Giáo trình điện - Chương 7: Động cơ điện 1 chiều

Tham khảo tài liệu giáo trình điện - chương 7: động cơ điện 1 chiều, kỹ thuật - công nghệ, điện - điện tử phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình điện - Chương 7: Động cơ điện 1 chiều Ch−¬ng 7 §éng c¬ ®iÖn mét chiÒu 7-1. §¹i c−¬ng Nh− ®· biÕt ë ch−¬ng 5, m¸y ®iÖn mét chiÒu cã thÓ lµm viÖc ë chÕ ®é m¸y ph¸t khiE > U vµ ë chÕ ®é ®éng c¬ khi E < U. Khi lµm viÖc ë chÕ ®é m¸y ph¸t chiÒu cñam«men ®iÖn tõ vµ chiÒu cña tèc ®é quay ng−îc nhau, cßn dßng ®iÖn vµ s.®.®. cïngchiÒu. Trong chÕ ®é ®éng c¬ ®iÖn th× m«men vµ tèc ®é cïng chiÒu, cßn dßng ®iÖn vµs.® ®. ng−îc chiÒu nhau. ViÖc chuyÓn tõ chÕ ®é m¸y ph¸t sang chÕ ®é ®éng c¬ x¶y rahoµn toµn tù ®éng kh«ng cÇn thay ®æi g× ë m¹ch nèi, cô thÓ lµ khi gi¶m dßng kÝchthÝch khiÕn cho s.®.®. cña m¸y ph¸t E h¹ ®Õn møc E < U, dßng trong phÇn øng sÏ tù®éng ®æi chiÒu, n¨ng l−îng sÏ chuyÓn theo chiÒu ng−îc l¹i vµ m¸y ph¸t nghiÔm nhiªntrë thµnh ®éng c¬. §éng c¬ ®iÖn mét chiÒu ®−îc dïng phæ biÕn trong c«ng nghiÖp, giao th«ng vËn t¶ivµ nãi chung trong nh÷ng thiÕt bÞ cÇn ®iÒu chØnh tèc ®é quay liªn tôc trong mét ph¹mvi réng (m¸y c¸n thÐp, m¸y c«ng cô, ...) Còng nh− m¸y ph¸t, theo c¸ch kÝch thÝch tõ, ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu ®−îc ph©nthµnh c¸c lo¹i nh− sau: ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch thÝch ®éc lËp, kÝch thÝch songsong, kÝch thÝch nèi tiÕp vµ kÝch thÝch hçn hîp. S¬ ®å nèi d©y cña c¸c lo¹i ®éng c¬ nµyt−¬ng tù nh− ë tr−êng hîp m¸y ph¸t. ë ®éng c¬ kÝch thÝch ®éc lËp I− = I; ë ®éng c¬kÝch thÝch song song vµ hçn hîp I = I− + It; ë ®éng c¬ kÝch thÝch nèi tiÕp I = I− = It. Trªn thùc tÕ, ®Æc tÝnh cña ®éng c¬ ®iÖn kÝch thÝch ®éc lËp vµ kÝch thÝch song songhÇu nh− gièng nhau nh−ng khi cÇn c«ng suÊt lín ng−êi ta th−êng dïng ®éng c¬ ®iÖnkÝch thÝch ®éc lËp ®Ó ®iÒu chØnh dßng kÝch thÝch thuËn lîi vµ kinh tÕ h¬n mÆc dï lo¹i®éng c¬ nµy ®ßi hái ph¶i cã thªm nguån ®iÖn phô bªn ngoµi. Ngoµi ra, kh¸c víi m¸yph¸t ®iÖn mét chiÒu kÝch thÝch nèi tiÕp, ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch thÝch nèi tiÕp®−îc dïng rÊt nhiÒu, chñ yÕu trong ngµnh kÐo t¶i b»ng ®iÖn. Trong ch−¬ng nµy chóng ta sÏ nghiªn cøu c¸c vÊn ®Ò chÝnh cña c¸c lo¹i ®éng c¬®iÖn mét chiÒu bao gåm vÊn ®Ò më m¸y, ®Æc tÝnh c¬ vµ ®iÒu chØnh tèc ®é. 7-2. Më m¸y ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu §Ó më m¸y ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu ®−îc tèt cÇn ph¶i thùc hiÖn ®−îc nh÷ng yªucÇu sau ®©y: 1) M«men më m¸y Mmm ph¶i cã trÞ sè cao nhÊt cã thÓ cã ®Ó hoµn thµnh qu¸ tr×nhmë m¸y trong thêi gian ng¾n nhÊt. 2) Dßng ®iÖn më m¸y Imm ®−îc h¹n chÕ ®Õn møc thÊp nhÊt ®Ó d©y quÊn khái bÞch¸y hoÆc ¶nh h−ëng xÊu ®Õn ®æi chiÒu. Trong tÊt c¶ mäi tr−êng hîp, khi më m¸y bao giê còng ph¶i ®¶m b¶o cã Φmax,nghÜa lµ tr−íc khi ®ãng ®éng c¬ vµo nguån ®iÖn, biÕn trë ®iÒu chØnh dßng kÝch thÝch 65ph¶i ë vÞ trÝ øng víi trÞ sè nhá nhÊt ®Ó sau khi ®ãng ®éng c¬ vµo nguån ®éng c¬ ®−îckÝch thÝch ®Õn møc tèi ®a vµ nh− vËy m«men øng víi mçi trÞ sè cña dßng ®iÖn I− lu«nlu«n lín nhÊt. Ngoµi ra ph¶i ®¶m b¶o kh«ng x¶y ra ®øt m¹ch kÝch thÝch v× nÕu m¹chkÝch thÝch bÞ ®øt th× Φ = 0, M = 0, ®éng c¬ kh«ng quay ®−îc do ®ã E− = 0 vµ I u = U , Ru ,sÏ cã trÞ sè rÊt lín lµm ch¸y vµnh gãp vµ d©y quÊn. Khi më m¸y, chiÒu quay cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu phô thuéc vµo chiÒu cñam«men. §Ó ®æi chiÒu quay cña ®éng c¬ (tøc ®æi chiÒu m«men) cã thÓ dïng hai ph−¬ngph¸p: hoÆc ®æi chiÒu tõ th«ng (®æi chiÒu dßng kÝch thÝch) hoÆc ®æi chiÒu dßng ®iÖntrong phÇn øng. §iÒu ®ã cã thÓ thùc hiÖn ®−îc b»ng c¸ch tr¸o ®æi c¸ch nèi ®Çu d©yquÊn phÇn øng hoÆc c¸c ®Çu d©y quÊn kÝch thÝch tr−íc lóc më m¸y. VÊn ®Ò ®æi chiÒuquay cña ®éng c¬ ®iÖn lóc ®ang quay vÒ nguyªn t¾c còng cã thÓ thùc hiÖn ®−îc b»ngc¶ hai ph−¬ng ph¸p trªn, tuy nhiªn trªn thùc tÕ chØ dïng ph−¬ng ph¸p ®æi chiÒu dßngphÇn øng I− v× nh− ®· biÕt d©y quÊn kÝch thÝch cã nhiÒu vßng d©y do ®ã hÖ sè tù c¶m LrÊt lín vµ viÖc thay ®æi chiÒu dßng ®iÖn kÝch thÝch dÉn ®Õn sù xuÊt hiÖn s.®.®. tù c¶mrÊt lín g©y ra qu¸ ®iÖn ¸p ®¸nh thñng c¸ch ®iÖn cña d©y quÊn kÝch thÝch. Sau ®©y ta xÐt c¸c ph−¬ng ph¸p më m¸y ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu. 7.2.1. Më m¸y trùc tiÕp Ph−¬ng ph¸p nµy ®−îc thùc hiÖn b»ng c¸ch ®ãng th¼ng ®éng c¬ ®iÖn vµo nguånvíi Umm = U®m. Nh− vËy ngay lóc ®Çu më m¸y r«to ch−a quay, s.®.®. E− = 0 vµ dßng U − Eu , U®iÖn phÇn øng b»ng I u = = . V× trong thùc tÕ R−* = 0,02 ÷ 0,1, nªn víi ®iÖn , Ru , Ru ,¸p ®Þnh møc U* = 1 dßng ®iÖn I− sÏ cã trÞ sè rÊt lín vµ b»ng (5 ÷ 10)I®m. Víi dßng ®iÖnlín nh− vËy cã thÓ g©y nguy hiÓm cho ®éng c¬, v× vËy ph−¬ng ph¸p më m¸y trùc tiÕpchØ ®−îc ¸p dông cho nh÷ng ®éng c¬ ®iÖn cã c«ng suÊt vµi tr¨m o¸t. ë cì ®éng c¬ nµyR− t−¬ng ®èi lín, do ®ã khi më m¸y I− ≤ (4 ÷ 6)I®m. Trong nh÷ng tr−êng hîp ®Æc biÖtcã thÓ cho phÐp më m¸y trùc tiÕp nh÷ng ®éng c¬ cã ...