tính cơ là các đường song song với nhau và các
đường đặc tính nhân tạo nằm ở phía dưới đường đặc tính cơ tự nhiên như hình vẽ
3.3 trang 13 bên đây. Để vẽ các đường đặc tính cơ ta sử dụng cấu trúc Matlab như
hình 3.2 trang 13.
Hình
________________________________________________________________________ 16
Sinh viªn thùc hiÖn: Qu¸ch Tr−êng S¬n
Líp : C¬ ®iÖn K49 U«ng BÝ
- §å ¸n m«n häc TruyÒn ®éng ®iÖn
______________________________________________________________________________
Hình 3.3
Khi khởi động ta có:
Ux
I kd = = I n ≤ (2 ÷ 2,5)I dm
Ru
Ux = 2 Iđm.Rư = 2,34.U2.cosỏmax
⎛ 2.I dm Ru ⎞ ⎛ 2.25,2.0,632 ⎞
ỏmax = arccos⎜
⎜ 2,34.U ⎟ ⎟ = arccos⎜ ⎟ = 86,50
⎝ 2 ⎠ ⎝ 2,34.220 ⎠
3.1 Hãm động cơ một chiều kích từ độc lập
Hãm điện của động cơ là trạng thái mà động cơ sinh ra mô men quay ngược
chiều với tốc độ quay (hình vẽ 3.4). Trong tất cả các chế độ hãm động cơ đều làm
việc ở chế độ máy phát. Động cơ kích từ độc lập có ba trạng thái hãm: hãm tái sinh,
hãm ngược và hãm động năng.
ự+
M
(H) ự
Hình 3.3
M ự (ĐC)
450
(ĐC) M M M+
________________________________________________________________________ 17
ự
Sinh viªn thùc hiÖn: Qu¸ch Tr−êng S¬n (H)
Líp : C¬ ®iÖn K49 U«ng BÝ ự
Hình 3.4
- §å ¸n m«n häc TruyÒn ®éng ®iÖn
______________________________________________________________________________
a) Hãm tái sinh (hãm trả năng lượng về nguồn – hình 3.5)
B ự
A
ự0 A
M 0 M Mc M
Hình
Động cơ đang làm việc tại điểm A trên đường đặc tính tự nhiên.
+ Khi Mc = 0 thì động cơ có tốc độ ự0
U
ự0 = → U = kễự0
kφ
Tại ự0 thì: e = kễự0 ↔ tại ự0 thì U = e hay sđđ sinh ra đúng bằng điện áp
lưới.
+ Khi Mc đổi dấu thì động cơ làm việc tại điểm B: eB = kễựB ; ựB > ự0
B B B
nên e > U. Lúc này động cơ làm việc như máy phát điện cấp năng lượng cho lưới
đấu song song với lưới điện (hình 3.6).
U −e
Iu = dòng đổi chiều suy ra
Ru
mô men đổi chiều, tốc độ không đổi chiều mà lại lớn lên
nên trạng thái này là trạng thái hãm, máy phát trả năng
lượng về nguồn, lúc này tải làm cho động cơ trở thành máy
phát (từ động năng → điện năng → về lưới)
________________________________________________________________________ 18
Sinh viªn thùc hiÖn: Qu¸ch Tr−êng S¬n
Hình
Líp : C¬ ®iÖn K49 U«ng BÝ
- §å ¸n m«n häc TruyÒn ®éng ®iÖn
______________________________________________________________________________
Như vậy điều kiện để xảy ra hãm tái sinh là: ự > ự0.
Trong thực tế hãm tái sinh xảy ra khi động cơ chuyển từ tốc độ cao sang tốc độ
thấp (hình 3.7.a) hoặc khi hạ tải (hình 3.7.b).
ự ự ự0
A Nân
ự0
A
B
ự01 0 Mc M
ự0
Mc M Hạ
B
a)
b)
Hình 3.7
b) Hãm đấu ngược
Hãm đấu ngược xảy ra khi mà động cơ được đấu để quay theo chiều này nhưng
thực tế động cơ động cơ lại quay theo chiều ngược lại do tải hoặc do quán tính.
Hãm đấu ngược được thực hiện bằng hai cách.
+Cách 1: đưa thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng(hình 3.8)dùng để giảm
tải.
500 Đưa thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng sao cho mômen ngắn mạch của nó sinh
ra nhỏ hơn mômen cản, nếu mômen cản có tính chất thế thì động cơ sẽ chuyển sang
chế độ hãm đấu ngược. Động cơ làm việc từ A chuyển
A(nâng
sang B sau đó giảm dần tốc độ và dừng lại tại C. ự0 TN
Nhưng mômen ngắn mạch sinh ra nhỏ hơn
mô men cản, do đó dưới tác dụng cử mômen cản
Mnm M M
sẽ kéo cho động cơ quay theo chiều ngược lại
ực D(hạ)
và rơi vào trạng thái hãm đấu ngược, tốc độ động
________________________________________________________________________ 19
Sinh viªn thùc hiÖn: Qu¸ch Tr−êng S¬n Hình 3.8
Líp : C¬ ®iÖn K49 U«ng BÝ
- §å ¸n m«n häc TruyÒn ®éng ®iÖn
______________________________________________________________________________
cơ tăng dần và về làm việc ổn định tại D.
+ Cách 2: đảo chiều điện áp phần ứng (hình 3.9-dùngkhi dừng máy khẩn
cấp)
1 2 1
e e
2
a)
b)
c ựo
A a
1 2 B
e
C M
c)
b -ựo
Hình 3.9 d)
Động cơ đang làm việc tại A nếu mà ta đảo cực tính và đấu thêm điện trở phụ thì
động cơ chuyển sang làm việc tại B (do quán tính nên tốc độ chưa giảm). B là chế
độ hãm đấu ngược, dưới tác dụng của mômen hãm động cơ nhanh chóng dừng lại
tại điểm C.
c) Hãm động năng (hình 3.10)
Hãm động năng được thực hiện bằng cách cắt động cơ ra khỏi lưới điện và đấu vào
điện trở hãm. RH
Iư Iư
e e
________________________________________________________________________ 20
a) ự
Sinh viªn thùc hiÖn: Qu¸ch Tr−êng S¬n
Líp : C¬ ®iÖn K49 U«ng BÝ
ự0
A
nguon tai.lieu . vn