0.1 Đặc tính cơ của động cơ điện  (Page 2/6)

Rư­ là điện trở mạch phần ứng, Rư = rư + rctf + rctb + rtx , ().

Trong đó: rư là điện trở cuộn dây phần ứng của động cơ ().

Rctf là điện trở cuộn dây cực từ phụ của động cơ ().

Rctb là điện trở cuộn dây cực từ bù của động cơ ().

Rctb là điện trở tiếp xúc giữa chổi than với cổ góp của

động cơ ().

Rư­f là điện trở phụ mạch phần ứng.

Iư là dòng điện phần ứng.

Từ (2-1) và (2-2) ta có:

$\omega =\frac{U_{\ae }}{\mathrm{K\phi }}-\frac{R_{\ae }{\text{+R}}_{\text{æf}}}{\mathrm{K\phi }}{I}_{\ae }$ (2-4)

Đây là phương trình đặc tính cơ - điện của động cơ một chiều kích từ độc lập.

Mặt khác, mômen điện từ của động cơ được xác định:

Mđt = KIư(2-5)

Khi bỏ qua tổn thất ma sát trong ổ trục, tổn thất cơ, tổn thất thép thì có thể coi: Mcơ  Mđt  M

Suy ra:Iư = $\frac{M_{\text{ât}}}{\mathrm{K\phi }}\approx \frac{M}{\mathrm{K\phi }}$ (2-6)

Thay giá trị Iư vào (2-4), ta có:

$\omega =\frac{U_{\ae }}{\mathrm{K\phi }}-\frac{R_{\ae }{\text{+R}}_{\text{æf}}}{(\mathrm{K\phi }{)}^2}M=\frac{U_{\ae }}{\mathrm{K\phi }}-\frac{R_{\mathrm{\ae \Sigma }}}{(\mathrm{K\phi }{)}^2}M$ (2-7)

Đây là phương trình đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập.

Có thể biểu diễn đặc tính cơ dưới dạng khác:

 = 0 - (2-8)

Trong đó: ${\omega }_0=\frac{U_{\ae }}{\mathrm{K\phi }}$ gọi là tốc độ không tải lý tưởng.(2-9)

$\mathrm{\Delta \omega }=\frac{R_{\ae }+R_{\mathrm{\ae f}}}{(\mathrm{K\phi }{)}^2}=\frac{R_{\mathrm{\ae \Sigma }}}{(\mathrm{K\phi }{)}^2}$ gọi là độ sụt tốc độ.(2-10)

Từ các phương trình đặc tính cơ điện (2-4) và phương trình đặc tính cơ (2-8) trên, với giả thiết phần ứng được bù đủ và  = const thì ta có thể vẽ được các đặc tính cơ - điện (hình 2-2a) và đặc tính cơ (hình 2-2b) là những đường thẳng.

0 đm TNnt NTIđm Inm Iưa)0 đm TNnt NTMđm Mnm Mb)Hình 2-2: a) Đặc tính cơ - điện động cơ một chiều kích từ độc lập.b) Đặc tính cơ động cơ điện một chiều kích từ độc lập.

Đặc tính cơ tự nhiên (TN) là đặc tính cơ có các tham số định mức và không có điện trở phụ trong mạch phần ứng động cơ:

$\omega =\frac{U_{\text{æâm}}}{{\mathrm{K\phi }}_{\text{âm}}}-\frac{R_{\text{æâm}}}{({\mathrm{K\phi }}_{\text{âm}}{)}^2}M$ (2-11)

Đặc tính cơ nhân tạo (NT) là đặc tính cơ có một trong các tham số khác định mức hoặc có điện trở phụ trong mạch phần ứng động cơ.

Khi  = 0, ta có:

$I_{\ae }=\frac{U_{\ae }}{R_{\ae }+R_{\text{æf}}}=I_{\text{nm}}$ (2-12)

Và: $M=\frac{U_{\ae }}{R_{\ae }+R_{\text{æf}}}\cdot \mathrm{K\phi }=I_{\text{nm}}\cdot \mathrm{K\phi }=M_{\text{nm}}$ (2-13)

Trong đó: Inm - gọi là dòng điện (phần ứng) ngắn mạch

Mnm - gọi là mômen ngắn mạch

Từ (2-7) ta xác định được độ cứng đặc tính cơ :

$\beta =\frac{\text{dM}}{\mathrm{d\omega }}=-\frac{(\mathrm{K\phi }{)}^2}{R_{\ae }+R_{\text{æf}}}$ (2-14)

Đối với đặc tính cơ tự nhiên:

${\beta }_{\text{tn}}=-\frac{({\mathrm{K\phi }}_{\text{dm}}{)}^2}{R_{\ae }}$ (2-15)

Và: ${\beta }_{\text{tn}}^{}=-\frac{1}{R_{­}^{}}$ (2-16)

Nếu chưa có giá trị Rư thì ta có thể xác định gần đúng dựa vào giả thiết coi tổn thất trên điện trở phần ứng do dòng điện định mức gây ra bằng một nửa tổn thất trong động cơ:

$R_{\ae }=\mathrm{0,5}\text{.}(1-{\eta }_{\text{âm}})\frac{U_{\text{âm}}}{I_{\text{âm}}},\Omega$ (2-17)

* Ví dụ 2-1:

Xây dựng đặc tính cơ tự nhiên và 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 là 6,6KW; điện áp định mức: 220V; tốc độ định mức: 2200vòng/phút; điện trở mạch phần ứng gồm điện trở cuộn dây phần ứng và cực từ phụ: 0,26; điện trở phụ đưa vào mạch phần ứng: 1,26.

* Giải:

a) Xây dựng đặc tính cơ tự nhiên:

Đặc tính cơ tự nhiên có thể vẽ qua 2 điểm: là điểm định mức [Mđm; đm] và điểm không tải lý tưởng [M = 0;  = 0]. Hoặc điểm không tải lý tưởng [M = 0;  = 0] và điểm ngắn mạch [Mnm;  = 0]. Hoặc điểm định mức [Mđm; đm] và điểm ngắn mạch [Mnm;  = 0].

Tốc độ góc định mức:

${\omega }_{\text{âm}}=\frac{n_{\text{âm}}}{\mathrm{9,}\text{55}}=\frac{\text{2200}}{\mathrm{9,}\text{55}}=\text{230},3\text{rad/s}$

Mômen (cơ) định mức:

$M_{\text{âm}}=\frac{P_{\text{âm}}\text{.}\text{1000}}{{\omega }_{\text{âm}}}=\frac{\mathrm{6,6}\text{.}\text{1000}}{\text{230},3}=\text{28},6\text{Nm}$

Như vậy ta có điểm thứ nhất trên đặc tính cơ tự nhiên cần tìm là điểm định mức: [28,6 ; 230,3].