Đồ án tốt nghiệpđiều khiển tốc độ động cơ một chiều Ch ơng I đại cơng về máy điện một chiều "Trong nền sản xuất hiện đại, máy điện một chiều vẫn đợc xem là một loại máy quan trọng. Nó có thể dùng làm động cơ điện, máy phát hay dùng trong những điều kiện làm việc khác. Động cơ điện một chiều có đặc tính điều chỉnh tốc độ rất tốt, vì vậy máy đợc dùng nhiều trong những ngành công nghiệp có yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ nh cán thép, hầm mỏ, giao thông vận tải. Tuy vậy máy điện một chiều cũng có những nhợc điểm của nó nh: so với máy điện xoay chiều thì giá thành đắt hơn, sử dụng nhiều kim loại màu hơn, chế tạo và bảo quản cổ góp phức tạp Nhng do những u điểm của nó nên máy điện một chiều vẫn có một tầm quan trọng nhất định trong sản xuất. Công suất lớn nhất của máy điện một chiều hiện nay vào khoảng 10.000 kW, điện áp vào khoảng vài trăm cho đến 1000 V. Hớng phát triển hiện nay là cải tiến tính năng của vật liệu, nâng cao chỉ tiêu kinh tế của máy và chế tạo những máy công suất lớn hơn." I. cấu tạo của máy điện một chiều a. Cực từ chính !"#$!$%&'#( !)*+,-" !.#'#( !/'#(0!123-4#5 3.*67893:#);<$.*#5=&>1 3-?# !@(;).)=%A B+,-"!@+,1*#5)C#*D@ E#5-4-?#)FG#5$H-#;$ ! *-"!;$ !@?#?##8)H# b. Cực từ phụ !0@;#2 !")*I>J##5K##D/'#3 !0%13-?#)$ !0&;*+, ,:.#?*+, !" !0@().)=%2 A c. Gông từ LA!*I>:!?##D !M%#)=$. #5=))!%*I3,*?):#M<$.#5HN %*I3O&-#$.#5=*I)= b. Các bộ phận khác -& - Nắp máy>J.)5-=#P2).#$G#).=*+, %#-=#:J##5<$.#5=))!M(Q &*0#RK#<$.$%@(%1 - Cơ cấu chổi than: >*Q#5!+$.#G,K# &K#;$.K#)%QS.T;K&U K#@?P$#K#)#5)H##L#K#&> +@>#DV)P$"K#.OCW-##DVS.T *I)"?P;:# Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 1 Đồ án tốt nghiệpđiều khiển tốc độ động cơ một chiều +&2 a. Lõi sắt phần ứng /'#(*I>*X!<%*I2,3-4#5 Y3@-###Z*67#5=[#;$#3;:#>#J .K*.*Q#5S.<$3&*T*:$\>-#3 :#T;*+,). b. Dây quấn phần ứng B+,#$#5)&*Q#5:+B +,%1*&E#5<$.#5=YA ,*H#)#-]Z%*I*&#8*#5$Q<$.#5)!)HM% *I*#8*#5T2B+,@#5F)H#$J'# 3 c. Cổ góp K&YQE#)&)K##DZ*I>K##D*Q#5 S.#D*Q#5#D d. Các bộ phận khác - Cánh quạtBI>+:#&# - Trục máy<$&;'#(MK&+:)K#<$N %13.? 8)#5P#5#D8)#5$. 2#D-#5S[8:.\+P8&@;$12 :#@#$\)E#2:#@P<$\% #2:#@ A,P Y^]]Z_ #5P` YaZ_ BQ#5Pb YcZ_ <?P Y)dZ e.#$Q#-#>MG-"!M*Q#5-"!)?#5 )D#D-#5f*0 II. đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập ;"GG+5#2?).gG hfYiZ.;hfYiZ ;"G$&>#>*#j[*:.;@M)"*0hf YiZihfYZ e.#;"GM?#)H#G#5#D%#Qf*0;" G#5;"G#5#>*#j+5#2?)*Q#5$.: Ghf(I)hf (I). <$.#>$ N?&M$*d N?+M)d iN.gMe <$.#D$%@>G#J$." ;*j*.M #8)#5$D#5M%#&>*I5G)PG?# i?#>*#j:#@.&*H#*:G?#,$P?&# .$P?GJ:#@&:#@GJ%@E Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 2 §å ¸n tèt nghiÖp®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ mét chiÒu ` k h dm U U .;` k lh %100 dm U U  <G A?- b   h dm I I Mi  h dm M M M φ  h dm φ φ Mm   h cb R R M  h  dm ω ω .;  h o ω ω  a#5E:#@GJnoM..#>".G #J#5 <?G#5#D-"!)-"!C@? -AJ#o[ . M)H#G-A)G?  9 MQ)H#G-"!?##8?GJ *  <$P?#5$[GJm   aH#G#5#Dm  h dm dm I U  !"#$%#%&'"(%)*+ ^##5#D&A,  )AIH)#5-AK#T :-"!%(..)H#:MOG@E# G-"!..YU9N9Z ^##5#D&A,-AHT:#5) :-"!@().##D)H#YU9NpZMO G@E#G#5#D-"! a. Ph¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ <g.GU9N9)U9NpM&>)#8G$T1#5:   `  hqrYmrm s ZbMYpN9Z <$.& `#5YaZ q  #5YaZ m  #5$[:Y Ω Z m s #5$[0$.:Y Ω Z b  *Q#5:YcZ aH#mh$r$ s r$  r$  M $  #5$[*M $ s #5$[ !0M $  #5$[#8SOK# Khoa ®iÖn - Ngµnh §o Lêng_Tù §éng Hãa trang 3 q UT9N9WG?#* G-"I.. b - q m s m - ` t  - UT9NpWG?#*G -"! ` - m - b -  - ` t m s §å ¸n tèt nghiÖp®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ mét chiÒu W#5qG@SPg.#> qh ωω π Φ=Φ K a pN .2 MYpNpZ <$.& ?A# !"M e?*X*0*M ?A#:..M φ !A-"!*H# !M]  M ?&M$*dM ^h a pN .2 π 5?,:.G e8#>*#j#5g.?+Y)QdOZT qh^ g φ MYpNuZ ah 55,960 .2 nn = π  aT)qh n a pN Φ 60  ;^ g h a pN 60 U5?#5GM ^ g h K K 105,0 55,9 ≈  <!YpN9Z)YpNpZ& h t t t I K RR K U f Φ + − Φ YpNvZ w#>YpNvZG$T;"G#5G i;-.g#5!i  G@SP[# i  h^ Φ bYpN7Z W$bh ΦK M dt  <#$Pb  ).AYpNvZ@ h dt f M K RR K U 2 )( Φ + − Φ t t YpNxZ e8=+K,G)K,3T.gG$$0G1 .g#5!M-o#5iei  hi G hi h M K RR K U f 2 )( Φ + − Φ t t YpNyZ G$T;"GG#5#D-"! L#J#8J@IM!A φ h.MTG$T ;"G#5YpNvZ)G$T;"GYpNyZ8"PO @#>*#j$TU9Nu)U9Nv2%z   Khoa ®iÖn - Ngµnh §o Lêng_Tù §éng Hãa trang 4 Đồ án tốt nghiệpđiều khiển tốc độ động cơ một chiều <g.P$M-#bh6.;ih6& h o U = ^ t MYpN{Z . *@E#?-AJ#o[GQ-#h6& bh nm f I RR U = + t MYpN|Z aih^ b hi MYpN96Z b Mi @E#*Q#5(:).g(: i;-MG$T;"YpNvZMYpNyZ}&>@)#8[*: h = o K RI U ^ t MYpN99Z h = o K RM U 2 )( ^ t MYpN9pZ <$.&mhmrm s Mh ^ t U M M K R I K R 2 )( = = t M @E#0?)H##$Pi <&>#>*#j;"G#5);"G$.5G)PG?#M)H# #D-#5!APY h ZM <$.& h o Mb h * I I Mi h dm M M Mm h cb R R M Ym h dm dm I U @E##5$[GJZ <!YpNv6)YpNyZM)#8;"G#5);"G[G)PG?# h9Nm b MYpN9uZ h9Nm i MYpN9vZ b. Xét ảnh hởng các tham số đến đặc tính cơ Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 5 b i . t UT9Nu;"G#5 G#5#D-"! . UT9Nv;"G G#5#D -"! i i b b Đồ án tốt nghiệpđiều khiển tốc độ động cơ một chiều <!G$T;"GYpNyZ,&?J[8;"G <!A M#5)#5$[G<@S3J[ !?& b1. ả nh h ởng của điện trở phần ứng L#J#8`h` h.) h. i?K##5$[:?##5$[0m s ).: <$.$%@?-AJ#o[ . h const K U dm dm = * YpN97Z ;"G var )( 2 = + = = f RR KM t MYpN9xZ ^#m s H=;"G*?ứ)H#m s h6& ;"G # t R K dm TN 2 )( = YpN9yZ <e &#$PH,;"G #&G,J% ;"G#5$[0 e)-#K##5$[0m s @E;"#8$[&*: TU9Nvứ)H#0J#i .&M8m s HT?G #JM%#*Q#5(:).g(:}#J.N %#%f*0G>:8*Q#5)#DV? G"*H#?GGJ Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 6 . <eYm Z m s9 m sp m su i i m sv UT9N7;"G#5#D-" !-#K##5$[0: Đồ án tốt nghiệpđiều khiển tốc độ động cơ một chiều b2. ả nh h ởng của điện áp phần ứng L#J#3!A h h.M#5$[mh.^#K# #5g.H#J.)H#` M& <?-AJ# var= = dm x ox K U ;"G const R K = = t 2 )( e)-#K##5;).G@E;"G )H#;"G #TU9Nx <,$1-#K##5Y#JZT.g(:M*Q#5 (:G#J)?G}#J)H#0J#, PB.&G}@f*0>#DV?G): 8*Q#5-#-[# b3. ả nh h ởng của từ thông L#J#8#5`h` h.#5$[mh. i?K#!AK#*Q#5-"!b - G <$.$%@ N<?-AJ# .S h var= x dm K U M N;"Gh var )( 2 = t R K x B.,:.G#5M 8%#DV#J!Ae-#! A#JT .S ~MQ#J<&E;"G)H .S ~*) ;"#J*-##J!A Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 7 UT9Nx;"GG#5#D -"!-##J;).G p 9 <e . .9 .p .u i u iYbZ Đồ án tốt nghiệpđiều khiển tốc độ động cơ một chiều <,$1-#K#!A BQ#5(:b h const R U dm = t i.g(:i h^ S b h)$ ;"G#5);"GG-##J!A@#>*#j $U9NyM aH#*:.g0J#i "@)H#8)#5GT-# #J!A?G~YSgTU9NyZ !"#,- U\$:#G#$.g+@#D)H#?+ <$.,J$:#\MG#5)#5[8 G#5#D-"!&$:#\U\##M\ @)\~ c1. Hãm tái sinh ( hãm trả năng l ợng về l ới ) U\##SJ$-#?+GHG?-AJ#oN [^#\##q MG)#5#5 )H#H# W.)H#)H#8GM*Q#5).g\\K##D)@SP g.#> 0< = = R KK EU I o h m tt MYpNu{Z i h^ b 6 <$P?\H*.8-#1)H#.g0J#G,J S,T5?)#5KP)H#? . . aTG?#*:G)X-AK#G$T;" GG AYpNyZ.g&#$P %;"G[$:#\##1$.&#) ;z.: <$.$:#\##M*Q#5\K##D)A,@$J )DH##5&#$PhYqN`ZbG\-#8,)TG #$#5~2" Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 8 UT9Ny;"G#5YZ);"GYZG#5 #D-"!-##J!A i i p i 9 i dm i 0 01 02 0 01 02 2 1 <e I Inm Z Z 2 1 Đồ án tốt nghiệpđiều khiển tốc độ động cơ một chiều c2. Hãm ng ợc <$:#\@GSJ$-#*H#*0 ~"4$.>.;* g8~+@ #D)H#.g#5!Gi.g#$[#GM-#&?:# >G,JS, e.##\$Q&\~ III. các nguyên lý điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều aDG*#5#DV?MG#5#D&#D)#5G. )H#.:#G-M-A2&&-J~#DV?*j* ,$O: M:#D-#>G#JG%#:#:,@ #DV.$.#J##DV?$ < 8&#GGJ>#DV?G#5#D N#DV#5,.G N#DV#5,.:-"!G ,$O 5$D#DV?G#5#D .#%}&#8K##8K#,.:G .;:-"!G.8$.A#5f*0?.:##8 K#" Nw#8K##5GG,-3.#D.; #5-8:#Yi^Z Nw#8K##5!^8:#!Y^<Z Nw#8K#V*XV<$#.$Y/<Z Nw#8K#S#D<$#.$.;$#.YwwcZ <G)H#)#5f*0#8K#&5$D NU5$DNGYNZ NU5$D#5-8:#NGYi^NZ NU5$D-8:#!NGY^<NZ NU5$DV<$#.$NGY<NZ NU5$DSNGYcNZ Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 9 A . N . . i i UT9N{;"G\##G-"! q ` b ` q b §å ¸n tèt nghiÖp®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ mét chiÒu <g.,$O:#D-#>5$DM#DV?G #5#D&.:##D-#>g.:-"Y&5$D#DV  Z).:##D-#>:[Y5$D#D-#>…[†ZU5#DV  $D#5&,$O:M&,@#DV.)#J# #DV$G.)H#5$D…[† e.#$5$D#DV?G#DQ@ .:#g.$D&J.#D+)-AJ.#D+%#n ).G\MJ.#D&$D)#5[&M #&)?& <$.:)#0MO#",K+M} ",$#5<N ./)0&1++ >#DV#5G#5#D&#8P #5#D-"!MV#D-#>))#8 P&~#8~@#5S.#D#D& #5q  #DV@%"#5#D-#>` - a&A, 2:.)H#GM#8K#&#5$[$.m  )#5J/  --A ë8S&>)#8@G$T;"5? q  NqhbYm  rm  Z h t t* I K RR K E dm b dm b Φ − − Φ MYuN9Z β ωω M U dko −= )(  aT!AG@#2-AK#;"G}-A K#MQ?-AJ#o[Tn).#$P#5#D-#>` -  5?M*.&&>&#G#DV$#5> >SP#J##DV?>o$1?H,5?P ;[#;"GGJM;")H##5P)! A}@#2[#$PP<?=,#J##DVP#H#: [#)D#??))D.g-[#^#.gJ#PT #$PH,)=,? Khoa ®iÖn - Ngµnh §o Lêng_Tù §éng Hãa trang 10 Z m t m  ` ` - /^  ww q  Y **- Z q t b Z UT9N|WG-?#)G$8[8 S [...]... Mô tả toán học của các khâu động học Giản đồ thay thế của động cơ điện một chiều nh sau: Uk ik Uư CF Iư M E Rk , Lk CKN CB Hình 1-14a Giản đồ thay thế động cơ một chiều Hình 1-14b Đặc tính cơ động cơ điện một chiều a Chế độ xác lập của động cơ điện một chiều Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 16 Đồ án tốt nghiệp điều khiển tốc độ động cơ một chiều Khi đặt lên dây quấn kích từ một điện áp... là thấp Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 14 điều khiển tốc độ động cơ một chiều Đồ án tốt nghiệp Đ a) T N Đ Đ N T b) c) Đ Đ d) e) Hình 1-12 Các sơ đồ truyền động T-Đ đảo chiều Iv mô tả toán học các khâu trong hệ điều khiển tốc độ t-đ Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 15 điều khiển tốc độ động cơ một chiều Đồ án tốt nghiệp 1 Sơ đồ cấu trúc chung của hệ điều khiển tốc độ t-đ Uđ R... Dòng điện phần ứng i d đảo chiều, có chiều cùng với chiều của sức điện động E Máy điện làm vi c ở chế độ phát điện, biến cơ năng tích luỹ đợc ở chế độ động cơ thành điện năng trả về cho lới điện Ta có phơng trình: Ud2 = E - Id2Rd = E - IdRd Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 33 điều khiển tốc độ động cơ một chiều Đồ án tốt nghiệp Vì dòng điện phần ứng id có chiều ngợc lại nên moment quay của động. .. Đặc tính cơ bản O a) ik wk Lk (uđk ) 0 Mđm M b) c) Hình 1-11 : a ) Sơ đồ thay thế ; b ) Đặc tính điều chỉnh khi điều chỉnh từ thông động cơ ; c ) Quan hệ (ikt) Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 13 Đồ án tốt nghiệp điều khiển tốc độ động cơ một chiều Do điều chỉnh tốc độ bằng cách giảm từ thông nên đối với các động cơ mà từ thông định mức nằm ở cổ tiếp giáp giữa vùng tuyến tính và vùng. .. 17 điều khiển tốc độ động cơ một chiều Đồ án tốt nghiệp Trong đó j là moment quán tính của các phần chuyển động quay đối với trục động cơ U _ 1 / Rư 1 + p ư 1 jp M _ Mc NN Mk K 1 pN k Uk _ Pk Nk Hình 1-15: Sơ đồ cấu trúc của động cơ điện một chiều Từ các phơng trình trên ta thành lập đợc sơ đồ cấu trúc của động cơ một chiều nh hình (1-15) Thấy rằng sơ đồ cấu trúc này là phi tuyến mạnh, trong tính. .. - động cơ Còn cấu trúc mạch lực cũng nh cấu trúc mạch điều khiển hệ truyền động T-Đ đảo chiều có yêu cầu an toàn cao và có logic điều khiển chặt chẽ Có hai nguyên tắc cơ bản để xây dựng hệ truyền động T-Đ đảo chiều: - Giữ nguyên chiều dòng điện phần ứng và đảo chiều dòng kích từ động cơ - Giữ nguyên chiều dòng kích từ và đảo chiều dòng phần ứng Trong thực tế, các sơ đồ truyền động T-Đ đảo chiều có. .. phạm vi điều chỉnh Vì thế với tải có đặc tính moment không đổi thì giá trị phạm vi điều chỉnh tốc độ cũng không vợt quá 10 Đối với các máy có yêu cầu cao về giải điều chỉnh và độ chính xác duy trì tốc độ làm vi c thì vi c sử dụng các hệ thống hở nh trên là không thoả mãn đợc Trong phạm vi phụ tải cho phép có thể coi các đặc tính cơ tĩnh của truyền động một chiều kích từ độc lập là tuyến tính Khi điều chỉnh. .. I d' = do R d Mạch chỉnh lu cầu một pha dùng Thyristor có đảo chiều dòng điện với phụ tải là động cơ điện một chiều Trong mục này chúng ta sẽ đợc nghiên cứu về bộ chỉnh lu cầu một pha dùng thyristor có đảo chiều dòng điện, nhằm mục đích để đảo chiều quay của động cơ điện một chiều Đây cũng chính là mạch động lực đợc sử dụng trong đề tài, vì vậy chúng ta sẽ đợc nghiên cứu kỹ hơn Sơ đồ của thiết bị biến... -Ud2 2 Cả hai điện áp Ud1, Ud2 đều đặt vào phần ứng động cơ và có cực tính vẽ trên hình 2-9 Song chỉ có điện áp U d1 là có tác dụng làm cho động cơ quay, vì nhóm G 1 cung cấp dòng điện id1 cho động cơ (id = id1) và nhóm G1 lúc này làm vi c ở chế độ chỉnh lu Còn điện áp Ud2 không có tác dụng làm cho động cơ quay vì nhóm chỉnh lu G2 không cho dòng điện chạy theo chiều ngợc với chiều các van chỉnh lu... Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng là rất thích hợp trong các trờng hợp moment tải là hằng số trong toàn giải điều chỉnh Cũng thấy rằng không nên nối thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng vì nh vậy sẽ làm giảm đáng kể hiệu suất của hệ 3 Nguyên lý điều chỉnh từ thông động cơ Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 12 điều khiển tốc độ động cơ một chiều Đồ án tốt nghiệp Điều chỉnh . Đồ án tốt nghiệp iều khiển tốc độ động cơ một chiều Ch ơng I đại cơng về máy điện một chiều "Trong nền sản xuất hiện đại, máy điện một chiều vẫn đợc xem là một loại máy quan. máy quan trọng. Nó có thể dùng làm động cơ điện, máy phát hay dùng trong những điều kiện làm vi c khác. Động cơ điện một chiều có đặc tính điều chỉnh tốc độ rất tốt, vì vậy máy đợc dùng nhiều. #DV#D)Q>.,N @;"");"5? e@#>5<N*.)*X&"#8M*:#5 V$&#:.MK,0$.#5M)[$D &A,HQS,*:#5)H#S.#DU5? A,.5&#, Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 14 Z < < e e Z Z UT9N9pG$D<NJ. #D *Z gZ Đồ án tốt nghiệp iều khiển tốc độ động cơ một chiều Iv. mô tả toán học các khâu trong hệ điều