Chương 2. Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều
CHƯƠNG 2
CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ
ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
2.1. Khái niệm chung
Trong quá trình làm việc, tốc độ của động cơ thường bị thay đổi do sự biến thiên
của tải, của nguồn và do đó gây ra sai lệch tốc độ thực với tốc độ đặt, làm giảm năng
suất của máy sản xuất. Chính vì vậy việc điều khiển tốc độ động cơ là một yêu cầu cần
thiết và tất yếu đối với các máy sản xuất.
Như ta biết rằng hầu hết các máy sản xuất đều đòi hỏi có nhiều tốc độ, nhưng tuỳ
theo từng công việc, điều kiện làm việc mà ta lựa chọn các tốc độ khác nhau. Muốn có
được các tốc độ khác nhau trên máy, ta có thể thay đổi cấu trúc cơ học của máy như tỉ số
truyền hoặc thay đổi tốc độ của động cơ truyền động chính… Nhưng ở đây chúng ta chỉ
khảo sát theo phương pháp thay đổi tốc độ của động cơ truyền động.
Ở động cơ một chiều, việc điều chỉnh tốc độ động cơ có nhiều ưu việt hơn so với
các loại động cơ khác. ĐCĐMC không những có khả năng điều chỉnh tốc độ dễ dàng mà
cấu trúc mạch lực, mạch điều khiển lại đơn giản hơn các loại động cơ khác và đạt chất
lượng điều chỉnh cao trong dải điều chỉnh rộng.
Từ phương trình đặc tính cơ, ta có các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ :
+ Mắc thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng.
+ Thay đổi từ thông kích từ
+ Thay đổi điện áp phần ứng.
Phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng
để tăng R
ư
chỉ cho phép điều chỉnh tốc độ quay trong vùng dưới tốc độ quay định mức
và luôn kèm theo tổn hao năng lượng trên điện trở phụ, làm giảm hiệu suất của động cơ
điện. Vì vậy phương pháp này ít dùng và chỉ dùng trong cần trục.
Phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách mắc thay đổi từ thông (
Φ
) đựơc sử

K
RR
K
U
fu
u
.
)(
2
Φ
+
−
Φ
=
ω
ta thấy tốc độ động cơ phụ
thuộc vào các tham số U
ư,
Φ, R
f
. Khi ta giữ nguyên momen tải và thay đổi giá trị của
một trong ba tham số U
ư,
Φ, R
f
ta sẽ được một đường đặc tính cơ mới tương ứng với
một tốc độ mới.
2.2.1. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở mạch phần ứng
Muốn thay đổi điện trở mạch phần ứng ta nối thêm điện trở phụ R
f

= const
+ Độ cứng đặc tính cơ:
RR
fu
+
Φ
Κ
−=
Χ
).(
2
β
= var

Hình 2.2. Đặc tính cơ của động cơ khi thay đổi điện trở phần ứng
- Ta thấy khi R
f
càng lớn (
β
càng nhỏ) đặc tính cơ càng dốc. Do vậy phương
pháp này chỉ cho phép giảm tốc độ bằng cách tăng điện trở mạch phần ứng
- Trong thực tế, khi thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng sẽ gây ra một tổn hao
công suất rất lớn và không thể điều chỉnh trơn tốc độ nên phải điều chỉnh theo từng cấp
điện trở. Chính vì vậy , phương pháp này không được phổ biến như 2 phương pháp thay
đổi điện áp phần ứng và từ thông kích từ.
2.2.2. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông kích từ
Giả thiết ta giữ điện áp phần ứng U
ư
= U
dm

0
TN
M
c
M (N.m)
R
f1
R
f2
R
f3
0
12
M
M
nm
Φ
dm
ω
ω0
ω
01
ω
02
Φ
1
Φ
dm
Inm
I

β
giảm. Nên phương
pháp này dùng để tăng tốc độ ω>ω
0

+ Do việc điều chỉnh đựơc thực hiện ở mạch kích từ, có dòng kích từ nhỏ hơn rất
nhiều so với mạch lực, nên công suất tổn hao ít. Đây là ưu điểm nổi bật của động cơ điện
một chiều ( kích từ độc lập ) so với các loại động cơ khác.
+ Phương pháp này chịu ảnh hưởng của hiện tượng từ dư và các nhiễu, làm ảnh
hưởng xấu đến chất lượng của các hệ truyền động đảo chiều bằng kích từ.
+ Khi giảm từ thông để tăng tốc độ quay của động cơ thì đồng thời điều kiện
chuyển mạch của cổ góp cũng bị xấu đi, vì vậy để đảm bảo điều kiện chuyển mạch bình
thường thì cần phải giảm dòng điện phần ứng cho phép, kết quả là momen cho phép trên
trục động cơ giảm rất nhanh. Và do đó giá trị lớn nhất của dải điều chỉnh từ thông bị hạn
chế bởi khả năng chuyển mạch của cổ góp điện.
2.2.3. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng
Nếu giữ
Φ
=
Φ
dm
= const ; R
ư
= const và thay đổi điện áp theo hướng giảm so với
U
dm
, ta được :
Tốc độ không tải :
Φ
Κ

cơ song song với đặc tính cơ tự nhiên và có độ cứng đặc tính cơ là không đổi, trong đó
đường đặc tính cơ tự nhiên là là đặc tính cơ lúc vận hành ở chế độ định mức (điện áp,
tần số, từ thông đạt giá trị định mức và không nối thêm điện trở, điện kháng vào động
cơ)
Khi giảm điện áp phần ứng đặt vào động cơ thì dòng điện ngắn mạch sẽ giảm
( I
nm
=
R
U
u
dm
), momen ngắn mạch của động cơ ( M
nm
= K
Φ
.I
nm
) cũng sẽ giảm. Và do
vậy tốc độ động cơ cũng giảm ứng với một phụ tải nhất định
...
21
ωωω
〉〉
dm
Phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp cho phép điều chỉnh
dưới tốc độ định mức (Vì không thể tăng cao hơn điện áp định mức của động cơ điện).
 Kết luận
Từ việc phân tích các phương pháp điều chỉnh tốc độ của động cơ điện một chiều
kích từ độc lập, em thấy phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần

14
(rad/s)