Điện công nghiệp - Máy điện II (phần 11)

Chia sẻ: Chau Duong | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

126
lượt xem 39
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Động cơ điện một chiều được sử dụng nhiều trong giao thông và những nơi cần điều chỉnh tốc độ liên tục trong dải rộng - Phân loại động cơ một chiều cũng như máy phát : kích thước độc lập , song song , nối tiếp và hỗn hợp

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Điện công nghiệp - Máy điện II (phần 11)

Ch−¬ng11 §éng c¬ ®iÖn mét chiÒu 11.1 §¹i c−¬ng §éng c¬ ®iÖn 1 chiÒu ®−îc sö dông nhiÒu trong giao th«ng vμ nh÷ng n¬i cÇn ®iÒu chØnh tèc ®é liªn tôc trong d·i réng. Ph©n lo¹i ®éng c¬ 1 chiÒu còng nh− m¸y ph¸t: kÝch thÝch ®éc lËp, song song, nèi tiÕp vμ hæn hîp 11.2 Më m¸y ®éng c¬ ®iÖn 1 chiÒu. Yªu cÇu: - M«men më m¸y cμng lín cμng tèt ®Ó dÓ dμng thÝch øng víi t¶i - Dßng ®iÖn më m¸y cμng bÐ cμng tèt C¸c ph−¬ng ph¸p më m¸y. 1. Më m¸y trùc tiÕp Theo ph−¬ng ph¸p nμy khi cÇn më m¸y ta chØ viÖc ®ãng th¼ng ®éng c¬ vμo l−íi. §Æc ®iÓm cña ph−¬ng ph¸p: T¹i t = 0, khi ®ã n = 0 nªn E = Ceφ n = 0, dßng ®iÖn më m¸y lóc ®ã lμ: U−E U I mm = = v× R− rÊt bÐ, th−êng R−* = 0,2 - Ru Ru 0,1 nªn Imm = (5-10)I®m Ph−¬ng ph¸p nμy chØ ®−îc ¸p dông cho c¸c ®éng c¬ H×nh 7.1 Më m¸y nhê cã c«ng suÊt bÐ, v× víi c¸c ®éng c¬ nμy R− t−¬ng ®èi lín biÕn trë 2. Më m¸y nhê biÕn trë. S¬ ®å më m¸y nh− h×nh 7.1. Do cã biÕn trë m¾c nèi tiÕp vμo m¹ch phÇn øng nªn dßng ®iÖn më m¸y ®−îc tÝnh. U−E U I mm = = . Ru + R f Ru + R f §iÖn trë Rf ®−îc chän sao cho Imm = (1,4-1,7)I®m ®èi víi ®éng c¬ lín vμ Imm = (2,0-2,5)I®m víi ®éng c¬ bÐ. Theo s¬ ®å h×nh 7.1 qu¸ tr×nh më m¸y ®−îc tiÕn H×nh 7.2 Qu¸ tr×nh më m¸y hμnh nh− sau: nhê biÕn trë m¾c vμo m¹ch phÇn Khi t < 0, con tr−ît cña R®c ®Ó ë vÞ trÝ b ®Ó φt cã gi¸ trÞ cùc ®¹i, chuyÓn m¹ch CM ®Æt ë vÞ trÝ sè 1, toμn bé ®iÖn trë phô ®−îc nèi nèi tiÕp víi dq phÇn øng Khi t = 0, ®éng c¬ ®−îc ®ãng vμo l−íi ®iÖn, cã dßng ®iÖn I− vμ φt phÇn øng sÏ xuÊt hiÖn m«men M = CMφtI− nÕu M > MC ®éng c¬ sÏ quay, tèc ®é ®éng c¬ t¨ng tõ 0 ®Õn 1 U −E gi¸ trÞ nμo ®ã, s.®.® t¨ng theo n, (E = Ceφtn). Khi E t¨ng lªn th× I u = gi¶m xuèng, Ru + R f M¸y ®iÖn 2 52
dÉn tíi M gi¶m xuèng, gia tèc gi¶m xuèng. I− vμ M gi¶m theo quy luËt hμm mò, phô thuéc vμo h»ng sè thêi gian R−-L− cña d©y quÊn phÇn øng. T¹i thêi ®iÓm t = t1 khi I− = (1,1 - 1,3)I®m quay chuyÓn m¹ch sang vÞ trÝ 2, c¾t bít mét phÇn Rf ra khái m¹ch phÇn øng, dßng ®iÖn I− l¹i t¨ng lªn, M t¨ng lªn vμ n l¹i tiÕp tôc t¨ng. I− vμ M t¨ng gÇn nh− tøc thêi v× R− rÊt bÐ. Qu¸ tr×nh cø tiÕp tôc nh− vËy cho ®Õn khi toμn bé Rf ®−îc c¾t ra khái m¹ch phÇn øng vμ tèc ®é ®éng c¬ ®¹t ®Õn gi¸ trÞ ®Þnh møc, h×nh 7.2. 3. Më m¸y b»ng c¸ch gi¶m ®iÖn ¸p. Ph−¬ng ph¸p më m¸y nμy gÇn gièng nh− më m¸y nhê biÕn trë nh−ng cÇn ph¶i cã mét bé nguån cã thÓ ®iÒu chØnh ®−îc ®iÖn ¸p. 11.3 §Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu. §Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu lμ quan hÖ n = f(M), ®©y lμ ®Æc tÝnh quan träng nhÊt cña ®éng c¬. Tõ biÓu thøc s.®.® vμ ph−¬ng tr×nh ®iÖn ¸p cña ®éng c¬ 1 chiÒu ta cã: E U − IRu n= = 7.1 Ce φ Ce φ U Ru M v× M = CMφ I nªn n= − 7.2 C e φ C M Ce φ 2 XÐt sù lμm viÖc æn ®Þnh cña ®éng c¬ theo sù phèi hîp ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ vμ ®Æc tÝnh c¬ cña t¶i, h×nh 7.3a,b Tr−êng hîp h×nh 7.3a, v× mét lý do nμo ®Êy tèc ®é cña ®éng c¬ t¨ng lªn n = nlv +Δ n th× MC > M vμ ®éng c¬ sÏ bÞ h·m l¹i ®Ó trë vÒ nlv ban ®Çu øng víi ®iÓm P. Còng vËy nÕu tèc ®é cña ®éng c¬ gi¶m xuèng th× MC < M vμ ®éng c¬ sÏ ®−îc gia tèc ®Ó trë vÒ ®iÓm P. Sù phèi hîp ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ vμ cña t¶i nh− h×nh 7.3b th× ng−îc l¹i. NÕu tèc ®é H×nh 7.3 (a) chÕ ®é lμm viÖc æn ®Þnh, (b) chÕ ®é lμm viÖc kh«ng cña ®éng c¬ t¨ng lªn th× MC < M vμ ®éng c¬ tiÕp tôc ®−îc gia tèc vμ t¨ng m·i. NÕu tèc ®é cña ®éng c¬ gi¶m th× nã tiÕp tôc gi¶m vÒ n = 0. VËy ®iÒu kiÖn ®Ó hÖ lμm viÖc: dM dM C æn ®Þnh lμ 〈 7.4 dn dn dM dM C vμ kh«ng æn ®Þnh > 7.5 dn dn M¸y ®iÖn 2 53
1. §Æc tÝnh c¬ ®éng c¬ ®iÖn 1 chiÒu kÝch thÝch song song hoÆc ®éc lËp. NÕu U = U®m = Cte vμ It = Cte, th× khi M thay ®æi, φ vÉn kh«ng ®æi, ¶nh h−ëng lμm gi¶m φ do ph¶n øng phÇn øng ngang trôc rÊt bÐ kh«ng ®¸ng kÓ nªn ta cã ph−¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬: Ru .M n = n0 − 7.6 K §Æc tÝnh n = f(M) lμ ®−êng th¼ng, h×nh 7.4. V× R− rÊt bÐ nªn tõ kh«ng t¶i ®Õn ®Þnh møc, Δn = (2-8)% , hai lo¹i ®éng c¬ trªn cã ®Æc tÝnh c¬ rÊt cøng, phï hîp cho c¸c m¸y c¾t gät kim lo¹i. a) §iÒu chØnh n b»ng c¸ch thay ®æi φ. Tõ ph−¬ng tr×nh ®Æc H×nh 7.4 §Æc tÝnh c¬ U Ru M tÝnh c¬ n = − ®éng c¬ C e φ C M Ce φ 2 Khi t¨ng R®c ta chØ cã thÓ gi¶m ®−îc tõ th«ng φ, khi ®ã ta ®−îc mét hä ®−êng ®Æc tÝnh c¬ cã ®é dèc kh¸c nhau øng víi: φ®m > φ' > φ'' > φ''' vμ n®m < n1 < n2 < n3 H×nh 7.5 §iÒu chØnh H×nh 7.6 §iÒu chØnh n Nh− vËy theo ph−¬ng n b»ng b»ng c¸ch ph¸p nμy ta cã thÓ ®iÒu chØnh n > n®m h×nh 7.5 b) §iÒu chØnh n b»ng c¸ch thay ®æi Rf. Khi ®−a thªm Rf vμo m¹ch phÇn øng, ®Æc tÝnh c¬ lμ: (Ru + R f ).M n = n0 − K 7.7 Theo ph−¬ng ph¸p nμy n0 = Cte, khi t¨ng Rf ®é dèc cña ®Æc tÝnh c¬ t¨ng lªn, tøc lμ tèc ®é thay ®æi nhiÒu h¬n khi t¶i thay ®æi, h×nh 7.6. c) §iÒu chØnh n b»ng c¸ch thay ®æi U. H×nh 7.7 §iÒu chØnh tèc ®é b»ng c¸ch thay ®æi V× chØ cã thÓ thay ®æi ®−îc U < U®m, nªn khi gi¶m U ta sÏ ®−îc mét hä ®Æc tÝnh cïng ®é dèc (®é cøng), h×nh 7.7 U®m > U1 > U2 vμ n®m > n1 > n2 Ph−¬ng ph¸p nμy chØ cã thÓ ®iÒu chØnh ®−îc n < n®m vμ chØ ¸p dông cho c¸c ®éng c¬ kÝch tõ ®éc lËp. M¸y ®iÖn 2 54
2. §Æc tÝnh c¬ ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch thÝch nèi tiÕp Lo¹i ®éng c¬ nμy cã It = I− = I vμ φ = KφI, trong ®ã Kφ = Cte khi I < 0,8I®,m, cßn khi I > 0,8I®m th× Kφ gi¶m xuèng mét Ýt do ¶nh h−ëng b¶o hßa cña m¹ch tõ. φ2 Tõ M = CM φ I u = CM Kφ 7.8 Kφ M suy ra φ = CM thay vμo biÓu thøc U Ru M n= − ta cã: C e φ C M Ce φ 2 C M .U Ru n= − Ce K φ M Ce K φ H×nh 7.9 C¸c s¬ ®å ®/c tèc ®é ®.c.®.1.c kÝch tõ 7.9 U C2 bá qua R− th× n ~ hay M= M n2 7.10 VËy ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ nèi tiÕp sÏ cã d¹ng ®−êng hypecpon, h×nh 7.8 (®−êng 1) Tõ ®−êng ®Æc tÝnh c¬ ta thÊy ë ®éng c¬ kÝch tõ nèi tiÕp khi M t¨ng n gi¶m rÊt nhiÒu. §Æc biÖt khi kh«ng t¶i (I = 0, M = 0), tèc ®é cã trÞ sè rÊt lín. §iÒu nμy rÊt nguy h¹i v× nã cã thÓ lμm g·y trôc, v× vËy víi lo¹i ®éng c¬ nμy kh«ng ®−îc ®Ó mÊt t¶i (truyÒn ®éng ®ai). ChØ cho phÐp lμm viÖc víi c«ng suÊt tèi thiÓu P2 = (0,2-0,25)P®m Khi xÐt ®Õn bμo hßa, ®−êng M = f(n) lμ ®−êng H×nh 7.8 §Æc tÝnh c¬ ®.c.®.1.c víi ®øt nÐt. a) §iÒu chØnh n b»ng c¸ch thay ®æi tõ th«ng φ. Víi ®éng c¬ kÝch tõ nèi tiÕp viÖc thay ®æi tõ th«ng φ ®−îc thùc hiÖn b»ng c¸ch: m¾c sun d©y quÊn kÝch thÝch, h×nh 7.9a; ®iÒu chØnh sè vßng d©y kÝch thÝch, h×nh 7.9b; mÆc sun vμo phÇn øng, h×nh 7.9c. Hai s¬ ®å 7.9a vμ 7.9b ®Òu cã cïng mét kÕt qu¶, ®−êng 2 h×nh 7.8. Lóc ®Çu It = I, sau khi m¾c sun hoÆc ®iÒu chØnh Wt th× It = K.It Rst Khi m¾c sun K=
BiÖn ph¸p thø 3 m¾c sun vμo m¹ch phÇn øng, lóc nμy ®iÖn trë toμn m¹ch gi¶m xuèng I t¨ng lªn vμ It = I t¨ng lªn, φ t¨ng dÉn tíi n < n®m, ®−êng 3 h×nh 7.8. b) §iÒu chØnh n b»ng c¸ch thªm R®c vμo m¹ch phÇn øng h×nh 7.8d Lóc nμy ®iÖn trë tæng cña toμn m¹ch t¨ng lªn nªn It = I ®Òu gi¶m xuèng, ®/c n < n®m, ®−êng 4 vμ 5, h×nh 7.8. c) §iÒu chØnh b»ng c¸ch thay ®æi ®iÖn ¸p. V× chØ cã thÓ ®/c U < U®m nªn n < n®m, ®−êng 6, h×nh 7.8. 3. §Æc tÝnh c¬ ®.c kÝch thÝch hæn hîp. §éng c¬ kÝch tõ hæn hîp th−êng cuén kÝch thÝch nèi tiÕp ®−îc nèi thuËn (bï kÝch thÝch) do ®ã ®Æc tÝnh c¬ cã d¹ng trung gian gi÷a kÝch thÝch song song vμ kÝch thÝch nèi tiÕp, h×nh 7.10. §−êng 1 kÝch thÝch hçn hîp bï thuËn; ®−êng 2 kÝch thÝch hçn hîp ng−îc; ®−êng 3 kÝch thÝch song song vμ ®−êng 4 kÝch thÝch nèi tiÕp. 11.4 C¸c ®Æc tÝnh lμm viÖc cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu. C¸c ®Æc tÝnh lμm viÖc cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu lμ quan hÖ: n, M, η = f(I−) khi U= te U®m = C . §Æc tÝnh n = f(I−) gièng nh− ®Æc tÝnh c¬ n = f(M) v× M ~ I−.. §−êng 1 øng víi ®éng c¬ kÝch thÝch song song, ®−êng 2, 3 víi ®éng c¬ kÝch thÝch hæn hîp khi dq nèi tiÕp nèi thuËn vμ nèi ng−îc; ®−êng 4 víi ®éng c¬ kÝch tõ nèi tiÕp, h×nh 7.11 §Æc tÝnh M = f(I−) khi U = U®m = Cte. §©y chÝnh lμ quan hÖ M = CMφI− H×nh 7.10 §Æc tÝnh c¬ ®.c.®.1.c Víi ®éng c¬ kÝch thÝch song song φ = Cte kÝch thÝch hçn hîp so víi c¸c lo¹i ®.c nªn ®−êng M = f(I−) lμ ®−êng th¼ng (®−êng I). §éng c¬ kÝch tõ nèi tiÕp φ ~ I− nªn M ~ I−2 ®Æc tÝnh m«men lμ ®−êng parabol (®−êng IV). §éng c¬ kÝch tõ hæn hîp cã ®Æc tÝnh m«men trung gian gi÷a kÝch thÝch song song vμ nèi tiÕp (®−êng II vμ III). §Æc tÝnh hiÖu suÊt η = f(I−) khi U = U®m = Cte nh− h×nh 7.12. HiÖu suÊt cùc ®¹i th−êng ®−îc thiÕt kÕ øng víi I− = 0,75I®m Th−êng η = 0,75 - 0,85 víi ®éng c¬ c«ng suÊt bÐ vμ η = 0,85 - 0,94 víi ®éng c¬ c«ng suÊt trung b×nh vμ lín. M¸y ®iÖn 2 56
H×nh 7.12 HiÖu suÊt H×nh 7.11 C¸c ®Æc tÝnh l/viÖc cña M¸y ®iÖn 2 57