0.1 Đặc tính cơ của động cơ điện  (Page 4/6)

Tính điện trở khởi động:

A) phương pháp đồ thị:

Dựa vào biểu thức của độ sụt tốc độ  trên các đặc tính cơ ứng với một giá trị dòng điện (ví dụ I1 ) ta có:

${\mathrm{\Delta \omega }}_{\text{TN}}=\frac{R_{\ae }}{\mathrm{K\phi }}{I}_1;{\mathrm{\Delta \omega }}_{\text{NT}}=\frac{R_{\ae }+R_{\mathrm{\ae f}}}{\mathrm{K\phi }}{I}_1$ ;(2-20)

Rút ra: $R_{\ae \text{fi}}=\frac{{\mathrm{\Delta \omega }}_{\text{NT}}-{\mathrm{\Delta \omega }}_{\text{TNi}}}{{\mathrm{\Delta \omega }}_{\text{TN}}}{R}_{\ae };$ (2-21)

Qua đồ thị ta có:

$R_{\mathrm{\ae f1}}=\frac{\text{ha}-\text{he}}{\text{he}}{R}_{\ae }=\frac{\text{ae}}{\text{he}}{R}_{\ae };$

Tương tự như vậy:

$R_{\mathrm{\ae f2}}=\frac{\text{hc}-\text{he}}{\text{he}}{R}_{\ae }=\frac{\text{ce}}{\text{he}}{R}_{\ae };$

Điện trở tổng ứng với mỗi đặc tính cơ:

R1 = Rư + Rưf (1) = Rư + (Rưf 1 + Rưf 2)

R2 = Rư + Rưf (2) = Rư + (Rưf 2)

B) phương pháp giải tích:

Giả thiết động cơ được khởi động với m cấp điện trở phụ. Đặc tính khởi động đầu tiên và dốc nhất là đường 1 (hình 2-3b), sau đó đến cấp 2, cấp 3, ... cấp m, cuối cùng là đặc tính cơ tự nhiên::

Điện trở tổng ứng với mỗi đặc tính cơ:

R1 = Rư + Rưf (1) = Rư + (Rưf 1 + Rưf 2 + ... + Rưf m)

R2 = Rư + Rưf (2) = Rư + (Rưf 1 + Rưf 2 + ... + Rưf m-1)

...

Rm-1 = Rư + (Rưf m-1 + Rưf m)

Rm = Rư + (Rưf m)

Tại điểm b trên hình 2-3b ta có:

$I_2=\frac{U_{\text{âm}}-E_1}{R_1}$ (2-22)

Tại điểm c trên hình 2-3b ta có:

$I_1=\frac{U_{\circledR m}-E_1}{R_2}$ (2-23)

Trong quá trình khởi động, ta lấy:

$\frac{I_1}{I_2}=\lambda$ = const(2-24)

Vậy: $\lambda =\frac{I_1}{I_2}=\frac{R_1}{R_2}=\frac{R_2}{R_3}=\text{.}\text{.}\text{.}=\frac{R_{m-1}}{R_m}=\frac{R_m}{R_{\ae }}$ (2-25)

Rút ra:

$\begin{array}{}{R}_m={\mathrm{\lambda R}}_{\ae }\\ R_{m-1}={\mathrm{\lambda R}}_m={\lambda }^2{R}_{\ae }\\ \text{.}\text{.}\text{.}\\ R_2={\mathrm{\lambda R}}_3={\lambda }^{m-1}{R}_{\ae }\\ R_1={\mathrm{\lambda R}}_2={\lambda }^m{R}_{\ae }\\ \begin{array}{}\}\}\}\}\end{array}\\ \end{array}$ (2-26)

+ Nếu cho trước số cấp điện trở khởi động m và R1, Rư thì ta tính được bội số dòng điện khi khởi động:

$\lambda =\sqrt[m]{\frac{R_1}{R_{\ae }}}=\sqrt[m]{\frac{U_{\text{âm}}}{R_{\ae }\text{.}{I}_1}}=\sqrt[m+1]{\frac{U_{\text{âm}}}{R_{\ae }\text{.}{I}_2}}$ (2-27)

Trong đó: R1 = Uđm/I1; rồi thay tiếp I1 = I2.

+ Nếu biết , R1, Rư ta xác định được số cấp điện trở khởi động:

$m=\frac{\text{lg}(R_1/R_{\ae })}{\text{lg}\lambda }$ (2-28)

* Trị số các cấp khởi động được tính như sau:

$\begin{array}{}{R}_{\ae \text{fm}}=R_m-R_{\ae }=(\lambda -1)\text{.}{R}_{\ae }\\ R_{\ae \text{fm}-1}=R_{m-1}-R_m=\lambda (\lambda -1)\text{.}{R}_{\ae }\\ \text{.}\text{.}\text{.}\\ R_{\mathrm{\ae f2}}=R_2-R_3={\lambda }^{m-2}(\lambda -1)\text{.}{R}_{\ae }\\ R_{\mathrm{\ae f1}}=R_1-R_2={\lambda }^{m-1}(\lambda -1)\text{.}{R}_{\ae }\\ \begin{array}{}\}\}\}\}\end{array}\\ \end{array}$ (2-29)

* Ví dụ 2-2:

Cho động cơ kích từ song song có các số liệu sau: Pđm = 25KW; Uđm = 220V; nđm = 420vg/ph; Iđm = 120A; Rư* = 0,08. Khởi động hai cấp điện trở phụ với tần suất 1lần/1ca, làm việc ba ca, mômen cản quy đổi về trục động cơ (cả trong thời gian khởi động) Mc  410Nm. Hảy xác định các cấp điện trở phụ.

* Giải:

Trước hết ta xác định các số liệu cần thiết của động cơ:

Điện trở định mức: Rđm = Uđm/Iđm = 220V/120A = 1,83.

Điện trở phần ứng: Rư = Rư*.Rđm = 0,08.1,83 = 0,146.

Tốc độ góc định mức: đm = nđm/ 9,55 = 420/ 9,55 = 44 rad/s.

Từ thông của động cơ và hệ số kết cấu của nó:

${\mathrm{K\phi }}_{\text{âm}}=\frac{U_{\text{âm}}-R_{\ae }\text{.}{I}_{\text{âm}}}{{\omega }_{\text{âm}}}=\frac{\text{220}-\mathrm{0,}\text{146}\text{.}\text{120}}{\text{44}}=\mathrm{4,6}\text{Wb}$

Dòng điện phụ tải: Ic = Mc/Kđm = 410/4,6 = 89A  0,74Iđm.

Với tần suất khởi động ít, dòng điện và mômen phụ tải nhỏ hơn định mức, nên ta coi trường hợp này thuộc loại khởi động bình thường với số cấp khởi động cho trước m = 2, dùng biểu thức (2-27), chọn trước giá trị I2:

I2 = 1,1.Ic = 1,1.89A = 98 A

Ta tính được bội số dòng điện khởi động:

$\lambda =\sqrt[m+1]{\frac{U_{\text{âm}}}{R_{\ae }\text{.}{I}_2}}=\sqrt[2+1]{\frac{\text{220}}{\mathrm{0,}\text{146}\text{.}\text{98}}}\approx \mathrm{2,5}$

Kiểm nghiệm lại giá trị dòng điện I1:

I1 = .I2 = 2,5.98A = 245A  2Iđm

Giá trị dòng khởi động thấp hơn giá trị cho phép, nghĩa là số liệu đã tính là hợp lý.

Hình 2-4: a) Sơ đồ nối dây ĐMđl khởi động 2 cấp, m = 2b) Các đặc tính khởi động ĐMđl, m = 2:Đường 1 có: R1 = Rư + Rưf1 + Rưf2Đường 2 có: R2 = Rư + Rưf2Đường TN có: R3 = Rư CktRktfIktIưEK2 K1Rưf2 Rưf1Uư+-a)0120 Ic I2 I1 IưTNXL21abcdehb)

Theo (2-26) ta xác định được các cấp điện trở tổng với hai đường đặc tính nhân tạo:

R1 = Rư = 2,5.0,146 = 0,365 