Dk 1chieu 8051

1,026 views

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
1,026
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1
Actions
Shares
0
Downloads
20
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Dk 1chieu 8051

  1. 1. TAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM LÔØI NOÙI ÑAÀU Trong caùc ngaønh coâng nghieäp saûn xuaát vaø ñôøi soáng, coâng taùc ñieàu khieån vaän haønhhieäu quaû caùc thieát bò nhaèm taêng khaû naêng saûn xuaát, taêng chaát löôïng, ñoàng thôøi tieát kieämñöôïc chi phí saûn xuaát cuõng nhö moïi chi phí cho vieäc truøng tu baûo döôõng thieát bò saûnxuaát giöõ moät vò trí quan troïng. Ñieàu khieån maùy ñieän laø moät lónh vöïc nghieân cöùu öùng duïng caùc thieát bò, khí cuï vaø sôñoà ñieàu khieån ñeå phuïc vuï caùc nhu caàu thay ñoåi caùc ñaïi löôïng cuûa chuyeån ñoäng nhö moâmen, toác ñoä hay ñieàu khieån vò trí tuyø theo caùc yeâu caàu phaùt sinh cuûa moãi loaïi hình saûnxuaát. Ñoäng cô moät chieàu ñöôïc söû duïng töø laâu trong caùc heä truyeàn ñoäng coù ñieàu khieån toácñoä yeâu caàu daûi ñieàu chænh lôùn, ñoä oån ñònh toác ñoä cao vaø caùc heä thöôøng xuyeân hoaït ñoängôû cheá ñoä khôûi ñoäng, haõm vaø ñaûo chieàu. Nhôø coù ñaëc tính ñieàu chænh toác ñoä toát neân ñöôïcsöû duïng raát phoå bieán trong coâng nghieäp. Moät soá öùng duïng quan troïng cuûa ñoäng cô moätchieàu nhö truyeàn ñoäng cho xe ñieän, maùy coâng cuï, maùy naâng vaän chuyeån, maùy caùn, maùynghieàn, .v.v… Truyeàn ñoäng ñieän toác ñoä chieám phaàn lôùn caùc öùng duïng cuûa ñieàu khieån ñaïi löôïngchuyeån ñoäng. Trong caùc loaïi ñieàu khieån nhö vaäy thöôøng goàm coù caùc ñoäng cô chaáphaønh, caùc boä bieán ñoåi ñieän töû coâng suaát vaø caùc heä thoáng ñieàu khieån soá. Ñöông nhieânphaûi coù caùc boä loïc nguoàn ñaàu vaøo ñaït tieâu chuaån loïc nhieãu ñieän töø. Ñeå thay ñoåi toác ñoä, caùc ñoäng cô xoay chieàu ñoøi hoûi phaûi thay ñoåi bieân ñoä ñieän aùpvaø taàn soá trong khi ñoäng cô moät chieàu thì chæ caàn thay ñoåi moãi ñieän aùp moät chieàu thì boächuyeån maïch cô khí cuûa ñoäng cô moät chieàu laøm thay ñoåi taàn soá theo. Caùc ñoäng côxoay chieàu haàu heát khoâng coù choåi than, chi phí ban ñaàu vaø chi phí baûo döôõng thaáp hôncuûa ñoäng cô moät chieàu. Tuøy vaøo caùc öùng duïng maø vieäc choïn löïa loaïi ñoäng cô naøo ñöôïcsöû duïng phuï thuoäc vaøo khaùch haøng.TAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM - i -
  2. 2. LÔØI NOÙI ÑAÀU Trong phaïm vi luaän aùn naøy, em xin trình baøy vaán ñeà veà ñieàu khieån toác ñoä ñoäng cômoät chieàu duøng hoï vi ñieàu khieån 8051 baèng phöông phaùp ñoä roäng xung. Em xin chaân thaønh caûm ôn söï giuùp ñôõ vaø goùp yù cuûa caùc Thaày, caùc Coâ khoa Ñieän—Ñieän töû ñaõ taïo ñieàu kieän thuaän lôïi cho em hoaøn thaønh baûn luaän aùn naøy. Moät laàn nöõa,em xin caûm ôn Thaày Döông Hoaøi Nghóa ñaõ höôùng daãn taän tình trong suoát quaù trình emlaøm luaän aùn. Do kinh nghieäm vaø trình ñoä coøn haïn cheá, phaàn theå hieän vaø trình baøy coøn nhieàukhieám khuyeát. Kính mong quí Thaày coâ boû qua cho em. Traân troïng kính chaøo, TP. Hoà Chí Minh, ngaøy 30 thaùng 11 naêm 2002 Sinh vieân: Traàn Xuaân Khaùnh. - ii -
  3. 3. PHAÀN MUÏC LUÏC MUÏC LUÏC TrangLÔØI NOÙI ÑAÀU................................................................................................................................................ iMUÏC LUÏC .....................................................................................................................................................iiiPHAÀN I GIÔÙI THIEÄU ................................................................................................................ ivChöông 1 CÔ SÔÛ CHUNG ........................................................................................................... 1 A. KHAÙI NIEÄM TRUYEÀN ÑOÄNG ÑIEÄN .................................................................... 2 B. PHAÏM VI ÖÙNG DUÏNG CUÛA TRUYEÀN ÑOÄNG ÑIEÄN ......................................... 4 C. PHAÂN LOAÏI HEÄ THOÁNG TRUYEÀN ÑOÄNG ÑIEÄN .............................................. 7 D. PHÖÔNG TRÌNH CHUYEÅN ÑOÄNG CUÛA MOÄT HEÄ TRUYEÀN ÑOÄNG .............. 8 E. MOÂ MEN CAÛN......................................................................................................... 9 F. QUY ÑOÅI CAÙC ÑAÏI LÖÔÏNG VEÀ TRUÏC ÑOÄNG CÔ.......................................... 10 G. ÑAËC TÍNH CÔ CUÛA TRUYEÀN ÑOÄNG ÑIEÄN..................................................... 12Chöông 2 ÑIEÀU KHIEÅN ÑOÄNG CÔ MOÄT CHIEÀU ...................................................... 15 A. CAÁU TAÏO CÔ BAÛN MAÙY ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU .................................................. 16 B. ÑAËC TÍNH CÔ ÑOÄNG CÔ ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU ................................................. 19 C. NGUYEÂN LYÙ LAØM VIEÄC .................................................................................... 31 D. ÑIEÀU KHIEÅN ÑOÄNG CÔ DC .............................................................................. 36PHAÀN II THIEÁT KEÁ ................................................................................................................. 67Chöông 3 MAÏCH PHAÀN CÖÙNG............................................................................................. 68 A. SÔ ÑOÀ.................................................................................................................... 69 B. CHÖÙC NAÊNG CUÛA TÖØNG BOÄ PHAÄN ................................................................ 71 C. HOAÏT ÑOÄNG CUÛA SÔ ÑOÀ.................................................................................. 77Chöông 4 PHAÀN MEÀM ASSEMBLER................................................................................ 79 D. GIAÛI THUAÄT ........................................................................................................ 80 E. CHÖÙC NAÊNG CUÛA TÖØNG CHÖÔNG TRÌNH CON ......................................... 88 F. CHÖÔNG TRÌNH................................................................................................. 92Chöông 5 PHAÀN MEÀM VISUAL BASIC .......................................................................... 99 G. NHIEÄM VUÏ CUÛA PHAÀN MEÀM ......................................................................... 102 H. GIAÛI THÍCH HOAÏT ÑOÄNG .............................................................................. 103 I. CHÖÔNG TRÌNH............................................................................................... 104Chöông 6 KEÁT QUAÛ ................................................................................................................... 119 J. MAÏCH THI COÂNG............................................................................................. 120 K. GIAO DIEÄN ÑIEÀU KHIEÅN TREÂN MAÙY TÍNH ............................................... 121PHAÀN III KEÁT LUAÄN ................................................................................................................ 122PHAÀN IV TAØI LIEÄU THAM KHAÛO .................................................................................. 124PHAÀN V PHUÏ LUÏC.................................................................................................................... 126 1. GIÔÙI THIEÄU MCS-8051...................................................................................... 127 2. COÅNG NOÁI TIEÁP ................................................................................................. 140 3. GIÔÙI THIEÄU CAÙC VI MAÏCH SÖÛ DUÏNG VAØ LINH KIEÄN KHAÙC ................. 152 4. GIÔÙI THIEÄU VEÀ CHOPPER HAI-PHAÀN TÖ , CAÙC CHOPPER NHIEÀU PHA VAØ CHOPPER THYRISTOR VAØ MAÏCH ÑIEÀU KHIEÅN CHOPPER ............ 172 - iii -
  4. 4. PHAÀN I PHAÀN I GIÔÙI THIEÄUChöông 1 CÔ SÔÛ CHUNG A. KHAÙI NIEÄM TRUYEÀN ÑOÄNG ÑIEÄN B. PHAÏM VI ÖÙNG DUÏNG CUÛA TRUYEÀN ÑOÄNG ÑIEÄN C. PHAÂN LOAÏI HEÄ THOÁNG TRUYEÀN ÑOÄNG ÑIEÄN D. PHÖÔNG TRÌNH CHUYEÅN ÑOÄNG CUÛA MOÄT HEÄ TRUYEÀN ÑOÄNG E. MOÂ MEN CAÛN F. QUY ÑOÅI CAÙC ÑAÏI LÖÔÏNG VEÀ TRUÏC ÑOÄNG CÔ G. ÑAËC TÍNH CÔ CUÛA TRUYEÀN ÑOÄNG ÑIEÄNChöông 2 ÑIEÀU KHIEÅN ÑOÄNG CÔ MOÄT CHIEÀU A. CAÁU TAÏO CÔ BAÛN MAÙY ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU B. ÑAËC TÍNH CÔ ÑOÄNG CÔ ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU C. NGUYEÂN LYÙ LAØM VIEÄC D. ÑIEÀU KHIEÅN ÑOÄNG CÔ DC -iv-
  5. 5. PHAÀN I - CHÖÔNG 1-1-
  6. 6. PHAÀN I - CHÖÔNG 1A—KHAÙI NIEÄM TRUYEÀN ÑOÄNG ÑIEÄN Moät heä truyeàn ñoäng laø moät heä thoáng coâng nghieäp thöïc hieän bieán ñoåi naêng löôïngñieän sang naêng löôïng cô (ôû cheá ñoä ñoäng cô) hay ngöôïc laïi ôû cheá ñoä haõm maùy phaùt phuïcvuï vieäc chaïy caùc quy trình saûn xuaát khaùc nhau nhö laø: caùc nhaø maùy saûn xuaát, vaänchuyeån ngöôøi vaø haøng hoùa, caùc ñoà duøng trong nhaø, caùc maùy bôm, caùc maùy neùn khí,truyeàn ñoäng cho oå ñóa maùy tính, caùc roâboát, caùc maùy nghe nhaïc, xem phim .v.v… Ngaøy nay, truyeàn ñoäng ñieän tieâu thuï khoaûng 50% naêng löôïng ñieän saûn xuaát ñöôïc.Caùc heä truyeàn ñoäng coù theå chaïy thay ñoåi toác ñoä hoaëc chaïy vôùi toác ñoä khoâng ñoåi. Ñoäng cô xoay Maùy saûn xuaát 3 pha (Phuï taûi) chieàu Gheùp noái ñaøn hoài Heä thoáng baûo veä vaø khôûi ñoäng/döøng baèng cô-ñieän hoaëc ñieän töû. Hình 1.1 Truyeàn ñoäng toác ñoä haèng.TAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM -2-
  7. 7. PHAÀN I - CHÖÔNG 1 Heä thoáng boä Ñoäng cô xoay Maùy saûn xuaát 3 pha bieán ñoåi nguoàn chieàu (Phuï taûi) ñieän töû Gheùp noái ñaøn hoài Heä thoáng baûo veä vaø ñoùng / môû baèng cô-ñieän hoaëc ñieän töû. Ñoäng cô moät Maùy saûn xuaát 1 pha (Phuï taûi) chieàu Gheùp noái ñaøn hoài Heä thoáng baûo veä vaø boä caàu dao cô ñieän. Hình 1.2 Truyeàn ñoäng toác ñoä thay ñoåi Truyeàn ñoäng ñieän toác ñoä thay ñoåi coù ñoäng cô ñieän (doøng ñieän xoay chieàu), boä gheùpnoái ñaøn hoài, taûi cô khí (maùy saûn xuaát) vaø heä thoáng baûo veä vaø ñoùng / môû baèng cô ñieänhay ñieän töû. Ngaøy nay gaàn (75-80)% truyeàn ñoäng ñieän vaãn coøn laø loaïi truyeàn ñoäng ôûtoác ñoä khoâng ñoåi vì khoâng coù nhieàu öùng duïng yeâu caàu ñeán ñieàu khieån toác ñoä ngoaïi tröøtröôøng hôïp luùc khôûi ñoäng, ngöøng vaø trong hoaït ñoäng baûo veä. Tuy nhieân coøn khoaûng (20-25)% caàn ñeán ñieàu khieån toác ñoä vaø moâ men sao chothích hôïp vôùi phuï taûi cô khí. Caùc boä bieán ñoåi ñieän töû toû ra coù nhieàu ñaëc tröng maïnhtrong vieäc thay ñoåi vaø duy trì möùc naêng löôïng cung caáp thích hôïp vôùi loaïi phuï taûi caànñeán ñieàu khieån toác ñoä hay moâmen nhö : maùy coâng cuï, roâboát, truyeàn ñoäng cho ñóa maùytính, caùc phöông tieän chuyeân chôû, v.v… Veà caáu truùc, moät heä thoáng truyeàn ñoäng ñieän noùi chung, bao goàm caùc khaâu:TAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM -3-
  8. 8. PHAÀN I - CHÖÔNG 11. Boä bieán ñoåi: duøng ñeå bieán ñoåi loaïi doøng ñieän (xoay chieàu thaønh moät chieàu hoaëcngöôïc laïi), bieán ñoåi loaïi nguoàn (nguoàn aùp thaønh nguoàn doøng vaø ngöôïc laïi), bieán ñoåimöùc ñieän aùp (hoaëc doøng ñieän), bieán ñoåi soá pha, bieán ñoåi taàn soá,v.v…. Caùc boä bieán ñoåithöôøng duøng laø maùy phaùt ñieän, heä maùy phaùt—ñoäng cô (heä F-Ñ), caùc chænh löu coù ñieàukhieån vaø khoâng ñieàu khieån, caùc boä bieán taàn,v.v….2. Ñoäng cô ñieän: duøng ñeå bieán ñoåi ñieän naêng thaønh cô naêng hay cô naêng thaønh ñieännaêng (khi haõm ñieän). Caùc ñoäng cô ñieän thöôøng duøng laø: − Ñoäng cô ñieän xoay chieàu ba pha khoâng ñoàng boä rotor loàng soùc hay daây quaán; − Ñoäng cô ñieän moät chieàu kích töø ñoäc laäp, song song, noái tieáp, hoãn hôïp hay kích töø baèng nam chaâm vónh cöûu; − Ñoäng cô ñieän xoay chieàu ba pha coù coå goùp; − Ñoäng cô ñoàng boä…3. Khaâu truyeàn löïc: duøng ñeå truyeàn löïc töø truïc ñoäng cô ñieän ñeán cô caáu saûn xuaát hoaëcduøng ñeå bieán ñoåi daïng chuyeån ñoäng (quay thaønh tònh tieán hay laéc) hoaëc laøm phuø hôïp veàtoác ñoä, moâ men, löïc. Ñeå truyeàn löïc coù theå duøng caùc baùnh raêng, truïc vít, xích, ñai truyeàn,caùc boä gheùp noái ñaøn hoài….4. Cô caáu saûn xuaát hay maùy saûn xuaát: thöïc hieän caùc thao taùc saûn xuaát vaø coâng ngheä(gia coâng chi tieát, naâng—haï taûi troïng, dòch chuyeån…)5. Khoái ñieàu khieån: laø caùc thieát bò duøng ñeå ñieàu khieån boä bieán ñoåi, ñoäng cô ñieän, côcaáu truyeàn löïc. Söû duïng trong khoái naøy coù theå laø caùc khí cuï ñoùng caét maïch coù tieáp ñieåm (caùc relay,contactor) hay khoâng coù tieáp ñieåm (ñieän töû, baùn daãn), caùc boä khuyeách ñaïi, caùc boä ñieàuchænh (regulator), caùc maùy tính, caùc boä vi xöû lí (microprocessor), caùc boä ñieàu chænhtheo chöông trình, CPU, PLC, CNC…. Caùc thieát bò ño löôøng, caûm bieán (sensor) duøng ñeå laáy caùc tín hieäu phaûn hoài coù theå laøcaùc loaïi ñoàng hoà ño, caùc caûm bieán töø, cô, quang…. Moät heä thoáng truyeàn ñoäng ñieän khoâng nhaát thieát phaûi coù ñaày ñuû caùc khaâu nhö ñaõneâu. Tuy nhieân, moät heä truyeàn ñoäng ñieän baát kyø luoân bao goàm hai phaàn chính: − Phaàn löïc: bao goàm boä bieán ñoåi vaø ñoäng cô ñieän. − Phaàn ñieàu khieån. Moät heä truyeàn ñoäng ñieän ñöôïc goïi laø heä hôû khi khoâng coù phaûn hoài, ñöôïc goïi laø heäkín khi coù phaûn hoài nghóa laø ñaïi löôïng ñaàu ra ñöôïc ñöa trôû laïi ñaàu vaøo döôùi daïng moättín hieäu naøo ñoù ñeå ñieàu chænh laïi vieäc ñieàu khieån sao cho ñaïi löôïng ñaàu ra ñaït moät giaùtrò mong muoán naøo ñoù.B—PHAÏM VI ÖÙNG DUÏNG CUÛA TRUYEÀN ÑOÄNG ÑIEÄN Moät sô ñoà toùm taét chæ ra caùc öùng duïng chuû yeáu vaø giôùi haïn coâng suaát caùc daïngtruyeàn ñoäng ñieän chính nhö sau:TAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM -4-
  9. 9. PHAÀN I - CHÖÔNG 1 Coâng suaát (kW) Maùy bôm nhaø 100000 maùy thuyû ñieän Nhaø maùy xay xaùt, xi maêng. 10000 Maùy li taâm Caùc maùy bôm Caùc maùy laøm giaáy 1000 Chuyeân chôû 100 Quaït Caàn caåu Xöû lyù Thang maùy luyeän kim Maùy in 10 Maùy troän, baêng taûi Maùy deät Maùy ñoùng hoäp Roâboát 1 Loø nhieät, boác hôi, Maùy coâng cuï Caùc maùy ñieàu hoøa nhieät ñoä. 0.1 Möùc ñoä yeâu caàu cuûa vaän haønh Trung bình Cao Hình 1.3 Caùc öùng duïng truyeàn ñoäng coù toác ñoä thay ñoåi. Caùc öùng duïng nhö bôm tröõ cho nhaø maùy thuyû ñieän baèng caùc toå maùy ñöôïc cheá taïo coùcoâng suaát 100MW hoaëc hôn nöõa. Möùc ñoä vaän haønh cao trong hình 3, coù yù nghóa raèng heä thoáng truyeàn ñoäng naøy ñoøihoûi phaûi ñaït ñöôïc ñaùp öùng toác ñoä hay ñieàu khieån vò trí moät caùch nhanh choùng, chính xaùcvaø phaïm vi ñieàu chænh roäng. Cuøng vôùi söï phaùt trieån cuûa lónh vöïc ñieän töû, caùc boä bieán ñoåi ñieän töû coâng suaát, ñaõtaïo moät söï chuyeån dòch lôùn trong thò tröôøng truyeàn ñoäng. Caùc ñoäng cô moät chieàu coùchoåi than toác ñoä thay ñoåi ñöôïc söû duïng töø nhieàu thaäp kyû tröôùc nhöng tôùi nay caùc ñoängcô loaïi xoay chieàu vôùi nhieàu öu ñieåm cuûa mình ñang thay theá daàn cho noù. Caùc boätruyeàn ñoäng ñoäng cô xoay chieàu vaø boä bieán ñoåi ñieän töû toû ra beàn, reû hôn vaø khaû naêngvaän haønh töông ñöông, ñaëc bieät laø caùc öùng duïng ñieàu khieån chuyeån ñoäng coù tính thuaännghòch.TAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM -5-
  10. 10. PHAÀN I - CHÖÔNG 1 25% d.c. 30% d.c. 75% a.c. 40% d.c. 70% a.c. 60% a.c. naêm 1990 naêm 1995 naêm 2000 Hình 1.4 Söï thay ñoåi cuûa thò tröôøng truyeàn ñoäng. Caùc boä bieán ñoåi ñieän töû coâng suaát daønh cho caùc loaïi ñoäng cô moät chieàu coù choåi thanhoaëc khoâng choåi than cuõng ñöôïc nghieân cöùu vaø ñöa ra cho caùc öùng duïng vôùi giaù caû hôïplyù. Möùc chi phí cho boä bieán ñoåi ñieän töû coâng suaát thöôøng luoân cao hôn chi phí cuûa ñoängcô khoaûng töø hai ñeán naêm laàn, noùi chung thì giôùi haïn coâng suaát cuûa heä truyeàn ñoängcaøng lôùn thì söï cheânh leäch giaù giöõa hai thaønh phaàn naøy giaûm hôn. Lyù do cuûa vieäc duøng boä bieán ñoåi ñieän töû coâng suaát cho duø giaù cuûa noù lôùn hôn cuûañoäng cô vì trong haàu heát caùc öùng duïng coù tính laâu daøi vieäc tieát kieäm ñöôïc naêng löôïngsaûn xuaát giuùp thu hoài khoaûng chi phí theâm cho boä bieán ñoåi ñieän töû coâng suaát, giaû söûñònh möùc coâng suaát söû duïng khoaûng hôn 10kW, neáu xem möùc tieát kieäm naêng löôïng coùñöôïc nhôø söû duïng boä bieán ñoåi chæ 25%, phaïm vi ñieàu chænh toác ñoä chöøng moät ñeán balaàn vaø hoaït ñoäng lieân tuïc 24/24 giôø/ngaøy thì khoaûng thôøi gian thu hoài voán chöøng chöatôùi naêm naêm. Giôùi haïn söû duïng coâng suaát caøng lôùn thì thôøi gian quay voøng voán caøng nhanh dovieäc tieát kieäm naêng löôïng toû ra caøng hieäu quaû. Caùc tính toaùn chi tieát xin xem chi tieáttrong taøi lieäu chuyeân ñeà. Vai troø cuûa heä truyeàn ñoäng trong thöïc teá laø ñieàu khieån moâ men ñoäng cô phuø hôïp vôùimoâmen taûi vaø vôùi löôùi ñieän nguoàn cung caáp khi xaùc laäp. Caùc quan heä cuûa moâ men taûicoùtheå ñöôïc dieãn ñaït baèng moät trong caùc quan heä sau : Moâ men / toác ñoä quy veà ñaàu truïc ñoäng cô;TAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM -6-
  11. 11. PHAÀN I - CHÖÔNG 1 Hay moâ men / thôøi gian vaø Toác ñoä / thôøi gian; Hay quan heä vò trí / thôøi gian. Coøn quaù trình quaù ñoä, boä truyeàn ñoäng theå hieän vai troø noù baèng caùch ñieàu khieånvoøng kín, trong ñoù tín hieäu ñaàu ra ñöôïc ñöa trôû laïi tín hieäu ñaàu vaøo so saùnh vôùi tín hieäuñaët vaø laáy sai leäch laøm tín hieäu ñieàu khieån cho boä bieán ñoåi…nhaèm duy trì ñaàu ra theoyeâu caàu.C—PHAÂN LOAÏI HEÄ THOÁNG TRUYEÀN ÑOÄNG ÑIEÄNCoù nhieàu phaân loaïi heä truyeàn ñoäng ñieän:1) Phaân loaïi theo soá löôïng ñoäng cô söû duïng: chia ra 3 loaïi − Truyeàn ñoäng nhoùm: duøng moät ñoäng cô ñieän ñeå keùo moät nhoùm goàm nhieàu maùy saûn xuaát. − Truyeàn ñoäng ñôn: duøng moät ñoäng cô ñieän ñeå keùo toaøn boä moät maùy. − Truyeàn ñoäng nhieàu ñoäng cô: tröôøng hôïp naøy maùy saûn xuaát coù caùc chuyeån ñoäng thaønh phaàn cuûa noù do moät ñoäng cô rieâng ñaûm nhaän. Hình thöùc naøy ñöôïc söû duïng khaù phoå bieán.2) Phaân loaïi theo ñaëc ñieåm chuyeån ñoäng : − Chuyeån ñoäng quay; − Chuyeån ñoäng thaúng.3) Phaân loaïi theo cheá ñoä laøm vieäc: − Laøm vieäc lieân tuïc; − Laøm vieäc giaùn ñoaïn.4) Phaân loaïi theo chieàu quay ñoäng cô: − Truyeàn ñoäng coù ñaûo chieàu; − Truyeàn ñoäng khoâng ñaûo chieàu.5) Phaân loaïi theo doøng ñieän: − Truyeàn ñoäng ñieän xoay chieàu: duøng ñoäng cô ñieän xoay chieàu; − Truyeàn ñoäng ñieän moät chieàu: duøng ñoäng cô ñieän moät chieàu.6) Phaân loaïi döïa theo söï thay ñoåi thoâng soá ñieän: − Truyeàn ñoäng khoâng ñieàu chænh: noái thaúng ñoäng cô vaøo nguoàn vaø keùo maùy saûn xuaát vôùi moät toác ñoä khoâng ñoåi. Thay ñoåi xuaát hieän chæ laø do nhieãu töø beân ngoaøi; − Truyeàn ñoäng coù ñieàu chænh: coâng ngheä quy trình saûn xuaát ñoøi hoûi phaûi coù ñieàu chænh toác ñoä, vò trí hay moâmen. Thoâng soá ñieän cuûa heä thay ñoåi ñöôïc nhôø caùc thieát bò ñieàu khieån.7) Phaân loaïi theo thieát bò bieán ñoåi: − Heä maùy phaùt—ñoäng cô: (kyù hieäu: F-Ñ), ñoäng cô moät chieàu ñöôïc caáp ñieän töø moät maùy phaùt ñieän moät chieàu (boä bieán ñoåi ôû ñaây laø maùy phaùt).TAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM -7-
  12. 12. PHAÀN I - CHÖÔNG 1 − Thuoäc heä truyeàn ñoäng naøy coù heä maùy ñieän khuyeách ñaïi—ñoäng cô (kyù hieäu: MÑKÑ-Ñ). Trong ñoù, boä bieán ñoåi ôû ñaây laø MÑKÑ; − Heä chænh löu—ñoäng cô: (kyù hieäu: BCL-Ñ), ñoäng cô moät chieàu ñöôïc caáp ñieän töø moät boä chænh löu (BCL). Chænh löu coù theå khoâng ñieàu khieån (chænh löu diode) hay coù ñieàu khieån (chænh löu Thyristor: heä T-Ñ).v.v….D—PHÖÔNG TRÌNH CHUYEÅN ÑOÄNG CUÛA MOÄT HEÄ TRUYEÀN ÑOÄNG ÑIEÄN1. Heä thoáng chuyeån ñoäng tònh tieán: Theo ñònh luaät II Newton, neáu xem khoái löôïng vaät chuyeån ñoäng laø khoâng ñoåi, ta coùphöông trình: dv FÑ + FC = Fa = ma = m (I.1.1) dtTrong ñoù: FÑ - löïc phaùt ñoäng do ñoäng cô ñieän taïo ra (N); FC - löïc caûn chuyeån ñoäng cuûa cô caáu (N); Fa - löïc ñoäng taïo ra gia toác chuyeån ñoäng (N); m - khoái löôïng quaùn tính cuûa vaät chuyeån ñoäng (kg); a - gia toác chuyeån ñoäng ( m/s2 ); v - vaän toác cuûa chuyeån ñoäng (m/s); t - thôøi gian trong ñoù toác ñoä bieán ñoåi (s).* Löu yù veà löïc ñoäng Fa : Löïc ñoäng laø khoâng phaûi laø thaønh phaàn gaây neân chuyeån ñoäng. Ñaïi löôïng Fa chæ laømoät khaùi nieäm vaät lyù. Xem phaàn cuûa moâ men ñoäng Mθ beân döôùi.2. Heä thoáng chuyeån ñoäng quay: Trong heä chuyeån ñoäng quay, neáu coi moâ men quaùn tính khoâng ñoåi, duøng ñònh luaätII Newton ta coù: dω MÑ + MC = Mθ =Jθ = J (I.1.2) dtTrong ñoù: MÑ - moâ men do ñoäng cô ñieän taïo ra (Nm); MC - moâ men caûn cuûa cô caáu (Nm) (MC coøn goïi laø moâ men tónh); Mθ - moâ men ñoäng taïo ra gia toác goùc (Nm); J - moâ men quaùn tính cuûa vaät quay (Nm); θ - gia toác goùc (rad/s2); ω - toác ñoä goùc (rad/s); t - thôøi gian trong ñoù toác ñoä goùc bieán ñoåi (s).TAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM -8-
  13. 13. PHAÀN I - CHÖÔNG 1* Löu yù veà ñaïi löôïng Mθ : Traïng thaùi laøm vieäc cuûa truyeàn ñoäng phuï thuoäc vaøo moâmen quay MÑ do ñoäng côsinh ra vaø moâ men tónh MC do phuï taûi cuûa maùy quyeát ñònh. Moãi moät moâ men treân ñeàucoù theå laø moâ men gaây chuyeån ñoäng hoaëc moâ men haõm. Ví duï, ôû maùy cöa ñóa hoaëc quaïtgioù: MÑ laø moâ men gaây chuyeån ñoäng, MC laø moâ men haõm; khi caàn truïc haï taûi öùng vôùitraïng thaùi maùy phaùt cuûa ñoäng cô: MÑ laø moâ men haõm, MC laø moâ men gaây chuyeån ñoäng;khi caàn truïc haï taûi duïng löïc: caû hai moâ men ñeàu gaây chuyeån ñoäng; khi haõm ñieän maùycaùn: caû hai moâ men ñeàu laø haõm. Ñoäng löïc cuûa truyeàn ñoäng ñöôïc xaùc ñònh bôûi moâ men toång hôïp cuûa hai moâ mentreân. Ta goïi moâ men toång hôïp naøy laø moâ men ñoäng, kyù hieäu: Mθ . Daáu cuûa moâ menñoäng laø giaù trò ñaïi soá. Moâ men ñoäng khoâng phaûi duøng ñeå chæ moâ men gaây ra gia toác hay giaûm toác cuûatruyeàn ñoäng (Mθ = MÑ + MC), maø laø duøng ñeå chæ moät ñaïi löôïng moâ men baèng veà trò soávaø ngöôïc chieàu vôùi noù, ñoù laø moâ men cuûa khoái löôïng quaùn tính Jdω/dt. Moâ men naøyphaùt sinh khi truyeàn ñoäng thay ñoåi toác ñoä vaø noù coù taùc duïng choáng laïi söï thay ñoåi noù.Noùi caùch khaùc, danh töø treân khoâng phaûi chæ nguyeân nhaân maø chæ haäu quaû. Ñoù laø moätkhaùi nieäm vaät lyù. Neáu toác ñoä ñoäng cô tính theo voøng/phuùt thì toác ñoä goùc: n n ω = 2π ≈ (rad/s) 60 9,55 Neân (M.4.2) trôû thaønh: 1 dn Mθ = Jθ = × 9,55 dt Ñoái vôùi toác ñoä, ta laáy chieàu quay cuûa ñoäng cô laøm chieàu döông khoâng keå ñoäng côquay theo chieàu naøo. Daáu cuûa moâ men höôùng theo chieàu quay cuûa truyeàn ñoäng laødöông, coøn nhöõng moâ men ngöôïc chieàu quay laø aâm.E—MOÂ MEN CAÛN Theo ñaëc tính taùc ñoäng ta chia moâ men caûn thaønh hai nhoùm: Moâ men caûn phaûn khaùng Mpk vaø moâ men caûn theá naêng Mtn .1. Moâ men caûn phaûn khaùng: Moâ men caûn loaïi naøy bao goàm moâ men cuûa löïc ma saùt, löïc caét, löïc bieán daïng cuûacaùc vaät theå khoâng ñaøn hoài. Chuùng ñeàu ñöôïc taïo ra do caùc löïc phaûn khaùng choáng laïichuyeån ñoäng. Do ñoù mo men caûn phaûn khaùng luoân luoân ngöôïc chieàu chuyeån ñoäng.2. Moâ men caûn theá naêng:TAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM -9-
  14. 14. PHAÀN I - CHÖÔNG 1 Moâ men caûn theá naêng bao goàm moâ men do troïng löïc vaø löïc bieán daïng cuûa nhöõngvaät theå ñaøn hoài. Naâng hoaëc haï taûi troïng cuõng nhö neùn hoaëc keùo loø xo ñeàu coù lieân quanñeán söï bieán thieân cuûa theá naêng truyeàn ñoäng, chính vì vaäy ta goïi moâ men caûn loaïi naøy laø“moâ men theá naêng”. Khi taêng döï tröõ theá naêng (naâng taûi, neùn loø xo, v.v…) moâ men theánaêng coù taùc duïng caûn trôû chuyeån ñoäng, töùc höôùng ngöôïc chieàu quay cuûa ñoäng cô; khigiaûm theá naêng (haï taûi, giaõn loø xo, v.v…), moâ men theá naêng laïi laø moâ men gaây chuyeånñoäng, nghóa laø noù höôùng theo chieàu quay cuûa ñoäng cô. Ñeå cho vieäc tính toaùn ñöôïc thuaän tieän hôn, ta duøng ñaïi löôïng “moâ men caûn toaønphaàn”: MC = Mpk + Mtn (I.1.3) Thaønh phaàn naøo trong veá phaûi cuûa (M.5.1) troäi hôn thì moâ men caûn seõ mang tínhñoù. Phoå bieán nhaát trong thöïc teá laø caùc truyeàn ñoäng coù moâ men caûn thuaàn phaûn khaùng,hoaëc moâ men caûn mang thaønh phaàn phaûn khaùng troäi. Ñoù laø caùc truyeàn ñoäng chính cuûamaùy caùn, baêng laên, maùy tieän, maùy phay, quaït gioù, bôm nöôùc, v.v…. Caùc truyeàn ñoäng coùmoâ men caûn mang thaønh phaàn theá naêng troäi laø truyeàn ñoäng cuûa caàn truïc, baøn naâng (vôùiñoái troïng khoâng caân baèng), maùy naâng haàm moû, thang maùy, truyeàn ñoäng naâng cuûa maùyxuùc, v.v…. Qua vieäc phaân tích tính chaát cuûa moâ men noùi treân ta thaáy: Moâ men cuûa ñoäng cô ôû traïng thaùi ñoäng cô seõ mang daáu döông vì noù höôùng theochieàu quay, coøn ôû traïng thaùi maùy phaùt seõ laø aâm vì höôùng ngöôïc chieàu quay. Moâ men caûn phaûn khaùng thì luoân luoân aâm vì noù luoân luoân höôùng ngöôïc chieàu quay. Moâ men caûn theá naêng coù daáu aâm khi taêng döï tröõ theá naêng (khi naâng taûi, neùn loø xo),vaø mang daáu döông khi giaûm döï tröõ theá naêng (khi haï taûi, giaõn loø xo).F—QUY ÑOÅI CAÙC ÑAÏI LÖÔÏNG MOÂ MEN CAÛN, LÖÏC CAÛN, QUAÙN TÍNH CUÛAMAÙY SAÛN XUAÁT VEÀ TRUÏC ÑOÄNG CÔ Moät heä truyeàn ñoäng ñieän thöôøng coù nhieàu boä phaän khaùc nhau vôùi caùc truïc quaykhaùc nhau: quay traùi, quay phaûi, tònh tieán leân, xuoáng…. Caùc boä phaän naøy taïo thaønh phaàncô hoïc cuûa heä truyeàn ñoäng ñieän. Chuùng coù caùc toác ñoä, löïc hoaëc moâ men taùc duïng khaùcnhau. Khi tính toaùn thieát keá, choïn coâng suaát ñoäng cô hoaëc nghieân cöùu söï laøm vieäc cuûamoät heä truyeàn ñoäng ñieän, coù theå caàn phaûi thieát laäp phöông trình chuyeån ñoäng (I.1.1)hoaëc (I.1.2) taïi moät ñieåm naøo ñoù treân sô ñoà ñoäng. Caùc ñaïi löôïng ñeå thieát laäp phöôngtrình phaûi laáy ôû ngay taïi ñieåm ñoù. Do vaäy, caàn phaûi tieán haønh tính quy ñoåi caùc ñaïi löôïngnhö löïc caûn, moâ men caûn, khoái quaùn tính vaø moâ men quaùn tính veà ñieåm ñònh tính toaùn. Thoâng thöôøng, ñeå thuaän tieän khi khaûo saùt caùc traïng thaùi laøm vieäc cuûa truyeàn ñoäng,ngöôøi ta hay tính quy ñoåi caùc ñaïi löôïng veà truïc ñoäng cô (nguoàn phaùt ñoäng löïc). Nguyeân taéc tính quy ñoåi laø döïa vaøo ñònh luaät baûo toaøn naêng löôïng.TAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM - 10 -
  15. 15. PHAÀN I - CHÖÔNG 11. Quy ñoåi moâ men caûn MC veà truïc ñoäng cô: Goïi moâ men sau khi quy ñoåi veà truïc ñoäng cô laø Mqñ . Coâng truyeàn töø ñoäng cô = Coâng nhaän ñeán maùy saûn xuaát ⇔ Mqñ × ωÑ × η × t = MC × ωMSX × t MC ⇒ Mqñ = ,(Nm) (I.1.4) ηiTrong ñoù: η - hieäu suaát cuûa cô caáu truyeàn löïc töø ñoäng cô tôùi maùy saûn xuaát; i - tyû soá truyeàn töø truïc ñoäng cô tôùi truïc maùy saûn xuaát, i = ωÑ/ωMSX ; ωÑ - toác ñoä goùc cuûa ñoäng cô, (rad/s) ωMSX- toác ñoä goùc cuûa maùy saûn xuaát, (rad/s) t - thôøi gian saûn xuaát;2. Quy ñoåi löïc caûn FC cuûa chuyeån ñoäng tònh tieán thaønh moâ men treân truïc ñoäng cô: Coâng truyeàn töø ñoäng cô = Coâng nhaän ñeán maùy saûn xuaát ⇔ Mqñ × ωÑ × η × t = FC × v × t F ×ρ ⇒ Mqñ = C ,(Nm) (I.1.5) ηTrong ñoù: ρ - baùn kính quy ñoåi cuûa chuyeån ñoäng tònh tieán veà truïc ñoäng cô, ρ = v/ωÑ ,(m) v - toác ñoä naâng (haï) taûi troïng ,(m/s)3. Quy ñoåi moâ men quaùn tính JMSX veà truïc ñoäng cô: Moâ men quaùn tính caàn quy ñoåi ôû ñaây laø moâ men quaùn tính cuûa caùc phaàn quay cuûamaùy saûn xuaát JMSX, ñöôïc quy ñoåi veà truïc ñoäng cô. Ñoäng naêng tích luõy treân truïc ñoäng cô = Ñoäng naêng tích luõy cuûa maùy saûn xuaát. 1 1 × Jqñ × ωÑ2 = × JMSX × ωMSX2 2 2 J ⇒ Jqñ = MSX , (kgm2) (I.1.6) i24. Quy ñoåi khoái quaùn tính cuûa chuyeån ñoäng tònh tieán thaønh moâ men quaùn tínhtreân truïc ñoäng cô: Khoái quaùn tính ôû ñaây coù theå ñöa ra moät thí duï nhö phaàn carbin chöùa ngöôøi vaø ñoáitroïng cuûa noù trong heä truyeàn ñoäng thang maùy. Theo ñònh luaät baûo toaøn naêng löôïng, ñoäng naêng tích luyõ treân truïc ñoäng cô baèng vôùiñoäng naêng tích luyõ cuûa khoái quaùn tính coù khoái löôïng m (kg): 1 1 × Jqñ × ωÑ2 = × m × v2 2 2TAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM - 11 -
  16. 16. PHAÀN I - CHÖÔNG 1 ⇒ Jqñ = m × (v/ωÑ)2 = m × ρ2 (I.1.7) Nhö vaäy, sau khi quy ñoåi caùc ñaïi löôïng maùy saûn xuaát veà truïc cuûa ñoäng cô, phöôngtrình chuyeån ñoäng cuûa heä truyeàn ñoäng trôû thaønh: MÑ + Mqñ = JθTrong ñoù: MÑ - moâ men ñoäng cô, (Nm) Mqñ - moâ men caûn (hoaëc löïc caûn hoaëc caû hai) cuûa maùy saûn xuaát ñöôïc quy ñoåi veà truïc ñoäng cô, (Nm) J - moâ men quaùn tính toång coäng cuûa caû phaàn quay vaø khoái quaùn tính (neáu coù), (kgm2) θ - gia toác goùc, θ = dωÑ/dt , (rad/s2).* Löu yù veà quy öôùc daáu: Ñoái vôùi toác ñoä, ta laáy chieàu quay cuûa ñoäng cô laøm chieàu döông khoâng keå ñoäng côquay theo chieàu naøo. Nhöõng moâ men höôùng theo chieàu quay cuûa truyeàn ñoäng laø döông, coøn nhöõng moâmen ngöôïc chieàu quay laø aâm.G—ÑAËC TÍNH CÔ CUÛA TRUYEÀN ÑOÄNG ÑIEÄN Trong heä truyeàn ñoäng ñieän, ñoäng cô ñieän coù nhieäm vuï cung caáp ñoäng löïc cho côcaáu saûn xuaát. Caùc cô caáu saûn xuaát cuûa moãi loaïi maùy coù caùc yeâu caàu coâng ngheä vaø ñaëcñieåm rieâng. Maùy saûn xuaát laïi coù raát nhieàu loaïi, nhieàu kieåu vôùi keát caáu raát khaùc bieät.Ñoäng cô ñieän cuõng nhö vaäy, coù nhieàu loaïi, nhieàu kieåu vôùi caùc tính naêng, ñaëc ñieåmrieâng. Ñeå heä truyeàn ñoäng ñieän laøm vieäc toát, coù hieäu quaû thì giöõa ñoäng cô ñieän vaø cô caáusaûn xuaát phaûi ñaûm baûo coù moät söï phuø hôïp töông öùng naøo ñoù. Vieäc choïn löïa heä truyeànñoäng ñieän vaø choïn ñoäng cô ñieän ñaùp öùng ñuùng caùc yeâu caàu cuûa caùc cô caáu saûn xuaát coùmoät yù nghóa lôùn khoâng chæ veà maët kyõ thuaät maø caû veà maët kinh teá. Do vaäy, ta phaûi xem xeùt kyõ ñaëc tính cô cuûa truyeàn ñoäng ñieän—töùc ñaëc tính cô cuûacô caáu saûn xuaát vaø ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô ñieän. Ñaëc tính cô bieåu thò moái quan heä giöõa toác ñoä quay vaø moâ men quay: ω = f(M) hoaëc n = F(M)1. Ñaëc tính cô cuûa cô caáu saûn xuaát: Caùc cô caáu saûn xuaát tuy raát khaùc nhau nhöng ñaëc tính cô cuûa chuùng phaàn lôùn ñöôïcbieåu dieãn toång quaùt bôûi coâng thöùc ñöôïc ruùt ra töø thöïc teá: k  ω  MC = MC(0) + (MCñm - MC(0))  ω   (I.1.8)  dm Trong ñoù:TAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM - 12 -
  17. 17. PHAÀN I - CHÖÔNG 1 MC - moâ men caûn cuûa cô caáu saûn xuaát ôû toác ñoä ω naøo ñoù; MC(o) - moâ men caûn cuûa cô caáu saûn xuaát ôû toác ñoä ω = 0; MCñm - moâ men caûn cuûa cô caáu saûn xuaát ôû ω = ωñm ; k - soá muõ ñaëc tröng cho phuï taûi, (k = 0, ±1, 2). Tröôøng hôïp k = 0: ñaây laø ñaëc tính cô cuûa caùc cô caáu naâng—haï (maùy truïc, thangmaùy), cô caáu aên dao maùy caét goït kim loaïi v.v…. Tröôøng hôïp k = -1: maùy quaán daây, cô caáu truyeàn ñoäng chính caùc maùy caét goït kimloaïi v.v…. Tröôøng hôïp k = 1: maùy phaùt ñieän moät chieàu vôùi taûi thuaàn trôû…. Tröôøng hôïp k = 2: caùc maùy thuyû khí: bôm, quaït, chaân vòt taøu thuûy v.v…. ω k=0 k=1 ωCñm k=2 k = -1 M 0 MC(0) MCñm Hình 1.5 Daïng ñaëc tính cô cuûa moät soá cô caáu saûn xuaát2. Ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô ñieän: Ñaëc tính cô ω = f(M) cuûa ñoäng cô ñieän chia ra: ñaëc tính cô töï nhieân vaø ñaëc tính cônhaân taïo. Daïng ñaëc tính cô cuûa moãi loaïi ñoäng cô khaùc nhau seõ khaùc nhau.a) Ñaëc tính cô töï nhieân (tn): Ñoù laø quan heä ω = f(M) cuûa ñoäng cô ñieän khi caùc thoâng soá ñieän: ñieän aùp, taàn soá, …laø ñònh möùc theo cheá ñoä ñaõ ñöôïc thieát keá cheá taïo vaø maïch ñieän cuûa ñoäng cô khoâng noáitheâm ñieän trôû, ñieän khaùng,….b) Ñaëc tính cô nhaân taïo (nt): Ñoù laø quan heä ω = f(M) cuûa ñoäng cô ñieän khi caùc thoâng soá ñieän khoâng ñuùng ñònhmöùc hoaëc khi maïng ñieän coù noái theâm ñieän trôû, ñieän khaùng,… hoaëc coù söï thay ñoåi maïchnoái.3. Ñoä cöùng cuûa ñaëc tính cô: Ñaïi löôïng ñoä cöùng β cuûa moät ñöôøng ñaëc tính cô laø:TAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM - 13 -
  18. 18. PHAÀN I - CHÖÔNG 1 ∆M β = = cotg(α) (I.1.9) ∆ω Ñoä cöùng β cuûa moät ñaëc tính cô ñöôïc duøng ñeå ñaùnh giaù ñaëc tính cô ñoù. ω Ñaëc tính cô cöùng tuyeät ñoái Ñaëc tính cô cöùng ∆ω α Ñaëc tính cô meàm M 0 ∆Μ Hình 1.6 Ñoä cöùng ñaëc tính cô − Khi |β| nhoû, ñaëc tính cô laø meàm (|β|<10) − Khi |β| lôùn, ñaëc tính cô laø cöùng (|β| =10÷100) − Khi |β| = ∞, ñaëc tính cô laø naèm ngang vaø laø cöùng tuyeät ñoái.TAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM - 14 -
  19. 19. PHAÀN I - CHÖÔNG 1TAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM - 15 -
  20. 20. PHAÀN I - CHÖÔNG 2- 16 -
  21. 21. PHAÀN I - CHÖÔNG 2 Ñieàu chænh toác ñoä ñoäng cô laø chuû ñoäng thay ñoåi toác ñoä ñoäng cô theo yù muoán cuûangöôøi hay thieát bò ñieàu khieån sao cho phuø hôïp vôùi quy trình coâng ngheä cuûa boä phaän laømvieäc cuûa maùy saûn xuaát. Ñeå thay ñoåi toác ñoä boä phaän laøm vieäc cuûa maùy saûn xuaát coù theå thöïc hieän baèng haiphöông phaùp: − Thay ñoåi tæ soá truyeàn cuûa boä phaän truyeàn löïc hoaëc bieán toác ñaët giöõa ñoäng cô vaø boä phaän laøm vieäc cuûa maùy saûn xuaát (i = ωÑ/ωMSX). − Thay ñoåi toác ñoä ñoäng cô. ÔÛ ñaây ta chæ xeùt ñeán phöông phaùp thay ñoåi toác ñoä ñoäng cô.A—CAÁU TAÏO CÔ BAÛN CUÛA MAÙY ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU1. Sô ñoà noái daây cuûa moät maùy phaùt kích töø song song: Bieán trôû haïn doøng Cöïc töø phuï Hình 2.12. Maïch töø cuûa moät maùy ñieän hai cöïc: Loõi töø Cuoän kích töø Goâng (aùch) Raêng Ñeá cuûa cöïc töø Phaàn öùng Töø thoâng taûn Hình 2.2TAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM - 17 -
  22. 22. PHAÀN I - CHÖÔNG 23. Cuoän daây kích töø treân moät cöïc töø: Loõi cöïc töø Cuoän kích töø Ñaàu ra Ñaàu ra Hình 2.34. Phaàn öùng: Coå goùp Truïc Hình 2.45. Caáu truùc coå goùp: Caùc phieán goùp höôùng ra ngoaøi Vaønh chöõ “V” Caùch ñieän mica Neâm Raõnh gaén caùc ñaàu ra cuûa caùc cuoän daây phaàn öùng OÁng loùt cuûa coå goùp Caùc phieán goùp baèng ñoàng Hình 2.5TAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM - 18 -
  23. 23. PHAÀN I - CHÖÔNG 26. Maïch ñieän phaàn öùng: Choåi than Phieán goùp B1 B2 Hình 2.67. Caáu truùc choåi than: Ñuoâi sam Ñaàu chænh ñoä caêng loø xo Loø xo coá ñònh choåi than Choåi than Choåi than Boä gaù Hình 2.7 Maùy ñieän moät chieàu veà cô baûn coù hai phaàn maïch ñieän: maïch kích töø vaø maïch phaànöùng. Phaàn kích töø naèm ôû phaàn tónh hay stator cuûa maùy ñieän bao goàm caùc cuoän daây quaánquanh caùc cöïc töø cuûa stator. Caùc cöïc töø naøy höôùng vaøo trong stator nhö treân hình 2.1.TAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM - 19 -
  24. 24. PHAÀN I - CHÖÔNG 2Soá cöïc töø laø moät soá chaün vaø chuùng saép seáp xen keû theo cöïc tính nam – baéc. Cuoän kíchtöø, doøng ñieän cuõng nhö thoâng löôïng cuûa caùc cöïc töø laø nhö nhau. Caùc cuoän daây kích töøñöôïc noái noái tieáp. Doøng ñieän caáp cho cuoän kích töø nhaèm töø hoùa caùc cöïc töø vaø taïo ra töøthoâng trong khe hôû khoâng khí giöõa stator vaø rotor cuûa ñoäng cô. Maïch kích töø khoângphaûi laø maïch tieâu thuï coâng suaát nguoàn chính trong maùy ñieän. Maïch phaàn öùng tieâu thuï coâng suaát nguoàn chính vaø naèm treân rotor. Caùc cuoän daâycuûa phaàn öùng ñaët trong caùc raõnh phaân boá treân chu vi beà maët cuûa rotor (hình 2.4). ñoäroäng moät cuoän daây goïi laø böôùc cuoän daây, baèng beà roäng vuøng döôùi moät cöïc töø, ñöôïc goïilaø böôùc cöïc. Do ñoù neáu moät caïnh taùc duïng cuûa cuoän daây ñang naèm döôùi moät cöïc baéc thìcaïnh coøn laïi seõ naèm döôùi cöïc nam keá beân. Caùc cuoän daây treân maïch phaàn öùng noái nhauthaønh maïch kín, keát thuùc cuûa cuoän naøy seõ laø baét ñaàu cuûa cuoän tieáp ñoù vaø keát thuùc cuûacuoän daây cuoái cuøng seõ noái voøng ñeán ñieåm baét ñaàu cuûa cuoän ñaàu tieân. Doøng ñieän moätchieàu ñöôïc ñöa vaøo hay laáy ra töø daây quaán phaàn öùng thoâng qua caùc choåi than tì leân coågoùp. Coå goùp laø moät keát caáu hình truï treân beà maët coù nhieàu phieán goùp, soá phieán goùp baèngsoá cuoän daây vaø chuùng ñöôïc caùch ñieän vôùi nhau baèng mica. Ñaàu keát thuùc cuûa moät cuoänvaø khôûi ñaàu cuûa moät cuoän öùng khaùc ñöôïc noái ñeán chung moät raõnh gaén ñaàu ra cuoän daâytreân phieán goùp (hình 2.5). Keát noái maïch phaàn öùng nhö treân hình 2.6. Doøng ñieän ñöa vaøo phaàn öùng qua choåithan vaø coå goùp. Choåi than B1 ñöôïc noái ñeán phieán goùp soá 1, vaø choåi kia noái ñeán phieángoùp soá 13. Doøng ñieän ñeán phaàn öùng töø choåi than B1 phieán goùp soá 1 vaø voøng veà ôû phieángoùp 13 taïi choåi than B2 theo hai ñöôøng daãn song song, moãi ñöôøng daãn taûi moät nöûa doøngphaàn öùng. Moãi ñöôøng goàm möôøi hai cuoän daây, treân hình 2.6 laø hai maïch nhaùnh coù caùccuoän : nhaùnh phaûi goàm töø cuoän AA’ ñeán cuoän WW’ vaø nhaùnh kia phaàn coøn laïi. Moãicuoän daây trong nhoùm möôøi hai cuoän daây naøy, giaû söû cuoän ñaàu tieân naèm döôùi moät cöïcbaéc thì cuoän cuoái trong nhoùm seõ keát thuùc naèm döôùi cöïc nam. Maïch nhaùnh goàm möôøihai cuoän coøn laïi seõ ngöôïc laïi, baét ñaàu naèm döôùi moät cöïc nam vaø keát thuùc cöïc baéc. Khirotor quay, doøng ñieän chaûy trong cuoän daây naèm döôùi moät cöïc töø khoâng ñoåi, tieáp xuùcchoåi than-coå goùp thay ñoåi. Vì chieàu doøng ñieän trong caùc cuoän daây ngöôïc nhau vaø docaùch boá trí xen keû cuûa cöïc töø, moâ men taïo ra do caùc cuoän daây coù cuøng chieàu. Nhôø heächoåi than-coå goùp maø maùy ñieän môùi coù theå laøm vieäc vôùi nguoàn moät chieàu. Doøng ñieän trong caùc cuoän daây phaàn öùng thöïc ra laø xoay chieàu vì moãi laàn moät cuoändaây dòch chuyeån töø vuøng taùc ñoäng cuûa moät cöïc töø sang vuøng taùc ñoäng cuûa moät cöïc töøkhaùc, doøng ñieän trong noù bò ñaûo chieàu. Ta coù theå noùi heä coå goùp vaø choåi than hoaït ñoängnhö moät boä bieán ñoåi doøng ñieän moät chieàu thaønh doøng ñieän xoay chieàu trong caùc cuoändaây phaàn öùng.B—ÑAËC TÍNH CÔ ÑOÄNG CÔ ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU1. Ñoäng cô ñieän moät chieàu kích töø ñoäc laäp vaø kích töø song song:TAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM - 20 -
  25. 25. PHAÀN I - CHÖÔNG 2 ÔÛ ñoäng cô ñieän moät chieàu kích töø ñoäc laäp, cuoän kích töø ñöôïc caáp ñieän töø moät nguoànñieän ngoaøi ñoäc laäp vôùi nguoàn ñieän caáp cho rotor (cuoän öùng). + • - + • U • - U • Iö Iö Ñ • Ñ • Lkt Rkt Lkt Rkt + • Ukt • - Hình 2.8 a) —Sô ñoà nguyeân lyù noái daây ñoäng b) —Sô ñoà nguyeân lyù noái daây ñoäng cô cô moät chieàu kích töø ñoäc laäp. moät chieàu kích töø song songa) Phöông trình ñaëc tính cô: Khi ñoäng cô laøm vieäc, rotor mang cuoän öùng quay trong töø tröôøng cuoän caûm neântrong cuoän öùng xuaát hieän moät söùc ñieän ñoäng caûm öùng (hay coøn goïi laø söùc phaûn ñieänñoäng) coù chieàu ngöôïc vôùi ñieän aùp ñaët vaøo phaàn öùng cuûa ñoäng cô. Phöông trình ñieän aùpôû maïch rotor seõ laø: U = E + IöRö∑ (I.2.1)Trong ñoù: U - ñieän aùp löôùi, V; E - söùc ñieän ñoäng cuûa ñoäng cô, V; Iö - doøng ñieän phaàn öùng cuûa ñoäng cô, A; Rö∑ - ñieän trôû toaøn boä maïch phaàn öùng, Ω; Rö∑ = Rö + Rphuï (I.2.2) Rphuï - ñieän trôû phuï trong maïch phaàn öùng, Ω; Rö - ñieän trôû maïch phaàn öùng, Ω; Rö = rö + rct + rcb + rcp (I.2.3) rö - ñieän trôû cuoän daây phaàn öùng, Ω; rct - ñieän trôû tieáp xuùc giöõa choåi than vaø phieán goùp, Ω; rcb - ñieän trôû cuoän buø, Ω;TAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM - 21 -
  26. 26. PHAÀN I - CHÖÔNG 2 rcp - ñieän trôû cuoän phuï, Ω; Söùc ñieän ñoäng phaàn öùng tæ leä vôùi toác ñoä quay cuûa rotor: E = kΦω (I.2.4)Trong ñoù: Φ - töø thoâng qua moät cöïc töø, Wb; ω - toác ñoä goùc cuûa rotor, rad/s; k - heä soá, phuï thuoäc vaøo keát caáu cuûa ñoäng cô. pN k = (I.2.5) 2πaVôùi: p - soá ñoâi cöïc töø chính; N - soá thanh daãn taùc duïng cuûa cuoän öùng; a - soá maïch nhaùnh song song cuûa cuoän öùng. Nhôø löïc töø tröôøng taùc duïng vaøo daây daãn phaàn öùng khi coù doøng ñieän, rotor quaydöôùi taùc duïng moâ men quay. M = kΦIö (I.2.6) Töø heä phöông trình (I.2.1), (I.2.4) vaø (I.2.6) phöông trình ñaëc tính cô ω=ƒ(M) nhösau: U R ω = − u∑2 M (I.2.7) kΦ (kΦ)b) Ñöôøng ñaëc tính cô: Phöông trình ñaëc tính cô (I.2.7) coù daïng haøm baäc nhaát y = Ax + B , neân ñöôøngbieåu dieãn treân heä truïc toïa ñoä M0ω laø moät ñöôøng thaúng vôùi ñoä doác aâm. Ñöôøng ñaëc tínhcô caét truïc tung 0ω taïi ñieåm coù tung ñoä: U ω0 = (I.2.8) kΦ Toác ñoä ω0 laø toác ñoä öùng vôùi MC = 0, nghóa laø: khi khoâng coù löïc caûn naøo caû. Ñoù laøtoác ñoä lôùn nhaát cuûa ñoäng cô maø khoâng theå ñaït ñöôïc ôû cheá ñoä ñoäng cô vì khoâng bao giôøTAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM - 22 -
  27. 27. PHAÀN I - CHÖÔNG 2xaûy ra MC = 0 (do löïc ma saùt luoân toàn taïi khi ñoäng cô quay). Toác ñoä ω0 goïi laø toác ñoäkhoâng taûi lyù töôûng. ω U ω0 = kΦ M Hình 2.9 Ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô ñieän moät chieàu kích töø ñoäc laäp. Khi toaøn boä caùc thoâng soá ñieän cuûa ñoäng cô laø ñònh möùc theo thieát keá (ñöôïc ghitreân nhaõn ñoäng cô) vaø khoâng maéc theâm ñieän trôû phuï vaøo maïch ñoäng cô vì Rö∑ = Rö vaøphöông trình ñaëc tính cô seõ laø: U dm Ru ∑ ω = − M (I.2.7)’ kΦ dm (kΦ dm ) 2 Ñöôøng ñaëc tính cô luùc naøy goïi laø ñöôøng ñaëc tính cô töï nhieân (Hình 2.10). ω ω0 U dm ∆ω ω0 = kΦ dm A ωñm M Mnm ∆MC MñmTAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM - 23 - Hình 2.10 Ñaëc tính cô töï nhieân cuûa ñoäng cô ñieän moät chieàu kích töø ñoäc laäp.
  28. 28. PHAÀN I - CHÖÔNG 2 Khi phuï taûi taêng daàn töø MC = 0 ñeán MC = Mñm (∆MC = MC - 0) thì toác ñoä ñoäng côgiaûm daàn töø ω0 xuoáng ωñm (∆ω = ω0 - ωñm). Ñieåm A (Mñm,ωñm) goïi laø ñieåm laøm vieäcñònh möùc. Phöông trình (I.2.7) vaø (I.2.7)’ coù theå vieát döôùi daïng: ω = ω0 - ∆ω (I.2.9)Vôùi ñoä suït toác tæ leä vôùi moâ men taûi: Ru ∑ ∆ω = M (I.2.10) (kΦ dm ) 2 Nhö vaäy, ñöôøng thaúng ñaëc tính cô coù theå veõ ñöôïc nhôø hai ñieåm ω0 vaø A. Cuõng coùtheå duøng moät trong hai ñieåm ñoù keát hôïp vôùi ñieåm khaùc thöù ba laø ñieåm caét cuûa ñaëc tínhcô vôùi truïc hoaønh 0M. Ñieåm naøy coù tung ñoä ω = 0 vaø hoaønh ñoä suy ra töø (I.2.7)’. U dm M = Mnm = kΦñm = kΦñmInm (I.2.11) RuTrong ñoù: U dm Inm = (I.2.12) Ru Moâ men Mnm vaø doøng ñieän Inm goïi laø moâ men ngaén maïch vaø doøng ñieän ngaénmaïch. Ñoù laø giaù trò moâ men lôùn nhaát vaø doøng ñieän lôùn nhaát cuûa ñoäng cô khi ñöôïc caápñieän ñaày ñuû maø toác ñoä baèng khoâng. Tröôøng hôïp naøy xaûy ra khi baét ñaàu môû maùy vaø khiñoäng cô ñang chaïy maø bò döøng laïi vì bò keït hoaëc taûi quaù lôùn khoâng keùo ñöôïc. Doøng ñieänngaén maïch naøy lôùn vaø thöôøng baèng: Inm = (10 ÷ 20)Iñm Noù coù theå gaây chaùy hoûng ñoäng cô neáu hieän töôïng toàn taïi keùo daøi. Do vaäy, khi môû maùy phaûi theâm ñieän trôû phuï Rphuï vaøo maïch rotor ñeå haïn cheá doøngñieän môû maùy vaø khi ñoäng cô ñang chaïy bò döøng laïi thì caàn phaûi nhanh choùng caét ñieän.c) Aûnh höôûng cuûa caùc thoâng soá ñieän ñoái vôùi ñaëc tính cô: Phöông trình (I.2.7) cho thaáy, ñöôøng ñaëc tính cô baäc nhaát ω = f(M) phuï thuoäc vaøocaùc heä soá cuûa phöông trình, trong ñoù coù chöùa caùc thoâng soá ñieän U, Rö∑ vaø Φ. Ta xeùt aûnhhöôûng cuûa töøng thoâng soá naøy.TAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM - 24 -
  29. 29. PHAÀN I - CHÖÔNG 21) Tröôøng hôïp thay ñoåi ñieän aùp phaàn öùng (Hình 2.11) U=var; Rö∑ = const; Φ = const ω ω0 ω01 tn Uñm ω02 nt1 ∨ U1 ω03 nt2 ∨ ω04 U2 nt3 ∨ U3 ∨ ° ° ° M MC.ñm Hình 2.11 Hoï ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô ñieän moät chieàu kích töø ñoäc laäp khi giaûm ñieän aùp phaàn öùng. Vì ñieän aùp ñaët vaøo phaàn öùng khoâng theå vöôït quaù giaù trò ñònh möùc neân ta chæ coù theåthay ñoåi veà phía giaûm. Tröôøng hôïp naøy, ñoä doác (hay ñoä cöùng) cuûa ñaëc tính cô khoângthay ñoåi: Ru ∑ − = const (kΦ ) 2Coøn toác ñoä khoâng taûi lyù töôûng ω0 thay ñoåi tæ leä thuaän vôùi ñieän aùp : U ω0 = = var kΦ Nhö vaäy, khi thay ñoåi ñieän aùp ñaët vaøo phaàn öùng, ta ñöôïc moät hoï caùc ñöôøng ñaëctính cô song song vôùi ñöôøng ñaëc tính cô töï nhieân (tn) vaø thaáp hôn ñöôøng ñaëc tính cô töïnhieân. Caùc ñöôøng ñaëc tính cô naøy goïi laø caùc ñöôøng ñaëc tính cô nhaân taïo (nt).2) Tröôøng hôïp thay ñoåi ñieän trôû maïch phaàn öùng: (Hình 2.12) Rö∑ = var; U = const; Φ = const Vì Rö∑ = Rö + Rphuï neân ñieän trôû maïch phaàn öùng chæ coù theå thay ñoåi veà phía taêngRphuï. Tröôøng hôïp naøy, toác ñoä khoâng taûi giöõ nguyeân: U ω0 = = const kΦCoøn ñoä doác (hay ñoä cöùng) thay ñoåi tæ leä thuaän theo Rö∑ :TAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM - 25 -
  30. 30. PHAÀN I - CHÖÔNG 2 Ru ∑ − = var (kΦ ) 2 ω ω0 tn Rö nt1 ∧ Rö+Rphuï1 nt2 ∧ Rö+Rphuï2 nt3 ∧ Rö+Rphuï3 ° MC.ñm ° M ° Hình 2.12 Hoï ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô ñieän moät chieàu kích töø ñoäc laäp khi taêng ñieän trôû maïch phaàn öùng. Nhö vaäy, khi taêng ñieän trôû Rphuï trong maïch phaàn öùng, ta ñöôïc moät hoï caùc ñöôøngñaëc tính cô nhaân taïo cuøng ñi qua ñieåm (0, ω0).3) Tröôøng hôïp thay ñoåi töø thoâng kích töø : (Hình 2.13)ø Φ = var; Rö∑ = const; U = const ω ω3 nt3 ω2 nt2 ° ° ° ω1 nt1 Φ3 ∧ ω0 Φ2 ∧ Φ1 tn Φñm M MC.ñm Hình 2.13 Hoï ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô ñieän moät chieàu kích töø ñoäc laäp khi giaûm töø thoâng.TAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM - 26 -
  31. 31. PHAÀN I - CHÖÔNG 2 Ñeå thay ñoåi töø thoâng Φ, phaûi thay ñoåi doøng kích töø nhôø bieán trôû Rkt maéc ôû maïchcuoän caûm. Vì chæ coù theå taêng Rkt neân töø thoâng kích töø chæ coù theå thay ñoåi veà phía giaûm.Tröôøng hôïp naøy, caû toác ñoä khoâng taûi lyù töôûng vaø ñoä doác ñaëc tính cô ñeàu thay ñoåi. U ω0 = = var kΦ Ru ∑ − = var (kΦ ) 2 Khi giaûm töø thoâng, ω0 taêng, coøn ñoä doác thì giaûm maïnh.d) Ñaûo chieàu quay ñoäng cô: Chieàu töø löïc taùc duïng vaøo doøng ñieän xaùc ñònh theo quy taéc baøn tay traùi. Khi ñaûochieàu töø thoâng hay ñaûo chieàu doøng ñieän thì töø löïc coù chieàu ngöôïc laïi. Vaäy, muoán ñaûochieàu quay cuûa ñoäng cô ñieän moät chieàu coù theå thöïc hieän moät trong hai caùch: − hoaëc ñaûo chieàu töø thoâng (qua ñaûo chieàu doøng ñieän kích töø) − hoaëc ñaûo chieàu doøng ñieän phaàn öùng. Ñöôøng ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô khi quay thuaän vaø khi quay ngöôïc laø ñoái xöùngnhau qua goác toïa ñoä. Phöông phaùp ñaûo chieàu töø thoâng thöïc hieän nheï nhaøng vì maïch töø thoâng coù coângsuaát nhoû hôn maïch phaàn öùng. Tuy vaäy, vì cuoän kích töø coù soá voøng daây lôùn, heä soá töï caûmlôùn, do ñoù thôøi gian ñaûo chieàu taêng leân neân phöông phaùp naøy ít duøng. Ngoaøi ra, duøngphöông phaùp ñaûo chieàu töø thoâng thì khi töø thoâng qua trò soá khoâng coù theå laøm toác ñoä taêngquaù, khoâng toát.e) Môû maùy ñoäng cô kích töø ñoäc laäp: Luùc baét ñaàu ñoùng ñieän cho ñoäng cô, toác ñoä ñoäng cô coøn baèng khoâng neân doøngñieän ñoäng cô Inm tính theo (I.2.12) raát lôùn, taïo ra moâ men ngaén maïch Mnm tính theo(I.2.11) cuõng raát lôùn vaø coù theå gaây ra caùc haäu quaû xaáu. Doøng ñieän môû maùy: U dm Imm = Inm = = (10 ÷ 20)Iñm Ru Ñoái vôùi ñoäng cô coù coâng suaát caøng lôùn thì Rö thöôøng coù giaù trò caøng nhoû vaø doøngInm caøng lôùn. Ñieàu naøy laøm xaáu cheá ñoä chuyeån maïch trong ñoäng cô, ñoát noùng maïchñoäng cô vaø gaây suït aùp löôùi ñieän. Tình traïng caøng xaáu hôn neáu heä truyeàn ñoäng ñieänTAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM - 27 -
  32. 32. PHAÀN I - CHÖÔNG 2thöôøng phaûi môû maùy, ñaûo chieàu, haõm ñieän thöôøng xuyeân nhö ôû maùy truïc, maùy caùn ñaûochieàu, thang maùy leân xuoáng, v.v… Moâ men môû maùy quaù lôùn seõ taïo ra caùc xung löïc ñoäng laøm heä truyeàn ñoäng bò giaät,laéc, khoâng toát veà maët cô hoïc, haïi maùy vaø coù theå gaây ra nguy hieåm nhö: gaõy truïc, vôõbaùnh raêng, ñöùt caùp, ñöùt xích, v.v… Mmm = Mnm = kΦñmImmVaäy, ñeå ñaûm baûo an toaøn cho ñoäng cô vaø caùc cô caáu truyeàn ñoäng cuõng nhö traùnh aûnhhöôûng xaáu tôùi löôùi ñieän, phaûi haïn cheá doøng ñieän khi môû maùy, khoâng cho vöôït quaù giaùtrò: Imm = (1,5 ÷ 2,5)Iñm Nghóa laø caàn phaûi theâm ñieän trôû phuï Rphuï vaøo maïch phaàn öùng sao cho: U dm U Imm = = dm = (1,5 ÷ 2,5)Iñm Ru + R phu Ru ∑ Coâng suaát ñoäng cô lôùn thì choïn Imm nhoû. Trong quaù trình môû maùy, toác ñoä ñoäng cô ω taêng daàn, söùc ñieän ñoäng cuûa ñoäng cô E= kΦω cuõng taêng daàn vaø doøng ñieän ñoäng cô bò giaûm: U −E I= Ru + R phuDo ñoù moâ men ñoäng cô cuõng giaûm. Do vaäy, khi moâ men giaûm ñi moät möùc naøo ñoù thìphaûi caét ñieän trôû phuï Rphuï trong maïch phaàn öùng ñeå ñoäng cô trôû veà laøm vieäc (hay tieáptuïc môû maùy) treân ñaëc tính töï nhieân. Toùm laïi, ñeå haïn cheá doøng ñieän quaù lôùn luùc môû maùy phaûi theâm ñieän trôû vaøo maïchphaàn öùng. Trong quaù trình ñoäng cô taêng toác, phaûi loaïi boû daàn caùc ñieän trôû môû maùy rakhoûi maïch phaàn öùng.2. Ñoäng cô ñieän moät chieàu kích töø noái tieáp: Ñoäng cô ñieän moät chieàu kích töø noái tieáp coù cuoän kích töø maéc noái tieáp vôùi cuoän daâyphaàn öùng. Vôùi caùch maéc noái tieáp, doøng ñieän kích töø baèng doøng ñieän phaàn öùng neân cuoändaây kích töø noái tieáp coù tieát dieän daây lôùn vaø soá voøng daây ít. Töø thoâng cuûa ñoäng cô phuïthuoäc vaøo doøng ñieän phaàn öùng (töùc laø phuï thuoäc vaøo taûi): Φ = k’Iö (I.2.13)Trong ñoù: k’ - heä soá phuï thuoäc caáu taïo cuûa cuoän daây kích töø.TAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM - 28 -
  33. 33. PHAÀN I - CHÖÔNG 2 Φ Φbh + • U • - Rö + Rkt Iö = Ikt Ñ kt Iö Hình 2.14 a) —Sô ñoà nguyeân lyù noái daây ñoäng b) —Töø thoâng ñoäng cô moät chieàu kích cô moät chieàu kích töø noái tieáp. töø noái tieáp phuï thuoäc vaøo doøng ñieän phaàn öùng (cuõng laø doøng kích töø). Bieåu thöùc (I.2.13) cho bieát: töø thoâng Φ phuï thuoäc tuyeán tính vaøo doøng ñieän phaànöùng (töùc doøng ñieän kích töø). Ñieàu naùy ñuùng khi maïch töø khoâng baõo hoøa töø vaø khi doøngñieän Iö < (0,8 ÷ 0,9)Iñm.Tieáp tuïc taêng Iö thì toác ñoä taêng töø thoângΦ chaäm hôn toác ñoä taêngIö roài sau ñoù khi taûi lôùn (Iö > Iñm), coù theå coi Φ = const vì maïch töø ñaõ bò baõo hoøa.a) Phöông trình ñaëc tính cô: Xuaát phaùt töø caùc phöông trình cô baûn cuûa ñoäng cô ñieän moät chieàu noùi chung: U = E + IöRö∑ (a) E = kΦω (b) 2 M = kΦIö =kk’Iö (c) Ta coù theå tìm ñöôïc phöông trình ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô ñieän moät chieàu kích töønoái tieáp:Töø (I.2.13), (b) vaø (a) : U R ω= − u∑ (d) kk I u kk Ruùt Iö töø (c) vaø thay vaøo (d): U Ru ∑ ω= − (I.2.14) kk M kk b) Ñöôøng ñaëc tính cô:TAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM - 29 -
  34. 34. PHAÀN I - CHÖÔNG 2 Ñöôøng ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô ñieän moät chieàu kích töø noái tieáp theo phöông trình(I.2.14) laø moät ñöôøng hyperbol. ω ωñm A tn nt1 Rphuï = 0 〉 nt2 Rphuï1 M MC.ñm Mmm 〉 Rphuï2 Hình 2.15 Ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô ñieän moät chieàu kích töø noái tieáp. Thöïc teá, ñoäng cô thöôøng ñöôïc thieát keá ñeå laøm vieäc vôùi maïch töø baõo hoøa ôû vuøng taûiñònh möùc. Do vaäy, khi taûi nhoû, ñaëc tính cô coù daïng ñöôøng hyperbol baäc hai vaø meàm,coøn khi taûi lôùn (treân ñònh möùc) ñaëc tính coù daïng gaàn thaúng vaø cöùng hôn vì maïch töø ñaõbaõo hoøa (Φ = const). Khi MC = 0 (Iö = 0), theo (I.2.14) thì trò soá ω seõ voâ cuøng lôùn. Thöïc teá, do luoân coùMC ≠ 0 vì khoâng theå khoâng coù löïc ma saùt ôû coå truïc ñoäng cô vaø maïch töø khi Ikt = 0 vaãncoøn coù töø dö (Φdö ≠ 0) neân khi khoâng taûi MC ≈ 0, toác ñoä ñoäng cô seõ laø: U ω0 = (I.2.15) kΦ du Toác ñoä naøy khoâng phaûi lôùn voâ cuøng nhöng do töø dö Φdö nhoû neân ω0 cuõng lôùn hônnhieàu so vôùi trò soá ñònh möùc (5 ÷ 6)ωñm vaø coù theå gaây haïi vaø nguy hieåm cho heä truyeànñoäng ñieän. Vì vaäy, khoâng ñöôïc ñeå ñoäng cô moät chieàu kích töø noái tieáp laøm vieäc ôû cheá ñoäkhoâng taûi hoaëc rôi vaøo tình traïng khoâng taûi. Khoâng duøng ñoäng cô moät chieàu kích töø noáitieáp vôùi caùc boä truyeàn ñai hoaëc gheùp noái (ly hôïp ma saùt)…. Thoâng thöôøng, taûi toái thieåucuûa ñoäng cô laø khoaûng (10 ÷ 20)% ñònh möùc. Chæ nhöõng ñoäng cô coâng suaát raát nhoû(vaøichuïc watt) môùi coù theå cho pheùp chaïy khoâng taûi.TAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM - 30 -
  35. 35. PHAÀN I - CHÖÔNG 2 Do ñöôøng ñaëc tính cô meàm neân toác ñoä ñoäng cô moät chieàu kích töø noái tieáp bieánñoäng maïnh theo phuï taûi. ÔÛ vuøng taûi lôùn thì ñoä cöùng ñaëc tính cô lôùn hôn, do ñoù toác ñoä ítbò thay ñoåi maïnh theo taûi.Phöông trình ñaëc tính cô töï nhieân suy töø (I.2.14) vôùi Rö∑ = Rö. U Ru ∑ ω= − (I.2.14)’ kk M kk Ñaëc tính cô caét truïc hoaønh taïi ñieåm Mmm, trò soá Mmm suy ra khi cho ω = 0: 2 U  Mmm = kk’  R  = kk’Imm2  (I.2.16)  u Trong ñoù: U Inm = (I.2.17) Ruc) AÛnh höôûng cuûa caùc thoâng soá ñieän ñoái vôùi ñaëc tính cô: Phöông trình (I.2.14) cho thaáy: ñaëc tính cô ω = f(M) cuûa ñoäng cô ñieän moät chieàukích töø noái tieáp bò aûnh höôûng bôûi ñieän trôû maïch ñoäng cô (maïch phaàn öùng vaø cuõng laømaïch kích töø). Ñaëc tính cô töï nhieân (tn) cao nhaát öùng vôùi ñieän trôû phuï Rphuï = 0. caùc ñaëc tính cônhaân taïo (nt) öùng vôùi Rphuï ≠ 0. Ñaëc tính caøng thaáp khi Rphuï caøng lôùn. ÔÛ ñoäng cô moät chieàu kích töø noái tieáp, doøng ñieän phaàn öùng cuõng laø doøng ñieän kíchtöø neân khaû naêng taûi cuûa ñoäng cô haàu nhö khoâng bò aûnh höôûng bôûi ñieän aùp.d) Ñaûo chieàu quay ñoäng cô kích töø noái tieáp: Cuõng nhö ñoäng cô moät chieàu kích töø song song, ñoäng cô kích töø noái tieáp seõ ñaûochieàu quay khi ñaûo chieàu doøng ñieän phaàn öùng.e) Môû maùy ñoäng cô kích töø noái tieáp: Luùc môû maùy ñoäng cô, phaûi ñöa theâm ñieän trôû môû maùy vaøo maïch ñoäng cô ñeå haïncheá doøng ñieän môû maùy trong giôùi haïn khoâng quaù 2,5Iñm. Trong quaù trình ñoäng cô taêngtoác, phaûi caét daàn ñieän trôû môû maùy, ñoäng cô seõ laøm vieäc treân ñöôøng ñaëc tính cô töï nhieânkhoâng coù ñieän trôû môû maùy.TAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM - 31 -
  36. 36. PHAÀN I - CHÖÔNG 23. Ñoäng cô ñieän moät chieàu kích töø hoãn hôïp: Ñoäng cô ñieän moät chieàu kích töø hoãn hôïp ít gaëp hôn caùc loaïi ñoäng cô ñaõ xeùt ôû caùcmuïc treân. Trong ñoäng cô loaïi naøy, töø thoâng ñöôïc taïo ra do taùc duïng ñoàng thôøi cuûa haicuoän kích töø: moät cuoän song song (ktss) vaø moät cuoän noái tieáp (ktnt). Do vaäy, ñöôøng ñaëctính cô cuûa ñoäng cô ñieän moät chieàu kích töø hoãn hôïp phaân boå giöõa ñaëc tính cô cuûa ñoängcô moät chieàu kích töø song song vaø ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô ñieän moät chieàu kích töø noáitieáp. Neáu töø tröôøng cuûa cuoän song taïo ra maïnh hôn töø tröôøng cuûa cuoän noái tieáp thì ñaëctính cô cuûa ñoäng cô kích töø hoãn hôïp gaàn ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô kích töø song song hôn. Neáu töø tröôøng cuûa cuoän noái tieáp taïo ra maïnh hôn töø tröôøng cuûa cuoän song song thìñaëc tính cô cuûa ñoäng cô kích töø hoãn hôïp gaàn ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô kích töø noái tieáphôn. Moät trong nhöõng ñaëc ñieåm cuûa ñoäng cô kích töø hoãn hôïp laø coù ñaëc tính cô meàm, coùtheå chaïy ôû cheá ñoä khoâng taûi vì toác ñoä khoâng taûi coù giaù trò giôùi haïn.C—NGUYEÂN LYÙ LAØM VIEÄC Khi ñaët vaøo trong töø tröôøng moät daây daãn vaø cho doøng ñieän chaïy qua daây daãn thì töøtröôøng seõ taùc duïng moät löïc töø vaøo doøng ñieän (vaøo daây daãn) vaø laøm daây daãn chuyeånñoäng. Chieàu cuûa löïc töø ñöôïc xaùc ñònh baèng quy taéc baøn tay traùi. Ñoäng cô ñieän noùi chung vaø ñoäng cô moät chieàu noùi rieâng laøm vieäc theo nguyeân lyùnaøy. Ta xeùt caáu taïo cuûa moät ñoäng cô moät chieàu. Töø tröôøng ñöôïc taïo ra nhôø caùc cuoän daây coù doøng ñieän moät chieàu chaïy qua. Caùccuoän naøy goïi laø cuoän caûm (hay cuoän kích töø) vaø ñöôïc quaán quanh caùc cöïc töø. Thöôøngthì stator ñoäng cô coù ñaët caùc cuoän caûm neân stator coøn goïi laø phaàn caûm. Töø tröôøng docuoän caûm taïo ra seõ taùc duïng moät töø löïc vaøo caùc daây daãn rotor ñaët trong caùc raõnh cuûarotor khi coù doøng ñieän chaïy qua. Cuoän daây naøy goïi laø cuoän öùng. Doøng ñieän ñöa vaøocuoän öùng qua caùc choåi than vaø coå goùp. Rotor mang cuoän öùng neân goïi laø phaàn öùng.TAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM - 32 -
  37. 37. PHAÀN I - CHÖÔNG 2 Hình 2.16 Giaû söû caùc daây daãn cuoän öùng ôû nöûa treân rotor coù doøng ñieän höôùng vaøo, coøn caùcdaây daãn cuoän öùng ôû nöûa döôùi rotor coù doøng ñieän höôùng ra hình veõ. Töø löïc F taùc duïngvaøo caùc daây daãn rotor coù chieàu xaùc ñònh theo quy taéc baøn tay traùi seõ taïo ra moâ men laømquay rotor ngöôïc chieàu kim ñoàng hoà. Khi ñoäng cô laøm vieäc, cuoän caûm taïo ra töø tröôøng Φd doïc truïc cöïc töø vaø phaân boá ñoáixöùng ñoái vôùi cöïc töø. Maët phaúng 00’ treân ñoù coù ñaët choåi than, vöøa laø maët phaúng trungtính hình hoïc vöøa laø maët phaúng trung tính vaät lyù. Ñoàng thôøi, doøng ñieän trong cuoän öùngcuõng taïo ra töø tröôøng rieâng Φn höôùng ngang truïc cöïc töø. Töø tröôøng toång trong ñoäng côTAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM - 33 -
  38. 38. PHAÀN I - CHÖÔNG 2maát tính chaát ñoái xöùng doïc truïc vaø maët phaúng trung tính vaät lyù quay ñi moät goùc β(ngöôïc chieàu quay cuûa rotor) so vôùi maët phaúng trung tính hình hoïc (Hình 2.17). a) b) c) Fn Hình 2.17 Töø tröôøng trong ñoäng cô ñieän moät chieàu a)—do cuoän caûm taïo ra b)—do cuoän öùng taïo ra c)—do hai cuoän toång hôïp β d)—toång veùc tô caùc söùc töø ñoäng. Fx Fd d) Doøng ñieän cuoän öùng caøng lôùn thì Φn caøng maïnh vaø goùc quay β caøng lôùn. Ta noùiphaûn öùng phaàn öùng caøng maïnh.TAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM - 34 -
  39. 39. PHAÀN I - CHÖÔNG 2 Phaûn öùng phaàn öùng laø moät trong nhöõng nguyeân nhaân gaây ra tia löûa giöõa choåi thanvaø coå goùp cuõng nhö giöõa caùc laù goùp trong coå goùp. Coù theå haïn cheá aûnh höôûng naøy nhôøxoay choåi than theo vò trí maët phaúng trung tính vaät lyù (töùc laø theo goùc β). Thoâng thöôøngtrong caùc ñoäng cô ñieän moät chieàu hieän nay, ngöôøi ta duøng phöông phaùp theâm cöïc töøphuï. Hình 2.18 Phaân boá cöïc töø phuï trong ñoäng cô ñieän moät chieàu 1- cöïc töø phuï; 2- cuoän daây cöïc töø phuï(cuoän phuï); 3- cuoän kích töø(cuoän caûm); 4- cöïc töø chính. Cöïc töø phuï ñöôïc ñaët giöõa caùc cöïc töø chính vaø cuoän daây cöïc töø phuï seõ taïo ra töøtröôøng ngang truïc so vôùi töø tröôøng chính vaø ngöôïc chieàu vôùi töø tröôøng Φn cuûa cuoän öùngñeå khöû töø tröôøng Φn . Nhôø vaäy, phaûn öùng phaàn öùng bò haïn cheá vaø quaù trình chuyeånmaïch trong ñoäng cô seõ toát hôn.TAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM - 35 - a) b)
  40. 40. PHAÀN I - CHÖÔNG 2 Vì töø tröôøng Φn gaây ra phaûn öùng phaàn öùng tæ leä vôùi doøng ñieän phaàn öùng Iö neâncuoän daây cöïc töø phuï ñöôïc maéc noái tieáp vôùi cuoän daây phaàn öùng. Do vaäy, khi doøng ñieänphaàn öùng taêng leân, phaûn öùng phaàn öùng maïnh leân thì cuoän daây cöïc töø phuï cuõng sinh ra töøtröôøng ngöôïc maïnh hôn ñeå khöû töø tröôøng Φn. Ngoaøi ra, bieän phaùp taêng khe hôû khoâng khí giöõa stator vaø rotor cuõng ñöôïc aùpduïng. Caùch naøy daãn tôùi söï taêng kích thöôùc ñoäng cô vaø phaûi taêng cöôøng theâm cuoän kíchtöø chính vì khe hôû khoâng khí lôùn seõ laøm yeáu töø tröôøng chính. ÔÛ caùc ñoäng cô moät chieàu coâng suaát trung bình vaø lôùn bieän phaùp chính laø theâmcuoän daây buø ñaët trong raõnh ôû caùc cöïc töø chính nhaèm taïo ra töø thoâng Φb ngöôïc chieàu vôùiΦn laøm töø tröôøng ôû khe hôû khoâng khí khoâng bò meùo nöõa. Cuoän buø cuõng ñöôïc maéc noáitieáp vôùi cuoän öùng.TAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM - 36 -

×