Chơng11 Động cơ điện một chiều
11.1 Đại cơng
Động cơ điện 1 chiều đợc sử dụng nhiều trong giao thông v những nơi cần điều chỉnh
tốc độ liên tục trong dãi rộng.
Phân loại động cơ 1 chiều cũng nh máy phát: kích thích độc lập, song song, nối tiếp v
hổn hợp
11.2 Mở máy động cơ điện 1 chiều.
Yêu cầu:
- Mômen mở máy cng lớn cng tốt để dể dng thích ứng với tải
- Dòng điện mở máy cng bé cng tốt
Các phơng pháp mở máy.
1. Mở máy trực tiếp
Theo phơng pháp ny khi cần mở máy ta chỉ việc
đóng thẳng động cơ vo lới.
Đặc điểm của phơng pháp: Tại t = 0, khi đó n = 0
nên E = C
e

n = 0, dòng điện mở máy lúc đó l:

uu
mm
R
U
R
EU
I =

=
vì R


.
Điện trở R
f
đợc chọn sao cho I
mm
= (1,4-1,7)I
đm

đối với động cơ lớn v I
mm
= (2,0-2,5)I
đm
với động cơ
bé.
Theo sơ đồ hình 7.1 quá trình mở máy đợc tiến
hnh nh sau:
Khi t < 0, con trợt của R
đc
để ở vị trí b để

t
có
giá trị cực đại, chuyển mạch CM đặt ở vị trí số 1, ton bộ điện trở phụ đợc nối nối tiếp với
dq phần ứng
Hình 7.2 Quá trình mở máy
nhờ biến trở mắc vo mạch phần
Khi t = 0, động cơ đợc đóng vo lới điện, có dòng điện I

v


vo hằng số thời gian R

-L

của dây quấn phần ứng.
Tại thời điểm t = t
1
khi I

= (1,1 - 1,3)I
đm
quay chuyển mạch sang vị trí 2, cắt bớt một
phần R
f
ra khỏi mạch phần ứng, dòng điện I

lại tăng lên, M tăng lên v n lại tiếp tục tăng.
I

v M tăng gần nh tức thời vì R

rất bé. Quá trình cứ tiếp tục nh vậy cho đến khi ton
bộ R
f
đợc cắt ra khỏi mạch phần ứng v tốc độ động cơ đạt đến giá trị định mức, hình 7.2.
3. Mở máy bằng cách giảm điện áp.
Phơng pháp mở máy ny gần giống nh mở máy nhờ biến trở nhng cần phải có một
bộ nguồn có thể điều chỉnh đợc điện áp.
11.3 Đặc tính cơ của động cơ điện một chiều.
Đặc tính cơ của động cơ điện một chiều l quan hệ n = f(M), đây l đặc tính quan trọng

7.2
Xét sự lm việc ổn định của động cơ theo sự phối hợp đặc tính cơ của động cơ v đặc
tính cơ của tải, hình 7.3a,b
Trờng hợp hình 7.3a, vì một lý do no đấy tốc độ của động cơ tăng lên n = n
lv
+

n thì
M
C
> M v động cơ sẽ bị hãm lại để trở về n
lv
ban đầu ứng với điểm P. Cũng vậy nếu tốc độ
của động cơ giảm xuống thì M
C
< M v động cơ sẽ đợc gia tốc để trở về điểm P.
Sự phối hợp đặc tính cơ của động cơ v của tải nh hình 7.3b thì ngợc lại. Nếu tốc độ
của động cơ tăng lên thì M
C
< M v động cơ tiếp tục đợc gia tốc v tăng mãi. Nếu tốc độ
của động cơ giảm thì nó tiếp tục giảm về n = 0.
Hình 7.3 (a) chế độ lm việc ổn định, (b) chế độ lm việc không
Vậy điều kiện để hệ lm việc:
ổn định l
dn
dM
dn
dM
C


.MR
nn
u
0
=
7.6
Đặc tính n = f(M) l đờng thẳng, hình 7.4. Vì R

rất
bé nên từ không tải đến định mức,

n = (2-8)% , hai loại
động cơ trên có đặc tính cơ rất cứng, phù hợp cho các máy
cắt gọt kim loại.
a) Điều chỉnh n bằng cách thay đổi

.
Từ phơng trình đặc
tính cơ
2
eM
u
e
CC
MR
C
U
n



Nh vậy theo phơng
pháp ny ta có thể điều
chỉnh n > n
đm
hình 7.5
n bằng bằng cách
b) Điều chỉnh n bằng cách thay đổi R
f
.
Khi đa thêm R
f
vo mạch phần ứng, đặc tính cơ
l:
K
).MR(R
nn
fu
0
+
=

7.7
Theo phơng pháp ny n
0
= C
te
, khi tăng R
f
độ
dốc của đặc tính cơ tăng lên, tức l tốc độ thay đổi

t
= I

= I v

= K

I, trong đó K

= C
te
khi I < 0,8I
đ,m
, còn khi
I > 0,8I
đm
thì K

giảm xuống một ít do ảnh hởng bảo hòa của mạch từ.
Từ



K
CICM
2
MuM
==

7.8

e
u
e
M
=

7.9
Hình 7.9 Các sơ đồ đ/c tốc độ đ.c.đ.1.c kích từ
bỏ qua R

thì
M
U
~n
hay
2
2
n
C
M =
7.10 Vậy đặc tính cơ của động cơ điện
một chiều kích từ nối tiếp sẽ có dạng đờng
hypecpon, hình 7.8 (đờng 1)
Từ đờng đặc tính cơ ta thấy ở động cơ kích từ
nối tiếp khi M tăng n giảm rất nhiều. Đặc biệt khi
không tải (I = 0, M = 0), tốc độ có trị số rất lớn. Điều
ny rất nguy hại vì nó có thể lm gãy trục, vì vậy với
loại động cơ ny không đợc để mất tải (truyền động
đai). Chỉ cho phép lm việc với công suất tối thiểu P
2

stt
st
<
+
=

Khi thay đổi W
t
,
1
W
W
K
t
t
<

=

Nh vậy hai phơng pháp ny cho từ thông

giảm nên n tăng, (n > n
đm
)
Máy điện 2
55
Biện pháp thứ 3 mắc sun vo mạch phần ứng, lúc ny điện trở ton mạch giảm xuống
I tăng lên v I
t
= I tăng lên,


= f(I

) khi U =
U
đm
= C
te
.
Đặc tính n = f(I

) giống nh đặc tính cơ n
= f(M) vì M ~ I

.. Đờng 1 ứng với động cơ kích
thích song song, đờng 2, 3 với động cơ kích thích
hổn hợp khi dq nối tiếp nối thuận v nối ngợc;
đờng 4 với động cơ kích từ nối tiếp, hình 7.11
Đặc tính M = f(I

) khi U = U
đm
= C
te
. Đây
chính l quan hệ M = C
M

I



= 0,75I
đm
Thờng

= 0,75 - 0,85 với động cơ công suất bé v

= 0,85 - 0,94 với động cơ công
suất trung bình v lớn.

Máy điện 2
56