Ví dụ 4.1Bộ giảm áp cấp nguồn áp cho phần ứng của động cơ một chiều kích từ độc lập.. Tính điện áp tải nhỏ nhất ở chế độ dòng tải liên tục, từ đó xác định thời gian đóng tối thiểu T1 của
Trang 1Ví dụ 4.1
Bộ giảm áp cấp nguồn áp cho phần ứng của động cơ một chiều kích từ độc lập Nguồn một chiều U = 220V, tần số đóng ngắt f = 500Hz Tải động cơ có Rư = 2Ω Lư khá lớn và sức điện động E = 1,253.ω [V;rad/s] Moment động cơ luôn bằng định mức, tức
Iưdm=11,6[A]
a Tính tỉ số T1/T khi vận tốc động cơ là 1000 vòng/phút
b Tính điện áp tải nhỏ nhất ở chế độ dòng tải liên tục, từ đó xác định thời gian đóng tối thiểu T1 của chế độ dòng liên tục
Giải:
a
ω
2
60
2 1000
60 104 72
1 253 1 253104 72 131 21
, [ / ]
n
rad s
Ở chế độ xác lập
Ut = Rư.It + E
U t = 2.11,6 + 131,21 = 154,4[V]
Với dòng tải liên tục U
T
T
t =
220
4 , 154 U
U T
T 1 t
=
=
= b.- Điện áp tải nhỏ nhất khi E → 0 Lúc đó:
U tmin = Rư.It = 2.11,6 = 23,2[V]
220
2 , 23 500
1 U
U f
1 U
U T
min
Ví dụ 4.2
Cho bộ giảm áp cấp nguồn cho động cơ một chiều kích từ độc lập Nguồn một chiều
U = 220V Tải có Rư nhỏ không đáng kể Lư = 32,5 mH Sức điện động E =1,253.ω với ω [rad/s] là vận tốc động cơ Tần số đóng ngắt bộ giảm áp f = 500Hz Cho biết dòng tải liên tục và mạch ở xác lập
1 Tính tỉ số = γ T
T
1 khi vận tốc động cơ n = 1500 v/ph
2 Gọi ittmin và itmax là trị nhỏ nhất và lớn nhất của dòng điện qua tải Tính hiệu ∆it =
itmax - itmin
3 Để giảm bớt độ nhấp nhô dòng điện ∆it sao cho ∆it < 1A cần phải thêm cảm kháng phụ bằng bao nhiêu
4 Trong trường hợp không sử dụng thêm cảm kháng phụ, cần phải điều chỉnh tần số đóng ngắt như thế nào để ∆it < 1A
5 Một cách tổng quát, khi E thay đổi trong khoảng ( 0, +U), tìm điều kiện về f và L để độ nhấp nhô dòng ở xác lập thỏa điều kiện ∆it < ∆itmax
Giải:
ω = 2 π = π =
1500
Trang 2Ở chế độ xác lập Ut = E = 1,253.ω
Ut = 1,253 157 = 196,8[V]
Ơû chế độ dòng liên tục = =U γ
T
T U
t
220
8 , 196 U
E E
U
U t = γ = ⇒ γ = = = 2.- Khi công tắc S đóng:
E dt
di L U
L
E U
di t = −
Dòng điện tăng trong khoảng thời gian đóng công tắc từ giá trị ban đầu itmin đến giá trị cực đại it max Lấy tích phân hai vế của phương trình trong khoảng đóng S
1 min
t max t
L E U i
i
∆
T
T
1
1 = γ = nên:
] A [ 277 , 1 500
8946 , 0 0325 , 0
8 , 196 220 f
L
E U
∆
3.- Để giảm độ nhấp nhô dòng điện ∆it < ∆itmax = 1A Ta phải có:
] H [ 0415 , 0 500
8946 , 0 1
8 , 196 220 L
f
i
E U L
i f
.
L
E
U
max t
max t
=
−
>
⇔
γ
∆
−
>
⇒
∆
<
γ
−
Từ đó cảm kháng phụ thêm vào tối thiểu bằng:
Lph min = L - Lu = 0,0415 - 0,0325 = 0,009 [H] = 9 [mH]
4.- Trong trường hợp giảm độ nhấp nhô dòng điện bằng cách thay đổi tần số đóng ngắt f, ta có:
] Hz [ 5 , 648 8946 , 0 0325 , 0 1
8 , 196 220
L i
E U
f
max t
=
−
= γ
∆
−
>
Như vậy tần số f phải lớn hơn 649 Hz
5.- Ta có:
( − γ)γ
= γ γ
−
= γ
−
=
f.
L
U f
L
U U f
L
E U
i t
Do hàm (1 - ) có trị cực đại bằng γ γ 1
4 khi γ= 1
f.
L
U 1
f.
L
U
i t = γ − γ ≤
∆ Điều kiện để ∆it < ∆itmax cho trường hợp xác lập, ta cần có:
max t
4
1 f.
L
U
i ≤ < ∆
∆
1 4
220 i
4
U L
max t
=
=
∆
>
Việc chọn tần số và cảm kháng phụ tùy ý, thỏa điều kiện f.L > 55 {H.HZ]
Ghi chú: Do điện trở phần ứng của động cơ một chiều thường rất nhỏ nên kết quả tính trên có thể sử dụng trong thực tế với sai số chấp nhận được
Trang 3Ví du 4.3
Cho bộ biến đổi một chiều kép dạng đảo dòng Nguồn một chiều U = 230 V Tải là động cơ một chiều kích từ độc lập Rư L E, Rư = 0,1 Ω Động cơ đang chạy ở vận tốc định mức thỏa mãn E = 4,2.ω ; nđm =500v/ph, ta thực hiện hãm động cơ Để đạt được moment hãm động cơ bằng định mức dòng qua phần ứng phải có độ lớn - 100 A, cần thiết lập tỉ số
T
T 1
= γ bằng bao nhiêu ?
Giải:
Ut = U = Rư.Iγ t +E
Trong đó, sức điện động cảm ứng E;
V
dm
60
4 2 2 500
,
π
It = - 100 A , U =230 V
Từ đó:
γ.230 = (0,1).(-100) + 219,91
230
91 , 219
−
= γ
⇒