Cơ sở truyền động điện

Có giải cstdd Trình bày các trạng thái hãm của động cơ điện một chiều? cho ví dụ về hãm tái sinh và phân tích. Các trạng hái hãm của động cơ điện 1 chiều: Hãm tái sinh: + hãm tái sinh khi tốc độ động cơ lớn hơn tốc độ không tải lý tưởng (w>w0) + khi hãm tái sinh, sức điện động của động cơ lớn hơn điện áp nguồn E>U. (động cơ làm việc như 1 máy phát song song với lưới và trả naqưng luọng về nguồn. lúc này thì dòng hám và momen hãm đã đổi chiều so với chế độ động cơ)

CÂU HỎI ÔN TẬP MÔN CƠ SỞ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

+ Khi hãm tái sinh:

+ 1 số trạng thái hãm tái sinh: hãm tái sinh khi w>w0, lúc này máy sản xuất như nguồn động lực quay rôt động cơ, làm cho động cơ trở thành máy phát, phát năng lượng trả về nguồn

- Hãm ngược : là khi momen hãm của động cơ ngược chiều với tốc độ quay (

M w ) Hãm ngược có 2 trường hợp:

+ U=Ung: đưa thêm điện trở phụ lớn vào mạch phần ứng

(+) Động cơ đang làm việc ở điểm làm việc, đưa thêm Rưf lớn vào mạchphần ứng

(+) dòng điện và momen trong hãm ngược:

ta phải thêm điện trở phụ vào để hạn chế)

(+) khi đảo chiều điện áp phần ứng đông jcơ từ điểm làm việc A sang điểm làm việc B (chế độ hãm), điểm C và xác lập ở D nếu phụ tải ma sát (+) đoạn BC là đoạn hãm ngược, lúc này dòng hãm và momen hãm của động cơ :

(đặc tính cơ khi hãm động năng kích từ độc lập)

(+) từ đồ thị trên ta thấy rằng momen cản là phản kháng thì động cơ sẽ dừng hẳn (các đoạn B1o hoặc B2o)

(+) nếu momen cản là thế năng thì dưới tác dụng của tải sẽ kéo động cơ quay theo chiều ngược lại tại các điểm C1 và C2

+ phương trình đặc tính cơ khi hãm động năng:

4 Trình bày các trạng thái hãm của động cơ điện không đồng bộ 3 pha? cho ví

dụ về hãm tái sinh và phân tích.

 Các trạng thái hãm của động cơ điện không đồng bộ 3 pha:

- Hãm tái sinh:

+ xảy ra khi tốc độ ω của roto lớn hơn tốc độ đồng bộ ω1

+ động cơ KĐB vận hành ở chế độ máy phat KĐB

+ đoạn đặc tính hãm tái sinh là bω1, b' ω1,… ở đó ω>ω1

+ tải thế năng, có thể thực hiện hãm tái sinh hạ tải trọng với tốc độ

¿ω∨¿¿ ω1∨ ¿

- Hãm ngược:

+ xảy ra khi động cơ đang làm việc, ta đóng vào mạch roto điện trở phụ đủ

lớn, với tải thế năng, động cơ sẽ làm việc ổn định tại điểm d đoạn CD là đoạn đặc tính hãm ngược

- Hãm động năng:

+ trạng thái hãm động cơ xảy ra khi đông jcơ đang quay ta cắt stato động cơkhỏi nguồn điện xoay chiều, rồi đóng vào bnguồn 1 chiều người ta chia hãm động năng thành 2 dạng:

(+) hãm động năng kích từ độc lập

(+) hãm động năng kích từ tự kích

- Ví dụ hãm tái sinh:

5 Trình bày các trạng thái hãm của động cơ điện không đồng bộ 3 pha? cho ví

dụ về hãm ngược và phân tích.( giống câu 4)

- Ví dụ hãm ngược:

6 Trình bày các trạng thái hãm của động cơ điện không đồng bộ 3 pha? cho ví

dụ về hãm động năng và phân tích .( giống câu 4)

- Ví dụ hãm động năng:

7 Phân tích ảnh hưởng của các tham số đến đường đặc tính cơ của động cơ điện một chiều.

 ảnh hưởng của tham số đến đường đặc tính cơ của động cơ điện 1 chiều:

- Ảnh hưởng của điện áp lưới ( ) :Khi điện áp lưới suy giảm, mômen tới

hạn sẽ giảm bình phương lần độ suy giảm của Trong khi đó tốc

độ đồng bộ , hệ số trượt tới hạn sth không thay đổi, ta có dạng đặc tính

cơ khi thay đổi

+ Qua đồ thị ta thấy: với một mômen cản xác định (MC), điện áp lưới càng giảm thì tốc độ xác lập càng nhỏ Mặt khác, vì mômen khởi động

và mômen tới hạn đều giảm theo điện áp, nên khả năng quá tải và khởi động bị giảm dần Do đó, nếu điện áp quá nhỏ (đường ,

…) thì hệ truyền động trên có thể không khởi động được hoặc không làm việc được

- Ảnh hưởng của điện trở, điện kháng mạch stato: Khi điện trở hoặc điện

kháng mạch stato bị thay đổi (thêm trở kháng phụ ), nếu = const, thì mômen và đều giảm, nên đặc tính cơ có dạng như hình bên Qua đồ thị ta thấy: với mômen thì đoạn làm việc của đặc tính cơ có điện kháng phụ ( ) cứng hơn đặc tính có Khi tăng

hoặc thì và đều giảm Khi dùng hoặc để khởi động để hạn chế dòng khởi động, có thể dựa vào tam giác tổng trở ngắn mạch để xác định hoặc

Ảnh hưởng của điện trở, điện kháng mạch rôto: Khi thêm điện trở

kháng phụ ( , ) vào mạch rôto, thì = const, và = const; còn

sẽ thay đổi, nên đặc tính cơ có dạng như hình bên Qua đồ thị ta thấy: đặc tính cơ khi trở kháng phụ , tăng thì tốc độ trượt sth giảm, độ cứng đặc tính cơ giảm Với phụ tải không đổi thì khi có , tăng thì tốc độ làm việc của động cơ giảm, và dòng điện khởi động giảm

Ảnh hưởng của tần số lưới cung cấp cho động cơ: Khi điện áp nguồn

cung cấp cho động cơ có tần số ( ) thay đổi → tốc độ từ trường và tốc

độ của động cơ ω sẽ thay đổi theo

-+ Qua đồ thị ta thấy: Khi tần số tăng ( ), thì sẽ giảm, (với điện

áp nguồn = const, thì giảm theo tỉ lệ bình phương tần số) :

+ Khi tần số nguồn giảm: ( , …), nếu giữ điện áp không đổi, thì dòng điện động cơ sẽ tăng rất lớn Do vậy, khi giảm tần số cần giảm điện áptheo quy luật nhất định sao cho động cơ sinh ra mô

8 Phân tích ảnh hưởng của điện áp stato, điện trở, điện kháng mạch stato, tần

số lưới đến đặc tính cơ của động cơ điện xoay chiều 3 pha.

 ảnh hưởng của suy giảm điện áp lưới cấp cho động cơ (Uđ1)

- khi điện áp lưới suy giảm, momen tới hạn sẽ giảm bình phương lần độ suy giảm cuả điện áp Trong khi đó tốc độ đồng bộ w1 giữ nguyên và độ trượt tới hạn Sth không thay đổi

- đặc tính nà không thích hợp với phụ tải có momen thay đổi:

S th =± R2'

√R12+X nm2

M nm= 3U f 12

2ω1(R1±√R12+X nm2 )

 ảnh hưởng cảu điện trở, điện kháng phụ mạch stato:

- ta thấy khi nối thêm điện trở hoặc điện kháng vào mạch R 1f và X f 1 thì

ω1=const, S th giảm M th giảm

- ta thấy rằng khi cần tạo ra đặc tính có momen khởi động là Mnm thì đặc tính cơ với X f 1 trong mạch cứng hơn đặc tính cơ R 1f

 ảnh hưởng của số đôi cực P p:

ω1=2πf P 1

- nếu thay đổi số đôi cực P p thì ω1 thay đổi, do đó tốc độ động cơ cũng thay đổi

- còn S th không phụ thuộc vào P p nên không thay đổi, nghĩa là độ cứng của đặc tính cơ vẫn giữa nguyên

 ảnh hưởng của mạch roto

I ' 2nm= U f 1

√(R1+R2') 2+X nm2

- ưu điểm:

+ giảm dòng điện khởi động

+ tăng được momen mở máy

- nhược điểm: gây tổn thất công suất trên điện trở phụ

 ảnh hưởng thay đổi tần số lưới điệnh áp f1 cấp cho động cơ

+ f1 <f 1dm khi giữ từ thông động cơ không đổi Mth=const Nếu sử dụng luật

Động cơ bị hãm ngược khi đang chạy với vận tốc 1000v/ph

a) Xác định điện trở phụ mắc thêm vào phần ứng để dòng hãm bằng 2 lần dòng định mức

b) Xác định mô-men hãm

c) Xác định mô-men động cơ khi tốc độ động cơ triệt tiêu

Bài tập 3:

Một động cơ xoay chiều không đồng bộ ba pha có các thông số sau:

Pđm =7,5 (kW); nđm = 945 (v/p); 2p =6, Uđm = 380(V), f=50(Hz); λđm =2,5; Iđm =20A.Hãy xác định mômen mở máy của động cơ khi mở máy trực tiếp

Tốc độ của động cơ khi động cơ làm việc trên đặc tính cơ tự nhiên với Mc=0,8Mđm

Bài tập 4:

Cho động cơ không đồng bộ ba pha Rotor dây quấn, đấu dạng tam giác với các thông số sau: 400V, 6 cực, 50Hz, R’2 = 0,2, X’2= 1 Tải là quạt và chạy ở chế độ định mức với độ trượt 4% Xác định điện trở phụ thêm vào Rotor để động cơ đạt tốc độ 850 vòng/phút Giả thiết bỏ qua điện trở và trở kháng mạch Stator Tỉ số vòng dây cuộn Stator

và Rotor là 2,2

Bài tập 5: Động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập có thống số Pđm=10kW; Uđm=400V; nđm=

955 vòng/phút; ƞđm=0,85

a) Tìm các thông số của động cơ

b) Viết và vẽ phương trình đặc tính cơ tự nhiên

c) Khi thêm Rf = 3Rư vào phần ứng, viết và vẽ phương trình đặc tính cơ của động

cơ khi đó, tìm tốc độ làm việc của của động cơ với Mc=Mđm

d) Tìm điện áp đặt vào phần ứng của động cơ để điều chỉnh tốc độ làm việc của động cơ về 600 vòng/phút với Mc=Mđm, từ đó viết và vẽ đặc tính cơ với giá trị điện áp vừa tìm được

e) Tìm từ thông của đông cơ để tốc độ làm việc của động cơ bằng 1200 vòng/phútvới Mc=Mđm, từ đố viết và vẽ đặc tính cơ động cơ ứng với giá trị từ thông vừa tìm được

Bài tập 6: Động cơ điện 1 chiều kích từ nối tiếp có thông số Pđm = 10kW; Uđm=400V;

nđm= 955 vòng/phút; ƞđm=0,9; điện trở phần ứng Rư = 0,3; quan hệ từ thông và dòng điện kích từ đã tuyến tính hóa của động cơ ɸ=0,25I; hệ số cấu tạo động cơ K = 0,8

a) Tính các thông số : Mđm; K ɸđm

b) Viết và vẽ phương trình đặc tính cơ tự nhiên

c) Viết và vẽ phương trình đặc tính cơ khi điện áp phần ứng Uư = 0,8Uđm.d) Viết và vẽ phương trình đặc tính cơ khi mắc thêm điện trợ phụ Rf = 2Rư vào phần ứng động cơ

-Bài tập 7: Cho hệ truyền động điện chỉnh lưu Thyristor ba pha hình tia- động cơ điện

một chiều kích từ độc lập (hệ T-Đ), các thông số của hệ T-Đ như sau: Điện áp đầu vào mạch chỉnh lưu U2=220 (V), động cơ điện một chiều có các thông số Pđm=2,2(kW);

Uđm=200(V); Iđm=12,5A; nđm=955(vòng/phút) Điện trở trong mạch chỉnh lưu Rcl=0,05

 ; điện cản lọc phía một chiềuL d =∞( chỉnh lưu làm việc ỏ chế độ dòng điện liên tục, không trùng dẫn)

a) Tìm các thông số của động cơ

b) Tìm dải điều chỉnh góc mở α(từ 30−45độ)để điều chỉnh tốc độ động cơ4 biết Mc=Mđm

Bài tập 8: Cho hệ truyền động điện xung áp – động cơ điện một chiều kích từ đọc lập, bỏ

qua điện trở các van bán dẫn công suất khi dẫn, điện cản lọc phía nguồn điện một chiều

L d =∞ Điện áp đầu vào bộ xung áp là 400V Động cơ điện có tham số : Pđm=4,4 kW;

Pđm =5,5 (kW); nđm = 1420 (v/p); X1 =1,8(Ω); X2’= 1,6(Ω); R2’ = 1,7 (Ω) ; R1 =1,5(Ω); 2p

=4, Uđm = 380(V), f=50(Hz);

A Vẽ đặc tính cơ tự nhiên

B Mắc thêm điện trở phụ R2f’ = 3 (Ω) vào dây quấn rô to Vẽ đặc tính cơ nhân tạo

C Giảm điện áp nguồn cấp cho stato vễ 120 (V), moo men tải Mc = Mđm Xác định tốc độ làm việc của động cơ

D Tìm giá trị điện áp nhỏ nhất cấp nguồn cho stato để động cơ có thế khởi động được với mô men tải Mc = 0,8Mđm

Bài tập 11: Cho động cơ điện không đồng bộ 3 pha, rô to dây quấn có số liệu:

- Tại thời điểm khởi động S=1

 U= 142,79 (V)