Tổng quan về động cơ điện sử dụng trong công nghiệp, hiểu biết sâu sắc về công nghệ máy điện, xu hướng và sự phát triển. Lớp: DC1901 Ngành: Tự động hóa công nghiệp Tên dự án: Tổng quan về động cơ điện dùng trong công nghiệp, hiểu biết sâu sắc về công nghệ, xu hướng và sự phát triển của máy điện tốc độ cao. Đề tài cấp bằng: Tổng quan về động cơ điện sử dụng trong công nghiệp, hiểu biết sâu sắc về công nghệ, xu hướng và sự phát triển của máy điện tốc độ cao.
Sự xuất hiện tia lửa điện trên cổ góp hạn chế việc tăng công suất của máy điện một chiều. Theo chức năng, máy điện một chiều còn được chia thành cảm ứng (kích thích) và phần ứng (chuyển hóa năng lượng). Stator của máy DC là bộ phận cảm biến nơi tạo ra từ thông chính của máy.
PHÂN LOẠI ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG SĐĐ CỦA ĐỘNG CƠ
Khi một máy điện một chiều kích thích được đưa vào lưới điện như hình 1.5, một dòng điện sẽ chạy trong cuộn dây phần ứng. Dòng điện này sẽ tương tác với từ trường để tạo ra một lực, chiều của nó được xác định theo quy tắc bàn tay trái. và tạo ra một mômen điện từ làm cho rôto quay với tốc độ n.
ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 1. Đặc tính cơ của động cơ kích từ độc lập và song song
Khi tải tăng do phản ứng phần ứng, dòng điện chính của máy giảm và các tính chất cơ học bị biến dạng nhẹ. Trong đó tốc độ quay n' của động cơ khi tải thay đổi từ danh nghĩa thành 25%. Qua phân tích trên có thể thấy đặc tính cơ của động cơ nối tiếp là không có tốc độ không tải.
Đặc tính cơ học của động cơ này giống như động cơ nối tiếp hay song song, tùy theo cuộn dây kích thích nào đóng vai trò quyết định. Trong động cơ nối thuận, tiêu chuẩn của cả hai cuộn dây cùng chiều nhưng nó đóng vai trò chính là cuộn dây song song. So sánh các đặc tính cơ học của động cơ điện nối tiếp và động cơ điện hỗn hợp, chúng ta thấy rằng đối với động cơ điện trường hỗn hợp ở tốc độ không tải (lưu trữ không tải), dòng điện nối tiếp bằng 0 và dòng điện trường song song khác 0, nghĩa là, (tốc độ không tải) khi dòng điện tải tăng, dòng điện cuộn dây nối tiếp tác dụng, đặc tính cơ học giống như động cơ nối tiếp Hình 2.18b thể hiện đặc tính n=f(I) của động cơ kích thích song song mắc song song (đường 1), động cơ kích thích nối tiếp (dòng 2), động cơ kích thích hỗn hợp nối thuận (dòng 3) và đặc tính của động cơ kích thích nối tiếp nối tiếp (dòng 4) để chúng ta dễ dàng so sánh.
KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
Người ta đặt một điện trở điều chỉnh được vào rôto và gọi nó là điện trở khởi động (Hình 1.9a). Điện trở khởi động phải được ngắt dần khi tốc độ động cơ tăng lên. Đối với cùng một dòng điện phần ứng, động cơ mắc nối tiếp có mômen khởi động lớn hơn động cơ mắc song song.
Lưu ý: Đối với động cơ kích từ song song, khi sử dụng điện trở khởi động phải nối sao cho cuộn dây kích từ luôn được cấp điện áp định mức để đảm bảo lớn nhất. Nếu có một điện trở điều chỉnh được trong mạch kích thích, hãy để điện trở này ngắn mạch khi khởi động. Hình 1.9b thể hiện đặc tính cơ học của động cơ DC khởi động bằng điện trở khởi động (khi chuyển từ bước điện trở này sang bước điện trở khác, tốc độ động cơ không đổi).
ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU 1. Các phương pháp điều chỉnh tốc độ
Việc điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp nguồn chỉ có thể thực hiện theo hướng tốc độ giảm dần (vì mỗi cuộn dây được thiết kế với Udm nên điện áp cấp vào cuộn dây không thể tăng lên). Hình 2.21 thể hiện đặc tính cơ học của phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở rôto. Điện trở cài đặt tốc độ có chế độ hoạt động dài hạn, vì vậy không sử dụng điện trở khởi động (nó hoạt động ở chế độ ngắn hạn) làm điện trở cài đặt tốc độ.
Do những ưu điểm trên nên phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng từ trường thường được áp dụng cùng với các phương pháp khác để tăng phạm vi điều chỉnh. Để tăng phạm vi điều chỉnh tốc độ, người ta sử dụng hệ thống máy phát động cơ DC (Hình 2.23). Để thay đổi tốc độ, trong hệ thống động cơ máy phát có thể áp dụng phương pháp điều chỉnh điện áp nguồn tải (thay đổi kích thích máy phát), thay đổi điện trở mạch rôto động cơ và thay đổi từ thông kích thích.
HÃM ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
Trong hệ thống này, cả máy phát điện và động cơ đều là các máy điện một chiều kích từ độc lập. Ngày nay, máy phát điện một chiều được thay thế bằng bộ chỉnh lưu và hệ thống động cơ van xuất hiện. Như vậy, dòng điện đổi chiều, mô men xoắn do động cơ sinh ra cũng đổi chiều, trong khi tốc độ vẫn giữ nguyên chiều cũ thì động cơ làm việc ở chế độ hãm.
Phương pháp phanh động học thường được sử dụng để dừng xe máy. Do dòng điện Iu thay đổi hướng và mô men xoắn của động cơ thay đổi hướng nhưng tốc độ không đổi hướng nên động cơ hoạt động ở chế độ phanh ngược. Trên thực tế, phương pháp phanh này xảy ra ở giai đoạn đầu khi chuyển hướng tốc độ động cơ.
Tổn hao và hiệu suất máy điện một chiều Trong máy điện có hai loại tổn hao
Điều kiện chúng ta vừa nghiên cứu ở trên là điều kiện động cơ của một máy điện không đồng bộ. Động cơ có tốc độ quay nhỏ hơn tốc độ của từ trường và quay cùng chiều với từ trường. Khi động cơ cảm ứng không quay là máy biến áp ngắn mạch ở phía thứ cấp, tần số ở stato bằng tần số ở rôto.
Các đặc tính cơ học được định nghĩa là mối quan hệ chức năng giữa tốc độ quay và mômen điện từ của động cơ n=f(M). Hình 2.8 cho thấy sự thay đổi mô men xoắn khi thay đổi điện trở rôto của động cơ. Khi bạn thay đổi điện trở của rôto thì mô men xoắn cực đại không thay đổi.
Bổ sung thêm điện trở cho mạch rôto (đối với động cơ không đồng bộ của rôto); So với động cơ cảm ứng rôto dây quấn, động cơ lồng sóc rãnh sâu có kết cấu nhẹ hơn và giá thành rẻ hơn. Nếu động cơ cảm ứng được trang bị thiết bị trao đổi cuộn dây để thay đổi số cặp cực thì chúng ta có thể điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi số cặp cực.
Bằng cách sử dụng các cuộn dây độc lập với số cực khác nhau, đây là động cơ cảm ứng đa tốc độ. Phương pháp điều chỉnh này chỉ áp dụng cho động cơ cảm ứng rôto dây quấn. Đặc tính cơ học của động cơ cảm ứng rôto dây quấn khi thay đổi điện trở rôto được thể hiện trên hình 4.24.
Khi điện trở của rôto tăng lên, các tính chất cơ học sẽ giảm đi, nếu mômen điện trở không đổi thì tốc độ động cơ có thể thay đổi theo hướng giảm dần. Nếu mạch rôto được cung cấp công suất P2 bằng tổn hao PCu2 thì Ppower =sPdt =0 có nghĩa là s=0 nên động cơ quay với tốc độ của từ trường. Nếu mạch rôto lúc này được cấp nguồn P2 > Pcu2 thì động cơ quay với tốc độ lớn hơn tốc độ đồng bộ.
MÁY ĐIỆN TỐC ĐỘ CAO: CÔNG NGHỆ XU HƯỚNG VÀ PHÁT TRIỂN[78]
GIỚI THIỆU
- TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG
- Tổng quan các công trình công bố liên quan tới công nghệ máy điện tốc độ cao
- Máy điện cảm ứng tốc độ cao
- Máy phát tốc độ cao chuẩn
Những ứng dụng tiềm năng của máy điện tốc độ cao trong động cơ điện là có. Ứng dụng cho máy khoan tốc độ cao H.3.4 Bánh đà composite tốc độ cao. Ngành công nghiệp máy móc cũng thúc đẩy sự phát triển của máy điện tốc độ cao.
Mặt cắt ngang của bơm phân tử được điều khiển bởi động cơ tốc độ cao [76]. Máy PM được mô tả là phù hợp với các ứng dụng tiêu thụ điện năng thấp và tốc độ cao. Binder và Schneider [73] thảo luận các khía cạnh liên quan đến thiết kế máy điện tốc độ cao.
Các loại vòng bi dùng cho máy tốc độ cao cũng đang được nghiên cứu và phát triển. Do cấu trúc chắc chắn nên IM thường được sử dụng cho các ứng dụng tốc độ cao. Trong [22], phần tổng quan về các điều kiện thiết kế điện, nhiệt và cơ được đưa ra, lưu ý mật độ dòng điện rôto thông thường (so với IM tiêu chuẩn) được sử dụng trong các máy điện tốc độ cao, có tham chiếu đến 20A/.
Tất cả các máy tốc độ cao nêu trên đều sử dụng rôto tròn thấp. Arkkio, Giảm tổn thất trong động cơ không đồng bộ tốc độ cao, được rèn trong Proc. Ji và DS Wang, đã phát triển động cơ cảm ứng tốc độ cao cho máy nén riêng biệt.
Saari, Tính toán hiệu suất cho Động cơ cảm ứng rôto rắn tốc độ cao IEEE IEEE. Upshaw, "Các tính năng thiết kế sửa đổi động cơ cảm ứng nâng cao cho các ứng dụng tốc độ cao". Chow, Thiết kế động cơ nam châm vĩnh cửu tốc độ cực cao.
