Đồ án Biên soạn bộ bài tập cho bộ môn: cơ sở truyền động điện bậc cao đẳng

n = U CEφ - R CEφ I n = U CEφ - R CECMφ2 M # Cho thấy được đường đặc tính của động cơ phụ thuộc vào 3 yếu tố : Điện trở, điện áp và từ thông. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN LÊ TRUNG SVTH : HOÀNG ANH KIÊN CƯỜNG Trang 38 + Aûnh hưởng của điện trở Rf trên mạch phần ứng : # Ở đặc tính tự nhiên : n = U CEφ - Rư CEφ I # Ở đặc tính nhân tạo : n = U CEφ - Rư + Rf CEφ I - Từ đó cho thấy khi thay đổi điện trở trong mạch phần ứng thì tốc độ không tải lý tưởng là : no = U CEφ = const - Còn tốc độ dốc hay độ biến thiên tốc độ Δn Δn = Rư + RfCEφ I = Var Lúc đó đường đặc tính được thay đổi thì có độ cứng mềm hơn. Điều đó có nghĩa là độ dốc tỷ lệ nghịch với độ cứng. + Ảnh hưởng của độ điện áp nguồn vào phần ứng : Khi thay đổi điện áp nguồn thì tốc độ không tải lý tưởng no thay đổi, còn độ dốc thì giữ cố định không đổi. n = U CEφđm - Rư CEφđm Iđm - Từ đó cho thấy khi thay đổi điện áp nguồn thì đặc tính cơ nhận được là đường thẳng song song với đường đặc tính cơ tự nhiên. +Aûnh hưởng của từ thông : - Từ thông thay đổi thì giá trị tốc độ cũng thay đổi I n no no1 no2 TN NT1 NT2 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN LÊ TRUNG SVTH : HOÀNG ANH KIÊN CƯỜNG Trang 39 n = U CEφ - Rư CEφ I - Do vậy khi φ = Var Ỉ n = Var. Lúc này cả tốc độ không tải lẫn độ dốc của đường đặc tính đầu thay đổi. + Chú ý : Khi thay đổi φ thì thông thường người ta có khuynh hướng giảm từ thông vì khi tính toán nhà chế tạo thường chọn từ thông định mức φđm là từ thông bảo hòa. Không được giảm từ thông quá thấp vì lúc đó sẽ ảnh hưởng đến kết cấu máy. φ giảm Ỉ n tăng mà Inm cố định Ỉ M giảm. II/ Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ ba pha : 1/ Phương trình đặc tính : - I1 Dòng chạy trong Stator - I2 Dòng từ hóa - I2' Dòng Roto đã qui đổi về Stator I2' = kII2 * kI hệ số qui đổi dòng kI = 1 CE - E2 suất điện động định mức của Roto - U1 Điện áp dây định mức của nguồn kE = U1đm E2 - s hệ số trượt. s = no - n no - no tốc độ từ trường = 60f/p - n tốc độ quay. X'2 = kx * X2 R'2 = kR * R2 Kx = kR = kEkI - Từ tất cả các công thức trên : Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN LÊ TRUNG SVTH : HOÀNG ANH KIÊN CƯỜNG Trang 40 Ỵ I'2 = U1t (X1 + X'2)2 + (R1 + R2' S ) 2 Phương trình trên chính là phương trình đặc tính tốc độ của động cơ. @ Phương trình đặc tính cơ thì được thành lập thì : - Công suất điện từ chuyển từ Stator sang Rotor : P12 = Mđt no 9.55 Pcơ = Mcơ n 9.55 Ỵ ΔPcu = P12 - Pcơ = M no - n9.55 ΔPcu2 = 3I'2R'2 = M no - n9.55 * no no = M 9.55* S*no ỴM = 3I'2R'2noS 9.55 hay M = 3U12fR'2/S [(x1 +x'2)2 + (R1 + R'2 S ) 2 ] * no 9.55 - Đó chính là phương trình đặc tính cơ. Muốn vẽ đặc tính cơ thì chỉ có một phương pháp đó là vẽ từng điểm rồi nối lại. - Mt giá trị moment lớn nhất gọi là moment tới hạn. - St hệ số trượt ứng với Mt Lấy dM ds = 0 ỴMt, St Mt = ± 3U1 2f 2no 9.55( R 2 1 + Xn2 ± R1) St = ± R'2R12 + Xn2 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN LÊ TRUNG SVTH : HOÀNG ANH KIÊN CƯỜNG Trang 41 + Trong đó : Xn = X1 + X'2 " + " ứng với trạng thái động cơ. " - " ứng với trạng thái máy phát. - Thông thường khi tính toán người ta sử dụng phương pháp gần đúng. M = 2Mt (1 + ε) St S + S St +2ε + Trong đó : ε = R1 R12 + Xn2 - Khi điện trở không đáng kể so với điện kháng : St = R'2 Xn ; Mt = 3U21f 2 no 9.55*Xn M = 2Mt St S + S St - Khi R1 ≈ R2 Ỵ ε ≈ st Ỉ M = 2Mt (1 + ε)st sđm + sđm st + 2ε = 2Mt (1 + ε) st sđm + sđm st + 2st Ỉ St = Sđm [λ2M ± λ2M + 2Sđm (λM - 1)] 1 - 2Sđm (λM - 1) Ỉ St ≈ Sđm [ λM ± λ2M - 1 ] - λM hệ số tới hạn λM = MtMđm Mđm = 9550 Pđm nđm Sđm = no - nđm no Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN LÊ TRUNG SVTH : HOÀNG ANH KIÊN CƯỜNG Trang 42 2/ Các tham số ảnh hưởng đến đặc tính cơ : Từ phương trình đặc tính trên chỉ có 2 giá trị St, Mt là gây ảnh hưởng đến đặc tính, mà 2 giá trị đó lại phụ thuộc vào các tham số khác. a/ Ảnh hưởng của điện áp nguồn : Khi điện áp đặt vào cuộn dây Stator của động cơ giảm đi, các thông số khác giữ nguyên thì chỉ có giá trị moment tới hạn Mt thay đổi và do đó giá trị moment M của động cơ sẽ bị giảm đi theo tỷ lệ bậc 2 so với mức độ giảm điện áp. Điều này làm cho khả năng mang tải của động cơ giảm đi, đường đặc tính thu hẹp lại. Do đó độ dốc của đường đặc tính giảm đi vì β giảm. Mt = 3U21f 2no 9.55Xn Ỉ M = 2MtSt s + S St Ỉ M = 2MtSSt Ỉ dM = 2MtSt dS n = no (1 - S) Ỉdn = - nods Ỉ dM = - 2Mt nst dn β = dMdn = - 2Mt nst dn M S St M3 M2 M1 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN LÊ TRUNG SVTH : HOÀNG ANH KIÊN CƯỜNG Trang 43 b/ Ảnh hưởng của điện trở vào điện kháng trên Stator : Khi cho thêm điện trở vào stator sẽ làm cho hệ số trượt giảm xuống. St = R'2 R12 + (X1 + X'2)2 Mt = 3U21f 2no 9.55Xn + Khi có điện trở và điện kháng St = R'2 (R2 + R1f)2 + (X1 + X1f + X'2)2 Mt = 3U21f 2no 9.55 [ R1 2 + (X1 + X'2)2 ± R1] + Từ đó cho thấy khi thên điện trở và điện kháng vào stator thì moment động cơ cũng giảm Ỉ khả năng mang tải của động cơ không cao. c/ Ảnh hưởng của điện trở trên mạch Roto : Trường hợp này chỉ xảy ra đối với động cơ Roto dây quấn. * Khi thêm điện trở tr6en mạch Roto : St = R'2 + R'2f R21 + (X1 + X'2)2 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN LÊ TRUNG SVTH : HOÀNG ANH KIÊN CƯỜNG Trang 44 Do đó hệ số trượt được tăng lên, còn đối với moment tới hạn Mt không phụ thuộc vào R2f nên moment M của động cơ giữ nguyên không thay đổi. Tuy nhiên trong khoảng 0 < St < 1 khi Rf tăng thì moment ngắn mạch của động cơ tăng lên. Với giá trị Rf thích hợp, st = 1 thì moment ngắn mạch của động cơ đạt giá trị cực đại. Nếu Rf tăng quá cao, st > 1 thì moment ngắn mạch giảm xuống. Do đó khi tăng Rf trong mạch Roto thì sẽ làm tăng moment khởi động của động cơ. Nhưng nếu tăng lên quá giới hạn thì dòng trong mạch Roto giảm đi. Điều đó sẽ làm giảm công suất điện từ của động cơ và moment điện từ của động cơ sẽ giảm theo. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN LÊ TRUNG SVTH : HOÀNG ANH KIÊN CƯỜNG Trang 45 CHƯƠNG III ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ TRONG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN I. Khái niệm: -Để điều chỉnh tốc độ thì chúng ta điều chỉnh tỷ số truyền (cơ khí) mà tốc độ của động cơ như cũ. -Điều chỉnh tốc độ của động cơ điện chính là tạo ra các đặc tính cơ của phụ tải với tốc độ mong muốn. II. Các chỉ tiêu chọn lựa phương pháp điều chỉnh -Độ cứng của ĐTC điều chỉnh: -Độ bằng phẳng khi điều chỉnh (độ êm khi điều chỉnh, độ tĩnh) -Độ cứng đánh giá bởi 2 cấp tốc độ kề nhau. ϕ = nini +1 ≈ 1 [1] -Với mắt thường không phân biệt được nếu ϕ ≠ 1 nhiều, thì người ta gọi là điều chỉnh thô, nhảy cấp. -Phạm vi điều chỉnh: Là tỷ số giữa tốc độ lớn nhất và tốc độ bé nhất mà phương pháp điều chỉnh đó có thể thỏa mãn được D = nmax nmin * Hướng điều chỉnh: Nói lên phương pháp điều chỉnh đó, nó sẽ cho chúng ta tốc độ mới, sẽ lớn hơn, hoặc nhỏ hơn tốc độ cơ bản khi động cơ làm việc trên đường đặc tính tự nhiên. * Tính kinh tế của phương pháp điều chỉnh: Giá thành ; hiệu suất động cơ cao hoặc thấp Phương án điều chỉnh đơn giản hoặc phức tạp và dễ thay thế. III. ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU. Từ phương trình cơ bản và sơ đồ nguyên lý của động cơ điện n = U - Iu.RΣ CeΦ Ta thấy có các phương pháp có thể làm thay đổi tốc độ động cơ : - Thay đổi trị số điện trở phụ trong mạch phần ứng động cơ - Thay đổi từ thông kích thích của động cơ. (Thay đổi Rfk hoặc thay đổi Ikt bằng nguồn riêng). Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN LÊ TRUNG SVTH : HOÀNG ANH KIÊN CƯỜNG Trang 46 - Thay đổi điện áp nguồn cung cấp cho phần ứng của động cơ. - Thay đổi sơ đồ đấu dây nguyên lý (sơ đồ rẽ mạch phần ứng động cơ). Thực chất của phương pháp này đó là sự thay đổi có tính chất tổng hợp các giá trị điện trở phụ trong mạch làm việc của động cơ. Ở đây chỉ xem xét trên cơ sở các chỉ tiêu điều chỉnh tốc độ đối với từng phương pháp cụ thể. 1. Điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp thay đổi điện trở phụ nối tiếp trong mạch phần ứng của động cơ. Từ dạng đặc tính cơ với 3 giá trị điện trở phụ khác nhau: Rf = 0 : đặc tính tự nhiên Rf1 > Rf : đặc tính nhân tạo 1 Rf2 > Rf1 : đặc tính nhân tạo 2 v1 no Rf = 0 Rf1 Mc1 Mc2 Rf2 Mc3 Iư Cho nhận xét như sau: • Phạm vi điều chỉnh D phụ thuộc vào dạng và giá trị của phụ tải. • Đặc tính cơ khí điều chỉnh mềm hơn đặc tính cơ tự nhiên, giá trị điện trở phụ Rf càng lớn thì β càng giảm, và độ ổn định tốc độ của hệ thống càng kém đi. • Chỉ điều được những tốc độ dưới tốc độ cơ bản. • Độ bằng phẳng K khi điều chỉnh kém vì khó thay đổi giá trị điện trở phụ một cách vô cấp. • Tổn hao năng lượng lớn vì dòng điện trong mạch phần ứng có giá trị lớn, thiết bị cồng kềnh, có khối lượng lớn, giá thành thiết bị cao nên vốn đầu tư cao. .2 Điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp giảm từ thông kích thích. H.III.4. Dạng đặc tính cơ Rf < Rf1 < Rf2 Mc1 : Phụ tải quạt gió Mc2 : Phụ tải máy phát cho điện trở Mc3 : Phụ tải thế năng. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN LÊ TRUNG SVTH : HOÀNG ANH KIÊN CƯỜNG Trang 47 Φ2 < Φ1 < Φđm n Mc1 Mc2 M H.III.5 Họ đặc tính cơ khi điều chỉnh tốc độ bằng giảm từ thông. - Dạng đặc tính cơ với các loại phụ tải khác nhau. - Nhận xét phương pháp. • Phạm vị điều chỉnh D phụ thuộc vào dạng phụ tải và cả giá trị phụ tải. Ngoài ra D còn phụ thuộc cả vào các yếu tố về độ bền cơ khí, quá trình phát nhiệt do dòng điện phần ứng tăng làm xấu quá trình đảo chiều, thông thường D có giới hạn hẹp. • Độ cứng β giảm nhanh khi điều chỉnh và thường nhỏ hơn β tự nhiên, gây nên sự hạn chế phạm vi điều chỉnh D. • Có thể và thường dùng để điều chỉnh tốc độ trên tốc độ cơ bản. • Độ bằng phẳng K khá cao vì điện trở điều chỉnh Rkt có công suất nhỏ, chỉ dùng điều chỉnh dòng kích từ nên dễ dàng trong việc thay đổi trị số điện trở của mỗi cấp điều chỉnh. • Tổn hao năng lượng ít, thiết bị có kích thước nhỏ, vốn đầu tư thấp. .3. Điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp rẽ mạch phần ứng. - Dạng đặc tính cơ với các loại phụ tải khác nhau. - Nhận xét phương pháp: • phương pháp phức tạp vì thường phải điều chỉnh đồng thời cả Rf và Rs trong mạch phần ứng. • Tổn hao năng lượng lớn. • Có thể tạo ra những đường đặc tính có tốc độ thấp nhưng có độ cứng β tương đối cao, mặc dù vẫn nhỏ hơn độ cứng β trong đặc tính tự nhiên. • Thường dùng cho các hệ thống có yêu cấu dừng chính xác. 4. Điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp thay đổi điện áp nguồn cung cấp. - Dạng đặc tính cơ tổng quát với các loại phụ tải khác nhau. Φđm Φ1 < Φđm Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN LÊ TRUNG SVTH : HOÀNG ANH KIÊN CƯỜNG Trang 48 - Nhận xét phương pháp tổng quát: • Để thay đổi điện áp đặt lên phần ứng động cơ có thể dùng các bộ nguồn có điều chỉnh . • Hệ thống máy phát động cơ. • Các bộ chỉnh lưu có khống chế. • Các bộ khuếch đại từ có van một chiều . . . • Chỉ điều chỉnh dưới tốc độ cơ bản và có thể đảo chiều quay động cơ nhẹ nhàng. • Độ cứng đặc tính cơ tương đối cao, có khả năng tạo ra đặc tính cơ có độ cứng tuyệt đối cứng nếu dùng các khâu phản hồi. • Phương pháp có thể nâng cao chất lượng trong điều chỉnh và mở rộng phạm vi điều chỉnh nhờ các hệ thống phát triển nhằm ổn định hóa tốc độ. • Đây là phương pháp phổ biến trong các hệ thống truyền động điện hiện đại. III.MỘT SỐ HỆ THỐNG THÔNG DỤNG ĐỂ MỞ RỘNG PHẠM VI ĐIỀU CHỈNH VÀ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG TỐC ĐỘ ĐỐI VỚI ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU : 1. Hệ thống máy phát động cơ có máy phát kích từ độc lập. 2. Hệ thống máy phát động cơ có máy điện khuếch đại tự kích. 3. Hệ thống máy phát động cơ có máy điện khuyếch đại từ trường ngang : 4. Hệ thống máy phát động cơ có đặc tính máy xúc : 5. điều chỉnh tốc độ động cơ bằng các hệ thống có khuếch đại từ. 6. Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng các hệ thống chỉnh lưu có điều khiển : 7. Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng bộ biến tần (nghịch lưu) : IV. Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ: 1. Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng cuộn kháng bão hòa. * Từ các biểu thức : Mt = 3U21f 2no 9.55*Xn St = R2' /Xn * Ta thấy rằng nếu thêm điện kháng phụ vào mạch Stator ta sẽ có : Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN LÊ TRUNG SVTH : HOÀNG ANH KIÊN CƯỜNG Trang 49 Mt = 3U21f 2no 9.55 * (Xn + Xf) St = R2' Xn + Xf Như vậy , khi tha đổi trị số điện kháng phụ (Xf) sẽ làm giá trị moment tớii hạn và độ trượt tới hạn của động cơ đều thay đổi và nhờ đó làm thay đổi tốc độ của động cơ. Để có thể thay đổi trị số điện kháng phụ trong 1 phạm vi rộng và bằng phẳng người ta sử dụng các cuộn kháng bảo hòa. 2. Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi số đôi cực từ. no = 60.f1 p và n = no (1 – S) Khi thay đổi số đôi cực từ p sẽ làm no thay đổi và do đó sẽ làm thay đổi tốc độ động cơ n. Muốn thay đỏi số đôi cực P người ta thay đổi cách nối trong cuộn dây stator của động cơ. Thực chất là làm thay đổi chiều dòng điện đi trong các bối dây của mỗi pha Stator động cơ a/ Đổi nối từ hình sao 8 cực (Hình Y với p = 4) sang hình Y 4 cực với p = 2 : + Ta có : - Tốc độ động cơ : noy4 = 2noy8 - Moment sinh ra của động cơ : My4 = 9550 ny4 * Py4 = 1 2 * 9550 ny8 * Py8 = 1 2 My8 * Công suất của động không thay đổi Py8 = Py4 b/ Đổi nối từ hình sao 8 cực sang hình sao kép 4 cực : Ta có : Tốc độ của động cơ : noyy4 = 2noy8 Moment động cơ M2y4 = My8 Công suất của động cơ Pyy4 = 2Py8 Do đó, phương pháp này thường dùng cho hệ thống truyền động có yêu cầu moment là hằng số trong quá trình điều chỉnh tốc độ. c/ Đổi nối từ đấu hình Y kép (hình 2Y với p = 2) sanh đấu hình tam giác 8 cực (hình tam giác với p = 4): Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN LÊ TRUNG SVTH : HOÀNG ANH KIÊN CƯỜNG Trang 50 + Ta có : CosϕYY = CosϕΔ - Ta sẽ có : PYY = 2/ 3 * PΔ = 1,15 PΔ - Tốc độ động cơ sẽ là : noYY4 = 2noΔ8 - Moment động cơ, trong trường hợp nếu coi PYY ≈ PΔ : MYY = 1/2 MΔ 3/ Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng phương pháp thay đổi tần số nguồn cung cấp : 4/ Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng phương pháp xung : Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN LÊ TRUNG SVTH : HOÀNG ANH KIÊN CƯỜNG Trang 51 CHƯƠNG IV : CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ ĐIỆN I/ Khái niệm : - Nếu ta chọn Pđc < Pyc thì động cơ sẽ bị quá tải, nóng , tuổi thọ giảm. Nếu quá tải lớn thì động cơ sẽ bị cháy. - Nếu ta chọn Pđc > Pyc thì động cơ sẽ bị non tải hiệu suất thấp…. II/ Phân loại chế độ làm việc của động cơ : - Chế độ làm việc dài hạn. - Chế độ làm việc ngắn hạn. - Chế độ ngắn hạn lặp lại. III/ Các phương pháp chọn công suất động cơ : • Kiểm tra điều kiện phát nóng 1/ Moment đăng trị : Mđt = ∑ 1 n M2i * ti 1 ∑ 1 n ti 2/ Công suất đẳng trị : Ta có P = Mn/ 9550 Hay : Pđt = ∑ 1 n P 2i * ti 1 ∑ 1 n ti 3/ Dòng điện đẳng trị : Iđt = ∑ 1 n I2i * ti 1 ∑ 1 n ti Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN LÊ TRUNG SVTH : HOÀNG ANH KIÊN CƯỜNG Trang 52 4/ Hệ số đóng điện tương đối : ε% = ∑ 1 n tilv ∑ 1 n tilv + ∑ 1 n ting III/ Chọn công suất động cơ ở chế độ dài hạn : 1/ Động cơ có phụ tải dài hạn không đổi : - Dựa vào sổ tay kỹ thuật chọn động cơ có công suất thỏa mãn điều kiện sau : Pđm ≥ Pc + Ta chọn : Pđm = (1,1 - 1,2)Pc 2/ Chọn động cơ cho phụ tải dài hạn biến đổi : Trong trường hợp này động cơ được đóng điện trong thời gia dài,nhưng trong thời gian đó phụ tải của động cơ luôn biến đổi. Đối với chế độ làm việc này việc tính toán để chọn công suất động cơ được kiểm tra theo 2 điều kiện phát nóng và quá tải. IV/ Chọn công suất động cơ làm việc ở chế độ ngắn hạn : 1/ Chọn công suất động cơ dài hạn phục vụ cho phụ tải ngắn hạn: * Chọn động cơ phải thỏa mãn điều kiện sau : Pđm ≥ Pcn/ ε + Trong đó : - ε là hệ số quá tải cơ khí : ε = Icn/Iđm = Pcn/Pđm 2/ Chọn công suất động cơ ngắn hạn phục vụ cho phụ tải ngắn hạn: a/ Chọn công suất động cơ khi phụ tải ngắn hạn không đổi : + Ta chọn động cơ có công suất thỏa mãn điều kiện : Pđm ≥ Pcn * Thường chọn : Pđm = (1,1 -1,2)Pcn b/ Chọn công suất động cơ khi phụ tải ngắn hạn biến đổi : * Động cơ được chọn phải thỏa mãn điều kiện sau : Pđm ≥ Pđt * Thường chọn : Pđm = (1,1 - 1,2)Pđt + Trong đó : - Pđt : là phụ tải đẳng trị về nhiệt so với phụ tải thực tế biến đổi trong thời gian làm việc. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN LÊ TRUNG SVTH : HOÀNG ANH KIÊN CƯỜNG Trang 53 V/ Chọn công suất ở chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại : 1/ Chọn công suất động cơ khi hệ số đóng điện tương đối của phụ tải bằng hoặc gần bằng hệ số đóng điện tiêu chuẩn của động cơ εpt ≈ εđc : a/ Khi phụ tải ngắn hạn lặp lại có trị số không đổi : + Trong trường hợp này động cơ được chọn theo điều kiện : Pđm ≥ Pcnl b/ Khi phụ tải ngắn hạn lặp lại có trị số biến đổi đều : - Động cơ được chọn phải thỏa mãn điều kiện : Pđm ≥ Pcnlđt c/ Khi phụ tải ngắn hạn lặp lại có trị số biến đổi không đều : - Phụ tải đẳng trị được xác định : Pcnlđt = ∑ 1 n P2i * ti ∑ 1 n ti - Hệ số đóng điện tương đối của phụ tải lúc này sẽ là : ε% = ∑ 1 m tlvi ∑ 1 m tlvi + ∑ 1 m tngi * Với m là số chu kỳ khảo sát để xác định Pcnlđt * Động cơ được chọn phải thỏa mãn điều kiện : Pđm ≥ Pcnlđt 2/ Chọn công suất động cơ khi hệ số đóng điện tương đối của phụ tải khác hệ số đóng điện tiêu chuẩn của động cơ εpt # εđc : a/ Qui đổi công suất định mức của động cơ với εđc theo hệ số đóng điện tương đối của phụ tải : * Ta có công suất qui đổi như sau : Pđm = Pđm εđc εpt * Động cơ được chọn phải thỏa mãn điều kiện : Pđmqđ ≥ Pcnl Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN LÊ TRUNG SVTH : HOÀNG ANH KIÊN CƯỜNG Trang 54 b/ Qui đổi công suất của phụ tải với εpt theo hệ số đóng điện tiêu chuẩn của động cơ : + Hệ số đóng điện tương đối của động cơ như biểu thức : Pcnlqđ = Pcnl * εpt εđc + Động cơ được chọn phải thỏa mãn điều kiện sau: Pđm ≥ Pcnlqđ Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN LÊ TRUNG SVTH : HOÀNG ANH KIÊN CƯỜNG Trang 55 CHƯƠNG V : QUÁ ĐỘ TRONG TRUYỀN ĐỘNG HỌC I. Khái niệm: Quá trình quá độ là quá trình truyền động điện phải trải qua. Khi chuyễn từ trạng thái ổn định này sang trạng thái ổn định khác vì các quán tính cơ học , điện từ, nhiệt . . . * Mục đích: nhằm tìm ra quy luật biến thiên, các thông số trạng thái , . . . qua đó ta có thể khống chế quá trình quá độ (kéo dài hoặc rút ngắn thời gian quá độ) II. Quá trình quá độ cơ học của hệ thống truyền động điện có : MĐ = const , MC = const , J = const 1) Khi hệ thống tăng tốc độ: Phương trình chuyển động của hệ thống - Với Mdg= MD – MC > 0 * Thời gian để động cơ tăng tốc từ tốc độ n1 nào đó đến n2 : (n2 > n1) * Thời gian để động cơ tăng tốc từ trạng thái đứng yên (nbđ = n1 = 0 ) đến tốc độ ổn định nào đó (n1 = nođ) dt dnJMM cD × ×=− 55,9 dt dnJM dg × ×= 55,9 dgM nnJt × −×=− 55,9 )( 12 21 dg od M nJt × ×= 55,9 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN LÊ TRUNG SVTH : HOÀNG ANH KIÊN CƯỜNG Trang 56 2) Khi hệ thống giảm tốc độ Mdg < 0 : * Phương trình chuyển động trong quá trình hãm hay quá trình giảm tốc : * Thời gian để động cơ giảm tốc từ n1 → n2 < n1 * Thời gian để động cơ hãm từ tốc độ ban đầu đến n = 0 + Trong đó nbd , n1 : là tốc độ đầu quá trình hãm hay quá trình giảm tốc n2 : là tốc độ cuối quá trình giảm tốc III. Qúa trình quá độ cơ học của hệ thống voi71 các trạng thái làm việc khác nhau : - Khi đặc tính cơ là đường thẳng với Mc , Mqt , Jht = const 1) Quá trình quá độ khi tăng tốc : a) Khi mômen cản trở chuyển động : ♦ Các điều kiện ban đầu nod = n1; Mbd = M1 ♦ Các điều kiện ổn định ( động cơ tăng tốc đến điểm B1) dt dnJM dg × ×= 55,9 dgM nnJt × −×=− 55,9 )( 12 21 dg bd n M nJt × ×= 55,9 n c M nJ T × ×= 55,9 0 M n A B1 nođ2 no B2 M1 Mc1 Mc2 nođA nA Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN LÊ TRUNG SVTH : HOÀNG ANH KIÊN CƯỜNG Trang 57 nod = nod1 ; Mod = Mc1 * Các phương trình quá độ tổng hợp cụ thể này n = nod1 + (n1 – nod1) e-t/Tc M = Mc1 + (M1 – Mc1) e-t/Tc b) Khi mômen cản hổ trợ chuyển động: @ Các điều kiện cụ thể @ Các điều kiện ban đầu (giả sử xét động cơ tăng tốc từ điểm A) nbd = n1 ; Mbd = M1 @ Các điều kiện ổn định (vì mômen cản lúc này hổ trợ chuyển động nên điểm làm việc mới sau khi tăng tốc sẽ là điểm B2) nod = nod2 ; Mod = Mc2 < 0 @ Các phương trình quá độ trong trường hợp này sẽ là: n = nod2 + (n1 – nod2) e-t/Tc M = Mc2 + (M1 – Mc2) e-t/Tc với Mc2 < 0 @ Dạng đặc tính quá độ trong cả hai trường hợp trên * Thời gian hệ thống tăng tốc nbd đến bất kỳ tốc độ n1 nào n c M nJT × ×= 55,9 0 10 10ln nn nn Tt d d c − −= t M,I,n nođ2 M1 nođ1 MC1 n1 MC2 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN LÊ TRUNG SVTH : HOÀNG ANH KIÊN CƯỜNG Trang 58 * Thời gian tăng tốc thực tế → ttt = (3 ÷ 4) TC 2) Quá trình quá độ khi hãm động năng : a) Khi mômen mang tính chất thế năng * Khi hệ thống đang nâng tải trọng + Phương trình quá độ n = nod1+ (nbd1 – nod1) e-t/Tc M = Mc + (Mbd1 – Mc) e-t/Tc + Với nod, Mbd mang dấu âm + Hệ thống và tải trọng - Phương trình quá độ n = nod2 + (nbd2 – nod2) e-t/Tc M = Mc + (Mbd2 – Mc) e-t/Tc + Với nod2 , nbd2 mang dấu âm od d ctt n nnTt )02,005,0( ln 10÷ −= 1 1 55,91 bd bd C M nJT × ×= 2 2 55,92 bd bd C M nJT × ×= t t n,M,I C C nbđ1 B B nođ1 n,M,I nođ2 B C C B Mc Mbđ2 nbđ2 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN LÊ TRUNG SVTH : HOÀNG ANH KIÊN CƯỜNG Trang 59 b/ Khi moment cản Mc có tính chất phản kháng : + Phương trình quá độ : n = nođ + (nbđ - nođ)e -t/Tc M = Mc + (Mbđ - Mc)e -t/Tc + Với nođ,Mbđ đều mang dấu âm Tc = J 9.55 * nbđ Mbđ = J 9.55 * nođ Mc c/ Thời gian hãm của hệ thống : th = Tcln nođ - nbđ nođ với nođ mang dấu âm hoặc th = Tcln Mc - Mbđ Mc với Mbđ mang dấu âm. M n AB C Mbđ nođ 0 nbđ Mc Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN LÊ TRUNG SVTH : HOÀNG ANH KIÊN CƯỜNG Trang 60 3/ Quá trình quá độ khi đảo chiều quay bằng phương pháp đảo chiều cực tính điện áp : a/ Khi moment cản có tính chất thế năng :