Báo cáo thí nghiệm Máy điện - Bài 4: Mô phỏng động cơ 1 chiều - Nguyễn Khánh Hòa

Bài 4 : MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ 1 CHIỀU
I: Báo cáo thí nghiệm : Mô phỏng động cơ một chiều kích từ độc lập
MSSV
Họ và Tên
Nhóm 
Tổ
Ngày thí nghiệm
Ghi chú
41001160
Nguyễn Khánh Hòa
A04
02
27/11/2013
41001479
Lê Minh Khánh
A04
02
27/11/2013
41001500
Bùi Võ Tấn Khải
A04
02
27/11/2013
Thông số động cơ:
Thông số
Pđm
nđm
Uđm
Iưđm
Rư
Lư
 J
Bộ thông số:
100 HP
3000 rpm
500 V
200 A
0.15 Ω
10 mH
5.00 kg.m2
Các đáp ứng tốc độ, dòng điện, moment của động cơ một chiều kích từ độc lập theo thời gian (20s), với moment tải ở 0s-0%, 10s-100% khi:
Điện áp và từ thông định mức:
Nhận xét: 
Khi động cơ khởi động không tải, dòng khởi động và momen khởi động tăng rất nhanh để thắng được sức ì của rotor. Khi rotor bắt đầu quay, dòng diện và momen giảm dần. Khi rotor đạt được vận tốc định mức, dòng điện và momen gần như bằng không (trong mô phỏng không xét đến tổn hao quay nên dòng điện và momen bằng không).
Khi có tải, dòng điện và momen tăng dần đồng thời vận tốc rotor giảm so với định mức. Khi vận tốc rotor ổn định thì dòng điện và momen động cơ cũng ổn định.
Điện áp định mức, từ thông bằng 50% định mức: 
Nhận xét : 
- Khi từ thông giảm còn 50% định mức thì động cơ khởi động lâu hơn bình thường, cụ thể là thời gian để đạt được vận tốc định mức là khoảng 4s (bình thường là 1s). Dòng khởi động tăng cao hơn so với bình thường (gần 3000A trong khi bình thường là 2500A)
- Tương tự khi có tải, thời gian để động cơ đạt giá trị ổn định cũng lâu hơn bình thường.
Điện áp bằng 50% định mức, từ thông định mức :
Nhận xét : 
Khi U bằng 50% đm, dòng điện và momen đều giảm, đồng thời tốc độ động cơ cũng giảm
Điện áp bằng -50% định mức, từ thông định mức :
Nhận xét : Điện áp đảo chiều nên động cơ cũng đảo chiều quay, momen âm. Lúc này momen tải cùng chiều với chiều quay của động cơ (tức thành máy kéo động cơ chứ không phải tải) nên tốc độ của động cơ sẽ tăng
Điện áp và từ thông định mức, moment theo chiều ngược
Nhận xét : Trường hợp momen ngược cũng gần giống như trường hợp đảo chiều điện áp, lúc này momen đóng vai trò kéo động cơ chứ không phải tải nên sẽ làm tốc độ động cơ tăng.
Điện áp bằng -50% định mức, từ thông định mức, moment theo chiều ngược:
Nhận xét : Lúc này, vừa đảo chiều điện áp, vừa đảo chiều momen tải nên sẽ trở lại như trường hợp từ thông không đổi, điện áp bằng 50% định mức, tức sẽ làm tốc độ động cơ giảm.
Vẽ, giải thích và nhận xét các đặc tuyến của động cơ một chiều kích từ độc lập :
ω=f(Mdt) với Mdt = [-Mdm,Mdm]
Đặc tính cơ khi làm việc với nguồn điện áp không đổi, từ thông thay đổi (100%, 75%, 50%)
Giải thích và nhận xét :
- Đặc tính cơ ứng với các giá trị từ thông 50%, 75%, 100% định mức là họ các đường thẳng, với phương trình:
ω=UkΦkt-RưMđt(kΦkt)2
- Đường thấp nhất ứng với từ thông 100% định mức, các đường phía trên ứng với chiều từ thông giảm dần
- Ứng với mỗi đường đặc tuyến, khi momen tải tăng thì tốc độ giảm, phù hợp với lí thuyết
Đặc tính cơ khi làm việc với từ thông không đổi, nguồn điện áp thay đổi :
(100%, 75%, 50%, 25%, 0%, -25%, -50%, -75%, -100%).
Giải thích và nhận xét :
- Đặc tính cơ ứng với các giá trị điện áp thay đổi cũng là họ các đường thẳng dốc xuống. Phương trình đặc tính như trường hợp ở trên.
- Đi từ trên xuống dưới, các đường đặc tuyến ứng với giá trị điện áp giảm dần.
- Đối với mỗi đặc tuyến, khi momen tải tăng thì tốc độ động cơ giảm.
Bài học nhận được qua thí nghiệm :
+ Điểm mạnh của động cơ một chiều kích từ độc lập :
Momen mở máy rất lớn, có thể dùng để khởi động những động cơ công suất lớn khó mở máy hoặc dùng trong các máy khoan, cần momen khởi động lớn.
+ Điểm yếu của động cơ một chiều kích từ độc lập :
Khó điều khiển động cơ. Giá thành đắt
+ Các khuyến cáo khi sử dụng động cơ :
Bảo quản cổ góp điện phức tạp (tránh phát sinh tia lửa điện).
Không nên vận hành không tải vì tốc độ sẽ rất lớn.