Truyen dong dien - Chuong 2 - For students.pdf

5/10/2014

1

1 Danang University of Technology

Chng 2 C TNH C V CC

TRNG THI LM VIC CA NG C IN


2.1 Khi nim chung

Trong chng 1 cho ta thy, khi t 2 ng c tnh c

M() v Mc() ln cng mt h trc ta , ta c th xc nh

c trng thi lm vic ca ng c v ca h truyn ng

in.

Trng thi xc lp khi M = Mc ng vi giao im ca 2 ng

c tnh M() v Mc() .

Trng thi qu khi M Mc v tc cha t n xc lp:

xl.


Khi phn tch cc h truyn ng in, ta thng coi my sn

xut cho trc, ngha l coi nh bit trc c tnh c

Mc() ca n. Vy mun tm kim mt trng thi lm vic vi

nhng thng s yu cu nh tc , mmen, dng in ng

c, ta phi to ra nhng c tnh c ca ng c tng

ng. Mun vy, ta phi nm vng phng trnh c tnh c

v cc c tnh c ca cc loi ng c in, t hiu c

phng php to ra cc c tnh c nhn to ph hp vi

my sn xut cho. T ta iu khin ng c sao cho c

c cc trng thi lm vic theo yu cu cng ngh.


Phn cm: To ra t trng

Phn ng: phn chuyn

ng quay

2.2 c tnh c v cc trng thi lm vic ca ng cin mt chiu kch t c lp

5/10/2014

2


2.2.1 Phng trnh c tnh c ch xc lp


7 Danang University of Technology 8 Danang University of Technology

2.2.2 nh hng ca cc thng s in i vi c tnh c

1, Trng hp thay i in tr ph mch phn ng

5/10/2014

3


2, Trng hp thay i in p phn ng


3, Trng hp thay i t thng kch t


2.2.3 M my (khi ng) ng c in mt chiu kch t clp


2.2.4 o chiu quay ng c

Mun o chiu quay ca ng c in mt chiu ta c th thc hin mt trong

hai cch:

+ o chiu t thng.

+ o chiu dng in phn ng.

5/10/2014

4


c tnh c khi o chiu i xng nhau qua gc ta .


2.2.5 Cc trng thi hm ca ng c in mt chiukch t c lp

Hm mt h thng T nhm mc ch:

Dng h T.

Gi h thng ng yn khi h thng ang chu mt lc c xu

hng gy chuyn ng.

Gim tc h T.

Ghm cho h T lm vic vi tc n nh. V d: gi tc

u khi xe in xung dc, khi h vt cu cn trc,..


Cc trng thi hm ca ng c:

Hm ti sinh

Hm ngc

Hm ng nng

c im chung ca c 3 trng thi hm: ng c u lm vic

ch my pht, bin c nng ca ng c ang c qua ng c

thnh in nng tr v li (hm ti sinh) hoc tiu th thnh dng

nhit trn cc in tr hm (hm ngc, hm ng nng).


a) Hm ti sinh

Xy ra khi tc quay ca ng c ln hn tc khng ti ltng >0.

ng c lm vic nh mt my pht song song vi li v trnng lng v ngun.

IU E

R

K K

R

M K I

h

h h

0 0

0

M

o

UE

I

U

I

E

M C

5/10/2014

5


Mt s trng hp xy ra hm ti sinh:

1) Hm ti sinh khi c ng lc quay ng c: My sn xut l ngun nglc quay rotor ng c, lm >0.

Dng in i chiu Mmen do ng c sinh ra ngc vi chiu chuynng ca ng c ang c tr thnh mmen hm ng c.


2) Hm ti sinh khi gim in p phn ng: Mc l dng mmen th nng.in p ngun gim t ngt lm 0 gim trong khi cha kp gim. ng nngtch ly tc cao s tun vo ng c v bin ng c thnh my pht tr nnglng v ngun.


3) Hm ti sinh khi o chiu in p phn ng: Mc l dng mmen th nng h ti.

M C

o

M

Mk

o

AM

M

c

M

M

Nng ti

H ti

c

B

c

d


b) Hm ngcXy ra khi mmen hm ca ng c ngc chiu tc quay. Hai trng

hp ca hm ngc:

1) a in tr ph ln vo mch phn ng:

hh

pu

u

pu

uuh

IKM

RR

KU

RR

EUI

5/10/2014

6


2) Hm ngc bng cch o chiu in p phn ng:

IU E

R R

U K

R R

M K I

hf f

h h

< 0

0

=-

-U

K KM f

R + R

( )2


c) Hm ng nng (U = 0)

1) Hm ng nng kch t c lp:ng c ang lm vic vi li in, thc hin ct phn ng ng c ra khi li

in v ng vo mt in tr hm Rh. Do ng nng tch ly trong ng c nn nvn quay v n lm vic nh mt my pht bin c nng thnh nhit nng trn intr hm v in tr phn ng.

R + R h( )K

M 2

Phng trnh c tnh c:

E K

IE

R R

K

R R

M K I

hd hd

hdhd

h

hd

h

hd hd

< 0

0

Thi im hm ban u:

a

1

Mc

o

M

2

M h2 M h1

b2 b1

c1

c2

Rh2Rh1

0

+

kt

E

I h

KT R

-

Rh


2) Hm ng nng t kch t:ng c ang lm vic vi li in, thc hin ct c phn ng v phn kch t

ca ng c ra khi li in v ng vo mt in tr hm Rh.

Phng trnh c tnh c:

h1h2M M

1

2

0 M

c1

c2

cM

b1

R

b2

h2

h1R

oa

KT

Rh

h I

E

Ikt

R +R

R

h

h

.

( )

R

R

KM

kt

kt2


2.4 ng c in xoay chiu 3 pha khng ng b

2.4.1 Cu to v nguyn l hot ng

5/10/2014

7

25 University of Ulsan(UoU)

ng c rto dy qun

Hp u

dyChi than

v gi

Np my bi Vt nh v

Rto dy

qun

Vnh trtStato

Np my

bo v vnh

trt

Qut gi

Np qut gi


ng c KB rotor dy qun

Cu to ca ng c 3 pha KB rotor dy qun


Cu to ca rotor lng sc v trc quay

Cu to lng sc ca rotor

ng c rto lng sc


5/10/2014

8

29 University of Ulsan(UoU)

u dy

230 V

400 V

u sao

Tam gic


- Nh bit trong vt l, khi cho dng in 3 pha vo 3 cun dy t

lch nhau 1200 trong khng gian th t trng tng do 3 cun dy to ra l

mt t trng quay. Nu trong t trng quay ny c t cc thanh dn in

th t trng quay s qut qua cc thanh dn in v lm xut hin mt sc

in ng cm ng trong cc thanh dn.

- Ni cc thanh dn vi nhau v lm mt trc quay th trong cc thanh

dn s c dng in (ngn mch) c chiu xc nh theo quy tc bn tay

phi. T trng quay li tc dng vo chnh dng cm ng ny mt t lc

c chiu xc nh theo quy tc bn tay tri v to ra mt mmen lm quay

lng tr v cc thanh dn theo chiu quay ca t trng quay.


Cc gi thit:

+ Ba pha ca ng c l i xng.

+ Cc thng s ca mch khng thay i ngha l khng ph thuc

vo nhit , tn s, mch t khng bo ha nn in khng khng

thay i,

+ Tng dn ca mch vng t ha khng thay i, dng t ha

khng ph thuc ti m ch ph thuc in p t vo stator.

+ B qua cc tn tht ma st, tn tht trong li thp.

+ in p li hon ton sin v i xng.


Cc i lng mch stator: U1, I1, R1, .

Cc i lng mch rotor: U2, I2, R2, .

,60 1p

fn0 =

Tc t trng quay (tc ng b, tc khng ti ltng):

p

fn 100

2

60

2 ..

(vg/phut)

(rad/s)

H s trt:

0

2

0

20

0

20 1

n

nns

Dng in cm ng trong rotor cng l dng xoay chiu vi tn s xc nhqua tc tng i ca rotor vi t trng quay:

5/10/2014

9


2.4.2 Phng trnh c tnh c

S thay th 1 pha pha stator: Cc i lng in mch rotor quy i v stator.

+

-

X1 R1

X

R

m

m

X'2

R'22

I1I'2

oI

s

I2 = KII2

X2 = KxX2

R2 = KRR2

KE = E1ph,m/ E2ph,m

KI = 1/ KE

KR = KX = KE/KI = K2E

I0 : Dng in t ha ca ng c

Rm : in tr mch t ha

Xm : in khng mch t ha


T s thay th 1 pha pha stator, tnh dng in rotor quy iv stator:

2212

21

1

2

''

'

XXs

RR

UI

ph

Khi ng c hot ng, cng sut in t P12 t stator chuyn sangrotor thnh cng sut c Pc v cng sut nhit t nng cun dy:

P12 = Pc + P2

Nu b qua tn tht ph th c th coi mmen in t ca ng cbng mmen c:

Mt = Mc = M


Cng sut in t:P12 = M0 = M + P2

0

2

0

2

.s

PPM

=>

Cng sut nhit trong cun dy 3 pha:

P2 = 3R2I22

2

2

210

2213

nm

ph

Xs

RRs

RUM

'

'

=>

Xnm = X1 + X2 : in khng ngn mch


2

2

210

2213

nm

ph

Xs

RRs

RUM

'

'

Phng trnh c tnh c ca ng c KB biu din mi quan h:M = f(s) = f(s()).

0A

Mmm

M

th

sth

s

K

BMth

5/10/2014

10


ng c tnh c c im cc tr gi l im ti hn K.

0A

Mmm

M

th

sth

s

K

BMth

0ds

dM

221

'2

nmXR

R

sth =

)( 22110

21

2

3

nm

ph

XRR

U

Mth =

Xt trong gii hn 0 < s < 1, ccphng trnh trn mang du + .

KB: on khi ng.KA: on c tnh lm vic ca ng c.


N (Rotor speed)

Ns = Synchronism

StatorRotor

Motor C = 0

Nn = Nominal

StatorRotor

Motor C = NominalResistive C = nominal

StatorRotor

Motor C = Maximum

Resistive C = Maximum N = minimum stable one

C (torque)

Motor C

Resistive C

StatorRotor

Motor C = Faulty

Resistive C = Excessive

N = Unstable

HEATING

SNominal

Maximum C

Startup C

c tnh mmen tc


2.4.3 nh hng ca cc thng s in i vi c tnh c

p

f120 =

sth = 221

2

nmXR

R

'

)( 22110

21

2

3

nm

ph

XRR

U

Mth =

ng c tnh c ca ng c KB c xc nh bi:


2.4.3.1 nh hng ca in tr mch rotor R2

Trng hp ny ch thc hin c vicc ng c rotor dy qun.

sth

s

0

th

A

thMM

~

R'2

0 =

sth = 221

2

nmXR

R

'

)( 22110

21

2

3

nm

ph

XRR

U

Mth =

Khng i

Thay i ~ R2

Khng i

p

f12

5/10/2014

11


2.4.3.2 nh hng ca in tr, in khng mch stator: X1, R1

0 =

sth = 221

2

nmXR

R

'

)( 22110

21

2

3

nm

ph

XRR

U

Mth =

Khng i

Thay i gim

Thay i gim

p

f12

R1

~

R'2

~

X1


2.4.3.3 nh hng ca s i cc p

0 =

sth = 221

2

nmXR

R

'

)( 22110

21

2

3

nm

ph

XRR

U

Mth =

Thay i

Thay i

p

f12

Thay i

Thng thng, loi ng c ny c ch to vi cun cm stator c nhiu u

dy ra c th thay i cch u dy tng ng vi s i cc. Ty theo kh

nng i ni m ng c c 2, 3, 4, cp tc .

Do s i cc thay i nh i ni cun cm stator nn cc thng s nh in p

pha, in tr stator v in khng stator u thay i.


2.4.3.4 nh hng ca tn s f1

Khi thay i f1 th tc ng b 0 s thay i, ng thi X1, X2cng b thay i, ko theo c s thay i ca c trt ti hn sthv mmen ti hn Mth.

1

1

fsth ~ 2

1

1

fMth ~

gi t trng khe h l hng s th:

constf

U

1

1

vng f1>f1m th khng c tng inp ngun cp m phi gi U1ph = const


2.5.4 Khi ng ng c khng ng b

Nu khi ng ng c KB bng cch ng in trc tip vo ng

c th do lc u ng c cha quay, trt ln nn sut in ng cm

ng v dng in cm ng ln.

Dng in khi ng c gi tr c bit ln cc ng c cng sut

trung bnh v ln, to ra nhit t nng ng c v gy xung lc c hi

cho ng c.

Tuy dng in m my ln nhng mmen m my li nh.

V vy, cn phi c bin php m my gin tip i vi nhng ng c

cng sut trung bnh v ln. Mc ch: Hn ch dng in v tng mmen

m my.

5/10/2014

12


2.5.4.1. Phng php m my dng in tr ph mch rotor

Phng php ny ch s dng c i vi ng c rotor dy qun.

KB

K3

K2

K1

R3

R2

R1

~

2C thMM M

0 A

2M

TN

3

2

1

a

bc

de

fg


2.4.4.2. Phng php m my dng in tr hoc in khng ni tip trong mch stator

bac

~ 3

K1 K2 K2 K2K1 K1

R1 R1 R1

bac

K1

X1 X1

K1K2

~ 3

K2 K1

X1

K2


2.4.4.3. Phng php m my dng MBA t ngu

bac

K KK

~ 3

K'

K'

BATN

CD

2.4.4.4. Phng php m my bng i ni Y -


2.4.5 o chiu quay ng c khng ng b

CDA

CDB

a bc

o chiu quay ng c KB, cn o chiu ca t trng quay do stator

to ra. Mun vy, ch cn o 2 pha bt k trong 3 pha in p ngun cp ca

stator.

5/10/2014

13


2.4.6 Cc c tnh c khi hm ng c KB

2.4.6.1 Hm ti sinh

ng c KB xy ra hm ti sinh khi tc ca ng c ln hn tc

ng b: > 0. Khi xy ra hm ti sinh th ng c lm vic nh mtmy pht v c tr nng lng v ngun.

F

N

K'

K

MM

s

s

s=0

thF

ths

s=1

thF th

221

2

nm

th

XR

Rs

'

)( 22110

21

2

3

nm

ph

th

XRR

UM


2.4.6.2 Hm ngc

Hm ngc l khi mmen ca ng c ngc chiu vi tc quay. Hm ngcc 2 trng hp:

a) Hm ngc bng cch a in tr ph ln vo mch rotor

MC Mth

0

AA

B

D

E

MB

1

2

E

M

A

P

CM

M

P

M

A

MC

R

K

KB

~

K

p


MC Mth

0A

AB

D

E

MB

1

2

E

M

A

P

CM

M

P

M

A

MC

R

K

KB

~

K

p


b) Hm ngc bng cch o chiu t thng stator

CM MthM

1

0 A

MC

ED

D'

B B'

23

E'

E

CM

M

F

M

C

M

M

MC

KK

pR

KB

~

Ti im D nu ti l ma st th ng c s dng li khi ct in. Nu l ti th nng, ng c s tip tc o chiu quay v lm vic n nh ti im E.

5/10/2014

14


2.4.6.3 Hm ng nng

hm ng nng mt ng c in KB ang lm vic ch ng c, ta phi

ct stator ra khi li in xoay chiu ri cp vo hai pha ca stator dng in mt

chiu kch t.


+

- -

+ +

-

+

-

+

-Cc cch cp kch t mt chiu cho cun stator 3 pha khi hm ng

nng ng c KB

c tnh c khi hm ng nng ng c KB


2.6. BI TP NG DNG


Bi 1: Cho ng c in mt chiu kch t c lp c cc s liu k

thut sau:

Pm = 2,2 kW; Um = 110V; Im = 25,6A; nm = 1430 vg/pht; R =

0,47;

a) Hy v c tnh c t nhin ca ng c.

b) Hy v c tnh c nhn to khi c in tr ph mc

trong mch phn ng l Rf = 0,78;

5/10/2014

15


Bi 2: Cho ng c in mt chiu kch t c lp c cc

s liu k thut sau:

Pm = 16 kW; Um = 220V; Im = 70A; nm = 1000

vg/pht; R = 0,28;

ng c ang lm vic vi cc thng s in l nh mc

v c in tr ph mc thm trong mch phn ng bng Rf

= 0,52. Xc nh tc quay ca ng c khi mmen

trn trc ng c bng 0,6.Mm?


Bi 3: Tm tr s cc cp in tr m my ca ng c

in mt chiu kch t c lp c cc thng s k thut

sau:

Pm = 13,5 kW; Um = 110V; Im = 14,5A; nm = 1050

vg/pht;

Chn dng in khi ng ln nht Imax = I1 = 2.4Im,

dng in khi ng nh nht Imin = I2 = 1.2Im, m my

vi 3 cp in tr.


Bi 4: Hy xc nh ch s in tr ph cn thit ng

vo phn ng ng c in mt chiu kch t c lp khi

hm ng nng dng in hm ban u bng 2.Im. Bit

rng trc khi hm ng c lm vic vi ph ti nh

mc.

Cc s liu k thut ca ng c: Pm = 46,5kW; Um =

220V; Im = 23,8A; nm = 1500 vg/pht;


Bi 5: Cho ng c in mt chiu kch t c lp c cc s liu k

thut sau:

Pm = 34 kW; Um = 220V; Im = 178A; nm = 1580 vg/pht; R =

0,042.

ng c ang lm vic trn c tnh c t nhin vi mmen cn

trn trc Mc = Mm, dng my ngi ta chuyn sang ch hm

ngc bng cch o chiu in p v trong mch phn ng mc

thm in tr ph Rf = 1,25..

Hy xc nh tr s mmen in t ca ng c sinh ra u v

cui qu trnh hm?

5/10/2014

16


Bi 6: ng c in mt chiu kch t c lp c cc

s liu k thut sau: Pm = 4,2 kW; Um = 220V; Im =

22,6A; nm = 1500 vg/pht; R = 0,841.

ng c ang lm vic vi cc thng s nh mc,

mmen cn trn trc bng nh mc v t thng kch t

ca ng c bng 0,5m. Hy xc nh tc quay v

dng in phn ng ca ng c?


Bi 7: Xc nh tr s in tr ph cn thit t vo mch

phn ng ca ng c in mt chiu kch t c lp lm

vic trong ch hm ng nng cho khi dng in trong

mch phn ng bng nh mc th tc ng c bng

0,5m.

Cho cc thng s k thut: Pm = 1,6kW; Um = 110V; Im =

19,7A; nm = 970 vg/pht; R = 0,6.


Bi 8: Cho ng c in mt chiu kch t c lp lm

vic ch my pht tr nng lng v li (hm ti

sinh).

Hy xc inh tc quay ca phn ng nu I = 60A, Rf

= 0.

Cc thng s k thut ca ng c:

Pm = 29kW; Um = 440V; Im = 79A; nm = 1000 vg/pht;

R = 0,278.


Bi 9: Xc nh tr s ban u ca dng in phn ng khi

ct phn ng ca ng c in mt chiu kch t c lp ra

khi li in v ng kn vo mt in tr 6. Trc khi

ct ng c lm vic vi mmen M = 34,4Nm v t thng

l nh mc.

Cho cc s liu k thut ca ng c:

Pm = 6,5kW; Um = 220V; Im = 34,4A; nm = 1500

vg/pht; R = 0,14.

5/10/2014

17


Bi 10: Cho mt ng c xoay chiu 3 pha khng ng b c cc s liu k thut nh

sau: Pm = 22kW, U1ph = 220V, nm = 1755 vg/pht, s i cc p = 4, tn s ngun cp f1 =

50Hz, Im = 75A, R1 = 0.044, R2 = 0.0252, in cm cun dy stator L1 = 0.55mH, in

cm cun dy rotor L2 = 0.47mH, h cm Lm = 12.9mH. H s quy i in p KE = 1.8.

iu kin v gii hn lm vic ca ng c: |u1| 220V, |i1| 75A. Tc ln nht nmax

= 6000 vg/pht.

1) Hy xc nh trt nh mc.

2) V ng c tnh c ca ng c.

3) ng c lm vic ch V/F=const. Bin in p ca stator t l vi in p

ngun cp cho n gi tr ti a 50Hz. di iu chnh tn s trn 50Hz, in p ngun

c gi nguyn in p pha 220V. Hy v cc c tnh c khi tn s thay i t 5Hz n

170Hz vi khong thay i l 15Hz.


THANK YOU FOR YOUR ATTENTION!

Documents

Truyen dong dien - Chuong 2 - For students.pdf