Bài giảng cơ sở truyền động điện chương 2

ĐẶC TÍNH CƠ CỦA MÁY SẢN XUẤT VÀ ĐỘNG CƠ: Hình 1-3: Các đặc tính cơ của bốn loại động cơ điện... ĐẶC TÍNH CƠ CỦA MÁY SẢN XUẤT VÀ ĐỘNG CƠ: • * Thường người ta phân biệt hai loại đặc tính c

Trang 1

C1-2 1

BÀI GIẢNG

CƠ SỞ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

Trang 2

C1-2 2

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA ĐIỆN

BỘ MÔN: TỰ ĐỘNG HOÁ ThS KHƯƠNG CÔNG MINH

kcminh@dut.udn.vn

BÀI GIẢNG

CƠ SỞ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

Đà nẵng 2021

Trang 3

C1-2 3

 đ/c ĐM nt

 đ/c ĐK

1.3.2 Đặc tính cơ của động cơ điện: M = f()

1.3 ĐẶC TÍNH CƠ CỦA MÁY SẢN XUẤT VÀ ĐỘNG CƠ:

Hình 1-3: Các đặc tính cơ của bốn loại động cơ điện

Trang 4

C1-2 4

1.3.2 Đặc tính cơ của động cơ điện:

• * Thường người ta phân biệt hai loại đặc tính cơ:

• + Đặc tính cơ tự nhiên: là đặc tính có được khi động cơ nối

theo sơ đồ bình thường, không sử dụng thêm các thiết bị phụtrợ khác và các thông số nguồn cũng như của động cơ là địnhmức Như vậy mỗi động cơ chỉ có một đặc tính cơ tự nhiên

• + Đặc tính cơ nhân tạo hay đặc tính cơ điều chỉnh: là đặc tính

cơ nhận được sự thay đổi một trong các thông số nào đó củanguồn, của động cơ hoặc nối thêm thiết bị phụ trợ vào mạch,hoặc sử dụng các sơ đồ đặc biệt Mỗi động cơ có thể có nhiều

đặ tính cơ nhân tạo

Trang 5

C1-2 5

1.3.3 Độ cứng đặc tính cơ:

• + Đánh giá và so sánh các đặc tính cơ, người ta đưa ra khái

niệm “độ cứng đặc tính cơ ” và được định nghĩa:

2)-(1

Trang 6

C1-2 6

• Trong đĩ: M và  là lượng sai phân của mơmen và tốc độtương ứng;

;

hoặc

;

; M

M M

cb

* đm

Trang 7

C1-2 7

• + Động cơ không đồng bộ có độ cứng đặc tính cơ thay đổi ( > 0,  < 0)

Trang 8

C1-2 8

Hãm động năng

Biểu đồ công suất

Trang 9

C1-2 9

1.4 CÁC TRẠNG THÁI LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG TĐĐ

cơ và từ động cơ biến đổi công suất điện thành công suất

cấu công tác của máy Công suất cơ này có giá trị dươngnếu như mômen động cơ sinh ra cùng chiều với tốc độ quay

• + Ở trạng thái máy phát: thì ngược lại, khi hệ truyền động

làm việc, trong một điều kiện nào đó cơ cấu công tác củamáy sản xuất có thể tạo ra cơ năng do động năng hoặc thếnăng tích lũy trong hệ đủ lớn, cơ năng đó được truyền vềtrục động cơ, động cơ tiếp nhận năng lượng này và làm việcnhư một máy phát điện Công suất điện có giá trị âm nếu nó

có chiều từ động cơ về nguồn, công suất cơ có giá trị âm khi

nó truyền từ máy sản xuất về động cơ và mômen động cơsinh ra ngược chiều với tốc độ quay

Trang 10

C1-2 10

• + Mômen của máy sản xuất được gọi là mômen phụ tải haymômen cản Nó cũng được định nghĩa dấu âm và dương,ngược lại với dấu mômen của động cơ

• + Phương trình cân bằng công suất của hệ TĐĐ TĐ là:

• Trong đó:

• P đ là công suất điện;

• P cơ là công suất cơ;

• P là tổn thất công suất

Trang 11

C1-2 11

• Các trạng thái làm việc trên mặt phẳng [M, ]:

Hình 1-5: Biểu diễn các trạng thái làm việc trên mặt phẳng [M, ]

Trang 12

C1-2 12

• - Trạng thái động cơ gồm: chế độ có tải và chế độ không tải.

Trạng thái động cơ phân bố ở góc phần tư I, III của mặtphẳng [M, ]

• Trạng thái động cơ: tương ứng với các điểm nằm trong góc

hình 1-5

• Trạng thái máy phát: tương ứng với các điểm nằm trong góc

phần tư thứ II và góc phần tư thứ IV của mặt phẳng [M, ],hình 1-5 ở trạng thái này, mômen động cơ chống lại chiềuchuyển động, nên động cơ có tác dụng như bộ hãm, và vì

vậy trạng thái máy phát còn có tên gọi là "trạng thái hãm".

Trang 13

C1-2 13

• - Trạng thái hãm có: Hãm không tải, Hãm tái sinh, Hãm ngược và Hãm động năng Trạng thái hãm ở góc II, IV của

Trang 14

C1-2 14

• + Quan niệm về sự tính đổi như việc dời điểm đặt từ trục này

về trục khác của mômen hay lực có xét đến tổn thất ma sát ởtrong bộ truyền lực Thường quy đổi mômen cản M c, (hay lực

cản F c) của bộ phận làm việc về trục động cơ

• + Điều kiện quy đổi: đảm bảo cân bằng công suất trong phần

cơ của hệ thống TĐĐ:

• - Khi năng lượng truyền từ động cơ đến máy sản xuất:

• Trong đó:

• P tr là công suất trên trục động cơ, P tr = M cqđ ,

• (M cqđ và  - mômen cản tĩnh quy đổi và tốc độ góc trên trụcđộng cơ)

• P c là công suất của máy sản xuất, P c = M c lv ,

• (M c và lv - mômen cản và tốc độ góc trên trục làm việc)

• P là tổn thất trong các khâu cơ khí

1.5 TÍNH ĐỔI CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ HỌC

1.5.1 Mômen cản (M c ) và lực cản (F c ) quy đổi:

Trang 15

C1-2 15

• Nếu tính theo hiệu suất hộp tốc độ đối với chuyển động quay:

10)-

(1

i

c

i

lv c

• i - hiệu suất của hộp tốc độ

• i = /lv - gọi là tỷ số truyền của hộp tốc độ

Trang 16

C1-2 16

• Nếu chuyển động tịnh tiến thì lực quy đổi:

12) -

(1



cqđ

F

• Trong đó:  = i t - hiệu suất bộ truyền lực

• t - hiệu suất của tang trống

•  = /v lv - gọi là tỷ số quy đổi

• - Khi năng lượng truyền từ máy sản xuất đến động cơ:

• P tr = P c - P (tự chứng minh)

Trang 17

C1-2 17

• Điều kiện quy đổi: bảo toàn động năng tích luỹ trong hệ thống:

1.5.2 Quy đổi mômen quán tính và khối lượng quán tính:

13) -

(1

1



 n WiW

• Chuyển tịnh tiến: (1 - 15)

2

v m

• Nếu sử dụng sơ đồ tính toán phần cơ dạng đơn khối, và áp dụng các điều kiện trên ta có:

16)-(1

2

22

2

j 1

2 i

2 đ

J

Trang 18

C1-2 18

• Và ta có:

17) - (1

1

2 j

1 2

m i

J J

j



• Trong đó: J qđ - mômen quán tính quy đổi về trục động cơ

• đ - tốc độ góc trên trục động cơ

• J đ - mômen quán tính của động cơ

• J i - mômen quán tính của bánh răng thứ i

• m j - khối lượng quán tính của tải trọng thứ j

• i i = /i - tỉ số truyền tốc độ từ trục thứ i

•  = /v j - tỉ số quy đổi vận tốc của tải trọng

Trang 19

C1-2 19

• Ví dụ: Sơ đồ truyền động của cơ cấu nâng, hạ :

1 2

3 4

t 4

1 2i

i ñ

qñ

m i

J i

J J

Trang 20

C1-2 20

1.6 PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC CỦA HỆ THỐNG TĐĐ

19) -

(1

) (

J

d M

(1

dt

d J M





21)-

(1

375

2

dt

dn

GD M

• Theo hệ đơn vị SI: M(N.m); J(kg.m 2 ); (Rad/s); t(s).

• + Theo hệ kỹ thuật: M(KG.m); GD(KG.m 2 ); n(vg/ph); t(s):

Trang 21

C1-2 21

1.6 PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC CỦA HỆ THỐNG TĐĐ

23) -

(1

dt

d J M

M

22) -

(1

55

,

9 dt

dn

J M

• + Theo hệ hỗn hợp: M(N.m); J(kg.m 2 ); n(vg/ph); t(s):

• Mômen động:

• Từ phương trình (1-23) ta thấy rằng:

• - Khi M đg > 0 hay M > M c , thì d/dt > 0 ( > 0)  hệ tăng tốc

• - Khi M đg < 0 hay M < M c , thì d/dt < 0 ( > 0)  hệ giảm tốc

• - Khi M đg = 0 hay M = M c , thì d/dt = 0  hệ làm việc xác lập,

• hay hệ làm việc ổn định:  = const.

Trang 22

C1-2 22

1.7 ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH TĨNH CỦA HỆ THỐNG TĐĐ

• Như ở trên đã nêu, khi M = M c thì hệ thống TĐĐ làm việc xáclập Điểm làm việc xác lập là giao điểm của đặc tính cơ củađộng cơ điện (M) với đặc tính cơ của máy sản suất (M c ).

• Tuy nhiên không phải bất kỳ giao điểm nào của hai đặc tính

cơ trên cũng là điểm làm việc xác lập ổn định mà phải cóđiều kiện ổn định, người ta gọi là ổn định tĩnh hay sự làmviệc phù hợp giữa động cơ với tải

• Để xác định điểm làm việc, dựa vào phương trình động học:

24) -

(1 )

(1 0

Trang 23

C1-2 23

1.7 ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH TĨNH CỦA HỆ THỐNG TĐĐ

• * Ví dụ: Xét hai điểm giao nhau của các đặc tính cơ:

• Tại các điểm khảo sát thì ta thấy ba điểm A, B, là các điểm làm việc xác lập

Trang 25

C1-2 25

• Trong những trường hợp trên phần cơ khí của hệ không thể thay thế tương đương bằng mẫu cơ học đơn khối mà phải thay thế bằng mẫu cơ học đa khối, hình 1-11

c)

Hình 1- 10: a) Mẫu cơ học đa khối của hệ chuyển động quay;

b) chuyển động tịnh tiến có khâu cơ khí đàn hồi;

Trang 26

C1-2 26

• 4 Độ cứng đặc tính cơ đặc trưng cho điều gì trong hệ thống TĐĐ ?

• 5 Có mấy trạng thái làm việc chủ yếu của hệ thống TĐĐ ?

• 6 Nêu công thức và giải thích công thức quy đổi mômen cản, lực cản, mômen quán tính, khối lượng quán tính về trục động

Tiêu đề	Bài Giảng Cơ Sở Truyền Động Điện
Người hướng dẫn	ThS. Khương Công Minh
Trường học	Đại học Đà Nẵng
Chuyên ngành	Điện
Thể loại	Bài Giảng
Năm xuất bản	2021
Thành phố	Đà Nẵng

Định dạng
Số trang	26
Dung lượng	700,3 KB