Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động
chơng 6
chọn công suất động cơ điện
Đ6.1. Khái niệm chung
Muốn hệ thống truyền động điện tự động (HT TĐĐTĐ) làm
việc đúng các chỉ tiêu kỹ thuật, kinh tế và an toàn, cần chọn đúng
động cơ điện.
Nếu chọn động cơ không phù hợp, công suất động cơ quá
lớn, sẽ làm tăng giá thành, giảm hiệu suất truyền động và giảm hệ
số công suất cos.
Ngợc lại, nếu chọn động cơ có công suất quá nhỏ so với
yêu cầu thì có thể động cơ không làm việc đợc hoặc bị quá tải
dẫn đến phát nóng quá nhiệt độ cho phép gây cháy hoặc giảm tuổi
thọ động cơ.
Khi chọn động cơ phải căn cứ vào trị số và chế độ làm việc
của phụ tải; phải xét đến sự phát nóng của động cơ lúc bình
thờng cũng nh lúc quá tải.
Khi máy điện làm việc sẽ phát sinh các tổn thất công suất
P và tổn thất năng lợng:
(6-1)

=
1
dt.PW
Tổn thất này sẽ đốt nóng máy điện. Nếu máy điện không có
sự trao đổi nhiệt với môi trờng thì nhiệt độ trong máy điện sẽ
tăng đến vô cùng và làm cháy máy điện. Thực tế thì trong quá
trình làm việc, máy điện có trao đổi nhiệt với môi trờng nên
nhiệt độ trong nó chỉ tăng đến mội giá trị ổn định nào đó.
Đối với vật thể đồng nhất ta có:
P.dt = C.d + A..dt (6-2)

dt là khoảng thời gian nhỏ (s).
Giải phơng trình (6-2) ta đợc:
+ Quá trình đốt nóng khi máy điện làm việc (nhiệt sai tăng):
=
ôđ
+ (
bđ
-
ôđ
).e
-t/

(6-3)
+ Các đờng cong phát nóng và nguội lạnh của máy điện:




ôđ

bđ

= 0 (tức ban đầu t
o
mđ
= t
o
mt
) thì:
=
ôđ
.(1 - e
-t/

) (6-4)
+ Quá trình nguội lạnh khi máy điện ngừng làm việc (nhiệt
sai giảm):
=
bđ
.e
-t/

o
(6-5)
Trong đó:
o
là hằng số thời gian nguội lạnh.
,
k.tải
t
n
) .
Trang 180

P P P

P
c
P
c
P
c
P
c
P
c

ôđ

bđ

ôđ

3 t
o
3
o
t

a) b)
Hình 6 - 2: a) Đờng cong phát nóng khi

bđ
= 0,
b) Đờng cong nguội lạnh
6.2.1. Các chỉ tiêu
6.2.1a. Chỉ tiêu kỹ thuật
Động cơ đợc chọn phải thích ứng với môi trờng làm việc:
Tuỳ theo môi trờng: khô - ớt, sạch - bẩn, nóng - lạnh, hoá
chất ăn mòn, dễ nổ, ..., mà chọn các động cơ kiểu: hở - kín, chống
nớc, chống hoá chất, chống nổ, nhiệt đới hoá, ...
Động cơ đợc chọn phải thoả mãn điều kiện phát nóng khi
làm việc bình thờng cũng nh khi quá tải (đây là điều kiện cơ
bản):

đc

yc
(), M
yc
(), và đồ thị phụ tải P
c
(t),
M
c
(t),
c
(t).
- Phạm vi điều chỉnh tốc độ D:
min
và
max
.
- Loại động cơ định chọn (xoay chiều, một chiều, đặc biệt).
- Phơng pháp điều chỉnh và dùng bộ biến đổi gì trong hệ
thống.
Điều kiện chọn:
M
đc
M
c
+ M
co
+ M
đg
(6-7)
Các bớc tiến hành chọn công suất động cơ:


a) M
co
M
co

t
n
b)

t
kđ
t
xl
t
h
t

M
đgc)
t M
c.đg

M

= J
d
dt

dn
dt



955
955
,
.
,
.
(6-10)
Trong đó: là góc
nghiêng n(t) ở hình 6-4b
trong quá trình quá độ.
J là mô men quán tính
của hệ thống đã quy đổi về
trục động cơ.
Vẽ biểu đồ M
đg
(t) nh hình 6-4c.
6.2.2c. Bớc 3
Vẽ biếu đồ phụ tải động M
c.đg
(t) nh hình 6-4d:
M

= 2 ữ 3
Động cơ ĐK
ls
:
M
= 1,8 ữ 3
Động cơ ĐK
rs, 2ls
:
M
= 1,8 ữ 2,7
6.2.2e. Bớc 5
Cuối cùng kiểm tra lại công suất động cơ theo điều kiện
phát nóng (cụ thể sẽ khảo sát ở phần sau).
- Nếu sau khi kiểm tra mà không thoả mãn các điều kiện
phát nóng và quá tải thì phải chọn lại động cơ; thờng tăng công
suất động cơ lên một cấp.
* Gần đúng: bỏ qua quá trình quá độ coi M
đg
0. Nh vậy
chỉ cần M
c
(t) tĩnh, đi tính M
tb
(t) rồi chọn sơ bộ động cơ, sau kiểm
tra lại theo điều kiện phát nóng theo biểu đồ phụ tải tĩnh.
Đ6.3. Chọn động cơ điện khi
không điều chỉnh tốc độ
6.3.1. Chọn động cơ điện làm việc dài hạn
6.3.1a. Chọn động cơ phục vụ phụ tải dài hạn không đổi

nghiệm quá tải về mô
men, nhng cần kiểm
nghiệm điều kiện khởi
động và phát nóng.

6.3.1b. Chọn động cơ phục vụ phụ tải dài hạn biến đổi M
c
M
c2
M
c2
M
c4 M
c1
M


=
n
1
i
n
1
ii.c
tb
t
t.M
M (6-15a)
Trang 185
Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động



=
n
1
i
n
1
ii.c
tb
t
t.P
P (6-15b)
Động cơ chọn phải có:
M

dh.đm
và M
dh.đm
. Khi nó làm
việc trong chế độ ngắn hạn
với thời gian t
lv
thì có thể tăng
phụ tải đến:
P
c.nh
= .P
dh.đm
; (6-17a)
M
c.nh
= .M
dh.đm
; (6-17b)
Khi đó phải tính toán thời gian làm việc sao cho phát nóng
của động cơ đạt giá trị cho phép (để tận dụng hết khả năng chịu
nhiệt của động cơ).
Với động cơ dài hạn (đờng 1):

ôđ1
= (P
dh.đm
/ A) =
cp
(6-18)

) = (P
c.nh
/ A).(1 - e
- tlv/

) =
cp
; (6-20)
Hệ số quá tải về nhiệt khi chọn P
dh.đm
< P
c.nh
là:
q
n
= P
c.nh
/ P
dh.đm
=
ôđ2
/
ôđ2
= 1 / (1 - e
- tlv/

) (6-21)
Mặt khác ta có:
P
dh.đm

c.nh
- P
dh.đm
)] (6-23)
Hệ số quá dòng khi chọn P
dh.đm
< P
c.nh
là:
q
d
= I
c.nh
/ I
dh.đm
= P
c.nh
/ P
dh.đm
(9 - 24)
Mặt khác:
q
n
= P
c.nh
/ P
dh.đm
= (K + V
c.nh
) / (K + V

e1
e.1
q (6-27)
Và cuối cùng ta chọn động cơ dài hạn phục vụ cho phụ tải
ngắn hạn:
P
dh.đm.chọn
P
c.nh
/ q
d
(6-28)
Trang 187