Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động
Đ 2.3. ĐặC TíNH CƠ CủA động cơ một chiều
kích từ NốI TIếP (ĐM
nt
) Và HỗN HợP (ĐM
hh
)
2.3.1. Sơ đồ nối dây của ĐM
nt
:
Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp (ĐM
nt
): nguồn một
chiều cấp chung cho phần ứng nối tiếp với kích từ.
Từ sơ đồ nguyên lý ta thấy dòng kích từ chính là dòng phần ứng,
nên từ thông của động cơ phụ thuộc vào dòng phần ứng và phụ tải của
động cơ.
Theo sơ đồ hình 2-10a, có thể viết phơng trình cân bằng điện
áp của mạch phần ứng nh sau:
U = E + R.I

= k + R.I


+


= (2-41)
M
)k(
RR
k
U
2
ổf

+


= (2-42)
Từ thông phụ thuộc vào dòng kích từ I
kt
theo đặc tính từ hoá
nh đờng Ư trên hình 2-10b. Đó là quan hệ giữa từ thông với sức
từ động kích từ F
kt
của động cơ. mà: F
kt
= I
kt
.W
kt
. Khi cho dòng kích

(2-45)
Với: A
1
=
C.k
U
= const ; B =
C.k
R
= const ;
Mặt khác:
M = k..I = k.C.I
2
(2-46)
Nên:
I
M
kC
=
.
(2-47)
Trang 45
I

I
kt
U
+
-
R

A
2
Trong đó:
A
2
= A
1
.
kC. = const.
Qua phơng trình (2-45) và (2-48) ta thấy đặc tính cơ điện và
đặc tính cơ của ĐM
nt
có dạng hypecbol và rất mềm nh hình 2-11a, b
và tốc độ không tải lý tởng bằng vô cùng. Thực tế không có tốc độ
không tải lý tởng đối với động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp.
Các đặc tính cơ điện và đặc tính cơ của ĐM
nt
: Nh vậy đặc tính cơ điện của ĐM


0,





: Tiệm cận trục tung.
+ Khi



-B, M



: Tiệm cận đờng = -B = - (R


)/K.C .


đợc rút ra với giả thiết đặc tính từ hoá = f(I) là đờng thẳng. Tuy
nhiên, thực tế quan hệ = f(I) là phi tuyến nên việc viết phơng trình
và vẽ các đặc tính cơ ĐM
nt
là rất khó khăn. Vì vậy các nhà chế tạo
động cơ thờng cho trớc các đờng cong thực nghiệm:
Trang 47


đm

1
TN
NT
1
, R
f1
I
đm
I


đm

1
TN
NT
1
, R
f1

nt
b) Tiệm cận của đặc tính cơ của ĐM
nt
-B
-B
Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động

*
= f(I
*
) và M
*
= f(I
*
) khi không có điện trở phụ, và gọi là đặc
tính vạn năng của ĐM
nt
nh hình 2-13.

Các đặc tính này cho theo đơn vị tơng đối:


*
tơng ứng. Nhân giá trị M
*
đó với M
đm

của động cơ đã cho ta đợc M. Nh vậy, từ đặc tính cơ điện tự nhiên
và đờng đặc tính vạn năng M
*
= f(I
*
) ta sẽ đợc đặc tính cơ tự nhiên
= f(M). Ngời ta có thể vẽ đặc tính cơ nhân tạo (dùng thêm điện trở
phụ trong mạch phần ứng) của ĐM
nt
khi sử dụng các đặc tính vạn
năng và đặc tính cơ tự nhiên.
Trang 48
2.3.3. Đặc tính cơ khi khởi động ĐM
nt
:
Tơng tự ĐM
đl
, để hạn chế dòng khởi động ĐM
nt
ngời ta cũng
đa thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng ngay khi bắt đầu khởi động,
và sau đó thì loại dần đi để đa tốc độ động cơ lên xác lập.
I
kđbđ


Quá trình xây dựng đặc tính khởi động theo các bớc sau:
1. Dựa vào các thông số của động cơ và đặc tính vạn năng, vẽ ra
đặc tính cơ tự nhiên.
2. Chọn dòng điện giới hạn I
1
(2ữ2,5)I
đm
và tính điện trở tổng
của mạch phần ứng khi khởi động R = U
đm
/I
1
. Ta kẻ đờng I
1
= const
nó sẽ cắt đặc tính tự nhiên tại e.
3. Chọn dòng chuyển khi khởi động I
2
= (1,1ữ1,3)I
c
. Kẻ đờng
I
2
= const nó sẽ cắt đặc tính tự nhiên tại f, và nó cũng cắt đặc tính
nhân tạo dốc nhất (có R) tại b theo biểu thức:

Trang 49
Hình 2-13: Các đặc tính vạn năng của Đm
nt

K
1
R
f2
R
f1
U
+
-
Hình 2-13: a) Sơ đồ nối dây Đm
nt
khởi động 2 cấp, m = 2
b) Các đặc tính cơ khi khởi động Đm
nt
, m = 2.
a
)
0 I
c
I
2
I
1
I


XL
TN

1

, ta có điện trở phụ các cấp:
R
ac
ea
R
ce
ea
R
fff f
R
12
==; ; (2-51)
2.3.4. Các trạng thái hãm ĐM
nt
:
Động cơ ĐM
nt
có
0
, nên không có hãm tái sinh mà chỉ có
hai trạng thái hãm: Hãm ngợc và Hãm động năng.
2.3.4.1. Hãm ngợc ĐM
nt
:
a) Đa điện trở phụ lớn vào mạch phần ứng:
Động cơ đang làm việc tại A, đóng R
f
lớn vào phần ứng thì
động cơ sẽ chuyển sang B, C và sẽ thực hiện hãm ngợc đoạn CD:




<=
+
+
=
+

=
0IKM
0<
RR
KU
RR
EU
I
hh
fổổfổổ
ổ
h
(2-52)
Phơng trình đặc tính cơ:

M
)K(
R+R
K
U
2
ổfổ


e
R
f

U
+
-
a
)
0 M
c
M

TN
D
B
C
R
f
A
b
)
HN


bđ
M
c
M


.
Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động
2.3.4.2. Hãm động năng ĐM
nt
:
a) Hãm động năng kích từ độc lập:
Động cơ đang làm việc với lới điện (điểm A, hình 2-16), thực
hiện cắt phần ứng động cơ ra khỏi lới điện và đóng vào một điện trở
hãm R
h
, còn cuộn kích từ đợc nối vào lới điện qua điện trở phụ sao
cho dòng kích từ có chiều và trị số không đổi (I
ktđm
), và nh vậy giống
với trờng hợp hãm động năng kích từ độc lập của ĐM
đl
.
Phơng trình đặc tính cơ khi hãm động năng:

M
)K(
R+R
2
hổ

=

(2-54)



2.3.5. Đảo chiều ĐM
nt
:
Đặc tính cơ của động cơ ĐM
nt
khi đảo chiều bằng cách đảo
chiều điện áp phần ứng:

M
)]I(K[
RR
)I(K
U
2
ổ
fổổ
ổ
ổ

+

.
a)
U
+
-
I
kt
Ckt
I

e
R
h


hđ
M
c
M
HĐN
A

ôđ2
B
1
B
2
R
h1
R

1
b)

ôđ1
B
2
R
h1
R
h2
0
C
2
C
1
a)
U
+
-
R
ktf
Ckt
I
kt
I

e
R
h
M