THU VIEN SACH CO KHI – THOA SUC KHAM PHA • http://www.youtube.com/user/vinamanic
Youtube : Thư viện video về các phần mềm cơ khí • http://www.slideshare.net/vinamanic • http://thuviensachcokhi.blogspot.com/
Slideshare, blogspot : Thư viện tài liệu, giáo trình, sách về cơ khí. http://facebook.com/thuviensachcokhi : Thư Viện của những trải nghiệm và cơ hội kiếm thêm thu nhập
Rất mong được sự đóng góp và giúp đỡ của các bạn để trang ngày một lớn mạnh và phục vụ cộng đồng một cách tốt hơn đem lại những giá trị khác cho cuộc sống nhé các bạn. Email : thuviencokhi@gmail.com
2. GV: Lê Ti n Dũng. B môn TðH_Khoa ði n. 8
t b ñ n a và ñi n t Fñt tác d ng lên thanh d n ab cũng ñ o chi u. C p l c Fñt t o ra mômen làm
khung dây v n ti p t c quay theo chi u cũ.
Như v y, nh có ch i than và c góp ñi n nên khi v trí c a khung dây thay ñ i thì chi u dòng
ñi n trong các thanh d n cũng thay ñ i ñ chi u c a mômen ñi n t tác d ng lên khung dây không
ñ i, ñ m b o cho khung dây v n quay theo m t chi u xác ñ nh.
Ta xét c u t o c a ñ ng cơ ñi n m t chi u như hình v .
F
F
S
N
φkt
5
7
3
4
6
2
1
C u t o c a ñ ng cơ ñi n m t chi u g m 2 ph n chính: Ph n m ch kích t (t o ra t trư ng) và
ph n quay (rôto).
T trư ng ñư c t o ra nh các cu n dây 5 có dòng ñi n m t chi u ch y qua. Các cu n này g i
là cu n dây kích t và ñư c qu n quanh các c c t 4. Trư ng h p như hình v , stato 6 c a ñ ng
cơ có ñ t các cu n dây kích t nên stato còn g i là ph n kích t (hay ph n c m). T trư ng do ph n
kích t t o ra s tác d ng m t t l c vào các dây d n 7 ñ t trong các rãnh c a Rôto 3 khi có dòng
ñi n ch y qua. Cu n dây ñ t trong các rãnh c a Rôto g i là cu n dây ph n ng. Dòng ñi n ñưa vào
cu n dây ph n ng qua các ch i than 2 và c góp 1. Rôto mang cu n dây ph n ng nên còn g i là
ph n ng.
Căn c theo cách kích t cho ñ ng cơ ñi n m t chi u, ngư i ta phân lo i ñ ng cơ ñi n m t
chi u ra làm các lo i:
+ ð ng cơ ñi n m t chi u kích t ñ c l p.
+ ð ng cơ ñi n m t chi u kích t song song.
+ ð ng cơ ñi n m t chi u kích t n i ti p.
+ ð ng cơ ñi n m t chi u kích t h n h p.
1- C góp ñi n.
2- Ch i than.
3- Rotor.
4- C c t .
5- Cu n dây kích t .
6- Stato.
7- Cu n dây ph n ng.
Hình 2.2 - C u t o c a ñ ng
cơ ñi n m t chi u.
17. GV: Lê Ti n Dũng. B môn TðH_Khoa ði n. 23
I
U E
R R
U K
R R
M K I
h
f f
h h
=
− −
+
= −
+
+
= <
− −
− −
−
− −
< 0
φω
φ 0
(2.18)
Ph−¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬:
ω
φ φ
=
-
-
U
K K
M− − −fR + R
( )2
(2.19)
aoω
c
ω«®d
Mc
M
ω
Mc
b
−ωo
U
E
I
2.4.3 H·m ®éng n¨ng
a) H·m ®éng n¨ng kÝch tõ ®éc lËp:
§éng c¬ ®ang lµm viÖc víi l−íi ®iÖn (®iÓm a), thùc hiÖn c¾t phÇn øng ®éng c¬ ra khái l−íi
®iÖn vµ ®ãng vµo mét ®iÖn trë h·m Rh, do ®éng n¨ng tÝch luü trong ®éng c¬, cho nªn ®éng c¬ vÉn
quay vµ nã lµm viÖc nh− mét m¸y ph¸t biÕn c¬ n¨ng thµnh nhiÖt n¨ng trªn ®iÖn trë h·m vµ ®iÖn trë
phÇn øng.
Ph−¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ khi h·m ®éng n¨ng:
ω
φ
= −
R + R− h
( )K
M2 (2.20)
T¹i thêi ®iÓm h·m ban ®Çu, tèc ®é h·m ban ®Çu lµ ωh® nªn søc ®iÖn ®éng ban ®Çu, dßng h·m
ban ®Çu vµ m«men h·m ban ®Çu:
E K
I
E
R R
K
R R
M K I
hd hd
hd
hd
h
hd
h
hd hd
=
= −
+
= −
+
= <
φω
φω
φ
− −
< 0
0
(2.21)
H×nh 2.22 - §Æc tÝnh h·m ng−îc §M®l tr−êng hîp ®¶o chiÒu
®iÖn ¸p phÇn øng.
20. GV: Lê Ti n Dũng. B môn TðH_Khoa ði n. 26
Tèc ®é quay cña lång trô lu«n nhá h¬n tèc ®é quay cña tõ tr−êng quay. NÕu lång trô quay víi
tèc ®é b»ng tèc ®é cña tõ tr−êng quay th× tõ tr−êng sÏ kh«ng quÐt qua c¸c thanh dÉn n÷a nªn kh«ng
cã dßng ®iÖn c¶m øng vµ m«men quay còng kh«ng cßn. Khi ®ã do m«men c¶n, lång trô sÏ quay
chËm l¹i h¬n tõ tr−êng quay vµ c¸c thanh d½n l¹i bÞ tõ tr−êng quÐt qua, dßng ®iÖn c¶m øng l¹i xuÊt
hiÖn vµ do ®ã l¹i cã m«men quay lµm lång trô tiÕp tôc quay nh−ng víi tèc ®é lu«n nhá h¬n cña tõ
tr−êng quay.
§éng c¬ lµm viÖc trªn nguyªn t¾c nµy nªn ®−îc gäi lµ kh«ng ®ång bé (hay cßn gäi lµ ®éng c¬
dÞ bé).
C u t o c a m t ñ ng cơ không ñ ng b g m các ph n như hình v :
C u t o c a ñ ng cơ không ñ ng b có hai ph n chính là Stator và Rotor, ngoài ra còn có n p
máy, bi, b ph n thông gió,...
1. Stator
Stator g m hai b ph n chính là lõi thép và dây qu n, ngoài ra còn có v máy và n p máy.
Lõi thép Stator có d ng hình tr , làm b ng các lá thép k thu t ñi n, ñư c d p rãnh bên trong
r i ghép l i v i nhau t o thành các rãnh theo hư ng tr c. Lõi thép ñư c ép vào trong v máy.
H×nh 2.26 - CÊu t¹o c a ®éng c¬ xoay chiÒu ba pha K§B.
1 20 Hình 2.27 - C u t o Stator
ñ ng cơ KðB.
a) Lá thép stator; b)Lõi thép
stator; c) Dây qu n stator.
(a)
(c)
(b)
21. GV: Lê Ti n Dũng. B môn TðH_Khoa ði n. 27
Dây qu n stator thư ng ñư c làm b ng các dây ñ ng có b c cách ñi n và ñ t trong các rãnh
c a lõi thép.
2. Rotor
Rotor là ph n quay g m lõi thép, dây qu n và tr c máy.
Lõi thép rotor g m các lá thép k thu t ñi n ñư c l y t ph n bên trong c a lõi thép
stator ghép l i, m t ngoài d p rãnh ñ ñ t dây qu n, gi a có d p l ñ l p tr c.
Dây qu n rotor c a máy ñi n không ñ ng b có hai ki u: rotor ng n m ch còn g i là rotor l ng
sóc và rotor dây qu n.
Rotor l ng sóc g m các thanh ñ ng ho c thanh nhôm ñ t trong rãnh và b ng n m ch b i hai
vành ng n m ch hai ñ u. V i ñ ng cơ c nh , dây qu n rotor ñư c ñúc b ng nhôm nguyên kh i
g m thanh d n, vành ng n m ch, cánh t n nhi t và cánh qu t làm mát.
Rôto dây qu n cũng qu n gi ng như dây qu n ba pha stato và có cùng s c c t như dây qu n
stato. Dây qu n ki u n y luôn luôn ñ u sao (Y) và có ba ñ u ra ñ u vào ba vành trư t, g n vào tr c
quay c a rôto và cách ñi n v i tr c. Ba ch i than c ñ nh và luôn tỳ trên vành trư t n y ñ d n ñi n
vào m t bi n tr cũng n i sao n m ngoài ñ ng cơ ñ kh i ñ ng ho c ñi u ch nh t c ñ .
C¸c ®¹i l−îng liªn quan ®Õn m ch stator cã chØ sè 1 nh−: U1, I1, R1... vµ c¸c ®¹i l−îng liªn quan
®Õn m¹ch phÇn øng (m¹ch rôtor) cã chØ sè 2 nh−: U2, I2, R2, f2...
Tèc ®é quay cña tõ tr−êng quay phô thuéc vµo sè ®ôi cùc tõ p, sè ®«i cùc tõ cµng lín th× tèc ®é
quay cña tõ tr−êng cµng bÞ gi¶m. Víi cuén c¶m t¹o ra tõ tr−êng cã p ®«i cùc tõ th× tèc ®é quay gi¶m
p lÇn lµ
p
f1
(vg/s)
hay: n0 = ,
p
f160
(vg/ph) (2.23)
hoÆc:
p
fn 10
0
2
60
2 .. ππ
ω == , (rad/s) (2.24)
Tèc ®é kh«ng ®ång bé n2 cña rotor nhá h¬n tèc ®é ®ång bé n0 vµ sù sai lÖch nµy ®−îc ®¸nh gi¸
qua mét ®¹i l−îng gäi lµ ®é tr−ît s:
Dây qu n stato
(ñ u Y ho c ∆)
Dây qu n
rôto
(ñ u Y)
Vành
trư t
Ch i
than
Bi n tr
kh i
ñ ng
a) Rotor l ng sóc. b) Rotor dây qu n.
H×nh 2.28 - Rotor c a ®éng c¬ xoay chiÒu ba pha K§B.
35. GV: Lê Ti n Dũng. B môn TðH_Khoa ði n. 41
BÀI T P
Bài 1: Cho ñ ng cơ ñi n m t chi u kích t ñ c l p có các s li u k thu t sau: Pñm
= 2,2 kW; Uñm = 110V; Iñm = 25,6A; nñm = 1430 vg/phút; Rư = 0,47Ω;
a) Hãy v ñ c tính cơ t nhiên c a ñ ng cơ.
b) Hãy v ñ c tính cơ nhân t o khi có ñi n tr ph m c trong m ch ph n ng là
Rưf = 0,78Ω;
Bài 2: Cho ñ ng cơ ñi n m t chi u kích t ñ c l p có các s li u k thu t sau: Pñm
= 16 kW; Uñm = 220V; Iñm = 70A; nñm = 1000 vg/phút; Rư = 0,28Ω;
Xác ñ nh t c ñ quay c a ñ ng cơ khi mômen trên tr c ñ ng cơ b ng 0,6.Mñm và
Rưf = 0,52Ω;
Bài 3: Tìm tr s các c p ñi n tr m máy c a ñ ng cơ ñi n m t chi u kích t ñ c
l p có các thông s k thu t sau: Pñm = 13,5 kW; Uñm = 110V; Iñm = 145A; nñm = 1050
vg/phút; Bi t r ng khi m máy c n kh ng ch mômen m máy b ng M1 = 200%Mñm,
m máy v i 3 c p ñi n tr .
Bài 4: Hãy xác ñ nh ch s ñi n tr ph c n thi t ñóng vào ph n ng ñ ng cơ ñi n
m t chi u kích t ñ c l p khi hãm ñ ng năng kích t ñ c l p v i dòng ñi n hãm ban
ñ u b ng 2.Iñm. Bi t r ng trư c khi hãm ñ ng cơ làm vi c v i ph t i ñ nh m c. Các
s li u k thu t c a ñ ng cơ: Pñm = 46,5kW; Uñm = 220V; Iñm = 238A; nñm = 1500
vg/phút;
Bài 5: Cho ñ ng cơ ñi n m t chi u kích t ñ c l p có các s li u k thu t sau: Pñm
= 34 kW; Uñm = 220V; Iñm = 178A; nñm = 1580 vg/phút; Rư = 0,042Ω. ð ng cơ ñang
làm vi c trên ñ c tính cơ t nhiên v i mômen c n trên tr c Mc = Mñm, ñ d ng máy
ngư i ta chuy n sang ch ñ hãm ngư c b ng cách ñ o chi u ñi n áp. Hãy xác ñ nh
tr s mômen ñi n t c a ñ ng cơ sinh ra ñ u và cu i quá trình hãm? N u trong
m ch ph n ng m c thêm ñi n tr ph Rưf = 1,25Ω.
Bài 6: Xác ñ nh t c ñ quay và dòng ñi n ph n ng c a ñ ng cơ ñi n m t chi u
kích t ñ c l p có các s li u k thu t sau: Pñm = 4,2 kW; Uñm = 220V; Iñm = 22,6A;
nñm = 1500 vg/phút; Rư = 0,841Ω n u mômen c n trên tr c b ng ñ nh m c và t
thông kích t c a ñ ng cơ b ng 0,5φñm.
Các thông s k thu t c a ñ ng cơ: Pñm = 29kW; Uñm = 440V; Iñm = 79A; nñm =
1000 vg/phút; Rư = 0,278Ω.
36. GV: Lê Ti n Dũng. B môn TðH_Khoa ði n. 42
Bài 9: Xác ñ nh tr s ban ñ u c a dòng ñi n ph n ng khi c t ph n ng c a ñ ng
cơ ñi n m t chi u kích t ñ c l p ra kh i lư i ñi n và ñóng kín vào m t ñi n tr 6Ω.
Trư c khi c t ñ ng cơ làm vi c v i mômen M = 34,4Nm và t thông là ñ nh m c.
Cho các s li u k thu t c a ñ ng cơ: Pñm = 6,5kW; Uñm = 220V; Iñm = 34,4A; nñm
= 1500 vg/phút; Rư = 0,14Ω.