Thư viện tri thức trực tuyến
Kho tài liệu với 50,000+ tài liệu học thuật
© 2023 Siêu thị PDF - Kho tài liệu học thuật hàng đầu Việt Nam
mô phỏng mạch điện tử công suất và đặc tính động cơ điện một chiều
Nội dung xem thử
Mô tả chi tiết
Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế bộ nguồn chỉnh lưu – Động cơ điện một chiều
Môc lôc
Lêi më ®Çu.............................................................................................4
Ch−¬ng 1..................................................................................................4
C¸c ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn........................................................4
®éng c¬ mét chiÒu............................................................................4
1.1 Kh¸i niÖm chung............................................................................................................4
1.2 §éng c¬ ®iÖn mét chiÒu.................................................................................................5
1.2.1 TÇm quan träng cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu.........................................................5
1.2.2 CÊu t¹o cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu.......................................................................5
1.2.3 Nguyªn lý lμm viÖc ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu..........................................................7
1.3 C¸c ph¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu..........................................8
1.3.1 S¬ ®å nèi d©y vµ ®Æc tÝnh c¬ ®éng c¬ mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp..........................8
1.3.2 C¸c ph¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn tèc ®é........................................................................10
1.4 C¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ mét chiÒu b»ng ®iÖn ¸p phÇn øng...............14
1.4.1 HÖ thèng ®iÒu khiÓn m¸y ph¸t - ®éng c¬ (F-§)......................................................14
1.4.2 HÖ thèng ®iÒu khiÓn tèc ®é b»ng b¨m ¸p mét chiÒu...........................................15
1.4.3 HÖ thèng ®iÒu khiÓn tèc ®é b»ng chØnh lu.........................................................16
CH¦¥NG 2................................................................................................18
C¸C Bé NGUåN CHØNH L¦U Cã §IÒU KHIÓN...............................18
2.1 S¬ ®å chØnh lu cÇu mét pha cã ®iÒu khiÓn.................................................................19
2.2 S¬ ®å chØnh lu tia ba pha cã ®iÒu khiÓn.....................................................................21
2.3 S¬ ®å chØnh lu cÇu ba pha ®iÒu khiÓn kh«ng ®èi xøng...............................................24
2.4 S¬ ®å chØnh lu cÇu ba pha ®iÒu khiÓn ®èi xøng..........................................................25
Ch¬ng 3...................................................................................................32
tÝnh to¸n m¹ch ®éng lùc...........................................................32
cho hÖ truyÒn ®éng.......................................................................32
3.1 M¹ch ®éng lùc hÖ truyÒn ®éng....................................................................................32
3.2 TÝnh chän Tiristor.........................................................................................................32
3.3 TÝnh to¸n m¸y biÕn ¸p chØnh lu...................................................................................33
3.4 ThiÕt kÕ cuén kh¸ng läc...............................................................................................41
3.4.1 X¸c định gãc mở cực tiểu và cực đại......................................................................41
3.4.2 X¸c ®Þnh c¸c thµnh phÇn sãng hµi.........................................................................41
3.4.3 X¸c ®Þnh ®iÖn c¶m cuén kh¸ng läc........................................................................42
3.4.4 ThiÕt kÕ cuén kh¸ng läc........................................................................................43
3.5 TÝnh chän c¸c thiÕt bÞ b¶o vÖ m¹ch ®éng lùc.............................................................45
3.5.1 S¬ ®å m¹ch ®éng lùc cã c¸c thiÕt bÞ b¶o vÖ..........................................................45
.......................................................................................................................................46
3.5.2 B¶o vÖ qu¸ nhiÖt cho c¸c van b¸n dÉn..................................................................46
SVTH: NguyÔn V¨n H¶i Líp: TB§-§T 03
1
Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế bộ nguồn chỉnh lưu – Động cơ điện một chiều
3.5.3 B¶o vÖ qu¸ dßng ®iÖn cho van.............................................................................47
3.5.4 B¶o vÖ qu¸ ®iÖn ¸p cho van..................................................................................48
Ch¬ng 4...................................................................................................49
TÝnh to¸n thiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn cho...........................49
bé nguån chØnh lu..........................................................................49
4.1 Nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn................................................................................................49
4.1.1 Nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn th¼ng ®øng tuyÕn tÝnh...................................................49
4.1.2 Nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn th¼ng ®øng arccos..........................................................50
4.2 S¬ ®å khèi m¹ch ®iÒu khiÓn.........................................................................................51
4.3 Nguyªn t¾c ph¸t xung m¹ch ®iÒu khiÓn.......................................................................52
4.4 TÝnh to¸n c¸c th«ng sè m¹ch ®iÒu khiÓn......................................................................54
4.4.1 TÝnh biÕn ¸p xung.................................................................................................56
4.4.2 TÝnh tÇng khuÕch ®¹i cuèi cïng.............................................................................58
4.4.3 Chän cæng AND....................................................................................................59
4.4.4 Chän R9vµ C3:.......................................................................................................60
4.4.5 TÝnh chän bé t¹o xung chïm..................................................................................60
4.4.6 TÝnh chän tÇng so s¸nh.........................................................................................61
4.4.7 TÝnh chän kh©u ®ång pha....................................................................................61
4.4.8 T¹o nguån nu«i......................................................................................................62
4.4.9 TÝnh to¸n m¸y biÕn ¸p nguån nu«i vµ ®ång pha....................................................63
Ch¬ng 5...................................................................................................65
TÝnh to¸n thiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn....................................65
hÖ truyÒn ®éng................................................................................65
5.1 Ph©n tÝch vµ lùa chän bé ®iÒu khiÓn t¸c ®éng liªn tôc...............................................65
5.1.1 HÖ thèng ®iÒu tèc ph¶n håi tèc ®é cã ph¶n håi ©m ng¾t dßng ®iÖn..................65
5.1.2. HÖ thèng ®iÒu chØnh tèi u hai m¹ch vßng kÝn tèc ®é quay vµ dßng ®iÖn...........67
5.2 TÝnh to¸n bé ®iÒu chØnh tèi u hai m¹ch vßng kÝn tèc ®é vµ dßng ®iÖn.......................68
5.2.1 ThiÕt kÕ m¹ch vßng dßng ®iÖn.............................................................................69
5.2.2 ThiÕt kÕ m¹ch vßng tèc ®é....................................................................................70
5.2.3 VÊn ®Ò h¹n chÕ dßng I..........................................................................................72
Ch¬ng 6...................................................................................................75
M« pháng m¹ch ®iÖn tö c«ng suÊt vµ ®Æc tÝnh ®éng
c¬ ®iÖn MéT CHIÒU............................................................................75
6.1 M« pháng c¸c m¹ch chØnh lu cã ®iÒu khiÓn b»ng PSIM..............................................75
6.1.1 Bé chØnh lu cÇu mét pha ®iÒu khiÓn ®èi xøng.....................................................75
6.1.2 Bé chØnh lu cÇu mét pha ®iÒu khiÓn kh«ng ®èi xøng..........................................76
6.1.3 Bé chØnh lu tia ba pha..........................................................................................77
6.1.4 Bé chØnh lu cÇu ba pha ®iÒu khiÓn kh«ng ®èi xøng:............................................78
6.1.5 Bé chØnh lu cÇu ba pha ®iÒu khiÓn ®èi xøng.......................................................79
SVTH: NguyÔn V¨n H¶i Líp: TB§-§T 03
2
Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế bộ nguồn chỉnh lưu – Động cơ điện một chiều
6.2 M« pháng ®Æc tÝnh ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp b»ng Matlab................80
6.2.1 M« pháng ®éng c¬ mét chiÒu KT§L.......................................................................81
6.2.2 M« pháng hÖ thèng ®iÒu chØnh tèc ®é víi hai vßng ph¶n håi..............................83
KÕt luËn................................................................................................89
Tµi liÖu tham kh¶o........................................................................89
SVTH: NguyÔn V¨n H¶i Líp: TB§-§T 03
3
Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế bộ nguồn chỉnh lưu – Động cơ điện một chiều
Lêi më ®Çu
HiÖn nay, nÒn c«ng nghiÖp cµng ph¸t triÓn m¹nh mÏ bao nhiªu th× øng
dông cña viÖc ®iÒu khiÓn mét chiÒu còng nh m¸y ®iÖn mét chiÒu ®Æc biÖt lµ
®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu cµng ®îc sö dông réng r·i bÊy nhiªu. Vµ ®Ó ®¸p
øng nh÷ng yªu cÇu kh¾t khe nhÊt trong s¶n xuÊt th× chÊt lîng ®iÒu khiÓn
mét chiÒu lµ hÕt søc quan träng.
Nh÷ng n¨m gÇn ®©y kÜ thuËt sè ph¸t triÓn rÊt nhanh nhng kÜ thuËt ®iÖn
tö vµ b¸n dÉn c«ng suÊt lín ®· hoµn chØnh h¬n, c¶ vÒ lý thuyÕt vµ øng dông
do cã nh÷ng u ®iÓm u viÖt nh: cã kh¶ n¨ng ®iÒu khiÓn réng, cã chØ tiªu
kinh tÕ cao, kÝch thíc vµ träng lîng thÊp, ®é tin cËy vµ chÝnh x¸c cao…øng
dông cña chóng vµo viÖc biÕn ®æi n¨ng lîng lµ ®iÒu khiÓn ®iÖn ¸p vµ dßng
®iÖn xoay chiÒu thµnh mét chiÒu vµ ngîc l¹i ngµy cµng s©u réng.
V× vËy, môc ®Ých cña ®Ò tµi lµ x©y dùng hÖ thèng chØnh lu kh«ng ®iÒu
khiÓn ®¶o chiÒu vµ æn ®Þnh tèc ®é ®éng c¬ mét chiÒu mét c¸ch chÝnh x¸c,
dÔ sö dông vµ vËn hµnh vµ cã ®é æn ®Þnh cao.
Díi sù híng dÉn tËn t×nh cña thÇy Hµ Xu©n Hoµ, em ®· cã thÓ tæng hîp ®-
îc tÊt c¶ c¸c kiÕn thøc ®· cã trong qu¸ tr×nh häc ®ång thêi tÝch luü ®îc
thªm rÊt nhiÒu kiÕn thøc kh¸c khi thùc hiÖn ®Ò tµi, ®iÒu ®ã sÏ rÊt h÷u Ých
cho b¶n th©n em sau nµy. Em xin ch©n thµnh göi lêi c¶m ¬n s©u s¾c ®Õn
ThÇy, ngêi ®· nhiÖt t×nh chØ b¶o gióp ®ì vµ ®Þnh híng cho em trong suèt
thêi gian qua.
Xin c¶m ¬n cha mÑ vµ gia ®×nh ®· ñng hé hÕt lßng cho con c¶ vÒ vËt
chÊt lÉn tinh thÇn. C¶m ¬n b¹n bÌ ®· ë bªn ®éng viªn cæ vò cho t«i.
Víi kiÕn thøc cßn nhiÒu h¹n chÕ, em c¶m thÊy ®å ¸n cßn cÇn thªm
nhiÒu ®iÒu bæ xung ®Ó nã cã thÓ øng dông ®îc trong m«i trêng s¶n xuÊt.
Em rÊt mong ®îc sù gãp ý ch©n thµnh vµ tÝch cùc tõ c¸c thÇy vµ c¸c b¹n.
Xin ch©n thµnh c¶m ¬n!
Th¸ng 11 n¨m 2008
Lª Minh Tó
Ch−¬ng 1 C¸c ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn ®éng c¬ mét chiÒu
1.1 Kh¸i niÖm chung.
§iÒu khiÓn tèc ®é l mét yªu cÇu cÇn thiÕt tÊt yÕu cña c¸c m¸y s¶n μ
xuÊt. Ta biÕt r»ng hÇu hÕt c¸c m¸y s¶n xuÊt ®ßi hái cã nhiÒu tèc ®é, tïy
theo tõng c«ng viÖc, ®iÒu kiÖn l m viÖc m ta lùa chän c¸c tèc ®é kh¸c μ μ
nhau ®Ó tèi u ho¸ qu¸ tr×nh s¶n xuÊt. Muèn cã ® îc c¸c tèc ®é kh¸c − −
nhau trªn m¸y ta cã thÓ thay ®æi cÊu tróc c¬ häc cña m¸y nh tØ sè truyÒn −
SVTH: NguyÔn V¨n H¶i Líp: TB§-§T 03
4
Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế bộ nguồn chỉnh lưu – Động cơ điện một chiều
hoÆc thay ®æi tèc ®é cña chÝnh ®éng c¬ truyÒn ®éng. ë ®©y chóng ta chØ
kh¶o s¸t theo ph ¬ng ph¸p thay ®æi tèc ®é ®éng c¬ truyÒn ®éng. −
Tèc ®é l m viÖc cña ®éng c¬ do ng êi ®iÒu khiÓn quy ®Þnh ® îc μ − −
gäi l tèc ®é ®Æt. Trong qu¸ tr×nh l m viÖc, tèc ®é ®éng c¬ cã thÓ bÞ thay μ μ
®æi v× tèc ®é cña ®éng c¬ phô thuéc rÊt nhiÒu v o c¸c th«ng sè nguån, μ
m¹ch v t¶i nªn khi c¸c th«ng sè thay ®æi th× tèc ®é cña ®éng c¬ sÏ bÞ thay μ
®æi theo. T×nh tr¹ng ®ã g©y ra sai sè vÒ tèc ®é v cã thÓ kh«ng cho phÐp. μ
§Ó kh¾c phôc ng êi ta dïng nh÷ng ph ¬ng ph¸p æn ®Þnh tèc ®é. − −
§é æn ®Þnh tèc ®é cßn ¶nh h ëng quan träng ®Õn gi¶i ®iÒu chØnh −
(ph¹m vi ®iÒu chØnh tèc ®é) v kh¶ n¨ng qu¸ t¶i cña ®éng c¬. §é æn ®Þnh μ
c ng cao th× d¶i ®iÒu chØnh c ng cã kh¶ n¨ng më réng v m«men qu¸ t¶i μ μ μ
c ng lín. μ
Cã rÊt nhiÒu ph ¬ng ph¸p ®Ó ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ nh : − −
- §iÒu chØnh tham sè.
- §iÒu chØnh ®iÖn ¸p nguån.
- §iÒu chØnh cÊu tróc s¬ ®å. ë ®©y chØ ®Ò cËp ®Õn ®iÒu khiÓn ®éng c¬ mét chiÒu.
1.2 §éng c¬ ®iÖn mét chiÒu.
1.2.1 TÇm quan träng cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu.
Trong nÒn s¶n xuÊt hiÖn ®¹i, ®éng c¬ mét chiÒu vÉn ®îc coi l mét μ
lo¹i m¸y quan träng mÆc dï ng y nay cã rÊt nhiÒu lo¹i m¸y mãc hiÖn ®¹i μ
sö dông nguån ®iÖn xoay chiÒu th«ng dông.
Do ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu cã nhiÒu u ®iÓm nh kh¶ n¨ng ®iÒu chØnh
tèc ®é rÊt tèt, kh¶ n¨ng më m¸y lín v ®Æc biÖt l kh¶ n¨ng qu¸ t¶i. ChÝnh μ μ
v× vËy m ®éng c¬ mét chiÒu ® μ îc dïng nhiÒu trong c¸c ngh nh c«ng μ
nghiÖp cã yªu cÇu cao vÒ ®iÒu chØnh tèc ®é nh c¸n thÐp, hÇm má, giao
th«ng vËn t¶i... m ®iÒu quan träng l c¸c ngh nh c«ng nghiÖp hay ®ßi hái μ μ μ
dïng nguån ®iÖn.
Bªn c¹nh ®ã, ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu còng cã nh÷ng nhîc ®iÓm nhÊt
®Þnh cña nã nh so víi m¸y ®iÖn xoay chiÒu th× gi¸ th nh ®¾t h¬n chÕ t¹o μ
v b¶o qu¶n cæ gãp ®iÖn phøc t¹p h¬n (dÔ ph¸t sinh tia löa ®iÖn)... nh μ ng do
nh÷ng u ®iÓm cña nã nªn ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu vÉn cßn cã mét tÇm quan
träng nhÊt ®Þnh trong s¶n suÊt.
C«ng suÊt lín nhÊt cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu hiÖn nay v o kho¶ng μ
10000 KW, ®iÖn ¸p v o kho¶ng v i tr¨m cho ®Õn 1000 V. H μ μ íng ph¸t triÓn
hiÖn nay l c¶i tiÕn tÝnh n¨ng cña vËt liÖu, n©ng cao chØ tiªu kinh tÕ cña μ
®éng c¬ v chÕ t¹o nh÷ng ®éng c¬ cã c«ng suÊt lín h¬n... μ
1.2.2 CÊu t¹o cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu.
H×nh 1.1 :CÊu t¹o ®éng c¬ mét chiÒu.
SVTH: NguyÔn V¨n H¶i Líp: TB§-§T 03
5
Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế bộ nguồn chỉnh lưu – Động cơ điện một chiều
§éng c¬ ®iÖn mét chiÒu cã thÓ ph©n th nh hai phÇn chÝnh: phÇn tÜnh μ
v phÇn ®éng. μ
1.2.2.1 PhÇn tÜnh hay stato.
§©y l phÇn ®øng yªn cña m¸y, bao gåm c¸c bé phËn chÝnh sau: μ
a) Cùc tõ chÝnh:
L bé phËn sinh ra tõ trêng gåm cã lâi s¾t cùc tõ v d©y quÊn kÝch μ μ
tõ lång ngo i lâi s¾t cùc tõ. Lâi s¾t cùc tõ l m b»ng nh÷ng l¸ thÐp kü thuËt μ μ
®iÖn hay thÐp cacbon d y 0,5 ®Õn 1 mm Ðp l¹i v t¸n chÆt. Trong ®éng c¬ μ μ
®iÖn nhá cã thÓ dïng thÐp khèi. Cùc tõ ®îc g¾n chÆt v o vá m¸y nhê c¸c μ
bul«ng. D©y quÊn kÝch tõ ®îc quÊn b»ng d©y ®ång bäc c¸ch ®iÖn v mçi μ
cuén d©y ®Òu ®îc bäc c¸ch ®iÖn kü th nh mét khèi tÈm s¬n c¸ch ®iÖn tr μ íc
khi ®Æt trªn c¸c cùc tõ. C¸c cuén d©y kÝch tõ ®îc ®Æt trªn c¸c cùc tõ n y ® μ -
îc nèi tiÕp víi nhau.
H×nh 1.2 : Cùc tõ chÝnh.
b) Cùc tõ phô: Cùc tõ phô ®îc ®Æt trªn c¸c cùc tõ chÝnh v dïng ®Ó c¶i μ
thiÖn ®æi chiÒu. Lâi thÐp cña cùc tõ phô thêng l m b»ng thÐp khèi μ
v trªn th©n cùc tõ phô cã ®Æt d©y quÊn m cÊu r¹o gièng nh μ μ d©y
quÊn cùc tõ chÝnh. Cùc tõ phô ®îc g¾n v o vá m¸y nhê nh÷ng μ
bul«ng.
c) G«ng tõ: G«ng tõ dïng l m m¹ch tõ nèi liÒn c¸c cùc tõ, ®ång thêi μ
l m vá m¸y. Trong ®éng c¬ ®iÖn nhá v võa th μ μ êng dïng thÐp d yμ
uèn v h n l¹i. Trong m¸y ®iÖn lín th μ μ êng dïng thÐp ®óc. Cã khi
trong ®éng c¬ ®iÖn nhá dïng gang l m vá m¸y. μ
d) C¸c bé phËn kh¸c:
Bao gåm:
- N¾p m¸y: §Ó b¶o vÖ m¸y khái nh÷ng vËt ngo i r¬i v o l m háng μ μ μ
d©y quÊn v an to n cho ng μ μ êi khái ch¹m v o ®iÖn. Trong m¸y ®iÖn nhá μ
v võa n¾p m¸y cßn cã t¸c dông l m gi¸ ®ì æ bi. Trong tr μ μ êng hîp n y n¾p μ
m¸y thêng l m b»ng gang. μ
- C¬ cÊu chæi than: §Ó ®a dßng ®iÖn tõ phÇn quay ra ngo i. C¬ cÊu μ
chæi than bao gåm cã chæi than ®Æt trong hép chæi than nhê mét lß xo t×
ch¹y lªn cæ gãp. Hép chæi than ®îc cè ®Þnh trªn gi¸ chæi than v c¸ch ®iÖn μ
víi gi¸. Gi¸ chæi than cã thÓ quay ®îc ®Ó ®iÒu chØnh vÞ trÝ chæi than cho
®óng chç. Sau khi ®iÒu chØnh xong th× dïng vÝt cè ®Þnh l¹i.
1.2.2.2 PhÇn quay hay r«to.
Bao gåm nh÷ng bé phËn chÝnh sau:
a) Lâi s¾t phÇn øng :
SVTH: NguyÔn V¨n H¶i Líp: TB§-§T 03
6
Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế bộ nguồn chỉnh lưu – Động cơ điện một chiều
Dïng ®Ó dÉn tõ. Thêng dïng nh÷ng tÊm thÐp kü thuËt ®iÖn d y 0,5 μ
mm phñ c¸ch ®iÖn máng ë hai mÆt råi Ðp chÆt l¹i ®Ó gi¶m tæn hao do dßng
®iÖn xo¸y g©y nªn. Trªn l¸ thÐp cã dËp h×nh d¹ng r·nh ®Ó sau khi Ðp l¹i th×
®Æt d©y quÊn v o. Trong nh÷ng ®éng c¬ trung b×nh trë lªn ng μ êi ta cßn dËp
nh÷ng lç th«ng giã ®Ó khi Ðp l¹ th nh lâi s¾t cã thÓ t¹o ® μ îc nh÷ng lç th«ng
giã däc trôc. Trong nh÷ng ®éng c¬ ®iÖn lín h¬n th× lâi s¾t thêng chia th nh μ
nh÷ng ®o¹n nhá, gi÷a nh÷ng ®o¹n Êy cã ®Ó mét khe hë gäi l khe hë th«ng μ
giã. Khi m¸y l m viÖc giã thæi qua c¸c khe hë l m nguéi d©y quÊn v lâi μ μ μ
s¾t. Trong ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu nhá, lâi s¾t phÇn øng ®îc Ðp trùc tiÕp
v o trôc. Trong ®éng c¬ ®iÖn lín, gi÷a trôc v lâi s¾t cã ®Æt gi¸ r«to.Dïng μ μ
gi¸ r«to cã thÓ tiÕt kiÖm thÐp kü thuËt ®iÖn v gi¶m nhÑ träng l μ îng r«to.
b) D©y quÊn phÇn øng:
D©y quÊn phÇn øng l phÇn ph¸t sinh ra suÊt ®iÖn ®éng v cã dßng μ μ
®iÖn ch¹y qua. D©y quÊn phÇn øng thêng l m b»ng d©y ®ång cã bäc c¸ch μ
®iÖn.Trong m¸y ®iÖn nhá cã c«ng suÊt díi v i kW th μ êng dïng d©y cã tiÕt
diÖn trßn.Trong m¸y ®iÖn võa v lín th μ êng dïng d©y tiÕt diÖn ch÷ nhËt.
D©y quÊn ®îc c¸ch ®iÖn cÈn thËn víi r·nh cña lâi thÐp. §Ó tr¸nh khi quay
bÞ v¨ng ra do lùc li t©m, ë miÖng r·nh cã dïng nªm ®Ó ®Ì chÆt hoÆc ®ai
chÆt d©y quÊn. Nªm cã l m b»ng tre,gç hay bakelit. μ
c) Cæ gãp:
Dïng ®Ó ®æi chiÒu dßng ®iÖn xoay chiÒu th nh mét chiÒu. Cæ gãp μ
gåm nhiÒu phiÕn ®ång cã ®îc m¹ c¸ch ®iÖn víi nhau b»ng líp mica d y tõ μ
0,4 ®Õn 1,2mm v hîp th nh mét h×nh trôc trßn. Hai ®Çu trôc trßn dïng μ μ
hai h×nh èp h×nh ch÷ V Ðp chÆt l¹i. Gi÷a v nh èp v trô trßn còng c¸ch μ μ
®iÖn b»ng mica. §u«i v nh gãp cã cao lªn mét Ýt ®Ó h n c¸c ®Çu d©y cña μ μ
c¸c phÇn tö d©y quÊn v c¸c phiÕn gãp ® μ îc dÔ d ng. μ
H×nh 1.3 : L¸ thÐp roto. H×nh1.4 : PhiÕn ®æi chiÒu vµ cæ gãp.
d) C¸c bé phËn kh¸c:
- C¸nh qu¹t: Dïng ®Ó qu¹t giã l m nguéi m¸y. M¸y ®iÖn mét chiÒu th μ -
êng chÕ t¹o theo kiÓu b¶o vÖ, ë hai ®Çu n¾p m¸y cã lç th«ng giã. C¸nh qu¹t
l¾p trªn trôc m¸y, khi ®éng c¬ quay c¸nh qu¹t hót giã tõ ngo i v o ®éng μ μ
c¬. Giã ®i qua v nh gãp, cùc tõ lâi s¾t v d©y quÊn råi qua qu¹t giã ra μ μ
ngo i l m nguéi m¸y. μ μ
- Trôc m¸y: Trªn ®ã ®Æt lâi s¾t phÇn øng, cæ gãp, c¸nh qu¹t v æ bi. μ
Trôc m¸y thêng l m b»ng thÐp cacbon tèt. μ
1.2.3 Nguyªn lý l m viÖc ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu. μ
Khi cho ®iÖn ¸p mét chiÒu U vµo hai chæi ®iÖn A vµ B th× khi ®ã
trong d©y quÊn phÇn øng cã dßng ®iÖn. C¸c thanh dÉn ab vµ cd mang dßng
®iÖn n»m trong tõ trêng sÏ chÞu lùc t¸c dông t¬ng hç lªn nhau t¹o ra
m«men quay t¸c dông lªn roto lµm roto quay chiÒu cña lùc t¸c dông x¸c
®Þnh theo quy t¾c bµn tay tr¸i (h×nh1.5a).
SVTH: NguyÔn V¨n H¶i Líp: TB§-§T 03
7
Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế bộ nguồn chỉnh lưu – Động cơ điện một chiều
Khi roto quay ®îc nöa vßng vÞ trÝ thanh dÉn ab, cd ®æi chç cho nhau nhê cã
phiÕn gãp ®æi chiÒu dßng ®iÖn biÕn ®æi dßng ®iÖn ®æi chiÒu ®a vµo phÇn
øng gi÷ cho chiÒu cña lùc t¸c dông kh«ng ®æi do ®ã lùc t¸c dông lªn roto
vÉn theo mét chiÒu kh«ng ®æi, ®¶m b¶o chiÒu quay cña ®éng c¬ kh«ng ®æi
(h×nh1.5b).
H×nh1.5 : Nguyªn lý lµm viÖc cña ®éng c¬ mét chiÒu.
1.3 C¸c ph¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu.
1.3.1 S¬ ®å nèi d©y vµ ®Æc tÝnh c¬ ®éng c¬ mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp.
1.3.1.1 S¬ ®å nèi d©y ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp.
H×nh 1.6 :S¬ ®å nèi d©y ®éng c¬ mét
chiÒu kÝch tõ ®éc lËp.
1.3.1.2 Ph¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc
lËp.
Ph¬ng tr×nh c©n b»ng ®iÖn ¸p phÇn øng vµ m¹ch kÝch tõ:
U= e + Rut.iu+Lut.
dt
diu
———> Uu= Eu + Rut.(1+Tu.p).Iu (1-1)
Ukt= Rkt.ikt+Lkt.
dt
dikt ———> Ukt= Rkt.(1+Tkt.p).Ikt (1-2)
Trong ®ã : Rut= Ru + Rfu ; Lut= Lu+Lfu ; Tu=
Ru
Lu ; Tkt=
kt
kt
R
L
(1-3)
U - ®iÖn ¸p phÇn øng (v).
E - søc ®iÖn ®éng phÇn øng (v).
R - ®iÖn trë cña m¹ch phÇn øng (Ω).
Rfu- ®iÖn trë phô trong m¹ch phÇn øng (Ω).
I– dßng ®iÖn m¹ch phÇn øng (A).
Víi : R= ru+rcf+rb+rct
Trong ®ã :
ru - ®iÖn trë cuén d©y phÇn øng.
rcf - ®iÖn trë cuén cùc tõ phô.
SVTH: NguyÔn V¨n H¶i Líp: TB§-§T 03
8
• -
•
+ •
+ • • -
CKT
RKT
I
ö
U
Ñ
UKT
Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế bộ nguồn chỉnh lưu – Động cơ điện một chiều
rb - ®iÖn trë cuén bï.
rct - ®iÖn trë tiÕp xóc cña chæi ®iÖn.
Søc ®iÖn ®éng Eu cña ®éng c¬ ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:
Eu=
a
P N
2π
.
Φω =KΦω (1-4)
Trong ®ã:
p sè ®«i cùc tõ chÝnh. –
N- sè thanh dÉn t¸c dông cña cuén d©y phÇn øng.
a - sè ®«i cù m¹ch nh¸nh song song cña cuén d©y phÇn øng.
Φ − tõ th«ng kÝch tõ díi mét cùc tõ (wb)
ω - tèc ®é gãc(rad/s)
K=
a
P N
2π
.
- hÖ sè cÊu t¹o cña ®éng c¬.
NÕu biÓu diÔn søc ®iÖn ®éng theo tèc ®é quay n (vßng/phót) th×:
Eu=KΦn (1-5)
Vµ
60 9,55
2 .n n
= =
π
ω
V× vËy Eu= n
a
P N
Φ
60
.
Trong ®ã hÖ sè søc ®iÖn ®éng cña ®éng c¬ lµ : Ke=
a
P N
60
.
Ke= K
K
0,105
9,55
≈
Tõ (1-1) vµ (1-2) ta cã:
u
u u f
I
K
R R
K
U
Φ
+
−
Φ
ω =
(1-6)
BiÓu thøc trªn lµ ph¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ ®iÖn cña ®éng c¬. MÆt kh¸c
momen ®iÖn tõ Mdt cña ®éng c¬ ®îc x¸c ®Þnh bëi:
Mdt= u KΦ.I (1-7)
Suy ra
Φ
=
K
M
I
dt
u
Thay gi¸ trÞ Iu vµ (1-6) ta ®îc :
dt
u u f M
K
R R
K
U
2
( Φ)
+
−
Φ
ω =
(1-8)
H×nh 1.7 : §êng ®Æc tÝnh c¬ vµ ®Æc tÝnh c¬ ®iÖn ®éng c¬ 1 chiÒu kÝch tõ ®éc lËp.
SVTH: NguyÔn V¨n H¶i Líp: TB§-§T 03
9