Giáo trình công nghệ kỹ thuật điện-
điện tử ……… , tháng … năm …….
Khoa CNKT Đi n – Đi n t
Ch ng 1ươ
2
, I
2
, f ho c ng c l i bi n đ i U
2
, I
2
, f thành U
1
, I
1
, f.
L ng, Kiên, Liêm, Huỳnh ươ 1
Khoa CNKT Đi n – Đi n t
- Máy đi n đ ng (quay ho c chuy n đ ng th ng): làm vi c d a vào hi n
t ng c m ng đi n t , l c đi n t do t tr ng và dòng đi n c a các cu n dây
có chuy n đ ng t ng đ i v i nhau gây ra. Lo i máy đi n này th ng dùng đ
bi n đ i đi n năng thành c năng (đ ng c đi n) ho c bi n đ i đi n năng thành
c năng (máy phát đi n). Quá trình bi n đ i có tính ch t thu n ngh ch nghĩa là
máy đi n có th làm vi c ch đ máy phát ho c đ ng c .
S đ phân lo i máy đi n thông d ngơ ồ ạ ệ ụ
L ng, Kiên, Liêm, Huỳnh ươ 2
Máy đi n tĩnh Máy đi n đ ng
Máy đi n xoay ệ
chi uề
Máy đi n m t ệ ộ
chi uề
Máy
phát
không
1.2. Đ NG C ĐI N M T CHI UỘ Ơ Ệ Ộ Ề
1.2.1. C u t o c a đ ng c đi n m t chi uấ ạ ủ ộ ơ ệ ộ ề
Đ ng c đi n m t chi u có th phân thành hai ph n chính: ph n tĩnh và
ph n đ ng.
Hình 1-1. C u t o đ ng c đi n m t chi uấ ạ ộ ơ ệ ộ ề
Ph n tĩnh hay statoầ
Là ph n đ ng yên c a máy (hình 1 – 1), bao g m các b ph n chính sau:
a) C c t chínhự ừ
Là b ph n sinh ra t tr ng g m có lõi s t c c t và dây qu n kích t
l ng ngoài lõi s t c c t . Lõi s t c c t làm b ng nh ng lá thép k thu t đi n
hay thép cacbon dày 0,5 đ n 1mm ép l i và tán ch t. Trong đ ng c đi n nh có !
th dùng thép kh i. C c t đ c g n ch t vào v máy nh các bulông. Dây qu n !
kích t đ c qu n b ng dây đ ng, và m i cu n dây đ u đ c b c cách đi n k " #
thành m t kh i t m s n cách đi n tr c khi đ t trên các c c t . Các cu n dây $
kích t đ c đ t trên các c c t này đ c n i ti p v i nhau nh trên (hình 1 - 2).
L ng, Kiên, Liêm, Huỳnh ươ 3
Dây qu n ph n ng
Gông t
Lõi s t
C c t ph
Dây qu n c c t ph
Dây qu n c c t chính
C c t chính
stato
Khoa CNKT Đi n – Đi n t
Hình 1-2. C u t o c c t chínhấ ạ ự ừ
b) C c t phự ừ ụ
C c t ph đ c đ t trên các c c t chính và dùng đ c i thi n đ i chi u.
Lõi thép c a c c t ph th ng làm b ng thép kh i và trên thân c c t ph có
đo n nh , gi a nh ng đo n y có đ m t khe h g i là khe h thông gió. Khi ! #
máy làm vi c gió th i qua các khe h làm ngu i dây qu n và lõi s t.
Trong đ ng c đi n m t chi u nh , lõi s t ph n ng đ c ép tr c ti p !
vào tr c. Trong đ ng c đi n l n, gi a tr c và lõi s t có đ t giá rôto. Dùng giá
rôto có th ti t ki m thép k thu t đi n và gi m nh tr ng l ng rôto. ( #
b) Dây qu n ph n ngấ ầ ứ
phiÕn ®æi chiÒu
C¸ch ®iÖn
L ng, Kiên, Liêm, Huỳnh ươ 5
Khoa CNKT Đi n – Đi n t
Hình 1-3. S đ cách qu n dâyơ ồ ấ
Dây qu n ph n ng là ph n phát sinh ra su t đi n đ ng và có dòng đi n
ch y qua. Dây qu n ph n ng th ng làm b ng dây đ ng có b c cách đi n. #
Trong máy đi n nh có công su t d i vài kw th ng dùng dây có ti t di n tròn. !
Trong máy đi n v a và l n th ng dùng dây ti t di n ch nh t. Dây qu n đ c
cách đi n c n th n v i rãnh c a lõi thép. $
Đ tránh khi quay b văng ra do l c li tâm, mi ng rãnh có dùng nêm đ
đè ch t ho c đai ch t dây qu n. Nêm có làm b ng tre, g hay bakelit. "
c) C gópổ
Dùng đ đ i chi u dòng đi n xoay chi u thành m t chi u. C góp g m
nhi u phi n đ ng có đ c m cách đi n v i nhau b ng l p mica dày t 0,4 đ n
1,2 mm và h p thành m t hình tr c tròn. Hai đ u tr c tròn dùng hai hình p hình
ch V ép ch t l i. Gi a vành p và tr tròn cũng cách đi n b ng mica. Đuôi
vành góp có cao lên m t ít đ hàn các đ u dây c a các ph n t dây qu n và các
phi n góp đ c d dàng nh trên (hình 1 – 4). )
Hình 1- 4. C u t o c gópấ ạ ổ
1.2.2. Đ c tính c c a đ ng c đi n m t chi u kích t đ c l pặ ơ ủ ộ ơ ệ ộ ề ừ ộ ậ
L ng, Kiên, Liêm, Huỳnh ươ 6
C GÓP*
Mi ng đ m mica
E
: s c đi n đ ng ph n ng (V),
R
: đi n tr c a m ch ph n ng ( Ω),
R
f
: đi n tr ph trong m ch ph n ng ( Ω),
L ng, Kiên, Liêm, Huỳnh ươ 7
U
C
KT
R
KT
E
I
I
KT
+
-
E
I
-
+
C
KT
R
KT
r
: đi n tr cu n dây ph n ng,
r
cf
: đi n tr cu n c c t ph ,
r
b
: đi n tr cu n bù,
r
ct
: đi n tr ti p xúc c a ch i đi n.
S c đi n đ ng E
c a ph n ng đ ng c đ c xác đ nh theo bi u th c:
E
=
ωΦ=ωΦ
.K.
a 2
N.p
π
(1 - 2)
Trong đó: K =
a2
N.p
π
- h s c u t o c a đ ng c ,
p – s đôi c c t chính,
N.p
: H s s c đi n đ ng c a đ ng c ,
L ng, Kiên, Liêm, Huỳnh ươ 8
Khoa CNKT Đi n – Đi n t
K
e
=
K105,0
55,9
K
≈
T công th c (1 - 1) và (1 - 2) ta c ó:
ω =
.
f
I.
K
RR
K
U
Φ
+
−
Φ
( 1 – 4
)
Bi u th c (1 - 4) là ph ng trình đ c tính c đi n c a đ ng c . M t khác,
mômen đi n t M
đt
c a đ ng c đ c xác đ nh b i:
N u b qua các t n th t c và t n th t thép thì mômen c trên tr c đ ng !
c b ng mômen đi n t , ta ký hi u là M, nghĩa là M
đt
= M
c
= M.
ω =
( )
M
K
RR
K
U
2
f
Φ
+
−
Φ
( 1 – 7 )
Đây là ph ng trình đ c tính c c a đ ng c đi n m t chi u kích t đ c
l p.
L ng, Kiên, Liêm, Huỳnh ươ 9
Khoa CNKT Đi n – Đi n t
Gi thi t ph n ng đ c bù đ , t thông Φ = const, thì các ph ng trình
đ c tính c đi n (1 - 4 ) và ph ng trình đ c tính c (1 - 7) là tuy n tính. Đ th
c a chúng đ c bi u di n trên (hình 1 - 7). )
Theo các đ th trên, khi I
= 0 ho c M = 0 ta có :
M t khác, ph ng trình đ c tính (1 - 4) và (1 - 7) cũng có th đ c vi t
d ng:
L ng, Kiên, Liêm, Huỳnh ươ 10
ω
ω
o
ω
ω
o
I
đm
I
nm
I
M
đm
M
nm
M
Hình 1- 7. Đ c tính c đi n và đ c tính c c c a ặ ơ ệ ặ ơ ơ ủ
đ ng c đi n m t chi u kích t đ c l p.ộ ơ ệ ộ ề ừ ộ ậ
Khoa CNKT Đi n – Đi n t
ω =
ω∆−ω=
Φ
−
Φ
o
.
K
)K(
R
I.
K
R
2
.
Φ
=
Φ
∆ω đ c g i là đ s t t c đ ng v i giá tr c a M. #
1.2.3 các ph ng pháp đi u ch nh t c đ :ươ ề ỉ ố ộ
Có r t nhi u các đ đi u ch nh t c đ đ ng c đi n m t chi u nh : &
- S d ng h truy n đ ng F-D
- S d ng h truy n đ ng T-D
- S d ng b đi u ch nh t đ ng PID &
1.3. Đ NG C KHÔNG Đ NG BỘ Ơ Ồ Ộ
1.3.1. Đ c đi mặ ể
Đ ng c không đ ng b so v i các lo i đ ng c khác có c u t o nh g n ! #
và v n hành không ph c t p, giá thành r , chi phí v n hành th p, làm vi c tin /
c y, h n n a có th đ u tr c ti p vào l i đi n xoay chi u ba pha mà không
c n ph i qua m t thi t b bi n đ i nào. Vì v y nên đ c s d ng nhi u trong
s n xu t và sinh ho t.
L ng, Kiên, Liêm, Huỳnh ươ 11
Khoa CNKT Đi n – Đi n t
1.3.2. Phân lo iạ
- Đ ng c không đ ng b m t pha: ch có m t dây qu n làm vi c (đ i v i &
đ ng c có công su t nh h n 600w). !
- Đ ng c không đ ng b hai pha: có hai dây qu n làm vi c, tr c c a hai dây
qu n đ t l ch nhau trong không gian m t góc 90
l i b i bi n tr kh i đ ng ba pha.
1.3.4. Nguyên lý làm vi cệ
Khi cho dòng đi n ba pha t n s f vào ba pha dây qu n stato s t o ra t 0
tr ng quay p đuôi c c, quay v i v n t c n
1
=
P
f60
.
L ng, Kiên, Liêm, Huỳnh ươ 13
Khoa CNKT Đi n – Đi n t
T tr ng quay c t các thanh d n c a dây qu n roto c m ng các s c đi n '
đ ng. Vì dây qu n roto n i ng n m ch, nên s c đi n đ ng c m ng s sinh ra 0
dòng trong các thanh d n roto. L c tác d ng t ng h gi a t tr ng quay c a' "
máy v i thanh d n mang dòng đi n roto, kéo roto quay cùng chi u quay t '
tr ng v i t c đ n nh ng t c đ quay c a roto bao gi cũng nh h n t c đ !
quay c a t tr ng quay. Vì th đ ng c đ c g i là đ ng c không đ ng b . #
1.3.5. M máy đ ng c không đ ng b ba phaở ộ ơ ồ ộ
Đ ng c không đ ng b ba pha có mômen m máy. Đ m máy đ c
mômen m máy c a đ ng c ph i l n h n mômen c n c a t i lúc m máy,
đ ng th i mômen đ ng c ph i đ l n đ th i gian m m ytong pham vi cho
phép.
Khi m máy h s tr t S = 1, theo s đ thay th g n đúng, dòng đi n pha
lúc m máy:
- Kh i đ ng dùng cu n kháng m c n i ti p váo m ch statoở ộ ộ ắ ố ế ạ
L ng, Kiên, Liêm, Huỳnh ươ 14
Khoa CNKT Đi n – Đi n t
Khi kh i đ ng: CD2 c t, đóng CD1 đ n i dây qu n stato vào l i thông
qua Ck, đ ng c quay n đ nh, đóng CD2 đ ng n m ch đi n kháng, n i tr c
ti p dây qu n stato vào l i.
cách thay đ i đi n tr rôto đ thay đ i h s tr t s vi c đi u ch nh đ c th c &
hi n phía roto.
Các ph ng pháp đi u ch nh t c đ đ ng c : &
+ Đi u ch nh t c đ b ng thay đ i t n s . &
+ Đi u ch nh t c đ b ng cách thay đ i s đôi c c. &
+ Đi u ch nh t c đ b ng cách thay đ i đi n áp c p cho Stato. &
+ Đi u ch nh t c đ b ng cách thay đ i đi n tr m ch Roto c a đ ng c &
Roto dây qu n.
1.4.1. Đi u ch nh t c đ b ng cách thay đ i s đôi c cề ỉ ố ộ ằ ổ ố ự
S đôi c c c a t tr ng quay ph thu c vào c u t o dây qu n vì v y thay
đ i s đôi c c p b ng cách thay đ i s đ đ u dây c a Stato đ ng c .
Đ ng c không đ ng b có c u t o dây qu n đ thay đ i s đôi c c t
đ c g i là đ ng c không đ ng b nhi u c p t c đ . Ph ng pháp này ch s # &
d ng cho đ ng c lo i Roto l ng sóc.
L ng, Kiên, Liêm, Huỳnh ươ 17
Khoa CNKT Đi n – Đi n t
M c dù đi u ch nh t c đ nh y c p nh ng có u đi m là gi nguyên đ &
c ng c a đ c tính c , đ ng c nhi u c p t c đ đ c s d ng r ng rãi trong
các máy luy n kim, máy tàu thu 1
1.4.2. Đi u ch nh t c đ b ng cách thay đ i t n sề ỉ ố ộ ằ ổ ầ ố
Có hai ph ng pháp:
+ Thay đ i t n s f c a dòng đi n Stato b ng b bi n đ i t n s .
+ Tăng t n s đ ng th i tăng t c đ đ ng c .
Trong th c t th ng dùng h bi n đ i t n s là bi n t n. Vi c đi u ch nh &
t c đ quay b ng cách thay đ i t n s thích h p v i đi u ch nh nhóm đ ng c &
l ng sóc.
Đ c đi m:
+ Khi đi u ch nh t n s ph i đi u ch nh c đi n áp sao cho & &
f
U
.
Vi c đi u ch nh t c đ b ng thay đ i đi n áp đ c dùng ch y u v i các &
đ ng c công su t nh có h s tr t t i h n s !
th
l n.
1.4.4. Đi u ch nh t c đ b ng cách thay đ i đi n tr m ch roto c aề ỉ ố ộ ằ ổ ệ ở ạ ủ
đ ng c roto dây qu nộ ơ ấ
Thay đô đi n tr dây qu n roto, b ng cách m c bi n tr 3 pha vào m ch&
roto.
Bi n tr đi u ch nh t c đ ph i làm vi c lâu dài lên có kích th c l n so &
v i bi n tr m máy. H đ c tính c c a đ ng c không đ ng b roto dây qu n #
khi có bi n tr đi u ch nh t c đ . &
L ng, Kiên, Liêm, Huỳnh ươ 19
Khoa CNKT Đi n – Đi n t
1
6
4
5
2 3
Mm
n
M
Mc
M m M M m
0
Rm
Ta th y r ng khi tăng đi n tr t c đ quay c a đ ng c gi m.
N u mômen c n không đ i, dòng roto không đ i, khi tăng đi n tr đ gi m
t c đ s tăng t n hao công su t trong bi n tr , do v y ph ng pháp này không 0
kinh t . Tuy nhiên ph ng pháp đ n gi n, đi u ch nh tr n và kho ng đi u ch nh & &
+ M c 0 : t ng ng v i 0V ho c h m ch
+ M c 1 : T ng ng v i 24V
Vd: Các tín hi u t nút nh n, t các công t c hành trình… đ u là nh ng
tín hi u s
- Tín hi u t ng t : Là tín hi u liên t c, t 0-10V hay t 4-20mA….
Vd: Tín hi u đ c t Loadcell, t c m bi n l u l ng… #
- Tín hi u khác: Bao g m các tín hi u giao ti p v i máy tính, v i các thi t b
ngo i vi khác b ng các giao th c khác nhau nh giao th c RS232, RS485,
Modbus….
2.1.1. Các module c a PLC S7-300 ủ
Thông th ng đ tăng tính m m d o trong ng d ng th c t mà đó /
ph n l n các đ i t ng đi u khi n có s tín hi u đ u vào đ u ra cũng nh
ch ng lo i tín hi u vào ra khác nhau mà các b đi u khi n PLC đ c thi t k
không b c ng hoá v c u hình. Chúng đ c chia nh thành các Modul. S các !
Modul đ c s d ng nhi u hay ít tuỳ theo t ng bài toán, song t i thi u bao gi
cũng có Modul chính là Modul CPU. Các Modul còn l i là nh ng Modul nh n
truy n tín hi u v i đ i t ng đi u khi n, các Modul ch c năng chuyên d ng
L ng, Kiên, Liêm, Huỳnh ươ 22
Khoa CNKT Đi n – Đi n t
nh PID, đi u khi n đ ng c … Chúng đ c g i chung là Modul m r ng. T t #
c các Modul đ c g n trên nh ng thanh ray (Rack).
Hình 2.2. C u trúc PLC S7-300
a/ Modul CPU: Modul CPU là lo i Modul ch a vi x lí, h đi u hành, b nh ,
các b th i gian, b đ m, c ng truy n thông (RS485) Và có th còn có m t vài
c ng vào ra s . Các c ng vào ra s trên CPU đ c g i là c ng vào ra Onboard. #
Trong h PLC S7_300 có nhi u lo i CPU khác nhau : CPU 312, CPU 314,#
CPU 315 Nh ng Modul cùng s d ng m t lo i b vi x lí. Nh ng khác nhau
v c ng vào ra onboard cũng nh các kh i hàm đ c bi t tích h p s n trong th 2
vi n c a h đi u hành ph c v vi c s d ng các c ng vào ra onboard này s 0
đ c phân bi t v i nhau tong tên g i b ng tên c m ch cái IFM (vi t t t c a #