Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Chương 1 : TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU

Chương 1 : TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU

Tải bản đầy đủ - 0trang

Hình 1.2: Cấu tạo stato

- Phần quay gồm có: lõi thép quay, cuộn dây rơto (thơng thường có dạng

lồng sóc), trục quay, ổ trục, cánh quạt và công tắc ly tâm hoặc rơle. Ngồi ra, còn

có tụ điện (tụ điện khởi động hoặc tụ điện quay và động cơ điện hai trị số điện

dung), biển nhãn hiệu và tổ hợp nối dây của động cơ,



Hình 1.3: Sơ đồ cấu tạo rôto.



+ Vỏ máy

Vật liệu vỏ máy của phần cố định thường chế tạo bởi tấm thép, nhôm đúc

hoặc gang. Tác dụng của vỏ máy dùng để giữ lõi sắt của stato, chụp đầu và mômen

ngược chịu phụ tải, vỏ máy làm thành dạng có hình đậy kín, mở ra và phòng hộ.

Vật liệu chế tạo vỏ máy thường dùng tấm thép dày 1,2÷2mm cuốn thành, mục đích

Trang 6



Gvhd:Đỗ Cơng Thắng

Svth: Nguyễn Văn Hiếu

Trần Văn Dũng



là để giảm giá thành sản phẩm, ưu điểm của vỏ máy đúc bằng nhôm là có trọng

lượng nhẹ. Đối với những vỏ máy có kích thước lớn thường dùng vỏ gang, tiện lợi

khi gia công, giảm được chấn động, tăng được tính ổn định của vỏ máy.

+ Lõi thép stato

Lõi thép stato được cấu tạo bởi những lá tơn silic dày khoảng 0,35÷0,5mm

xếp chồng lên nhau. Đầu tiên dùng cách dập nguội những lá tôn silic đó. Sau đó,

xếp các tấm đó lại với nhau rồi dùng đinh rivê tán ép chặt lại; cũng có thể dùng

biện pháp hàn hồ quang khí Ác-gơng Arg để cố định các lá tơn silic vào nhau hoặc

còn có cách ép dập trực tiếp các lá tôn silic chặt trong vỏ hợp kim nhôm (Dura).

+ Cuộn dây stato

Thông thường có hai bối dây, một bối dây chính gọi là cuộn dây làm việc và

một bối dây phụ, còn gọi là cuộn dây khởi động, chúng được đặt lệch nhau trong

khơng gian một góc 90º. Như động cơ điện trong máy giặt quần áo, u cầu về

đường kính, số vòng dây và cuộn dây của hai cuộn dây chính và phụ hoàn toàn như

nhau để khi động cơ điện quay thuận và quay ngược thì hai cuộn dây này đổi cho

nhau. Khi quay thuận (theo chiều kim đồng hồ) thì cuộn dây chính làm việc, cuộn

dây phụ khởi động, khi quay ngược, cuộn dây chính biến thành cuộn dây phụ và

cuộn dây phụ biến thành cuộn dây chính.

Thơng thường đối với động cơ điện một pha, số vòng của dây êmay các cuộn

dây chính và phụ khơng giống nhau, đường kính của cuộn dây phụ thường nhỏ hơn.

+ Nắp máy

Vật liệu dùng làm nắp máy và vỏ máy giống nhau, yêu cầu dung sai lắp ghép

của nắp máy phải chính xác, độ đồng tâm cao phải phù hợp với yêu cầu, ngoài ra,

phải cứng vững (độ chắc chắn) bảo đảm cho rôto hoạt động.



Trang 7



Gvhd:Đỗ Công Thắng

Svth: Nguyễn Văn Hiếu

Trần Văn Dũng



Khe hở (giữa rôto và stato) của động cơ điện khơng đồng bộ một pha là

0,2÷0,3mm. Khi lắp ráp và sửa chữa nếu khơng chính xác hoặc khi tháp lắp bị va

đập vào nắp máy làm cho biến dạng đều sẽ ảnh hưởng tới mức độ của khe hở. Từ

đó, dẫn tới làm cho rơto và stato khi làm việc sẽ cọ sát vào nhau.



+ Lõi thép rôto

Lõi thép rôto cũng được chế tạo bằng cách ép chồng những lá tôn silic mà

thành, khác với lõi thép stato là ở chỗ các rãnh được dập nghiêng để giảm thiểu sự

chấn động và tiếng ồn; đối với rãnh kín yêu cầu cách điện của các lá tôn silic không

cao lắm, có thể khơng cần phải qt lớp sơn cách điện.

+ Trục quay

Yêu cầu kỹ thuật đối với trục quay phải đảm bảo các kích thước, hình dáng

nhất định, lại còn phải đảm bảo độ cứng bề mặt, nếu không trong khi làm việc trục

quay sinh ra độ cong quá lớn làm cho khe hở khơng đều, thậm chí còn sinh ra sự cố

(cọ sát). Thông thường trục quay được chế tạo bằng thép cacbon số 45, thép cacbon

số 65 hoặc các loại thép đặc biệt khác.

1.1.3. Nguyên lý hoạt động của động cơ

Phụ thuộc vào cấu tạo của mỗi loại động cơ điện mà chúng có nguyên lý hoạt

động khác nhau. Đối với động cơ điện xoay chiều cũng có cấu tạo và nguyên lý

hoạt động rõ rang. Về phần cấu tạo, động cơ điện xoay chiều gồm có hai phần

chính: stator và rotor. Stato gồm các cuộn dây của ba pha điện quấn trên các lõi sắt

bố trí trên một vành tròn để tạo ra từ trường quay. Rơto hình trụ có tác dụng như

một cuộn dây quấn trên lõi thép. Khi mắc động cơ vào mạng điện xoay chiều, từ

trường quay do stato gây ra làm cho rôto quay trên trục. Chuyển động quay của

rôto được trục máy truyền ra ngoài và được sử dụng để vận hành các máy công cụ

hoặc các cơ cấu chuyển động khác.

Trang 8



Gvhd:Đỗ Công Thắng

Svth: Nguyễn Văn Hiếu

Trần Văn Dũng



1.1.4. Thông số động cơ













Uđm = 220V

f=50Hz

Cos φ =0.96

Iđm = 1.6-3,1 A

Pđm =0.3 kw



1.2. Các phương pháp điều chỉnh tốc độ quay động cơ

1.2.1. Nguyên lý điều khiển động cơ xoay chiều một pha

Trước đây điều khiển tốc độ động cơ bằng điều khiển điện áp xoay chiều đưa

vào động cơ, người ta thường sử dụng hai cách phổ biến là mắc nối tiếp với tải một

điện trở hay một điện kháng mà ta coi là Zf hoặc là điều khiển điện áp bằng biến

áp như là survolter hay các ổn áp.Hai cách trên đây đều có nhược điểm là kích

thước lớn và khó điều khiển liên tục khi dòng điện lớn.Ngày nay với việc ứng dụng

Tiristor và Triac vào điều khiển, người ta có thể điều khiển động cơ một pha bằng

bán dẫn



Hình 1.5: Ngun lí điều khiển động cơ



Trang 9



Gvhd:Đỗ Cơng Thắng

Svth: Nguyễn Văn Hiếu

Trần Văn Dũng



1.2.2. Một số mạch điều khiển động cơ xoay chiều một pha

- Để điều khiển tốc độ động cơ một pha người ta có thể sử dụng các phương pháp

sau:













Thay đổi số vòng dây của Stator.

Mắc nối tiếp với động cơ một điện trở hay cuộn dây điện cảm.

thay đổi số đôi cực của động cơ

thay đổi tần số nguồn điện cấp cho động cơ

Điều khiển điện áp đưa vào động cơ



Zf

U1



TBB§

U2 i



a



Z



U1



i



Z U2



U1



i



Z



U2



C



b



Hình 1.6: Các phương án điều áp một pha

Hình 1.6 giới thiệu một số mạch điều áp xoay chiều một pha. Hình 1.6a là

điều áp xoay chiều điều khiển bằng cách mắc nối tiếp với tải một điện kháng hay

điện trở phụ (tổng trở phụ) biến thiên. Sơ đồ mạch điều chỉnh này đơn giản dễ thực

hiện. Tuy nhiên, mạch điều chỉnh kinh điển này hiện nay ít được dùng, do hiệu suất

thấp (nếu Zf là điện trở) hay cos thấp (nếu Zf là điện cảm).

Người ta có thể dùng biến áp tự ngẫu để điều chỉnh điện áp xoay chiều U2

như trên hình 1.6b. Điều chỉnh bằng biến áp tự ngẫu có ưu điểm là có thể điều

chỉnh điện áp U2 từ 0 đến trị số bất kì, lớn hay nhỏ hơn điện áp vào. Nếu cần điện

áp ra có điều chỉnh, mà vùng điều chỉnh có thể lớn hơn điện áp vào, thì phương án

phải dùng biến áp là tất yếu. Tuy nhiên, khi dòng tải lớn, sử dụng biến áp tự ngẫu

để điều chỉnh, khó đạt được yêu cầu như mong muốn, đặc biệt là không điều chỉnh



Trang 10



Gvhd:Đỗ Công Thắng

Svth: Nguyễn Văn Hiếu

Trần Văn Dũng



liên tục được, do chổi than khó chế tạo để có thể chỉ tiếp xúc trên một vòng dây của

biến áp.

Hai giải pháp điều áp xoay chiều trên hình 1.6a,b có chung ưu điểm là điện

áp hình sin, đơn giản. Có chung nhược điểm là qn tính điều chỉnh chậm và khơng

điều chỉnh liên tục khi dòng tải lớn. Sử dụng sơ đồ bán dẫn để điều chỉnh xoay

chiều, có thể khắc phục được những nhược điểm vừa nêu.

Các sơ đồ điều áp xoay chiều bằng bán dẫn trên hình 1.6c được sử dụng phổ

biến. Lựa chọn sơ đồ nào trong các sơ đồ trên tuỳ thuộc dòng điện, điện áp tải và

khả năng cung cấp các linh kiện bán dẫn. Có một số gợi ý khi lựa chọn các sơ đồ

hình 1.7 như sau:



Hình 1.7: Sơ đồ điều áp xoay chiều một pha bằng bán dẫn

a)

b)

c)

d)



Bằng hai tiristor song song ngược

Bằng triac

Bằng một tiristor một diode

Bằng bốn diode một tiristor

Sơ đồ kinh điển hình 1.7.a thường được sử dụng nhiều hơn, do có thể điều



khiển được với mọi công suất tải. Hiện nay Tiristor được chế tạo có dòng điện đến

7000A, thì việc điều khiển xoay chiều đến hàng chục nghìn ampe theo sơ đồ này là

hồn tồn đáp ứng được

Trang 11



Gvhd:Đỗ Cơng Thắng

Svth: Nguyễn Văn Hiếu

Trần Văn Dũng



Tuy nhiên, việc điều khiển hai tiristor song song ngược đơi khi có chất lượng

điều khiển không tốt lắm, đặc biệt là khi cần điều khiển đối xứng điện áp, nhất là

khi cung cấp cho tải đòi hỏi thành phần điện áp đối xứng (chẳng hạn như biến áp

hay động cơ xoay chiều). Khả năng mất đối xứng điện áp tải khi điều khiển là do

linh kiện mạch điều khiển tiristor gây nên sai số. Điện áp tải thu được gây mất đối

xứng như so sánh trên hình 1.7a

Điện áp và dòng điện khơng đối xứng như hình 1.7a cung cấp cho tải, sẽ làm

cho tải có thành phần dòng điện một chiều, các cuộn dây bị bão hồ, phát nóng và

bị cháy. Vì vậy việc định kì kiểm tra, hiệu chỉnh lại mạch là việc nên thường xuyên

làm đối với sơ đồ mạch này. Tuy vậy, đối với dòng điện tải lớn thì đây là sơ đồ tối

ưu hơn cả cho việc lựa chọn.



Hình 1.8: Hình dạng đường cong điện áp điều khiển

a) Mong muốn

b) Không mong muốn

Để khắc phục nhược điểm vừa nêu về việc ghép hai tiristor song song ngược,

triac ra đời và có thể mắc theo sơ đồ hình 1.7b. Sơ đồ này có ưu điểm là các đường

cong điện áp ra gần như mong muốn như hình 1.6.a, nó còn có ưu điểm hơn khi lắp

ráp. Sơ đồ mạch này hiện nay được sử dụng khá phổ biến trong công nghiệp. Tuy

nhiên triac hiện nay được chế tạo với dòng điện không lớn (I < 400A), nên với

Trang 12



Gvhd:Đỗ Công Thắng

Svth: Nguyễn Văn Hiếu

Trần Văn Dũng



những dòng điện tải lớn cần phải ghép song song các triac, lúc đó sẽ phức tạp hơn

về lắp ráp và khó điều khiển song song. Những tải có dòng điện trên 400A thì sơ đồ

hình 1.7b ít dùng.

Sơ đồ hình 1.7c có hai tiristor và hai điốt có thể được dùng chỉ để nối các cực

điều khiển đơn giản, sơ đồ này có thể được dùng khi điện áp nguồn cấp lớn (cần

phân bổ điện áp trên các van, đơn thuần như việc mắc nối tiếp các van).

Sơ đồ hình 1.7d trước đây thường được dùng, khi cần điều khiển đối xứng

điện áp trên tải, vì ở đây chỉ có một tiristor một mạch điều khiển nên việc điều

khiển đối xứng điện áp dễ dàng hơn. Số lượng tiristor ít hơn, có thể sẽ có ưu điểm

hơn khi van điều khiển còn hiếm. Tuy nhiên, việc điều khiển theo sơ đồ này dẫn

đến tổn hao trên các van bán dẫn lớn, làm hiệu suất của hệ thống điều khiển thấp.

Ngoài ra, tổn hao năng lượng nhiệt lớn làm cho hệ thống làm mát khó khăn hơn.



Chương II: GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ

ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG MẠCH



2.1. Điện trở

Trang 13



Gvhd:Đỗ Công Thắng

Svth: Nguyễn Văn Hiếu

Trần Văn Dũng



2.1.1. Khái niệm

- Điện trở là một linh kiện điện tử thụ động có chức năng cản trở dòng điện . Trong

mạch điện có ký hiệu :



Hình 2.1: ký hiệu điện trở trong mạch điện



2.1.2. Phân loại.

a) Điện trở có giá trị xác định

- Điện trở than ép (cacbon film): Điện trở than ép có dải giá trị tương đối rộng

(1Ω đến 100MΩ), công suất danh định 1/8W – 2W, phần lớn có cơng suất là 1/4W

hoặc 1/2W. Ưu điển nổi bật của điện trở than ép đó chính là có tính thuần trở nên

được sử dụng nhiều trong phạm vi tần số thấp.

- Điện trở dây quấn : được chế tạo bằng cách quấn một đoạn dây không phải

là chất dẫn điện tốt (Nichrome) quanh một lõi hình trụ. Trở kháng phụ thuộc vào

vật liệu dây dẫn, đường kính và độ dài của dây dẫn. Điện trở dây quấn có giá trị

nhỏ, độ chính xác cao và có cơng suất nhiệt lớn. Tuy nhiên nhược điểm của điện trở

dây quấn là nó có tính chất điện cảm nên không được sử dụng trong các mạch cao

tần mà được ứng dụng nhiều trong các mạch âm tần.

Trang 14



Gvhd:Đỗ Công Thắng

Svth: Nguyễn Văn Hiếu

Trần Văn Dũng



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Chương 1 : TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×