Download miễn phí Nghiên cứu và thiết kế hệ thống truyền động điện bằng xung áp một chiều



Đặc tính cơcủa động cơ điện là quan hệgiữa tốc độquay và momen
của động cơ. ta có đặc tính cơtựnhiên của động cơ, nếu động cơvận hành ở
chế độ định mức. Đặc tính cơnhân tạo của động cơlà đặc tính khi ta thay đổi
các tham sốnguồn hay nối thêm các điện trở, điện kháng vào động cơ.


http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2013-03-09-nghien_cuu_va_thiet_ke_he_thong_truyen_dong_dien_b.i3lY4y6yb6.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-3817/
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

ng đó:
Uư: điện áp phần ứng (V)
Eư: sức điện động phần ứng (V)
Rư: điện trở mạch phần ứng (Ω)
Rf: điện trở phụ trong mạch phần ứng (Ω)
Iư: dòng điện mạch phần ứng (A)
Suất điện động Eư được tính
Eư =
. . .
2 .
P N k
a
φ φω = ωπ (1.3)
K: hệ số cấu tạo của động cơ
φ: từ thông kích từ dưới 1 cực
ω: tốc độ góc
Nếu bỏ qua tổn thất cơ và tổn thất thép thì
Rf
E
+ -U−
Rkt
-Ukt+
Ikt
I Ckt
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
3
Ta có Mtt = Mđược = M (1.4)
Ta có Mtt = K.φ.Iư (1.5)
Dẫn đến
( )φ
+ω = − φ
−−
2
.
K
fR RU M
K
(1.6)
Giả sử φ = const ta có đồ thị đặc tính cơ có dạng như hình 1.3.
Hình 1.3
Khi ω = 0
Ta có
= =+− nmf
U
I I
R R
(1.7)
và M = K. φ.Inm = Mnm (1.8)
Inm, Mnm dòng và momen ngắn mạch
§2. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU
Có hai phương pháp điều chỉnh tốc độ của động cơ một chiều.
a. Điều chỉnh điện áp cấp cho phần ứng của động cơ
b. Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ động cơ
1.1. Điều chỉnh điện áp phần ứng
Điều chỉnh điện áp phần ứng động cơ một chiều cần có thiết bị nguồn
máy phát điện một chiều kích từ độc lập, các bộ chỉnh lưu điều khiển…. Các
ω
M
ω0
ω®m
Μ®m Μnm
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
4
thiết bị nguồn này có chức năng biến năng lượng điện xoay chiều thành một
chiều.
Hình 1.5
Ở chế độ xác lập có thể viết được phương trình đặc tính của hệ thống
như sau:
Eb – Eư = Iư (Rb + Rưđ)
( )+ω = −φ φ −® −®m ®m
bb
R RE
I
K K
(1.12)
Để xác định dải điều chỉnh tốc độ. Ta thấy tốc độ lớn nhất của hệ thống
bị chặn bởi đặc tính cơ cơ bản. Tốc độ nhỏ nhất của dải điều chỉnh bị giới hạn
bởi yêu cầu về sai số tốc độ và về momen khởi động. Khi momen tải là định
mức thì các giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của hệ thống là:
ω = ω − β
®m
max maxo
M (1.13)
ω = ω − β
®m
min maxo
M (1.14)
Để thoả mãn khả năng quá tải thì đặc tính thấp nhất của điều chỉnh phải
có momen ngắn mạch.
Mnmmin = Mcmax = KM.Mđm
Đồ thị đặc tính cơ là đường thẳng song song như hình 1.6.
Đ
BBĐ
Rb I Rư
Eư Eb U
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
5
Hình 1.6
Trong suốt quá trình điều chỉnh điện âp phần ứng thì từ thông kích từ
được giữ nguyên, Mômen cho phép động cơ được tính:
Mcp = K.φđm.Iđm = Mđm (1.16)
1.2. Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ động cơ.
Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ chính la điều chỉnh từ thông
kích từ. Để điều chỉnh ta phải điều chỉnh momen điện từ của động cơ M=
KφIư và sức điện động quay của động cơ. Vì mạch kích từ của động cơ là phi
tuyến, vì thế hệ điều chỉnh này cũng là hệ phi tuyến.
kk k
b k
e di
r r dt
φ= + ω+ (1.17)
rk: điện trở dây quấn kích từ
rb: điện trở nguồn điện áp kích từ
ωk: số vòng dây của dây quấn kích thích
Thường khi điều chỉnh từ thông thì điện áp phần ứng được giữ nguyên
bằng đm. Tốc độ lớn nhất của dải điều chỉnh từ thông bị hạn chế bởi khả năng
chuyển mạch của cổ góp điện.
ω0max
ω
M,I
ωmax
ω0min
ωmin
M®m Mnmmin
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
6
§ 3. CÁC HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU.
1. Hệ truyền động F - Đ
Hệ thống máy phát động cơ F - Đ là một hệ truyền động điện mà bộ
biến đổi điện là máy phát điện một chiều kích từ độc lập, máy phát này
thường do động cơ sơ cấp không đồng bộ ba pha điều khiển quay máy phát
được xác định bởi hai đặc tính.
Đặc tính từ hoá
Đặc tính tải
Trong tính toán có thể tuyến tính hoá các đặc tính này
EF = KF. φF. ωF = KF. ωF. C.iKF (1.18)
Trong đó:
KF: hệ số kết cấu của máy phát
C: hệ số góc của đặc tính từ hoá
Sơ đồ của hệ F - Đ
Hình 1.7
Nếu đặt R = RưF + RưĐ
Ta có thể viết được phương trình của đặc tính của hệ F - Đ
..F KF
K R IU
K Kφ φ
ω = − (1.19)
§F
MS
ωUF = U®
I
ω§K
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
7
( )2. .
F
KF
K RU M
K Kφ φ
ω = − (1.20)
( ) ( )0 KF KF
MU
U
ω = ω − β (1.21)
Từ các biểu thức ta thấy, khi điều chỉnh dòng điện kích thích của máy
phát thì điều chỉnh tốc độ không tải của hệ thống.
* Chế độ làm việc.
Trong hệ không có phần tử phi tuyến nào nên hệ có những đặc tính
động rất tốt, rất linh hoạt khi chuyển các trạng thái làm việc.
Với sơ đồ H1.7 động cơ chấp hành Đ có thể làm việc ở chế độ điều
chỉnh cả hai chiều, kích thích máy phát và kích thích động cơ. Đảo chiều quay
bằng cách đảo chiều dòng kích thích máy phát.
* Đặc điểm của hệ F - Đ
Ưu điểm nổi bật của hệ F - Đ là sự chuyển đổi trạng thái rất linh hoạt,
khả năng quá tải lớn. Nó thường được dùng ở các máy khai thác công nghiệp
mỏ.
Nhược điểm quan trọng của hệ F-Đ là dùng nhiều máy điện quay. Gây
ồn lớn, công suất lắp đặt máy ít nhất gấp ba lần công suất động cơ chấp hành.
Ngoài ra do các máy phát một chiều có từ dư, đặc tính từ hoá có trễ nên khó
điều chỉnh sâu tốc độ.
2. Hệ truyền động T - Đ
a. Khái quát chung
Hệ truyền động T - Đ:
+ Nguyên lý chung.
+ Sơ đồ thay thế.
+ Đặc tính cơ.
+ Đảo chiều.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
8
Do chỉnh lưu Tiristo dẫn dòng theo một chiều và chỉ điều khiển khi mở
còn khoá theo điện áp lưới dẫn đến truyền động van thực hiện đảo chiều khó
khăn và phức tạp hơn truyền động F-Đ. Có hai nguyên tắc cơ bản để xây dựng
hệ truyền động T-Đ đảo chiều.
Giữ nguyên chiều dòng điện phần ứng và đảo chiều dòng kích từ động
cơ.
b. Sơ đồ và nguyên lý làm việc.
Hình 1.8
Giả thiết α1 < 2
π ; α2 > 2
π sao cho 1 2Ed Ed≤ thì dòng chỉ có thể chạy
từ BĐ1 sang động cơ mà không thể chạy từ BĐ1 sang BĐ2 được. Để đạt được
trạng thái này cần có góc điều khiển phải thoả mãn điều khiển.
α2 ≥ π - α1
Nếu tính đến góc chuyển mạch μ và góc khoá δ thì giá trị lớn nhất của
góc điều khiển của bộ biến đổi đang ở chế độ nghịch lưu là:
i®1
Lc0
icb
Lc0
Lcb
id1
Lcb
icb
a
b
c
I
II
A1
B§1
K A2
K2
B§2
R
L
E
1
2
Ud
I
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
9
αmax = π - (μmax + δ)
Nếu chọn 1 2Ed Ed= thì:
α1 + α2 = π
Ta có phương phát điều khiển chung đối xứng, dòng điện trung bình
chảy vòng qua hai bộ biến đổi là.
Icb = d1 d2
cb
E E
R
+
= 0
c. Đặc điểm.
Ưu điểm nổi bật của hệ T - Đ là độ tác động nhanh cao không gây ồn
và dễ tự động hoá do các van bán dẫn có hệ số khuếch đại công suất rất lớn.
Điều đó rất thuận tiện trong việc thiết lập các hệ thống tự động điều chỉnh
nhiều vòng để nâng cao chất lượng.
Nhược điểm của hệ thống T-Đ là các van bán dẫn có tính phi tuyến,
dạng điện áp ra có biên độ đập mạnh cao, gây tổn thất phụ trong máy điện,
còn làm xấu điện áp nguồn và lưới xoay chiều.
Điều chỉnh xung điện áp 4 chiều:
Ln i L R
EUĐ
iDo
D0
DUL
Dòng điện và điện áp của động cơ UĐ, i chỉ có giá trị dương khi khoá S
thông ta có UD = UN, i = iN khi khoá S ngắt iN = 0, UĐ = 0 và i = iDo.
Do tác dụng duy trì dòng của cuộn cảm L.
Nếu đóng ngắt khoá S với tần số không đổi thì hoạt động của mạch
tương tự như của chỉnh lưu...

---