BÁO CÁO MÁY ĐIỆN ĐẶC BIỆT NHÓM 3 Permanent-Magnet Synchronous Motors Động Cơ Đồng Bộ Nam Châm Vĩnh Cửu Nguyễn Công Chánh 10102012 Bùi Thành Đạt 10102029 Trần Hiếu Để 10102033 Máy điện đặc biệt Nhóm 3 39.13 Permanent-Magnet Synchronous Motors (a) Construction and Performance Such motors have a cage rotor having rare-earth permanent magnets instead of a wound field. Such a motor starts like an induction motor when fed from a fixed-frequency supply. A typical 2-pole and 4-pole surface-mounted versions of the rotor are shown in Fig. 39.14. Since no d.c. supply is needed for exciting the rotor, it can be made more robust and reliable. These motors have outputs ranging from about 100 W upto 100 kW. The maximum synchronous torque is designed to be around 150 per cent of the rated torque. 39.13. ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ NAM CHÂM VĨNH CỬU (a)cấu tạo và nguyên lý hoạt động động cơ rô-to lồng sóc có các cực từ làm bằng nam châm vĩnh cửu chứ không dùng cuộn kích từ (nam châm điện). 1 động cơ khởi động kiểu cảm ứng điện từ khi được cấp nguồn từ 1 tần số không đổi. mặt cắt các kiểu roto 2 cực và 4 cực tiêu biểu được biểu diễn trên hình 39.14. Vì roto không cần nguồn dc kích thích nên động cơ loại này có thể hoạt động mạnh mẽ và đáng tin cậy hơn . những động cơ này có công suất từ 100 w đến 100 kw. Momen tối đa của máy được thiết kế không vượt quá 150% momen định mức. Máy điện đặc biệt Nhóm 3 If loaded beyond this point, the motor loses synchronism and will run either as an induction motor or stall. These motors are usually designed for direct-on-line (DOL) starting. The efficiency and power factor of the permanent- magnet excited synchronous motors are each 5 to 10 points better than their . nếu máy hoạt động vượt quá momen max thỳ sẽ mất tính đồng bộ và sẽ không hoạt động như 1 động cơ cảm ứng hoặc ngưng hoạt động. những động cơ này thường được chế tạo để khởi động trực tiếp. công suất và hệ số công suất của mỗi động cơ đồng bộ kích từ bằng nam châm vĩnh cửu thường tốt hơn 5 đến 10 lần động cơ từ trở tương ứng Máy điện đặc biệt Nhóm 3 Máy điện đặc biệt Nhóm 3 ( b) Advantages Since there are no brushes or slip- rings, there is no sparking. Also, brush maintenance is eliminated. Such motors can pull into synchronism with inertia loads of many times their rotor inertia. (b) Ưu điểm động cơ không có chổi than hoặc vành trượt trên roto thỳ không sinh ra tia lửa điện khi hoạt động. lúc này công việc bảo dưỡng chổi than đã được loại trừ. những động cơ này có thể kéo vào đồng bộ các tải có mức quán tính lơn hơn quán tính roto của chúng nhiều lần . Máy điện đặc biệt Nhóm 3 ( c) Applications These motors are used where precise speed must be maintained to ensure a consistent product. With a constant load, the motor maintains a constant speed Hence, these motors are used for synthetic-fibre drawing where constant speeds are absolutely essential (c) Ứng dụng các động cơ này được sử dụng tại những nơi yêu cầu duy trì tốc độ chính xác để đảm bảo cho ra sản phẩm đồng đều. với 1 tải không đổi, động cơ duy trỳ 1 tốc độ không đổi. do đó nó được ứng dụng trong công nghiệp kéo sợi tổng hợp, nơi mà tốc độ không đổi cực kỳ quan trọng. Máy điện đặc biệt Nhóm 3 39.14 Synchros It is a general name for self-synchronizing machines which, when electrically energized and electrically interconnected, exert torques which cause two mechanically independent shafts either to run in synchronism or to make the rotor of one unit follow the rotor position of the other. They are also known by the trade names of selsyns and autosyns. Synchros, in fact, are small cylindrical motors varying in diameter from 1.5 cm to 10 cm depending on their power output. 39.14 MÁY ĐIỆN TỰ ĐỒNG BỘ Trên đây là tên gọi chung của các máy điện tự đồng bộ. khi được cấp điện và liên kết với nhau sẽ sinh ra momen. Các momen này gây ra 2 tác động cơ khí độc lập trên trục động cơ, hoặc khiến máy chạy ở chế độ đồng bộ hoặc khiến roto máy này sinh ra sự quay roto máy khác. Các máy điện loại này được biết đến dưới tên thương mại là sensyl và autosyn (tự đồng bộ). thực tế, chúng là các máy điện nhỏ dạng hình trụ với đường kính thay đổi từ 1,5 đến 10 cm phụ thuộc vào công suất đầu ra. Máy điện đặc biệt Nhóm 3 They are low-torque devices and are widely used in control systems for transmitting shaft position information or for making two or more shafts to run in synchronism. If a large device like a robot arm is to be positioned, synchros will not work. Usually, a servomotor is needed for a higher torque. Chúng có momen nhỏ và được dùng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển để truyền tín hiệu vị trí trục động cơ hoặc điều khiển 2 hay nhiều động cơ chạy đồng bộ. nếu có 1 thiết bị lớn , như cánh tay robot được nối vào, hệ thống đồng bộ sẽ không hoạt động. muốn sử dụng ở momen cao hơn, cần 1 động cơ trợ lực (servo motor). Máy điện đặc biệt Nhóm 3 39.15 Types of Synchros There are many types of synchros but the four basic types used for position and error- voltage applications are as under: Control Transmitter (denoted by CX) – earlier called generator (ii ) Control Receiver (CR) – earlier called motor (iii) Control-Transformer (CT) and (iv) Control Differential (CD). It may be further subdivided into control differential transmitter (CDX) and control differential receiver (CDR). All of these synchros are single-phase units except the control differential which is of three-phase construction 39.15 Các loại máy điện tự đồng bộ Có nhiều loại mđđb nhưng có 4 loại cơ bản để định vị và ứng dụng sai số điện áp được giới thiệu sau đây : Máy phát điều khiển tự đồng bộ ( ký hiệu CX) Máy thu điều khiển tự đồng bộ ( ký hiệu CR) – tên gọi đầu tiên là động cơ (motor) Máy biến áp điều khiển tự đồng bộ ( ký hiệu CT) Khối tín hiệu vi sai điều khiển tự đồng bộ ( ký hiệu CD). nó có thể được chia nhỏ hơn nữa thành máy phát vi sai điều khiển tự đồng bộ (CDX) và máy thu vi sai điều khiển tự đồng bộ (CDR). tất cả các loại mddb trên đều có cấu tạo 1 pha, ngoại trừ khối CD cấu tạo 3 pha. Máy điện đặc biệt Nhóm 3 1. Constructional Features (a) Control Transmitter Its constructional details are shown in Fig. 39.15 (a). It has a three-phase stator winding similar to that of a three-phase synchronous generator. The rotor is of the projecting-pole type using dumbbell construction and has a single-phase winding. When a single-phase ac voltage is applied to the rotor through a pair of slip rings, it produces an alternating flux field along the axes of the rotor. This alternating flux induces three unbalanced single phase/voltage in the three stator windings by transformer action. If the rotor is aligned with the axis of the stator winding 2, flux linkage of this stator winding is maximum and this rotor position is defined as the electrical zero. In Fig. 39.15 (b), the rotor axis is displaced from the electrical zero by an angle displaced 120º apart 1. Đặc điểm cấu tạo (a) Máy phát điều khiển tự đồng bộ ( ký hiệu CX) cấu tạo của máy được trình bày trong hình 39.15 a. nó có 1 cuộn dây stator 3 pha tương tự như trong máy phát đồng bộ 3 pha. Roto của máy có cực từ nhô ra ngoài được tạo thành từ cuộn dây 1 pha. Khi điện áp xoay chiều 1 pha đặt vào roto thông qua cặp vành trượt, nó tạo ra 1 trường từ thông biến thiên dọc theo trục roto. trường từ thông biến thiên này tạo nên 1 sức điện động cảm ứng 3 pha không cân bằng trong dây quấn 3 pha stato.khi vị trí roto trùng với trục đối xứng cuộn dây stato 2, từ thông móc vòng trong cuộn dây này đạt max và vị trí này của roto gọi là điểm “0” điện. trong hình 39.15 b trục quay roto thay đổi từ vị trí “0” điện đến điểm cách đó 120º [...]... when α= + 30º Ví dụ 39.5 Rôto của một máy phát điều khiển (CX) được kích thích bởi một điện áp xoay chiều một pha có giá trị hiệu dụng là 20 V Tìm giá trị của E1s, E2s và E3S cho góc của rotor là α = + 40 º và -40 º Giả sử số vòng dây stator/số vòng dây rotor là như nhau Ngoài ra, tìm các giá trị của hiệu điện thế khi α = + 30 º Máy điện đặc biệt Nhóm 3 Máy điện đặc biệt 39.16 Applications of Synchros... CT Điện áp stator của CX cung cấp dòng từ hóa cho stator của CT, lần lượt, tạo ra một từ trường trong không khí của riêng mỗi stator Dòng điện trong stator của CT tạo ra từ thông trong không khí, từ thông này gây ra điện áp bằng và ngược chiều với điện áp tồn tại trong stator CX Do đó, từ thông sinh ra bỡi dòng điện của stator CX có vị trí giống như trục của rotor CT Máy điện đặc biệt Nhóm 3 Máy điện. .. và điện và ngõ ra cơ là (θ-Φ) Ngõ vào cơ (ɵ) đến CX được chuyển đổi và áp dụng cho stator của CDX Với ngõ vào của rotor (Φ) điện áp ngõ ra của CDX cung cấp cho ngõ ra cơ của stator CR (θ-Φ) Ở hình 39.20(b) nếu có sự kết nối giữa hai stator CX và CDX thì sẽ có sự thay đổi, điện áp ngõ vào từ CX đến CDX là trở thành -θ Do đó ngõ ra trở thành (-θ-Φ) hay –(θ+Φ) Máy điện đặc biệt Nhóm 3 Máy điện đặc biệt. .. đồng bộ (CD) Máy phát điện tự đồng bộ vi sai có cân bằng ba pha phân bố trong cả rotor và stator Hơn nữa, nó có một rotor hình trụ như hình 39.16 (a) Mặc dù cuộn dây ba pha được có liên quan, phải nhớ rằng chúng xử lý điện áp một pha Điện áp ba cuộn dây không phải là điện áp nhiều pha Thông thường, điện áp ba pha là giống nhau về độ lớn nhưng lệch pha nhau 120 º Trong máy điện tự động bộ, điện áp này... (e) Quan hệ điện áp Xét máy phát điều khiển trong hình 39.17 giả sử rằng nó là rotor được kích thích bởi điện áp xoay chiều hình sin của giá trị hiệu dụng là Er và rotor được tổ chức nhanh chóng, nó là sự điều chỉnh điểm không điện Nếu K = (số vòng dây stator) / (số vòng dây rotor) , điện áp hiệu dụng gây ra trong stator cuộn dây là E = KEr Tuy nhiên, nếu giả sử K=1 thì E = Er Máy điện đặc biệt Nhóm... sau trục cuộn dây thứ 2 120 º,biểu diễn cho sức điện động cảm ứng gây ra trong cuộn dây thứ 3 trở thành E3s = E cos (α + 120 º) Máy điện đặc biệt We can also find the values of terminal induced voltages as Ta có thể tính giá trị điện áp đây gây ra như sau Nhóm 3 Máy điện đặc biệt Nhóm 3 Example 39.5 The rotor of a control transmitter (CX) is excited by a single-phase ac voltage of rms value 20 V Find... tự như một CDX nhưng nó nhận hai góc độ dòng điện vào và cung cấp các góc độ khác nhau như đầu ra một máy cơ khí (Hình 39.21) Việc bố trí bao gồm hai máy phát kiểm soát cùng với một CDR Hai máy phát kiểm soát cung cấp đầu vào cho CDX, một góc (θ) vào stato và góc (Φ) khác để vào rotor Đầu ra CDX là sự khác biệt của hai đầu vào tức là (θ-Φ) Máy điện đặc biệt Nhóm 3 ... gọi là tải, bỡi vì nó hoạt động theo nguồn Cần lưu ý mối quan hệ chủ - tớ có thể bị đảo ngược bỡi vì rotor thu được dời đến 1 góc nào đó, nó làm cho rotor phát chuyển đến cùng một góc Máy điện đặc biệt Nhóm 3 Máy điện đặc biệt Nhóm 3 ( b) Error Detection Synchros are also used for error detection in a servo control system In this case, a command in the form of a mechanical displacement of the CX rotor... thường, điện áp ba pha là giống nhau về độ lớn nhưng lệch pha nhau 120 º Trong máy điện tự động bộ, điện áp này la cùng độ lớn nhưng khác nhau về góc pha bởi vì kết cấu vật lý của chúng Máy điện đặc biệt Nhóm 3 Máy điện đặc biệt Nhóm 3 (e) Voltage Relations Consider the control transmitter shown in Fig 39.17 Suppose that its rotor winding is excited by a single-phase sinusoidal ac voltage of rms value Er... mức, cả cuộn dây roto và stato đều được kích thích bởi dòng điện 1 pha Khi từ trường dây quấn roto tương tác với từ trường dây quấn stato sẽ tạo ra 1 momen quay, kéo roto chuyển động Máy điện đặc biệt Nhóm 3 Máy điện đặc biệt Nhóm 3 ( c) Control Transformer (CT) As shown in Fig 39.15 (b) its stator has a three-phase winding whereas the cylindrical rotor has a single-phase winding In this case, the electrical . BÁO CÁO MÁY ĐIỆN ĐẶC BIỆT NHÓM 3 Permanent-Magnet Synchronous Motors Động Cơ Đồng Bộ Nam Châm Vĩnh Cửu Nguyễn Công Chánh 10102012 Bùi Thành Đạt 10102029 Trần Hiếu Để 10102033 Máy điện đặc biệt Nhóm. thích bởi dòng điện 1 pha. Khi từ trường dây quấn roto tương tác với từ trường dây quấn stato sẽ tạo ra 1 momen quay, kéo roto chuyển động. Máy điện đặc biệt Nhóm 3 Máy điện đặc biệt Nhóm. cos (α + 120 º). Máy điện đặc biệt Nhóm 3 We can also find the values of terminal induced voltages as Ta có thể tính giá trị điện áp đây gây ra như sau Máy điện đặc biệt Nhóm 3 Example