Đồ án tốt nghiệp
4
khi đặt trên các cực từ. Các cuộn dây kích từ được đặt trên các cực từ này
được nối tiếp với nhau.
b- Cực từ phụ:
Cực từ phụ được đặt trên các cực từ chính và dùng để cải thiện đổi
chiều. Lõi thép của cực từ phụ thường làm bằng thép khối và trên thân cực
từ phụ có đặt dây quấn mà cấu rạo giống như dây quấn cực từ chính. Cự
c từ
phụ được gắn vào vỏ máy nhờ những bulông.
c- Gông từ:
Gông từ dùng làm mạch từ nối liền các cực từ, đồng thời làm vỏ máy.
Trong động cơ điện nhỏ và vừa thường dùng thép dày uốn và hàn lại. Trong
máy điện lớn thường dùng thép đúc. Có khi trong động cơ điện nhỏ dùng
gang làm vỏ máy.
d- Các bộ phận khác.
Bao gồm:
- Nắp máy : Để bảo vệ máy kh
ỏi những vật ngoài rơi vào làm hư hỏng
dây quấn và an toàn cho người khỏi chạm vào điện. Trong máy điện nhỏ và
vừa nắp máy còn có tác dụng làm giá đỡ ổ bi. Trong trường hợp này nắp
máy thường làm bằng gang.
- Cơ cấu chổi than: để đưa dòng điện từ phần quay ra ngoài. Cơ cấu
chổi than bao gồm có chổi than đặt trong hộp chổi than nhờ một lò xo tì
chặy lên cổ góp. Hộp chổ
i than được cố định trên giá chổi than và cách điện
với giá. Giá chổi than có thể quay được để điều chỉnh vị trí chổi than cho
đúng chỗ. Sau khi điều chỉnh xong thì dùng vít cố định lại.
Đồ án tốt nghiệp
5
1.2.2-Phần quay hay rôto.
Bao gồm những bộ phận chính sau :
Là phần sinh ra suất điện động .Gồm có mạch từ được làm bằng vật
liệu sắt từ(lá thép kĩ thuật ) xếp lại với nhau .Trên mạch từ có ảe rãnh đẻ
lồng dây quấn phần ứng (làm bằng daay điện từ ).
Cuộn dây phần ứng gồm nhiều bôi dây nối vơi nhau theo một qui
luật nhất đị
nh .Mỗi bối dây gồm nhiều vòng dây các đầu dây của bối dây
được nối với các phiến đồng gọi là phiến góp .
Các phiến góp đó được ghép cách điện với nhau và cách điện với
trục gọi là cổ góp hay vành góp.
Tỳ trên cổ góp là cặp trổi than làm bằng than graphit và
được ghép sát vào thành cổ góp nhờ lò xo.
a- Lõi sắt phần ứng:
Dùng để dẫn từ. Thường dùng những tấm thép kỹ thuật điện dày
0,5mm phủ cách điện mỏng ở hai mặt rồi ép chặt lại để giảm tổn hao do
dòng điện xoáy gây nên. Trên lá thép có dập hình dạng rãnh để sau khi ép lại
thì dặt dây quấn vào.
Trong những động cơ trung bình trở lên người ta còn dập những lỗ
thông gió để khi ép lại thành lõi sắt có thể tạo được những lỗ thông gió dọc
trục.
Trong những động cơ điện lớn hơn thì lõi sắt thườ
ng chia thành những
đoạn nhỏ, giữa những đoạn ấy có để một khe hở gọi là khe hở thông gió.
Khi máy làm việc gió thổi qua các khe hở làm nguội dây quấn và lõi sắt.
Đồ án tốt nghiệp
6
Trong động cơ điện một chiều nhỏ, lõi sắt phần ứng được ép trực tiếp
vào trục. Trong động cơ điện lớn, giữa trục và lõi sắt có đặt giá rôto. Dùng
giá rôto có thể tiết kiệm thép kỹ thuật điện và giảm nhẹ trọng lượng rôto.
b- Dây quấn phần ứng:
Dây quấn phần ứng là phần phát sinh ra suất điện động và có dòng điện
chạ
y qua. Dây quấn phần ứng thường làm bằng dây đồng có bọc cách điện.
Trong máy điện nhỏ có công suất dưới vài kw thường dùng dây có tiết diện
tròn. Trong máy điện vừa và lớn thường dùng dây tiết diện chữ nhật. Dây
quấn được cách điện cẩn thận với rãnh của lõi thép.
Để tránh khi quay bị văng ra do lực li tâm, ở miệng rãnh có dùng nêm
để đè chặt hoặc đai chặt dây quấn. Nêm có làm bằng tre, gỗ
hay bakelit.
c- Cổ góp:
Dùng để đổi chiều dòng điẹn xoay chiều thành một chiều. Cổ góp gồm
nhiều phiến đồng có được mạ cách điện với nhau bằng lớp mica dày từ 0,4
đến 1,2mm và hợp thành một hình trục tròn. Hai đầu trục tròn dùng hai hình
ốp hình chữ V ép chặt lại. Giữa vành ốp và trụ tròn cũng cách điện bằng
mica. Đuôi vành góp có cao lên một ít để hàn các đầu dây của các phần tử
dây quấn và các phiế
n góp được dễ dàng.
1.3 - Nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều
Động cơ điện phải có hai nguồn năng lượng .
- Nguồn kích từ cấp vào cuộn kích từ đẻ sinh ra từ thông
kích từ
- Nguồn phần ứng được đưa vào hai chổi than để đưa vào hai
cổ góp của phần ứng .
Đồ án tốt nghiệp
7
Khi cho điện áp một chiều vào hai chổi điện trong dây quấn phần ứng
có điện .Các thanh dẫn co dòng điện nằm trong từ trường sẽ chịu lực tác
dụng làm rôt quay .Chiều của lực được xác định bằng qui tắc bàn tay trái
Khi phần ứng quay được nửa vòng ,vị trí các thanh dẫn đổi chỗ cho
nhau. Do có phiếu góp nhiều dòng điện dữ nguyên làm cho chiều lực từ tác
dụng không thay đổi.
Khi quay .Các thanh d
ẫn cắt từ trường sẽ cảm ứng với suất điện động
E
ư
chiều của suất điện động được xác định theo qui tắc bàn tay phải ,ở động
cơ chiếu sđđ E
ư
ngược chiều dòng điện I
ư
nên E
ư
được gọi là sứ phản điện
động .
Phương trình cân băng điện áp :
U = E
ư
+ R
ư
.I
ư
+I
ư
.
dt
di
-
1.4 - Đặc tính cơ của động cơ điện một chiều:
đặc tính cơ của động cơ điện một chiều là quan hệ giữa tốc độ quay
và mômen quay của động cơ:
ϖ = f(M) hoặc n = f(M)
Lõi thép
Chổi than
Trục
Cổ góp
mạch roto
Đồ án tốt nghiệp
8
trong đó : ϖ - tốc độ góc(rad/s)
n – tốc độ quay (v/ph)
M – momen(Nm)
Có hai loại đặc tính cơ : đặc tính cơ tự nhiên và đặc tính cơ nhân tạo:
1.5 - Phân loại:
Khi xem xét động cơ điện một chiều cũng như máy phát điện một
chiều người ta phân loại theo cách kích thích từ các động cơ. Theo đó ứng
với mỗi cách ta có các loại động cơ điện loại:
Có 4 lo
ại động cơ điện một chiều thường sử dụng :
- Đông cơ điện một chiều kích từ độc lập .
- Đông cơ điện một chiều kích từ song song.
- Đông cơ điện một chiều kích từ nối tiếp .
M
ω
đm
ω
ntđm
ω
o
ω
M
đm
M
M
đm
ω
ω
o
a)Đặc tính cơ tự nhiên
b) Đặc tính cơ nhân tạo
Đồ án tốt nghiệp
9
- Đông cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp .
1.5.1- Kích thích độc lập:
khi nguồn một chiều có công suất ko đủ lớn, mạch điện phần ứng và
mạch kích từ mắc vào hai nguồn một chiều độc lập nhau nên :
I = I
ư
.
1.5.2- Kích thích song song:
khi nguồn một chiều có công suất vô cùng lớn và điện áp ko đổi, mạch
kích từ được mắc song song với mạch phần ứng nên
I = I
u
+I
t
1.5.3- Kích thích nối tiếp:
cuộn kích từ mắc nối tiếp với cuộn dây phần ứng cuộn kích từ có tiết
diện lớn, điện trở nhỏ, số vòng ít, chế tạo dễ dàng nên ta có
I = I
ư
=I
t
.
1.5.4- Kích thích hỗn hợp:
Ta có: I = I
u
+I
t
Với mỗi loại động cơ trênlà tương ứng với các đặc tính, đặc điểm kỹ
thuật điều khiển và ứng dụng là tương đối khác nhau phụ thuộc vào nhiều
nhân tố, ở đề tài này ta chỉ xét đên động cơ điện một chiều kích từ độc lập
và biện pháp hữu hiệu nhất để điều khiển loại động c
ơ này.
1.6 - Đặc tính cơ và điều chỉnh tốc độ của động cơ điện một chiều:
Đặc tính cơ n = f(M) của động cơ điện một chiều
n =
φ
e
C
E
=
φ
−
e
uu
C
R.IU
(1-1)
và vì M = C
M
I
ư
, biểu thức (37-1) có thể viết dưới dạng
Đồ án tốt nghiệp
10
n =
φ
e
C
U
-
2
eM
u
CC
MR
φ
(1-2)
Trong truyền động điện lực một vấn đề tương đối quan trọng đặt ra là
phair phối hợp tốt đặc tính cơ của động cơ điện và đặc tính cơ của tải hoặc
của máy công tác. Tùy theo tính chất của truyền động có thể có những yêu
cầu khác nhau đối với động cơ điện, thí dụ tốc độ không thay đổi hoặc thay
đổi nhiều khi mômen c
ản thay đổi và để thỏa mãn những yêu cầu đó cần
phải dùng các loại động cơ điện khác nhau có đặc tính cơ thích hợp.
Sự phối hợp các đặc tính cơ của động cơ điện và tải còn phải sao cho
luôn đảm bảo được tính ổn định công tác trong chế độ làm việc xác lập cũng
như quá trình quá độ, thí dụ như khi điều chỉnh tốc độ. Để
nghiên cứu điều
kiện làm việc ổn định của hệ truyền động, ta xét đặc tính M = f(n) của động
cơ điện và M
c
= f(n) của tải . ở trường hợp của hình 35-3 , ta thấy sự tăng
tốc độ ngẫu nhiên nào đó (n = n
lv
+ Δn) thì M
c
>M và động cơ điện bị hãm
lại để trở về tốc độ ban đầu n
lv
, ứng với điểm P.
Cũng như vậy, khi xảy ra sự giảm tốc độ đột nhiên M
c
< M động cơ
điện được gia tốc và đạt tốc độ n
lv
. Đây là trường hợp động cơ làm việc ổn
định và từ hình vẽ đó ta thấy điều kiện làm việc ổn định của động cơ như
sau
dn
dM
<
dn
dM
c
(1- 3)
Ngược lại, nếu M = f(n) và M
c
= f(n) có dạng như ở hình 3-3b thì việc
tăng tốc độ đột nhiên sẽ khiến cho động cơ điện có mômen gia tốc dương
làm cho tốc độ tiếp tục tăng mãi, hoặc sự giảm tốc độ sẽ đưa lại hậu quả làm
cho tốc độ tiếp tục giảm. Như vậy là truyền động làm việc không ổn định
ứng với điều kiện :
Đồ án tốt nghiệp
11
dn
dM
<
dn
dM
c
(1-4)
Từ biểu thức 1-2 ta thấy rằng việc điều chỉnh tốc độ của động cơ điện
một chiều có thể thực hiện được bằng cách tha đổi các đại lượng
φ, R
ư
, và U
Phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi
φ được áp dụng
tương đối phổ biến, có thể thay đổi tốc độ được liên tục và kinh tế. Trong
quá trình điều chỉnh hiệu suất
η ≈ C
te
vì sự điều chỉnh dựa trên việc tác dụng
lên mạch kích thích có công suất rất nhỏ so với công suất động cơ. Cần chú
ý rằng, bình thường động cơ làm việc ở chế độ định mức với kích thích tói
đa (
φ=φ
max
) nên chỉ có thể điều chỉnh theo chiều hướng giảm φ, tức là điều
chỉnh tốc độ trong vùng trên tốc độ định mức và giới hạn điều chỉnh tốc độ
bị hạn chế bởi các điều kiện cơ khí và đổi chiêu của máy.
Phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thêm điện trở phụ vào mạch
cơ điện có công suất nhỏ và trên thực tế thường dùng ở
động cơ điện trong
cần trục.
Phương pháp điều chỉnh tốc độ quay bằng cách thay đổi điện áp cũng
chỉ cho phép điều chỉnh tốc độ quay dưới tốc độ định mức vì không thể nâng
cao điện áp hơn điện áp định mức của động cơ điện. Phương pháp này
không gây thêm tổn hao trong động cơ điện, nhưng
đòi hỏi phải có nguồn
riêng có điện áp điều chỉnh được.
Sau đây ta sẽ xét đặc tính cơ và cách điều chỉnh tốc độ của từng loại
động cơ điệnphần ứng để tăng R
ư
chỉ cho phép điều chỉnh tốc độ quay trong
vùng dưới tốc độ quay định mức và luôn kèm theo tổn hao năng lượng trên
điện trở phụ, làm giảm hiệu suất của động cơ điện. Vì vậy phương pháp này
chỉ áp dụng ở động
Đồ án tốt nghiệp
12
HƯƠNG II
TỔNG QUÁT VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP CƠ BẢN ĐỂ ĐIỀU CHỈNH
TỐC ĐỘĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
2.1 - Khái niệm chung:
Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều là rất quan trọng
nó có thể giúp ta rễ ràng chọn lựa phương phù hợp cho từng hệ thống riêng
biệt .
Về phương di
ện điều chỉnh tốc độ, động cơ điện một chiều có nhiều ưu
việt hơn so với loại động cơ khác, không những nó có khả năng điều chỉnh
tốc độ rễ ràng mà cấu trúc mạch lực, mạch điều khiển đơn giản hơn đồng
thời lại đạt chất lượng điều chỉnh cao trong dải
điều chỉnh tốc độ rộng.
Thực tế có hai phương pháp cơ bản để điều chỉnh tốc độ động cơ điện
một chiều:
- Điều chỉnh điện áp cấp cho phần ứng động cơ
- Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ động cơ.
Cấu trúc phần lực của hệ
truyền động điều chỉnh tốc độ động cơ điện
một chiều bao giờ cũng cần có bộ biến đổi. Các bộ biến đổi này cấp cho
mạch phần ứng động cơ hoặc mạch kích từ động cơ. Cho đến nay trong
công nghiệp sử dụng bốn biến đổi chính:
Đồ án tốt nghiệp
13
- Bộ biến đổi máy điện gồm: động cơ sơ cấp kéo máy phát một chiều
hoặc máy điện khuếch đại (KĐM).
- Bộ biến đổi điện từ: Khuyếch đại từ (KĐT).
- Bộ biến đổi chỉnh lưu bán dẫn: chỉnh lưu tiristo (CLT).
- Bộ biến đổi xung áp một chiều: tiristo hoặc tranzito (BBĐXA).
Tương ứng với việc sử
dụng các bộ biến đổi mà ta có các hệ truyền
động như:
- Hệ truyền động máy phát - động cơ (F-Đ).
- Hệ truyền động máy điện khuyếch đại - động cơ (MĐkĐ-Đ).
- Hệ truyền động khuyếch đại từ - động cơ (KĐT-Đ).
- Hệ truyền độngchỉnh lưu tiristo - động cơ (T-Đ).
- Hệ truyền động xung áp - độ
ng cơ (XA-Đ).
Theo cấu trúc mạch điều khiển các hệ truyền động, điều chỉnh tốc độ
động cơ một chiều có loại điều khiển theo mạch kín (ta có hệ truyền động
điều chỉnh tự động) và loại điều khiển mạch hở (hệ truyền động điều khiển
“hở”). Hệ điều chỉnh t
ự động truyền động điện có cấu trúc phức tạp, nhưng
có chất lượng điều chỉnh cao và dải điều chỉnh rộng hơn so với hệ truyền
động “hở”.
Ngoài ra các hệ truyền động điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều còn
được phân loại theo truyền động có đảo chiều quay và không đảo chiều
quay. Đồng thời tuỳ thu
ộc vào các phương pháp hãm, đảo chiều mà ta có
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét