Bài giảng Truyền động điện tự động - Chương 2: Đặc tính cơ của động cơ điện - Phạm Khánh Tùng

KHÁI NIỆM CHUNG

+ Trong phân tích các hệ truyền động, thường biết trước đặc tính

cơ M

c(ω) của máy sản xuất.

+ Đạt được trạng thái làm việc với những thông số yêu cầu tốc độ,

mômen, dòng điện động cơ . cần phải tạo ra những đặc tính cơ

nhân tạo của động cơ tương ứng.

+ Mỗi động cơ có một đặc tính cơ tự nhiên xác định bởi các số liệu

định mức và được sử dụng như loạt số liệu cho trước.

+ Những đặc tính cơ nhân tạo có được do biến đổi thông số của

nguồn, của mạch điện động cơ, hoặc do thay đổi cách nối dây của

mạch, hoặc do dùng thêm thiết bị biến đổi.

+ Bất kỳ thông số nào có ảnh hưởng đến hình dáng và vị trí của

đặc tính cơ, đều được coi là thông số điều khiển động cơ, và

tương ứng là một phương pháp tạo đặc tính cơ nhân tạo hay đặc

tính điều chỉnh.

+ Phương trình đặc tính cơ của động cơ điện có thể viết theo dạng

thuận M = f(ω) hay dạng ngược ω = f(M).

Bài giảng Truyền động điện tự động - Chương 2: Đặc tính cơ của động cơ điện - Phạm Khánh Tùng trang 1

Trang 1

Bài giảng Truyền động điện tự động - Chương 2: Đặc tính cơ của động cơ điện - Phạm Khánh Tùng trang 2

Trang 2

Bài giảng Truyền động điện tự động - Chương 2: Đặc tính cơ của động cơ điện - Phạm Khánh Tùng trang 3

Trang 3

Bài giảng Truyền động điện tự động - Chương 2: Đặc tính cơ của động cơ điện - Phạm Khánh Tùng trang 4

Trang 4

Bài giảng Truyền động điện tự động - Chương 2: Đặc tính cơ của động cơ điện - Phạm Khánh Tùng trang 5

Trang 5

Bài giảng Truyền động điện tự động - Chương 2: Đặc tính cơ của động cơ điện - Phạm Khánh Tùng trang 6

Trang 6

Bài giảng Truyền động điện tự động - Chương 2: Đặc tính cơ của động cơ điện - Phạm Khánh Tùng trang 7

Trang 7

Bài giảng Truyền động điện tự động - Chương 2: Đặc tính cơ của động cơ điện - Phạm Khánh Tùng trang 8

Trang 8

Bài giảng Truyền động điện tự động - Chương 2: Đặc tính cơ của động cơ điện - Phạm Khánh Tùng trang 9

Trang 9

Bài giảng Truyền động điện tự động - Chương 2: Đặc tính cơ của động cơ điện - Phạm Khánh Tùng trang 10

Trang 10

Tải về để xem bản đầy đủ

pdf 161 trang duykhanh 9000
Bạn đang xem 10 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Truyền động điện tự động - Chương 2: Đặc tính cơ của động cơ điện - Phạm Khánh Tùng", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Bài giảng Truyền động điện tự động - Chương 2: Đặc tính cơ của động cơ điện - Phạm Khánh Tùng

Bài giảng Truyền động điện tự động - Chương 2: Đặc tính cơ của động cơ điện - Phạm Khánh Tùng
 đôi cực 
 + Khi động cơ truyền động cho tải có dạng thế năng lúc hạ tải 
 với |ω| > |-ω0| bằng cách đảo 2 trong 3 pha stato của động cơ. 
 CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
Hãm tái sinh khi MSX trở thành nguồn động lực 
Trong quá trình làm việc, khi máy sản xuất 
(MSX) trở thành nguồn động lực quay rôto 
động cơ với tốc độ ω > ω0, động cơ trở thành 
máy phát phát năng lượng trả lại nguồn 
 CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
Phương trình đặc tính cơ trong trường 
hợp này: 
 2M
 M th
 s s
 th
 sth s
 ' 2
 R 2 3U1f
Với: sth ; Mth 
 Xnm 20Xnm
 '
  0;I2 Ihts 0;M Mhts 0
 CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
Hãm tái sinh khi giảm tốc độ bằng cách tăng số đôi cực 
 Động cơ đang làm việc ở điểm A, với p1, nếu ta tăng số đôi cực 
 lên p2 > p1 thì động cơ sẽ chuyển sang đặc tính có ω2 và làm việc 
 với tốc độ ω > ω, trở thành máy phát 
CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
Phương trình đặc tính cơ trong trường hợp này 
 2M
 M th
 s s
 th
 sth s
 ' 2
 R 2 3U1f
 Với: sth ; Mth 
 Xnm2 202Xnm2
 60.f1
 02 
 p2
 '
  02;I2 Ihts 0;M Mhts 0 đoạn Bω02 
 CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
Hãm tái sinh khi đảo chiều từ trường stato động cơ 
 Động cơ đang làm việc ở chế độ động cơ (điểm A), nếu ta đảo chiều 
 từ trường stato, với phụ tải thế năng, động cơ sẽ đảo chiều quay và 
 làm việc ở chế độ máy phát (hãm tái sinh, điểm D). Như vậy khi hạ 
 hàng ta có thể cho động cơ làm việc ở chế độ máy phát, đồng thời 
 tạo ra mômen hãm để cho động cơ hạ hàng với tốc độ ổn định ωD. 
 CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
Phương trình đặc tính cơ trong trường hợp này thay ω0 bằng -ω0: 
 2M
 M th
 s s
 th
 sth s
 ' 2
 R 2 3U1f
 Với: sth ; Mth 
 Xnm 2( 0 )Xnm
  0
 (điểm D, hạ tải ở chế độ HTS) 
 CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
b. Hãm ngược 
 Hãm ngược bằng cách đưa điện trở phụ 
 lớn vào mạch rôto 
 Động cơ đang làm việc ở điểm A, đóng 
 thêm điện trở hãm lớn (Rhn> = R2f) vào 
 mạch rôto, mômen động cơ giảm (M < Mc) 
 nên động cơ bị giảm tốc độ 
 Động cơ sẽ chuyển sang điểm B, rồi C và nếu tải là thế năng thì 
 động cơ sẽ làm việc ổn định ở điểm D (ωD = ωôđ ngược chiều với 
 tốc độ tại điểm A) trên đặc tính cơ có thêm điện trở hãm Rhn>, và 
 đoạn CD là đoạn hãm ng-ợc, động cơ làm việc như một máy phát 
 nối tiếp với lưới điện. Động cơ vừa tiêu thụ điện từ lưới vừa sử 
 dụng năng lượng thừa từ tải để tạo ra mômen hãm. 
CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
 Đặc tính tốc độ và mô men khi hãm ngược 
 ' '
 R2 R2f
 sth 
 Xnm
 2
 3U1f
 Mth 
 20Xnm
CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
Hãm ngược bằng cách đảo chiều từ 
trường stato 
Động cơ đang làm việc ở điểm A, ta 
đổi chiều từ trường stato. 
Khi đảo chiều, dòng đảo chiều lớn nên 
phải thêm điện trở phụ vào để hạn chế 
không quá dòng cho phép Iđch = Icp, 
nên động cơ sẽ chuyển sang điểm B, 
C và sẽ làm việc xác lập ở D. 
Đoạn BC là đoạn hãm ngược. 
CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
 Dòng hãm và mômen hãm của động cơ. 
 ' '
 R2 R2f
 sth 
 Xnm
 2
 3U1f
 Mth 
 2( 0 )Xnm
  
 s 0 1
 0
CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
 c. Hãm động năng 
 Hãm động năng kích từ độc lập 
 Động cơ đang làm việc với lưới điện 
 (điểm A), khi cắt stato động cơ khỏi 
 lưới điện và đóng vào nguồn một 
 chiều (U1c) độc lập. 
 Do động năng tích lũy trong động cơ, 
 cho nên động cơ vẫn quay và nó làm 
 việc như một máy phát cực ẩn có tốc 
 độ và tần số thay đổi, và phụ tải của 
 nó là điện trở mạch rôto. 
CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
 Khi cắt stato khỏi nguồn xoay chiều rồi đóng 
 vào nguồn một chiều thì dòng một chiều này 
 sẽ sinh ra một từ trường đứng yên Φ so với 
 stato. 
 Rôto động cơ do quán tính vẫn quay theo 
 chiều cũ nên các thanh dẫn rôto sẽ cắt từ 
 trường đứng yên, do đó xuất hiện trong 
 chúng một sức điện động e2. 
 Vì rôto ngắn mạch nên e2 lại sinh ra i2 cùng chiều. Chiều của e2 
 và i2 xác định theo qui tắc bàn tay phải. Tương tác giữa dòng i2 
 và Φ tạo nên lực điện từ F có chiều xác định theo qui tắc bàn tay 
 trái 
CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
 Lực F sinh ra mômen hãm Mh có chiều ngược 
 với chiều quay của rôto ω làm cho rôto quay 
 chậm lại → sđđ e2 giảm dần. 
 Để thành lập phương trình đặc tính cơ của 
 động cơ khi hãm động năng ta thay thế một 
 cách đẳng trị chế độ máy phát đồng bộ có tần 
 số thay đổi bằng chế độ động cơ không đồng 
 bộ. 
 Nghĩa là cuộn dây stato thực tế đấu vào nguồn 
 một chiều nhưng ta coi như đấu vào nguồn 
 xoay chiều. 
CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
Điều kiện đẳng trị: sức từ động do dòng điện một chiều (Fmc) và 
dòng điện xoay chiều đẳng trị (F1) sinh ra như nhau: 
 Fmc F1
Sức từ động xoay chiều do dòng đẳng trị (I1) sinh ra: 
 3
 F 2.w .I
 1 2 1 1
 Stđ Fmc do dòng một chiều thực tế sinh ra phụ thuộc vào cách đấu 
 dây của mạch stato khi hãm và biểu diễn tổng quát: 
 Fmc a.w1.Imc
CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
 Ghép nối hai biểu thức stđ một chiều và xoay chiều 
 3 a.I
 F 2.w .I a.w .I F I mc A.I
 1 1 1 1 mc mc 1 3 mc
 2 2
 2
 2
 A a
 3
 Trong đó: a, A là các hệ số phụ thuộc sơ đồ nối mạch stato 
 khi hãm động năng 
CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
 o
 Fmc 2.Imc w1 cos30 3.Imc w1
 Fmc a.w1.Imc
 2 2 2
 a 3 A a 3 
 3 3 3
 3 2
 a A 
 2 2
CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
 2
 a 1 A 
 3
 3 1
 a A 
 2 2 3
CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
 Dựa vào sơ đồ thay thế một pha của động cơ trong chế độ hãm 
 động năng để xây dựng đặc tính cơ 
 Chế độ động cơ: điện áp đặt vào stato không đổi (nguồn áp), 
 dòng từ hóa Iμ từ thông Φ không đổi, còn dòng điện stato I1 và 
 rôto I2 biến đổi theo tốc độ trượt s. 
 Chế độ hãm động năng kích từ độc lập: Dòng một chiều Imc 
 không đổi → dòng xoay chiều đẳng trị cũng không đổi → nguồn 
 cấp cho stato là nguồn dòng. 
 Mặt khác, vì tổng trở mạch rôto khi hãm phụ thuộc vào tốc độ 
 nên dòng rôto I2 và dòng từ hóa Iμ đều thay đổi, vậy nên từ thông 
 Φ ở stato thay đổi theo tốc độ. 
CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
Sơ đồ thay thế khi hãm động năng 
Trong chế độ động cơ, động 
năng rôto (công suất cơ) tính 
theo tốc độ trượt s (TT quay) 
Trạng thái hãm động năng 
rôto được tính theo tốc độ 
tương đối (TT đứng yên). 
 
 * 
 0
 Từ sơ đồ thay thế, ta có đồ thị vectơ 
 dòng điện 
CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
Từ sơ đồ thay thế ta có: 
 ' ' *
 ' E2 E2
 I2 
 ' 2 '2 ' * 2
 R R 2 (X2 )
 2 X'2
 * 2
  
 *
 ' XI ' ' '
 I với R R R
 2 '2 ' * 2 2 2 2f
 R2 (X2 )
CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
Theo đồ thị vectơ ta có: 
 2 ' 2 ' 2
 I1 (I I2 sin 2) (I2 cos 2)
 2 2 '2 '
 I1 I I2 2II2 sin 2
 X *
 với sin 2
 2 '2 ' * 2
 R2 (X2 )
CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
Thay I2’ và sinφ2 vào biểu thức I1: 
 2 2 *2 2 2 ' *2
 2 2 IX 2IXX2
 I1 I '2 ' * 2 '2 ' * 2
 R2 (X2 ) R2 (X2 )
 2
 I 
 1 1
 I 
 *  
  2
 I 
 (X' X )2 1 X'2
 2  2
 I 
CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
 X I *
Dòng điện rôto: I'  
 2 '2 ' 2 *2
 R2 (X2 X ) 
 '
 '2 R 2
 3.I2 *
Mô men động cơ: M 
 0
 '2 ' *
 3.I2 R2
 M '2 ' 2 *2
 0[R2 (X2 X )  ]
CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
Đường cong M = f(ω*) cũng được khảo sát tương tự như với đường 
cong đặc tính cơ của động cơ và cho ta những kết quả: 
 R' 3.I2X2
 * 2 1 
 th ' Mth '
 X X2 20 (X X2 )
 2.Mth
 M * *
  th
 * *
 th 
 Khi thay đổi R’2f → R’2Σ thay đổi → ω*th thay đổi và Mth = const 
 Khi thay đổi dòng điện xoay chiều đẳng trị I1, nghĩa là thay đổi dòng 
 điện một chiều Imc → Mth thay đổi và ω*th = const. 
 CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
Các đường đặc tính hãm động năng: 
 Đường (1) và (2) có cùng điện trở R’2Σ(1) = R’2Σ(2), nhưng có mô men 
 Mth1 < Mth2 nên dòng điện một chiều tương ứng Imc1 < Imc2. 
 Đường (2) và (3) thì có cùng dòng điện một chiều nhưng điện trở 
 R’2Σ(2) < R’2Σ(3). Nên ω*th1 < ω*th2 
 Khi thay đổi điện trở phụ mạch rôto hoặc dòng điện một chiều stato 
 động cơ khi hãm động năng thì sẽ thay đổi đặc tính tính cơ. 
CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
Hãm động năng tự kích từ 
Ở chế độ động cơ (tiếp K kín, tiếp điểm 
H hở), khi cho K hở, H kín lại, động cơ 
sẽ chuyển sang chế độ hãm động năng 
tự kích từ. Khi đó, dòng điện Imc không 
phải từ nguồn bên ngoài, mà sử dụng 
ngay năng lượng của động cơ thông 
qua bộ chỉnh lưu ở mạch rôto hoặc bộ 
tụ điện ở mạch stato 
CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
 Ví dụ 2-6: 
 Hãy lựa chọn đặc tính cơ hãm động năng và xác định các thông số 
 mạch hãm, gồm dòng điện một chiều Imc cấp vào cuộn dây stato và 
 điện trở phụ Rh nối vào mạch rôto của động cơ không đồng bộ rôto 
 dây quấn sao cho mômen hãm cực đại đạt được Mh.max = 2,5Mđm và 
 hiệu quả hãm cao. Số liệu cho trước: Động cơ 11KW; 220V; n = 953 
 vg/ph, λ = Mth/Mđm = 3,1; cosφđm = 0,71; cosφo (không tải) = 0,24; I1đm 
 = 28,4A; I1.0 (không tải) = 19,2A; R1 = 0,415Ω; X1 = 0,465Ω; E2nm(điện 
 áp dây) = 200V; I2đm = 35,4A; r2 = 0,132Ω; X2 = 0,27Ω; và Ke = 1,84. 
 Giải: 
 Trước hết, xác định thêm các thông số của động cơ: 
CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
Tốc độ góc định mức: 
 n 953
  đm 99,8(rad/s)
 đm 9,55 9,55
Tốc độ góc từ trường quay: 
 1000
  104,7(rad/s)
 0 9,55
Mô men định mức: 
 Pđm1000 11.1000
 Mđm 110,2(N.m)
 đm 99,8
Tốc độ trượt định mức: 
 0 đm 104,7 99,8
 sđm 0,05
 0 104,7
CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
Điện kháng mạch từ hóa Xμ được xác định theo s.đ.đ. và dòng điện 
không tải của stato (coi dòng không tải bằng dòng từ hóa): 
 E1.0 KeE2nm.f 1,84.200
 X 11,05()
 I1.0 I1.0 3.19,2
Điện kháng rôto qui đổi về stato: 
 ' 2 2
 X2 Ke.X2 1,84 0,27 0,92()
 Theo yêu cầu của đề bài ta có thể chọn đặc tính hãm động năng 
 có mômen tới hạn: 
 Mth.đn Mh.max 2,5Mđm
CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
Tốc độ tới hạn ω*th có thể chọn bằng tốc độ hãm ban đầu: 
 * *
 th bđ đm /0
 Khi đó ta có đặc tính 
 hãm là đường 2. 
 Rõ ràng đặc tính này có 
 hiệu quả hãm thấp vì 
 mômen giảm gần như 
 tuyến tính từ tốc độ ban 
 đầu ωbđ = ωđm cho đến 
 ω = 0. 
 CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
Để cho việc hãm có hiệu quả 
cao, cần tạo ra một đặc tính 
cơ đảm bảo bao một diện tích 
lớn nhất giữa nó với trục tung 
của đồ thị (vùng gạch sọc). 
Khi đó mômen hãm trung bình 
trong toàn bộ quá trình hãm 
sẽ là lớn nhất. 
Việc tính toán cho thấy đặc 
tính cơ dạng này có tốc độ tới 
 *
hạn: th.tu 0,407
Vậy đặc tính cơ hãm động năng được chọn là đường (1) 
CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
Từ biểu thức của mômen tới hạn hãm động năng ta rút ra biểu thức 
tính dòng điện xoay chiều đẳng trị I1: 
 '
 Mth.đn.20 (X X2 )
 I1 2
 3X
 2,5.110,2.104,7(11,05 0,992)
 I 43,4(A)
 1 3.11,052
Qua hệ số tỷ lệ A của sơ đồ nối dây stato vào nguồn điện một 
chiều khi hãm (ví dụ chọn sơ đồ 1), ta có: A 2 / 3 0,815
Ta xác định được dòng điện một chiều cần thiết: 
 Imc I1 /A 43,4/0,815 53(A)
CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
Giá trị điện trở trong mạch rôto khi hãm: 
 ' * '
 R2.t th(X X2) 0,407(11,05 0,92) 4,87()
Tương ứng với giá trị trước khi qui đổi: 
 ' 2 2
 R2t R2.t / ke 4,87/1,84 1,44()
Vậy điện trở phụ cần nối vào mạch rôto 
 R2h R2t r2 1,44 0,132 1,308()
 CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
2.3.5. Các đặc tính cơ khi đảo chiều 
 Giả sử động cơ đang làm việc ở 
 điểm A theo chiều thuận trên đặc 
 tính cơ tự nhiên thuận với tải Mc: 
 2.M (1 a.s )
 M th th
 s sth
 2a.sth
 sth s
CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
Để đảo chiều động cơ, có thể đảo chiều từ 
trường stato (±ωo), hay đảo thứ tự pha điện 
áp (u1) động cơ (thường đảo 2 trong 3 pha 
stato). 
Khi đảo chiều, dòng đảo chiều rất lớn nên 
phải cho thêm điện trở phụ vào mạch rôto 
để hạn chế Iđc.h = Icp. 
Khi động cơ làm việc ở chiều ngược thì Mth 
sẽ đảo dấu và sth > 1. 
Động cơ quay ngược chiều tương ứng với điểm B trên đặc tính cơ tự 
nhiên bên ngược, hoặc trên đặc tính cơ nhân tạo ngược. 
 CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
2.4. ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ 
2.4.1. Đặc tính cơ 
 Khi đóng stato của động cơ đồng bộ 
 vào lưới điện xoay chiều có tần số f1 
 không đổi, động cơ sẽ làm việc với tốc 
 độ đồng bộ không phụ thuộc vào tải: 
 2 .f
  1
 0 p
CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
Như vậy đặc tính cơ của động cơ ĐĐB 
này trong phạm vi mômen cho phép 
M =< Mmax là đường thẳng song song 
với trục hoành, với độ cứng β = ∞ . 
Tuy nhiên khi mômen vượt quá trị số 
cực đại cho phép M > Mmax thì tốc độ 
động cơ sẽ lệch khỏi tốc độ đồng bộ. 
CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
2.4.2. Đặc tính góc của động cơ 
 Trong nghiên cứu tính toán hệ truyền động dùng động cơ ĐB, 
 người ta sử dụng một đặc tính quan trọng là đặc tính góc. 
 Đặc tính góc của động cơ đồng bộ quan hệ giữa giữa mômen của 
 động cơ với góc lệch vectơ điện áp pha của lưới U1 và vectơ sức 
 điện động cảm ứng E trong dây quấn stato do từ trường một 
 chiều của rôto sinh ra: M = f(θ) 
 Đặc tính này được xây dựng bằng cách sử dụng đồ thị vectơ của 
 mạch stato với giả thiết bỏ qua điện trở tác dụng của cuộn dây 
 stato (r1 ≈ 0). 
CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
U1 - điện áp pha của lưới (V) 
E - sức điện động pha stato (V) 
I - dòng điện stato (A) 
θ - góc lệch giữa U1 và E 
φ - góc lệch giữa vectơ điện áp U1 và 
dòng điện I. 
Xs = Xμ + X1 - điện kháng pha của 
stato là tổng của điện kháng mạch từ 
hóa Xμ và điện kháng cuộn dây 1 pha 
của stato X1 (Ω) 
CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
Từ đồ thị vectơ 
 U1 cos Ecos( )
Từ tam giác ABC 
 CB U sin 
 cos( ) 1
 CA I.Xs
 U1 sin 
 U1 cos E
 I.Xs
 U1 sin 
 U1Icos E
 Xs
CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
 Công suất 3 pha của động cơ: 
 E.U
 P 3 1 sin 
 Xs
 Mômen của động cơ: 
 P 3E.U
 M 1 sin 
 0 0Xs
 Phương trình mô men chính là phương trình đặc tính góc của 
 động cơ ĐB. Theo đó ta có đặc tính góc là đường cong hình sin 
CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
 3E.U
Khi θ = π/2 ta có biên độ cực đại: 1
 Mm 
 0Xs
Phương trình mô men có dạng gọn: M Mm sin 
Mô men Mm đặc trưng cho khả năng quá tải của động cơ. Khi tải tăng 
góc lệch pha θ tăng, nếu tăng quá mức θ > π/2 → mômen giảm. 
Động cơ đồng bộ thường làm việc định mức ở trị số của góc lệch θ 
= 20o ÷ 25o 
Hệ số tải về mômen tương ứng sẽ là: 
 M
  m 2  2,5
 Mđm
CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 
 Những điều đã phân tích ở trên chỉ đúng với những động cơ đồng 
 bộ cực ẩn và mômen chỉ xuất hiện khi rôto có kích từ. 
 Còn đối với những động cơ đồng bộ cực lồi, do sự phân bố khe hở 
 không khí không đều giữa rôto và stato nên trong máy xuất hiện 
 mômen phản kháng phụ. Do đó đặc tính góc có biến dạng ít nhiều, 
 như đường nét đứt trên hình 
CHƯƠNG 2 : ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_truyen_dong_dien_tu_dong_chuong_2_dac_tinh_co_cua.pdf