Phần ứng động cơ được phân mạch nghĩa là có một điện trở phụ R nối song song với phần ứng. Vì điện trở tổng giảm nên trên mạch chính cần nối thêm một điện trở phụ nối tiếp Rp như sơ đồ nguyên lý trên hình 2.106.
Từ sơ đồ này có thể lập được hệ phương trình:
U = IsR p s+ IcR p = I sR ps+ (Is + I ư)Rp E + I ưR ư - I sR p,
(2.61)
Giải hệ phương trình (2.61) với E = kộco, CÚQ và đăt : a = —---- —— R ns (2.62)
R p s + R p
a gọi là hệ số phân áp mạch phẩn ứng (khi Iir = 0), ta có phương trình đặc tính cơ:
R + aR
co = ato0 - - J - E-Iư (2.63) kq>
R + aR
hay: co = aco0 - --- “ — M (2.64) (kệ)2
Đường đặc tính cơ là đường thẳng với tốc độ không tải lý tưởng ccco0 nhỏ hơn tốc
HÌNH 2.107. Các đặc tính cơ khi phân mạch phần ứn;
_u k Ị
+ # Is_ Rsp ỊỊ _
Ut
í CKT
+ 0 0 -
HÌNH 2.106. Sa đồ phân mạch phíìn ứng.
độ không tải lý tưởng của đặc tính cơ tự nhiên co0
Hình 2.107 biểu thị các đặc tính cơ của động cơ kích từ độc lập khi phân mạch phần ứng.
Đặc tính cơ 1 là đặc tính cơ tự nhiên khi chưa phân mạch và không có điện trở phụ ở mạch phần ứng (Rps = co , Rp = 0 ).
Đặc tính cơ 2 là đặc tính cơ khi chưa phàn mạch và có điện trở phụ ở mạch phần ứng (Rps = 00 , Rp*0).
87
Đặc tính cơ 3 là đăc tính có phân mạch phần ứng (Rps ^ 0 , Rp ^ 0).
Đặc tính cơ 4 íà đặc tính có phân mạch phần ứng nhưng với điện trỏ' phân mạch nhò hơn (nghĩa là điện áp phấn ứng Uư nhỏ hơn).
Rõ ràng đặc tính cơ phân mạch phần ứng mềm hơn đặc tính cơ tự nhiên nhưng cứng hơn đặc tính khi tăng điện trở mạch phần ứng. Do vậy, sơ đồ phân mạch phần ứng động cơ kích từ độc lập (hoặc song song) cho phép động cơ có thể làm việc ở tốc độ thấp trên đường đặc tính cơ tương đối cứng (chẳng hạn khi cần dừng chính xác).
Với sơ đồ phàn mạch phần ứng, khi thay đổi R , Rp hoặc cả hai thì tốc độ không tải lý tướng và độ cứng đặc tính cơ đều thay đối.
2.13.4.1. Trường hợp thay đổi RpS, giũ cô định Rp RpS = var , Rp = irivar
Họ đạc tính CO' thu được như hình 2.108. Các đặc tính đều nằm trong góc OAco0 giới hạn bói dặc tính hãm động năng ngắn mạch phần ứng OA (R|v-im = 0 = Rps) và đặc tính khi có diện trớ phụ ở mạch phần ứng
(0()A (RpS = co, Rp|ul = Rp ).
Hoành độ điếm A ứng với dòng diện:
uđ ni
R. (2.65)
Điện trỏ' phụ Rp càng lớn, đặc tính 0)0A càng dốc, dòng điện 1^ càng nhó và họ đặc tính dịch về gốc tọa độ (các đường đặc tính nét đứt ).
Trường hợp đang xét cho khả năng thay đối tốc độ chí vể phía tốc độ thấp hơn tốc độ cơ bản.
Vùng giữa đường đặc tính tự nhiên và đặc tính giới hạn co0A là
vùng không điều chỉnh được do đó khả năng điều chính bị hạn chế. Giảm vùng này bằng cách giảm Rp nhưng khi đó, theo (2.65 ) sẽ tăng dòng điện IA .
Với một giá tri Rp, càng giảm RpS, tốc độ càng thấp và đặc tính cơ càng cứng.
HINH 2.I0H. Các đường đặc tính cơ của động CƯ kích từ độc lập khi phàn mạch phán ứng với RpS = var, kp = invar.
2.13.4.2. Trường hợp giữ cô định RpS, thay đổi R p RpS = invar , Rp = var 88
Họ đặc tính cơ thu được như hình 2.109. Các đặc tính đều nằm trong góc OBco0 giới hạn bởi đặc tính tự nhiên Bco0 (RpS = 00 , Rphụ = Rp = 0) và đặc tính hãm động năng BO (Rp = co , Rhăm = Rps)-
Hoành độ điểm B ứng vói dòng điện :
ĩ -Hdm
Điện trớ Rps càng lớn, dòng điện IB càng nhỏ và họ đặc tính dịch về điểm tốc độ không tải lý tưởng co0 theo
đường đặc tính tự nhiên (các đường đặc tính nét đứt).
Trường hợp đang xét cho khả năng thay đổi tốc độ cũng chỉ về phía giảm tốc độ xuống thấp hơn tốc độ cơ bản.
Với một giá trị RpS , càng tăng Rp , tốc độ càng thấp và đặc tính cơ càng mềm.
Trong thực tế kỹ thuật, việc điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp phân mạch phần ứng được tiến hành nhờ thay đổi cả RpS và Rp
Đối với các động cơ công suất nhỏ, phương pháp phân mạch phần ứng thường được thực hiện theo sơ đồ hình 2.110 với RpS + Rp = const.
HÌNH 2.109. Các đường đặc tính cơ của động cơ kích từ độc lập khi phân mạch phần ứng với RpS = invar, Rp = var.
HÌNH 2. ì 10. Điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều kích từ dộc lập công suất nhỏ bằng phương pháp phân mạch phần ứng.
Khi con trượt ở điểm B (Rp = 0), động cơ làm việc trên đăc tính tự nhiên vói độ cứng IPI lớn nhất.
89
Rp S 1
Khi con trượt ở vị trí giữa c (Rps = Rp = —-— ) thì theo (2.62), hệ số a . Động cơ làm việc trên đặc tính cơ có tốc độ không tải lý tưởng acù0 = — co1 0 và độ cứng bé nhất:
P L „ =-
(k(Ị>y (k<Ị>y
I m m D + r / p _ 1 1
IV ư -t- c u v p £ + i _ R
■ư 2 - 2 r ĩ
(k(Ị>)~
R ư +0,25R
Khi con trượt ở điểm A thì động cơ làm việc trên đặc tính hãm động năng ngắn mạch phần ứng ( R ham= R p S = 0 ).
Dạng cùa các đặc tính cơ biểu thị trên hình 2. Ị lOb.
Phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều kích từ độc lập (hay song song) bằng phân mạch phán ứng có hiệu suất thấp hơn so với phương pháp thay đổi điện trở mạch rotor nên thường chi dùng ở các truyền động công suất nhỏ cần độ cứng cao ở tốc độ thấp. Dải điểu chỉnh của phương pháp này cũng nhỏ D * 4 -ỉ- 5 .