Do an Truyen dong dien

Tóm lại: Qua việc phân tích ưu - nhược điểm của từng sơ đồ, trong các phương án trên ta thấy: áp dụng phương án 1.3.2 cho đề tài là hợp lý hơn cả, thoả mãn được các yêu cầu đặt ra là: đi[r]

LỜI NÓI ĐẦU

Trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá của đất nước, Truyền động điệngiữ một vai trò quan trọng trong các dây truyền sản xuất để nâng cao năng suất vàchất lượng sản phẩm

Trong trường học thì Truyền động điện là môn học đặc biệt quan trọng vớingành điện khí hoá và cơ điện mỏ Nó giúp cho sinh viên hiểu được rõ bản chấttruyền động, cơ, điện, từ động cơ một chiều và xoay chiều, các đặc tính, các chế độlàm việc của động cơ

Đề tài “Thiết kế bộ điều khiển tốc độ động cơ một chiều kích từ độc lập” vớinhiều nội dung phong phú đã giúp cho em có thể hiểu sâu hơn về môn học Truyềnđộng điện, sau khi thiết kế đồ án bản thân thấy mình vững tin hơn với thực tế sảnxuất Trong suốt quá trình làm đồ án thiết kế em đã nhận được sự hướng dẫn chỉ bảotận tình của thầy Thái Duy Thức, cùng với sự giúp đỡ đóng góp ý kiến hết sức nhiệttình của các bạn bè đồng nghiệp, đến nay bản đồ án đã hoàn thành Song vì kiến thứcbản thân còn nhiều hạn chế và điều kiện tiếp cận thực tế không nhiều nên bản thiết

kế không tránh khỏi những thiếu sót Vậy em rất mong sẽ nhận được nhiều ý kiếnđóng góp và nhận xét của các Thầy giáo cùng các bạn bè đồng nghiệp để bản đồ ánnày được hoàn thiện hơn, đồng thời giúp cho em có thể nâng cao trình độ chuyênmôn và áp dụng được những kiến thức đã học vào thực tế công việc của mình

Em xin trân trọng cảm ơn thầy giáo cùng các bạn đồng nghiệp đã giúp em hoànthành đồ án này!

Quảng Ninh, ngày 22 tháng 05 năm 2009

Sinh viên: Nguyễn Ngọc Hà

Các thông số kỹ thuật cơ bản của phương án thiết kế:

n=29 Thiết kế hệ truyền động điện cho máy công tác có Mc=Mđm của động cơ Biết Mc là loại tác dụng.Các số liệu ban đầu của động cơ:

- Động cơ một chiều kích thích độc lập,

- Điện áp định mức : Uđm = 440 (V);

- Tốc độ quay của động cơ: n = 1750 (vg/ph);

- Dòng điện định mức: Iđm = I ư = PdmUdm= ¿ = 32000440 = ¿ 72,73 (A);

Trong một hệ thống Truyền động điện tự động, thì động cơ điện là phần tử cóvai trò rất quan trọng, nó làm nhiệm vụ truyền động cho cả hệ thống TĐĐ Do đó,đòi hỏi người thiết kế TĐĐ tự động, phải chọn được một phương án cung cấp điệnphù hợp nhất với động cơ điện của hệ thống, nhằm đảm bảo được các yêu cầu: Cungcấp điện cho động cơ làm việc tin cậy mà vẫn đảm bảo được hiệu quả cao trên cả haiphương diện kinh tế và kỹ thuật.

Mặt khác, như ta đã biết Hệ thống cung cấp điện cho một xí nghiệp sản xuấtnói chung, được quyết định bởi công suất tiêu thụ của các phụ tải; đặc điểm của xínghiệp và hướng phát triển cung cấp điện nói chung Nói cách khác, trong một phạm

vi hẹp hơn là một hệ thống TĐĐ tự động, thì việc chọn phương án cung cấp điệnphải căn cứ vào trị số công suất của động cơ điện; đặc điểm làm việc của động cơtrong hệ thống Vì vậy, trong chương 1 này sẽ giới thiệu về cách chọn phương án cấpđiện cho động cơ điện một chiều, đáp ứng được các yêu cầu như đề tài đã nêutrên:”Thiết kế bộ điều khiển tốc độ cho động cơ điện một chiều kích từ độc lập”

1.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP CẤP ĐIỆN CHO ĐỘNG CƠ

Về lý thuyết để cấp điện một chiều (DC) cho động cơ, thì ta có thể dùng mạch chỉnhlưu 1 pha hoặc 3 pha, có điều khiển hoặc không có điều khiển Tuy nhiên, một yêucầu khác của đề tài đặt ra là phải điều chỉnh được tốc độ quay của động cơ Việc điềukhiển tốc độ quay của động cơ có thể được thực hiện theo các phương pháp sau:

1.1.1 Cấp điện cho động cơ bằng nguồn một chiều có sẵn

a) Sơ đồ cấu tạo

- Rf1; Rf2; Rf3 : Các điện trở phụ được đấu nối tiếp với phần ứng động cơ để hạn chếdòng điện khi khởi động

Rf2

Rf33K1

2K1

1K1

Ư

Hì

nh 1.1

- 1K1, 2K1, 3K1: Các tiếp điểm của công tắc tơ để loại dần các điện trở trong quá trình khởi động.

- Ư: Phần ứng động cơ

- KTĐL: Cuộn dây kích từ độc lập động cơ

- R: Điện trở phụ để điều chỉnh dòng điện trong cuộn dây kích từ

Trong đó It : Dòng điện tải

Khi khởi động xong các điện trở phụ Rf1, Rf2, Rf3 được loại ra khỏi phần ứng động cơ.Động cơ làm việc ổn định với dòng điện Iư = It

- Việc khởi động và điều chỉnh tốc độ động cơ có thể sử dụng các phươngpháp:

+ Đấu thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng (như đã trình bày ở trên)

+ Thay đổi từ thông cuộn kích từ bằng cách thay đổi điện áp đặt vào hai đầu cuộn dâykích từ nhờ điện trở đệm hoặc thiết bị điều chỉnh áp một chiều

+ Thay đổi điện áp đặt vào phần ứng động cơ bằng phương pháp điều chỉnh áp mộtchiều nhờ thiết bị điều chỉnh áp một chiều

- Việc đảo chiều quay động cơ có thể sử dụng các phương pháp : Đảo chiều dòngđiện mạch phần ứng hoặc dòng điện mạch kích từ bằng cách dùng cặp công tắc tơđảo chiều

c) Ưu, nhược điểm:

- Ưu điểm:

+ Ít thiết bị trung gian đi kèm.

- Nhược điểm:

+ Nguồn một chiều có sẵn thường không có nên không ứng dụng rộng rãi

+ Thích hợp cho mỏ hầm lò có sẵn trạm chỉnh lưu nhưng với động cơ công suấtlớn tiết diện dây lớn dẫn đến tốn kém

1.1.2 Cấp điện cho động cơ bằng máy phát điện một chiều (Hệ thống máy phát

- động cơ)

a) Sơ đồ cấu tạo

- ĐX: Động cơ xoay chiều truyền chuyển động quay cho máy phát F và máyphát kích thích FK

- FK: Máy phát tự kích thích cung cấp điện cho kích từ độc lập động cơ Đ, kích

từ độc lập máy phát F và mạch điều khiển

- F: Máy phát cung cấp nguồn một chiều cho động cơ Đ

X

ĐR

1

R2

KT

FK

KTF

KTĐ

Hìn

h 1.2

- R1, R2, R3: Điện trở điều chỉnh điện áp đặt vào hai đầu cuộn kích từ.

- T, L: Các cặp tiếp điểm đảo chiều dòng điện trong cuộn kích từ máy phát F

b) Nguyên lý làm việc

Đóng điện cho động cơ ĐX, động cơ quay lai máy phát F và máy phát FK quay.Máy phát FK phát điện cung cấp điện cho mạch điều khiển và cuộn dây kích từ độclập động cơ KTĐ Lúc này cuộn dây kích từ máy phát KTF chưa có điện nên máyphát F chưa phát điện

Điều khiển đóng các cặp tiếp điểm T hoặc L cuộn dây kích từ máy phát F cóđiện, máy phát F phát điện cung cấp điện cho động cơ Đ Động cơ Đ quay, truyềnchuyển động cho máy công tác

- Việc khởi động và điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện áp đặtvào phần ứng động cơ nhờ thay đổi điện áp đặt vào hai đầu cuộn kích từ độc lập máyphát F

- Việc đảo chiều quay động cơ bằng cách đảo chiều điện áp phát ra của máy phát

F nhờ đảo chiều dòng điện kích từ độc lập máy phát thông qua các cặp tiếp điểm T

+ Dễ điều khiển, điều chỉnh tốc độ và đảo chiều quay

+ Khả năng chịu quá tải lớn

1.1.3 Cấp điện cho động cơ bằng chỉnh lưu có điều khiển

a) Sơ đồ cấu tạo (như hình vẽ 1.3)

- Đ: Động cơ một chiều kích từ độc lập.

- KTĐL: Cuộn dây kích từ độc lập động cơ

- R: Điện trở điều chỉnh điện áp đặt vào hai đầu cuộn dây kích từ

- T1, T2, T3, T4, T5, T6 : Các thyristor được mắc theo sơ đồ cầu để chỉnh lưunguồn xoay chiều thành nguồn một chiều cung cấp cho phần ứng động cơ

- D1, D2, D3, D4: Các điốt được mắc theo sơ đồ cầu để chỉnh lưu nguồn xoaychiều thành nguồn một chiều cung cấp cho kích từ độc lập động cơ

b) Nguyên lý làm việc

- Đóng điện cho bộ chỉnh lưu dùng điốt, kích từ độc lập của động cơ có điện

- Đóng điện cho bộ chỉnh lưu dùng thyristor lúc này các thyristor chưa mở phầnứng động cơ chưa có điện nên động cơ chưa làm việc

ĐR

T1

T3

T5

T4

T6

T2

D1

D2

D4

D3

KTĐL



  

H ì n

h 1.

3

U

2



- Phát chùm xung điều khiển vào chân điều khiển của các thyristor, các thyristor

sẽ được mở hoặc đóng theo quy luật phụ thuộc vào quy luật phát xung Xuất hiệndòng một chiều chạy trong phần ứng động cơ làm động cơ quay

- Việc khởi động và điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện áp đặtvào phần ứng động cơ nhờ thay đổi góc phát xung 

- Việc đảo chiều quay động cơ thường sử dụng các phương pháp :

+ Dùng hai bộ chỉnh lưu cấp điện cho phần ứng động cơ hoặc cấp điện cho kích

+ Giá thành đắt, đặc biệt đối với động cơ có công suất lớn

+ Đòi hỏi người công nhân vận hành, sửa chữa phải có tay nghề cao

Tóm lại: Với công suất động cơ mà đề tài yêu cầu thiết kế là Pđm = 32 kW thìchọn phương án cung cấp điện dùng chỉnh lưu có điều khiển là hợp lý nhất, sơ đồtổng quát như hình 1.4:

1.2 CUNG CẤP DÒNG MỘT CHIỀU CHO CUỘN KÍCH TỪ

Nếu dùng chỉnh lưu cho cuộn kích từ thì tải của nó là (L - R), để thuận tiệncho việc điều khiển; chi phí đầu tư ban đầu thấp, ta sử dụng bộ chỉnh lưu cầu 2 phabán điều khiển, có sơ đồ như hình vẽ 1.5:

Hình 1.5

Đ

Đ 1

Đ 2 T T 1 2 C

K U k t

đ k

U B Ik t

Với cách bố trí như trên, thì ta có thể điều chỉnh được tốc độ quay của động cơ

Đ, bằng cách thay đổi điện áp một chiều (UDC) cấp vào cuộn kích từ, nghĩa là có thểđiều chỉnh tốc độ quay của động cơ khác so với tốc độ cơ sở (tốc độ nằm trên đườngđặc tính tự nhiên) Vì vậy, nếu điều chỉnh hợp lý điện áp cấp vào phần ứng và điện

áp cấp vào cuộn kích từ, thì hệ thống có thể điều chỉnh tốc độ theo cả hai hướng(hướng trên và hướng dưới so với tốc độ cơ sở, với các tải biến đổi theo quy luậthypebol) Đây là một chỉ tiêu chất lượng quan trọng mà một hệ thống TĐĐ tự độngcần đạt được

1.3 PHƯƠNG PHÁP ĐỔI CHIỀU QUAY ĐỘNG CƠ

Để đảo chiều quay của động cơ trong hệ thống CL - Đ, người ta có thể dùngmột trong các phương án sau:

1.3.1 Đảo chiều cực tính điện áp đấu vào phần ứng của động cơ, bằng cách sử dụng cầu tiếp điểm

Người ta sử dụng hai Công-tắc-tor, để điều khiển cho động cơ quay thuận (T)

và quay ngược (N), sơ đồ nguyên lý như hình vẽ 1.6:

§

T N

1

2

B BA

cho Công tăc tor quay thuận đóng các tiếp điểm T - T , dòng điện chạy từ (+) nguồn,qua một tiếp điểm T đến cực số 1 của động cơ, qua dây quấn phần ứng, qua cực số 2

và tiếp điểm T để trở về (-) nguồn Tương tự, với trường hợp muốn động cơ quay

theo chiều ngược lại, các tiếp điểm N - N được đóng lại; các tiếp điểm T - T mở ra,dòng điện qua phần ứng sẽ đảo chiều, động cơ quay theo chiều ngược lại

Nhược điểm của phương pháp là kích thước cồng kềnh; các tiếp điểm thườngxuyên phải đóng - mở, vì vậy với các động cơ công suất lớn dòng điện làm việc cógiá trị lớn, làm cho các tiếp điểm nhanh bị phá hỏng; đặc biệt là khó đảm bảo an toànvới các môi trường có tính chất dễ cháy nổ như: dầu khí hay khai thác mỏ hầm lò

1.3.2 Đảo chiều cực tính điện áp đấu vào phần ứng động cơ, bằng cách sử dụng hai bộ biến đổi

Sơ đồ gồm hai bộ biến đổi B1 và B2 , đấu song song với nhau thông qua cáccuộn kháng cân bằng L1 và L2 ( hình vẽ_1.7) Từng bộ biến đổi có thể làm việc ở chế

độ chỉnh lưu hoặc nghịch lưu Hai bộ biến đổi B1 và B2 làm việc độc lập, khi bộ biếnđổi này được cấp xung điều khiển để làm việc ở chế độ chỉnh lưu, thì bộ kia làm việc

ở chế độ nghịch lưu đợi

Nếu gọi 1 là góc mở đối với bộ B1; 2 là góc mở đối với bộ B2, thì sự phốihợp giá trị 1 và 2 phải thực hiện theo quan hệ:

1 + 2 = 1800

Sự phối hợp này gọi là sự phối hợp tuyến tính

Giả sử cần động cơ quay thuận, ta cho B1 làm việc ở chế độ chỉnh lưu, nghĩa là

Cả hai điện áp đều đặt lên phần ứng của động cơ Đ, động cơ sẽ quay theo chiềuthuận (chiều tác dụng của S.đ.đ Ud.1), vì các Tiristor ở bộ B2 không thể cho dòngchạy từ Katốt về Anốt

§

B1

2 B

1 L

L2

Hình 1.7

Khi 1 = 2 = 900 thì Ud.1 = Ud.2 = 0, động cơ ở trạng thái dừng, nếu tại thờiđiểm này có kết hợp với phanh cơ khí thì động cơ dừng chắc chắn, do đó có thể ápdụng để dừng tải tại một vị trí bất kỳ trong quá trình nâng - hạ

Nếu cho điện áp điều khiển Uđk < 0 , thì B2 sẽ làm việc ở chế độ chỉnh lưu còn

B1 sẽ làm việc ở chế độ nghịch lưu phụ thuộc, động cơ sẽ quay theo chiều ngược lại,

để thực hiện đảo chiều

Đặc điểm của chế độ đảo dòng như đã trình bày trên là: làm xuất hiện một dòngđiện lúc thì chạy từ B1 sang B2, lúc thì chạy từ B2 vào B1 mà không qua mạch động

cơ Người ta gọi nó là “dòng điện tuần hoàn”

Dòng điện tuần hoàn làm cho máy biến áp và các Tiristor làm việc nặng nềhơn Vì vậy, để hạn chế dòng điện tuần hoàn người ta dùng các điện cảm L1 và L2,như trên hình vẽ _1.7

Nhược điểm của phương pháp này là chi phí đầu tư cao nhưng ngược lại nó có

ưu điểm đó là: làm việc tin cậy, kích thước nhỏ gọn, thời gian đảo chiều ngắn, khôngphát sinh tia lửa trong quá trình điều khiển nên an toàn với các môi trường dễ cháy

nổ như dầu khí hoặc khai thác mỏ hầm lò

1.3.3 Đảo chiều cực tính điện áp đấu vào cuộn kích từ bằng cách sử dụng hai

bộ biến đổi

Sơ đồ nguyên lý của phương án này như hình 1.8

Ưu điểm của phương pháp đổi chiều quay này là trị số dòng điện qua các bộ CLnhỏ vì nó chỉ là dòng kích từ nên việc lựa chọn các linh kiện bán dẫn cũng dễ dàng

và giá thành hạ hơn Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của phương pháp là với các tải

có quán tính lớn, thì thời gian đảo chiều dài (thời gian trễ lớn), mặt khác ta phải sửdụng 3 bộ chỉnh lưu có điều khiển nên sẽ phức tạp trong đấu nối và sửa chữa

Tóm lại: Qua việc phân tích ưu - nhược điểm của từng sơ đồ, trong các

phương án trên ta thấy: áp dụng phương án 1.3.2 cho đề tài là hợp lý hơn cả, thoảmãn được các yêu cầu đặt ra là: điều chỉnh tốc độ theo cả hai hướng trên - dưới, đảochiều quay của động cơ với thời gian đảo chiều ngắn, có thể thực hiện hãm tái sinh

để trả năng lượng về nguồn khi động cơ làm việc ở chế độ hãm và chế độ điều chỉnhgiảm tốc độ, chi phí đầu tư cho lắp đặt và vận hành thấp, đặc biệt là có thể làm việc

an toàn trong các môi trường dễ cháy nổ, vì không phát sinh tia lửa trong qua trìnhđiều khiển

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG ÁN KHỞI ĐỘNG, HÃM VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ

ĐỘNG CƠ

2.1 PHƯƠNG PHÁP KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ

Từ phương trình cân bằng áp U = E + Iư R , ta dễ dàng suy ra được dòng làmviệc của động cơ, khi làm việc ở chế độ động cơ là:

Iư = U − E R

u

=U − K φ ω

R u

Tại thời điểm khởi động  = 0, do đó dòng điện khởi động khi đó là:

Iư = In.m = R U

u ,

Ở những động cơ có công suất trung bình và lớn thì Rư có gí trị rất nhỏ nêndòng khởi động ban đầu sẽ rất lớn, thường vào khoảng 2 2,5 lần dòng định mức.Với giá trị dòng lớn như vậy sẽ phá hỏng động cơ cũng như gây sụt áp rất lớn ở lướiđiện

Để giảm dòng khởi động ta có hai biện pháp: Thứ nhất là tăng điện trở mạnhphần ứng khi khởi động (dùng các điện trở phụ đấu nối tiếp với mạch phần ứng);Thứ hai là giảm điện áp đấu vào cực động cơ khi khởi động (ta dùng bộ biến đổitĩnh)

2.1.1 Khởi động động cơ dùng các điện trở phụ

Quá trình khởi động diễn ra như sau:

Khi bắt đầu khởi động, tiếp điểm các Công tắc tơ gia tốc 1G, 2G, 3G, 4G được

mở Người vận hành ấn nút khởi động trên mạch điều khiển, tiếp điểm M được đónglại, động cơ khởi động với toàn bộ các cấp điện trở phụ:

(Rf = Rư +Rf1 + Rf2 + Rf3 + Rf4)

Dòng khởi động ban đầu là:

I 1 = Udm

R u+R f < (2 2,5) Iđm

Động cơ bắt đầu khởi động tại điểm 1, tốc độ tăng dần đến điểm 2 có dòngđiện là I2, tại thời điểm đó tiếp điểm 1G đóng lại sẽ loại cấp điện trở phụ thứ nhất ra.Động cơ chuyển sang khởi động trên đường đặc tính mới tại điểm 3 và dòng là I1;điện trở lúc này còn lại là : Rư + Rf2 + Rf3 + Rf4 Quá trình tương tự như vậy cho đếnkhi cấp điện trở phụ cuối cùng được loại ra, động cơ chuyển sang khởi động trênđường đặc tính tự nhiên tại điểm 9 Sau đó tiếp tục tăng tốc về làm việc cân bằng tạiđiểm F, quá trình khởi động kết thúc

Trên thực tế, trước đây phương pháp này được dùng nhiều, nhưng hiện nayvới sự phát triển vô cùng mạnh mẽ của điện tử công suất, thì phương pháp này lại ítđược sử dụng Vì nó gây ra tổn hao năng lượng trong quá trình điều chỉnh, kíchthước thiết bị cồng kềnh, các tiếp điểm điện thường xuyên đóng - mở nên tuổi thọkhông cao

2.1.2 Khởi động động cơ bằng cách điều chỉnh điện áp nguồn

Sơ đồ nguyên lý làm việc của bộ chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển, như trênhình vẽ 2.2:

Nguyên lý làm việc của chỉnh lưu như sau: Giả sử cấp xung điều khiển lệchmột góc  so với điểm mở tự nhiên, nên tại thời điểm 1 = (/6 + ), ta cấp xungđiều khiển cho T1 ( Anốt của T1 có thế dương nhất), nên T1 mở, dòng điện từ pha A

tương tự dựa vào sơ đồ ta có:

+ Từ ( /6 +  ) <  < ( 3/6 +  ) → các Thyritor T1, T6 dẫn dòng;

- Để đảm bảo cho điện áp chỉnh lưu trung bình Ud Uđm = 440 V, thì góc mở

min phải thoả mãn: 2,34 U2 cosmin = 440 → min = 64,7 0

- Mặt khác giá trị điện áp cung cấp cho động cơ, phải đảm bảo:

Ukđ < Uđm và Ikđ < (2 2,5) Iđm, nếu coi mạch phần ứng chỉ có Rư thì :Ta có:

Hãm điện của động cơ là trạng thái mà động cơ sinh ra mômen quay ngược lạivới chiều tốc độ góc Trong tất cả các chế độ hãm, động cơ đều làm việc ở chế độhãm Với động cơ một chiều kích từ độc lập có ba trạng thía hãm: Hãm tái sinh, hãmđấu ngược và hãm động năng.

2.2.1 Hãm đấu ngược

Hãm đấu ngược xảy ra khi động cơ được đấu để quay theo một chiều nhấtđịnh, nhưng trên thực tế (trong quá trình làm việc) động cơ quay theo chiều ngượclại, do tác dụng của quán tính hoặc do tác dụng mômen cản của các tải có tính chấtthế năng

Với tải có tính chất thế năng, hãm đấu ngược có thể xảy ra trong trường hợpđấu điện trở phụ đủ lớn vào mạch phần ứng của động cơ

Giả sử động cơ đang làm việc ổn

định tại điểm A ở trạng thái nâng tải (Hình

2.3), nếu đưa điện trở phụ đủ lớn vào mạch

phần ứng, sao cho Mn.m < MC , động cơ sẽ

chuyển sang làm việc tại điểm B trên đặc

tính biến trở Tại B, do mômen động cơ

sinh ra nhỏ hơn mômen cản nên tốc độ

động cơ sẽ quay theo chiều ngược lại, tăng tốc và làm việc ổn định tại điểm D (tại

đây mômen Mđc = MC ).

Ở trường hợp này động cơ làm việc như một máy phát nối tiếp với lưới điện,biến điện năng nhận từ lưới và cơ năng trên trục động cơ thành nhiệt năng đốt nóngđiện trở hãm và mạch phần ứng, làm cho điện trở hãm và động cơ bị nóng lên Vớicác động cơ có công suất lớn, thường xuyên phải thực hiện quá trình hãm, thì lượngnhiệt toả ra là rất lớn, làm già hoá cách điện của dây quấn động cơ; làm quá nhiệt

điện trở hãm, gây nguy hiểm với các môi trường dễ cháy nổ (như dầu khí hoặc khaithác mở hầm lò).

+) Hãm động năng kích từ độc lập: phương pháp hãm này được thực hiện bằng

cách cắt phần ứng của động cơ ra khỏi lưới điện và đóng vào một điện trở hãm; cònmạch kích từ vẫn được nối vào nguồn như cũ Sơ đồ và đặc tính như

hình vẽ _ 2.4

Độ cứng của các đường dặc tính phụ thuộc vào trị số Rh, nếu Rh càng nhỏ thì

sao cho dòng điện hãm ban đầu nằm trong phạm vi cho phép của máy điện có thểchịu nổi: Ihđ = (2 2,5).Iđm Trên hình _2.4 vẽ hai đặc tính ứng với hai giá trị khácnhau của điện trở hãm là Rh1 và Rh2 (với Rh1 > Rh2)

Quá trình hãm x y ra nh sau: Gi s trả ư ả ử ướ đ độc ó ng c ang l m vi c nơ đ à ệ ổ

ho c C’.ặ

+) Hãm động năng kích từ tự kích: Như ta đã thấy ở trên, nếu mất điện lưới

thì không thể thực hiện hãm động năng kích từ tự kích được Để khắc phục nhượcđiểm này người ta sử dụnghãm động năng kích từ tự kích Hãm động năng kích từ tựkích xảy ra khi cắt cả mạch phần ứng và mạch kích từ ra khỏi lưới điện, sau đó đóng

cả vào một điện trở hãm Nhưng quá trình thao tác trên phải giữ cho chiều dòng kích

từ không đổi

2.2.3 Hãm tái sinh (hãm trả năng lượng về nguồn)

Xét động cơ một chiều truyền động cho một cơ cấu nâng hạ (hình 2.5) Giả

s ử động c ang l m vi c n ơ đ à ệ ổ định t i i m A, trên ạ đ ể đặc tính c t nhiên, mômenơ ự

c n tác d ng lên tr c ả ụ ụ động c chính l t i tr ng nhân v i bán kính tang qu nơ à ả ọ ớ ấcáp

Khi giảm MC trên trục động cơ, tốc độ động cơ tăng lên Khi giảm MC = 0 thì

khi đó tốc độ động cơ bằng tốc độ không tải lý tưởng  =  0 = k φ U , khi đó sứcđiện động do động cơ sinh ra bằng với điện áp nguồn cung cấp:

E = U = k. 0 , điểm làm việc tại B

Tại thời điểm  = 0 mà đổi chiều tác dụng của mômen cản M C, thì động cơtiếp tục tăng tốc và làm việc ổn định tại điểm A’ , S.đ.đ khi đó là:

E = k. B > U

Nên: I ư = Ih = U − E k φ < 0, nghĩa là dòng đi từ động cơ trả về nguồn Khi đó

mômen M C = k. Ih < 0 sẽ đổi dấu, chiều tác dụng sẽ ngược với chiều quay của

động cơ Mônmen động cơ đổi chiều thành mômen hãm

Hãm tái sinh là chế độ hãm kinh tế vì nó trả năng lượng về nguồn, điều kiện

để có hãm tái sinh là  > 0 Trong thực tế hãm tái sinh xảy ra trong hai trườnghợp :

+) Chuyển tốc độ từ cao sang

thấp của phương pháp điều chỉnh điện

áp: điểm làm việc A sẽ chuyển sang

điểm làm việc tại B1, nếu MC không

đổi thì động cơ giảm dần tốc độ và

làm việc ổn định tại điểm A’ Tại B

động cơ làm việc ở chế độ hãm tái

sinh Vậy ở chế độ hãm tái sinh thì

ngay cả khi điều chỉnh tốc độ (bằng

cách thay đổi điện áp) cũng thực hiện được quá trình hãm trả nănng lượng về nguồn

Để thực hiện hãm dừng tải trong quá trình nâng - hạ, ta điều chỉnh giảm điện

áp cấp vào phần ứng của động cơ, sao cho đường đặc tính như đoạn Bn D Tại điểm

D tốc độ động cơ  = 0, muốn dừng lại phải kết hợp với phanh cơ khí

+) Chế độ thả tải ở các cơ cấu nâng hạ, các trục tải cỡ lớn, cơ cấu ra vào và dichuyển ở các máy xúc điện có sử dụng TĐĐ một chiều.

2.3 ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ

Để thay đổi tốc độ động cơ, ta có thể

thay đổi điện áp đặt vào phần ứng hoặc thay

đổi điện áp đặt vào cuộn kích từ, để thay đổi từ

thông chính Việc điều chỉnh điện áp hoặc điều

chỉnh từ thông, đều phải đảm bảo: Uđc < Uđm và

đc < đm để đảm bảo cho động cơ không bị phá

hỏng Tuy nhiên, việc thay đổi trị số dòng điện

kích từ để thay đổi tốc độ có thời gian trễ điều

khiển lớn, đặc biệt là với tải có quán tính lớn

Vì vậy, phần này trình bày việc điều khiển tốc độ bằng điều chỉnh điện áp phần ứng

Giá trị trung bình của S.đ.đ chỉnh lưu (Ed) là: Hình 2.7

Ed = Edo cos

trong đó: Edo : S.đ.đ của chỉnh lưu khi góc mở  = 0

Edo =

E2 maxπ m

.sin π

m=

√2 E2

π m

.sin π

m

trong đó:

- E2, E2max : là giá trị hiệu dụng và giá trị biên độ của điện áp sơ cấp máy BA;

- m : là số xung áp đập mạch trong một chu kỳ, với chỉnh lưu cầu 3 pha m 6,nên ta có:

Vậy giá trị trung bình của S.đ.đ chỉnh lưu có thể viết là:

Ed = Edo cos = 2,34 E2 cos