đồ án điện công nghiệp đề tài mở máy động cơ 3 pha dùng điện trở phụ

- Lò xo phản lực có tác dụng đẩy phần nắp di động trở về vị trí ban đầy b Hệ thống dập hồ quang điện tủ điện điều khiển: Khi Contactor trong tủ điện chuyển mạch, hồ quang điện sẽ xuất hi

Trường Cao Đẳng Nghề Công Nghệ Cao Đồng An

ĐỒ ÁN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

Đề tài: Mở Máy Động Cơ 3 Pha Dùng Điện Trở Phụ.

Nhóm SV Thực Hiên :Nguyễn Thái Sơn Lê Nghiệm Luận

Võ Văn Chung Năng Xuân Nhịp

Thiên Văn Hiển

1. Cơ sở lý thuyết

1 Cấu tạo: Contactor được cấu tạo gồm các thành phần: Cơ cấu điện từ (nam châm điện), hệ thống dập hồ quang, hệ thống tiếp điểm (tiếp điểm chính và phụ)

a) Nam châm điện: Nam châm điện gồm có 4 thành phần:

- Cuộn dây dùng tạo ra lực hút nam châm.

- Lõi sắt (hay mạch từ) của nam châm gồm hai phần: Phần cố định và phần nắp di động Lõi thép nam châm có thể có dạng EE, EI hay dạng CI.

- Lò xo phản lực có tác dụng đẩy phần nắp di động trở về vị trí ban đầy

b) Hệ thống dập hồ quang điện tủ điện điều khiển:

Khi Contactor trong tủ điện chuyển mạch, hồ quang điện sẽ xuất hiện làm các tiếp điểm bị cháy, mòn dần Vì vậy cần có hệ thống dập hồ quang gồm nhiều vách ngăn làm bằng kim loại đặt cạnh bên hai tiếp điểm tiếp xúc nhau, nhất là ở các tiếp điểm chính của Contactor trong tủ điện.

c) Hệ thống tiếp điểm của Contactor trong tủ điện điều khiển.

Hệ thống tiếp điểm của Contactor trong tủ điện liên hệ với phần lõi từ di

động qua bộ phận liên động về cơ Tuỳ theo khả năng tải dẫn qua các tiếp điểm, ta có thể chia các tiếp điểm cuẩ Contactor thành hai loại:

- Tiếp điểm chính của Contactor trong tủ điện: Có khả năng cho dòng điện lớn đi qua (từ 10A đến vài nghìn A, thí dụ khoảng 1600A hay 2250A) Tiếp điểm chính là tiếp điể thường hở đóng lại khi cấp nguồn vào mạch từ của

Contactor trong tủ điện làm mạch từ Contactor hút lại.

- Tiếp điểm phụ của Contactor trong tủ điện : Có khả năng cho dòng điện đi qua các tiếp điểm nhỏ hơn 5A Tiếp điểm phụ có hai trạng thái: Thường đóng

và thường hở của Contactor trong tủ điện

Tiếp điểm thường đóng là loại tiếp điểm ở trạng thái đóng (có liên lạc với nhau giữa hai tiếp điểm) khi cuộn dây nam châm trong Contactor trong tủ điện điều khiển ở trạng thái nghỉ (không được cung cấp điện) Tiếp điểm này

hở ra khi Contactor ở trạng thái hoạt động Ngược lại là tiếp điểm thường hở.

Như vậy, hệ thống tiếp điểm chính tủ điện điều khiển thường được lắp trong mạch điện động lực, còn các tiếp điểm phụ sẽ lắp trong hệ thống mạch điều khiển của Contactor trong tủ điện (dùng điều khiển việc cung cấp điện đến các cuộn dây nam châm của các Contactor theo quy trình định trước)

Theo một số kết cấu thông thường của Contactor trong tủ điện, các tiếp đỉểm phụ trong tủ điện có thể được liên kết cố định về số lượng trong mỗi bộ Contactor, tuy nhiên cũng có một vài nhà sản xuất chỉ bố trí cố định số tiếp điểm chính trên mỗi Contactor, còn các tiếp điểm phụ trong tủ điện được chế tạo thành những khối rời đơn lẻ Khi cần sử dụng ta chỉ ghép thêm vào trên Contactor, số lượng tiếp điểm phụ trong trường hợp này có thể bố trí trong tủ điện tuỳ ý.

2 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 làm cho tiếp điểm

chính của Contactor trong tủ điện đóng lại, tiếp điểm phụ

chuyển đổi trạng thái (thường đóng sẽ mở ra, thường hở sẽ đóng lại) và duy trì trạng thái này Khi ngưng cấp nguồn cho cuộn

dây thì Contactor ở trạng thái nghỉ, các tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu.

1.2 Rơ Le Nhiệt:

Khái niệm:

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 Muốn bảo vệ ngắn mạch thường dùng kèm cầu chảy.

Cấu tạo:

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

1.3 Rơ Le Thời Gian

Khái niệm:

Rơ le thời gian là một khí cụ điện dùng trong lĩnh vực điều khiển

tự động, với vai trò điều khiển trung gian giữa các thiết bị điều khiển theo thời gian định trước tuỳ theo yêu cầu sử dụng khi lắp ráp hệ

thống mạch điều khiển truyền động ta có hai loại rơ le thời gian: rơ le thời gian on delay, rơ le thời gian off delay Kết cấu rơle thời gian kiểu điện từ Kết cấu giống như các loại rơle khác nhưng ở đây các cuộn hút đều có vòng ngắn mạch ôm xung quanh.Cho nên khi đóng hay cắt

điện cuộn hút,từ thông trong lõi từ biến thiên làm xuất hiện dòng điện cảm ứng trong các vòng ngắn mạch Từ trường của các vòng ngắn

mạch chống lại sự biến thiên của từ trường sinh ra nó,do đó tốc độ

biến thiên của từ thông tạo ra bởi cuộn dây hút bị chậm lại Kết quả thời gian tác động của rơle bị chậm lại Ngoài ra khe hở phụ được đệm miếng đệm phi từ tính(miếng đồng ) để giảm từ thông Lưu ý :dùng cho một chiều,nếu xoay chiều phái có thêm bộ chỉnh lưu

Cấu tạo:

Các cặp tiếp điểm

Nguyên lý hoạt động:

Rơ le thời gian on delay Khi cấp nguồn vào cuộn dây của rơ le

thời gian on delay các tiếp điểm tác động không tính thời gian chuyển đổi trạng thái tức thời ( thường đóng hở ra ,thường hở dống lại), các tiếp điểm tác động có tính thời gian không đổi Sau khoảng thời gian

đã định trước, các tiếp điểm tác động có tính thời gian sẽ chuyển trạng thái và duy trì trạng thái này Khi ngừng cấp nguồn vào cuộn dây, tất

cả các tiếp điểm tức thời chuyển về trạng thái ban đầu Sơ đồ chân của

rơ le thời gian on delay

Rơ le thời gian off delay Khi cấp nguồn vào cuộn dây của rơ le thời gian off delay, các tiếp điểm tác động tức thời và duy trì trạng thái này Khi ngừng cấp nguồn vào cuộn dây, tất cả các tiếp điểm tác động không tính thời gian chuyển về trạng thái ban đầu Sau khoảng thời gian đã định trước, các tiếp điểm tác động có tính thời gian sẽ chuyển

1.4 Aptomat (CB):

và trong các điều kiện bất thường do ngắn mạch phải có khả

năng chịu dòng điện trong khoảng thời gian xác định và cắt

chúng CB cho phép tác động bằng tay phu thuộc hoặc hoặc độc lập cũng như bằng cơ cấu tích lũy năng lượng CB cho phép tác động bằng tay, độn cơ hoặc bằng bộ nhã như hở mạch, quá

dòng, điện áp thấp, công suất hoặc dòng điện ngược.

Cấu tạo:

CB thường được chế tạo có hai cấp tiếp điểm (tiếp điểm chính và

hồ quang),hoặc ba cấp tiếp điểm (chính, phụ, hồ quanq).Khi đóng

mạch, tiếp điểm hồ quang đóng trước, tiếp theo là tiếp điểm phụ, sau cùng là tiếp điềm chính.Khi cắt mạch thì ngược lại, tiếp điểm chính

mở trước, sau đến tiếp điểm phụ,cuối cùng là tiếp điểm hồ quang Như vậy hồ quang chỉ cháy trên tiếp điểm hồ quang,do đó bảo vệ được tiếp điểm chính để dẫn điện Dùng thêm tiếp điểm phụ để tránh hồ quang cháy lan vào làm hư hại tiếp điểm chính

Trong đó 2,3 là tiếp điểm làm việc, 4 là tiếp điểm trung gian,

5 là tiếp điểm hồ quang Hộp dập hồ quang: hệ thống dập hồ

quang có nhiệm vụ nhanh chóng dập hồ quang khi ngắt, không cho nó cháy lặp lại.

2.5 Động Cơ KĐB 3 Pha Rôto Dây Quấn:

Giới thiệu chung:

Động cơ không đồng bộ là máy điện xoay chiều, có tốc độ roto

khác tốc độ

stato Từ trường quay có thể là một pha, hai pha, hoặc ba pha, tùy thuộc vào cấutạo dây quấn Ở stato là một pha, hai pha, hoặc ba pha Theo cấu tạo dây quấn

roto động cơ không đồng bộ được chia làm hai loại: roto lồng sóc

và rôt dây quấn Động cơ không đồng bộ lồng sóc có cấu tạo đơn giản, vận hành và bảoquản dễ dàng, độ tin cậy cao, giá thành rẻ, nên được

áp dụng rộng rãi trong thực tế Động cơ không đồng bộ roto dây quấn

có cấu tạo phức tạp vận hành và bảoquản khó hơn, độ tin cậy kém

hơn, giá thành cao nhưng có ưu điểm là có thể đưa điện trở phụ ở

ngoài vào để cải thiện tính năng mở máy và điều chỉnh tốcđộ Do đó

nó không được sử dụng cho những nơi nào có cầu dao về mở máy

vàđiều chỉnh tốc độ mà động cơ lồng sóc không đáp ứng được

Tuy nhiên động cơ không đồng bộ có nhược điểm là điều chỉnh tốc độ và khống chế các quá trình quá độ khó khăn riêng với động cơ roto lồng sóc các chỉ tiêu không đồng bộ

Cấu tạo :

Lõi thép: gồm các lá thép kỹ thuật điện giống stato, các lá thép này lấy từ phần ruột bên trong khi dập lá thép stato Mặt ngoài có xẻ rãnh đặt dây quấn rôto ở giữa có lỗ để gắn với trục máy Trục máy được gắn với lõi thép rôto và làm bằng thép tốt Dây quấn: được đặt trong lõi thép rôto, và phân làm 2 loại chính: loại rôto kiểu lồng sóc và loại rôto kiểu dây quấn

Loại rôto dây quấn: có dây quấn giống như dây quấn stato Trong máy điện công suất trung bình trở lên, dây quấn rôto thường là kiểu dây quấn sóng hai lớp vì bớt được dây đầu nối, kết cấu dây quấn trên rôto chặt chẽ Trong máy điện cỡ nhỏ, thường dùng dây quấn đồng tâm một lớp.Dây quấn ba pha của rôto thường đấu sao, ba đầu còn lại được nối với ba vành trượt làm bằng đồng gắn ở một đầu trục, cách điện với nhau và với trục Thông qua chổi than và vành trượt, có thể nối dây quấn rôto với điện trở phụ bên ngoài để cải thiện tính năng mở máy, điều chỉnh tốc độ hoặc cải thiện hệ số công suất của máy Khi làm việc bình thường, dây quấn rôto được nối ngắn mạch cách nối dây rôto dây quấn với điện trở bên ngoài và ký hiệu của nó trong các

sơ đồ điện

Nguyên lý làm việc của động cơ KĐB 3 pha

Sau khi nối thông cuộn dây stato với nguồn điện 3 pha , thì sẽ sản sinh ra từ trường quay.Nếu từ trường quay theo chiều kim đồng hồ thì theo quya tắc bàn tay phải dây dẫn của roto ở phía cực N cắt từ trường , dòng điện cảm ứng

đi theo chiều xuyên từ mặt giấy ra Dây dẫn này chịu tác dụng của lực đó sẽ làm cho roto quay theo chiều kim đồng hồ Tương tự như vậy ở phía cực S , roto chịu tác dụng của lực cũng quay theo chiều kim đồng hồ Cáclực điện từ

đó tạo thành một mômen điện từ đối với trục quay, do đó làm cho rôt quay theo chiều quay cảu từ trường quay.Tốc độ quay của N2 của roto luôn luôn nhỏ hơn tốc độ quay của n1 của từ trường quay ( tốc độ quay đồng bộ ) Nếu tốc độ quay của roto đạt đến tốc độ quay đồng bộ thì không còn có sự chuyển động tương đối giữa nó và từ trường nữa Dây điện của rôto sẽ không cắt

đường sức do đó sức điện động cảm ứng , dòng điện và momen điện từ của

nó đều blực điện từ đó tạo thành một mômen điện từ đối với trục quay, do đó làm cho rôt quay theo chiều quay cảu từ trường quay.Tốc độ quay của N2 của roto luôn luôn nhỏ hơn tốc độ quay của n1 của từ trường quay ( tốc độ quay đồng bộ )

Nếu tốc độ quay của roto đạt đến tốc độ quay đồng bộ thì không còn

có sự chuyển động tương đối giữa nó và từ trường nữa Dây điện của rôto sẽ không cắt đường sức do đó sức điện động cảm ứng , dòng điện

và momen điện từ của nó đều bằng 0 Do đó ta thấy roto luôn quay theo từ trường quay với tốc độ n2 < n1 bằng 0 Do đó ta thấy roto luôn quay theo từ trường quay với tốc độ n2 < n1

2.6 Điện Trở Phụ:

Chức năng điện trở phụ:

Tải có lực quán tính cao và tải thẳng đứng có thể làm tăng tốc

động cơ khi động cơ cố chạy chậm hoặc dừng Hiện tượng tăng tốc động cơ này có thể khiến động cơ hoạt động như một máy phát

điện.Khi động cơ tạo ra điện áp, điện áp này sẽ quay trở lại tuyến dẫn Một chiều.Lượng điện thừa này cần phải được xử lý bằng cách nào đó Điện trở được sử dụng để nhanh chóng “đốt cháy hết” lượng điện thừa này được tạo ra bởi hiện tượng này bằng cách biến lượng điện thừa thành nhiệt Nếu không có điện trở, mỗi lần hiện tượng tăng tốc này xảy ra, bộ truyền động có thể ngắt do Lỗi Quá áp trên Tuyến dẫn Một chiều

2.7 Nút nhấn

Chức năng hệ thông nút nhấn được sử dụng có nhiệm vụ tránh các sai

hỏng về điện gây ra bởi việc trộn lẫn nguồn điện từ các nguồn khác nhau Nút ON dùng để đóng dòng điện từ nguồn cho dòng điện được phép đi qua mạch Nút OFF dùng để ngắt dòng điện khi muốn ngừng hoạt động của toàn hệ thống Nút nhấn khẩn cấp gồm 2 cặp tiếp điểm liên động vừa dùng đóng cắt khi có sự cố xảy ra

2.8 Đèn Báo

Đèn đỏ báo hiệu nguồn vào hoặc báo sự cố trong mô hình.Đèn xanh báo hiệu hoạt động trên mô hình

2. Sơ Đồ Nguyên Lý Của Mạch:

2.1 Sơ Đồ Mạch Động Lực:

2.2 Nguyên lý hoạt động:

Đóng CB đèn E5 sáng, nhấn ON cuộn dây công tắc tơ (k1)có điện, tiếp điểm (k1) thường mở đóng lại duy trì nút nhấn ON, đèn E1sáng ,K1 hút để đóng các tiếp điểm ở mạch động lực Dòng điên qua các điện trở phụ lớn gây sụt áp trên điện trở R1 ,cuộn dây rơ le thời gian KT1 và KT2 có điện sau 3s tiếp điểm thường mở, đóng chậm của KT1 sẽ đóng lại công tắc tơ (k2) hoạt động tiếp điểm thường hở k2 đóng lại duy trì cho tiếp điểm KT1 đèn E2 sáng đồng thời tiếp điểm thường đóng k2 hở

ra cuộn dây rơ le thời gian KT1 mất điện Và sau 5s tiếp điểm thường

mở, đóng chậm của KT2 sẽ đóng lại công tắc tơ (k3) hoạt động tiếp

điểm thường hở k3 duy trì cho tiếp điểm KT2 đồng thời tiếp điểm

thường đóng k3 hở ra cuộn dây rơ le thời gian kT2 mất điện Khi gặp sự

cố tiếp điểm thường đóng rơ le nhiệt tác động hở ra toàn bộ hệ thống mất điện, tiếp điểm thường thường hở rơ le nhiệt tác động đóng lại đèn E3 sáng Nhấn nút reset mất điện toàn bộ hệ thống đèn E4 sáng

Cảm ơn thầy (cô) và các bạn đã chú

ý lắng nghe bài báo cáo của chúng em