5/20/2012
BÀI GIẢNG
môn:: Biến đổi năng lượng điện cơ
môn
ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
Người soạn
soạn::
ThS.. Nguyễn Gia Minh Thảo
ThS
NỘI DUNG
1. Phân tích chung động cơ điện một chiều
(ôn lại)
2. Các
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
loại động cơ điện một chiều
Kích từ độc lập
Kích từ song song
Kích từ nối tiếp
Kích từ hỗn hợp
3. Mở máy động cơ điện một chiều
1
5/20/2012
1. Phân tích chung (ôn lại
lại))
• Động cơ điện một chiều là loại động cơ điện sử dụng
dòng một chiều trong các dây quấn phần cảm và
phần ứng, vận hành dựa trên quá trình cảm ứng điện
từ.
• Động cơ điện một chiều được sử dụng ở những ứng
dụng yêu cầu moment mở máy lớn hay cần điều
chỉnh tốc độ chất lượng cao.
1. Phân tích chung (ôn lại -t.t
t.t))
2
5/20/2012
1. Phân tích chung (ôn lại
lại-- t.t
t.t))
• Sức điện động cảm ứng trên cuộn dây rotor:
E k
Với: +>
( 2 / 60 ) n
E L (v B )
+>
+>
(2)
(rad/s)
n: tốc độ (vòng/phút)
k
:là hằng số tỷ lệ của 1 động cơ cho trước
f I kt : Từ thông kích từ, phụ thuộc vào
dòng điện kích từ I k t
1. Phân tích chung (ôn lại - t.t
t.t))
• Moment điện từ:
Với
Iu
M k Iu
(3)
: là dòng điện chạy trong phần ứng (rotor)
F I L B
3
5/20/2012
2. Các loại động cơ điện một chiều
2.1. Phân tích động cơ điện
một chiều kích từ độc lập (ôn lại
lại))
U
u
Ru Iu E
E k
M k Iu
U
kt
R kt I kt U
u
f I kt
4
5/20/2012
2.1. Phân tích động cơ điện
một chiều kích từ độc lập
(ôn lại - t.t)
P1 U u I u U kt I kt : Công suất điện nhận từ nguồn
Pkt U kt I kt : Công suất tổn hao trên mạch kích từ
Pu U u Iu : Công suất đưa vào mạch phần ứng
Pd I u2 Ru : Công suất tổn hao đồng
P P P
2 1 th
Pdt EIu : Công suất điện từ
P1
P1
: Công suất tổn hao sắt từ ;
Ps
: Công suất tổn hao cơ
(Hiệu suất)
Pq p
2.1 Phân tích động cơ điện
một chiều kích từ song song
U
d
Ru I u E
E k
M k Iu
U
kt
R kt I kt U
u
U
d
f I kt
5
5/20/2012
2. Phân tích động cơ điện một
chiều kích từ song song (t.t)
Ta có:
•
U d Ru I u E Ru Iu k
=>
Ud Ru Iu
R
olt u Iu
k k
k
=>
U d Ru I u
k
• Đặc tính cơ:
f M f ( Iu )
Trong hình đặc tính này
thì: I kt , U u không đổi.
Giản đồ phân bố công
suất của Động cơ
Kích Từ Song Song
P1 U d I d : Công suất điện nhận từ nguồn
Pkt U kt I kt : Công suất tổn hao trên mạch kích từ
Pu U u Iu : Công suất đưa vào mạch phần ứng
Pd I u2 Ru : Công suất tổn hao đồng
P P P
2 1 th
Pdt EIu : Công suất điện từ
P1
P1
: Công suất tổn hao sắt từ ;
Ps
: Công suất tổn hao cơ
(Hiệu suất)
Pq p
6
5/20/2012
2.3. Phân tích động cơ điện
một chiều kích từ nối tiếp
U
d
Ru
R nt I u E
E k
I nt I u I d
M k Iu
f I nt
2.3. Phân tích động cơ điện
một chiều kích từ nối tiếp (t.t)
•
Ta có:
U d Ru Rnt Iu E Ru Rnt k
=>
U d Ru Rnt I u
k ( I u )
• Trong hình đặc tính này
thì: U d không đổi.
(Đặc tính cơ: f M )
• Ứng dụng:
Động cơ vạn năng
7
5/20/2012
Giản đồ phân bố công
suất của Động Cơ
Kích Từ Nối Tiếp
P1 U d I d : Công suất điện nhận từ nguồn
Pkt U kt I kt : Công suất tổn hao trên mạch kích từ
Pu U u Iu : Công suất đưa vào mạch phần ứng
Pd I u2 Ru : Công suất tổn hao đồng
P P P
2 1 th
Pdt EIu : Công suất điện từ
P1
P1
: Công suất tổn hao sắt từ ;
Ps
: Công suất tổn hao cơ
(Hiệu suất)
Pq p
2.3. Phân tích động cơ điện một chiều
kích từ tổng hợp
hợp:: kiểu Rẽ ngắn
U
d
R nt I
nt
Ru Iu E
I nt I d
E k ss nt
I nt I u I kt
M k Iu
f I nt , I kt
8
5/20/2012
2.3. Phân tích động cơ điện một chiều
kích từ tổng hợp (t.t
t.t)) – kiểu Rẽ dài
U
d
R nt I
nt
Ru Iu E
I d I u I kt
E k ss nt
I nt I u
M k Iu
f I nt , I kt
2.3. Phân tích động cơ điện
một chiều kích từ hỗn hợp (t.t)
Xét cách mắc rẽ dài, ta có:
U d R nt I n t R u I u E
Rnt Ru I u k ss nt
=>
U d Rnt Ru Iu
k ss nt
• Trong hình đặc tính này
thì: U d không đổi.
9
5/20/2012
Giản đồ phân bố công
suất của Động Cơ
Kích Từ Hỗn Hợp
P1 U d I d : Công suất điện nhận từ nguồn
Pkt U kt I kt : Công suất tổn hao trên mạch kích từ
Pu U u Iu : Công suất đưa vào mạch phần ứng
Pd I u2 Ru : Công suất tổn hao đồng
P P P
2 1 th
Pdt EIu : Công suất điện từ
P1
P1
: Công suất tổn hao sắt từ ;
Ps
: Công suất tổn hao cơ
(Hiệu suất)
Pq p
3. Mở máy động cơ điện một chiều
• Từ phương trình điện áp của động cơ kích từ nối tiếp hay
hỗn hợp:
E U d Ru Rnt I u I u
Ud E
Ru Rnt
với: E k
• Khi vừa mở máy (khởi động), tốc độ động cơ không thể
ngay lập tức đạt giá trị ổn định (do quán tính) nên E 0
. Lúc đó ta có dòng điện mở máy
U
I mm
d
Ru Rnt
, dòng điện mở máy này rất lớn (có thể gấp chục lần dòng
điện định mức)
• Cách khắc phục: Mắc nối tiếp điện trở mở máy (biến trở
nhảy cấp hay liên tục) vào mạch phần ứng của động cơ.
10