Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
5 Tổng quan về động cơ điện một chiều kích từ độc lập

5 Tổng quan về động cơ điện một chiều kích từ độc lập

Tải bản đầy đủ - 0trang

+ I : dòng điện phần ứng.

+ ω , M, MC là tốc độ góc, mơmen điện từ và mơmen cản của động cơ.

1.5.2 Chế độ xác lập của động cơ một chiều

Khi đặt lên dây quấn kích từ một điện áp U K nào đó, thì trong dây quấn

kích từ sẽ có dòng điện ik và do đó mạch từ của máy sẽ có từ thơng Φ . Tiếp đó lại

đặt giá trị điện áp U lên mạch phần ứng thì trong dây quấn phần ứng sẽ có dòng

điện I chạy qua. Tương tác giữa dòng điện phần ứng và từ thơngmạch kích từ sẽ

tạo ra mơmen điện từ có giá trị:



M



p '.N

.I  k I

2 .a



(1-1)



Trong đó :

p’ _ số đôi cực của động cơ;

N _ số thanh dẫn phần ứng dưới một cực từ ;

a _ số mạch nhánh song song của dây quấn phần ứng ;

k = p’N/2  a hệ số kết cấu của máy.

Mômen điện từ kéo cho phần ứng quay quanh trục. Các dây quấn phần ứng

quét qua từ thông và trong các dây quấn này cảm ứng sức từ động :



E



p '.N

.  k 

2 .a



(1-2)



Trong đó  _ tốc độ góc của roto.

Trong chế độ xác lập ta có phương trình cân bằng điện áp phần ứng:

U = I.Rư + E

Trong đó : E = k _ sức điện động.

Rư : điện trở mạch phần ứng của động cơ.

==>  



U  IR u

k



(1-3)



Với các phương trình (1-1) và (1-2) có thể vẽ được họ đặc tính cơ M  của

động cơ điện 1 chiều khi từ thông không đổi như ở hình trên.



16



1.5.3 Chế độ quá độ của động cơ 1 chiều

Nếu các thông số của động cơ là không đổi thì có thể viết được các phương

trình mơ tả sơ đồ thay thế Hình 1.5 như sau :

Mạch kích từ có 2 biến :

+ ik _ dòng điện kích từ.

+  _ từ thông máy phụ thuộc phi tuyến bởi đường cong từ hóa của lõi sắt.



Nk: số vòng dây cuộn kích từ

Rk: điện trở cuộn dây kích từ

=> Biến đổi Laplace ta được :

(1-4)

Mạch phần ứng :



NN: số vòng dây cuộn kích từ nối tiếp

=>



(1-5)



Hoặc dạng dòng điện:



Lư _ điện cảm mạch phần ứng ;

NN _ số vòng dây cuộn kích từ nối tiếp

Tư = Lư /Rư _ hằng số thời gian mạch phần ứng

- Phương trình chuyển động của hệ thống :

M(p) – Mc(p) = Jp 



(1-6)

17



Trong đó J là momen qn tính của các phần chuyển động quy đổi về trục

động cơ.

Từ các phương trình trên ta thành lập được sơ đồ cấu trúc của động cơ một

chiều như sau :



Hình 1.6: Sơ đồ cấu trúc động cơ một chiều

Sơ đồ cấu trúc này là phi tuyến, trong tính tốn ứng dụng thường dùng mơ

hình tuyến tính hóa quanh điểm làm việc.

Chọn điểm làm việc ổn định và tuyến tính hóa đoạn đăc tính từ hóa và đặc

tính mơmen tải như sau :



Hình 1.7: Tuyến tính hóa đặc tính từ hóa



Hình 1.8: Tuyến tính hóa đặc tính tải

18



Độ dốc của đặc tính từ hóa và đặc tính cơ momen tải tương ứng là :



kK 





 0, I ko

I k



B



M c

M cb ,B





Tại điểm làm việc xác lập có: điện áp phần ứng U0; dòng phần ứng I0, tốc

độ B , điện áp kích từ Uko, từ thơng Φo dòng kích từ Iko và mơmen tải Mcb. Biến

thiên nhỏ của đại lượng trên tương ứng là:

U  P  , I  P  ,  P  , U K  P  , I K  P  ,   P  , M c  P 



* Đối với động cơ 1 chiều kích từ độc lập thì N N = 0 => các phương trình

sau:

- Mạch phần ứng :

Từ PT : U  t   RI  t   L



di

e

dt



Ta có :



(1-7)

- Mạch kích từ :



U ko  U k  P   Rk �

I  I k  P  � PLk �

I  I k  P  �

�ko



�ko





(1-8)



- Phương trình chuyển động cơ học :



(1-9)

Từ các phương trình trên nếu bỏ qua các vơ cùng bé bậc cao thì từ các

phương trình trên có thể viết được các phương trình của gia số:

=> Phần ứng :

U  p   �

�K .B .  p   K .O .  p  �

�=Rư.I(p).(1+pTư)



(1-10)



=> Phần kích từ :

19



Uk(p) = Rk.Ik(p)(1+pTk)



(1-11)



=> Phương trình chuyển động cơ học :

K.Io.(p) +K.o.I(p) - Mc(p) = J.p(p)



(1-12)



Hình 1.9: Sơ đồ cấu trúc động cơ một chiều kích từ độc lập

*) Trường hợp từ thơng kích từ khơng đổi

Khi dòng điện kích từ động cơ không đổi, hoặc khi động cơ được kích

thích bằng nam châm vĩnh cửu thì từ thơng kích từ là hằng số :

Ta có các phương trình cho động cơ như sau :

K = const = Cu

-> Phần ứng :

U(p) = RưI(p)(1 + pTư) + Cu.(p)



(1-13)



-> Phương trình động học :

Cu.I(p) – Mc(p) = Jp(p)



(1-14)



20



Hình 1.10: Sơ đồ cấu trúc khi từ thông không đổi

Bằng phương pháp đại số ta có sơ đồ thu gọn :

Từ phương trình :

U(p) = Rư.(p).(1 + pTư) + Cu.(p)





Cu.I(p) – Mc(p) = J.p.(p)



Đặt hệ số khuếch đại động cơ : Kđ = 1/Cu

Hằng số thời gian cơ học : Tc =



=>



Ru J

Cu2



U ( p ). p.Tc M c ( p )



Ru

Cu

I ( p) 

TuTc p 2  Tc p  1



Hình 1.11: Sơ đồ rút gọn



21



22



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

5 Tổng quan về động cơ điện một chiều kích từ độc lập

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×