GIÁO TRÌNH MÁY ĐIỆN I - Phần I: Máy điện một chiều - Chương 10

Chương 9 MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU ĐẶC BIỆT CÔNG SUẤT NHỎ 1. Động cơ một chiều không chổi than Động cơ một chiều với cấu trúc bình thường có hàng loạt nhược điểm do bộ phận đổi chiều, vành góp gây ra làm hạn chế phạm vi sữ dụng của chúng. Trong thời gian gần đây đã xuất hiện và đưa vào sử dụng ngày càng rộng rải, nhất là trong các hệ thống điều khiển tự động một loại động cơ với tên gọi là động cơ một chiều không chổi than (Brushless-DC Motor). ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
GIÁO TRÌNH MÁY ĐIỆN I - Phần I: Máy điện một chiều - Chương 10 Chöông 9 MAÙY ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU ÑAËC BIEÄT COÂNG SUAÁT NHOÛ 1. Ñoäng cô moät chieàu khoâng choåi than Ñoäng cô moät chieàu vôùi caáu truùc bình thöôøng coù haøng loaït nhöôïc ñieåm doboä phaän ñoåi chieàu, vaønh goùp gaây ra laøm haïn cheá phaïm vi söõ duïng cuûa chuùng.Trong thôøi gian gaàn ñaây ñaõ xuaát hieän vaø ñöa vaøo söû duïng ngaøy caøng roäng raûi,nhaát laø trong caùc heä thoáng ñieàu khieån töï ñoäng moät loaïi ñoäng cô vôùi teân goïi laøñoäng cô moät chieàu khoâng choåi than (Brushless-DC Motor). Ñoäng cô moät chieàukhoâng choåi than vôùi boä phaän ñoåi chieàu ñieän töû ñaõ thoûa maûn caùc yeâu caàu cao veàñoä tin caäy trong caùc ñieàu kieän laøm vieäc ñaëc bieät (chaân khoâng, nhieät ñoä thay ñoåi,va ñaäp maïnh, rung ñoäng nhieàu). Boä phaän ñaûo chieàu coù caáu taïo töø caùc linh kieänñieän töû thay theá cho vaønh goùp_choåi than laøm cho ñoäng cô moät chieàu khoâng choåithan maát ñi nhöõng nhöôïc ñieåm cuûa ñoäng cô moät chieàu thoâng thöôøng. 1.1 Caáu taïo: Khaùc vôùi ñoäng cô moät chieàu bình thöôøng, ñoäng cô moät chieàu khoâng choåithan coù phaàn öùng baát ñoäng naèm treân stator vaø phaàn caûm quay naèm treân rotor.Treân hình 9.1 a veõ moâ hình cuûa ñoäng cô moät chieàu bình thöôøng vaø hình 9.1b veõmoâ hình ñoäng cô khoâng choåi than. Hình 9.1 Moâ hình ñôn giaûn cuûa ñoäng cô moät chieàu bình thöôøng (hình a) vaø ñoäng cô moät chieàu khoâng choåi than (hình b)Vò trí caùc phaàn töû cuûa ñoäng cô moät chieàu khoâng choåi than treân hình 9.1b nhösau: 1. Stator cuûa ñoäng cô. 2. Rotor baèng nam chaâm vænh cöûu. 3. Daây quaán phaàn öùng ñaët treân stator. 4. Giaù ñôû choåi than. 5. Choåi than (ñeå ñôn giaûn neân hình 9.1b thay boä phaàn ñoåi chieàu baèng 4 vaø 5). 96 Stator cuûa ñoäng cô moät chieàu khoâng choåi than ñöôïc gheùp töø caùc laù theùpkó thuaät ñieän coù xeõ raûnh. Trong caùc raûnh cuûa Stator ñaët cuoän daây phaàn öùng nhöcaùc loaïi ñoäng cô bình thöôøng khaùc. Phaàn caûm cuûa ñoäng cô khoâng choåi thanthöôøng ñöôïc laøm baèng nam chaâm vónh cöûu. Ñaëc ñieåm noåi baät cuûa ñoäng cô laø boäphaän ñaûo chieàu baèng ñieän töû maø trong hình 9.1b ñöôïc ñôn giaûn hoaù baèng giaùñôû choåi than vaø choåi than ñaët treân rotor. Ngoaøi stato, rotor vaø boä phaän ñaûo chieàu baèng ñieän töû thì treân voû maùy coøngaén moät caûm bieán vò trí. Caûm bieán vò trí coù caáu taïo töø hai thaønh phaàn: phaàn quaygoïi laø rotor vaø phaàn ñöùng yeân goïi laø stator. Rotor cuûa caûm bieán vò trí coù daïnghình troøn khuyeát ñaët treân cuøng moät truïc vôùi rotor ñoäng cô, ñaây laø phaàn töû taïo tínhieäu cuûa caûm bieán vò trí. Stator cuûa caûm bieán vò trí laø caùc phaàn töû caûm öùng, soálöôïng cuûa caùc phaàn töû caûm öùng naøy baèng vôùi soá pha cuûa ñoäng cô vaø vò trí cuûachuùng töông öùng vôùi vò trí caùc pha cuûa ñoäng cô. Toùm laïi: caáu taïo ñoäng cô moät chieàu khoâng choåi than goàm 3 thaønh phaàn chínhsau: • Stator vaø rotor, treân Stator ñöôïc gheùp baèng caùc laù theùp kyõ thuaät ñieän coù xeõ raûnh, beân trong coù ñaët cuoän öùng m pha vaø rotor ñöïôc laøm baèng nam chaâm vónh cöûu. • Caûm bieán vò trí ñaët cuøng truïc vôùi ñoäng cô coù chöùc naêng caûm nhaän vò trí cuûa rotor vaø bieán ñoåi tín hieäu ñoù thaønh tín hieäu ñieàu khieån xaùc ñònh thôøi ñieåm vaø thöù töï ñoåi chieàu. • Boä phaän ñoåi chieàu khoâng choåi than caáu taïo baèng caùc linh kieän ñieän töû thöïc hieän ñoåi chieàu doøng ñieän cuûa caùc cuoän caûm treân stator ñoäng cô theo tín hieäu ñieàu khieån töø caûm bieán vò trí. 1.2 Nguyeân lyù hoaït ñoäng: Hình 9.2 trình baøy sô ñoà nguyeân lí ñôn giaûn cuûa ñoäng cô moät chieàu khoângchoåi than vôùi ba cuoän daây treân stator. Ta seõ phaân tích nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûañoäng cô moät chieàu khoâng choåi than theo sô ñoà naøy. Cuoän daây phaàn öùng ñaët treân caùc raûnh cuûa stator goàm coù ba pha A, B, C,leäch nhau trong khoâng gian moät goùc 1200 vaø ñöôïc noái hình sao. Boä phaän ñoåi choåi goàm ba transistor Q1, Q2, Q3, maéc noái tieáp vôùi caùc phaA, B, C cuûa ñoäng cô. Caùc transistor naøy laøm vieäc ôû cheá ñoä ngaét daån, nghóa laøcoù hai traïng thaùi laøm vieäc: traïng thaùi daån khi coù tín hieäu ñieän ôû chaân B cuûachuùng vaø traïng thaùi ngaét khi khoâng coù tín hieäu ñieän ôû chaân B cuûa chuùng. Tínhieäu ñieän do phaàn caûm öùng cuûa caûm bieán vò trí taïo ra. Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa ñoäng cô theo hình 9.2 nhö sau: Giaû söû ban ñaàu vò trí phaàn töû caûm bieán tín hieäu cuûa caûm bieán vò trí naèmgaàn phaàn töû caûm öùng ôû pha A (phaàn töû caûm öùng cuûa caûm bieán vò trí ñaët töôngöùng vôùi caùc pha cuûa ñoäng cô). Khi phaàn töû caûm bieán tín hieäu cuûa caûm bieán vò trí 97ôû vò trí treân (vò trí 1 treân hình 9.2) thì seõ xuaát hieän moät tín hieäu ñieàu khieån CA, tínhieäu naøy kích vaøo cöïc B cuûa transistor Q1 laøm cho Q1 daån. Caùc transistor khaùckhoâng coù tín hieäu neân ôû traïng thaùi ngaét. Khi Q1 daån trong pha A cuûa cuoän öùngcoù doøng ñieän IA chaïy qua. Nhôø söï töông taùc giöûa söùc töø ñoäng FA cuûa cuoän öùngpha A vôùi töø thoâng cuûa töø tröôøng rotor baèng nam chaâm vónh cöûu laøm cho rotorquay theo chieàu kim ñoàng hoà. Do phaàn töû tín hieäu cuûa caûm bieán tín hieäu gaénñoàng truïc vôùi rotor cuûa ñoäng cô neân khi rotor quay thì phaàn töû naøy cuûng quaytheo. Hình 9.2 Sô ñoà nguyeân lyù ñôn giaûn cuûa ñoäng cô moät chieàu khoâng choåi than vôùi stato coù ba cuoän daây. Khi goùc quay cuûa rotor lôùn hôn 300 so vôùi vò trí ban ñaàu moät ít, phaàn töû tínhieäu taùc ñoäng ñoàng thôøi leân hai phaàn töû caûm öùng ...