[block id=”bo-sung-1″]

Việc lựa chọn phương án truyền động điện có vai trò rất quan trọng . Nó quyết định đến chất lượng sản phẩm cũng như ảnh hưởng tới hiệu quả kinh tế sản suất :
– Khi lựa chọn đóng chóng ta có thể tăng năng suất làm việc , hạn chế những hành trình dư thừa ,nâng cao hiệu quả kinh tế .
-Việc lựa chọn lựa chọn không hợp lý không những gây ra những tổn thất về kinh tế mà có thể còn gây ra những hậu quả khó lường .

do_an_truyen_dong_dien

docx98 trang | Chia sẻ: lecuong1825 | Ngày: 18/07/2016 | Lượt xem: 3195 | Lượt tải: 14download

Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Truyền động điện, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

MỤC LỤC
PHẦN I: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
1.Tổng quan.
1.1.Mục đích – Vai trò của việc phân tích ,lựa chọn phương án truyền động điện.
Việc lựa chọn phương án truyền động điện có vai trò rất quan trọng . Nó quyết định đến chất lượng sản phẩm cũng như ảnh hưởng tới hiệu quả kinh tế sản suất :
– Khi lựa chọn đóng chóng ta có thể tăng năng suất làm việc , hạn chế những hành trình dư thừa ,nâng cao hiệu quả kinh tế .
-Việc lựa chọn lựa chọn không hợp lý không những gây ra những tổn thất về kinh tế mà có thể còn gây ra những hậu quả khó lường .
1.2. Cơ sở lựa chọn phương án truyền động.
Để có được phương án lựa chọn truyền động tốt nhất ta cần căn cứ vào đặc điểm công nghệ của nó ,căn cứ vào chỉ tiêu chất lượng để chọn phương án. Mỗi phương án đều có ưu và nhược điểm riêng ,khi lựa chọn cần đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kỷ thuật cũng như về mặt kinh tế ,trong đó cần chó trọng đảm bảo chi tiêu về mặt kỷ thuật. Thường thì để đảm bảo tốt chỉ tiêu về mặt kỷ thuật thì kèm theo chỉ tiêu về kinh tế . Do vậy ,tùy thuộc vào yêu cầu chất lượng và độ chính xác của sản phẩm ta chọn phương án truyền động thỏa mạn các tiêu chí về kinh tế và kỹ thuật .
2. Chọn động cơ và các phương án điều chỉnh.
2.1.Các loại động cơ .
Trong công nghiệp có 2 loại động cơ thường được sử dụng :
– Động cơ xoay chiều :
Động cơ không đồng bộ ( Động cơ không đồng bộ rô to lồng sóc và động cơ không đồng bộ rô to dây quấn).
Động cơ đồng bộ.
-Động cơ điện một chiều :
Động cơ một chiều kích từ độc lập.
Động cơ một chiều kích từ nối tiếp.
Động cơ một chiều kích từ hỗn hợp.
Mỗi loại động cơ có các đặc điểm cấu tạo, vận hành và ứng dụng riêng
dựa vào yêu cầu thiết kế được giao, em nghiên cứu và phân tích để lựa chọn phương án truyền động điều khiển động cơ một chiều và các phương án điều chỉnh tốc độ kèm theo.
2.2.Động cơ điện một chiều
a.Giới thiệu chung về động cơ điện 1 chiều
Như ta đã biết máy phát điện một chiều có thể dùng làm máy phát điện hoặc động cơ điện. Động cơ điện một chiều là thiết bị quay biến đổi điện năng thành cơ năng. Nguyên lý làm việc dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Động cơ điện một chiều được sử dụng rất rộng rãi trong công nghiệp và giao thông vận tải.
b.Cấu tạo động cơ điện một chiều
Động cơ điện một chiều gồm có 2 phần : Phần tĩnh (stator) và phần động (rôtor)
Hình 1: Động cơ điện một chiều
Gồm các phần chính sau:
Cực từ chính: Cực từ chính là bộ phận sinh ra từ trường gồm có lõi sắt cực từ và dây quấn kích từ lồng ngoài lõi sắt cực từ. Lõi sắt cực từ làm bằng những lá thép kỹ thuật điện. Cực từ được gắn chặt vào vỏ nhờ các bulông. Dây quấn kích từ được quấn bằng dây đồng bọc cách điện.
Cực từ phụ: Cực từ phụ đặt giữa các cực từ chính và dùng để cải thiện đổi chiều
Gông từ: Dùng để làm mạch từ nối liền các cực từ đồng thời làm vỏ máy.
Các bộ phận khác:
Nắp máy.
Cơ cấu chổi than.
Lõi sắt phần ứng:
Lõi sắt phần ứng dùng để dẫn từ. thông thường dùng những lá thép kỹ thuật điện dày 0,5 mm phủ cách điện ở hai đầu rồi ép chặt lại. Trên lá thép có dập hình dạng rãnh để sau khi ép lại thì đặt dây quấn vào
Dây quấn phần ứng:
Dây quấn phần ứng là phần sinh ra s.đ.đ và có dòng điện chạy qua. Thường làm bằng dây đồng có bọc cách điện.Trong máy điện nhỏ thường dùng dây có tiết diện tròn, trong máy điện vừa và lớn thường dùng dây tiết diện hình chữ nhật. Dây quấn được cách điện với rãnh của lõi thép.
Cổ góp:
Cổ góp hay còn gọi là vành góp hay vành đổi chiều dùng để đổi chiều dòng điện xoay chiều thành một chiều. cỏ góp gồm có nhiều phiến đồng hình đuôi nhạn cách điện với nhau bằng lớp mica dày 0,4 đến 1,2 mm và hợp thành một hình trụ tròn. Đuôi vành góp có cao hơn lên một ít để để hàn các đầu dây của các phần tử dây quấn vào các phiến góp được dễ dàng.
Các bộ phận khác:
Cánh quạt: Dùng để quạt gió làm nguội máy.
Trục máy: Trên đó đặt lõi sắt phần ứng, cổ góp, cánh quạt và ổ bi. Trục máy thường làm bằng thép Cacbon tốt.
2.3 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ.
Để thiết kế hệ truyền động phù hợp với yêu cầu ta cần đưa ra nhiều phương án khác nhau, rồi sau đó so sánh các phương án trên phương diện kinh tế và kỹ thuật để chọn ra phương án tối ưu.
Đây là động cơ sử dụng năng lượng điện 1 chiều bao gồm:
-Động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập.
-Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp.
– Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp.
Với động cơ 1 chiều kích từ hỗn hợp là lọai động cơ có kết cấu phức tạp,giá thành cao nên ta loại bỏ vì không phù hợp chỉ tiêu kinh tế.
M
w
N. Tạo
TN
Đặc tính cơ
2.3.1 Động cơ 1 chiều kích từ nối tiếp
Sơ đồ nguyên lý
_
+
CKT
0
Hinh 2:Mạch động cơ một chiều kích từ nối tiếp.
Phương trình đặc tính cơ điện:
Phương trình đặc tính cơ :
Ta thấy loại này có cuộn kích từ nối tiếp với phần ứng động cơ nên dòng kích từ chính là dòng phần ứng động cơ .
Do vậy khi Iư biến đổi thì từ thông F cũng biến đổi sẽ gây ra hiện tượng từ dư (tổn thất phụ) lớn.
Fdư = (2 ¸ 10).Fđm
Mà động cơ một chiều kích từ nối tiếp có đặc tính cơ ở dạng phi tuyến (hypecbol ), nên đặc tính cơ mềm và độ cứng lại thay đổi theo phụ tải. Động cơ một chiều kích từ nối tiếp có khả năng quá tải lớn về momen nhờ cuộn CKT mắc nối tiếp vào mạch phần cứng nên có khả năng khởi động tốt hơn động cơ một chiều kích từ độc lập.Vì vậy loại động cơ này thường được sử dụng trong hệ truyền đông yêu cầu quá tải cao và momen khởi động lớn.
Mặt khác, từ thông của động cơ phụ thuộc vào dòng phần ứng nên khả năng chịu tải của động cơ bị ảnh hưởng rất lớn của điện áp lưới. Điều này gây khó khăn trong quá trình điều chỉnh và ổn định tốc độ, quá trình này chỉ có hiệu quả ở tốc độ rất thấp và hiệu quả không cao, ở tốc độ cao đạt được điều này là rất khó khăn.
Dựa vào phương trình đặc tính cơ ,để điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều kích từ nối tiếp ta có thể thay đổi điện áp phần ứng hoặc thay đổi điện trở phần ứng bằng cách mắc thêm điện trở phụ .
Phương pháp thay đổi tốc độ động cơ băng cách thay đổi điện trở phần ứng có đặc điểm :
Vì phải thêm điện trở phụ nên phương pháp này chỉ cho tốc độ thay đổi theo chiều hướng giảm.
Muốn tốc độ càng nhỏ thì điện trở phụ càng lớn nên tổn hao tăng lên.
ở những tốc độ nhỏ đặc tính cơ dốc nhiều nên độ ổn định tốc độ rất kém.
Dải điều chính tốc độ phụ thuộc vào trị số phụ tải Mc .
Điều chỉnh có cấp.
2.3.2 Động cơ 1 chiều kích từ độc lập
Do mạch kích từ nằm độc lập với mạch phần ứng nên từ thông kích từ
F = const khi tải thay đổi.
Phương trình đặc tính cơ:
Vì F = const nên quan hệ w(M) là quan hệ đường thẳng.
Độ cứng đặc tính cơ:
.
Hinh 3. Đặc tính cơ động cơ điện một chiều kích từ độc lập.
Nhận xét: Đặc tính cơ có dạng đường thẳng và có độ cứng cao .khi động cơ làm việc với tốc độ không đổi thì momen điện từ bằng momen cản trên trục động cơ. Loại động cơ này cho phép quá tải lớn, dải điều chỉnh rộng và dễ điều chỉnh. Từ phương trình đặc tính cơ cho thấy loại động cơ này có thể điều chỉnh tốc độ tới 3 cách là điêù chỉnh Uư, Rf, và ik.
Trong thực tế đối với động cơ điện một chiều kích từ độc lập thường có 3 phương pháp điều chỉnh tốc độ như sau :
Thay đổi điện trở phụ mạch phần ứng
Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch phần ứng
Điều chỉnh từ thông kích từ
a. Thay đổi điện trở phụ mạch phần ứng
Sơ đồ nguyên lý:
Hình 4: Đặc tính cơ khi thay đổi điện trở phụ mạch phần ứng.
Giả thiết :
U= Uđm = const ;FF = Fđm = const ; R = Var
Phương trình đặc tính cơ:
Dạng đặc tính cơ:
Khi thay đổi điện trở phụ mạch phần ứng ta có dạng đặc tính cơ như hình (H3)
Nhận xét :
Từ phương trình đặc tính cơ và dạng đặc tính cơ ta thấy khi thay đổi điện trở phụ mạch phần ứng (tăng Rf) làm cho :
Đặc tính cơ mềm đi
Độ sụt tốc độ Dw = tăng lên
Độ cứng đặc tính cơ b = giảm
Mức độ phù hợp tải P = U.I = const
M = K.Iư = const
Phương pháp này chỉ cho phép điều chỉnh tốc độ nhỏ hơn tốc độ cơ bản bằng cách giảm độ cứng đặc tính cơ. Nó là phương pháp điều chỉnh không triệt để ,dải điều chỉnh phụ thuộc giá trị của momen cản,độ chính xác duy trì tốc độ không cao,độ tinh chỉnh kém.
Khi điều chỉnh tốc độ xuống thấp, sai số tốc độ càng lớn và moomen ngắn mạch càng nhỏ nghĩa là độ duy trì tốc độ và khả năng quá tải kém,ngoài ra số cấp điện trở có hạn và việc điều chỉnh không trơn.
Dải điều chỉnh không rộng D = 5:1.
Phương pháp này gây tổn thất nhiều năng lượng do đó giảm hiệu suất hệ thống.
b. Thay đổi tốc độ bằng cách thay đổi từ thông.
Sơ đồ nguyên lý (H.7):
Khi thay đổi từ thông kích từ động cơ một chiều kích từ độc lập chính là điều chỉnh mô men điện từ của động cơ M =K.Iư và điều chỉnh sức điện động quay E =K.w của động cơ .Do kết cấu của máy điện nên ta thường giảm từ thông .
Giả thiết :
U = Uđm = const
R = const
= Var
Phương trình đặc tính cơ
Tốc độ không tải lý tưởng : Hình 5 : Động cơ 1 chiều kích từ độc lập
Độ cứng đặc tính cơ : b= –
Ở đặc tính cơ điện : Inm = = const
Dạng đặc tính cơ:
Đặc tính cơ ( H 8 )
Đặc tính cơ điện ( H 9 )
Hình 6:Đặc tính cơ động cơ một chiều khi thay đổi từ thông
Nhận xét:
Ta thấy rằng mạch kích từ của động cơ một chiều kích từ độc lập là mạch phi tuyến cho nên hệ điều chỉnh từ thông cũng là phi tuyến .Khi giảm từ thông ở một mức độ nào đó thì tốc độ động cơ tăng lên và đồng thời phải đảm bảo điều kiện chuyển mạch cổ góp.
Nhưng nếu giảm từ thông f quá nhiều vì khi giảm f do quán tính tốc độ w sẽ thay đổi chậm hơn so với từ thông f nên E = Kf.wgiảm® Iư tăng lên
® M = Kf.Iư tăng lên.
Mặt khác khi f giảm quá nhiều thì Iư tăng quá lớn gây nên sụt áp trong mạch phần ứng tăng lên ® công suất động cơ giảm ® tốc độ giảm
Như vậy khi điều chỉnh giảm từ thông f thì:
Độ cứng đặc tính cơ giảm b=¯¯
Vì công suất mạch kích từ nhỏ nên việc điều chỉnh là dễ dàng và tổn hao công suất ít.
Khả năng tự động hóa cao .
Sai lệch tĩnh tăng lên
Hệ thống có dải điều chỉnh hẹp: D = 3 :1.
Khi giảm từ thông để tăng tốc độ thì điều kiện chuyển mạch cổ góp xấu đi vì vậy để đảm bảo điều kiện chuyển mạch bình thường thì phải đồng thời giảm Iư nên momen cho phép trên trục động cơ giảm rất nhanh.
Do điện cảm lớn nên hằng số thời gian lớn , thời gian quá độ dài.
Phương pháp thay đổi từ thông phù hợp với tải
Pc = U.I = const
Mc = var
Tuy nhiên phương pháp này lại có chỉ tiêu kinh tế cao, tổn thất năng lượng nhỏ.
c.Thay đổi điện áp cấp cho mạch phần ứng
Sơ đồ nguyên lý tổng quát:
Hình 7: Mạch thay đổi điện áp phần ứng
Trong đó :
BBĐ : là bộ biến đổi dùng để biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều và điều chỉnh sức điện động Eb của nó theo yêu cầu
Rb : là điện trở mạch phần ứng
Rư : là điện trở trong của bộ biến đổi phụ thuộc vào loại thiết bị
Giả thiết :
U = Var
R = const
Phương trình đặc tính cơ:
Với=Rư+Rb
Dạng đặc tính cơ :
Khi thay đổi điện áp mạch
phần ứng động cơ ta được một họ đặc
tính cơ song song với nhau như hình vẽ : Hình 8: Đặc tính cơ khi thay đổi điện áp phần ứng
Nhận xét:
Khi thay đổi điện áp mạch phần ứng ta sẽ có các tốc độ không tải lý tưởng khác nhau
Độ cứng b = const
Mức độ phù hợp tải P = U.I = var
[Mc] = Kđm.Iđm= Mđm = const
Dải điều chỉnh rộng D = 10:1 :
D=w0 maxβMdm- 1Kqt- 1
Phương pháp điều chỉnh điện áp mạch phần ứng là phương pháp triệt để kể cả khi không tải lý tưởng và điều chỉnh tốc độ trong bất kỳ vùng tải nào kể cả khi không lý tưởng , đảm bảo sai số tốc độ nhỏ, khả năng quá tải lớn,dải điều chỉnh rộng và tổn thất năng lượng ít .phương pháp này có thể điều chỉnh trơn trong hệ điều chỉnh .phần tử điều khiển nằm ở mạch điều khiển nên độ tinh điều khiển cao, thao tác nhẹ nhàng và khả năng tự động hóa cao.
Khi thay đổi U độ cứng đặc tính cơ không thay đổi nên giảm sai lệch tĩnh – đặc biệt phương pháp này phù hợp với loại tải mang tính chất phản kháng và băng hằng số (Mc = const ).
Nhận xét chọn phương pháp điều chỉnh tốc độ
Qua những phân tích cụ thể 3 phương pháp điều chỉnh tốc độ trên ta thấy mỗi phương pháp điều chỉnh đều có những ưu nhược điểm riêng phù hợp với từng yêu cầu công nghệ .Căn cứ công nghệ của đề tài ta thấy phương pháp thay đổi tốc độ bằng cách điều chỉnh điện áp mạch phần ứng động cơ có nhiều ưu điểm như:
Phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng.
Điều chỉnh trơn và điều chỉnh vô cấp
Sai lệch tĩnh nhỏ , b=const trong toàn dải điều chỉnh
Dễ thực hiện tự động hoá
Mức độ phù hợp tải
Mc = const
Pc = var
Do đó ta chọn phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp mạch phần ứng động cơ.
3.Phân tích chọn các phương án hãm,dừng động cơ.
Hãm là trạng thái động cơ sinh ra mô men quay ngược chiều với tốc độ quay của rôto .Trong tất cả các trạng thái hãm động cơ đều làm việc ở chế độ máy phát .Như ở phần trước ta đã chọn cơ một chiều kích từ độc lập đối với lọai động cơ này có 3 trạng thái hãm là :
– Hãm tái sinh
– Hãm ngược
– Hãm động năng
Sau đây ta lần lượt phân tích từng trạng thái hãm.
3.1.Hãm tái sinh:
Hãm tái sinh là trạng thái máy phát mà động cơ biến cơ năng đã tích luỹ được thành điện năng trả về lưới điện .
Hãm tái sinh xẩy ra khi tốc độ của rôto lớn hơn tốc độ không tải lý tưởng (w>wo).Khi hãm tái sinh Eư> Uư động cơ làm việc như một máy phát nối song song với lưới.So với chế độ động cơ ở chế độ hãm tái sinh dòng điện và mô men đổi chiều được xác định theo biểu thức sau.
Mh=kfIh < 0
Phương trình đặc tính cơ ở đoạn hãm tái sinh là:
HHình 9. Đặc tính hãm tái sinh
Ở trạng thái hãm tái sinh Ih<za0 đổi chiều và công suất được trả về lưới là P = (U-E).I ,đây là phương pháp hãm hữu ích về kinh tế vì động cơ sinh ra điện năng hữu ích
Tuy nhiên hệ thống truyền động van động cơ (T-Đ) chỉ dẫn dòng theo một chiều nhất định nên khi động cơ sinh ra năng lượng trả về lưới thì các van không cho phép dẫn ngược .Nên phương pháp hãm này không phù hợp với yêu cầu công nghệ .
3.2. Hãm ngược :
Hãm ngược là trạng thái máy phát của động cơ khi rôto quay ngược chiều với chiều quay tương ứng của từ trường do điện áp nguồn gây ra.
Mặt khác phụ tải mang tính chất phản kháng nên ta chỉ xét trường hợp đảo chiều điện áp phần ứng khi động cơ đang quay.
Hình 10: Đặc tính hãm ngược
Giả sử động cơ đang làm việc xác lập tại điểm a trên đặc tính tự nhiên với phụ tải Mc1 .Ta đổi chiều điện áp phần ứng và đưa thêm điện trở phụ Rf vào mạch phần ứng động cơ sẽ chuyển sang làm việc ở điểm b trên đặc tính biến trở chiều quay ngược.Tại b do quán tính nên rôto vẫn quay theo chiều cũ còn mô men đã đổi chiều chống lại chiều quay nên tốc độ giảm nhanh theo đoạn bc .Tại c tốc độ bằng không nếu cắt phần ứng khỏi lưới động cơ sẽ dừng lại.Còn nếu vẫn tiếp tục đóng phần ứng vào lưới và nếu tại cmô men của động cơ lớn hơn mô men cản Mc2 thì động cơ sẽ quay ngược cuối cùng làm việc tại điểm d .Trên đoạn hãm ngược bc vì điện áp đổi cực tính nên
dấu ‘ – ‘ biểu thị dòng điện ngược chiều với trạng thái cũ
Mh = kf.Ih< 0
Ta thấy hãm ngược thường đưa thêm điện trở phụ Rf vào để hạn chế dòng điện hãm .Do đó trạng thái hãm này thường gây tổn thất lớn làm giảm đáng kể tuổi thọ động cơ và không khắc phục được sự cố như mất điện .
3.3. Hãm động năng:
Ta xét trường hợp hãm động năng kích từ độc lập
Sơ đồ nguyên lý (H.21)
Hình 11.Đặc tính hãm động năng
b.Nguyên lý làm việc:
Hãm động năng kích từ độc lập xẩy ra khi động cơ đang quay ta cắt phần ứng động cơ ra khỏi lưới điện một chiều rồi đóng kín qua một điện trở hãm Rh còn mạch kích từ vẫn giữ nguyên f =const .
Tại thời điểm cắt phần ứng khỏi lưới điện do động năng tích lũy được ở quá trình làm việc trước đó nên rôto vẫn quay theo chiều cũ với tốc độ ban đầu Ebđ = k.f.wbđ
Vì phần ứng được khép mạch qua điện trở hãm Rh nên sức điện động ban đầu sinh ra dòng điện hãm ban đầu được xác định .
Mhbđ =k.f.wbđ< 0 .Mô men ngược chiều với tốc độ .Mặt khác điện áp lóc đầu đặt vào phần ứng động cơ lóc hãm bằng không nên ta có phương trình đặc tính cơ khi hãm là .
Với Ih ,Mh< 0 .Đây là phương trình đường thẳng đi qua gốc toạ độ dạng của chúng được biểu diển như trên hình (H.22).
Ta có :
Độ cứng phụ thuộc vào Rh khi Rh càng nhỏ thì đặc tính cơ càng cứng ,mô men hãm càng lớn hãm càng nhanh.Tuy nhiên phải chọn Rh sao cho
Ihbđ£ (2¸2.5)Iđm.
Khi hãm động năng kích từ độc lập tiêu thụ ít năng lượng từ lưới .Năng lượng chủ yếu được tạo ra do động năng của động cơ tích được trong quá trình làm việc .Trong quá trình hãm động cơ chỉ tiêu thụ công suất kích từ rất nhỏ Pkt=(1¸5)%Pđm .
Đánh giá chọn phương pháp hãm dừng động cơ:
Từ những phân tích cụ thể của từng phương pháp hãm ta thấy: Phương pháp hãm ngược hãm nhanh có hiệu quả tuy nhiên tổn thất năng lượng lớn làm phát nóng động cơ ảnh hưởng đến tuổi thọ thiết bị .Còn phương pháp hãm động năng có hiệu quả kém hơn phương pháp hãm ngược khi có cùng tốc độ ban đầu và mô men cản Mc .Tuy nhiên hãm động năng lại ưu việt hơn về mặt năng lượng tiêu thụ rất ít năng lượng từ lưới và mạch điều khiển cũng đơn giản hơn .
4. Phân tích chọn bộ biến đổi
Cấu trúc phần mạch lực của hệ thống truyền động điều chỉnh động cơ bao giờ cũng cần có bộ biến đổi, các bộ biến đổi này cấp điện cho mạch phần ứng hoặc kích từ của động cơ. Cho đến nay trong công nghiệp sử dụng 4 bộ biến đổi chính:
Bộ bỉến đổi máy điện gồm: Động cơ sơ cấp kéo máy phát điện một chiều hoặc khuếch đại.
Bộ biến đổi điện từ: Khuếch đại từ
Bộ biến đổi chỉnh lưu bán dẫn: Chỉnh lưu Thyristor hoặc Điôt
Bộ biến đổi chỉnh lưu không điều khiển + xung áp một chiều Tranzitor hoặc Thysistor
Bộ biến đổi máy điện.
Bộ biến đổi này gồm máy phát một chiều kích từ độc lập phát ra điện áp cung cấp cho mạch phần ứng động cơ, máy phát này thường do động cơ sơ cấp không đồng bộ 3 pha ĐK kéo quay và tốc độ quat của máy phát là không đổi.
Bộ biến đổi này có sơ đồ nguyên lý như hình vẽ.
Hình 12: Bộ biến đổi máy điện
Người ta đã chứng minh được:
EF=KF.∅F.ωF=KF.∅F.C.iKF
iKF=UKFRKF
C=∆∅F∆iKF
Trong đó: KF: Hệ số cấu trúc máy phát.
C: Hệ số góc của đặc tính từ hoá.
Vậy sức điện động của máy phát tỉ lệ điện áp kích thích bởi hệ số hằng KF:
EF=KF.UKF
Khi ta thay đổi UKF sẽ thay đổi được EF tức là thay đổi được điện áp đặt lên động cơ.
Nếu đặt R= RuF+RuD thì ta có phương trình đặc tính của hệ như sau:
ω=KFK∅UKF-RK∅I
ω=KFK∅UKF-R(K∅)2
ω=ω0UKF.UKF-MβUKD
Từ hệ trên ta thấy khi điều chỉnh dòng kích thích tuỳ máy phát thì điều chỉnh được tốc độ không tải còn độ cứng đặc tính cơ thì không đổi.
Ưu điểm: Đây là một hệ thống cổ điển nhưng vẫn được sử dụng bởi:
Đơn giản, dễ điều độ tin cậy cao, ít phụ thuộc vào sự thay đổi của nhiệt độ môi trường.
Điện áp ra bằng phẳng gần như không có song hài bậc cao.
Dải điều chỉnh D = 10/1 : 30/1. Khi sử dụng các biện pháp ổn định tốc độ dải điều chỉnh D có thể đạt D = 100/1 : 200/1
Có thể điều chỉnh tốc độ vô cấp .
Hệ thống làm việc linh hoạt ở bốn góc phần tư.
Thực hiện tốt việc đảo chiều và các chế độ hãm.
Phù hợp với tải Mc = const
Nhược điểm:
Công suất lắp đặt của hệ thống lớn gấp 5 lần công suất tải.
Việc gia công nền móng tốn kém.
Bảo quản phức tạp, gây tiếng ốn.
Hiệu suất không cao do sử dụng nhiều máy điện.
4.2. Bộ biến đổi điện từ
Sơ đồ nguyên lý :
Bằng cách thay đổi giá trị nguồn cấp cho KĐT ta sẽ thay đổi được giá trị điện áp ra của bộ biến đổi và thay đổi được tốc độ động cơ.
Ưu điểm:
Phạm vi điều chỉnh tốc độ tương đối rộng, dễ chế tạo, bền, giá thành hạ.
Hình 13:Bộ biến đôi điện từ
Nhược điểm:
Độ linh động điều khiển kém, đảo chiều khó khăn.
Quán tính của hệ lớn do ảnh hưởng của điện kháng khuếch đại từ.
Hệ số công suất thấp, khi điều khiển chịu ảnh hưởng phi tuyến của đặc tính từ hoá mạch từ.
4.3 Bộ biến đổi chỉnh lưu không điều khiển + xung áp một chiều.
Sơ đồ nguyên lý :
Điện áp đặt lên động cơ có dạng xung,muốn vậy phải có bộ nguồn một chiều, thông thường bộ nguồn này lấy từ bộ biến đổi chỉnh lưu không điều khiển (chỉnh lưu điôt).
Hình 14:BBD Chỉnh lưu không điều khiển
Điện áp trung bình trên tải có dạng:
Bằng cách thay đổi giá trị của γ ta sẽ thay đổi được giá trị của Utk và tốc độ này thay đổi theo.
Về lý thuyết có 3 cách thay đổi γ là:
Giữ nguyên Tck và thay đổi t1
Giữ nguyên t1 và thay đổi Tck
Kết hợp cả 2 cách trên: Nhưng phức tạp và ít dung thông thường dùng cách

[block id=”bo-sung”]

Từ khóa: Đồ án Truyền động điện

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *