Đồ án Động cơ một chiều không chổi than BLDC sử dụng làm động cơ thực hiện
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG
-------------------------------
ISO 9001:2015
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH : ĐIỆN TỰ DỘNG CÔNG NGHIỆP
Sinh viên
: Trần Văn Trung
Giảng viên hướng dẫn : GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn
HẢI PHÒNG – 2020
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG
-----------------------------------
ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KHÔNG CHỔI THAN
BLDC SỬ DỤNG LÀM ĐỘNG CƠ THỰC HIỆN
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY
NGÀNH: ĐIỆN TỰ DỘNG CÔNG NGHIỆP
Sinh viên
:Trần Văn Trung
Giảng viên hướng dẫn : GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn
HẢI PHÒNG – 2020
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG
--------------------------------------
NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Sinh viên: Trần Văn Trung
Lớp : DC2001
Ngành : Điện tự dộng công nghiệp
-
Mã SV: 1612102020
Tên đề tài: Động cơ một chiều không chổi than BLDC sử dụng làm động
cơ thực hiện
HẢI PHÒNG - 2020
CÁC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Người hướng dẫn thứ nhất:
Họ và tên :
Thân Ngọc Hoàn
Học hàm học vị :
Nội dung hướng dẫn :
Giáo Sư – Tiến Sĩ Khoa Học
Toàn Bộ Đề Tài
Đề tài tốt nghiệp được giao : ngày 30 tháng 3 năm 2020
Yêu cầu phải hoàn thành trước : ngày 20 tháng 6 năm 2020
Đã nhận nhiệm vụ Đ.T.T.N
Đã giao nhiệm vụ Đ.T.T.N
Sinh viên
Giảng viên hướng dẫn
Trần Văn Trung
GS . TSKH Thân Ngọc Hoàn
Hải Phòng , ngày 30 tháng 3 năm 2020
HIỆU TRƯỞNG
PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
1.Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt
nghiệp ............................................................................................................
..........................................................................................................................
.................. .......................................................................................................
................... ......................................................................................................
.................... .....................................................................................................
..................... ....................................................................................................
..........................................................................................................................
..
2. Đánh giá chất lượng của Đ.T.T.N ( so với nội dung yêu cầu đã đề ra trong nhiệm vụ
Đ.T.T.N, trên các mặt lý luận thực tiễn, tính toán giá trị sử dụng, chất lượng các bản
vẽ) ..........................................................................................................................
.......................................................................................................................... ......
.................................................................................................................... ............
.............................................................................................................. ..................
........................................................................................................ ........................
.................................................................................................. ..............................
............................................................................................ ....................................
...................................................................................... ..........................................
................................................................................ ................................................
.......................................................................... ......................................................
.................................................................... ............................................................
.............................................................. ................................................................
3. Cho điểm của cán bộ hướng dẫn
( Điểm ghi bằng số và chữ)
Ngày……tháng…….năm 2020
Cán bộ hướng dẫn chính
(Ký và ghi rõ họ tên)
NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƯỜI CHẤM PHẢN BIỆN ĐỀ TÀI
TỐT NGHIỆP
1. Đánh giá chất lượng đề tài tốt nghiệp về các mặt thu thập và phân tích số
liệu ban đầu, cơ sở lý luận chọn phương án tối ưu, cách tính toán chất lương
thuyết minh và bản vẽ, giá trị lý luận và thực tiến đề tài ..............................
........................................................................................................................ .
.........................................................................................................................
..........................................................................................................................
.........................................................................................................................
. ........................................................................................................................
.. .......................................................................................................................
... ......................................................................................................................
.... .....................................................................................................................
..... ....................................................................................................................
...... ...................................................................................................................
....... ..................................................................................................................
........ .................................................................................................................
......... ................................................................................................................
.......... ...............................................................................................................
........... ..............................................................................................................
............ .............................................................................................................
............
2. Cho điểm của cán bộ chấm phản biện
( Điểm ghi bằng số và chữ)
Ngày…tháng....năm 2020
Người chấm phản biện
(Ký và ghi rõ họ tên)
CHƯƠNG 1 CÁC LOẠI ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG TRONG CHUYỀN ĐỘNG
ĐIỆN
1.1 động cơ một chiều
1.1.1 phân loại động cơ một chiều
Động cơ điện một chiều được phân loại theo kích từ thành những loại sau :
- kích từ độc lập
- kích từ song song
- kích từ nối tiếp
- kích từ hỗn hợp
1.1.2 phương trình cân bằng sđđ của động cơ
Khi đưa một máy điện một chiều đã kích từ vào lưới điện hình 1.1 thì trong
cuộn phần ứng sẽ chạy một dòng điện dòng điện này sẽ tác động với từ trường
sinh ra lực , chiều của nó được xác đình theo quy tắc bàn tay trái , và tạo ra mô
men điện từ làm cho rotor quay với tốc độ n . Trong cuộn dây xẽ xuất hiện sđđ
cảm ứng Eư= CeՓn, ở chế độ quá độ ta có phương trình sau :
Hình 1.1 giải thích nguyên lý động cơ điện một chiều
U+ ( - e ư ) + (- La)= iư Rt
( 1. 1 )
( 1. 2 )
ư
Hoặc
U=eư + La 푑푖 = iư Rt
푑푡
1
ở chế độ ổn định ( n = const, Iư= const ) ta có :
U = Eư +Iư Rt
( 1. 3 )
( 1. 4 )
Kết hợp cới công thức máy phát ta viết .
U= Eư ± IưRt
Trong dấu ( - ) cho máy phát , dấu ( + ) cho động cơ .
1.1.3 đặc tính cơ của động cơ một chiều
1 đặc tính cơ của của động cơ kích từ độc lập và song song
Đặc tính cơ là mối quan hệ hãm giữa tốc độ và mô men điện từ n = f(M) khi
Ikt= const.
a, sơ đồ ;
b, đặc tính cơ
Hinh 1.2 Động cơ điện một chiều kích từ song song
Để tìm mối quan hệ này ta dựa vào hình 1.2 và các phương trình dòng kích từ
được xác định bằng .
Ikt=푈푘푡 ; và Փ= kl ikt
푅
푘푡
푈
퐼 푅
ư 푡
Ta có n là :
n=
-
( 1. 5 )
퐶 휑 퐶 휑
푒
푒
Rút Iư từ biểu thức mô men điện từ thay vào ta có .
2
푈
푀푅
푡
N =
-
( 1. 6 )
2
퐶 휑 퐶 퐶 Փ
푒
푒 푚
Do Ikt = const nên Փ = const ta được phương trình .
n = n0 – BM
( 1. 7 )
Về mặt toán học đây là một đường thẳng , song song máy điện chỉ phối tính
chất của máy còn do các hiện tượng vật lý , khi tải tăng do phản ứng phần ứng
làm cho từ thông chính của máy giảm đặc tính cơ hơi biến dạng . Nếu động cơ
có điện trở điều chỉnh ở mạch phần ứng thì giá trị của hằng số như sau :
B= ( Rt + R đc ) / Ce Cm Փ2
2 đặc tính cơ của động cơ tích từ nối tiếp
Đó là mối quan hệ n = f (M) với U = Uđm , Rđc = const . sơ đồ động cơ kích từ
nối tiếp biểu diễn trên hình .
Ta có công thức sau :
)
=
푈
푀(푅 +푅
)
N= 푈−퐼 (푅 +푅
-
(1. 8 )
ư
푡
푑푐
푡
푑푘
퐶 Փ
푒
퐶 Փ
푒
퐶 Փ
푒
Trong máy kích từ nối tiếp Iư = C 푀
√
m
a , khi 0<Iư<Iđm máy chưa bão hòa , trong trường hợp này ta có Փ= KIư
2
Vậy :
M= CmKIưIư= CmIư do đó Iư = Cm√푀
Thay vào biểu thức ta có :
푈
−퐶 √푀(푅 +푅 )
푚 푡 푑푐
푛 = 푈−푐 √푀(푅 +푅 )
=
푚
푡
푑푐
퐶 퐾퐼
퐶 퐾퐶 √푀
퐶 퐾퐶 √푀
푒 푚
푒
푢
푒
푚
Hoặc :
푈
푅 +푅
퐴
푡
푑푐
n=
-
=
– B
퐶 퐾퐶 √푀
퐶 퐾
푒
√푀
푒
푚
푈
; B = 푅 +푅
푡
퐷퐶
trong đó :
A=
퐶 퐾
퐶 퐾퐶′푚
푒
푒
như vậy , trong phạm vi dòng tải nhỏ hơn hoặc bằng dòng định mức , đặc tính có
dạng hypebol
b, khi Iư> Iđm : máy bão hòa , đặc tính cơ không trùng với đường hypebol nữa .
Sự thay đổi tốc độ bình thường đối với động cơ nối tiếp xác định theo biểu thức :
′
푁 −푛
푑푚
∆ N đm
=
100%
푛
푑푚
3
Trong đố N’ là tốc độ quay của động cơ khi tải thay đổi từ định mức tới 25%
Qua phân tích trên đây ta thấy đặc tính cơ của động cơ kích từ nối tiếp không
có tốc độ tải . khi tải giảm qua mức , tốc độ động cơ tăng đột ngột vì vậy không
được để động cơ mắc nối tiếp làm việc không tải , k trong thực tế không được
cho động cơ nối tiếp chạy bằng dây cu-roa
Hình 1.3 động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp a, sơ đồ b, đặc tính cơ
Đặc tính cơ của động cơ kích từ hốn hợp :
a, sơ đồ
b, đặc tính cơ c, đặc tính cơ
Hình 1.4 Động cơ điện một chiều kích từ hốn hợp :
Động cơ gồm hai cuộn kích từ : cuộn nối tiếp và cuộn song song . Đặc tính
cơ của động cơ giống như đặc tính cơ của động cơ kích từ nối tiếp hoặc song
song phụ thuộc vào cuộn kích từ nào giữ vai trò quyết định . Ở động cơ nối
thuận , sđđ của hai cuộn dây cùng chiều nhưng giữ vai trò chủ yếu là cuộn song
song . So sánh đặc tính cơ của động cơ kích từ hốn hợp với nối tiếp ta thấy ở
động cơ kích từ hốn hợp có tốc độ không tải ( không tải từ thông nối tiếp bằng
không những từ thông kích từ song song khác không lên có tốc độ không tải )
khi dòng tải tăng lên , từ thông cuôn nối tiếp tác động , đặc tính mang tính chất
động cơ nối tiếp . Biểu diến đặc tính cơ n= f(I) của động cơ kích từ song song
( đương 1 ) , của động cơ kích từ nối tiếp ( đường 2) , của động cơ kích từ hốn
hợp nối thuận ( đường 3 ) và đặc tính cơ của động cơ kích từ nối tiếp nối ngược
( đường 4 ) để chúng ta dế so sánh . Còn hình 1.4 c là đặc tính cơ của động cơ
kích từ hốn hợp .
4
1.1.4 khởi động động cơ một chiều
Khởi động động cơ là quá trình đưa động cơ từ quá trình nghỉ (n=0) tới động cơ
làm việc . chúng ta có các phương pháp khởi động sau :
a, khởi động trực tiếp
đây là phương pháp đóng động cơ trực tiếp vào lưới điện , không qua một thiết
bị phụ nào . Dòng khởi động được xác định bằng công thức :
Ikd=푈
( 1. 9 )
푑푚
푅
푡
Vì Rt nhỏ lên Ikd có giá trị lớn ( 10÷ 30) Iđm . Sự tăng dòng đột ngột là xuất
hiện tia lửa ở cổ góp , xuất hiện xung cơ học và làm sụt điện áp lưới . Phưỡng
pháp này hầu như không được sử dụng .
b, khởi động dùng điện trở khởi động.
Người ta đưa vào rotor một điện trở có khả năng điều chỉnh và gọi là điện trở
khỏi động ( hình 1.5 a ) dòng khởi động bây giờ có giá trị :
푈
푑푚
Ikd =
( 1. 10 )
(푅 +푅
)
푘푑
푡
Điện trở khởi động phải được ngắt dần ra theo sự tăng của tốc độ . Nấc khởi
động nhất phải chọn sao cho dòng phần ứng không lớn quá và mô men khởi
động không qua nhỏ . Việc lựa chọn số nấc điện trở được trình bày ở các cách
về chuyền động điện . Khi có cùng dòng phần ứng thì động cơ kích từ nối tiếp
có mô men khởi động lớn hơn động cơ kích từ song song .
Lưu ý : với các động cơ kích từ song song thì dòng điện trở khởi động phải nối
sao cho cuộn kích từ trong mọi thời gian đều được cấp điện áp định mức , để
đảm bảo Փ lớn nhất . Nếu trong mạch kích từ có điện trở điện tích thì phải khởi
động , để điện trở này ngắt mạch . Trên hình ( 1.5b) biểu diễn đặc tính cơ của
động cơ 1 chiều khởi động dùng điện trở khởi động ( khi chuyển từ nấc điện trở
này sang nấc điện trở khác tốc độ động cơ không đổi ) .
5
a, sơ đồ b, đặc tính cơ
Hình 1.5 Động cơ điện một chiều kích từ song song
1.1.5 điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều
a, ta có các phương pháp điều chỉnh tốc độ sau :
- thay đổi điện áp nguồn cấp
- thay đổi điện mạch roto
- thay đổi từ thông
- điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện áp nguồn nạp .
푈
Ta thấy khi cho U= var thì n0=
= var , nếu Mc = const thì tốc độ n=var ta
퐶 Փ
푒
điều chỉnh được tốc độ động cơ . Khi điện áp nguồn cung cấp thay đổi , các
đặc tính cơ song song với nhau . Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện áp
nguồn cấp chỉ điều chỉnh đước theo chiều giảm tốc độ ( vì mỗi cuộn dây đã
được thiết kế với Uđm , không thể tăng điện áp đặt lên cuộn dây ) . song độ
láng điều chỉnh lớn , còn phạm vi điều chỉnh hẹp . ở hình 1.6 ta biểu diến đặc
tính cơ của động cơ khi U= var
6
n
u1>u2>u3
u1
u2
u3
0
Hình 1.6 Đặc tính cơ khi thay đổi điện áp nguồn cung cấp .
- điều chỉnh bằng thay đổi điện trở mạch rô to từ (hình 1.9 ) ta ký hiệu ∆ n
= M(Rt +Rđc ) thì khi M = const mà thay đổi Rđc thì thay đổi được ∆ n
( độ giảm tốc độ ) , tức là thay đổi được tốc độ động cơ . trên hình 1.7
biểu diến đặc tính cơ của phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi
điện trở roto
n
n0
R1+R2=0
nđm -----------------------------b-
n1 -------------------- d
a
c
R1
R1+R2
n2 -------------------------------------------------------- e
0
Mc
M
Hình 1.7 Điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều bằng phương pháp
thay đổi điện trở mạch rô to
Phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện trở mạch phần ứng có
những ưu khuyết điểm sau :
7
Ưu điểm : dễ thực hiện , vốn đầu tư ít , điều chỉnh tương đối láng tuy nhiều điều
chỉnh phạm vi hẹp và phụ thuộc vào tải ( tải càng lớn phạm vi điều chỉnh càng
rộng ) , không thực hiện được ở vùng gần tộc độ không tải . điều chỉnh có tổn
hao lớn . người ta đã chứng minhh rằng để giảm 50% tốc độ định mức thì tổn
hao trên điện trở điều chỉnh chiếm 50% công xuất đưa vào . Điện trở điều chỉnh
tốc độ có chế độ làm việc lâu dài lên không dùng điện trở khởi động ( làm việc
ở chế độ ngắn hạn ) để làm điện trở điều chỉnh tốc độ .
- điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi từ thông
từ biểu thức :
n= 푈−퐼 푅
Ư
푡
퐶 Փ
푒
Khi M, U= const , Փ = var ( thay đổi dòng điện từ ) thì n tăng lên . Thấy
vậy ,khi giảm Փ dòng điện trở rotor tăng nhưng không làm cho từ số biểu thức
thay đổi nhiều vì độ giảm điện áp ở Rt chỉ chiếm vài % của điện áp U nếu khi từ
thông Փ giảm thì độ sáng tăng . Xong lếu ta cứ tiếp tục giảm dòng kích từ thì tới
một lúc nào đó tốc độ không được tăng được nữa . Sở dĩ như vậy vì mô men
điện từ của động cơ cũng giảm . Phương pháp này chỉ dùng trong phạm vi khi từ
thông giảm tốc độ còn tăng . Hình 1.8 biều diến đặc tính cơ khi Փ= var . Phương
pháp điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi từ thông có nhứng ưu khuyết điểm sau :
ưu điểm : điều chỉnh tốc độ theo chiều tăng ( từ tốc độ định mức ) rất láng ,
phạm vi điều chỉnh rộng , tổn hao điều chỉnh nhỏ , dễ thực hiện và kinh tế
do những ưu điểm trên phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi từ thông
thường được áp dụng hợp với nhứng phương pháp khác nhằm tăng thêm phạm
vi điều chỉnh
8
n
Փ1
Փ1,Փ2,Փ3
-----------------------------------------------------
Փ2
-----------------------------------------------------
Փ3
---------------------------------------------------------
0
Mc
Hình 1.8 Đặc tính cơ của động cơ một chiều kích từ độc lập
M
Chú ý : không được giảm dòng kích từ tới giá trị 0 , vì lúc này máy chỉ còn từ
dư , tốc độ tăng quá lớn gây nguy hiểm cho các cấu trúc cơ khí của động cơ .
Thường người ta thiết kế bộ điện trở điều chỉnh chế độ không khí nào mạch từ
bị hở .
b, hệ thống bộ biến đổi động cơ
Ngày nay do công nghệ điện từ công xuất phát triển , người ta đã sản xuất ra
những bộ chỉnh lưu công xuất có công xuất lớn đảm bảo cung cấp cho động cơ
dòng một chiều công suất lớn đồng thời có khả năng điều chỉnh điện áp một
chiều ở lối ra .
Mặt khác máy phát điện một chiều có nhược điểm khi làm việc có tia lửa , nên
ngày nay việc tạo năng lượng dòng một chiều không dùng máy phát điện một
chiều mà nó được biến đổi từ dòng năng lượng xoay chiều sáng bằng các bộ
chỉnh lưu điện tử công xuất . Chính vì thế đã xuất hiện các hệ thống chuyền
động điện dòng một chiều được cấp điện từ dòng chỉnh lưu điện tử công xuất và
được gọi là hệ thống độngh cơ – bộ biến đổi hình 1.9 . lúc này bộ biến đổi dữ
vai trò là máy phát điện một chiều cho phép ta điều chỉnh điện áp một chiều cấp
cho động cơ , hệ thống này đã thay thế hệ thống máy phát – động cơ cổ điển .
9
a, sơ đồ
b. Đặc tính cơ khi thay đổi tốc độ
Hình 1.9 Hệ thống chuyền động điện bộ biến đổi – động cơ
Để thay n đổi tốc độ , trong hệ thống bộ biến đổi – động cơ có thể áp dụng
phương pháp điều chỉnh điện áp nguồn nạp ( thay đổi kích từ máy phát ) thay
đổi điện điện trở mạch rotor động cơ và thay đổi từ thông kích từ động cơ . Hệ
thống cho ta phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng , điều chỉnh được cả hai chiều tăng
và giảm , có độ điều chỉnh rất láng .
hệ thống này có tính chất giống hệ thống máy phát động cơ nhưng rẻ và độ tin
cậy cao hơn .
1.1.6 hãm động cơ một chiều
Hãm chúng ta nói tới đây là mã bằng điện . Trong một hệ thống chuyền động
điện nếu chiều của mô men của động cơ là chùng với chiều của tốc độ quay ta
có chể độ động cơ , còn nếu chiều của mô men và chiếu tốc độ ngược ta có chế
độ hãm .
Có 3 chế độ hãm .
- hãm động năng
- hãm dòng điện ngược
- Hãm trả năng lượng về nguồn
1, hãm động năng .
Để thực hiện hãm động năng , phần ứng động cơ được ngắt khỏi lưới
( tiếp điểm K mở rộng , tiếp điểm K2 đóng lại ) và nối qua điện trở hãm (hình
10.0) điện áp bây giờ U= 0 do có động năng , động cơ vẫn quay theo hướng
cũ , đòng phản ứng được xác định .
10
Iu=푈−퐸ư = - 퐸
ư
푅
푡
푅
푡
như vậy dòng điện đổi chiều , mô men tạo ra do dòng động cơ cũng đổi
chiều , còn tốc độ vẫn theo chiều cũ , động cơ làm việc ở chế độ hãm .
phương trình tốc độ có dạng .
(
)
n = 푀 푅 −푅
푡
ℎ
2
퐶 퐶 Փ
푒 푚
Trên( hình 10.0 b ) đường 2 và 3 biểu diễn hãm ở chế độ động năng .
phương pháp hãm động năng thường được sử dụng để hãm động năng tới
dừng máy .
a
b
Hình 10.0 Hãm điện ở động cơ điện một chiều
a, sơ đồ hãm động năng b, đặc tính cơ của động cơ một chiều ở các chế độ
hãm
2, hãm dòng điện ngược .
- Đưa điện trở hãm lớn vào mạch rotor khi trên trục động cơ có một mô
men thế năng . Khi đưa điện trở lớn vào mạch rotor dòng phần ứng giảm ,
mô men trên trụng động cơ không đổi lúc này động cơ giảm cho tới điểm
B đặt tốc độ bằng không . Dưới tác động của trọng lượng ( hàng hóa )
động cơ quay ngược , dòng không đổi chiều , mô men không đổi chiều
ngược tốc độ đổi hướng trên động cơ làm việc ở chế độ hãm ( đoạn BC
đặc tính 1 trên hình 10.0 b ) tới điểm e tốc độ rơi hàng có giá trị không
đổi .
- Đổi chiều điện áp nguồn cung cấp .
11
Có phương pháp thú hai thực hiện bằng đổi chiều điện áp nguồn cung
cấp , dòng rotor bây giờ có dạng .
−푈−퐸
푈+퐸
ư
ư
Iư =
= -
푅 +푅
푡
푅 +푅
푡
푑푐
푑푐
Trong biểu thức này Rđc là điện trở thêm vào để hạn chế dòng hãm . Vì
dòng Iư đổi chiều , mô men động cơ đổi chiều nhưng tốc độ chưa đổi chiều ,
động cơ làm việc ở chế độ hãm nối ngược . Trên( Hình 10.0 b ) biểu diến đặc
tính cơ khi hãm nối ngược ( đường 4 , đoạn df ) tới điểm D khi tốc độ động
cơ n= 0 , muốn dùng máy phải ngắt động cơ ra khỏi lưới , nếu không động cơ
bắt đầu quay theo hướng ngược và tăng tốc độ , động cơ làm việc ở chế độ
động cơ với việc quay ngược lại . thực tế phương pháp hãm này xảy ra ở giai
đoạn đầu tiên khi đổi chiều tốc độ động cơ .
3, hãm trả nằng lượng về nguồn
Do một nguyên nhân nào đó tốc độ rotor lớn hơn tốc độ không tải , lúc này Eư >
푈−퐸
U nên : Ia =
ư < 0 , dòng đổi hướng , mô men đổi hướng , tốc độ vẫn giữ
푅
푡
nguyên chiều cũ , động cơ làm việc như máy phát , đưa năng lượng về nguồn .
ta gọi đó là chế độ hãm trả năng lượng về nguồn .
Chế độ hãm này rất kinhh tế nhưng không hãm tới dừng máy được , chỉ hãm
được tới tốc độ không tải thôi .
4, tổn hao và hiệu suất máy điện một chiều .
Trong máy điện một chiều có hai loại tổn hao .
- Tổn hao chính
- Tổn hao phụ
Tổn hao chính gồm : tổn hao cơ ( tổn hao ổ bi , ma sát ở cổ góp , ma sát với
không khí ... ) tổn hao sắt từ ( tổn hao do từ trễ , tổ hao ở răng do sóng bậc
cao ... ) tổn hao đồng trong cuộn rotor và stator , trong cuộn phụ cuộn khử ,
trong mạch kích từ , tổn hao ở điện trở tiếp xúc của chổi than hay vành khuyên .
Tổn hao phụ : xuất hiện trong lõi thép và trong đồng , nó gồm tổn hao dòng
xoay chiều ( dòng fucco) , tổn hao nối cân bằng , tổn hao do phân bổ từ trường
không đều , do mật độ ở dòng chổi không đều .
1.2 động cơ dị bộ một pha
12
1.2.1 mạch từ của máy điện dị bộ một pha
Động cơ dị bộ một pha được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp , trong tự
động hóa , trong gia đình , có thể nói động cơ dị bộ một pha dùng ở nơi chỉ có
một pha nguồn điện cung cấp .
Giống như động cơ dị bộ 3 pha , động cơ dị bộ một pha cũng có phần tĩnh
( stato) và phần quay ( rotor ) .
a, cấu tạo stato
Cấu tạo mạch từ của stato máy điện một pha phụ thuộc vào phương pháp khởi
động . Nếu khởi động bằng trụ điện thì động cơ có dạng như hình 2.1 stato gồm
các lá thép hình vành khăn mặt trong đúc rãnh để chứa dây stato.
Hình 2.1Mặt cắt của động cơ một pha
Khởi động dùng từ điện
hình 2.2 Động cơ một pha có
vòng ngắn mặt ở stato
Ở stato đặt hai cuộn dây : cuộn chính và cuộn khởi động , đặt vuông góc với
nhau trong không gian trên chu vi stato .
Nếu khởi động bằng vòng ngắn mạch , thì cấu tạo stato có dạng như hình 2.2
mạch từ có các cực từ , trên các cực từ đặt cuộn dây . Trên mặt cực từ người ta
xẻ rãnh và đặt vào đó một vòng ngắn mạch bằng đồng hinh 2.2.
b, rotor cả hai loại khởi động đều là rotor ngắn mạch như động cơ dị bộ 3 pha
mạch từ gồm các lá thép có đục rãnh ghép lại với nhau thành mạch từ . Trong
các rãnh người ta đổ nhôm vào làm cuộn dây máy điện .
1.2.2 nguyên lý hoạt động
Khi cấp dòng điện xoay chiều một pha vào cuộn dây stato , sẽ sinh ra một
từ trường biến đổi ( đập mạch ) . với một từ trường đập mạch , có thể phân tích
13
thành 2 từ trường quay cùng tốc độ ( n= 60f/p) nhưng ngược chiều nhau , có
biên độ bằng nhau và băng nửa biên độ từ trường đập mạch .
Như vậy , có thể coi động cơ một pha gồm 2 động cơ 3 dị bộ pha rotor ngắn
mạch có chung trục nhưng quay với 2 chiều khác nhau . Hai động cơ này tạo ta
2 mô men quay M1 và M 2 có chiều nhược nhau .
Giả thiết rằng động cơ có chiều quay theo chiều kim đồng hồ ( quay thuận )
tạo ra mô men M1 có độ trượt tính như sau :
−푁
S1= 푁
푇푇
푁
푇푇
Hình 2.3 Đặc tính của động cơ dị bộ một pha
Còn động cơ có chiều quay ngược lại với độ trượt tính theo biểu thức .
푁
−푁
푁
푇푇
+푁+푁 −푁
2푁
푁
−푁
푇푇
푇푇
푇푇
푇푇
푇푇
S2 =
=
=
-
= 2 – s1
푁
푁
푇푇
푁
푇푇
푁
푇푇
푇푇
Do 2 động cơ hoạt động trên cùng một trục nên mô men tổng có giá trị.
M=M1+M2
Đặc tính M= f(ꞷm ) biểu diễn trên hình 2.3 . Từ đặc tính này ta thấy động
cơ dị bộ một pha không có mô men khởi động ( (ꞷm = 0 , thì M = 0 ) .
1.2.3 khởi động động cơ dị bộ một pha
Nếu như đã nói động cơ dị bộ một pha không có mô men khởi động , tại
thời điểm mới đóng vào lưới , ta tác động lên trục động cơ một mô men theo
14
Tải về để xem bản đầy đủ
61 trang
22160
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Động cơ một chiều không chổi than BLDC sử dụng làm động cơ thực hiện", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- do_an_dong_co_mot_chieu_khong_choi_than_bldc_su_dung_lam_don.pdf
