Cùng với sự phát triển của nhân loại ngành công nghệ kỹ thuật Điện- Điện Tử đang từng bước đến với tầm cao của tri thức và khoa học. Tuy là một nước đi sau về ngành công nghệ kỹ thuật Điện- Điện tử và ứng dụng nó vào đời sống nhưng Việt Nam cũng đang từng bước hoà nhập để đi cùng với xu hướng chung của thời đại. Máy móc sẽ thay thế con người thúc đẩy sự phát triển của nền kinh tế. Việc sử dụng động cơ điện trong sản xuất và đời sống là rất rộng rãi, đặc biệt là động cơ điện một chiều bởi vì động cơ điện một chiều có rất nhiều ưu điểm so với động cơ xoay chiều. Nhưng gắn liền với việc sử dụng động cơ điện một chiều là quá trình điều chỉnh tốc độ động cơ sao cho phù hợp với yêu cầu thực tế. Vì vậy để đáp ứng yêu cầu đó nhóm chúng em thực hiện với đề tài: Mạch điều khiển mở máy động cơ KĐB 3 pha roto lồng sóc qua điện trở phụ chuyển đổi tự động bằng rơ le thời gian.
Giới thiệu về động cơ KĐB 3 pha roto lồng sóc
Các phương pháp khởi động động cơ KĐB 3 pha roto lồng sóc
1.4 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB 3 pha roto lồng sóc
Chương 2: Thiết kế, chế tạo mạch điều khiển mở máy động cơ KĐB 3 pha roto lồng sóc qua điện trở phụ chuyển đổi bằng rơ le thời gian
Chương 3: Kết luận, kiến nghị
Phần thực hành: Mạch điều khiển mở máy động cơ KĐB 3 pha roto lồng sóc qua điện trở phụ chuyển đổi tự động bằng rơ le thời gian.
Giảng viên hướng dẫn Nguyễn Thị Thùy Dương
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn
Ngày Tháng Năm 2023 Giáo viên hướng dẫn
CHƯƠNG 1 : Giới thiệu về động cơ KĐB 3 pha roto lồng sóc 6
1.3 Các phương pháp khởi động động cơ KĐB 3 pha roto lồng sóc 10
1.3.1 Phương pháp mở máy trực tiếp 10
1.3.2 Phương pháp mở máy gián tiếp 12
CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MẠCH ĐIỀU KHIỂN MỞ MÁY ĐỘNG CƠ KĐB 3 PHA RÔTO LỒNG SÓC 18
2.2 Ký hiệu sơ đồ và nguyên lý hoạt động 21
2.3.Thiết bị và tính chọn thiết bị 21
2.3.2 Tính toán chọn thiết bị 28
4 Chọn rơ le thời gian 29
5 Chọn công tắc chuyển mạch 29
Cùng với sự phát triển của nhân loại ngành công nghệ kỹ thuật Điện- Điện Tử đang từng bước đến với tầm cao của tri thức và khoa học Tuy là một nước đi sau về ngành công nghệ kỹ thuật Điện- Điện tử và ứng dụng nó vào đời sống nhưng Việt Nam cũng đang từng bước hoà nhập để đi cùng với xu hướng chung của thời đại Máy móc sẽ thay thế con người thúc đẩy sự phát triển của nền kinh tế.
Việc sử dụng động cơ điện trong sản xuất và đời sống là rất rộng rãi, đặc biệt là động cơ điện một chiều bởi vì động cơ điện một chiều có rất nhiều ưu điểm so với động cơ xoay chiều Nhưng gắn liền với việc sử dụng động cơ điện một chiều là quá trình điều chỉnh tốc độ động cơ sao cho phù hợp với yêu cầu thực tế Vì vậy để đáp ứng yêu cầu đó nhóm chúng em thực hiện với đề tài: Mạch điều khiển mở máy động cơ KĐB 3 pha roto lồng sóc qua điện trở phụ chuyển đổi tự động bằng rơ le thời gian.
Trong thời gian làm đồ án với sự cố gắng của cả nhóm cùng với sự giúp đỡ tận tình của cô Nguyễn Thị Thùy Dương và các thầy cô trong khoa Điện - Điện Tử đến nay đồ án của chúng em đã hoàn thành.
Tuy đồ án của chúng em đã được hoàn thành nhưng do kiến thức cũng như tài liệu còn hạn chế cho nên bản đồ án của chúng em không tránh khỏi những sai sót Vậy chúng em kính mong thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến xây dựng để đồ án của chúng em được hoàn thiện hơn và chúng em có kinh nghiệm bổ sung kiến thức được tốt hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
CHƯƠNG 1 : Giới thiệu về động cơ KĐB 3 pha roto lồng sóc 1.1 Cấu tạo
Giống như các máy điện quay khác, cấu tạo của động cơ không đồng bộ gồm hai bộ phận chính là stato và rotor, ngoài ra còn có vỏ máy, nắp máy và trục máy Trục máy làm bằng thép, trên đó gắn rotor, ổ bi và phía cuối trục có gắn một quạt gió để làm mát máy dọc trục.
Hình 1.1 Cấu tạo động cơ KĐB a Phần tĩnh (stato)
Bộ phận chính của stato là lõi thép và dây quấn, ngoài ra còn có vỏ máy và nắp máy.
Hình 1.2 Stato của động cơ không đồng bộ a) Mặt cắt ngang stato b) Lá thép kỹ thuật điện c) Stato của động cơ KĐB
Vỏ máy làm bằng nhôm hoặc bằng gang Đối với máy có công suất tương đối lớn (1000 KW) thường dùng thép tấm hàn lại làm thành vỏ Tùy theo cách làm nguội máy mà dạng vỏ cũng khác nhau Vỏ máy có tác dụng giữ chặt lõi sắt, dây quấn và cố định máy trên bệ, không dùng để làm mạch dẫn từ Hai đầu vỏ có nắp máy, ổ đỡ trục Vỏ máy và nắp máy còn dùng để bảo vệ máy.
Lõi thép là phần dẫn từ Vì từ trường đi qua lõi sắt là từ trường quay nên để giảm tổn hao thì lõi thép được làm từ những lá thép kỹ thuật điện đã dập sẵn, được ghép cách điện với nhau, chiều dày các lá thép thường từ 0,35 mm đến 0,5 mm, phía trong của lá thép xẻ rãnh để đặt dây quấn Yêu cầu lõi thép là phải dẫn từ tốt, tổn hao sắt nhỏ và chắc chắn. Mỗi lá thép kỹ thuật điện được sơn cách điện với nhau để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên
Dây quấn stato làm bằng dây dẫn bọc cách điện (dây điện từ) được đặt vào các rãnh của lõi thép (hình 1.2c) và được cách điện tốt với lõi thép Với động cơ không đồng bộ ba pha các pha dây quấn đặt lệch nhau một góc 120° Chúng đặt lệch nhau một góc 120° khi đó mỗi pha sẽ được cân, và động cơ hoạt động êm Dòng điện xoay chiều ba pha chạy trong ba pha dây quấn stato sẽ tạo ra từ trường quay.
Dây quấn là bộ phận quan trọng nhất của động cơ vì nó trực tiếp tham gia vào quá trình biến đổi năng lượng điện năng thành cơ năng hay ngược lại Đồng thời về mặt kinh tế thì giá thành của dây quấn cũng chiếm một phần khá cao trong toàn bộ giá thành của máy. b Phần quay (Roto)
Phần này có hai bộ phận chính là lõi sắt và dây quấn roto, ngoài ra còn có trục.
Lõi sắt của roto bao gồm các lá thép kỹ thuật điện như ở stato, điểm khác biệt là không cần sơn cách điện giữa các lá thép vì tần số làm việc trong roto rất thấp, chỉ vài Hz, nên tổn hao do dòng fuco trong roto rất thấp Các lá thép kỹ thuật điện được dập rãnh mặt ngoài (hình 1.3a, 1.3b) ghép lại, tạo thành các rãnh theo hướng trục ở giữa có lỗ để lắp trục.
Hình 1.3 Roto của động cơ không đồng bộ
Phân làm hai loại chính: Roto kiểu dây quấn và roto kiểu lồng sóc.
Giống như dây quấn stato và cu ốn theo sóng 2 lớp, bớt đầu nối, kết cấu dây quấn trên roto chặt chẽ.
+ Loại roto kiểu lồng sóc (hình 1.3c)
Kết cấu của loại dây quấn này rất khác với dây quấn stato Trong mỗi rãnh của lõi sắt roto đặt vào các thanh dẫn bằng đồng hay nhôm dài ra khỏi lõi sắt và được nối tắt lại ở hai đầu bằng hai vành ngắn mạch bằng đồng hay nhôm làm thành một cái lồng mà người ta quen gọi là lồng sóc Động cơ điện có roto lồng sóc gọi là động cơ không đồng bộ lồng sóc (hình 1.3e).
Dây quấn lồng sóc không cần cách điện với lõi sắt Để cải thiện tính năng mở máy, trong máy công suất tương đối lớn, rãnh roto có thể làm sâu hoặc làm thành hai rãnh lồng sóc hay còn gọi là lồng sóc kép Trong máy điện cỡ nhỏ, rãnh roto thường được làm chéo đi một góc so với tâm trục.
Các đại lượng định mức:
Máy điện đồng bộ có các trị số định mức đặc trưng cho điều kiện kỹ thuật của máy Các chỉ số này do các nhà thiết kế, chế tạo quy định và được ghi trên nhãn máy Vì máy điện không đồng bộ chủ yếu làm việc ở chế độ động cơ điện nên trên nhãn máy ghi các trị số định mức của động cơ điện khi tải định mức Các trị số đó thường bao gồm: công suất định mức ở đầu trục Pđm (KW hoặc W), dòng điện dây định mức Iđm (A), điện áp dây định mức Uđm (V), cách đấu dây (Y hay ), tốc độ quay định mức nđm (vg/phút), hiệu suất định mức ηđm và hệ số công suất định mức cosđm
Các động cơ không đồng bộ do các nhà máy sản xuất phải làm việc trong những điều kiện nhất định với những số liệu xác định gọi là số liệu định mức (Sổ tay kỹ thuật điện). Những số liệu định mức của động cơ không đồng bộ được ghi trên nhãn của nhà máy chế tạo và được gắn trên thân máy, đó là:
- Công suất do động cơ sinh ra: Pđm =P2đm (KW hoặc W)
- Tần số lưới điện: f1 (Hz)
- Điện áp dây quấn stato: U1đm (V)
- Dòng điện dây quấn stato: I1đm (A)
- Tốc độ quay rotor: nđm (vg/ph)
- Hệ số công suất: cosđm
Nếu dây quấn stato có đưa ra các đầu ra và cuối pha để có thể đấu thành hình sao hoặc tam giác thì điện áp dây và dòng điện dây ở mỗi cách mắc có thể (Y/) được ghi dưới dạng phân số (UdY/Ud) và (Idy/ Id) Các số liệu định mức của động cơ không đồng bộ biến đổi trong phạm vi rất rộng.
THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MẠCH ĐIỀU KHIỂN MỞ MÁY ĐỘNG CƠ KĐB 3 PHA RÔTO LỒNG SÓC
Sơ đồ nguyên lý
Chương 3: Kết luận, kiến nghị
Phần thực hành: Mạch điều khiển mở máy động cơ KĐB 3 pha roto lồng sóc qua điện trở phụ chuyển đổi tự động bằng rơ le thời gian.
Giảng viên hướng dẫn Nguyễn Thị Thùy Dương
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn
Ngày Tháng Năm 2023 Giáo viên hướng dẫn
CHƯƠNG 1 : Giới thiệu về động cơ KĐB 3 pha roto lồng sóc 6
1.3 Các phương pháp khởi động động cơ KĐB 3 pha roto lồng sóc 10
1.3.1 Phương pháp mở máy trực tiếp 10
1.3.2 Phương pháp mở máy gián tiếp 12
CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MẠCH ĐIỀU KHIỂN MỞ MÁY ĐỘNG CƠ KĐB 3 PHA RÔTO LỒNG SÓC 18
2.2 Ký hiệu sơ đồ và nguyên lý hoạt động 21
2.3.Thiết bị và tính chọn thiết bị 21
2.3.2 Tính toán chọn thiết bị 28
4 Chọn rơ le thời gian 29
5 Chọn công tắc chuyển mạch 29
Cùng với sự phát triển của nhân loại ngành công nghệ kỹ thuật Điện- Điện Tử đang từng bước đến với tầm cao của tri thức và khoa học Tuy là một nước đi sau về ngành công nghệ kỹ thuật Điện- Điện tử và ứng dụng nó vào đời sống nhưng Việt Nam cũng đang từng bước hoà nhập để đi cùng với xu hướng chung của thời đại Máy móc sẽ thay thế con người thúc đẩy sự phát triển của nền kinh tế.
Việc sử dụng động cơ điện trong sản xuất và đời sống là rất rộng rãi, đặc biệt là động cơ điện một chiều bởi vì động cơ điện một chiều có rất nhiều ưu điểm so với động cơ xoay chiều Nhưng gắn liền với việc sử dụng động cơ điện một chiều là quá trình điều chỉnh tốc độ động cơ sao cho phù hợp với yêu cầu thực tế Vì vậy để đáp ứng yêu cầu đó nhóm chúng em thực hiện với đề tài: Mạch điều khiển mở máy động cơ KĐB 3 pha roto lồng sóc qua điện trở phụ chuyển đổi tự động bằng rơ le thời gian.
Trong thời gian làm đồ án với sự cố gắng của cả nhóm cùng với sự giúp đỡ tận tình của cô Nguyễn Thị Thùy Dương và các thầy cô trong khoa Điện - Điện Tử đến nay đồ án của chúng em đã hoàn thành.
Tuy đồ án của chúng em đã được hoàn thành nhưng do kiến thức cũng như tài liệu còn hạn chế cho nên bản đồ án của chúng em không tránh khỏi những sai sót Vậy chúng em kính mong thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến xây dựng để đồ án của chúng em được hoàn thiện hơn và chúng em có kinh nghiệm bổ sung kiến thức được tốt hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
CHƯƠNG 1 : Giới thiệu về động cơ KĐB 3 pha roto lồng sóc 1.1 Cấu tạo
Giống như các máy điện quay khác, cấu tạo của động cơ không đồng bộ gồm hai bộ phận chính là stato và rotor, ngoài ra còn có vỏ máy, nắp máy và trục máy Trục máy làm bằng thép, trên đó gắn rotor, ổ bi và phía cuối trục có gắn một quạt gió để làm mát máy dọc trục.
Hình 1.1 Cấu tạo động cơ KĐB a Phần tĩnh (stato)
Bộ phận chính của stato là lõi thép và dây quấn, ngoài ra còn có vỏ máy và nắp máy.
Hình 1.2 Stato của động cơ không đồng bộ a) Mặt cắt ngang stato b) Lá thép kỹ thuật điện c) Stato của động cơ KĐB
Vỏ máy làm bằng nhôm hoặc bằng gang Đối với máy có công suất tương đối lớn (1000 KW) thường dùng thép tấm hàn lại làm thành vỏ Tùy theo cách làm nguội máy mà dạng vỏ cũng khác nhau Vỏ máy có tác dụng giữ chặt lõi sắt, dây quấn và cố định máy trên bệ, không dùng để làm mạch dẫn từ Hai đầu vỏ có nắp máy, ổ đỡ trục Vỏ máy và nắp máy còn dùng để bảo vệ máy.
Lõi thép là phần dẫn từ Vì từ trường đi qua lõi sắt là từ trường quay nên để giảm tổn hao thì lõi thép được làm từ những lá thép kỹ thuật điện đã dập sẵn, được ghép cách điện với nhau, chiều dày các lá thép thường từ 0,35 mm đến 0,5 mm, phía trong của lá thép xẻ rãnh để đặt dây quấn Yêu cầu lõi thép là phải dẫn từ tốt, tổn hao sắt nhỏ và chắc chắn. Mỗi lá thép kỹ thuật điện được sơn cách điện với nhau để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên
Dây quấn stato làm bằng dây dẫn bọc cách điện (dây điện từ) được đặt vào các rãnh của lõi thép (hình 1.2c) và được cách điện tốt với lõi thép Với động cơ không đồng bộ ba pha các pha dây quấn đặt lệch nhau một góc 120° Chúng đặt lệch nhau một góc 120° khi đó mỗi pha sẽ được cân, và động cơ hoạt động êm Dòng điện xoay chiều ba pha chạy trong ba pha dây quấn stato sẽ tạo ra từ trường quay.
Dây quấn là bộ phận quan trọng nhất của động cơ vì nó trực tiếp tham gia vào quá trình biến đổi năng lượng điện năng thành cơ năng hay ngược lại Đồng thời về mặt kinh tế thì giá thành của dây quấn cũng chiếm một phần khá cao trong toàn bộ giá thành của máy. b Phần quay (Roto)
Phần này có hai bộ phận chính là lõi sắt và dây quấn roto, ngoài ra còn có trục.
Lõi sắt của roto bao gồm các lá thép kỹ thuật điện như ở stato, điểm khác biệt là không cần sơn cách điện giữa các lá thép vì tần số làm việc trong roto rất thấp, chỉ vài Hz, nên tổn hao do dòng fuco trong roto rất thấp Các lá thép kỹ thuật điện được dập rãnh mặt ngoài (hình 1.3a, 1.3b) ghép lại, tạo thành các rãnh theo hướng trục ở giữa có lỗ để lắp trục.
Hình 1.3 Roto của động cơ không đồng bộ
Phân làm hai loại chính: Roto kiểu dây quấn và roto kiểu lồng sóc.
Giống như dây quấn stato và cu ốn theo sóng 2 lớp, bớt đầu nối, kết cấu dây quấn trên roto chặt chẽ.
+ Loại roto kiểu lồng sóc (hình 1.3c)
Kết cấu của loại dây quấn này rất khác với dây quấn stato Trong mỗi rãnh của lõi sắt roto đặt vào các thanh dẫn bằng đồng hay nhôm dài ra khỏi lõi sắt và được nối tắt lại ở hai đầu bằng hai vành ngắn mạch bằng đồng hay nhôm làm thành một cái lồng mà người ta quen gọi là lồng sóc Động cơ điện có roto lồng sóc gọi là động cơ không đồng bộ lồng sóc (hình 1.3e).
Dây quấn lồng sóc không cần cách điện với lõi sắt Để cải thiện tính năng mở máy, trong máy công suất tương đối lớn, rãnh roto có thể làm sâu hoặc làm thành hai rãnh lồng sóc hay còn gọi là lồng sóc kép Trong máy điện cỡ nhỏ, rãnh roto thường được làm chéo đi một góc so với tâm trục.
Các đại lượng định mức:
Máy điện đồng bộ có các trị số định mức đặc trưng cho điều kiện kỹ thuật của máy Các chỉ số này do các nhà thiết kế, chế tạo quy định và được ghi trên nhãn máy Vì máy điện không đồng bộ chủ yếu làm việc ở chế độ động cơ điện nên trên nhãn máy ghi các trị số định mức của động cơ điện khi tải định mức Các trị số đó thường bao gồm: công suất định mức ở đầu trục Pđm (KW hoặc W), dòng điện dây định mức Iđm (A), điện áp dây định mức Uđm (V), cách đấu dây (Y hay ), tốc độ quay định mức nđm (vg/phút), hiệu suất định mức ηđm và hệ số công suất định mức cosđm
Các động cơ không đồng bộ do các nhà máy sản xuất phải làm việc trong những điều kiện nhất định với những số liệu xác định gọi là số liệu định mức (Sổ tay kỹ thuật điện). Những số liệu định mức của động cơ không đồng bộ được ghi trên nhãn của nhà máy chế tạo và được gắn trên thân máy, đó là:
- Công suất do động cơ sinh ra: Pđm =P2đm (KW hoặc W)
- Tần số lưới điện: f1 (Hz)
- Điện áp dây quấn stato: U1đm (V)
- Dòng điện dây quấn stato: I1đm (A)
- Tốc độ quay rotor: nđm (vg/ph)
- Hệ số công suất: cosđm
Nếu dây quấn stato có đưa ra các đầu ra và cuối pha để có thể đấu thành hình sao hoặc tam giác thì điện áp dây và dòng điện dây ở mỗi cách mắc có thể (Y/) được ghi dưới dạng phân số (UdY/Ud) và (Idy/ Id) Các số liệu định mức của động cơ không đồng bộ biến đổi trong phạm vi rất rộng.
Ký hiệu sơ đồ và nguyên lý hoạt động
- K1 K2 K3: Contactor làm nhiệm vụ đóng , mở các tiếp điểm có trên 2 mạch, đáp ứng yêu cầu điều khiển của đề bài.
- F: rơ le nhiệt bảo vệ động cơ khi quá tải.
- KT1 KT2: rơ le thời gian dùng để tạo thời gian trễ cho mạch điều khiển.
- S: công tắc chuyển mạch start.
Nguyên lý hoạt động: Đóng AP1 để cấp nguồn cho mạch động lực và AP2 cấp nguồn cho mạch điều khiển. Bật công tắc S, cuộn hút contactor K1 có điện, tiếp điểm thường mở của contactor K1 đóng lại, đồng thời tiếp điểm 3 pha của contactor K1 trên mạch động lực cấp nguồn cho rơ le nhiệt và khởi động 2 cấp điện trở phụ Đồng thời mạch điều khiển tiếp điểm thường đóng của contactor K3 có điện, cấp nguồn cho rơ le thời gian KT1, sau 1 thời gian chỉnh định sẵn trên KT1 thì tiếp điểm thường mở của KT1 đóng lại cấp nguồn cho K3 Đồng thời tiếp điểm 3 pha của K3 ở mạch động lực đóng lại loại bỏ cấp điện trở phụ thứ nhất R1, tiếp điểm thường đóng của K3 mở ra loại bỏ rơ le thời gian KT1 ra khỏi mạch và tiếp điểm thường mở của K3 đóng lại duy trì K3 và cấp điện cho KT2 Động cơ quay tốc độ nhanh hơn Sau 1 thời gian chỉ định sẵn trên KT2 thì tiếp điểm thường mở của KT2 đóng lại cấp nguồn cho contactor K2, tiếp điểm thường mở của K2 đóng lại duy trì điện cho K2 và tiếp điểm thường đóng của K2 mở ra loại bỏ rơ le thời gian KT2 ra khỏi mạch Đòng thời bên mạch động lực tiếp điểm 3 pha của K3 đóng lại loại bỏ cấp điện trở phụ thứ hai R2 ra khỏi mạch Động cơ hoạt động với tốc độ nhanh hơn vào hoạt động trên đặc tính cơ tự nhiên.
Khi xảy ra quá tải, rơ le nhiệt F tác động, tiếp điểm thường đóng F ở mạch điều khiển mở ra ngắt mạch điều khiển, động cơ ngừng hoạt động.
Thiết bị và tính chọn thiết bị
Aptomat
Aptomat là khí cụ điện đóng ngắt bằng tay và tự động ngắt mạch điện để bảo vệ động cơ bảo vệ quá tải, ngắn mạch, thấp áp, cho thiết bị điện Nó làm việc dựa trên nguyên lý
Cơ cấu ngắt từ (Rơle từ chính là cuộn dây nam châm điện): Khi xảy ra ngắn mạch, dòng ngắn mạch rất lớn, tạo ra từ trường làm cho cơ cấu nhả điện từ, tác động tức thời để bảovệ dòng ngắn mạch.
Cơ cấu ngắt nhiệt (Rơle nhiệt chính là thanh lưỡng kim): Khi dòng quá tải xảy ra sẽ phát sinh tự tăng nhiệt độ làm thanh lưỡng kim bị uốn cong tác động vào cơ cấu ngắt làm ngắt mạch điện bảo vệ tải.
Attomat DZ47-63 C32 sản xuất theo tiêu chuẩn: IEC60898-1
Khả năng cắt ngắt mạch Icu=Ics: 6000A Điện áp chịu xung định mức: 4KV
Tuổi thọ cơ khí: 20,000 lần
Bảo vệ chống quá tải, ngắn mạch.
Hiệu quả cao, chi phí tiết kiệm
Cấp bảo vệ: IP20 Ứng dụng:
Bảo vệ và ngắt điện trong mạng lưới điện dân dụng và văn phòng…
Dùng trong các mạch điều khiển trong hệ thông công nghiệp.
Dùng bảo vệ động cơ, tải điện trở , điện dung …
Hình 2.1 aptomat 3 pha và aptomat 1 pha
Contactor
Contactor trong tủ điện điều khiển là một khí cụ điện dùng để đóng ngắt các tiếp điểm, tạo liên lạc trong mạch điện bằng nút nhấn Như vậy khi sử dụng Contactor ta có thể điều khiển mạch điện từ xa có phụ tải với điện cao.
- Nguyên lý hoạt động của contactor:
Khi cấp nguồn trong tủ điện điều khiển bằng giá trị điện áp định mức của Contactor vào hai đầu của cuộn dây quấn trên phần lõi từ cố định thì lực từ tạo ra hút phần lõi từ di động hình thành mạch từ kín (lực từ lớn hơn phản lực của lò xo), Contactor ở trạng thái hoạt động Lúc này nhờ vào bộ phận liên động về cơ giữa lõi từ di động và hệ thống tiếp điẻm ngưng cấp nguồn cho cuộn dây thì Contactor ở trạng thái nghỉ, các tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu.
- Theo nguyên lý truyền động: ta có Contactor kiểu điện từ (truyền điện bằng lực hút điện từ), kiểu hơi ép, kiểu thuỷ lực Thông thường trong tủ điện sử dụng Contactor kiểu điện từ.
Contactor một chiều và Contactor xoay chiều (Contactor 1 pha và 3 pha), contactor sẽ bị phá hủy, hỏng.
Rơ le nhiệt
Rơle nhiệt là một loại thiết bị điện dùng để bảo vệ động cơ và mạch điện khỏi bị quá tải, thường dùng kèm với khởi động từ, công tắc tơ Dùng ở điện áp xoay chiều đến 500
V, tần số 50Hz, loại mới Iđm đến 150A điện áp một chiều tới 440V Rơle nhiệt không tác động tức thời theo trị dòng điện vì có quán tính nhiệt lớn phải cần thời gian để phát nóng.
Thời gian làm việc từ khoảng vài giây [s] đến vài phút, nên không dùng để bảo vệ ngắn mạch được
Dựa trên tác dụng nhiệt của dòng điện, ngày nay sử dụng phổ biến rơle nhiệt có phiến kim loại kép, nguyên lí làm việc dựa trên sự khác nhau về giãn nở dài của hai kim loại khi bị đốt nóng Phần tử cơ bản rơle nhiệt là phiến kim loại kép (bimetal) cấu tạo từ hai tấm kim loại, một tấm hệ số giãn nở bé (thường dùng invar có 36% Ni, 64% Fe) một tấm hệ số giãn nở lớn (thường là đồng thau hay thép crôm - niken, như đồng thau giãn nở gấp 20 lần invar) Hai phiến ghép lại với nhau thành một tấm bằng phương pháp cán nóng hoặc hàn. Khi đốt nóng do dòng I phiến kim loại kép uốn về phía kim loại có hệ số giãn nở nhỏ hơn, có thể dùng trực tiếp cho dòng điện qua hoặc dây điện trở bao quanh Để độ uốn cong lớn yêu cầu phiến kim loại phải có chiều dài lớn và mỏng Nếu cần lực đẩy mạnh thì chế tạo tấm phiến rộng, dày và ngắn.
Nguyên lý hoạt động và cấu tạo:
Rơ le nhiệt là phần tử dùng để bảo vệ các thiết bị điện khỏi bị quá tải.
Nguyên lý cấu tạo của rơ le nhiệt được biểu diễn ở hình 2.9 Mạch lực cần bảo vệ quá tải được mắc nối tiếp với phần tử đốt nóng 1 Khi có dòng điện quá tải chạy qua, phần tử đốt nóng 1 sẽ nóng lên và tảo nhiệt ra xung quanh Băng kép 2 khi bị đốt nóng sẽ cong lên trên, rời khỏi đòn đầu trên của đòn xoay 3 sẽ quay sang phải và kép thanh cách điện 7. Tiếp điểm thường đóng 4 mở ra, cắt mạch điều khiển đối tượng cần bảo vệ.
Hình 2.4 Cấu tạo của rơ le nhiệt
Rơ le thời gian
Rơle thời gian là rơle tác động đóng mở tiếp điểm có thời gian trì hoãn sau khi được cấp điện Khoảng thời gian trì hoãn có thể thay đổi được trong một phạm vi nhất định.
Tùy theo mục đích sử dụng, có các loại rơle thời gian sau:
- Rơle có tiếp điểm thường mở và đóng chậm.
- Rơle có tiếp điểm thường mở và mở chậm.
- Rơle có tiếp điểm thường đóng và đóng chậm.
- Rơle có tiếp điểm thường đóng và mở chậm.
Về nguyên lý rơle thời gian cấu tạo gồm phần tĩnh là cuộn dây, phần động mang tiếp điểm và được gắn với bộ phận hãm nhằm làm chậm quá trình chuyển động đóng mở tiếp điểm.
Rơle thời gian có thể được chế tạo để làm việc theo dòng điện hoặc theo điện áp.
Hình 2.6 Sơ đồ của rơ le thời gian
Hình 2.7 Rơ le thời gian
Công tắc chuyển mạch
Tiếp điểm phụ 1NC/1NO
Hình 2.8 Công tắc xoay 2 vị trí
2.3.2 Tính toán chọn thiết bị Động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc có điện áp 220/380 V, công suất 0.55 KW, tốc độ vòng quay 1390 v/phút, hiệu suất 70.5%, hệ số công suất 0.7, trọng lượng 12 Kg. Dòng điện định mức của động cơ:
Kmm= 4 ÷ 7, động cơ chạy ở chế độ không tải nên lấy Kmm= 5
Chọn Aptomat 3 pha
Chọn contactor
+ Điện áp định mức cuộn hút ≥ 220 V
Vậy ta chọn contactor có thộng số kỹ thuật:
+ Điện áp định mức 380/440 V-AC
+ Điện áp định mức cuộn hút 220 V-AC
Chọn rơ le nhiệt
Ta chọn rơ le nhiệt:
Ta chọn rơ le nhiệt có thông số:
Chọn rơ le thời gian
+ Chọn thời gian tùy chỉnh trong từng trường hợp.
+ Trong trường hợp này ta chọn rơ le thời gian có thông số: Uđm"0V và IđmZ.
Chọn công tắc chuyển mạch
Chọn công tắc chuyển mạch có thông số là:
Chọn Aptomat 1 pha
Vậy ta chọn aptomat 1 pha có thộng số: Uđm = 220V, Iđm = 9 A