do an tot nghiep dieu chinh toc do dong co dien mot chieu kich tu doc lap 7745
TRANSCRIPT
n tt nghip
CHNG I TNG QUAN V CC PHNG PHP IU CHNH TC NG C MT CHIU KCH T C LP 1.1. khi qut chung: ng c in mt chiu cho php iu chnh tc quay lin tc trng mt phm vi rng v trong nhiu trng hp cn c c tnh c c bit, thit b n gin hn v r tin hn cc thit b iu khin ca ng c ba pha.V mt s u im nh vy cho nn ng c in mt chiu c s dng rt ph bin trong cng nghip, trong giao thng vn ti. 2.1. Phng trnh c tnh c: iu khin c tc ng c in mt chiu kch t c lp th ta phi phn tch, tm cc mi quan h gia tc vi cc thng s khc ca ng c t a ra phng php iu khin. ng c in mt chiu kch t c lp th dng kch t c lp vi dng phn ng. V c nui bi hai ngun mt chiu c lp vi nhau.
IU
u
I Eu
kt
C
kt
u
U
kt
R
f
R
kt
Hnh 1. S ni dy ca ng c mt chiu kch t c lp Theo hnh 1 ta vit phng trnh cn bng in p ca mch phn ng U =E + ( R + Rf)I (1) Trong : U : in p t ln phn ng ng c (V). E : Sc in ng phn ng (V) R : in tr ca mch phn ng ( ) Rf : in tr ph trong mch phn ng () I : Dng in mch phn ng () Vi R = r + rcf +rb + rct Trong : r in tr cun dy phn ng ( ) rcf : in tr cun cc t ph ( ) rb : in tr cun b ( ) rct : in tr tip xc chi in ( ) Sc in ng E ca phn ng ng c c xc nh theo biu thc sau
Trng i Hc Bch Khoa H Ni
1
n tt nghip
E = trong :
PN 2a
=
(2)
: T thng kch t di mi cc t : Tc gc (rad/s)k=
p : S i cc t chnh N : S thanh dn tc dng ca cun dy phn ng a : S i mch nhnh song song ca cun dy phn ng (wb)
PN : H s cu to ca ng c 2a Nu biu din sc in ng theo tc quay n (vng/ pht) th E = ke n ( 3)n 2 n = 9,55 60 PN n E = 60 a
=
v vy
vi ke = ke =
PN : H s sc in ng ca ng c 60 ak 0,105 k 9,55 Uu R u + R f I(4) K ( K )
Thay (1) vo (2) v bin i ta c =
Biu thc (4) l phng trnh c tnh c in ca ng c.Mt khc, mmen in (5) t Mt = k I u Nu b qua tn tht trong cc trc, tn tht t qut mt v tn tht trong thp th mmen c trn trc ca ng c bng mmen in t, ta k hiu l M, tc l Mt = Mc =M Vy phng trnh c tnh c ca ng c l =
Uu - R + Ru
f
k
(k )
2
M
(6)
Biu thc (6) l phng trnh c tnh c ca ng c in mt chiu kch t c lp Nu khng xt n nh hng ca phn ng phn ng ngang trc lm gim t thng ca ng c tc l xem =const th quan h =f(M,I) l tuyn tnh.
Trng i Hc Bch Khoa H Ni
2
n tt nghip
0
dm
0
M Idm,
dm
M
nm ,
I
M,Inm
Hnh 2 th c tnh c ca ng c in mt chiu kch t c lp T th ta c : khi I = 0 hoc M =0 ta c
=
U k
=0 (8)
(7)
0 : c gi l tc khng ti l tng ca ng c , khi =0 ta c I = V M =k Inm =Mnm (9) Inm, Mnm : c gi l dng in ngn mch v mmen ngn mch. Mt khc phng thnh c tnh (4) v (6) cng c th vit di dng =U =Inm Ru + R f
U
u
k
-
R I =0 - (10) kR2
=U u K
(k )
M = 0 - (11)
v I =
M ta suy ra t (5) K K
trong R = R + Rf , 0 = U u =R R I = M 2 K (k )
(12)
Trng i Hc Bch Khoa H Ni
3
n tt nghip
: c gi l st tc ng vi gi tr ca M (hay I) , ta c th biu din c tnh c in v c tnh c trong h n v tng i vi iu kin t thng l nh mc ( = dm ) Trong *=R I M , I* = ,M = , R* = 0 I dm M dm Rcb
( Rcb =Um/ Im c gi l in tr c bn ) T (4) v (6) ta vit c tnh c in v c tnh c n v tng i *=1- R*I* (13) (14) = 1- R*M cng ca c tnh c : =dM = d
(k
Cng sut (nng lng in) T phng trnh l tng : IU =(E +IR)I (16) Ta c Pin =Pt + Trong Pt =IE cng sut in t 2 P =I R tn hao cng sut c trn in tr phn ng (17) Thc t Pin =Pt + P + P0 Vi P0 tn hao ma st do s quay T biu thc (4) hoc (6) ta thy l mt hm ph thuc R, , U : =f(R,,U) do iu chnh tc ng c in mt chiu kch t c lp c ba phng php iu khin sau : - iu khin in tr ph phn ng - iu khin t thng kch t - iu khin in p phn ng Sau y ta xem xt tng phng php iu khin mt 2. CC PHNG PHP IU KHIN NG C IN MT CHIU KCH T C LP 2.1 Phng php iu khin bng in tr ph phn ng (Rf): Nguyn l iu chnh: Ni thm in tr ph Rf vo mch phn ng Ta phn tch trn nn ta c = f Rf , kt , U , gi thit rng : Nu gi =m=const ; U= Um = const; R =const th =f(Rf) Mun thay i c gi tr Rf ca mch phn ng bng cch ni tip mt in tr ph (Rf) thay i c gi tr vo mch phn ng. Lc ny ta c : R = R + Rf
nm) R
2
(15)
Trng i Hc Bch Khoa H Ni
4
n tt nghip
T phng trnh c tnh c : =
K
U
dm dm
-
R +R ( K dm)u f
2
M
T phng trnh trn ta thy : khi tng gi tr ca Rf th tc ca ng c gim, khi gim gi tr ca Rf th tc ca ng c tng . Lc ny ta c tc khng ti l tng: 0 = Cn cng ca c tnh c : =( K2
K
U
dm dm
= const (18) (19)
dm) = var Ru + R f
Nh vy khi thay i Rf cho ta mt h c tnh nh sau:
0
R
f
=0f1
R
0
R RMdm
f2
f3
2M
M
dm
Hnh 1-3 : c tnh c ca ng c in mt chiu kch t c lp nhng in tr ph khc nhau Nhn xt: Nu Rf cng ln th tc ng c cng gim, ng thi Inm v Mnm cng gim. Phng php ny c dng hn ch dng in ng c khi khi ng. - u im : n gin , d thc hin - Nhc im : + cng c tnh c thp + Tn tht nng lng trn in tr ln + Phm vi iu chnh hp 2.2. Phng php iu chnh bng t thng kch t: Nguyn l iu chnh: iu chnh t thng kch t ca ng c in mt chiu l iu chnh m men in t ca ng c M = kI v sc in ng quay ca ng c E=k
Trng i Hc Bch Khoa H Ni
5
n tt nghip
IU
IE
kt
C
kt
U
kt
Hnh 1-4 :S ni dy iu chnh kch t ca ng c in mt chiu kch t c lp. T biu thc (4) v (6) ta thy = f(U, kt , Rf ), nu gi U=Um=const v in tr phn ng R = const (Rf =0 ) lc ny = f(kt). thay i c tc ta cn thay i kt , m t thng kch t do dng kch t sinh ra. Vy iu chnh kt ta mc thm bin tr Rv vo mch kch t, khi iu chnh kt ta phi tun theo iu kin sau. Khng th tng dng kch t Ikt ln hn dng nh mc ca cun dy kch t v n ph hng cun kch t v khi kt = m bo h ri, nu mun tng Ikt th kt cng khng tng ng k nn ta iu chnh bng cch gim kt . Trong trng hp ny ta c: - Tc khng ti l tng 0 =
U
K
dm x
= var
- cng ca c tnh c =(K )X 2
Do cu to ca ng c in, thc t thng iu chnh gim t thng. Nn khi t thng gim th x tng, cn s gim. Ta c th c tnh c vi x tng dn v cng ca c tnh gim dn khi gim t thng.
R
= var
u
Trng i Hc Bch Khoa H Ni
6
n tt nghip
2
1
dm
2
1
0
21
2
1
0
0
dm
dm
nm
I
0
dm
nm 2
nm 1
nm
Hnh 1-5 : c tnh c v c in ca ng c in mt chiu kch t c lp khi gim t thng. T th ta nhn thy khi t thng thay i vi m > 1 >2 ta c: - Dng in ngn mch : Inm = U dm =const
R
u
- M men ngn mch : Mnm =kxInm =var (Mnm > Mnm1 >Mnm2) T th c tnh ta thy 0 U2>U3>.>Ui Hnh 1-6 : th c tnh c ca ng c in mt chiu kch t c lp khi in p phn ng thay i Nh vy khi thay i in p phn ng ng c ta c mt h c tnh c song song vi c tnh t nhin. Nhn xt : - u im : + khng gy n + khng gy tn hao ph trong ng c + di iu chnh rng D 10 : 1 + cng c tnh c khng i trong tn di iu chnh + d t ng h - Nhc im : + phng php iu chnh ny cn mt b ngun c th thay i trn in p ra Trng i Hc Bch Khoa H Ni 8
n tt nghip
+ iu khin phc tp Kt lun : Vi s pht trin ca khoa hc k thut nh hin nay th phng php ny cng c s dng ph bin trong sn xut cng nh trong cc lnh vc khc. 2.4. Nuyn l iu chnh: c tnh iu chnh : iu chnh in p phn ng, ta phi s dng mt b bin i, iu chnh c in p u ra cp cho mach phn ng ca ng c.
+U
BB
U
ra
= var
E
C
kt
Udk
Hnh 1-7 : S ngyn l iu chnh ng c B bin i dng bin i in p xoay chiu ca li in thnh mt chiu v iu chnh c gi tr in p u ra theo yu cu. in tr trong ca b bin i Rb ph thuc vo loi thit b, v thng thng cng sut ca b bn i v ng c xp x bng nhau nn Rb cng c gi tr ng k so vi R ca ng c. T s nguyn l ta c s thay th
REbd
bd
RU
ud
E
u
Hnh 1-8 : S thay th nguyn l iu chnh ng c T s thay th ta c phng trnh cn bng in p. E = Ub (Rb + R )I (20) Sc in ng ca ng c E = km (21) T biu thc (20) v (21) ta c km = Ub ( Rb + R )I (22) Trng i Hc Bch Khoa H Ni 9
n tt nghip
T phng trnh (22) ta c phng trnh c tnh c in. =K
U U
bd dm
-
R
K
bd
+ Rudm
I (23)
Phng trnh c tnh c =Kbd dm
-
R +R ( K dm)bd u
2
M
(24)
Vi M =kmI Trong m l t thng nh mc ca ng c, m = const. Tc khng ti l tng 0 =
U
bd
dm
cng ca c tnh c =
Ta thy tc khng ti l tng khng ph thuc vo M, I m ph thuc vo Ub . Ub = kaUk Trong : ka l h s khuych i ca b bin i Uk l in p iu khin T suy ra : 0 =
(k dm) R +Rbd
2
u
kUKa
dk
= f(Uk)
dm
T phng trnh (23) v (24) ta c th c tnh c biu din nh sau.
01 02 03 04
T T N
U U U U
dk 1
dk 2
dk 3
dk 4
0
M,I
Hnh 1-9 : th c tnh c in khi Ub thay i
Trng i Hc Bch Khoa H Ni
10
n tt nghip
T th ta thy, khi Ub thay i th ta c nhng tc khng ti l tng khc nhau, cn cng c tnh c khng i v c tnh iu chnh dc hn c tnh t nhin. Nhn xt : - iu chnh tc trong bt k vng ti no, k c khng ti l tng , c tnh c iu chnh tuy mm hn c tnh t nhin nhng cng hn phng php dng bin tr v thay i kt - Tc ln nht max = 0 -
M
dm
- iu khin phc tp, vn u t ln nhng n l phng php tt hn so vi hai phng php trn Kt lun : Sau khi phn tch ba phng php iu khin nu trn th phng php iu khin bng thay i in p phn ng l tt hn c . Cho nn em chn phng php lm phng php nguyn cu cho ti ca em. 3. CC B BIN I IU CHNH TC NG C MT CHIU KCH T C LP BNG THAY I IN P PHN NG . - Hin nay trong cng nghip ngi ta thng s dng ba loi b bin i sau: + B bin i my pht in mt chiu + B bin i xung p mt chiu + B bin i chnh lu c iu khin - Tng ng vi vic s dng cc b bin i ta c cc h truyn ng sau: + H my pht ng c ( F ) + H iu chnh xung p ng c ( XA ) + H chnh lu Tiristo ng c ( T ) 3.1. H thng my pht - ng c ( F ): - S nguyn l:U + +
F CSC
KT
F
R
F
-
KT-
D
Hnh 1-10 : S nguyn l h thng F Gi thit f = const, sc in ng ca my pht Ef = f( Iktf ) theo qui lut ng cong t h, nu coi my pht khng bo h th ng thng nn. Ef = kfff = kffIktf (25)
Trng i Hc Bch Khoa H Ni
11
n tt nghipPN : H s cu trc ca my pht 2 a
Trong : kf =
f : T thng kch t my pht =f
I ktf
: H s gc ca ng c tnh t h ( xem l ng thng)
Iktf : Dng kch t ca my pht Nu dy qun kch t ca my pht c cp bi ngun p l tng Ukf th : Ikf =
U r
kf
kf
Nh vy sc in ng lc ny t l vi in p kch thch bi h s hng s l kf . Lc ny c th coi gn ng my pht in mt chiu kch t c lp l mt b khuych i tuyn tnh. Ef = kfUkf - Phng trnh c tnh c in: =
k kf d
Ukf d
R I k R
(26)
- Phng trnh c tnh c: =
k kf d
Ukf d
(k d d )
2
M
(27)
Vi R = Rf + R Trong Rf : in tr phn ng ca my pht R : in tr phn ng ca ng c - Tc khng ti l tng : 0 = -
kU kf d
kf d
= var = f(Uk)2
cng c tnh c: =
(k d d ) R +Ruf
= const
ud
Nhng biu thc trn chng to rng khi thay i dng in kch t ca my th iu chnh c tc khng ti ca h thng, cn cng ca c tnh c th gi nguyn, do c tnh c iu chnh l mt h cc ng thng song song nhau
Trng i Hc Bch Khoa H Ni
12
n tt nghip < 0 TTN K Fm
Hnh 1-11 : th c tnh c ca h F ng vi Ukf thay i Thng thng Rf R nn = - Nu cho my pht kch t thun Ukt>0 th c tnh na trc >0 - Nu cho my pht kch t nghch Ukf Uk c UF l m T 1 2 th UE