Điều khiển động cơ điện một chiều Phần 1

Các phương pháp điều khiển động cơ điện một chiều : Điều khiển tốc độ là mộ yêu cầu tất yếu của các máy sản xuất . Ta biết rằng hầu hết các mày sản xuất đòi hỏi nhiều tốc độ , tùy theo từng công việc , điều kiện làm việc mà ta lựa chọn các tốc độ khác nhau để tối ưu hóa quá trình sản xuất
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Điều khiển động cơ điện một chiều Phần 1 Nguyenvanbientbd47@gmail.com Ch−¬ng 1 C¸c ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn ®éng c¬ mét chiÒu 1.1 Kh¸i niÖm chung §iÒu khiÓn tèc ®é lµ mét yªu cÇu cÇn thiÕt tÊt yÕu cña c¸c m¸y s¶n xuÊt. Ta biÕt r»ng hÇu hÕt c¸c m¸y s¶n xuÊt ®ßi hái cã nhiÒu tèc ®é, tïy theo tõng c«ng viÖc, ®iÒu kiÖn lµm viÖc mµ ta lùa chän c¸c tèc ®é kh¸c nhau ®Ó tèi −u ho¸ qu¸ tr×nh s¶n xuÊt. Muèn cã ®−îc c¸c tèc ®é kh¸c nhau trªn m¸y ta cã thÓ thay ®æi cÊu tróc c¬ häc cña m¸y nh− tØ sè truyÒn hoÆc thay ®æi tèc ®é cña chÝnh ®éng c¬ truyÒn ®éng. ë ®©y chóng t«i chØ kh¶o s¸t theo ph−¬ng ph¸p thay ®æi tèc ®é ®éng c¬ truyÒn ®éng. Tèc ®é lµm viÖc cña ®éng c¬ do ng−êi ®iÒu khiÓn quy ®Þnh ®−îc gäi lµ tèc ®é ®Æt. Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc, tèc ®é ®éng c¬ cã thÓ bÞ thay ®æi v× tèc ®é cña ®éng c¬ phô thuéc rÊt nhiÒu vµo c¸c th«ng sè nguån, m¹ch vµ t¶i nªn khi c¸c th«ng sè thay ®æi th× tèc ®é cña ®éng c¬ sÏ bÞ thay ®æi theo. T×nh tr¹ng ®ã g©y ra sai sè vÒ tèc ®é vµ cã thÓ kh«ng cho phÐp. §Ó kh¾c phôc ng−êi ta dïng nh÷ng ph−¬ng ph¸p æn ®Þnh tèc ®é. §é æn ®Þnh tèc ®é cßn ¶nh h−ëng quan träng ®Õn gi¶i ®iÒu chØnh (ph¹m vi ®iÒu chØnh tèc ®é) vµ kh¶ n¨ng qu¸ t¶i cña ®éng c¬. §é æn ®Þnh cµng cao th× gi¶i ®iÒu chØnh cµng cã kh¶ n¨ng më réng vµ m«men qu¸ t¶i cµng lín. Cã rÊt nhiÒu ph−¬ng ph¸p ®Ó ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ nh−: • §iÒu chØnh tham sè. • §iÒu chØnh ®iÖn ¸p nguån. • §iÒu chØnh cÊu tróc s¬ ®å. ë ®©y chóng t«i chØ ®Ò cËp ®Õn c¸c ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ mét chiÒu. 1.2 CÊu t¹o, nguyªn lý lµm viÖc, ph©n lo¹i vµ ph−¬ng tr×nh c¬ b¶n cña ®éng c¬ mét chiÒu Hµ Ngäc Th¾ng Nguyenvanbientbd47@gmail.com 1.2.1 CÊu t¹o CÊu t¹o cña ®éng c¬ ®iÖn gåm stator, rotor vµ hÖ thèng chæi than - vµnh gãp. Stator bao gåm vá m¸y, cùc tõ chÝnh, cùc tõ phô, d©y quÊn phÇn c¶m (d©y quÊn kÝch thÝch) gåm c¸c bèi d©y ®Æt trong r·nh cña lâi s¾t. Sè l−îng cùc tõ chÝnh phô thuéc tèc ®é quay. §èi víi ®éng c¬ c«ng suÊt nhá ng−êi ta cã thÓ kÝch tõ b»ng nam ch©m vÜnh cöu. R«tor (cßn gäi lµ phÇn øng) gåm c¸c l¸ thÐp kü thuËt ®iÖn ghÐp l¹i cã r·nh ®Ó ®Æt c¸c phÇn tö cña d©y quÊn phÇn øng. §iÖn ¸p mét chiÒu ®−îc ®−a vµo phÇn øng qua hÖ thèng chæi than - vµnh gãp. KÕt cÊu cña gi¸ ®ì chæi than cã kh¶ n¨ng ®iÒu chØnh ¸p lùc tiÕp xóc vµ tù ®éng duy tr× ¸p lùc tuú theo ®é mßn cña chæi than. Chøc n¨ng cña chæi than - vµnh gãp lµ ®Ó ®−a ®iÖn ¸p mét chiÒu vµo cuén d©y phÇn øng vµ ®æi chiÒu dßng ®iÖn trong cuén d©y phÇn øng. Sè l−îng chæi than b»ng sè l−îng cùc tõ ( mét nöa cã cùc tÝnh d−¬ng vµ mét nöa cã cùc tÝnh ©m). 1.2.2 Nguyªn lý lµm viÖc cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu Khi ®Æt lªn d©y quÊn kÝch tõ mét ®iÖn ¸p kÝch tõ Uk nµo ®ã th× trong d©y quÊn kÝch tõ sÏ xuÊt hiÖn dßng kÝch tõ ik vµ do ®ã m¹ch tõ cña m¸y sÏ cã tõ th«ng Φ . TiÕp ®ã ®Æt mét gi¸ trÞ ®iÖn ¸p U lªn m¹ch phÇn øng th× trong d©y quÊn phÇn øng sÏ cã mét dßng ®iÖn i ch¹y qua. T−¬ng t¸c gi÷a dßng ®iÖn phÇn øng vµ tõ th«ng kÝch thÝch t¹o thµnh m«men ®iÖn tõ. Gi¸ trÞ cña m«men ®iÖn tõ ®−îc tÝnh nh− sau: p.n m= ΦI = kΦI 2Π a Trong ®ã c¸c p: sè ®«i cùc cña ®éng n: sè thanh dÉn phÇn øng d−íi mét cùc tõ. a: sè m¹ch nh¸nh song song cña d©y quÊn phÇn øng. k: hÖ sè kÕt cÊu cña m¸y. Vµ m«men ®iÖn tõ nµy kÐo cho phÇn øng quay quanh trôc. 1.2.3 Ph©n lo¹i ®éng c¬ mét chiÒu. C¨n cø vµo ph−¬ng ph¸p kÝch tõ ng−êi ta chia ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu ra c¸c lo¹i nh− sau: - §éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ b»ng nam ch©m vÜnh cöu. Hµ Ngäc Th¾ng Nguyenvanbientbd47@gmail.com - §éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp nghÜa lµ phÇn øng vµ phÇn kÝch tõ ®−îc cung cÊp bëi hai nguån riªng rÏ. H×nh 1.1 - §éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ nèi tiÕp: cuén d©y kÝch thÝch ®−îc m¾c nèi tiÕp víi phÇn øng. - §éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ song song: cuén d©y kÝch thÝch ®−îc m¾c song song víi phÇn øng. - §éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ hçn hîp: gåm cã hai cuén d©y kÝch thÝch, mét cuén m¾c nèi tiÕp víi phÇn øng, cuén cßn l¹i m¾c song song víi phÇn øng. Hµ Ngäc Th¾ng Nguyenvanbientbd47@gmail.com 1.2.4 C¸c ph−¬ng tr×nh c¬ b¶n cña m¸y ®iÖn mét chiÒu §iÖn ¸p phÇn øng: Søc ®iÖn ®éng phÇn øng: E=K M«men phÇn øng: C«ng suÊt ®iÖn tõ. Tõ th«ng kÝch tõ: Trong ®ã c¸c ®¹i l−îng: I − , I t : lµ dßng ®iÖn phÇn øng vµ dßng ®iÖn kÝch tõ. U: ®iÖn ¸p cña l−íi ®iÖn mét chiÒu. E: Søc ®iÖn ®éng c¶m øng trong cuén d©y r«tor khi nã quay trong tõ tr−êng do cuén d©y kÝch tõ t¹o ra. R − : ®iÖn trë phÇn øng cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu. Φ[ Wb] : tõ th«ng kÝch thÝch cña ®éng c¬. M [ Nm ] : m«men phÇn øng cña ®éng c¬. n(vßng/phót): tèc ®é quay cña ®éng c¬. K1 , K 2 , K 3 : lµ c¸c h»ng sè tû lÖ. 1.3 C¸c ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu Tõ ph−¬ng tr×nh ...