bt truyền động điện

8/19/2019 BT truyền động điện

1/24

BỘ CÔNG THƢƠNG

TRƢỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KĨ THUẬT CÔNG NGHIỆP

********** ¥ *********

HỆ THỐNG BÀI TẬP

CƠ SỞ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

Đối tượ ng: Đại H ọc

Ngành đào tạo: Công ngh ệ kĩ thuật điện

S ố tín ch ỉ : 02

Gi ảng viên: Nguy ễ n Th ị Thành

Hà nội, năm 2013


2/24

CHƢƠNG 2 TRUYỀN ĐỘNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

I. CÂU HỎI ÔN TẬP1.

Chức năng và nhiệm vụ của hệ thống truyền động điện là gì?

2.

Có mấy loại máy sản xuất và cơ cấu công tác? 3. Hệ thống truyền động điện gồm các phần tử và các khâu nào? Lấy ví dụ minh

họa ở một máy sản xuất mà các anh(chị) đã biết? 4.

Momen cản hình thành từ đâu? Đơn vị đo lườ ng của nó? Công thức tính quy

đổi momen cản từ tr ục của động cơ công tác về tr ục động cơ? 5.

Momen quán tính là gì? Đơn vị đo lườ ng của nó? Công thức tính quy đổi

momen quán tính từ tốc độ ωi nào đó về tốc độ tr ục động cơ ω ? 6.

Thế nào là momen cản thế năng? Đặc điểm của nó thể hiện trên đồ thị theo tốc

độ? Lấy ví dụ một cơ cấu có momen cản thế năng? 7.

Thế nào là momen phản kháng? Lấy ví dụ một cơ cấu có momen phản kháng?

8. Định nghĩa đặc tính cơ của máy sản xuất? Phương trình tổng quát của nó vàgiải tích các đại lượng trong phương trình?

9.

Định nghĩa đặc tính cơ của động cơ điện? 10.

Định nghĩa độ cứng đặc tính cơ? Có thể xác định độ cứng đặc tính cơ theonhững cách nào?

11.

Phân biệt các tr ạng thái động cơ và các trạng thái hãm của động cơ điện bằng

những dấu hiệu nào? Lấy ví dụ thực tế về tr ạng thái hãm của động cơ trên một

cơ cấu mà anh (chị) đã biết? 12.

Chiều dòng năng lượ ng sẽ như thế nào khi động cơ làm việc ở tr ạng thái máy

phát? 13.

Điều kiện ổn định tĩnh là gì? Phân tích một điểm làm các lậ p ổn định tĩnh trêntọa độ [M, ω] và [Mc, ω]?

II. CÁC DẠNG BÀI TẬP

D ạng 1: Xây d ựng đường đặc tính cơ tự nhiên và đường đặc tính cơ

nhân t ạo c ủa động cơ một chi ều kích t ừ độc l ập.

Phƣơng pháp: Xây dựng đặc tính cơ tự nhiên

Một đườ ng thẳng được xác định qua 2 điểm. Do đó dựng đường đặc tính cơ tự

nhiên dựa vào 2 trong 3 điểm sau:1.

Điểm không tải [0, ω0]

2.

Điểm định mức [Mđm, ωđm] hoặc [Iđm, ωđm]

3.

Điểm ngắn mạch [Mnm, 0] hoặc [Inm, 0]


3/24

Xây dựng đƣờng đặc tính cơ nhân tạo

Khi thay đổi điện tr ở phụ trên mạch phần ứng thì tốc độ không tải lý tưởng (ω0)

không thay đổi. Do đó ta xác định được đường đặc tính cơ nhân tạo như sau:

1. Xác định điểm không tải lý tưởng [0, ω0].

2.

Xác điện điểm tương ứng vớ i tốc độ nhân tạo [Mđm, ωnt] Nối 2 điểm vừa xác định ta được đường đặc tính cơ nhân tạo.

Bài 1:

Xây dựng đƣờng đặc tính cơ tự nhiên và đƣờng đặc tính cơ nhân tạo của

động cơ điện một chiều kích từ độc lập có các số liệu sau:

Động cơ làm việc dài hạn, công suất định mức 6,6KW. Điện áp định mứ c

220V, tốc độ định mức 2200 vòng/ph. Điện trở mạch phần ứ ng gồm: điện trở cuộndây phần ứ ng và cự c từ phụ (R ƣ ) 0,26Ω. Điện trở đƣa vào mạch phần ứ ng R ƣf =

1,26Ω.

Giải

a)

Xây dựng đặc tính cơ tự nhiên

Điểm đị nh m ứ c: [M đm , ωđm ] -

Tốc độ định mức:2200

230, 36( / )9,55 9,55

dmdm

nrad s

- Momen định mức:

.1000 6,6.1000 28, 65( )230,36

dmdm

dm

P M Nm

Như vậy ta xác định được điểm định mức: [28,65; 230,36]

Điể m không t ải : [0, ω0 ]

Từ phương trình đặc tính cơ tự nhiên ta tính đượ c từ thông định mức của động cơ: .

dm dm udm

dm

U I Rk

Thay số: 0,91(W )dmk b

Suy ra tốc độ không tải lý tưở ng: 0 241, 7( / )dm

dm

U rad sk

Như vậy ta xác định được điểm không tải: [0; 241,7]

Điể m ng ắn m ạch: [M nm , 0]

Dòng điện ngắn mạch:220

846( )0,26

dmnm

u

U I A

R


4/24

Suy ra momen ngắn mạch:

. 770( )nm nm dm M I k Nm

Như vậy ta xác định được điểm ngắn mạch: [770; 0]

Từ 2 trong 3 điểm xác định trên ta có thể dựng được đặc tính cơ như hình sau:

ω

M(I)MnmMđm

ω0

ωđm

ω

M(I)

TN

28,6

241,7

230,3

Hình 1: Đường đặc tính cơ tự nhiên

Chú ý: Thông thườ ng lấy 2 điểm: điểm không tải và điểm định mức để xác định

đường đặc tính cơ tự nhiên. Còn điểm ngắn mạch, do giá tr ị lớ n nên phải kéo dài

đường đặc tính nên ít tìm điểm này.

Đánh giá đường đặc tính cơ: -

Độ sụt tốc khi có tải định mức (so vớ i tốc độ không tải lý tưở ng)

0

0

11, 4( / ) % .100 4, 7% 5%cc dm crad s

-

Độ cứng đặc tính cơ tự nhiên:2( )

3,18( )dm

u

k Nms

R

b)

Xây dựng đặc tính cơ nhân tạo

-

Giá tr ị momen cơ định mức: .1000 6,6.100028, 65( )

230,36

dmdm

dm

P M Nm

Tốc độ góc nhân tạo:uf ( ). 183, 3( / )dm u dmnt

dm

U R R I rad s

k


5/24

Ta có tọa dộ điểm tương ứng vớ i tốc độ nhân tạo: [28,65; 183,3]

Ngoài ra ta đã xác định điểm không tải lý tưở ng: [0; 241,7]Từ đó ta có thể dựng được đặc tính cơ nhân tạo có điện tr ở phụ mắc thêm nhưhình vẽ 2 sau:

ω

M(I)

TN

28,6

241,7

230,3

183,3 NT

Hình 2: Đường đặc tính cơ nhân t ạo

Bài 2:

Xây dựng đƣờng đặc tính cơ tự nhiên và đƣờng đặc tính cơ nhân tạo của

động cơ điện một chiều kích từ độc lập có các số liệu sau:

Động cơ làm việc dài hạn, công suất định mức 8KW. Điện áp định mứ c 220V,tốc độ định mức 2500 vòng/ph. Điện trở mạch phần ứ ng gồm: điện trở cuộn dây

phần ứ ng và cự c từ phụ (R ƣ ) 0,5Ω. Điện trở đƣa vào mạch phần ứ ng R ƣf = 1,67Ω.

Giải

c) Xây dựng đặc tính cơ tự nhiên

Điểm đị nh m ứ c: [M đm , ωđm ] -

Tốc độ định mức:2200

230, 36( / )9,55 9,55

dm

dm

n

rad s

-

Momen định mức:.1000 6,6.1000

28, 65( )230,36

dmdm

dm

P M Nm

Như vậy ta xác định được điểm định mức: [28,65; 230,36]

Điể m không t ải : [0, ω0 ]


6/24

Từ phương trình đặc tính cơ tự nhiên ta tính đượ c từ thông định mức của động cơ: .dm dm u

dm

dm

U I Rk

Thay số: 0,91(W )dmk b

Suy ra tốc độ không tải lý tưở ng: 0 241, 7( / )dm

dm

U rad sk

Như vậy ta xác định được điểm không tải: [0; 241,7]

Điể m ng ắn m ạch: [M nm , 0]

Dòng điện ngắn mạch:220

846( )0,26

dmnm

u

U I A

R

Suy ra momen ngắn mạch:

. 770( )nm nm dm M I k Nm

Như vậy ta xác định được điểm ngắn mạch: [770; 0]

Từ 2 trong 3 điểm xác định trên ta có thể dựng được đặc tính cơ như hình sau:

ω

M(I)MnmMđm

ω0

ωđm

ω

M(I)

TN

28,6

241,7

230,3

Hình 3: Đường đặc tính cơ tự nhiên

Chú ý: Thông thườ ng lấy 2 điểm: điểm không tải và điểm định mức để xác định

đường đặc tính cơ tự nhiên. Còn điểm ngắn mạch, do giá tr ị lớ n nên phải kéo dài

đường đặc tính nên ít tìm điểm này.

Đánh giá đường đặc tính cơ: -

Độ sụt tốc khi có tải định mức (so vớ i tốc độ không tải lý tưở ng)

0

0

11, 4( / ) % .100 4, 7% 5%cc dm crad s


7/24

-

Độ cứng đặc tính cơ tự nhiên:2( )

3,18( )dm

u

k Nms

R

d)

Xây dựng đặc tính cơ nhân tạo

-

Giá tr ị momen cơ định mức: .1000 6,6.100028, 65( )

230,36

dmdm

dm

P M Nm

Tốc độ góc nhân tạo:uf ( ). 183, 3( / )dm u dmnt

dm

U R R I rad s

k

Ta có tọa dộ điểm tương ứng vớ i tốc độ nhân tạo: [28,65; 183,3]

Ngoài ra ta đã xác định điểm không tải lý tưở ng: [0; 241,7]

Từ đó ta có thể dựng được đặc tính cơ nhân tạo có điện tr ở phụ mắc thêm nhưhình vẽ 2 sau:

ω

M(I)

TN

28,6

241,7

230,3

183,3 NT

Hình 4: Đường đặc tính cơ nhân t ạo

Bài 3:

Dựng đƣờng đặc tính cơ tự nhiên vào nhận xét dạng đặc tính của động cơđiện một chiều kích từ song song. Số liệu cho trƣớ c:

Động cơ làm việc dài hạn, cấp điện áp 220V, công suất định mứ c 4,4KW, tốc

độ định mứ c 1500 vòng/phút. Hiệu suất định mứ c 0,85.


8/24

D ạng 2: Xác định điện tr ở ph ụ kh ởi động.

Phƣơng pháp:

Phƣơng pháp giải tích1.

Dựa vào yêu cầu truyền động và khởi động chọn các giá tr ị I1, I2, M1, M2.

2.

Tính λ = ? 3. Tính số cấp điện tr ở m = ?

Nếu m tính đượ c không phải số nguyên thì phải chọn lại I1(M1) hoặc I2(M2) và

tính cho đến khi m là số nguyên.

4.

Tính điện tr ở mỗi cấ p.

Bài 1:

Cho động cơ kích từ song song có các số liệu sau:

Công suất định mức 25KW, điện áp định mứ c 220V, nđm = 420 vòng/ph, Iđm =

120A, R *ƣ = 0,08. Khởi động 2 cấp điện trở phụ vớ i tần suất 1 lần 1 ca, làm việc 3 ca.Momen cản qui đổi về trục động cơ (cả trong thờ i gian khởi động) Mc = 410Nm.

Hãy xác định các cấp điện trở phụ?

Giải

Điện tr ở định mức:220

1,83( )120

dmdm

dm

U R

I

Điện tr ở phần ứng:*. 0,146( )u u dm R R R

Tốc độ góc định mức:

44( / )9,55

dmdm

nrad s

Từ thông của động cơ và hệ số k ết cấu của nó:

4,6(Wb)dm u dm

dm

U R I k

Dòng điện qua phụ tải:89 0, 74cc dm

dm

M I A I

k

Vớ i tần suất khởi động ít, dòng điện và momen phụ tải nhỏ hơn định mức nên ta

coi trườ ng hợ p này khởi động bình thườ ng, vớ i cấ p khởi động cho trướ c m = 2

Chọn trướ c giá tr ị I2 = 1,1Ic = 98A


9/24

Suy ra bội số dòng điện khởi động:

1

2

2,5.

dmm

u

U

R I

Kiểm nghiệm lại đòng điện I1:

1 2 245( ) 2 dm I I A I

Giá tr ị khởi động thấp hơn giá trị cho phép nên số liệu tính hợ p lý.

Xác định các cấp điện tr ở tổng với 2 đường đặc tính nhân tạo.

1

2

( 1) 0, 219( )

( 1) 0, 517( )

f u

f u

R R

R R

Bài 2:

Tìm trị số của cấp mở máy của động cơ một chiều kích từ độc lập có các

thông số sau: Pđm = 13,5KW, Uđm = 110V, Iđm = 145A, nđm = 1050 vòng/phút. Biếtmở máy qua 3 cấp điện trở .

Giải

Theo giả thiết ta có:

109, 95( / )9,55

dmdm

nrad s

Vớ i số cấ p khởi động m = 3 suy ra :

33

u

R

R

Trong đó :

2

.1 1(1 ). 0, 058( )

2 2

dm dm dm dmu dm

dm dm

U U I P R

I I

Chọn I1 = 2Iđm

3

1 2

0,379( )2

dm dmU U R I I

33 1,867

u

R

R

Từ đây suy ra:

1

2

2

3

3

. 0,108( )

. 0, 202( )

. 0,377( )

u

u

u

R R

R R

R R

Vậy tr ị số các cấ p mở máy:


10/24

ω

M(I)I1Ic

ω0

ωđm

I2h

g f

e d

cb

ai

NT

1

2

3

1 1

2 2 1

3 3 2

0,05( )

0,094( )

0,175( )

f u

f

f

R R R

R R R

R R R

Phƣơng pháp đồ thị

1.

Vẽ đường đặc tính cơ tự nhiên

Từ các thông số động cơ (Pđm, Uđm, Iđm, nđm, ….) và các thông số của tải (Ic, Mc,

Pc,…), số cấ p khởi động m ta vẽ được đường đặc tính cơ tự nhiên.

2. Xác định dòng điện khởi động lớ n nhất:

Imax = I1= (2÷2,5)Iđm

Xác định dòng điện khởi động nhỏ nhất:Imin = I2 = (1,1÷1,3)Iđm

Từ điểm h(I1) k ẻ đườ ng ω0h cắt

I2 tại g.

Từ g k ẻ đườ ng // tr ục hoành, cắtI1 tại f.

Nối ω0d cắt I2 tại c.

Từ c k ẻ đườ ng // tr ục hoành, cắt

đường đặc tính cơ tự nhiên tại giaođiểm vớ i I1(a). Do vậy ta sẽ có đườ ng

đặc tính khởi động như trên hình vẽ.

Nếu điểm cuối cùng gặp đườ ngđặc tính cơ tự nhiên vớ i I1 thì phải

chọn lại I1 hoặc I2 r ồi tiến hành lại từ

đầu.

I1 là tr ạng thái hoạt động nóng nhất của động cơ. Do đó bắt buộc phải cắt tị I1, nếucắt taị điểm nhỏ hơn I1 thì động cơ làm việc ở dòng điện I1 thì động cơ sẽ bị hỏng.

Số cấp điện tr ở khởi động phải bằng số đường đặc tính cơ nhân tạo.

Bài 2:

Một động cơ điện một chiều kích từ độc lập, đang làm việc trên đặc tính cơ tự nhiên vớ i Mc = 30 Nm. Động cơ có các thông số sau:

Uđm = 220V, Iđm = 30A, nđm = 1000v/phút, Pđm = 4KW.

1. Xác định trị số điện trở phụ cần thêm vào để động cơ đổi chiều quay sang

tốc độ n = - 800v/phút2.

Vẽ đặc tính cơ khi tốc độ n = -800v/phút.

Hình 5: Phương pháp đồ thị


11/24

Giải

Tốc độ góc định mức:

104, 71( / )9,55

dmdm

nrad s

Tốc độ góc nhân tạo:

83, 77( / )9,55

nt nt

nrad s

Điện tr ở phần ứng của động cơ:

2

.1 1(1 ). 1, 44( )

2 2

dm dm dm dmu dm

dm dm

U U I P R

I I

Từ thông định mức động cơ:

1,64dm u dmdmdm

U R I k

Ta có phương trình đặc tính cơ của động cơ:

2 .

u f dm NT c

dm dm

R RU M

k k

Suy ra điện tr ở phụ cần nối vào để động cơ đổi chiều quay sang tốc độ n=-800v/ph là:2. .dm dm nt dm

f u

c

U k k R R

M

Thay số ta đượ c: R f = 19Ω

2.Vẽ đường đặc tính cơ khi tốc độ n=-800v/ph:

Đường đặc tính cơ tự nhiên:

2 . 118, 08( / )dm uTN c

dm dm

U R M rad s

k k

0 134,14dm

dm

U

k

Vậy ta xác định được đường đặc tính cơ tự nhiên qua 2 điểm:

-

Điểm không tải lý tưở ng (0; 134,14)

-

Điểm động cơ làm việc ở tốc độ lớ n nhất: (Mc, ωnt) = (30, 118,08)

Vẽ đường đặc tính cơ nhân tạo:

Đường đặc tính cơ nhân tạo đi qua điểm:


12/24

-

Điểm không tải lý tưở ng (0; 131,14)

-

Điểm động cơ làm việc ở tốc độ n = -800v/ph (30, -83,77)

Ta vẽ được đường đặc tính cơ tự nhiên và đặc tính cơ nhân tạo như sau:

MMc=30

NT

ω

134,14

118,08

- 83,77

TN(Rf = 0)

(Rf = 19)

Hình 6: Đường đặc tính cơ tự nhiên và đặc tính cơ nhân tạo của động cơ

Bài 3:

Một động cơ kích từ độc lập có các tham số sau :

Pđm = 10KW, Uđm = 110V, Iđm = 100A, nđm = 500v/phút. Trang bị cho một cơ

cấu nâng đang làm việc trên đƣờng đặc tính tự nhiên vớ i phụ tải Mc = 0,8 Mđm vàđộng cơ đã nâng hàng xong.

Hãy vẽ đặc tính cơ và xác định R f cần nối vào mạch phần ứng để động cơ hạ

tải vớ i tốc độ bằng 1/2 tốc độ nâng.

Giải

Giá tr ị điện tr ở phụ cần nối vào mạch phần ứng để động cơ hạ tải vớ i tốc độ bằng

½ tốc độ nâng.

Điện tr ở phần ứng:2

10,05( )

2

dm dm dmu

dm

U I P R

I


13/24

Tốc độ khi hạ là:

( )dm u f cha

dm

dm ha dm f u

c

U R R I

k

U k R R

I

Tốc độ khi nâng là:

dm u cnang

dm

U R I

k

Tốc độ khi hạ bẳng ½ tốc độ khi nâng nên ta có:

( )1 1

2 2

3

2

dm u f c dm u cha nang

dm dm

dm u c f u

c

U R R I U R I

k k

U R I R R

I

Trong đó:0,8

0,8 0,8

dm u dmdm

dm c dmc

dm dm dm u dmc dm

dm

U R I k

M P I

P k U R I M M

Thay số ta đượ c: Ic = 76,19 (A)3.110 0,05.76,19

0,05 2,09( )2.76,19

f R

2.Vẽ đường đặc tính cơ của động cơ:

I

Ic

NT

ω

55

53,09

-23,09

TN(Rf = 0)

(Rf = 2)

Hình 7: Đường đặc tính cơ điện tự nhiên và nhân tạo của động cơ


14/24

Bài 4:

Cho động cơ một chiều kích từ độc lập có Pđm = 16KW, U = 220V, Iđm = 70A,

nđm = 1000 vòng/ph.

Xác định ω khi Mc = 0,6Mdm và R ƣf = 0,52Ω ,R ƣ = 0,28Ω.

GiảiTa có :

104, 71( / )9,55

dmdm

nrad s

152, 8( )

0, 6 91, 68( )

1, 91( )

dmdm

dm

c dm

dm u dmdm

dm

P M Nm

M M Nm

U R I k T

Ta có phương trình đặc tính cơ của động cơ khi R ưf = 0,52(Ω)

2

( )

( )

u f cdmha

dm dm

R R M U

k k

Thay số ta được: ω = 91,72 (rad/s) suy ra n = 876(vòng/phút).

D ạng 3 : Xác đị nh giá tr ị điện tr ở hãm

Bài 1:

Xác định điện trở hãm R h đóng vào mạch phần ứng khi động cơ một chiềukích từ độc lập hãm động năng vớ i Ihbđ = 2Iđm. Trƣớc khi hãm động năng động cơ

làm việc vớ i tải định mứ c. Cho Pđm = 46,5Kw, Uđm = 220V, Iđm = 238A, nđm = 1500

vòng/ph.

Giải

Ta có:

2

157( / )9,55

.1 1(1 ). 0, 052( )

2 2

1,32( )

dmdm

dm dm dm dmu dm

dm dm

dm u dmdm

dm

n rad s

U U I P R

I I

U R I k T

Dòng hãm ban đầu đượ c tính theo công thức:


15/24

. . .hbd dm hbd dm hbd dm dmhbd h u u

u h u h hbd hbd

E k k k I R R R

R R R R I I

Thay số ta đượ c: R h = 0,384(Ω)

Bài 2:

Một động cơ một chiều kích từ độc lập có: Pđm = 34KW, Uđm = 220V, Iđm = 178A,nđm = 1580 vòng/phút, R ƣ = 0,042(Ω) đang làm việc trên đƣờng đặc tính cơ tự nhiên

vớ i Mc = ½ Mđm. Để dừng máy ngƣờ i ta chuyển sang chế độ hãm ngƣợ c.

Hãy xác định trị số Mh động cơ sinh ra vớ i R ƣ = 1,25(Ω)?

BÀI TẬP LUYỆN TẬP

Bài 1:

Một động cơ ĐMđl có các thông số định mứ c là: Pđm = 4,2Kw, Uđm = 220V,Iđm = 20A, nđm = 500 vòng/phút.

1.

Hãy xác định trị điện áp đặt vào phần ứng để dòng điện khởi động tƣơng ứ ng

đúng bằng 2,5Iđm. Tính momen khởi động động cơ ứ ng với điện áp đó.

2.

Động cơ đang làm việc vớ i tải thế năng định mức, đột ngột giảm xuống giá trị

170V. Hãy vẽ đặc tính cơ minh họa quá trình chuyển đổi trạng thái và mô tả

diễn biến quá trình đó. Tốc độ ổn định của động cơ khi đó?

3.

Tính tốc độ làm việc ổn định của động cơ khi phần ứng đƣợ c mắc thêm điệntrở phụ R f = 0,75(Ω), các tham số khác là định mứ c?

Bài 2:

Một động cơ ĐMđl có các thông số định mứ c là: Pđm = 20,5Kw, Uđm = 440V, Iđm

= 55A, nđm = 1000 vòng/phút.

1. Hãy xác định tốc độ làm việc của động cơ khi giảm từ thông bằng 2/3 từ

thông đm, các yếu tố khác là định mứ c

2.

Động cơ đang làm việc vớ i tải thế năng định mức, đột ngột đóng một điện trở 2,5 Ω vào mạch phần ứ ng. Hãy vẽ đặc tính cơ minh họa quá trình chuyển đổi

trạng thái và mô tả diễn biến quá trình đó. Tốc độ ổn định của động cơ khi

đó?


16/24

3. Tính tốc độ làm việc ổn định của động cơ khi phần ứng đƣợ c mắc thêm điện

trở phụ để sao cho tốc độ động cơ giảm tốc sau đó tải bị treo, Tính điện trở

phụ khi đó (tải thế năng định mứ c)?

Bài 3:

Một ĐMđl có các tham số định mứ c:

Pđm = 10KW, Uđm = 110V, Iđm = 100A, nđm = 500 vòng/phút.

1. Xác định độ cứ ng của đƣờng đặc tính cơ tự nhiên và tốc độ của đặc tính cơ

khi giảm từ thông 10% so vớ i từ thông định mứ c?

2.

Vẽ đƣờng đặc tính cơ nhân tạo và độ cứng đặc tính cơ nhân tạo khi phần ứ ng

có điện trở phụ R f = 1,5 Ω?

3.

Tính tốc độ làm việc ổn định của động cơ khi giảm 20% điện áp phần ứ ng sovớ i giá trị định mứ c Mc = 0,7Mđm?


17/24


18/24

Điện tr ở định mức:

2

2

1, 476( )3

nmdm

dm

E R

I

Điện tr ở dây quấn rotor: R 2 = sđm . R đm = 0,0295 (Ω)

Độ trượ t tớ i hạn của đặc tính cơ tự nhiên:2 1 0, 08th dm s s

Phương trình đặc tính cơ tự nhiên:

2 59,362

0,08

0,08

th

th

th

M M

s s s

s s s

Vớ i momen ngắn mạch:59,362

10,08

0,08

nm M

Theo đó ta có đường đặc tính cơ tự nhiên như hình vẽ. Đi qua 4 điểm:

- Điểm không tải [M = 0; s = 0]

- Điểm định mức [M *đm = 1, sddm = 0,02]

-

Điểm tớ i hạn [2,15; 0,08]

-

Điểm ngắn mạch [0,35; 1]

Bài 2:

Một động cơ điện không đồng bộ ba pha có tham số sau :

Pđm = 60KW , nđm = 720V/phút, f đm = 50Hz , m = 2,2, 2p = 8.

1.

Khi Momen phụ tải đặc lên trục động cơ Mc = 0,8 Mđm . Hãy xác định tốc

độ của động cơ ?

2. Khi động cơ mở máy trự c tiếp thì Mkđ của động cơ là bao nhiêu ?

Giải

Ta có tốc độ không đồng bộ của động cơ : no =60f

P = 750V/phút

Hệ số trượt định mức của động cơ :

sđm =no - nđm

no = 0,04


19/24

Hệ số trượ t tớ i hạn của động cơ

st = sđm (m m2 - 1 )

Suy ra: st1 = 0,0096 và st2 = 0,166

Ta chọn st > sđm

Vậy st = 0,166

* Phương trình đặc tính cơ tự nhiên :

+ Ta chọn biểu thức gần đúng :

M =2Mt

sts +

s

st

MtM

=1

2 (

sts +

s

st )

- Khi M = 0,8 Mđm

+ Ta có :

m =Mt

Mđm = 2,2 Mt = m.Mđm

Mđm = 9550Pđmnđm

= 795 Nm

- Vậy Mt = 2,2.795 = 1749 (Nm)

1749

0.8Mđm = 0,5.

0.166

s +

s

0.166 s1 = 0,03 và s2 = 0,87

- Ta chọn s < sđm

* Vậy : s = 0,03

Tốc độ làm việc của động cơ

n = no (1 - s) = 750 (1 - 0,03) = 727,5 v/phút.

Momen khởi động của động cơ :

Khi động cơ khởi động thì s = 1

+ Ta có :

Mkđ =2Mt

st1

+1

st

=2 * 1749

0.166 +1

0.166

Suy ra: Mkđ = 573 Nm.

Bài 3:

Một động cơ điện không đồng bộ ba pha Roto dây quấn, đang làm việc trênđƣờng đặc tính cơ tự nhiên vớ i Mc = 23,7Nm. Các số liệu của động cơ nhƣ sau :

no

n

sđm

st

Mc Mkđ Mth


20/24

Pđm=2,2KW , nđm = 885V/phút,m = 2,3, 2p = 6,Iđm = 12,8A, Uđm = 220V. E2 = 135V.

1.

Xác định tốc độ động cơ khi thêm vào Roto điện trở bằng 1,5 .

2. Tính R f cần thiết thêm vào khi động cơ làm việc vớ i tốc độ n = - 300V/phút.

Giải

Từ công thức tính độ trượ t nhân tạo snt ta có :

Snt = sTN r 2' + R'f2

r 2' = sTN .

R 2 + R f r 2

- Ta lại có : snt =no - nnt

no no - nnt = snt. no

nnt = - snt.no + no

= no (-snt + 1)

và stn =no - ntn

no

- Mà no =60f

P = 1500V/phút

và Mđm = 23,7Nm

* Vậy Mđm = Mc = 23,7 Nm

Nên nA = nđm = nTN = 855V/phút

sTN = 0,41

Điện tr ở của Rotor là :

R 2 =E2đm

3 I2 =

135

3 12.8 = 6,12

s NT = 0,51 nnt = 1500 (- 0,51 + 1) = 735 V/phút

* Khi n = - 300V/phút Giá tr ị R f là :

+ Ta có :

nnt = no (- snt + 1)

- 300 = 1500 (-snt + 1)

- 0,2 = - snt + 1 Snt =1,2

* Vậy :

Snt = sTN r 2 + R f

r 2 => 1,2 = 0,41

6.1 + R f 6.1

6,1. 2,92 = 6,1 + R f

n

no

nA

nB

M

A TN

R f = 1,5


21/24

17,85 = 6,1 + R f

R f = 11,75

Bài 4:

Cho một động cơ điện không đồng bộ có các tham số sau :

Uđm = 380 V, Pđm = 7,5KW, nđm = 905 V/phút, Istđm = 19,3A, IkđTN = 4,4Istđm, MkđTN = 3Mđm , Cos nm = 0,74. Để cho tải trọng của một palăng khỏi bị giật mạnh,

khi khởi động ngƣờ i ta nối stator động cơ qua 1 điện trở khởi động.

Hãy tính giá trị điện trở ngoài cho động cơ đó.

Giải

Ta chọn Moment khởi động nhân tạo bằng 1,2 Moment định mức

Điện tr ở khởi động mạch ngoài sẽ là :

r ng = 2,1. Znm = 2,1.Uđm

3 IkđTN = 5,44

Bài 5:

Tính điện trở trong mạch một chiều để hãm động năng động cơ không đồngbộ ba pha có các số liệu nhƣ sau :

Uđm = 380V, Pđm = 11KW, nđm = 685 V/phút, Istđm = 28,8A, dòng ba pha không tảiIsto = 19,4 A, rst = 0,43 . Nguồn xoay chiều của động cơ là một bộ biến tần 25Hz.

Lƣớ i một chiều để cung cấp dòng điện cho hãm động năng có điện áp 220V. Yêu cầu

hãm nhanh.

Giải

Ta có hệ số trượt định mức :

sđm =750 - 685

750 = 0,087

Ta phải đưa thêm một điện tr ở ngoài vào mạch Stato là

r ng =UđmIkt

- 2r st = 2

+ Trong đó :

Dòng điện kích từ ta chọn là :

Ikt = 4Ist.o = 4. 19,4 = 77,7A

Bài 6:

Tính điện trở khởi động cho một động cơ không đồng bộ 380V, 40KW,

980V/phút, Erđm = 191V, Irđm = 126A. Dùng để truyền động một máy đập có bánh


22/24

đà . Để dùng phần động năng của bánh đà ngƣờ i ta nối vào Rotor một đoạn điện

trở cố định để cho động cơ có độ trƣợ t scđ = 0,1 khi Moment bằng định mứ c.

Giải

+ Ta có : = 1,88

r cđ : là điện tr ở cố định.

Điện tr ở của từng cấp được xác định như sau :

R rđm =Erđm

3 Irđm = 0,875.

r cđ = 0,070 .

r 3 = 0,077.

r 2 = 0,144.

r 1 = 0,271.


23/24

CHƢƠNG 4TRUYỀN ĐỘNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

I. CÂU HỎI ÔN TẬP1.

Thế nào là điều chỉnh tốc độ trong hệ truyền động điện? hãy nêu và phân tích các

chỉ tiêu chất lượng dùng để đánh giá một hệ truyền động điện? 2.

Trình bày nguyên tắc điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều bằng phương phápthay đổi điện tr ở phụ mạch phần ứng?

3.

Trình bày nguyên tắc điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều bằng phương pháp

thay đổi điện áp đặt vào mạch phần ứng? 4.

Trình bày nguyên tắc điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều bằng phương pháp

thay đổi từ thông trong động cơ?

5.

Trình bày hệ thống máy phát – động cơ một chiều thông dụng? 6.

Trình bày hệ truyền động điện Thyristor – Động cơ một chiều? 7.

Trình bày phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ ba pha khi thay

đổi điện áp đặt vào stator, thay đổi điện tr ở phụ rotor, thay đổi số đôi cực? 8.

Khi động cơ không đồng bộ ba pha làm việc với điện áp và tần số định mức và

không định mức sẽ xảy ra hiện tượ ng gì?

9. Trình bày phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ ba pha bằng cáhthay đổi tần số nạp cho động cơ theo quy luật giữ hệ số quá tải không đổi?

10.

Khi động cơ không đồng bộ ba pha làm việc với điện áp và tần số định mức và

không định mức sẽ xảy ra hiện tượ ng gì? 11.

Trình bày phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ ba pha bằng

cách thay đổi tần số nạp cho động cơ theo quy luật giữ hệ số quá tải không đổi?

12. Trình bày hệ truyền động điện bộ biến tần nguồn áp – động cơ không đồng bộ ba pha?

13.

Trình bày hệ truyền động điện bộ biến tần nguồn dòng – động cơ không đồng bộ

ba pha?


24/24

bt truyền động điện

Documents