THIẾT KẾ MẠCH KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BẰNG PHƯƠNG PHÁP sao tam giác CÓ HÃM ĐỘNG NĂNG Ở HAI CHẾ ĐỘ

CHƯƠNG I KHÁI NIỆM VÀ CẤU TẠO ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA1.1 Khái niệm chung về máy điện không đồng bộ Máy điện không đồng bộ do kết cấu đơn giản ,làm việc chắc chắn ,bảo quản thuận tiệ

MỤC LỤC Lời nói đầu CHƯƠNG I : KHÁI NIỆM VÀ CẤU TẠO ĐỘNG CƠ KHÔNG

Khái quát chung

2.1 Mở máy trực tiếp động cơ không đồng bộ 3 pha

2.2 Mở máy bằng phương pháp hạ điện áp

2.2.1 Nối điện kháng nối tiếp vào mạch điện stato

2.2.2 Dùng biến áp tự ngẫu hạ điện áp mở máy

2.3 Mở máy bằng phương pháp Y/ 

2.4 Mở máy bằng phương pháp thêm điện trở phụ vào roto

CHƯƠNG III CÁC PHƯƠNG PHÁP HÃM CỦA MÁY ĐIỆN

KHÔNG ĐỒNG BỘ

3.1 Phương pháp hãm đổi thứ tự pha

3.2 Phương pháp hãm đổi thành máy phát điện

3.3 Phương pháp hãm động năng

CHƯƠNG IV : THIẾT KẾ MẠCH KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ

NĂNG Ở HAI CHẾ ĐỘ

A KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3PHA ROTO

LỒNG SÓC BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỔI NỐI Y/ CÓ HÃM

ĐỘNG NĂNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG CẦU DAO HAI NGẢ

4.1 Cơ sở lý thuyết

4.2 Sơ đồ nguyên lý

4.2 Nguyên lý hoạt động

4.3 Chức năng của các phần tử trong mạch

B MỞ MÁY ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA ROTO LỒNG SÓC BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỔI NỐI SAO TAM GIÁC CÓ SỬ DỤNG BỘ NÚT ẤN CÓ ĐẢO CHIỀU QUAY KẾT HỢP HÃM

CHƯƠNG V : TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ

5.7 Tính toán và quấn động cơ

CHƯƠNG VI : HOẠCH TOÁN

Kết luận

TÀI LIỆU THAM KHẢO

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, điện năng đã đi vào hầu hết trong các ngành kinh tế

quốc dân Trong hầu hết các nhà máy, xí nghiệp đều sử dụng động cơ

để truyền động, hay dùng trong các thiết bị dân dụng Do đó, việc sử dụng,vận hành các loại động cơ vào các lĩnh vực kinh tế là vô cùng

quan trọng.Với mục đích nâng cao hiệu quả,năng suất lao động ,hạn chế sử dụng sức người trong lao động đặc biệt là trong các ngành công nghiệp then chốt.

Hiện nay trong công nghiệp có rất nhiều loại động cơ.Tùy thuộc

vào yêu cầu sử dụng,đặc tính mà mỗi loại động cơ được áp dụng trong một giới hạn riêng.Điều quan trọng là vận hành,sử dụng nó như thế nào để vừa đảm bảo động cơ làm việc tối ưu và hiểu quả công việc cao nhất.

Nhằm hệ thống lại một số kiến thức đã học dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo ĐOÀN ĐỨC THẮNG.chúng em đã hoàn thành đồ

án tốt nghiệp của mình.Là bản đồ án có liên quan nhiều đến các

phương pháp vận hành ,khởi động cơ.Do đó đây cũng là tài liệu để

chúng em ,các kỹ thuật viên có thể tham khảo để áp dụng cho công

việc sau này của mình.

Em chân thành cảm ơn sự theo dõi,hướng dẫn tận tình của thầy

ĐOÀN ĐỨC THẮNG cùng các thầy cô giáo trong khoa Điện trong

thời gian qua.Kiến thức uyên bác của thầy cô đã giúp đỡ em hoàn

thành tốt đồ án này.

HỌC SINH TRẦN TRÍ DŨNG

CHƯƠNG I KHÁI NIỆM VÀ CẤU TẠO ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA

1.1 Khái niệm chung về máy điện không đồng bộ

Máy điện không đồng bộ do kết cấu đơn giản ,làm việc chắc chắn ,bảo quản thuận tiện ,giá thành rẻ nên được sử dụng khá rộng rãi trong nền

kinh tế quốc dân

Động cơ điện có động cơ điện roto lồng sóc và động cơ điện roto dây

quấn

Các loại động cơ có công suất trung bình và nhỏ thì thường được làm từ động cơ điện roto lồng sóc đúc nhôm Nhưng với loại động cơ này điều khiển vô cùng khó khăn và có dòng khởi động lớn Thông thường có thể đến 6-7 lần dòng định mức Khắc phục nhược điểm này người ta chế tạo loại roto rãnh sâu ,lồng sóc kép để hạ dòng điện khởi động ,và đồng thời tăng momen khởi động lên

Còn động cơ điện không đồng bộ roto dây quấn thì có thể điều khiển tốc

độ được song có giới hạn nhất định ,có thể tạo ra momen khởi động lớn

mà vẫn đảm bảo dòng khởi động không lớn lắm nhưng việc chế tạo động

cơ này khó hơn,giá thành đắt hơn và việc bảo quản gặp nhiều khó khăn

Động cơ điện không đồng bộ được sản xuất theo kiểu bảo vệ IP23 và kiểukín IP44 Những động cơ điện theo cấp bảo vệ IP23 dùng quạt gió hướng tâm đặt ở hai đầu rôto động cơ điện Trong các động cơ rôto lồng sóc đúc nhôm thì cánh quạt nhôm được đúc trực tiếp lên vành ngắn mạch Loại động cơ điện theo cấp bảo vệ IP44 thường nhờ vào cánh quạt đặt ở ngoài

vỏ máy để thổi gió ở mặt ngoài vỏ máy, do đó tản nhiệt có kém hơn do với loại IP23 nhưng bảo dưỡng máy dễ dàng hơn

Ký hiệu của một động cơ điện không đồng bộ rôto lồng sóc được ghi theo

ký hiệu về tên gọi của dãy động cơ điện, ký hiệu về chiều cao tâm trục quay, ký hiệu về kích thước lắp đặt dọ trục và ký hiệu về số trục

1.2 Nguyên lý hoạt động của động cơ không đồng bộ

Động cơ không đống bộ ba pha có hai phần chính: stato (phần tĩnh) và

rôto (phần quay) Stato gồm có lõi thép trên đó có chứa dây quấn ba pha.Khi đấu dây quấn ba pha vào lưới điện ba pha, trong dây quấn sẽ có các dòng điện chạy, hệ thống dòng điện này tao ra từ trường quay, quay với tốc độ:

Trong đó:

f1: tần số nguồn điện

p: số đôi cực từ của dây quấn

Phần quay, nằm trên trục quay bao gồm lõi thép rôto Dây quấn rôto bao gồm một số thanh dẫn đặt trong các rãnh của mạch từ, hai đầu được nối bằng hai vành ngắn mạch

Từ trường quay của stato cảm ứng trong dây rôto sức điện động E, vì dây quấn stato kín mạch nên trong đó có dòng điện chaỵ Sự tác dụng tương

hổ giữa các thanh dẫn mang dòng điện với từ trường của máy tạo ra các lực điện từ Fđt tác dụng lên thanh dẫn có chiều xác định theo quy tắc bàn tay trái

Tập hợp các lực tác dụng lên thanh dẫn theo phương tiếp tuyến với bề

măt rôto tạo ra mômen quay rôto Như vậy, ta thấy điện năng lấy từ lưới điện đã được biến thành cơ năng trên trục động cơ Nói cách khác, động

cơ không đồng bộ là một thiết bị điện từ, có khả năng biến điện năng lấy

từ lưới điện thành cơ năng đưa ra trên trục của nó Chiều quay của rôto là chiều quay của từ trường, vì vậy phụ thuộc vào thứ tự pha của điện áp

lưới đăt trên dây quấn stato Tốc độ của rôto n2 là tốc độ làm việc và luôn luôn nhỏ hơn tốc độ từ trường và chỉ trong trường hợp đó mới xảy ra cảmứng sức điện động trong dây quấn rôto Hiệu số tốc độ quay của từ trường

và rôto được đặc trưng bằng một đại lượng gọi là hệ số trượt s:

Khi s=0 nghĩa là n1=n2, tốc độ rôto bằng tốc độ từ trường, chế độ này gọi

là chế độ không tải lý tưởng (không có bất cứ sức cản nào lên trục) Ở chế

độ không tải thực, s≈0 vì có một ít sức cản gió, ma sát do ổ bi …

Khi hệ số trượt bằng s=1, lúc đó rôto đứng yên (n2=0), momen trên trụcbằng momen

mở máy

Hệ số trượt ứng với tải định mức gọi là hệ số trựơt định mức Tương ứng với hệ số trượt này gọi tốc độ động cơ gọi là tốc độ định mức

Tốc độ động cơ không đồng bộ bằng:

Một đăc điểm quan trọng của động cơ không đồng bộ là dây quấn stato không được nối trực tiếp với lưới điện, sức điện động và dòng điện trong rôto có được là do cảm ứng, chính vì vậy người ta cũng gọi động cơ này

là động cơ cảm ứng

Tần số dòng điện trong rôto rất nhỏ, nó phụ thuộc vào tốc độ trựơt của

rôto so với từ trường:

Động cơ không đồng bộ có thể làm việc ở chế độ máy phát điện nếu ta dùng một động cơ khác quay nó với tốc độ cao hơn tốc độ đồng bộ, trong khi các đầu ra của nó được nối với lưới địện Nó cũng có thể làm việc độclập nếu trên đầu ra của nó được kích bằng các tụ điện

Động cơ không đồng bộ có thể cấu tạo thành động cơ một pha Động cơ một pha không thể tự mở máy được, vì vậy để khởi động động cơ một

pha cần có các phần tử khởi động như tụ điện, điện trở …

1.3 Cấu tạo của động cơ không đồng bộ

Động cơ không đồng bộ về cấu tạo được chia làm hai loại: động cơ khôngđồng bộ ngắn mạch hay còn gọi là rôto lồng sóc và động cơ dây quấn

Stato có hai loại như nhau.(Trong giới hạn này chúng em chỉ giới thiệu vềđộng cơ không đồng bộ roto lồng sóc)

a Stato (phần tĩnh)

Stato bao gồm vỏ máy, lõi thép và dây quấn

Hình ảnh về động cơ điện không đồng bộ

1 Lõi thép stator 4 Ổ bi 7 Lõi thép roto

10.Hộp quạt

2 Dây quấn stator 5 Trục máy 8 Thân máy

3 Nắp máy 6 Hộp dầu 9 Quạt gió làm mát

1 2 3 4 5

- Vỏ máy

Vỏ máy là nơi cố định lõi sắt, dây quấn và đồng thời là nơi ghép nối nắp hay gối đỡ trục Vỏ máy có thể làm bằng gang nhôm hay lõi thép Để chế tạo vỏ máy người ta có thể đúc, hàn, rèn Vỏ máy có hai kiểu: vỏ kiểu kín

và vỏ kiểu bảo vệ Vỏ máy kiểu kín yêu cầu phải có diện tích tản nhiệt

lớn người ta làm nhiều gân tản nhiệt trên bề mặt vỏ máy Vỏ kiểu bảo vệ thường có bề mặt ngoài nhẵn, gió làm mát thổi trực tiếp trên bề mặt ngoàilõi thép và trong vỏ máy

Lá thép stator

Lõi thép stator

Hộp cực là nơi để dấu điện từ lưới vào Đối với động cơ kiểu kín hộp cực yêu cầu phải kín, giữa thân hộp cực và vỏ máy với nắp hộp cực phải có giăng cao su Trên vỏ máy còn có bulon vòng để cẩu máy khi nâng hạ, vận chuyển và bulon tiếp mát

- Lõi sắt

Lõi sắt là phần dẫn từ Vì từ trường đi qua lõi sắt là từ trường quay, nên

để giảm tổn hao lõi sắt được làm những lá thép kỹ thuật điện dây 0,5mm

ép lại Yêu cầu lõi sắt là phải dẫn từ tốt, tổn hao sắt nhỏ và chắc chắn

Mỗi lá thép kỹ thuật điện đều có phủ sơn cách điện trên bề mặt để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên (hạn chế dòng điện phuco)

- Dây quấn

Dây quấn stator được đặt vào rãnh của lõi sắt và được cách điện tốt với lõi sắt Dây quấn đóng vai trò quan trọng của máy điện vì nó trực tiếp

tham gia các 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 máy

- Dây quấn rôto

Phân làm hai loại chính: loại rôto kiểu dây quấn va loại rôto kiểu lồng sóc

- Loại rôto kiểu dây quấn

Rôto có dây quấn giống như dây quấn stato Máy điện kiểu trung bình trởlên dùng dây quấn kiểu sóng hai lớp, vì bớt những dây đầu nối, kết cấu dây quấn trên rôto chặt chẽ Máy điện cỡ nhỏ dùng dây quấn đồng tâm một lớp Dây quấn ba pha của rôto thường đấu hình sao

Đặc điểm của loại động cơ kiểu dây quấn là có thể thông qua chổi than đưa điện trở phụ hay suất điện động phụ vào mạch rôto để cải thiện tính năng mở máy ,điều chinh tốc độ hay cải thiện hệ số công suất của máy.

- Loại rôto kiểu lồng sóc

(a)

Kết cấu của loại dây quấn rất khác với dây quấn stato Trong mỗi rãnh

của lõi sắt rôto, đặt các thanh dẫn bằng đồng hay nhôm dài khỏi lõi sắt và được nối tắt lại ở hai đầu bằng hai vòng ngắn mạch bằng đồng hay nhôm.Nếu là rôto đúc nhôm thì trên vành ngắn mạch còn có các cánh khoáy

Dây quấn lồng sóc không cần cách điện với lõi sắt

c Trục

Trục máy điện mang rôto quay trong lòng stato, vì vậy nó cũng là một chitiết rất quan trọng Trục của máy điện tùy theo kích thước có thể được chếtạo từ thép Cacbon từ 5 đến 45

Trên trục của rôto có lõi thép, dây quấn, vành trượt và quạt gió.

d Khe hở

Vì rôto là một khối tròn nên khe hở đều Khe hở trong máy điện không đồng bộ rất nhỏ (0,2÷1 mm trong máy cỡ nhỏ và vừa) để hạn chế dòng từ hóa lấy từ lưới vào, nhờ đó hệ số công suất của máy cao hơn

1.4 Ứng dụng

Máy điện không đồng bộ là máy điện chủ yếu dùng làm động cơ điện Dokết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, hiệu quả cao, giá thành rẻ, dễ bảo quản … Nên động cơ không đồng bộ là loại máy điện được sử dụng rộng rãi nhất trong các ngành kinh tế quốc dân với công suất vài chục W đến hàng chục kW Trong công nghiệp thường dùng máy điện không đồng bộlàm nguồn động lực cho máy cán thép loại vừa và nhỏ, động lực cho các máy công cụ ở các nhà máy công nghiệp nhẹ… Trong hầm mỏ dùng làm máy tưới hay quạt gió Trong nông nghiệp dùng làm máy bơm hay máy gia công nông phẩm Trong đời sống hàng ngày, máy điện không

đồng bộ cũng đã chiếm một vị trí quan trọng như quạt gió, quay đĩa động cơtrong tủ lạnh, máy giặt, máy bơm … nhất là loại rôto lồng sóc Tóm lại sựphát triển của nền sản suất điện khí hóa, tự động hóa và sinh hoạt hằng ngày,phạm vi của máy điện không bộ ngày càng được rộng rãi

Máy điện không đồng bộ có thể dùng làm máy phát điện, nhưng đặc tính không tốt so với máy điện đồng bộ, nên chỉ trong vài trường hợp nào đó

(như trong quá trình điện khí hóa nông thôn) cần nguồn điện phụ hay tạmthời thì nó cũng có một ý nghĩa rất quan trọng.

CHƯƠNG II CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG

BỘ

Khái quát chung

Do yêu cầu của sản xuất ,động cơ điện KĐB khi làm việc thường phải

mở máy và ngừng máy nhiều lần.Tùy theo tính chất tải và tình hình của lưới điện mà yêu cầu về mở máy đối với động cơ điện cũng khác

nhau Có khi yêu cầu momen mở máy lớn có khi lại cần hạn chế dòng

điện mở máy và có khi cần cả hai yếu tố đó.Những yêu cầu trên đòi hỏi động cơ điên KĐB phải có tính năng mở máy thích ứng

Nếu việc áp dụng phương pháp mở máy không thích hợp sẽ dẫn đến hỏngđộng cơ và máy móc sản xuất

Vậy những yếu tố cơ bản nào cần phải có để mở máy động cơ Đó là :

 Phải có momen mở máy đủ lớn để thích ứng với đặc tính cơ của tải

 Dòng điện mở máy càng nhỏ càng tốt

 Phương pháp mở máy và thiết bị cần dùng đơn giản,rẻ tiền,chắc

chắn

 Tổn hao công suất trong quá trình mở máy càng thấp càng tốt

Để đạt được những yêu cầu trên không dễ dàng chút nào.Vì chúng

thường mâu thuẫn với nhau.Ví như khi đòi hỏi dòng điện mở máy nhỏ thì

thường làm cho momen mở máy bị giảm theo hoặc cần thiết bị đắt tiền chẳng hạn.

Đo đó chúng ta phải căn cứ vào điều kiện làm việc cụ thể để chọn phươngpháp mở máy thích hợp

Trong giới hạn này chúng em giới thiệu những phương pháp mở máy

thông dụng sau đây :

 Mở máy trực tiếp động cơ điện roto lồng sóc

 Mở máy bằng phương pháp hạ điện áp

 Mở máy bằng phương pháp Y/ 

 Mở máy bằng phương pháp thêm điện trở phụ vào roto

2.1 Mở máy trực tiếp động cơ điện

Phương pháp này sử dụng nguồn điện lưới để khởi động động cơ không đồng bộ Xem hình sau :

Khởi động trực tiếp Đóng cầu dao CD nối trực tiếp dây quấn stator vào lưới điện ,động cơ

quay

Ưu điểm của phương pháp này là :

 Thiết bị khởi động đơn giản

 Momen khởi động lớn

 Thời gian khởi động nhỏ

Nhược điểm của phương pháp này là :

Dòng điện khởi động lớn làm ảnh hưởng đến các phụ tải khác

ứng dụng :

Phương pháp này chủ yếu sử dụng cho động cơ công suất nhỏ hoặc công suất của nguồn lớn hơn nhiều so với công suất của động cơ

2.2 Mở máy bằng phương pháp hạ điện áp

Các phương pháp này với mục đích giảm dòng khởi động nhưng thực tế

là giảm được dòng khởi động thì momen cũng giảm theo

2.2.1 Nối điện kháng nối tiếp vào mạch điện stato

Ta có hình vẽ sau :

Khởi động dùng điện Nguyên tắc hoạt động :

Khi khởi động CD2 cắt ,ta đóng CD1 vào để nối lưới điện vào stator

thông qua điện kháng CK ,khi động cơ quay ổn định thì đóng CD2 để

ngắn mạch điện kháng ,nối trực tiếp dây quấn stator vào lưới

Diện áp đặt vào dây quấn stator kđ :

Nguyên tắc hoạt động

Trước khi khởi động :cắt CD2 ,đóng CD3,MBA TN để ở vị trí điện áp đặt vào động cơ khoảng (o,6-0,8 U định mức) ,đóng CD1 để nối dây quấnstator vào lưới điện thông qua MBA TN ,động cơ quay ổn định cắt CD3 đóng CD 2 để ngắn mạch MBA TN ,nối trực tiếp dây quấn stator vào lưới

Khi khởi động động cơ được cấp điện :

Lúc đó dòng điện khởi động :

Dòng điện MBA TN nhận được từ lưới điện là

Momen khởi động

Phương pháp này với mục đích giảm dòng khởi động nhưng nó kéo theo giảm momen khởi động bình phương lần

Phương pháp này thường được sử dụng trong việc mở máy các động cơ cao áp

chuyển về nối tam giác

Khi khởi động cầu dao đảo chiều sẽ đóng về phía Y do đó điện áp pha khikhởi động là :

Dòng điện khi khởi động nối Y :

Dòng điện khi khởi động trực tiếp :

Do đó momen khởi động giảm đi 3 lần

Phương pháp này sử dụng khá phổ biến trong khởi động các động cơ

công suất trung bình và lớn

2.3 Mở máy bằng phương pháp thêm điện trở phụ vào roto

Phương pháp này chỉ dùng cho động cơ roto dây quấn vì đặc điểm của

của động cơ này là có thể thêm điện trở phụ vào mạch roto Khi điện trở của roto thay đổi thì đặc tính M =f(s) cũng thay đổi theo Khi điều chỉnh mạch roto thích đáng thì Mk=Mmax Sau khi roto quay để giữ một momen điện từ nhất định trong quá trình khởi động ta cắt dần điện trở nối thêm vào mạch roto làm cho quá trình tăng tốc động cơ từ đặc tính này sang

đặc tính khác và sau khi cắt toàn bộ điện trở thì sẽ tăng tốc đến điểm làm việc của đặc tính cơ tự nhiên

Ưu điểm của phương pháp này là Mk lớn còn dòng khởi động nhở

Nhược điểm là động cơ dây quấn chế tạo phức tạp hơn động cơ roto lồng sóc cho nên giá thành đắt hơn nhiều ,bảo quản khó khăn hơn và hiệu suất cũn thấp hơn

CHƯƠNG III CÁC PHƯƠNG PHÁP HÃM CỦA MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ Kiến thức chung

Trong thực tế có những trường hợp người ta muốn động cơ điện ngừng quay một cách nhanh chóng và bằng phẳng khi cắt điện đưa vào động cơ hoặc cần giảm bớt tốc độ như ở cần trục lúc đưa hàng xuống hoặc ở các tàu điện Để giải quyết các vấn đề trên người ta dùng các phương pháp hãm cơ hay điện.Dưới đây chúng em sẽ trình bày một số phương pháp

hãm bằng điện

3.1 Phương pháp hãm đổi thứ tự pha

Chúng ta biết rằng khi roto quay ngược chiều với từ trường quay thì động

cơ điện làm việc ở chế độ hãm Do đó ta ứng dụng nguyên lý đó để hãm như sau :

Khi động cơ làm việc,roto quay cùng chiều với từ trường quay Sau khi cắt mạch điện ,muốn cho động cơ ngừng quay nhanh chóng thì ta đóng cầu dao về phía khác để đổi thứ tự pha đặt vào stator (hình vẽ ).Đo đó

quán tính của phần quay,roto vẫn quay theo chiều cũ trong lúc từ trường quay do đã đổi thứ tự quay nên quay theo chiều ngược lại nên động cơ

chuyển sang chế độ hãm Momen điện từ sinh ra có chiều ngược với

chiều quay của roto và có tác dụng hãm nhanh chóng và bằng phẳng tốc

độ quay của máy

Trong quá trình hãm như vậy ,dòng điện trong máy sẽ rất lớn Để giảm dòng điện có thể đổi nối dây quấn stator từ tam giác sang sao (lúc làm

việc)

3.2 Phương pháp hãm đổi thành máy phát điện

Muốn thực hiện phương pháp này cần đổi động cơ điện sang chế độ máy phát điện.Tức là tốc độ quay của từ trường quay nhỏ hơn tốc độ roto

nhưng vẫn cùng chiều Ta biết rằng khi làm việc ở chế độ động cơ

điện ,tốc độ roto gần bằng tốc độ đồng bộ (s=3-8%) cho nên khi hãm cần đổi nối làm tăng số đôi cực của dây quấn phần ứng lên ,lúc đó tốc độ của roto sẽ cao hơn tốc độ của từ trường quay sau khi đổi nối ,động cơ sẽ trở thành máy phát điện trả năng lượng về nguồn ,đồng thời moomen hãm động cơ lại

Như vậy hãm theo phương pháp này động cơ phải có dây quấn đổi nối

được số đổi cực từ và làm việc bình thường với số đôi cực từ bé nhất

3.3 Phương pháp hãm động năng

ở phương pháp này sau khi cắt nguồn điện vào động cơ điện bằng cầu

dao D (hình vẽ) thì lập tức đóng cầu dao D1 đưa điện 1 chiều vào dây

quấn stator Dòng điện 1 chiều lấy từ chỉnh lưu CL đi qua dây dẫn stato tạo thành từ trường một chiều trong máy Roto do còn có quán tính ,quay

trong từ trường đó và trong dây quấn stato cảm ứng nên suất điện động vàdòng điện cảm ứng tác dụng với từ trường nói trên tạo nên momen điện

từ chống lại chiều quay của máy

Ở loại động cơ roto dây quấn người ta thường cho thêm điện trở phụ phía roto để tăng momen hãm.Điều chỉnh momen hãm bằng cách điều chỉnh điện áp một chiều đặt vào dây quấn stato Trên thực tế quá trình hãm theophương pháp này thường được tiến hành tự động

CHƯƠNG IV THIẾT KẾ MẠCH KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ

KHIỂN SỬ DỤNG HAI CHẾ ĐỘ

A KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3PHA ROTO

LỒNG SÓC BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỔI NỐI Y/ CÓ HÃM

ĐỘNG NĂNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG CẦU DAO HAI NGẢ

4.1 Cơ sở lý thuyết

Phương pháp này dựa trên cơ sở lý thuyết của nó là thực việc khởi động động cơ bằng phương pháp đổi nối sao/tam giác sử dụng phương pháp hãm động năng điều khiển bằng tay

Cơ sở lý thuyết của nó đã được trình bày ở trên nên chúng em không nhắclại nữa

4.2 Sơ đồ nguyên lý

Đây là sơ đồ nguyên lý khởi động động cơ bằng phương pháp đổi nối

sao/tam giác sử dụng cầu dao hai ngả

Trong đó :

- CD1 : Là cầu dao dùng để đóng cắt nguồn điện vào động cơ

- CD2 : Là cầu dao hai ngả dùng để chuyển đổi chế độ hoạt động của động cơ

- ĐC : Là động cơ 3 pha roto lồng sóc

4.3 Chức năng của các thiết bị và nguyên lý làm việc

4.3.1 Quá trình khởi động

Muốn khởi động động cơ thì người vận hành trước hết phải đóng cầu

dao CD1 lại Cầu dao CD1 đóng lại đưa điện áp nguồn tới động cơ ,sau

đó người vận hành đóng tiếp cầu dao CD2 xuống phía dưới lúc đó động

cơ được đấu sao với tốc độ n<nđm khi nào động cơ chạy với tốc độ

khoảng 80% tốc độ của nđm thì người vận hành đóng cầu dao CD2 lên

phương pháp này là dùng cầu dao mở máy thì không an toàn vì dòng mở máy lớn gây ra phóng hồ quang sẽ rất nguy hiểm và quan trọng hơn nữa

là dùng cầu dao không được bền chính vì vậy nên phương án này ít được

sử dụng mặc dù nó không cồng kềnh và khởi động dẽ dàng song nó

không an toàn cho người vận hành và điều quan trọng là thời gian

chuyển đổi từ chế độ sao sang chế độ tam giác không chính xác

B MỞ MÁY ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA ROTO LỒNG SÓC BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỔI NỐI SAO TAM GIÁC CÓ SỬ DỤNG BỘ NÚT ẤN CÓ ĐẢO CHIỀU QUAY KẾT HỢP HÃM

ĐỘNG NĂNG

4.4 Sơ đồ nguyên lý

4.5.Chức năng của các thiết bị trong trong mạch

ATM :Aptomat tổng

CD1 : Cầu chì tổng bảo vệ ngắn mạch mạch động lực

CD2 : Cầu chỉ bảo vệ ngắn mạch mạch điều khiển

RN : Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải dài hạn động cơ không đồng bộ 3 phaRth : Rơ le thời gian để định thời gian cho việc chuyển đổi từ sao

sang tam giác

CL : Chỉnh lưu cầu để biến điện áp xoay chiều 1 pha thành điện áp 1chiều

L1,L2,L3 : Pha nóng của nguồn

N : Pha lạnh của nguồn

Kp : công tắc tơ điểu khiển động cơ quay phải

KT : Công tắc tơ điều khiển động cơ quay trái

KY : là công tắc tơ điều khiển động cơ chạy theo chế độ sao

: Là công tắc tơ điều khiển động cơ chạy theo chế độ tam giác

K : công tắc đóng cắt mạch hãm động năng

MP,MT,MP1 : nút ấn

CT: Công tắc chuyển đổi giữa chế độ bằng tay và tự động

4.6 Nguyên lý hoạt động

Để mở máy mạch cho động cơ không đồng bộ 3 pha ta đóng aptomat

tổng ATM để cấp nguồn 3 pha vào mạch động lực và mạch điều

khiển Nguồn điện cấp vào và chờ ở má trên của tiếp điểm thường mở của KT và KP .Động cơ có điện khi chúng ta ấn nút MT,MP ở mạch điều khiển

4.6.1 Khởi động dộng cơ quay phải

Khi ấn nút MP dòng điện đi từ 1-2-4-5-6-23 ,do MP là nút ấn liên động nên nó cắt điện ra khỏi mạch vào cuộn hút KT do đó tiếp điểm

thường đóng KT vẫn ở trạng thái đóng khi ấn nút MP nên có điện đi vào cuộn hút KP ,khi đó các tiếp điểm KP đóng lại

Như vậy ở mạch động lực điện áp được đưa vào động cơ không

đồng bộ và các tiếp điểm KT ở mạch điều khiển đóng lại để duy trì và

đưa dòng điện vào mạch điều khiển chế độ hoạt động là sao hay tam giácTrong bản thiết kế chúng em thiết kế mạch chuyển đổi đấu nối sao/tam giác ở hai chế độ là chế độ chuyển đổi tự động sử dụng rơ le thời

gian và chế độ chuyển đổi bằng tay sử dụng công tắc

A Chế độ tự động chuyển đổi

Để thực hiện việc chuyển đổi sao /tam giác khi khởi động bằng

phương pháp tự động chuyển đổi ta phải bật công tắc CT lên trên

Khi đó mạch điều khiển chuyển sang chế độ tự động chuyển đổi nối sao /tam giác sử dụng rơ le thời gian

Nguyên lý hoạt động như sau :

Khi ấn nút MP thì tiếp điểm KP thưởng mở sẽ đóng lại đưa dòng điện theo chiều 1-2-3-4-5-6-23 và 1-2-7 11-17-23 Như vậy có điện vào

rơ le thời gian và rơ le bắt đầu đếm đồng thời cuộn hút KY ngay điện do tiếp điểm Rth1 là tiếp điểm thường đóng mở chậm ,cuộn hút KY có điện làm tiếp điểm thường mở KY ở mạch động lực đóng lại và tiếp điểm

thường đóng ở mạch điều khiển mở ra không cho dòng điện đi vào cuộn hút K.Động cơ được nối sao

Dộng cơ hoạt động trong một khoảng thời gian làm sao cho tốc độ động cơ đạt 80% tốc độ định mức (thời gian này do người vận hành thiết lập trên rơ le thời gian thường là từ 5 đến 10 giây ) Hết thời gian này rơ

le tác động làm tiếp điểm thường đóng chậm Rth1 mở ra ngắt điện vào cuộn hút KY làm mở các tiếp điểm KY ở mạch động lực ra và đóng tiếp điểm thường đóng KY (21-22) đóng lại đồng thời lúc đó tiếp điểm thường

mở đóng chậm Rth2 đóng lại cấp điện cho K.Khi K Có điện sẽ

đóng tiếp điểm thưởng mở Kở mạch động lực và lúc này động cơ

chuyển sang hoạt động ở chế độ tam giác với tốc độ n =nđm

B.Chế độ chuyển đổi bằng tay

Để thực hiện ở chế độ chuyển đổi đấu nối sao tam giác bằng tay ta bật công tắc 6 cực CT xuống

Nguyên lý hoạt động như sau :

Khi ấn nút MP thì có điện đi vào cuộn hút Kp do đó tiếp điểm thường mở

Kp ở mạch động lực đóng lại ,cấp điện cho động cơ đồng thời tiếp điểm thường mở của nó ở mạch điều khiển đóng lại để duy trì dòng điện vào cuộn hút

ở mạch điều khiển do đã bật công tắc CT bật xuống nên không có dòng điện đi vào rơ le thời gian mà dòng điện đi theo chiều 1-7-12-19-23 qua tiếp điểm thường đóng K vào cuộn hút KY .Cuộn hút KY có điện làm các tiếp điểm thường mơ KY ở mạch động lực đóng lại Như vậy động cơ hoạt động ở chế độ sao với tốc độ nhỏ hơn tốc độ định mức

Sau một khoảng thời gian (do người vận hành căn để làm sao cho tốc độ của động cơ bằng khoảng 80% tốc độ định mức) thì bật nút ấn MP 1

xuống Khi đó thường đóng của nút ấn MP1 sẽ mở ra và thường mở của MP1 đóng lại Khi thường đóng mở ra làm cho điện không vào được

cuộn hút KY Thường mở đóng lại làm cho cuộn hút Kcó điện làm cho tiếp điểm thường đóng của nó (18-19) mở ra ngắt điện ra khỏi cuộn hút

KY trong trường hợp ta thả nút ấn,đồng thời tiếp điểm thường mở K 21) đóng lại duy trì cho điện vào cuộn hút K khi nhả nút ấn.Lúc này

(9-các tiếp điểm thường mở của KY ở mạch động lực mở ra đồng thời tiếp điểm thường mở K đóng lại Động cơ chuyển sang hoạt động ở chế độ tam giác có tốc độ bằng tốc độ định mức

Kết thúc quá trình khởi động quay phải

4.6.2 Khởi động dộng cơ quay trái

Giả sử động cơ đang chạy thuận mà ta muốn đảo chiều quay của động cơthì người vận hành chỉ cần ấn nút MT,lúc đó tiếp điểm liên động của nút

ấn MT ngắt điện vào Kp đồng thời cấp điện vào cuộn hút KT

Cuộn hút KT có điện làm các tiếp điểm thường mở KT ở mạch động lực đóng vào Đồng thời khi đó đóng tiếp điểm duy trì KT(14-15) đóng lại Quá trình hoạt động tương tự như khởi động động cơ quay phải :

A Chế độ tự động chuyển đổi

Để thực hiện việc chuyển đổi sao /tam giác khi khởi động bằng

phương pháp tự động chuyển đổi ta phải bật các công tắc A và B lên trênKhi đó mạch điều khiển chuyển sang chế độ tự động chuyển đổi nối sao /tam giác sử dụng rơ le

Nguyên lý hoạt động như sau :

Khi ấn nút MT thì có điện vào cuộn hút KT theo chiều

2-16-23 Làm cho tiếp điểm thường mở KT ở mạch động lực đóng lại và tiếp điểm thường đóng Kp ở mạch động lực mở ra Động cơ chuyển sang

quay trái Đồng thời đóng các tiếp điểm thường mở KT(14-15) ở mạch điều khiển để duy trì và tiếp điểm thường mở KT(2-7) để cấp điện cho mạch điều khiển chế độ hoạt động và thiết lập lại rơ le Như vậy có điện vào rơ le thời gian và rơ le bắt đầu đếm đồng thời cuộn hút KY có điện dotiếp điểm Rth1 là tiếp điểm thường đóng mở chậm ,cuộn hút KY có điện làm tiếp điểm thường mở KY ở mạch động lực đóng lại và tiếp điểm

thường đóng ở mạch điều khiển mở ra không cho dòng điện đi vào cuộn hút K.Động cơ được nối sao.

Dộng cơ hoạt động trong một khoảng thời gian làm sao cho tốc độ động cơ đạt 80% tốc độ định mức (thời gian này do người vận hành thiết lập trên rơ le thời gian ) Hết thời gian này rơ le tác động làm tiếp điểm thường đóng chậm Rth1 mở ra ngắt điện vào cuộn hút KY làm mở các tiếp điểm KY ở mạch động lực ra và đóng tiếp điểm thường đóng KY (21-22) đóng lại đống thời lúc đó tiếp điểm thường mở đóng chậm Rth2

đóng lại cấp điện cho K.Khi Kcó điện sẽ đóng tiếp điểm thưởng mở

Kở mạch động lực và lúc này động cơ chuyển sang hoạt động ở chế độtam giác với tốc độ n =nđm

B.Chế độ chuyển đổi bằng tay

Để thực hiện ở chế độ chuyển đổi đấu nối sao tam giác bằng tay ta bật công tắc CT xuống

Nguyên lý hoạt động như sau :

công tắc CT bật xuống nên không có dòng điện đi vào rơ le thời gian mà dòng điện đi theo chiều 1-7-12-19-23 qua tiếp điểm thường đóng K vàocuộn hút KY .Cuộn hút KY có điện làm các tiếp điểm thường mơ KY ở

mạch động lực đóng lại Như vậy động cơ hoạt động ở chế độ sao với tốc

độ nhỏ hơn tốc độ định mức