Tài liệu Phân tích nguyên tắc điều chỉnh động cơ bằng xung áp một chiều

ĐỀ TÀI: Phân tích nguyên tắc điều chỉnh động cơ bằng xung áp một chiều

Lời cam đoan
Em xin cam đoan đề tài tốt nghiệp này là do em tự thiết kế dưới sự hướng dẫn của thầy giáo TS. Nguyễn Mạnh Tiến. Các số liệu và kết quả trong đề tài là hoàn thành trung thực.
Để hoàn thành bản đồ án này, em chỉ sử dụng những tài liệu tham khảo đă được ghi trong bảng các tài liệu tham khảo, không sử dụng tài liệu nào khác mà không được liệt kê ở phần tài liệu tham khảo

Sinh viên



Phạm Văn Thể

[TABLE=align: left]
[TR]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[/TABLE]

MỤC LỤC
Trang
Më đầu
Ch­¬ng I: Tæng quan v̉ ®ỉu chØnh tèc ®é ®éng c¬ mét chỉu
§2. Ph­¬ng ph¸p ®ỉu chØnh tèc ®é ®éng c¬ mét chỉu
1.1. §ỉu chØnh ®iÖn ¸p phÇn øng
1.2. §ỉu chØnh ®iÖn ¸p cÊp cho m¹ch kƯch tơ ®éng c¬.
§1. §ỉu chØnh xung ¸p m¹ch ®¬n.
1. S¬ ®å nguyªn lư.
2. Ph­¬ng tr×nh ®å th̃ ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn.
3. §Æc tƯnh c¬.
§3. §ỉu khiÓn ®èi xøng.
1. S¬ ®å vµ nguyªn lư.
2. §å th̃ dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p
3. §Æc tƯnh cña ®éng c¬.
§3.1. M« t¶ s¬ ®å m¹ch lùc.
§4.1. Ph©n tƯch s¬ ®å
1. S¬ ®å.
2. Ph©n tƯch s¬ ®å.
Ch­¬ng V: ThiƠt kƠ hÖ thèng kƯn
§5.2. TƯnh to¸n trong hÖ kƯn.
1. S¬ ®å.
2. Ph­¬ng tr×nh ®Æc tƯnh c¬ cña hÖ thèng kƯn.
§5.4. TƯnh to¸n s¬ ®å cña bé ®ỉu chØnh vµ kh©u ng¾t
KƠt luËn
Tµi liÖu tham kh¶o


Mở đầuTrong những năm gần đây, xu thế công nghiệp hoá, hiện đại hoá đă mang lại rất nhiều thay đổi cho đất nước. Đặc biệt là trong ngành tự động hoá và có nhiều tiềm năng phát triển rất to lớn trong mọi lĩnh vực của cuộc sống. Tự động hoá mang lại nhiều lợi Ưch cho con người nh­ tăng năng suất lao động, giảm công nhân đặc biệt trong môi trường độc hại th́ tự động hoá đảm nhận.
Trong phần lớn các nhà máy, phân xưởng đều có sự góp mặt của tự động hoá. Trong các dây truyền sản xuất, máy móc sử dụng truyền động điện bằng xung áp một chiều rất nhiều. Sử dụng hệ thống này độ an toàn cao.
Đồ án này đề cập đến vấn đề nghiên cứu và thiết kế hệ thống truyền động điện bằng xung áp một chiều.
Nội dung của đồ án chia làm 5 chương:
Chương I: Tổng quan về điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều.
Chương II: Phân tích nguyên tắc điều chỉnh động cơ bằng xung áp một chiều.
Chương III: Thiết kế mạch lực
Chương IV: Thiết kế hệ thống kín.
Chương V: Tính toán các phần tử của mạch lực.
Đồ án này thực hiện với sự giúp đỡ của thầy giáo Nguyễn Mạnh Tiến cùng các thầy cô trong bộ môn. Nội dung đồ án chắc chắn c̣n nhiều thiếu sót rất mong các thầy, cô giáo đóng góp bổ sung để đồ án được hoàn thiện hơn.

Sinh viên


Phạm Văn Thể
Chương I: Tổng quan về điều chỉnh tốc độ động cơ một chiềuĐ1. Đặc tính cơ của động cơ một chiều.1. Khái niệm đặc tính cơĐặc tính cơ của động cơ điện là quan hệ giữa tốc độ quay và momen của động cơ. ta có đặc tính cơ tự nhiên của động cơ, nếu động cơ vận hành ở chế độ định mức. Đặc tính cơ nhân tạo của động cơ là đặc tính khi ta thay đổi các tham số nguồn hoặc nối thêm các điện trở, điện kháng vào động cơ.
Để đánh giá về đặc tính cơ và so sánh nó người ta đưa ra khái niệm độ cứng đặc tính cơ b.
(1.1)

H́nh 1.1

2. Đặc tính cơ của động cơ một chiều kích từ độc lậpSơ đồ nguyên lư h́nh 1.2.



H́nh 1.2a. Phương tŕnh đặc tính cơ
U[SUB]ư[/SUB] = E[SUB]ư[/SUB] + (R[SUB]ư[/SUB] + R[SUB]f[/SUB]). I[SUB]ư[/SUB]
Trong đó:
U[SUB]ư[/SUB]: điện áp phần ứng (V)
E[SUB]ư[/SUB]: sức điện động phần ứng (V)
R[SUB]ư[/SUB]: điện trở mạch phần ứng (W)
R[SUB]f[/SUB]: điện trở phụ trong mạch phần ứng (W)
I[SUB]ư[/SUB]: ḍng điện mạch phần ứng (A)
Suất điện động E[SUB]ư[/SUB] được tính
E[SUB]ư[/SUB] = (1.3)
K: hệ số cấu tạo của động cơ
f: từ thông kích từ dưới 1 cực
w: tốc độ góc
Nếu bá qua tổn thất cơ và tổn thất thép th́
Ta có M[SUB]tt[/SUB] = M[SUB]đc[/SUB] = M (1.4)
Ta có M[SUB]tt[/SUB] = K.f.I[SUB]ư[/SUB] (1.5)
Dẫn đến
(1.6)
Giả sử f = const ta có đồ thị đặc tính cơ có dạng nh­ h́nh 1.3.

H́nh 1.3
Khi w = 0
Ta có
(1.7)
và M = K. f.I[SUB]nm[/SUB] = M[SUB]nm[/SUB] (1.8)
I[SUB]nm[/SUB], M[SUB]nm[/SUB] ḍng và momen ngắn mạch
Đ2. Phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ một chiềuCă hai phương pháp điều chỉnh tốc độ của động cơ một chiều.
a. Điều chỉnh điện áp cấp cho phần ứng của động cơ
b. Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ động cơ
1.1. Điều chỉnh điện áp phần ứngĐiều chỉnh điện áp phần ứng động cơ một chiều cần có thiết bị nguồn máy phát điện một chiều kích từ độc lập, các bộ chỉnh lưu điều khiển . Các thiết bị nguồn này có chức năng biến năng lượng điện xoay chiều thành một chiều.

[TABLE=align: left]
[TR]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[/TABLE]











H́nh 1.5

Ở chế độ xác lập có thể viết được phương tŕnh đặc tính của hệ thống như sau:
E[SUB]b[/SUB] – E[SUB]ư[/SUB] = I[SUB]ư[/SUB] (R[SUB]b[/SUB] + R[SUB]ưđ[/SUB])
(1.12)
Để xác định dải điều chỉnh tốc độ. Ta thấy tốc độ lớn nhất của hệ thống bị chặn bởi đặc tính cơ cơ bản. Tốc độ nhỏ nhất của dải điều chỉnh bị giới hạn bởi yêu cầu về sai số tốc độ và về momen khởi động. Khi momen tải là định mức th́ các giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của hệ thống là:
(1.13)
(1.14)
Để thoả măn khả năng quá tải th́ đặc tính thấp nhất của điều chỉnh phải có momen ngắn mạch.
M[SUB]nmmin[/SUB] = M[SUB]cmax[/SUB] = K[SUB]M[/SUB].M[SUB]**[/SUB]
Đồ thị đặc tính cơ là đường thẳng song song nh­ h́nh 1.6.


H́nh 1.6Trong suốt quá tŕnh điều chỉnh điện âp phần ứng th́ từ thông kích từ được giữ nguyên, Mômen cho phép động cơ được tính:
M[SUB]cp[/SUB] = K.f[SUB]**[/SUB].I[SUB]**[/SUB] = M[SUB]**[/SUB] (1.16)
1.2. Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ động cơ.Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ chính la điều chỉnh từ thông kích từ. Để điều chỉnh ta phải điều chỉnh momen điện từ của động cơ M= KfI[SUB]ư[/SUB] và sức điện động quay của động cơ. V́ mạch kích từ của động cơ là phi tuyến, v́ thế hệ điều chỉnh này cũng là hệ phi tuyến.
(1.17)
r[SUB]k[/SUB]: điện trở dây quÊn kích từ
r[SUB]b[/SUB]: điện trở nguồn điện áp kích từ
w[SUB]k[/SUB]: số ṿng dây của dây quấn kích thích
Thường khi điều chỉnh từ thông th́ điện áp phần ứng được giữ nguyên bằng **. Tốc độ lớn nhất của dải điều chỉnh từ thông bị hạn chế bởi khả năng chuyển mạch của cổ góp điện.
Đ 3. Các hệ truyền động điện động cơ một chiều.1. Hệ truyền động F - ĐHệ thống máy phát động cơ F - Đ là một hệ truyền động điện mà bộ biến đổi điện là máy phát điện một chiều kích từ độc lập, máy phát này thường do động cơ sơ cấp không đồng bộ ba pha điều khiển quay máy phát được xác định bởi hai đặc tính.
Đặc tính từ hoá
Đặc tính tải