Dk 1chieu 8051

TAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM
LÔØI NOÙI ÑAÀU

Trong caùc ngaønh coâng nghieäp saûn xuaát vaø ñôøi soáng, coâng taùc ñieàu khieån vaän haønh
hieäu quaû caùc thieát bò nhaèm taêng khaû naêng saûn xuaát, taêng chaát löôïng, ñoàng thôøi tieát kieäm
ñöôïc chi phí saûn xuaát cuõng nhö moïi chi phí cho vieäc truøng tu baûo döôõng thieát bò saûn
xuaát giöõ moät vò trí quan troïng.

Ñieàu khieån maùy ñieän laø moät lónh vöïc nghieân cöùu öùng duïng caùc thieát bò, khí cuï vaø sô
ñoà ñieàu khieån ñeå phuïc vuï caùc nhu caàu thay ñoåi caùc ñaïi löôïng cuûa chuyeån ñoäng nhö moâ
men, toác ñoä hay ñieàu khieån vò trí tuyø theo caùc yeâu caàu phaùt sinh cuûa moãi loaïi hình saûn
xuaát.

Ñoäng cô moät chieàu ñöôïc söû duïng töø laâu trong caùc heä truyeàn ñoäng coù ñieàu khieån toác
ñoä yeâu caàu daûi ñieàu chænh lôùn, ñoä oån ñònh toác ñoä cao vaø caùc heä thöôøng xuyeân hoaït ñoäng
ôû cheá ñoä khôûi ñoäng, haõm vaø ñaûo chieàu. Nhôø coù ñaëc tính ñieàu chænh toác ñoä toát neân ñöôïc
söû duïng raát phoå bieán trong coâng nghieäp. Moät soá öùng duïng quan troïng cuûa ñoäng cô moät
chieàu nhö truyeàn ñoäng cho xe ñieän, maùy coâng cuï, maùy naâng vaän chuyeån, maùy caùn, maùy
nghieàn, .v.v…

Truyeàn ñoäng ñieän toác ñoä chieám phaàn lôùn caùc öùng duïng cuûa ñieàu khieån ñaïi löôïng
chuyeån ñoäng. Trong caùc loaïi ñieàu khieån nhö vaäy thöôøng goàm coù caùc ñoäng cô chaáp
haønh, caùc boä bieán ñoåi ñieän töû coâng suaát vaø caùc heä thoáng ñieàu khieån soá. Ñöông nhieân
phaûi coù caùc boä loïc nguoàn ñaàu vaøo ñaït tieâu chuaån loïc nhieãu ñieän töø.

Ñeå thay ñoåi toác ñoä, caùc ñoäng cô xoay chieàu ñoøi hoûi phaûi thay ñoåi bieân ñoä ñieän aùp
vaø taàn soá trong khi ñoäng cô moät chieàu thì chæ caàn thay ñoåi moãi ñieän aùp moät chieàu thì boä
chuyeån maïch cô khí cuûa ñoäng cô moät chieàu laøm thay ñoåi taàn soá theo. Caùc ñoäng cô
xoay chieàu haàu heát khoâng coù choåi than, chi phí ban ñaàu vaø chi phí baûo döôõng thaáp hôn
cuûa ñoäng cô moät chieàu. Tuøy vaøo caùc öùng duïng maø vieäc choïn löïa loaïi ñoäng cô naøo ñöôïc
söû duïng phuï thuoäc vaøo khaùch haøng.

TAØI LIEÄU ÑÖÔÏC SHARE TREÂN WEBSITE KYSUBACHKHOA.COM - i -

LÔØI NOÙI ÑAÀU

Trong phaïm vi luaän aùn naøy, em xin trình baøy vaán ñeà veà ñieàu khieån toác ñoä ñoäng cô
moät chieàu duøng hoï vi ñieàu khieån 8051 baèng phöông phaùp ñoä roäng xung.

Em xin chaân thaønh caûm ôn söï giuùp ñôõ vaø goùp yù cuûa caùc Thaày, caùc Coâ khoa Ñieän—
Ñieän töû ñaõ taïo ñieàu kieän thuaän lôïi cho em hoaøn thaønh baûn luaän aùn naøy. Moät laàn nöõa,
em xin caûm ôn Thaày Döông Hoaøi Nghóa ñaõ höôùng daãn taän tình trong suoát quaù trình em
laøm luaän aùn.

Do kinh nghieäm vaø trình ñoä coøn haïn cheá, phaàn theå hieän vaø trình baøy coøn nhieàu
khieám khuyeát. Kính mong quí Thaày coâ boû qua cho em.

Traân troïng kính chaøo,
TP. Hoà Chí Minh, ngaøy 30 thaùng 11 naêm 2002

Sinh vieân: Traàn Xuaân Khaùnh.

- ii -

PHAÀN MUÏC LUÏC

MUÏC LUÏC
Trang
LÔØI NOÙI ÑAÀU................................................................................................................................................ i
MUÏC LUÏC .....................................................................................................................................................iii
PHAÀN I GIÔÙI THIEÄU ................................................................................................................ iv
Chöông 1 CÔ SÔÛ CHUNG ........................................................................................................... 1
A. KHAÙI NIEÄM TRUYEÀN ÑOÄNG ÑIEÄN .................................................................... 2
B. PHAÏM VI ÖÙNG DUÏNG CUÛA TRUYEÀN ÑOÄNG ÑIEÄN ......................................... 4
C. PHAÂN LOAÏI HEÄ THOÁNG TRUYEÀN ÑOÄNG ÑIEÄN .............................................. 7
D. PHÖÔNG TRÌNH CHUYEÅN ÑOÄNG CUÛA MOÄT HEÄ TRUYEÀN ÑOÄNG .............. 8
E. MOÂ MEN CAÛN......................................................................................................... 9
F. QUY ÑOÅI CAÙC ÑAÏI LÖÔÏNG VEÀ TRUÏC ÑOÄNG CÔ.......................................... 10
G. ÑAËC TÍNH CÔ CUÛA TRUYEÀN ÑOÄNG ÑIEÄN..................................................... 12
Chöông 2 ÑIEÀU KHIEÅN ÑOÄNG CÔ MOÄT CHIEÀU ...................................................... 15
A. CAÁU TAÏO CÔ BAÛN MAÙY ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU .................................................. 16
B. ÑAËC TÍNH CÔ ÑOÄNG CÔ ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU ................................................. 19
C. NGUYEÂN LYÙ LAØM VIEÄC .................................................................................... 31
D. ÑIEÀU KHIEÅN ÑOÄNG CÔ DC .............................................................................. 36
PHAÀN II THIEÁT KEÁ ................................................................................................................. 67
Chöông 3 MAÏCH PHAÀN CÖÙNG............................................................................................. 68
A. SÔ ÑOÀ.................................................................................................................... 69
B. CHÖÙC NAÊNG CUÛA TÖØNG BOÄ PHAÄN ................................................................ 71
C. HOAÏT ÑOÄNG CUÛA SÔ ÑOÀ.................................................................................. 77
Chöông 4 PHAÀN MEÀM ASSEMBLER................................................................................ 79
D. GIAÛI THUAÄT ........................................................................................................ 80
E. CHÖÙC NAÊNG CUÛA TÖØNG CHÖÔNG TRÌNH CON ......................................... 88
F. CHÖÔNG TRÌNH................................................................................................. 92
Chöông 5 PHAÀN MEÀM VISUAL BASIC .......................................................................... 99
G. NHIEÄM VUÏ CUÛA PHAÀN MEÀM ......................................................................... 102
H. GIAÛI THÍCH HOAÏT ÑOÄNG .............................................................................. 103
I. CHÖÔNG TRÌNH............................................................................................... 104
Chöông 6 KEÁT QUAÛ ................................................................................................................... 119
J. MAÏCH THI COÂNG............................................................................................. 120
K. GIAO DIEÄN ÑIEÀU KHIEÅN TREÂN MAÙY TÍNH ............................................... 121
PHAÀN III KEÁT LUAÄN ................................................................................................................ 122
PHAÀN IV TAØI LIEÄU THAM KHAÛO .................................................................................. 124
PHAÀN V PHUÏ LUÏC.................................................................................................................... 126
1. GIÔÙI THIEÄU MCS-8051...................................................................................... 127
2. COÅNG NOÁI TIEÁP ................................................................................................. 140
3. GIÔÙI THIEÄU CAÙC VI MAÏCH SÖÛ DUÏNG VAØ LINH KIEÄN KHAÙC ................. 152
4. GIÔÙI THIEÄU VEÀ CHOPPER HAI-PHAÀN TÖ , CAÙC CHOPPER NHIEÀU PHA
VAØ CHOPPER THYRISTOR VAØ MAÏCH ÑIEÀU KHIEÅN CHOPPER ............ 172

- iii -

PHAÀN I

PHAÀN I

GIÔÙI
THIEÄU
Chöông 1 CÔ SÔÛ CHUNG
A. KHAÙI NIEÄM TRUYEÀN ÑOÄNG ÑIEÄN
B. PHAÏM VI ÖÙNG DUÏNG CUÛA TRUYEÀN ÑOÄNG ÑIEÄN
C. PHAÂN LOAÏI HEÄ THOÁNG TRUYEÀN ÑOÄNG ÑIEÄN
D. PHÖÔNG TRÌNH CHUYEÅN ÑOÄNG CUÛA MOÄT HEÄ TRUYEÀN ÑOÄNG
E. MOÂ MEN CAÛN
F. QUY ÑOÅI CAÙC ÑAÏI LÖÔÏNG VEÀ TRUÏC ÑOÄNG CÔ
G. ÑAËC TÍNH CÔ CUÛA TRUYEÀN ÑOÄNG ÑIEÄN
Chöông 2 ÑIEÀU KHIEÅN ÑOÄNG CÔ MOÄT CHIEÀU
A. CAÁU TAÏO CÔ BAÛN MAÙY ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU
B. ÑAËC TÍNH CÔ ÑOÄNG CÔ ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU
C. NGUYEÂN LYÙ LAØM VIEÄC
D. ÑIEÀU KHIEÅN ÑOÄNG CÔ DC

-iv-

PHAÀN I - CHÖÔNG 1

A—KHAÙI NIEÄM TRUYEÀN ÑOÄNG ÑIEÄN

Moät heä truyeàn ñoäng laø moät heä thoáng coâng nghieäp thöïc hieän bieán ñoåi naêng löôïng
ñieän sang naêng löôïng cô (ôû cheá ñoä ñoäng cô) hay ngöôïc laïi ôû cheá ñoä haõm maùy phaùt phuïc
vuï vieäc chaïy caùc quy trình saûn xuaát khaùc nhau nhö laø: caùc nhaø maùy saûn xuaát, vaän
chuyeån ngöôøi vaø haøng hoùa, caùc ñoà duøng trong nhaø, caùc maùy bôm, caùc maùy neùn khí,
truyeàn ñoäng cho oå ñóa maùy tính, caùc roâboát, caùc maùy nghe nhaïc, xem phim .v.v…
Ngaøy nay, truyeàn ñoäng ñieän tieâu thuï khoaûng 50% naêng löôïng ñieän saûn xuaát ñöôïc.
Caùc heä truyeàn ñoäng coù theå chaïy thay ñoåi toác ñoä hoaëc chaïy vôùi toác ñoä khoâng ñoåi.

Ñoäng cô xoay Maùy saûn xuaát
3 pha (Phuï taûi)
chieàu
Gheùp noái ñaøn
hoài

Heä thoáng baûo veä vaø khôûi
ñoäng/döøng baèng cô-ñieän
hoaëc ñieän töû.

Hình 1.1 Truyeàn ñoäng toác ñoä haèng.

-2-


Heä thoáng boä
Ñoäng cô xoay Maùy saûn xuaát
3 pha bieán ñoåi nguoàn
chieàu (Phuï taûi)
ñieän töû
Gheùp noái ñaøn
hoài

Heä thoáng baûo veä vaø ñoùng
/ môû baèng cô-ñieän hoaëc
ñieän töû.

Ñoäng cô moät Maùy saûn xuaát
1 pha (Phuï taûi)
chieàu
Gheùp noái ñaøn
hoài

Heä thoáng baûo veä vaø boä
caàu dao cô ñieän.

Hình 1.2 Truyeàn ñoäng toác ñoä thay ñoåi

Truyeàn ñoäng ñieän toác ñoä thay ñoåi coù ñoäng cô ñieän (doøng ñieän xoay chieàu), boä gheùp
noái ñaøn hoài, taûi cô khí (maùy saûn xuaát) vaø heä thoáng baûo veä vaø ñoùng / môû baèng cô ñieän
hay ñieän töû. Ngaøy nay gaàn (75-80)% truyeàn ñoäng ñieän vaãn coøn laø loaïi truyeàn ñoäng ôû
toác ñoä khoâng ñoåi vì khoâng coù nhieàu öùng duïng yeâu caàu ñeán ñieàu khieån toác ñoä ngoaïi tröø
tröôøng hôïp luùc khôûi ñoäng, ngöøng vaø trong hoaït ñoäng baûo veä.
Tuy nhieân coøn khoaûng (20-25)% caàn ñeán ñieàu khieån toác ñoä vaø moâ men sao cho
thích hôïp vôùi phuï taûi cô khí. Caùc boä bieán ñoåi ñieän töû toû ra coù nhieàu ñaëc tröng maïnh
trong vieäc thay ñoåi vaø duy trì möùc naêng löôïng cung caáp thích hôïp vôùi loaïi phuï taûi caàn
ñeán ñieàu khieån toác ñoä hay moâmen nhö : maùy coâng cuï, roâboát, truyeàn ñoäng cho ñóa maùy
tính, caùc phöông tieän chuyeân chôû, v.v…
Veà caáu truùc, moät heä thoáng truyeàn ñoäng ñieän noùi chung, bao goàm caùc khaâu:

-3-


1. Boä bieán ñoåi: duøng ñeå bieán ñoåi loaïi doøng ñieän (xoay chieàu thaønh moät chieàu hoaëc
ngöôïc laïi), bieán ñoåi loaïi nguoàn (nguoàn aùp thaønh nguoàn doøng vaø ngöôïc laïi), bieán ñoåi
möùc ñieän aùp (hoaëc doøng ñieän), bieán ñoåi soá pha, bieán ñoåi taàn soá,v.v…. Caùc boä bieán ñoåi
thöôøng duøng laø maùy phaùt ñieän, heä maùy phaùt—ñoäng cô (heä F-Ñ), caùc chænh löu coù ñieàu
khieån vaø khoâng ñieàu khieån, caùc boä bieán taàn,v.v….
2. Ñoäng cô ñieän: duøng ñeå bieán ñoåi ñieän naêng thaønh cô naêng hay cô naêng thaønh ñieän
naêng (khi haõm ñieän). Caùc ñoäng cô ñieän thöôøng duøng laø:
− Ñoäng cô ñieän xoay chieàu ba pha khoâng ñoàng boä rotor loàng soùc hay daây quaán;
− Ñoäng cô ñieän moät chieàu kích töø ñoäc laäp, song song, noái tieáp, hoãn hôïp hay kích
töø baèng nam chaâm vónh cöûu;
− Ñoäng cô ñieän xoay chieàu ba pha coù coå goùp;
− Ñoäng cô ñoàng boä…
3. Khaâu truyeàn löïc: duøng ñeå truyeàn löïc töø truïc ñoäng cô ñieän ñeán cô caáu saûn xuaát hoaëc
duøng ñeå bieán ñoåi daïng chuyeån ñoäng (quay thaønh tònh tieán hay laéc) hoaëc laøm phuø hôïp veà
toác ñoä, moâ men, löïc. Ñeå truyeàn löïc coù theå duøng caùc baùnh raêng, truïc vít, xích, ñai truyeàn,
caùc boä gheùp noái ñaøn hoài….
4. Cô caáu saûn xuaát hay maùy saûn xuaát: thöïc hieän caùc thao taùc saûn xuaát vaø coâng ngheä
(gia coâng chi tieát, naâng—haï taûi troïng, dòch chuyeån…)
5. Khoái ñieàu khieån: laø caùc thieát bò duøng ñeå ñieàu khieån boä bieán ñoåi, ñoäng cô ñieän, cô
caáu truyeàn löïc.
Söû duïng trong khoái naøy coù theå laø caùc khí cuï ñoùng caét maïch coù tieáp ñieåm (caùc relay,
contactor) hay khoâng coù tieáp ñieåm (ñieän töû, baùn daãn), caùc boä khuyeách ñaïi, caùc boä ñieàu
chænh (regulator), caùc maùy tính, caùc boä vi xöû lí (microprocessor), caùc boä ñieàu chænh
theo chöông trình, CPU, PLC, CNC….
Caùc thieát bò ño löôøng, caûm bieán (sensor) duøng ñeå laáy caùc tín hieäu phaûn hoài coù theå laø
caùc loaïi ñoàng hoà ño, caùc caûm bieán töø, cô, quang….
Moät heä thoáng truyeàn ñoäng ñieän khoâng nhaát thieát phaûi coù ñaày ñuû caùc khaâu nhö ñaõ
neâu. Tuy nhieân, moät heä truyeàn ñoäng ñieän baát kyø luoân bao goàm hai phaàn chính:
− Phaàn löïc: bao goàm boä bieán ñoåi vaø ñoäng cô ñieän.
− Phaàn ñieàu khieån.
Moät heä truyeàn ñoäng ñieän ñöôïc goïi laø heä hôû khi khoâng coù phaûn hoài, ñöôïc goïi laø heä
kín khi coù phaûn hoài nghóa laø ñaïi löôïng ñaàu ra ñöôïc ñöa trôû laïi ñaàu vaøo döôùi daïng moät
tín hieäu naøo ñoù ñeå ñieàu chænh laïi vieäc ñieàu khieån sao cho ñaïi löôïng ñaàu ra ñaït moät giaù
trò mong muoán naøo ñoù.

B—PHAÏM VI ÖÙNG DUÏNG CUÛA TRUYEÀN ÑOÄNG ÑIEÄN

Moät sô ñoà toùm taét chæ ra caùc öùng duïng chuû yeáu vaø giôùi haïn coâng suaát caùc daïng
truyeàn ñoäng ñieän chính nhö sau:
-4-


Coâng suaát
(kW)
Maùy bôm nhaø
100000
maùy thuyû ñieän Nhaø maùy xay
xaùt, xi maêng.

10000 Maùy li taâm

Caùc maùy bôm Caùc maùy laøm giaáy
1000 Chuyeân chôû

100 Quaït Caàn caåu Xöû lyù Thang maùy
luyeän kim

Maùy in
10 Maùy troän,
baêng taûi Maùy deät
Maùy ñoùng hoäp Roâboát
1 Loø nhieät, boác hôi, Maùy coâng cuï
Caùc maùy ñieàu hoøa nhieät ñoä.

0.1
Möùc ñoä yeâu caàu cuûa vaän haønh
Trung bình Cao

Hình 1.3 Caùc öùng duïng truyeàn ñoäng coù toác ñoä thay ñoåi.

Caùc öùng duïng nhö bôm tröõ cho nhaø maùy thuyû ñieän baèng caùc toå maùy ñöôïc cheá taïo coù
coâng suaát 100MW hoaëc hôn nöõa.
Möùc ñoä vaän haønh cao trong hình 3, coù yù nghóa raèng heä thoáng truyeàn ñoäng naøy ñoøi
hoûi phaûi ñaït ñöôïc ñaùp öùng toác ñoä hay ñieàu khieån vò trí moät caùch nhanh choùng, chính xaùc
vaø phaïm vi ñieàu chænh roäng.
Cuøng vôùi söï phaùt trieån cuûa lónh vöïc ñieän töû, caùc boä bieán ñoåi ñieän töû coâng suaát, ñaõ
taïo moät söï chuyeån dòch lôùn trong thò tröôøng truyeàn ñoäng. Caùc ñoäng cô moät chieàu coù
choåi than toác ñoä thay ñoåi ñöôïc söû duïng töø nhieàu thaäp kyû tröôùc nhöng tôùi nay caùc ñoäng
cô loaïi xoay chieàu vôùi nhieàu öu ñieåm cuûa mình ñang thay theá daàn cho noù. Caùc boä
truyeàn ñoäng ñoäng cô xoay chieàu vaø boä bieán ñoåi ñieän töû toû ra beàn, reû hôn vaø khaû naêng
vaän haønh töông ñöông, ñaëc bieät laø caùc öùng duïng ñieàu khieån chuyeån ñoäng coù tính thuaän
nghòch.

-5-


25% d.c.

30% d.c.

75% a.c.
40% d.c. 70% a.c.
60% a.c.
naêm 1990 naêm 1995 naêm 2000

Hình 1.4 Söï thay ñoåi cuûa thò tröôøng truyeàn ñoäng.

Caùc boä bieán ñoåi ñieän töû coâng suaát daønh cho caùc loaïi ñoäng cô moät chieàu coù choåi than
hoaëc khoâng choåi than cuõng ñöôïc nghieân cöùu vaø ñöa ra cho caùc öùng duïng vôùi giaù caû hôïp
lyù.
Möùc chi phí cho boä bieán ñoåi ñieän töû coâng suaát thöôøng luoân cao hôn chi phí cuûa ñoäng
cô khoaûng töø hai ñeán naêm laàn, noùi chung thì giôùi haïn coâng suaát cuûa heä truyeàn ñoäng
caøng lôùn thì söï cheânh leäch giaù giöõa hai thaønh phaàn naøy giaûm hôn.
Lyù do cuûa vieäc duøng boä bieán ñoåi ñieän töû coâng suaát cho duø giaù cuûa noù lôùn hôn cuûa
ñoäng cô vì trong haàu heát caùc öùng duïng coù tính laâu daøi vieäc tieát kieäm ñöôïc naêng löôïng
saûn xuaát giuùp thu hoài khoaûng chi phí theâm cho boä bieán ñoåi ñieän töû coâng suaát, giaû söû
ñònh möùc coâng suaát söû duïng khoaûng hôn 10kW, neáu xem möùc tieát kieäm naêng löôïng coù
ñöôïc nhôø söû duïng boä bieán ñoåi chæ 25%, phaïm vi ñieàu chænh toác ñoä chöøng moät ñeán ba
laàn vaø hoaït ñoäng lieân tuïc 24/24 giôø/ngaøy thì khoaûng thôøi gian thu hoài voán chöøng chöa
tôùi naêm naêm.
Giôùi haïn söû duïng coâng suaát caøng lôùn thì thôøi gian quay voøng voán caøng nhanh do
vieäc tieát kieäm naêng löôïng toû ra caøng hieäu quaû. Caùc tính toaùn chi tieát xin xem chi tieát
trong taøi lieäu chuyeân ñeà.
Vai troø cuûa heä truyeàn ñoäng trong thöïc teá laø ñieàu khieån moâ men ñoäng cô phuø hôïp vôùi
moâmen taûi vaø vôùi löôùi ñieän nguoàn cung caáp khi xaùc laäp. Caùc quan heä cuûa moâ men taûi
coùtheå ñöôïc dieãn ñaït baèng moät trong caùc quan heä sau :
Moâ men / toác ñoä quy veà ñaàu truïc ñoäng cô;
-6-


Hay moâ men / thôøi gian vaø Toác ñoä / thôøi gian;
Hay quan heä vò trí / thôøi gian.
Coøn quaù trình quaù ñoä, boä truyeàn ñoäng theå hieän vai troø noù baèng caùch ñieàu khieån
voøng kín, trong ñoù tín hieäu ñaàu ra ñöôïc ñöa trôû laïi tín hieäu ñaàu vaøo so saùnh vôùi tín hieäu
ñaët vaø laáy sai leäch laøm tín hieäu ñieàu khieån cho boä bieán ñoåi…nhaèm duy trì ñaàu ra theo
yeâu caàu.

C—PHAÂN LOAÏI HEÄ THOÁNG TRUYEÀN ÑOÄNG ÑIEÄN

Coù nhieàu phaân loaïi heä truyeàn ñoäng ñieän:
1) Phaân loaïi theo soá löôïng ñoäng cô söû duïng: chia ra 3 loaïi
− Truyeàn ñoäng nhoùm: duøng moät ñoäng cô ñieän ñeå keùo moät nhoùm goàm nhieàu maùy
saûn xuaát.
− Truyeàn ñoäng ñôn: duøng moät ñoäng cô ñieän ñeå keùo toaøn boä moät maùy.
− Truyeàn ñoäng nhieàu ñoäng cô: tröôøng hôïp naøy maùy saûn xuaát coù caùc chuyeån ñoäng
thaønh phaàn cuûa noù do moät ñoäng cô rieâng ñaûm nhaän. Hình thöùc naøy ñöôïc söû duïng
khaù phoå bieán.
2) Phaân loaïi theo ñaëc ñieåm chuyeån ñoäng :
− Chuyeån ñoäng quay;
− Chuyeån ñoäng thaúng.
3) Phaân loaïi theo cheá ñoä laøm vieäc:
− Laøm vieäc lieân tuïc;
− Laøm vieäc giaùn ñoaïn.
4) Phaân loaïi theo chieàu quay ñoäng cô:
− Truyeàn ñoäng coù ñaûo chieàu;
− Truyeàn ñoäng khoâng ñaûo chieàu.
5) Phaân loaïi theo doøng ñieän:
− Truyeàn ñoäng ñieän xoay chieàu: duøng ñoäng cô ñieän xoay chieàu;
− Truyeàn ñoäng ñieän moät chieàu: duøng ñoäng cô ñieän moät chieàu.
6) Phaân loaïi döïa theo söï thay ñoåi thoâng soá ñieän:
− Truyeàn ñoäng khoâng ñieàu chænh: noái thaúng ñoäng cô vaøo nguoàn vaø keùo maùy saûn
xuaát vôùi moät toác ñoä khoâng ñoåi. Thay ñoåi xuaát hieän chæ laø do nhieãu töø beân ngoaøi;
− Truyeàn ñoäng coù ñieàu chænh: coâng ngheä quy trình saûn xuaát ñoøi hoûi phaûi coù ñieàu
chænh toác ñoä, vò trí hay moâmen. Thoâng soá ñieän cuûa heä thay ñoåi ñöôïc nhôø caùc thieát
bò ñieàu khieån.
7) Phaân loaïi theo thieát bò bieán ñoåi:
− Heä maùy phaùt—ñoäng cô: (kyù hieäu: F-Ñ), ñoäng cô moät chieàu ñöôïc caáp ñieän töø
moät maùy phaùt ñieän moät chieàu (boä bieán ñoåi ôû ñaây laø maùy phaùt).

-7-


− Thuoäc heä truyeàn ñoäng naøy coù heä maùy ñieän khuyeách ñaïi—ñoäng cô (kyù hieäu:
MÑKÑ-Ñ). Trong ñoù, boä bieán ñoåi ôû ñaây laø MÑKÑ;
− Heä chænh löu—ñoäng cô: (kyù hieäu: BCL-Ñ), ñoäng cô moät chieàu ñöôïc caáp ñieän
töø moät boä chænh löu (BCL). Chænh löu coù theå khoâng ñieàu khieån (chænh löu diode)
hay coù ñieàu khieån (chænh löu Thyristor: heä T-Ñ).v.v….

D—PHÖÔNG TRÌNH CHUYEÅN ÑOÄNG CUÛA MOÄT HEÄ TRUYEÀN ÑOÄNG ÑIEÄN

1. Heä thoáng chuyeån ñoäng tònh tieán:
Theo ñònh luaät II Newton, neáu xem khoái löôïng vaät chuyeån ñoäng laø khoâng ñoåi, ta coù
phöông trình:
dv
FÑ + FC = Fa = ma = m (I.1.1)
dt
Trong ñoù:
FÑ - löïc phaùt ñoäng do ñoäng cô ñieän taïo ra (N);
FC - löïc caûn chuyeån ñoäng cuûa cô caáu (N);
Fa - löïc ñoäng taïo ra gia toác chuyeån ñoäng (N);
m - khoái löôïng quaùn tính cuûa vaät chuyeån ñoäng (kg);
a - gia toác chuyeån ñoäng ( m/s2 );
v - vaän toác cuûa chuyeån ñoäng (m/s);
t - thôøi gian trong ñoù toác ñoä bieán ñoåi (s).
* Löu yù veà löïc ñoäng Fa :
Löïc ñoäng laø khoâng phaûi laø thaønh phaàn gaây neân chuyeån ñoäng. Ñaïi löôïng Fa chæ laø
moät khaùi nieäm vaät lyù. Xem phaàn cuûa moâ men ñoäng Mθ beân döôùi.

2. Heä thoáng chuyeån ñoäng quay:
Trong heä chuyeån ñoäng quay, neáu coi moâ men quaùn tính khoâng ñoåi, duøng ñònh luaät
II Newton ta coù:
dω
MÑ + MC = Mθ =Jθ = J (I.1.2)
dt
Trong ñoù:
MÑ - moâ men do ñoäng cô ñieän taïo ra (Nm);
MC - moâ men caûn cuûa cô caáu (Nm)
(MC coøn goïi laø moâ men tónh);
Mθ - moâ men ñoäng taïo ra gia toác goùc (Nm);
J - moâ men quaùn tính cuûa vaät quay (Nm);
θ - gia toác goùc (rad/s2);
ω - toác ñoä goùc (rad/s);
t - thôøi gian trong ñoù toác ñoä goùc bieán ñoåi (s).

-8-


* Löu yù veà ñaïi löôïng Mθ :
Traïng thaùi laøm vieäc cuûa truyeàn ñoäng phuï thuoäc vaøo moâmen quay MÑ do ñoäng cô
sinh ra vaø moâ men tónh MC do phuï taûi cuûa maùy quyeát ñònh. Moãi moät moâ men treân ñeàu
coù theå laø moâ men gaây chuyeån ñoäng hoaëc moâ men haõm. Ví duï, ôû maùy cöa ñóa hoaëc quaït
gioù: MÑ laø moâ men gaây chuyeån ñoäng, MC laø moâ men haõm; khi caàn truïc haï taûi öùng vôùi
traïng thaùi maùy phaùt cuûa ñoäng cô: MÑ laø moâ men haõm, MC laø moâ men gaây chuyeån ñoäng;
khi caàn truïc haï taûi duïng löïc: caû hai moâ men ñeàu gaây chuyeån ñoäng; khi haõm ñieän maùy
caùn: caû hai moâ men ñeàu laø haõm.
Ñoäng löïc cuûa truyeàn ñoäng ñöôïc xaùc ñònh bôûi moâ men toång hôïp cuûa hai moâ men
treân. Ta goïi moâ men toång hôïp naøy laø moâ men ñoäng, kyù hieäu: Mθ . Daáu cuûa moâ men
ñoäng laø giaù trò ñaïi soá.
Moâ men ñoäng khoâng phaûi duøng ñeå chæ moâ men gaây ra gia toác hay giaûm toác cuûa
truyeàn ñoäng (Mθ = MÑ + MC), maø laø duøng ñeå chæ moät ñaïi löôïng moâ men baèng veà trò soá
vaø ngöôïc chieàu vôùi noù, ñoù laø moâ men cuûa khoái löôïng quaùn tính Jdω/dt. Moâ men naøy
phaùt sinh khi truyeàn ñoäng thay ñoåi toác ñoä vaø noù coù taùc duïng choáng laïi söï thay ñoåi noù.
Noùi caùch khaùc, danh töø treân khoâng phaûi chæ nguyeân nhaân maø chæ haäu quaû. Ñoù laø moät
khaùi nieäm vaät lyù.

Neáu toác ñoä ñoäng cô tính theo voøng/phuùt thì toác ñoä goùc:
n n
ω = 2π ≈ (rad/s)
60 9,55
Neân (M.4.2) trôû thaønh:
1 dn
Mθ = Jθ = ×
9,55 dt
Ñoái vôùi toác ñoä, ta laáy chieàu quay cuûa ñoäng cô laøm chieàu döông khoâng keå ñoäng cô
quay theo chieàu naøo. Daáu cuûa moâ men höôùng theo chieàu quay cuûa truyeàn ñoäng laø
döông, coøn nhöõng moâ men ngöôïc chieàu quay laø aâm.

E—MOÂ MEN CAÛN

Theo ñaëc tính taùc ñoäng ta chia moâ men caûn thaønh hai nhoùm:
Moâ men caûn phaûn khaùng Mpk vaø moâ men caûn theá naêng Mtn .
1. Moâ men caûn phaûn khaùng:
Moâ men caûn loaïi naøy bao goàm moâ men cuûa löïc ma saùt, löïc caét, löïc bieán daïng cuûa
caùc vaät theå khoâng ñaøn hoài. Chuùng ñeàu ñöôïc taïo ra do caùc löïc phaûn khaùng choáng laïi
chuyeån ñoäng. Do ñoù mo men caûn phaûn khaùng luoân luoân ngöôïc chieàu chuyeån ñoäng.
2. Moâ men caûn theá naêng:

-9-


Moâ men caûn theá naêng bao goàm moâ men do troïng löïc vaø löïc bieán daïng cuûa nhöõng
vaät theå ñaøn hoài. Naâng hoaëc haï taûi troïng cuõng nhö neùn hoaëc keùo loø xo ñeàu coù lieân quan
ñeán söï bieán thieân cuûa theá naêng truyeàn ñoäng, chính vì vaäy ta goïi moâ men caûn loaïi naøy laø
“moâ men theá naêng”. Khi taêng döï tröõ theá naêng (naâng taûi, neùn loø xo, v.v…) moâ men theá
naêng coù taùc duïng caûn trôû chuyeån ñoäng, töùc höôùng ngöôïc chieàu quay cuûa ñoäng cô; khi
giaûm theá naêng (haï taûi, giaõn loø xo, v.v…), moâ men theá naêng laïi laø moâ men gaây chuyeån
ñoäng, nghóa laø noù höôùng theo chieàu quay cuûa ñoäng cô.
Ñeå cho vieäc tính toaùn ñöôïc thuaän tieän hôn, ta duøng ñaïi löôïng “moâ men caûn toaøn
phaàn”:
MC = Mpk + Mtn (I.1.3)
Thaønh phaàn naøo trong veá phaûi cuûa (M.5.1) troäi hôn thì moâ men caûn seõ mang tính
ñoù. Phoå bieán nhaát trong thöïc teá laø caùc truyeàn ñoäng coù moâ men caûn thuaàn phaûn khaùng,
hoaëc moâ men caûn mang thaønh phaàn phaûn khaùng troäi. Ñoù laø caùc truyeàn ñoäng chính cuûa
maùy caùn, baêng laên, maùy tieän, maùy phay, quaït gioù, bôm nöôùc, v.v…. Caùc truyeàn ñoäng coù
moâ men caûn mang thaønh phaàn theá naêng troäi laø truyeàn ñoäng cuûa caàn truïc, baøn naâng (vôùi
ñoái troïng khoâng caân baèng), maùy naâng haàm moû, thang maùy, truyeàn ñoäng naâng cuûa maùy
xuùc, v.v….
Qua vieäc phaân tích tính chaát cuûa moâ men noùi treân ta thaáy:
Moâ men cuûa ñoäng cô ôû traïng thaùi ñoäng cô seõ mang daáu döông vì noù höôùng theo
chieàu quay, coøn ôû traïng thaùi maùy phaùt seõ laø aâm vì höôùng ngöôïc chieàu quay.
Moâ men caûn phaûn khaùng thì luoân luoân aâm vì noù luoân luoân höôùng ngöôïc chieàu quay.
Moâ men caûn theá naêng coù daáu aâm khi taêng döï tröõ theá naêng (khi naâng taûi, neùn loø xo),
vaø mang daáu döông khi giaûm döï tröõ theá naêng (khi haï taûi, giaõn loø xo).

F—QUY ÑOÅI CAÙC ÑAÏI LÖÔÏNG MOÂ MEN CAÛN, LÖÏC CAÛN, QUAÙN TÍNH CUÛA
MAÙY SAÛN XUAÁT VEÀ TRUÏC ÑOÄNG CÔ

Moät heä truyeàn ñoäng ñieän thöôøng coù nhieàu boä phaän khaùc nhau vôùi caùc truïc quay
khaùc nhau: quay traùi, quay phaûi, tònh tieán leân, xuoáng…. Caùc boä phaän naøy taïo thaønh phaàn
cô hoïc cuûa heä truyeàn ñoäng ñieän. Chuùng coù caùc toác ñoä, löïc hoaëc moâ men taùc duïng khaùc
nhau.
Khi tính toaùn thieát keá, choïn coâng suaát ñoäng cô hoaëc nghieân cöùu söï laøm vieäc cuûa
moät heä truyeàn ñoäng ñieän, coù theå caàn phaûi thieát laäp phöông trình chuyeån ñoäng (I.1.1)
hoaëc (I.1.2) taïi moät ñieåm naøo ñoù treân sô ñoà ñoäng. Caùc ñaïi löôïng ñeå thieát laäp phöông
trình phaûi laáy ôû ngay taïi ñieåm ñoù. Do vaäy, caàn phaûi tieán haønh tính quy ñoåi caùc ñaïi löôïng
nhö löïc caûn, moâ men caûn, khoái quaùn tính vaø moâ men quaùn tính veà ñieåm ñònh tính toaùn.
Thoâng thöôøng, ñeå thuaän tieän khi khaûo saùt caùc traïng thaùi laøm vieäc cuûa truyeàn ñoäng,
ngöôøi ta hay tính quy ñoåi caùc ñaïi löôïng veà truïc ñoäng cô (nguoàn phaùt ñoäng löïc).
Nguyeân taéc tính quy ñoåi laø döïa vaøo ñònh luaät baûo toaøn naêng löôïng.
- 10 -


1. Quy ñoåi moâ men caûn MC veà truïc ñoäng cô:
Goïi moâ men sau khi quy ñoåi veà truïc ñoäng cô laø Mqñ .
Coâng truyeàn töø ñoäng cô = Coâng nhaän ñeán maùy saûn xuaát
⇔ Mqñ × ωÑ × η × t = MC × ωMSX × t
MC
⇒ Mqñ = ,(Nm) (I.1.4)
ηi
Trong ñoù:
η - hieäu suaát cuûa cô caáu truyeàn löïc töø ñoäng cô tôùi maùy saûn xuaát;
i - tyû soá truyeàn töø truïc ñoäng cô tôùi truïc maùy saûn xuaát, i = ωÑ/ωMSX ;
ωÑ - toác ñoä goùc cuûa ñoäng cô, (rad/s)
ωMSX- toác ñoä goùc cuûa maùy saûn xuaát, (rad/s)
t - thôøi gian saûn xuaát;
2. Quy ñoåi löïc caûn FC cuûa chuyeån ñoäng tònh tieán thaønh moâ men treân truïc ñoäng cô:
Coâng truyeàn töø ñoäng cô = Coâng nhaän ñeán maùy saûn xuaát
⇔ Mqñ × ωÑ × η × t = FC × v × t
F ×ρ
⇒ Mqñ = C ,(Nm) (I.1.5)
η
Trong ñoù:
ρ - baùn kính quy ñoåi cuûa chuyeån ñoäng tònh tieán veà truïc ñoäng cô,
ρ = v/ωÑ ,(m)
v - toác ñoä naâng (haï) taûi troïng ,(m/s)
3. Quy ñoåi moâ men quaùn tính JMSX veà truïc ñoäng cô:
Moâ men quaùn tính caàn quy ñoåi ôû ñaây laø moâ men quaùn tính cuûa caùc phaàn quay cuûa
maùy saûn xuaát JMSX, ñöôïc quy ñoåi veà truïc ñoäng cô.

Ñoäng naêng tích luõy treân truïc ñoäng cô = Ñoäng naêng tích luõy cuûa maùy saûn xuaát.
1 1
× Jqñ × ωÑ2 = × JMSX × ωMSX2
2 2
J
⇒ Jqñ = MSX , (kgm2) (I.1.6)
i2
4. Quy ñoåi khoái quaùn tính cuûa chuyeån ñoäng tònh tieán thaønh moâ men quaùn tính
treân truïc ñoäng cô:
Khoái quaùn tính ôû ñaây coù theå ñöa ra moät thí duï nhö phaàn carbin chöùa ngöôøi vaø ñoái
troïng cuûa noù trong heä truyeàn ñoäng thang maùy.
Theo ñònh luaät baûo toaøn naêng löôïng, ñoäng naêng tích luyõ treân truïc ñoäng cô baèng vôùi
ñoäng naêng tích luyõ cuûa khoái quaùn tính coù khoái löôïng m (kg):
1 1
× Jqñ × ωÑ2 = × m × v2
2 2

- 11 -


⇒ Jqñ = m × (v/ωÑ)2 = m × ρ2 (I.1.7)
Nhö vaäy, sau khi quy ñoåi caùc ñaïi löôïng maùy saûn xuaát veà truïc cuûa ñoäng cô, phöông
trình chuyeån ñoäng cuûa heä truyeàn ñoäng trôû thaønh:
MÑ + Mqñ = Jθ
Trong ñoù:
MÑ - moâ men ñoäng cô, (Nm)
Mqñ - moâ men caûn (hoaëc löïc caûn hoaëc caû hai) cuûa maùy saûn xuaát ñöôïc quy
ñoåi veà truïc ñoäng cô, (Nm)
J - moâ men quaùn tính toång coäng cuûa caû phaàn quay vaø khoái quaùn tính (neáu
coù), (kgm2)
θ - gia toác goùc, θ = dωÑ/dt , (rad/s2).

* Löu yù veà quy öôùc daáu:
Ñoái vôùi toác ñoä, ta laáy chieàu quay cuûa ñoäng cô laøm chieàu döông khoâng keå ñoäng cô
quay theo chieàu naøo.
Nhöõng moâ men höôùng theo chieàu quay cuûa truyeàn ñoäng laø döông, coøn nhöõng moâ
men ngöôïc chieàu quay laø aâm.

G—ÑAËC TÍNH CÔ CUÛA TRUYEÀN ÑOÄNG ÑIEÄN

Trong heä truyeàn ñoäng ñieän, ñoäng cô ñieän coù nhieäm vuï cung caáp ñoäng löïc cho cô
caáu saûn xuaát. Caùc cô caáu saûn xuaát cuûa moãi loaïi maùy coù caùc yeâu caàu coâng ngheä vaø ñaëc
ñieåm rieâng. Maùy saûn xuaát laïi coù raát nhieàu loaïi, nhieàu kieåu vôùi keát caáu raát khaùc bieät.
Ñoäng cô ñieän cuõng nhö vaäy, coù nhieàu loaïi, nhieàu kieåu vôùi caùc tính naêng, ñaëc ñieåm
rieâng.
Ñeå heä truyeàn ñoäng ñieän laøm vieäc toát, coù hieäu quaû thì giöõa ñoäng cô ñieän vaø cô caáu
saûn xuaát phaûi ñaûm baûo coù moät söï phuø hôïp töông öùng naøo ñoù. Vieäc choïn löïa heä truyeàn
ñoäng ñieän vaø choïn ñoäng cô ñieän ñaùp öùng ñuùng caùc yeâu caàu cuûa caùc cô caáu saûn xuaát coù
moät yù nghóa lôùn khoâng chæ veà maët kyõ thuaät maø caû veà maët kinh teá.
Do vaäy, ta phaûi xem xeùt kyõ ñaëc tính cô cuûa truyeàn ñoäng ñieän—töùc ñaëc tính cô cuûa
cô caáu saûn xuaát vaø ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô ñieän.
Ñaëc tính cô bieåu thò moái quan heä giöõa toác ñoä quay vaø moâ men quay:
ω = f(M) hoaëc n = F(M)
1. Ñaëc tính cô cuûa cô caáu saûn xuaát:
Caùc cô caáu saûn xuaát tuy raát khaùc nhau nhöng ñaëc tính cô cuûa chuùng phaàn lôùn ñöôïc
bieåu dieãn toång quaùt bôûi coâng thöùc ñöôïc ruùt ra töø thöïc teá:
k
 ω 
MC = MC(0) + (MCñm - MC(0)) 
ω   (I.1.8)
 dm 
Trong ñoù:
- 12 -


MC - moâ men caûn cuûa cô caáu saûn xuaát ôû toác ñoä ω naøo ñoù;
MC(o) - moâ men caûn cuûa cô caáu saûn xuaát ôû toác ñoä ω = 0;
MCñm - moâ men caûn cuûa cô caáu saûn xuaát ôû ω = ωñm ;
k - soá muõ ñaëc tröng cho phuï taûi, (k = 0, ±1, 2).
Tröôøng hôïp k = 0: ñaây laø ñaëc tính cô cuûa caùc cô caáu naâng—haï (maùy truïc, thang
maùy), cô caáu aên dao maùy caét goït kim loaïi v.v….
Tröôøng hôïp k = -1: maùy quaán daây, cô caáu truyeàn ñoäng chính caùc maùy caét goït kim
loaïi v.v….
Tröôøng hôïp k = 1: maùy phaùt ñieän moät chieàu vôùi taûi thuaàn trôû….
Tröôøng hôïp k = 2: caùc maùy thuyû khí: bôm, quaït, chaân vòt taøu thuûy v.v….

ω k=0
k=1

ωCñm k=2

k = -1

M
0 MC(0) MCñm

Hình 1.5 Daïng ñaëc tính cô cuûa moät soá cô caáu saûn xuaát

2. Ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô ñieän:
Ñaëc tính cô ω = f(M) cuûa ñoäng cô ñieän chia ra: ñaëc tính cô töï nhieân vaø ñaëc tính cô
nhaân taïo. Daïng ñaëc tính cô cuûa moãi loaïi ñoäng cô khaùc nhau seõ khaùc nhau.
a) Ñaëc tính cô töï nhieân (tn):
Ñoù laø quan heä ω = f(M) cuûa ñoäng cô ñieän khi caùc thoâng soá ñieän: ñieän aùp, taàn soá, …
laø ñònh möùc theo cheá ñoä ñaõ ñöôïc thieát keá cheá taïo vaø maïch ñieän cuûa ñoäng cô khoâng noái
theâm ñieän trôû, ñieän khaùng,….
b) Ñaëc tính cô nhaân taïo (nt):
Ñoù laø quan heä ω = f(M) cuûa ñoäng cô ñieän khi caùc thoâng soá ñieän khoâng ñuùng ñònh
möùc hoaëc khi maïng ñieän coù noái theâm ñieän trôû, ñieän khaùng,… hoaëc coù söï thay ñoåi maïch
noái.
3. Ñoä cöùng cuûa ñaëc tính cô:
Ñaïi löôïng ñoä cöùng β cuûa moät ñöôøng ñaëc tính cô laø:

- 13 -

∆M
β = = cotg(α) (I.1.9)
∆ω
Ñoä cöùng β cuûa moät ñaëc tính cô ñöôïc duøng ñeå ñaùnh giaù ñaëc tính cô ñoù.

ω Ñaëc tính cô cöùng tuyeät ñoái

Ñaëc tính cô cöùng
∆ω α

Ñaëc tính cô meàm

M
0
∆Μ
Hình 1.6 Ñoä cöùng ñaëc tính cô

− Khi |β| nhoû, ñaëc tính cô laø meàm (|β|<10)
− Khi |β| lôùn, ñaëc tính cô laø cöùng (|β| =10÷100)
− Khi |β| = ∞, ñaëc tính cô laø naèm ngang vaø laø cöùng tuyeät ñoái.

- 14 -


- 15 -


- 16 -


Ñieàu chænh toác ñoä ñoäng cô laø chuû ñoäng thay ñoåi toác ñoä ñoäng cô theo yù muoán cuûa
ngöôøi hay thieát bò ñieàu khieån sao cho phuø hôïp vôùi quy trình coâng ngheä cuûa boä phaän laøm
vieäc cuûa maùy saûn xuaát.

Ñeå thay ñoåi toác ñoä boä phaän laøm vieäc cuûa maùy saûn xuaát coù theå thöïc hieän baèng hai
phöông phaùp:
− Thay ñoåi tæ soá truyeàn cuûa boä phaän truyeàn löïc hoaëc bieán toác ñaët giöõa ñoäng cô vaø
boä phaän laøm vieäc cuûa maùy saûn xuaát (i = ωÑ/ωMSX).
− Thay ñoåi toác ñoä ñoäng cô.
ÔÛ ñaây ta chæ xeùt ñeán phöông phaùp thay ñoåi toác ñoä ñoäng cô.

A—CAÁU TAÏO CÔ BAÛN CUÛA MAÙY ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU
1. Sô ñoà noái daây cuûa moät maùy phaùt kích töø song song:

Bieán trôû haïn
doøng Cöïc töø phuï

Hình 2.1

2. Maïch töø cuûa moät maùy ñieän hai cöïc:

Loõi töø Cuoän kích töø

Goâng (aùch)
Raêng

Ñeá cuûa cöïc töø

Phaàn öùng
Töø thoâng taûn

Hình 2.2

- 17 -


3. Cuoän daây kích töø treân moät cöïc töø:

Loõi cöïc töø

Cuoän kích töø

Ñaàu ra Ñaàu ra

Hình 2.3

4. Phaàn öùng:
Coå goùp

Truïc

Hình 2.4

5. Caáu truùc coå goùp:
Caùc phieán goùp höôùng ra ngoaøi
Vaønh chöõ “V”

Caùch ñieän mica

Neâm
Raõnh gaén caùc ñaàu ra
cuûa caùc cuoän daây
phaàn öùng

OÁng loùt cuûa coå goùp
Caùc phieán goùp
baèng ñoàng
Hình 2.5
- 18 -


6. Maïch ñieän phaàn öùng:
Choåi than

Phieán goùp

B1

B2

Hình 2.6

7. Caáu truùc choåi than:

Ñuoâi sam
Ñaàu chænh ñoä caêng loø xo

Loø xo coá ñònh choåi than

Choåi than

Choåi than
Boä gaù

Hình 2.7

Maùy ñieän moät chieàu veà cô baûn coù hai phaàn maïch ñieän: maïch kích töø vaø maïch phaàn
öùng. Phaàn kích töø naèm ôû phaàn tónh hay stator cuûa maùy ñieän bao goàm caùc cuoän daây quaán
quanh caùc cöïc töø cuûa stator. Caùc cöïc töø naøy höôùng vaøo trong stator nhö treân hình 2.1.

- 19 -


Soá cöïc töø laø moät soá chaün vaø chuùng saép seáp xen keû theo cöïc tính nam – baéc. Cuoän kích
töø, doøng ñieän cuõng nhö thoâng löôïng cuûa caùc cöïc töø laø nhö nhau. Caùc cuoän daây kích töø
ñöôïc noái noái tieáp. Doøng ñieän caáp cho cuoän kích töø nhaèm töø hoùa caùc cöïc töø vaø taïo ra töø
thoâng trong khe hôû khoâng khí giöõa stator vaø rotor cuûa ñoäng cô. Maïch kích töø khoâng
phaûi laø maïch tieâu thuï coâng suaát nguoàn chính trong maùy ñieän.
Maïch phaàn öùng tieâu thuï coâng suaát nguoàn chính vaø naèm treân rotor. Caùc cuoän daây
cuûa phaàn öùng ñaët trong caùc raõnh phaân boá treân chu vi beà maët cuûa rotor (hình 2.4). ñoä
roäng moät cuoän daây goïi laø böôùc cuoän daây, baèng beà roäng vuøng döôùi moät cöïc töø, ñöôïc goïi
laø böôùc cöïc. Do ñoù neáu moät caïnh taùc duïng cuûa cuoän daây ñang naèm döôùi moät cöïc baéc thì
caïnh coøn laïi seõ naèm döôùi cöïc nam keá beân. Caùc cuoän daây treân maïch phaàn öùng noái nhau
thaønh maïch kín, keát thuùc cuûa cuoän naøy seõ laø baét ñaàu cuûa cuoän tieáp ñoù vaø keát thuùc cuûa
cuoän daây cuoái cuøng seõ noái voøng ñeán ñieåm baét ñaàu cuûa cuoän ñaàu tieân. Doøng ñieän moät
chieàu ñöôïc ñöa vaøo hay laáy ra töø daây quaán phaàn öùng thoâng qua caùc choåi than tì leân coå
goùp. Coå goùp laø moät keát caáu hình truï treân beà maët coù nhieàu phieán goùp, soá phieán goùp baèng
soá cuoän daây vaø chuùng ñöôïc caùch ñieän vôùi nhau baèng mica. Ñaàu keát thuùc cuûa moät cuoän
vaø khôûi ñaàu cuûa moät cuoän öùng khaùc ñöôïc noái ñeán chung moät raõnh gaén ñaàu ra cuoän daây
treân phieán goùp (hình 2.5).
Keát noái maïch phaàn öùng nhö treân hình 2.6. Doøng ñieän ñöa vaøo phaàn öùng qua choåi
than vaø coå goùp. Choåi than B1 ñöôïc noái ñeán phieán goùp soá 1, vaø choåi kia noái ñeán phieán
goùp soá 13. Doøng ñieän ñeán phaàn öùng töø choåi than B1 phieán goùp soá 1 vaø voøng veà ôû phieán
goùp 13 taïi choåi than B2 theo hai ñöôøng daãn song song, moãi ñöôøng daãn taûi moät nöûa doøng
phaàn öùng. Moãi ñöôøng goàm möôøi hai cuoän daây, treân hình 2.6 laø hai maïch nhaùnh coù caùc
cuoän : nhaùnh phaûi goàm töø cuoän AA’ ñeán cuoän WW’ vaø nhaùnh kia phaàn coøn laïi. Moãi
cuoän daây trong nhoùm möôøi hai cuoän daây naøy, giaû söû cuoän ñaàu tieân naèm döôùi moät cöïc
baéc thì cuoän cuoái trong nhoùm seõ keát thuùc naèm döôùi cöïc nam. Maïch nhaùnh goàm möôøi
hai cuoän coøn laïi seõ ngöôïc laïi, baét ñaàu naèm döôùi moät cöïc nam vaø keát thuùc cöïc baéc. Khi
rotor quay, doøng ñieän chaûy trong cuoän daây naèm döôùi moät cöïc töø khoâng ñoåi, tieáp xuùc
choåi than-coå goùp thay ñoåi. Vì chieàu doøng ñieän trong caùc cuoän daây ngöôïc nhau vaø do
caùch boá trí xen keû cuûa cöïc töø, moâ men taïo ra do caùc cuoän daây coù cuøng chieàu. Nhôø heä
choåi than-coå goùp maø maùy ñieän môùi coù theå laøm vieäc vôùi nguoàn moät chieàu.
Doøng ñieän trong caùc cuoän daây phaàn öùng thöïc ra laø xoay chieàu vì moãi laàn moät cuoän
daây dòch chuyeån töø vuøng taùc ñoäng cuûa moät cöïc töø sang vuøng taùc ñoäng cuûa moät cöïc töø
khaùc, doøng ñieän trong noù bò ñaûo chieàu. Ta coù theå noùi heä coå goùp vaø choåi than hoaït ñoäng
nhö moät boä bieán ñoåi doøng ñieän moät chieàu thaønh doøng ñieän xoay chieàu trong caùc cuoän
daây phaàn öùng.

B—ÑAËC TÍNH CÔ ÑOÄNG CÔ ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU
1. Ñoäng cô ñieän moät chieàu kích töø ñoäc laäp vaø kích töø song song:

- 20 -


ÔÛ ñoäng cô ñieän moät chieàu kích töø ñoäc laäp, cuoän kích töø ñöôïc caáp ñieän töø moät nguoàn
ñieän ngoaøi ñoäc laäp vôùi nguoàn ñieän caáp cho rotor (cuoän öùng).

+ • - + • U • -
U •

Iö Iö
Ñ • Ñ •

Lkt Rkt Lkt Rkt

+ •
Ukt • -

Hình 2.8 a) —Sô ñoà nguyeân lyù noái daây ñoäng b) —Sô ñoà nguyeân lyù noái daây ñoäng cô
cô moät chieàu kích töø ñoäc laäp. moät chieàu kích töø song song

a) Phöông trình ñaëc tính cô:

Khi ñoäng cô laøm vieäc, rotor mang cuoän öùng quay trong töø tröôøng cuoän caûm neân
trong cuoän öùng xuaát hieän moät söùc ñieän ñoäng caûm öùng (hay coøn goïi laø söùc phaûn ñieän
ñoäng) coù chieàu ngöôïc vôùi ñieän aùp ñaët vaøo phaàn öùng cuûa ñoäng cô. Phöông trình ñieän aùp
ôû maïch rotor seõ laø:
U = E + IöRö∑ (I.2.1)
Trong ñoù:
U - ñieän aùp löôùi, V;
E - söùc ñieän ñoäng cuûa ñoäng cô, V;
Iö - doøng ñieän phaàn öùng cuûa ñoäng cô, A;
Rö∑ - ñieän trôû toaøn boä maïch phaàn öùng, Ω;
Rö∑ = Rö + Rphuï (I.2.2)
Rphuï - ñieän trôû phuï trong maïch phaàn öùng, Ω;
Rö - ñieän trôû maïch phaàn öùng, Ω;

Rö = rö + rct + rcb + rcp (I.2.3)

rö - ñieän trôû cuoän daây phaàn öùng, Ω;

rct - ñieän trôû tieáp xuùc giöõa choåi than vaø phieán goùp, Ω;

rcb - ñieän trôû cuoän buø, Ω;

- 21 -


rcp - ñieän trôû cuoän phuï, Ω;

Söùc ñieän ñoäng phaàn öùng tæ leä vôùi toác ñoä quay cuûa rotor:

E = kΦω (I.2.4)

Trong ñoù:

Φ - töø thoâng qua moät cöïc töø, Wb;

ω - toác ñoä goùc cuûa rotor, rad/s;

k - heä soá, phuï thuoäc vaøo keát caáu cuûa ñoäng cô.

pN
k = (I.2.5)
2πa

Vôùi:

p - soá ñoâi cöïc töø chính;

N - soá thanh daãn taùc duïng cuûa cuoän öùng;

a - soá maïch nhaùnh song song cuûa cuoän öùng.

Nhôø löïc töø tröôøng taùc duïng vaøo daây daãn phaàn öùng khi coù doøng ñieän, rotor quay
döôùi taùc duïng moâ men quay.

M = kΦIö (I.2.6)

Töø heä phöông trình (I.2.1), (I.2.4) vaø (I.2.6) phöông trình ñaëc tính cô ω=ƒ(M) nhö
sau:

U R
ω = − u∑2 M (I.2.7)
kΦ (kΦ)
b) Ñöôøng ñaëc tính cô:

Phöông trình ñaëc tính cô (I.2.7) coù daïng haøm baäc nhaát y = Ax + B , neân ñöôøng
bieåu dieãn treân heä truïc toïa ñoä M0ω laø moät ñöôøng thaúng vôùi ñoä doác aâm. Ñöôøng ñaëc tính
cô caét truïc tung 0ω taïi ñieåm coù tung ñoä:
U
ω0 = (I.2.8)
kΦ
Toác ñoä ω0 laø toác ñoä öùng vôùi MC = 0, nghóa laø: khi khoâng coù löïc caûn naøo caû. Ñoù laø
toác ñoä lôùn nhaát cuûa ñoäng cô maø khoâng theå ñaït ñöôïc ôû cheá ñoä ñoäng cô vì khoâng bao giôø
- 22 -


xaûy ra MC = 0 (do löïc ma saùt luoân toàn taïi khi ñoäng cô quay). Toác ñoä ω0 goïi laø toác ñoä
khoâng taûi lyù töôûng.

ω

U
ω0 =
kΦ

M

Hình 2.9 Ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô ñieän
moät chieàu kích töø ñoäc laäp.

Khi toaøn boä caùc thoâng soá ñieän cuûa ñoäng cô laø ñònh möùc theo thieát keá (ñöôïc ghi
treân nhaõn ñoäng cô) vaø khoâng maéc theâm ñieän trôû phuï vaøo maïch ñoäng cô vì Rö∑ = Rö vaø
phöông trình ñaëc tính cô seõ laø:

U dm Ru ∑
ω = − M (I.2.7)’
kΦ dm (kΦ dm ) 2
Ñöôøng ñaëc tính cô luùc naøy goïi laø ñöôøng ñaëc tính cô töï nhieân (Hình 2.10).

ω

ω0
U dm
∆ω ω0 =
kΦ dm
A
ωñm

M
Mnm
∆MC Mñm
- 23 -
Hình 2.10 Ñaëc tính cô töï nhieân cuûa ñoäng
cô ñieän moät chieàu kích töø ñoäc laäp.


Khi phuï taûi taêng daàn töø MC = 0 ñeán MC = Mñm (∆MC = MC - 0) thì toác ñoä ñoäng cô
giaûm daàn töø ω0 xuoáng ωñm (∆ω = ω0 - ωñm). Ñieåm A (Mñm,ωñm) goïi laø ñieåm laøm vieäc
ñònh möùc. Phöông trình (I.2.7) vaø (I.2.7)’ coù theå vieát döôùi daïng:

ω = ω0 - ∆ω (I.2.9)
Vôùi ñoä suït toác tæ leä vôùi moâ men taûi:

Ru ∑
∆ω = M (I.2.10)
(kΦ dm ) 2
Nhö vaäy, ñöôøng thaúng ñaëc tính cô coù theå veõ ñöôïc nhôø hai ñieåm ω0 vaø A. Cuõng coù
theå duøng moät trong hai ñieåm ñoù keát hôïp vôùi ñieåm khaùc thöù ba laø ñieåm caét cuûa ñaëc tính
cô vôùi truïc hoaønh 0M. Ñieåm naøy coù tung ñoä ω = 0 vaø hoaønh ñoä suy ra töø (I.2.7)’.

U dm
M = Mnm = kΦñm = kΦñmInm (I.2.11)
Ru
Trong ñoù:

U dm
Inm = (I.2.12)
Ru
Moâ men Mnm vaø doøng ñieän Inm goïi laø moâ men ngaén maïch vaø doøng ñieän ngaén
maïch. Ñoù laø giaù trò moâ men lôùn nhaát vaø doøng ñieän lôùn nhaát cuûa ñoäng cô khi ñöôïc caáp
ñieän ñaày ñuû maø toác ñoä baèng khoâng. Tröôøng hôïp naøy xaûy ra khi baét ñaàu môû maùy vaø khi
ñoäng cô ñang chaïy maø bò döøng laïi vì bò keït hoaëc taûi quaù lôùn khoâng keùo ñöôïc. Doøng ñieän
ngaén maïch naøy lôùn vaø thöôøng baèng:
Inm = (10 ÷ 20)Iñm
Noù coù theå gaây chaùy hoûng ñoäng cô neáu hieän töôïng toàn taïi keùo daøi.
Do vaäy, khi môû maùy phaûi theâm ñieän trôû phuï Rphuï vaøo maïch rotor ñeå haïn cheá doøng
ñieän môû maùy vaø khi ñoäng cô ñang chaïy bò döøng laïi thì caàn phaûi nhanh choùng caét ñieän.

c) Aûnh höôûng cuûa caùc thoâng soá ñieän ñoái vôùi ñaëc tính cô:

Phöông trình (I.2.7) cho thaáy, ñöôøng ñaëc tính cô baäc nhaát ω = f(M) phuï thuoäc vaøo
caùc heä soá cuûa phöông trình, trong ñoù coù chöùa caùc thoâng soá ñieän U, Rö∑ vaø Φ. Ta xeùt aûnh
höôûng cuûa töøng thoâng soá naøy.

- 24 -


1) Tröôøng hôïp thay ñoåi ñieän aùp phaàn öùng (Hình 2.11)
U=var; Rö∑ = const; Φ = const

ω
ω0
ω01 tn
Uñm
ω02 nt1 ∨
U1
ω03 nt2 ∨
ω04 U2
nt3 ∨
U3
∨
°
°
°
M
MC.ñm
Hình 2.11 Hoï ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô ñieän
moät chieàu kích töø ñoäc laäp khi giaûm ñieän aùp
phaàn öùng.

Vì ñieän aùp ñaët vaøo phaàn öùng khoâng theå vöôït quaù giaù trò ñònh möùc neân ta chæ coù theå
thay ñoåi veà phía giaûm. Tröôøng hôïp naøy, ñoä doác (hay ñoä cöùng) cuûa ñaëc tính cô khoâng
thay ñoåi:
Ru ∑
− = const
(kΦ ) 2
Coøn toác ñoä khoâng taûi lyù töôûng ω0 thay ñoåi tæ leä thuaän vôùi ñieän aùp :
U
ω0 = = var
kΦ
Nhö vaäy, khi thay ñoåi ñieän aùp ñaët vaøo phaàn öùng, ta ñöôïc moät hoï caùc ñöôøng ñaëc
tính cô song song vôùi ñöôøng ñaëc tính cô töï nhieân (tn) vaø thaáp hôn ñöôøng ñaëc tính cô töï
nhieân. Caùc ñöôøng ñaëc tính cô naøy goïi laø caùc ñöôøng ñaëc tính cô nhaân taïo (nt).

2) Tröôøng hôïp thay ñoåi ñieän trôû maïch phaàn öùng: (Hình 2.12)
Rö∑ = var; U = const; Φ = const

Vì Rö∑ = Rö + Rphuï neân ñieän trôû maïch phaàn öùng chæ coù theå thay ñoåi veà phía taêng
Rphuï. Tröôøng hôïp naøy, toác ñoä khoâng taûi giöõ nguyeân:
U
ω0 = = const
kΦ
Coøn ñoä doác (hay ñoä cöùng) thay ñoåi tæ leä thuaän theo Rö∑ :

- 25 -

Ru ∑
− = var
(kΦ ) 2

ω
ω0
tn
Rö
nt1 ∧
Rö+Rphuï1
nt2
∧
Rö+Rphuï2
nt3 ∧
Rö+Rphuï3
°
MC.ñm ° M
°
moät chieàu kích töø ñoäc laäp khi taêng ñieän trôû
maïch phaàn öùng.

Nhö vaäy, khi taêng ñieän trôû Rphuï trong maïch phaàn öùng, ta ñöôïc moät hoï caùc ñöôøng
ñaëc tính cô nhaân taïo cuøng ñi qua ñieåm (0, ω0).

3) Tröôøng hôïp thay ñoåi töø thoâng kích töø : (Hình 2.13)ø
Φ = var; Rö∑ = const; U = const

ω
ω3
nt3
ω2
nt2 °
°
°
ω1 nt1 Φ3
∧
ω0 Φ2
∧
Φ1 tn
Φñm
M
MC.ñm
moät chieàu kích töø ñoäc laäp khi giaûm töø thoâng.

- 26 -


Ñeå thay ñoåi töø thoâng Φ, phaûi thay ñoåi doøng kích töø nhôø bieán trôû Rkt maéc ôû maïch
cuoän caûm. Vì chæ coù theå taêng Rkt neân töø thoâng kích töø chæ coù theå thay ñoåi veà phía giaûm.
Tröôøng hôïp naøy, caû toác ñoä khoâng taûi lyù töôûng vaø ñoä doác ñaëc tính cô ñeàu thay ñoåi.
U
ω0 = = var
kΦ
Ru ∑
− = var
(kΦ ) 2
Khi giaûm töø thoâng, ω0 taêng, coøn ñoä doác thì giaûm maïnh.

d) Ñaûo chieàu quay ñoäng cô:

Chieàu töø löïc taùc duïng vaøo doøng ñieän xaùc ñònh theo quy taéc baøn tay traùi. Khi ñaûo
chieàu töø thoâng hay ñaûo chieàu doøng ñieän thì töø löïc coù chieàu ngöôïc laïi. Vaäy, muoán ñaûo
chieàu quay cuûa ñoäng cô ñieän moät chieàu coù theå thöïc hieän moät trong hai caùch:
− hoaëc ñaûo chieàu töø thoâng (qua ñaûo chieàu doøng ñieän kích töø)
− hoaëc ñaûo chieàu doøng ñieän phaàn öùng.

Ñöôøng ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô khi quay thuaän vaø khi quay ngöôïc laø ñoái xöùng
nhau qua goác toïa ñoä.

Phöông phaùp ñaûo chieàu töø thoâng thöïc hieän nheï nhaøng vì maïch töø thoâng coù coâng
suaát nhoû hôn maïch phaàn öùng. Tuy vaäy, vì cuoän kích töø coù soá voøng daây lôùn, heä soá töï caûm
lôùn, do ñoù thôøi gian ñaûo chieàu taêng leân neân phöông phaùp naøy ít duøng. Ngoaøi ra, duøng
phöông phaùp ñaûo chieàu töø thoâng thì khi töø thoâng qua trò soá khoâng coù theå laøm toác ñoä taêng
quaù, khoâng toát.

e) Môû maùy ñoäng cô kích töø ñoäc laäp:

Luùc baét ñaàu ñoùng ñieän cho ñoäng cô, toác ñoä ñoäng cô coøn baèng khoâng neân doøng
ñieän ñoäng cô Inm tính theo (I.2.12) raát lôùn, taïo ra moâ men ngaén maïch Mnm tính theo
(I.2.11) cuõng raát lôùn vaø coù theå gaây ra caùc haäu quaû xaáu.
Doøng ñieän môû maùy:
U dm
Imm = Inm = = (10 ÷ 20)Iñm
Ru
Ñoái vôùi ñoäng cô coù coâng suaát caøng lôùn thì Rö thöôøng coù giaù trò caøng nhoû vaø doøng
Inm caøng lôùn. Ñieàu naøy laøm xaáu cheá ñoä chuyeån maïch trong ñoäng cô, ñoát noùng maïch
ñoäng cô vaø gaây suït aùp löôùi ñieän. Tình traïng caøng xaáu hôn neáu heä truyeàn ñoäng ñieän

- 27 -


thöôøng phaûi môû maùy, ñaûo chieàu, haõm ñieän thöôøng xuyeân nhö ôû maùy truïc, maùy caùn ñaûo
chieàu, thang maùy leân xuoáng, v.v…

Moâ men môû maùy quaù lôùn seõ taïo ra caùc xung löïc ñoäng laøm heä truyeàn ñoäng bò giaät,
laéc, khoâng toát veà maët cô hoïc, haïi maùy vaø coù theå gaây ra nguy hieåm nhö: gaõy truïc, vôõ
baùnh raêng, ñöùt caùp, ñöùt xích, v.v…
Mmm = Mnm = kΦñmImm

Vaäy, ñeå ñaûm baûo an toaøn cho ñoäng cô vaø caùc cô caáu truyeàn ñoäng cuõng nhö traùnh aûnh
höôûng xaáu tôùi löôùi ñieän, phaûi haïn cheá doøng ñieän khi môû maùy, khoâng cho vöôït quaù giaù
trò:
Imm = (1,5 ÷ 2,5)Iñm

Nghóa laø caàn phaûi theâm ñieän trôû phuï Rphuï vaøo maïch phaàn öùng sao cho:
U dm U
Imm = = dm = (1,5 ÷ 2,5)Iñm
Ru + R phu Ru ∑
Coâng suaát ñoäng cô lôùn thì choïn Imm nhoû.

Trong quaù trình môû maùy, toác ñoä ñoäng cô ω taêng daàn, söùc ñieän ñoäng cuûa ñoäng cô E
= kΦω cuõng taêng daàn vaø doøng ñieän ñoäng cô bò giaûm:
U −E
I=
Ru + R phu
Do ñoù moâ men ñoäng cô cuõng giaûm. Do vaäy, khi moâ men giaûm ñi moät möùc naøo ñoù thì
phaûi caét ñieän trôû phuï Rphuï trong maïch phaàn öùng ñeå ñoäng cô trôû veà laøm vieäc (hay tieáp
tuïc môû maùy) treân ñaëc tính töï nhieân.

Toùm laïi, ñeå haïn cheá doøng ñieän quaù lôùn luùc môû maùy phaûi theâm ñieän trôû vaøo maïch
phaàn öùng. Trong quaù trình ñoäng cô taêng toác, phaûi loaïi boû daàn caùc ñieän trôû môû maùy ra
khoûi maïch phaàn öùng.

2. Ñoäng cô ñieän moät chieàu kích töø noái tieáp:

Ñoäng cô ñieän moät chieàu kích töø noái tieáp coù cuoän kích töø maéc noái tieáp vôùi cuoän daây
phaàn öùng. Vôùi caùch maéc noái tieáp, doøng ñieän kích töø baèng doøng ñieän phaàn öùng neân cuoän
daây kích töø noái tieáp coù tieát dieän daây lôùn vaø soá voøng daây ít. Töø thoâng cuûa ñoäng cô phuï
thuoäc vaøo doøng ñieän phaàn öùng (töùc laø phuï thuoäc vaøo taûi):
Φ = k’Iö (I.2.13)
Trong ñoù:
k’ - heä soá phuï thuoäc caáu taïo cuûa cuoän daây kích töø.
- 28 -


Φ

Φbh
+ • U • -

Rö + Rkt
Iö = Ikt
Ñ
kt
Iö

Hình 2.14 a) —Sô ñoà nguyeân lyù noái daây ñoäng b) —Töø thoâng ñoäng cô moät chieàu kích
cô moät chieàu kích töø noái tieáp. töø noái tieáp phuï thuoäc vaøo doøng ñieän
phaàn öùng (cuõng laø doøng kích töø).

Bieåu thöùc (I.2.13) cho bieát: töø thoâng Φ phuï thuoäc tuyeán tính vaøo doøng ñieän phaàn
öùng (töùc doøng ñieän kích töø). Ñieàu naùy ñuùng khi maïch töø khoâng baõo hoøa töø vaø khi doøng
ñieän Iö < (0,8 ÷ 0,9)Iñm.Tieáp tuïc taêng Iö thì toác ñoä taêng töø thoângΦ chaäm hôn toác ñoä taêng
Iö roài sau ñoù khi taûi lôùn (Iö > Iñm), coù theå coi Φ = const vì maïch töø ñaõ bò baõo hoøa.

a) Phöông trình ñaëc tính cô:
Xuaát phaùt töø caùc phöông trình cô baûn cuûa ñoäng cô ñieän moät chieàu noùi chung:
U = E + IöRö∑ (a)
E = kΦω (b)
2
M = kΦIö =kk’Iö (c)
Ta coù theå tìm ñöôïc phöông trình ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô ñieän moät chieàu kích töø
noái tieáp:

Töø (I.2.13), (b) vaø (a) :
U R
ω= − u∑ (d)
kk ' I u kk '
Ruùt Iö töø (c) vaø thay vaøo (d):
U Ru ∑
ω= − (I.2.14)
kk ' M kk '
b) Ñöôøng ñaëc tính cô:

- 29 -


Ñöôøng ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô ñieän moät chieàu kích töø noái tieáp theo phöông trình
(I.2.14) laø moät ñöôøng hyperbol.

ω

ωñm A

tn
nt1 Rphuï = 0

〉
nt2 Rphuï1 M
MC.ñm Mmm
〉
Rphuï2

Hình 2.15 Ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô ñieän moät chieàu kích töø noái tieáp.

Thöïc teá, ñoäng cô thöôøng ñöôïc thieát keá ñeå laøm vieäc vôùi maïch töø baõo hoøa ôû vuøng taûi
ñònh möùc. Do vaäy, khi taûi nhoû, ñaëc tính cô coù daïng ñöôøng hyperbol baäc hai vaø meàm,
coøn khi taûi lôùn (treân ñònh möùc) ñaëc tính coù daïng gaàn thaúng vaø cöùng hôn vì maïch töø ñaõ
baõo hoøa (Φ = const).

Khi MC = 0 (Iö = 0), theo (I.2.14) thì trò soá ω seõ voâ cuøng lôùn. Thöïc teá, do luoân coù
MC ≠ 0 vì khoâng theå khoâng coù löïc ma saùt ôû coå truïc ñoäng cô vaø maïch töø khi Ikt = 0 vaãn
coøn coù töø dö (Φdö ≠ 0) neân khi khoâng taûi MC ≈ 0, toác ñoä ñoäng cô seõ laø:
U
ω0 = (I.2.15)
kΦ du

Toác ñoä naøy khoâng phaûi lôùn voâ cuøng nhöng do töø dö Φdö nhoû neân ω0 cuõng lôùn hôn
nhieàu so vôùi trò soá ñònh möùc (5 ÷ 6)ωñm vaø coù theå gaây haïi vaø nguy hieåm cho heä truyeàn
ñoäng ñieän. Vì vaäy, khoâng ñöôïc ñeå ñoäng cô moät chieàu kích töø noái tieáp laøm vieäc ôû cheá ñoä
khoâng taûi hoaëc rôi vaøo tình traïng khoâng taûi. Khoâng duøng ñoäng cô moät chieàu kích töø noái
tieáp vôùi caùc boä truyeàn ñai hoaëc gheùp noái (ly hôïp ma saùt)…. Thoâng thöôøng, taûi toái thieåu
cuûa ñoäng cô laø khoaûng (10 ÷ 20)% ñònh möùc. Chæ nhöõng ñoäng cô coâng suaát raát nhoû(vaøi
chuïc watt) môùi coù theå cho pheùp chaïy khoâng taûi.
- 30 -


Do ñöôøng ñaëc tính cô meàm neân toác ñoä ñoäng cô moät chieàu kích töø noái tieáp bieán
ñoäng maïnh theo phuï taûi. ÔÛ vuøng taûi lôùn thì ñoä cöùng ñaëc tính cô lôùn hôn, do ñoù toác ñoä ít
bò thay ñoåi maïnh theo taûi.

Phöông trình ñaëc tính cô töï nhieân suy töø (I.2.14) vôùi Rö∑ = Rö.
U Ru ∑
ω= − (I.2.14)’
kk ' M kk '
Ñaëc tính cô caét truïc hoaønh taïi ñieåm Mmm, trò soá Mmm suy ra khi cho ω = 0:
2
U 
Mmm = kk’ 
R  = kk’Imm2
 (I.2.16)
 u 
Trong ñoù:
U
Inm = (I.2.17)
Ru

c) AÛnh höôûng cuûa caùc thoâng soá ñieän ñoái vôùi ñaëc tính cô:

Phöông trình (I.2.14) cho thaáy: ñaëc tính cô ω = f(M) cuûa ñoäng cô ñieän moät chieàu
kích töø noái tieáp bò aûnh höôûng bôûi ñieän trôû maïch ñoäng cô (maïch phaàn öùng vaø cuõng laø
maïch kích töø).

Ñaëc tính cô töï nhieân (tn) cao nhaát öùng vôùi ñieän trôû phuï Rphuï = 0. caùc ñaëc tính cô
nhaân taïo (nt) öùng vôùi Rphuï ≠ 0. Ñaëc tính caøng thaáp khi Rphuï caøng lôùn.

ÔÛ ñoäng cô moät chieàu kích töø noái tieáp, doøng ñieän phaàn öùng cuõng laø doøng ñieän kích
töø neân khaû naêng taûi cuûa ñoäng cô haàu nhö khoâng bò aûnh höôûng bôûi ñieän aùp.

d) Ñaûo chieàu quay ñoäng cô kích töø noái tieáp:

Cuõng nhö ñoäng cô moät chieàu kích töø song song, ñoäng cô kích töø noái tieáp seõ ñaûo
chieàu quay khi ñaûo chieàu doøng ñieän phaàn öùng.

e) Môû maùy ñoäng cô kích töø noái tieáp:

Luùc môû maùy ñoäng cô, phaûi ñöa theâm ñieän trôû môû maùy vaøo maïch ñoäng cô ñeå haïn
cheá doøng ñieän môû maùy trong giôùi haïn khoâng quaù 2,5Iñm. Trong quaù trình ñoäng cô taêng
toác, phaûi caét daàn ñieän trôû môû maùy, ñoäng cô seõ laøm vieäc treân ñöôøng ñaëc tính cô töï nhieân
khoâng coù ñieän trôû môû maùy.

- 31 -


3. Ñoäng cô ñieän moät chieàu kích töø hoãn hôïp:

Ñoäng cô ñieän moät chieàu kích töø hoãn hôïp ít gaëp hôn caùc loaïi ñoäng cô ñaõ xeùt ôû caùc
muïc treân. Trong ñoäng cô loaïi naøy, töø thoâng ñöôïc taïo ra do taùc duïng ñoàng thôøi cuûa hai
cuoän kích töø: moät cuoän song song (ktss) vaø moät cuoän noái tieáp (ktnt). Do vaäy, ñöôøng ñaëc
tính cô cuûa ñoäng cô ñieän moät chieàu kích töø hoãn hôïp phaân boå giöõa ñaëc tính cô cuûa ñoäng
cô moät chieàu kích töø song song vaø ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô ñieän moät chieàu kích töø noái
tieáp.

Neáu töø tröôøng cuûa cuoän song taïo ra maïnh hôn töø tröôøng cuûa cuoän noái tieáp thì ñaëc
tính cô cuûa ñoäng cô kích töø hoãn hôïp gaàn ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô kích töø song song hôn.

Neáu töø tröôøng cuûa cuoän noái tieáp taïo ra maïnh hôn töø tröôøng cuûa cuoän song song thì
ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô kích töø hoãn hôïp gaàn ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô kích töø noái tieáp
hôn.

Moät trong nhöõng ñaëc ñieåm cuûa ñoäng cô kích töø hoãn hôïp laø coù ñaëc tính cô meàm, coù
theå chaïy ôû cheá ñoä khoâng taûi vì toác ñoä khoâng taûi coù giaù trò giôùi haïn.

C—NGUYEÂN LYÙ LAØM VIEÄC

Khi ñaët vaøo trong töø tröôøng moät daây daãn vaø cho doøng ñieän chaïy qua daây daãn thì töø
tröôøng seõ taùc duïng moät löïc töø vaøo doøng ñieän (vaøo daây daãn) vaø laøm daây daãn chuyeån
ñoäng. Chieàu cuûa löïc töø ñöôïc xaùc ñònh baèng quy taéc baøn tay traùi.

Ñoäng cô ñieän noùi chung vaø ñoäng cô moät chieàu noùi rieâng laøm vieäc theo nguyeân lyù
naøy.

Ta xeùt caáu taïo cuûa moät ñoäng cô moät chieàu.

Töø tröôøng ñöôïc taïo ra nhôø caùc cuoän daây coù doøng ñieän moät chieàu chaïy qua. Caùc
cuoän naøy goïi laø cuoän caûm (hay cuoän kích töø) vaø ñöôïc quaán quanh caùc cöïc töø. Thöôøng
thì stator ñoäng cô coù ñaët caùc cuoän caûm neân stator coøn goïi laø phaàn caûm. Töø tröôøng do
cuoän caûm taïo ra seõ taùc duïng moät töø löïc vaøo caùc daây daãn rotor ñaët trong caùc raõnh cuûa
rotor khi coù doøng ñieän chaïy qua. Cuoän daây naøy goïi laø cuoän öùng. Doøng ñieän ñöa vaøo
cuoän öùng qua caùc choåi than vaø coå goùp. Rotor mang cuoän öùng neân goïi laø phaàn öùng.

- 32 -


Hình 2.16

Giaû söû caùc daây daãn cuoän öùng ôû nöûa treân rotor coù doøng ñieän höôùng vaøo, coøn caùc
daây daãn cuoän öùng ôû nöûa döôùi rotor coù doøng ñieän höôùng ra hình veõ. Töø löïc F taùc duïng
vaøo caùc daây daãn rotor coù chieàu xaùc ñònh theo quy taéc baøn tay traùi seõ taïo ra moâ men laøm
quay rotor ngöôïc chieàu kim ñoàng hoà.

Khi ñoäng cô laøm vieäc, cuoän caûm taïo ra töø tröôøng Φd doïc truïc cöïc töø vaø phaân boá ñoái
xöùng ñoái vôùi cöïc töø. Maët phaúng 00’ treân ñoù coù ñaët choåi than, vöøa laø maët phaúng trung
tính hình hoïc vöøa laø maët phaúng trung tính vaät lyù. Ñoàng thôøi, doøng ñieän trong cuoän öùng
cuõng taïo ra töø tröôøng rieâng Φn höôùng ngang truïc cöïc töø. Töø tröôøng toång trong ñoäng cô

- 33 -


maát tính chaát ñoái xöùng doïc truïc vaø maët phaúng trung tính vaät lyù quay ñi moät goùc β
(ngöôïc chieàu quay cuûa rotor) so vôùi maët phaúng trung tính hình hoïc (Hình 2.17).

a) b) c)
Fn

Hình 2.17 Töø tröôøng trong ñoäng cô ñieän moät chieàu
a)—do cuoän caûm taïo ra
b)—do cuoän öùng taïo ra
c)—do hai cuoän toång hôïp β
d)—toång veùc tô caùc söùc töø ñoäng.

Fx
Fd
d)

Doøng ñieän cuoän öùng caøng lôùn thì Φn caøng maïnh vaø goùc quay β caøng lôùn. Ta noùi
phaûn öùng phaàn öùng caøng maïnh.

- 34 -


Phaûn öùng phaàn öùng laø moät trong nhöõng nguyeân nhaân gaây ra tia löûa giöõa choåi than
vaø coå goùp cuõng nhö giöõa caùc laù goùp trong coå goùp. Coù theå haïn cheá aûnh höôûng naøy nhôø
xoay choåi than theo vò trí maët phaúng trung tính vaät lyù (töùc laø theo goùc β). Thoâng thöôøng
trong caùc ñoäng cô ñieän moät chieàu hieän nay, ngöôøi ta duøng phöông phaùp theâm cöïc töø
phuï.

Hình 2.18 Phaân boá cöïc töø phuï trong ñoäng cô ñieän moät chieàu
1- cöïc töø phuï; 2- cuoän daây cöïc töø phuï(cuoän phuï); 3- cuoän kích
töø(cuoän caûm); 4- cöïc töø chính.

Cöïc töø phuï ñöôïc ñaët giöõa caùc cöïc töø chính vaø cuoän daây cöïc töø phuï seõ taïo ra töø
tröôøng ngang truïc so vôùi töø tröôøng chính vaø ngöôïc chieàu vôùi töø tröôøng Φn cuûa cuoän öùng
ñeå khöû töø tröôøng Φn . Nhôø vaäy, phaûn öùng phaàn öùng bò haïn cheá vaø quaù trình chuyeån
maïch trong ñoäng cô seõ toát hôn.

- 35 -

a) b)


Vì töø tröôøng Φn gaây ra phaûn öùng phaàn öùng tæ leä vôùi doøng ñieän phaàn öùng Iö neân
cuoän daây cöïc töø phuï ñöôïc maéc noái tieáp vôùi cuoän daây phaàn öùng. Do vaäy, khi doøng ñieän
phaàn öùng taêng leân, phaûn öùng phaàn öùng maïnh leân thì cuoän daây cöïc töø phuï cuõng sinh ra töø
tröôøng ngöôïc maïnh hôn ñeå khöû töø tröôøng Φn.

Ngoaøi ra, bieän phaùp taêng khe hôû khoâng khí giöõa stator vaø rotor cuõng ñöôïc aùp
duïng. Caùch naøy daãn tôùi söï taêng kích thöôùc ñoäng cô vaø phaûi taêng cöôøng theâm cuoän kích
töø chính vì khe hôû khoâng khí lôùn seõ laøm yeáu töø tröôøng chính.

ÔÛ caùc ñoäng cô moät chieàu coâng suaát trung bình vaø lôùn bieän phaùp chính laø theâm
cuoän daây buø ñaët trong raõnh ôû caùc cöïc töø chính nhaèm taïo ra töø thoâng Φb ngöôïc chieàu vôùi
Φn laøm töø tröôøng ôû khe hôû khoâng khí khoâng bò meùo nöõa. Cuoän buø cuõng ñöôïc maéc noái
tieáp vôùi cuoän öùng.

- 36 -


D—ÑIEÀU KHIEÅN ÑOÄNG CÔ DC

1. Giôùi thieäu:
Trong caùc öùng duïng maïng xoay chieàu, ñeå bieán ñoåi töø möùc ñieän aùp naøy sang möùc
khaùc, ta duøng maùy bieán aùp. Ñoái vôùi maïng ñieän moät chieàu thì ta coù theå duøng caùc boä bieán
ñoåi baùn daãn, caùc heä maùy phaùt moät chieàu. Trong phaàn naøy, em xin trình baøy caùch ñieàu
khieån ñoäng cô duøng nguyeân lyù boä chopper.

Boä chopper coù hai cheá ñoä laøm vieäc giaûm aùp vaø taêng aùp:

Boä chopper giaûm aùp: goïi laø giaûm aùp vì ñieän aùp ngoõ vaøo cao hôn ñieän aùp ngoõ ra.
Doøng coâng suaát ñoå töø nguoàn moät chieàu coá ñònh V1 seõ chaûy töø phaàn coù ñieän theá cao sang
phaàn coù theá thaáp V2, phaàn tö hoaït ñoäng laø phaàn tö thöù nhaát, cheá ñoä truyeàn ñoäng ñoäng
cô.

I1 I2
A1 B1 +
+ Chopper hoaït +
Maùy ñieän DC
ñoäng ôû cheá ñoä
laøm vieäc ô Phuï taûi
V1 V1 giaûm aùp V2 cheá ñoä ñoäng
Ngoõ vaøo Ngoõ ra cô

A2 B2

V2
L
II I A1 S1 B1
R
V1
- 37 - + S2
I2 _

III IV A2 B2

Dk 1chieu 8051

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (18)

Destacado

Destacado (8)

Similar a Dk 1chieu 8051

Similar a Dk 1chieu 8051 (20)

Dk 1chieu 8051