Khảo sát động cơ vs
Hệ thống băng truyền đã đợc ứng dụng trong hầu hết các nhà máy xí nghiệp, siêu thị,
khách sạn, nhà hàng Hầu hết các hệ thống này đều sử dụng động cơ kiêủ VSED
(Variable
Sp
eeds
E
lectrical
D
irect) để điều khiển các quá trình truyền động.

I. Nội dung khảo sát:
Nghiên cứu cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ VSED
Khảo sát mô hình thực tiễn
Phân tích các mạch điều chỉnh tốc độ trong thực tế, so sánh các mạch
Lắp ráp mạch điều chỉnh tốc độ theo các phân tích đã xây dựng
Phân tích nguyên lý làm việc của mạch
Thử nghiệm mạch điều chỉnh tốc độ, khảo sát kết quả thực nghiệm bằng máy
hiện sóng và các thiết bị đo thông thờng.
Nhận xét kết quả, rút ra kết luận
II. động cơ VSED
1. Cấu tạo động cơ VSED:
Động cơ VSED có cấu tạo gồm 2 phần chính:
+ Phần thứ nhất: Động cơ sơ cấp.
+ Phần thứ hai: Động cơ thứ cấp.
+ Ngoài hai phần chính trên, động cơ VSED còn có các phần khác nh:
Vỏ máy, máy phát điện hồi tiếp, cánh quạt làm mát


điện động của
máy phát tốc

Phần động của nam
châm điện
ống lót động
cơ sơ cấp
TI LIU CHIA S TRấN DIN N WWW.OTO-HUI.COM
2. Nguyên lý làm việc của động cơ VSED: a. Động cơ sơ cấp:
Đây là loại động cơ không đồng bộ 3 pha rô to lồng sóc. Nguyên lý làm việc
của động cơ này có thể tóm tắt nh sau:
Khi ta đa dòng điện xoay chiều 3 pha hình sin có điện áp định mức bằng với

phần động của nam châm điện quay theo. Dòng một chiều đặt vào nam châm điện càng
lớn thì lực điện từ sinh ra càng lớn và dẫn đến tốc độ quay của động cơ càng lớn. Tốc
độ quay của động cơ lớn nhất bằng với tốc độ quay của ống lót, có nghĩa là bằng với
tốc độ quay của động cơ sơ cấp.
Nh vậy khớp nối giữa động cơ sơ cấp và động cơ thứ cấp ở đây đợc thực hiện bằng
từ trờng của nam châm, vì vậy nó đợc gọi là khớp từ hay khớp nối mềm.
c. Máy phát tốc:
Đây chính là một máy phát điện đơn giảm, phần động là một nam châm vĩnh
cửu đợc gắn đồng trục với trục động cơ nên khi động cơ quay thì nam châm này cũng
quay theo. Từ trờng của nam châm vĩnh cửu này quét qua các vòng dây của phần tĩnh
máy phát, sinh ra trong các vòng dây của máy phát một sức điện động. Nếu mạch
ngoài của máy phát kín mạch thì nó sẽ sinh ra trong máy phát một dòng điện. Điện áp
phát ra trên 2 cực của máy phát này phụ thuộc vào tốc độ quay của nam châm, động cơ
quay càng nhanh nghĩa là nam châm quay càng nhanh thì điện áp máy phát phát ra
càng lớn.
Phạm vi điều chỉnh tốc độ tơng ứng với tải định mức (theo đặc tính tải) từ
130vòng / phút đến 1300 vòng / phút.
Khi tốc độ càng thấp mô men càng nhỏ, tốc độ tăng lên, mô men cũng tăng lên.
Tốc độ trợt từ tốc độ không tải lý tởng xuống, tạo nên đặc tính cơ mềm.
Với dạng đặc tính nh vậy nó thích hợp với những truyền động băng truyền, tải
trọng thay đổi đều.
3. Ưu nhợc điểm của động cơ VSED:
a. Ưu điểm:
- Đây là loại động cơ có cấu tạo đơn giản dựa trên kết cấu của những loại máy
điện thông dụng.
- Khả năng điều chỉnh tốc độ đơn giản nhờ điều chỉnh gián tiếp bằng nguồn một
chiều từ bên ngoài.
- Khả năng điều chỉnh tốc độ trơn mềm, phạm vi điều chỉnh rộng, tốc độ lớn
nhất có thể bằng với tốc độ động cơ sơ cấp.
- Kết cấu dạng module cho phép tháo lắp sửa chữa, bảo dỡng từng bộ phận dễ

hội.
- Hình thành t duy logic, phán đoán, hoạt động độc lập khi cần thiết.
TI LIU CHIA S TRấN DIN N WWW.OTO-HUI.COM
BàI 4: Lắp ráp và khảo sát hệ thống điều chỉnh
tốc độ động cơ VSED
i. sơ đồ khối mạch điều chỉnh tốc độ:
* Yêu cầu bài toán:
Mạch điều chỉnh tốc độ động cơ VSED là mạch cung cấp nguồn một chiều có
điều chỉnh vào nam châm điện của động cơ thứ cấp. Nguồn một chiều này đợc lấy từ
nguồn 1 pha trong số 3 pha cung cấp cho động cơ sơ cấp, sau đó đa qua mạch chỉnh
lu có điều khiển dùng SCR. Sơ đồ khối cụ thể nh sau:

Hình 2: Sơ đồ khối mạch điện điều chỉnh tốc độ động cơ VSED
II. Sơ đồ nguyên lý mạch điều chỉnh tốc độ động cơ VSED:
1. Sơ đồ nguyên lý truyền động

DC
U
CĐ
U


H.3
TI LIU CHIA S TRấN DIN N WWW.OTO-HUI.COM
2. S¬ ®å nguyªn lý m¹ch ®iÒu khiÓn (H.4)

Diode 1N4007 = 19 224/600V =2
TZT A1015 =1 Zener 12V=1
SCR 2P4M =1 Vr 2K =2
47R/2W =1Vr 25K =1
220R =1 Vr 1K =1

W
W
BL
Y
Y
BL
R
R
R
W
W
R16
1k
150
5k
20
100
1k
47/2W
10
1k
27k
220
11
25k
+
10uF/50v
+
100u F/50v
12v

D13
D14
TMR-1S6471K

C7
CL3
CL4
CL1
CL2
C8
C6
R5
R7
R6
R4
VR1
VR2
Q
R3 C3
1
2
3 R2
SCR2
R10C5
R9
C4
VR3
R1
SCR1
§Õn bé ®iÒu tèc

1
.
Cấp nguồn cho mạch điều khiển đợc lấy thông qua biến áp Tr
1
. Đây là loại
biến áp đặc biệt có 4 quận dây. Cuộn sơ cấp mắc vào lới điện 220V, cuộn thứ cấp thứ
nhất tạo điện áp cung cấp cho mạch chỉnh lu cầu CL1. Sau khi qua chỉnh lu CL1
điện áp đợc lọc san phẳng nhờ tụ C3 và ổn áp thông qua diode zener Dz để đợc điện
áp ổn định bằng phẳng 12V cung cấp cho mạch điều khiển phía sau.
2. Khối tạo dao động:
Khối tạo dao động ở đây đợc sử dụng dạng tự dao động thông qua sự phóng
nạp của tụ C
6
và chế độ làm việc của Transistor Q. Điều chỉnh thời gian phóng nạp cho
tụ C
6
thông qua các triết áp VR, VR
1
, VR
2
là điều chỉnh tần số dao động.
Nhiệm vụ của các biến trở:
VR là biến trở chủ đạo điều chỉnh tần số.
VR
1
, VR
2
kết hợp VR điều chỉnh tín hiệu hồi tiếp làm thay đổi tần số dao động
của mạch tạo dao động.
VR

5

đợc nạp từ cuộn dây thứ cấp 2 qua cầu chỉnh lu CL
2
qua R
CE
của Transistor Q, tạo ra
ngỡng mở cho SCR
2
.
Khi SCR
2
mở sẽ có dòng từ cuộn dây thứ cấp 3 của biến áp TR
1
chạy qua cuộn sơ
cấp biến áp TR
2
tạo nên dòng kích mở SCR
1
thông qua cuộn thứ cấp của biến áp TR
2
.
Làm cho SCR
1
mở ra và có dòng chạy qua tải động cơ quay.
TI LIU CHIA S TRấN DIN N WWW.OTO-HUI.COM
Khi động cơ quay. Điện áp dơng trên tụ C
8
sẽ tự cân bằng với điện áp âm trên tụ C
6

1
> 0 (điện áp lới có pha dơng đặt vào Anode của SCR
1
)
. Thì cuộn thứ cấp số 3 của biến áp Tr
1
phải tạo ra điện áp U
AK
của SCR
2
> 0, (vì
cuộn thứ cấp này và cuộn sơ cấp quấn cùng chiều nên hai tín hiệu này luôn luôn ở
trạng thái đồng bộ chờ).
Cuộn dây số 2 là cuộn đặc biệt có 3 dầu dây, đầu dây ở giữa đợc mắc vào Cathode
của SCR
2
chung với một đầu cuộn thứ cấp số 3. Hai đầu còn lại của cuộn dây này đợc nối
vào các cực C,E của Transistor Q, thông qua một mạch cầu chỉnh lu và các tụ C
4
, C
5
.
Khi Transistor Q mở bão hoà thì 2 mạch cầu coi nh đợc nối tắt làm cho 2 tụ
C
4
, C
5
nạp điện , tạo xung kích vào cực G của SCR
2
.

Đây là một đồng hồ đo tốc độ tơng tự, tín hiệu đầu vào của đồng hồ chính là
điện áp một chiều đợc lấy từ máy phát tốc, thông qua bộ chỉnh lu CL
3
và tụ lọc C
7
.
Điều chỉnh độ lớn của tín hiệu này thông qua biến trở VR
4
.
IV. lắp ráp board điều chỉnh tốc độ động cơ kiểu VSED
V. Kết quả thực nghiệm(các giá trị đo đợc):
1. Dạng xung dao động của mạch dao động:
a. Dạng xung tại chân B của TZT thuận Q
b. Dạng sóng hài tại tụ C8

c. Dạng điện áp U
CE
của TZT Q

u
t
0
U
max
15V
0,2V

TZT khoá
TZT mở bão hoà
Hình 7. Dạng điện áp U
CE
của Transistor Q
0
u
t
Hình 6. Dạng sóng hài trên tụ C
8

TI LIU CHIA S TRấN DIN N WWW.OTO-HUI.COM
tiếp kích mở một cách đồng bộ với điều kiện cần của SCR
1
. Khi SCR
1
dẫn sẽ có điện
áp một chiều đa ra tải điều chỉnh cuộn dây nam châm điện của động cơ VSED. Điều
chỉnh thời điểm kích mở cho SCR
1
sẽ thay đổi đợc điện áp ra đặt trên tải. Nh vậy ta
thay đổi đợc tốc độ động cơ VSED.

1
là 220V xoay chiều
+ Điện áp tại hai đầu cuộn thứ cấp 1 máy biến áp Tr
1
là 21V xoay chiều
+ Điện áp tại hai đầu cuộn thứ cấp 2 máy biến áp Tr
1
là 17V xoay chiều
Hình 9. Dạng xung cực G của SCR
1

u
t
0

2

U
max

- U
max

308V

- 308V

u
t
0

U
max

- U
max

42V

- 42V

Hình 10. Dạng xung điện áp hồi tiếp
TI LIU CHIA S TRấN DIN N WWW.OTO-HUI.COM
+ Điện áp tại hai đầu cuộn thứ cấp 3 máy biến áp Tr
1
là 21V xoay chiều
+ Điện áp tại hai đầu cuộn R máy biến áp Tr
2
là 10V xoay chiều
+ Điện áp tại hai đầu cuộn W máy biến áp Tr
2
là 20V xoay chiều
+ Phạm vi điều chỉnh tần số mạch dao động từ 50Hz đến 200Hz
+ Tốc độ điều chỉnh trên trục động cơ VSED ứng với tải định mức có thể điều
chỉnh đợc nhờ triết áp VR từ 150 vòng / phút đến 1450 vòng / phút. Dải điều chỉnh từ
(150 -:- 1450) vòng / phút
+ Phạm vi điều chỉnh D 10
*. Đặc tính cơ:
a. Đặc tính cơ của động cơ sơ cấp
Hệ thống động cơ VSED đợc xây dựng dựa trên cơ sở của việc kết nối giữa
động cơ sơ cấp và động cơ thứ cấp. Nh vậy ta có thể xây dựng đặc tính cơ của hệ

Thay các giá trị của S
th
và M
th
vào phơng trình đặc tính cơ gần
đúng, sau đó cho S biến thiên từ 0 đến 1 tìm các giá trị của M lập bảng ta có:
)/(157
55,9
1500
55,9
0
0
srad
n
===

)/(8,151
55,9
1450
55,9
srad
n
dm
dm
===

)(22,3
8,151
10*49,0
3

2
+
=
+
=
Hệ số trợt định mức
Hệ số trợt tới hạn
03,0
157
8,151157
0
0
=

=

=


dm
dm
S
118,0)11,21,2(03,0)1(
22
=+=+=
dmdmdmth
SS

TI LIU CHIA S TRấN DIN N WWW.OTO-HUI.COM
S 0,03 0,118 0,2 0,4 0,6 0,8 1

giá trị nhỏ nhất 0V đến giá trị 120V. Đo, kiểm tra các thông số tốc độ ứng với mô men
tải thay đổi từ 0 đến giá trị tới hạn của động cơ sơ cấp, ghi lại thông số vào bảng ta có
các bảng sau:
0
0,8

0,6

0,4

0,2

0

S

M (Nm)

1

2

3

4

5

6


1C
= 13 V tơng ứng đờng số 1 hình 4

n(vòng/phút) 142 100 60 0
M (Kg/cm
3
) 0 1 2 3

Với điện áp 1 chiều U
1C
= 25 V tơng ứng đờng số 2 hình 4

n(vòng/phút) 420 300 200 100 0
M (Kg/cm
3
)
0
2
5
7
9,2

Với điện áp 1 chiều U
1C
= 46 V tơng ứng đờng số 3 hình 4

n(vòng/phút) 655 635 550 500 400 350
M (Kg/cm
3
) 0 1 3 5 8 10

= 110 V tơng ứng đờng số 5 hình 4

n(vòng/phút) 1445 1430 1340 1270 1150 1095
M (Kg/cm
3
) 0 1 3 5 8 10

Với điện áp 1 chiều U
1C
= 120 V tơng ứng đờng số 5 hình 4
n(vòng/phút) 1445 1430 1340 1270 1150 1095
M (Kg/cm
3
) 0 1 3 5 8 10

TI LIU CHIA S TRấN DIN N WWW.OTO-HUI.COM

Dựa vào các số liệu có trên bảng ta có thể vẽ đợc các đờng đặc tính nh sau:

7
8 9 10
300
1000

1300
1200
1100
900 n ( V/F)
1400
1
2
3
4
5
M (Kg/cm
3
)
TI LIU CHIA S TRấN DIN N WWW.OTO-HUI.COM