So sánh động cơ điện dk và 4a năm 2024
|
Động cơ điện một chiều kích từ độc lập (ĐMđl): nguồn một chiều cấp cho phần ứng và cấp cho kích từ độc lập nhau. Khi nguồn một chiều có công suất vô cùng lớn và điện áp không đổi thì có thể mắc kích từ song song với phần ứng, lúc đó động cơ được gọi là động cơ điện một chiều kích từ song song (ĐMss). Hình 2-1: a) Sơ đồ nối dây động cơ điện một chiều kích từ độc lập.
Các thông số cơ bản của ĐMđl:Các thông số định mức: nđm(vòng/phút); (đm(Rad/sec); Mđm(N.m hay KG.m); (đm(Wb); fđm(Hz); Pđm(KW); Uđm(V); Iđm(A); ... Các thông số tính theo các hệ đơn vị khác: (* = (/(đm ; M* = M/Mđm ; I* = I/Iđm; (* = (/(đm; R* = R/Rđm; Rcb = Uđm/Iđm,; ω%; M%; I%; ... Phương trình đặc tính cơ - điện và đặc tính cơ của ĐMđl:Theo sơ đồ hình 2-1a và hình 2-1b, có thể viết phương trình cân bằng điện áp của mạch phần ứng như sau: Uư = E + (Rư + Rưf).Iư (2-1) Trong đó: Uư là điện áp phần ứng động cơ, (V) E là sức điện động phần ứng động cơ (V). E=p.N2πa⋅φ⋅ω=Kφ⋅ω size 12{"E=" { {p "." N} over {2πa} } cdot φ cdot ω=Kφ cdot ω} {} (2-2) ĉ là hệ số kết cấu của động cơ. Hoặc: E = Ke(.n (2-3) Và:ĉ Vậy: Ke =Ġ= 0,105.K Rư là điện trở mạch phần ứng, Rư = rư + rctf + rctb + rtx , ((). Trong đó: rư là điện trở cuộn dây phần ứng của động cơ ((). Rctf là điện trở cuộn dây cực từ phụ của động cơ ((). Rctb là điện trở cuộn dây cực từ bù của động cơ ((). Rctb là điện trở tiếp xúc giữa chổi than với cổ góp của động cơ ((). Rưf là điện trở phụ mạch phần ứng. Iư là dòng điện phần ứng. Từ (2-1) và (2-2) ta có: ω=UæKφ−Ræ+RæfKφIæ size 12{ω= { {U rSub { size 8{æ} } } over {Kφ} } - { {R rSub { size 8{æ} } "+R" rSub { size 8{"æf"} } } over {Kφ} } I rSub { size 8{æ} } } {} (2-4) Đây là phương trình đặc tính cơ - điện của động cơ một chiều kích từ độc lập. Mặt khác, mômen điện từ của động cơ được xác định: Mđt = K(Iư (2-5) Khi bỏ qua tổn thất ma sát trong ổ trục, tổn thất cơ, tổn thất thép thì có thể coi: Mcơ ( Mđt ( M Suy ra: Iư =Ġ (2-6) Thay giá trị Iư vào (2-4), ta có: ω=UæKφ−Ræ+Ræf(Kφ)2M=UæKφ−RæΣ(Kφ)2M size 12{ω= { {U rSub { size 8{æ} } } over {Kφ} } - { {R rSub { size 8{æ} } "+R" rSub { size 8{"æf"} } } over { \( Kφ \) rSup { size 8{2} } } } M= { {U rSub { size 8{æ} } } over {Kφ} } - { {R rSub { size 8{æΣ} } } over { \( Kφ \) rSup { size 8{2} } } } M" "} {} (2-7) Đây là phương trình đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập. Có thể biểu diễn đặc tính cơ dưới dạng khác: ω = ω0 - Δω (2-8) Trong đó: Ġ gọi là tốc độ không tải lý tưởng. (2-9) Ġ gọi là độ sụt tốc độ. (2-10) Từ các phương trình đặc tính cơ điện (2-4) và phương trình đặc tính cơ (2-8) trên, với giả thiết phần ứng được bù đủ và ( = const thì ta có thể vẽ được các đặc tính cơ - điện (hình 2-2a) và đặc tính cơ (hình 2-2b) là những đường thẳng. Hình 2-2: a) Đặc tính cơ - điện động cơ một chiều kích từ độc lập.
Đặc tính cơ tự nhiên (TN) là đặc tính cơ có các tham số định mức và không có điện trở phụ trong mạch phần ứng động cơ: ω=UæâmKφâm−Ræâm(Kφâm)2M size 12{ω= { {U rSub { size 8{"æâm"} } } over {Kφ rSub { size 8{"âm"} } } } - { {R rSub { size 8{"æâm"} } } over { \( Kφ rSub { size 8{"âm"} } \) rSup { size 8{2} } } } M } {} (2-11) Đặc tính cơ nhân tạo (NT) là đặc tính cơ có một trong các tham số khác định mức hoặc có điện trở phụ trong mạch phần ứng động cơ. Khi ( = 0, ta có: Iæ=UæRæ+Ræf=Inm size 12{I rSub { size 8{æ} } = { {U rSub { size 8{æ} } } over {R rSub { size 8{æ} } +R rSub { size 8{ ital "æf"} } } } =I rSub { size 8{ ital "nm"} } } {} (2-12) Và:ĉ (2-13) Trong đó: Inm - gọi là dòng điện (phần ứng) ngắn mạch Mnm - gọi là mômen ngắn mạch Từ (2-7) ta xác định được độ cứng đặc tính cơ : β=dMdω=−(Kφ)2Ræ+Ræf size 12{β= { { ital "dM"} over {dω} } = - { { \( Kφ \) rSup { size 8{2} } } over {R rSub { size 8{æ} } +R rSub { size 8{ ital "æf"} } } } } {} (2-14) Đối với đặc tính cơ tự nhiên: βtn=−(Kφdm)2Ræ size 12{β rSub { size 8{ ital "tn"} } = - { { \( Kφ rSub { size 8{ ital "dm"} } \) rSup { size 8{2} } } over {R rSub { size 8{æ} } } } } {} (2-15) Và:ĉ (2-16) Nếu chưa có giá trị Rư thì ta có thể xác định gần đúng dựa vào giả thiết coi tổn thất trên điện trở phần ứng do dòng điện định mức gây ra bằng một nửa tổn thất trong động cơ: Ræ=0,5.(1−ηâm)UâmIâm,Ω size 12{R rSub { size 8{æ} } =0,5 "." \( 1 - η rSub { size 8{ ital "âm"} } \) { {U rSub { size 8{ ital "âm"} } } over {I rSub { size 8{ ital "âm"} } } } , %OMEGA } {} (2-17) * Ví dụ 2-1: Xây dựng đặc tính cơ tự nhiên và nhân tạo của động cơ điện một chiều kích từ độc lập có các số liệu sau: Động cơ làm việc dài hạn, công suất định mức là 6,6KW; điện áp định mức: 220V; tốc độ định mức: 2200vòng/phút; điện trở mạch phần ứng gồm điện trở cuộn dây phần ứng và cực từ phụ: 0,26(; điện trở phụ đưa vào mạch phần ứng: 1,26(. * Giải:
Đặc tính cơ tự nhiên có thể vẽ qua 2 điểm: là điểm định mức [Mđm; (đm] và điểm không tải lý tưởng [M = 0; ( = (0]. Hoặc điểm không tải lý tưởng [M = 0; ( = (0] và điểm ngắn mạch [Mnm; ( = 0]. Hoặc điểm định mức [Mđm; (đm] và điểm ngắn mạch [Mnm; ( = 0]. Tốc độ góc định mức: ω âm = n âm 9, 55 = 2200 9, 55 = 230 , 3 rad/s size 12{ω rSub { size 8{ ital "âm"} } = { {n rSub { size 8{ ital "âm"} } } over {9,"55"} } = { {"2200"} over {9,"55"} } ="230",3" rad/s"} {} Mômen (cơ) định mức: M âm = P âm . 1000 ω âm = 6,6 . 1000 230 , 3 = 28 , 6 Nm size 12{M rSub { size 8{ ital "âm"} } = { {P rSub { size 8{ ital "âm"} } "." "1000"} over {ω rSub { size 8{ ital "âm"} } } } = { {6,6 "." "1000"} over {"230",3} } ="28",6" Nm"} {} Như vậy ta có điểm thứ nhất trên đặc tính cơ tự nhiên cần tìm là điểm định mức: [28,6 ; 230,3]. Từ phương trình đặc tính cơ tự nhiên ta tính được: Kφ âm = U âm − I âm . R æ ω âm = 220 − 35 . 0, 26 230 , 3 = 091 Wb size 12{Kφ rSub { size 8{ ital "âm"} } = { {U rSub { size 8{ ital "âm"} } - I rSub { size 8{ ital "âm"} } "." R rSub { size 8{æ} } } over {ω rSub { size 8{ ital "âm"} } } } = { {"220" - "35" "." 0,"26"} over {"230",3} } ="091"" Wb"} {} Tốc độ không tải lý tưởng: ω 0 = U âm Kφ âm = 220 0, 91 ≈ 241 , 7 rad/s size 12{ω rSub { size 8{0} } = { {U rSub { size 8{ ital "âm"} } } over {Kφ rSub { size 8{ ital "âm"} } } } = { {"220"} over {0,"91"} } approx "241",7" rad/s"} {} Ta có điểm thứ hai của đặc tính [0; 241,7] và như vậy ta có thể dựng được đường đặc tính cơ tự nhiên như đường ( trên hình 2 - 3. Ta có thể tính thêm điểm thứ ba là điểm ngắn mạch [Mnm; 0] M nm = Kφ . I nm = Kφ ⋅ U dm R = 0, 91 ⋅ 220 0, 26 = 770 Nm size 12{M rSub { size 8{ ital "nm"} } =Kφ "." I rSub { size 8{ ital "nm"} } =Kφ cdot { {U rSub { size 8{ ital "dm"} } } over {R rSub { size 8{} } } } =0,"91" cdot { {"220"} over {0,"26"} } ="770"" Nm"} {} Vậy ta có tọa độ điểm thứ ba của đặc tính cơ tự nhiên [770; 0]. Độ cứng của đặc tính cơ tự nhiên có thể xác định theo biểu thức (2-15) hoặc xác định theo số liệu lấy trên đường đặc tính hình 2-3. ∣ β tn ∣ = dM dω = ΔM Δω = 0 − M âm ω 0 − ω âm = 28 , 6 241 , 7 − 230 , 3 = 2,5 Nm . s size 12{ lline β rSub { size 8{ ital "tn"} } rline = { { ital "dM"} over {dω} } = { {ΔM} over {Δω} } = { {0 - M rSub { size 8{ ital "âm"} } } over {ω rSub { size 8{0} } - ω rSub { size 8{ ital "âm"} } } } = { {"28",6} over {"241",7 - "230",3} } =2,5" Nm" "." s} {}
Khi thay đổi điện trở phụ trên mạch phần ứng thì tốc độ không tải lý tưởng không thay đổi, nên ta có thể vẽ đặc tính cơ nhân tạo (có Rưf = 0,78() qua các điểm không tải lý tưởng [0; (0] và điểm tương ứng với tốc độ nhân tạo [Mđm; (nt]: |
