Khởi động và vận hành động cơ ba pha

Động cơ xoay chiều được thiết kế để hoạt động ở một mức điện áp và tần số tiêu chuẩn,=>động cơ điện trên sử dụng 460VAC, dòng điện đầy tải của động cơ này là 34,9 amps... Tốc độ cơ sở là

`ĐỌC THÔNG SỐ TRÊN NHÃN ĐỘNG CƠ

Những thông số kỹ thuật in trên nhãn của động cơ xoay chiều cung cấp những thông tin quan trọng cần thiết cho việc chọn lựa và sử dụng động cơ một cách hiệu quả Thông số kỹ thuật chỉ ra điều kiện tải, chỉ số hoạt động, cách thức bảo trì, bảo vệ động cơ

Trên thị trường Việt Nam hiện nay, động cơ điện xoay chiều thường có hai loại nhãn thông số kỹ thuật: thông số theo tiêu chuẩn Việt Nam và thông số theo tiêu chuẩn Quốc Tế

Cách đọc thông số kỹ thuật theo tiêu chuẩn Việt Nam:

Trên vỏ động cơ gắn nhãn ở Việt Nam thường ghi ký hiệu về loại động cơ, kích thước lắp đặt, số đôi cực, số liệu định mức, mức báo nổ, số xuất xưởng, năm sản xuất, khối lượng

Thông số Kỹ thuật in trên động cơ AC – TC Việt Nam

Nhìn vào hình trên ta đọc như sau:

Kiểu : 3PN315L.2 :

 Ký tự 3PN : động cơ không đồng bộ 3 pha lồng sóc phòng nổ

 Số 315 : chiều cao từ chân động cơ đến tâm trục quay (mm).

 Ký hiệu chữ S, M, L : chỉ kích thước lắp đặt theo chiều dài thân:

S : chiều dài thân, kích thước lắp đặt thân ngắn.

M : chiều dài thân, kích thước lắp đặt thân trung bình

L : chiều dài thân, kích thước lắp đặt thân dài

1

Đối với các động cơ có chiều cao tâm trục quay dưới 90mm thì ký hiệu bằng các chữ như A,B,C (Ví dụ: 80A,80B…) ,kích thước lắp đặt động cơ giống nhau

 Số 2 cuối cùng : là số đôi cực động cơ:

Số 2: động cơ có số đôi cực 2p=2 tương ứng với tốc độ 3000 vòng/phút

Số 4: động cơ có số đôi cực 2p=4 tương ứng với tốc độ 1500 vòng/phút

Số 6: động cơ có số đôi cực 2p=6 tương ứng với tốc độ 1000 vòng/phút

Số 8: động cơ có số đôi cực 2p=8 tương ứng với tốc độ 750 vòng/phút

3 pha: động cơ sử dụng lưới điện xoay chiều 3 pha.

Cấp :F cấp chịu nhiệt của vật liệu cách điện và cuộn dây (tối đa là 155 độ C).

–>IP55 cấp bảo vệ động cơ với bên ngoài.

220HP, 160KW : chỉ công suất trên trục động cơ, ở đây động cơ này có công suất là 220HP (mã lực) và 160KW

2970 vg/ph:tốc độ quay trên trục động cơ (vòng/phút)

50Hz : tần số lưới điện xoay chiều

–>n% 90:hiệu suất của động cơ tính theo phần trăm công suất đầu vào, ở đây là 90%

–>Cos-phi 0,92 : hệ số công suất của động cơ điện

2

A/Y: 380/660V : điện áp cấp cho động cơ:

 Lưới điện 3 pha điện áp 380V nối tam giác D.

 Lưới điện 3 pha điện áp 660V nối sao Y.

A/Y: 294/170A:dòng điện định mức của động cơ

 Khi nối tam giác (A):dòng điện 294 A.

 Khi nối sao (Y): dòng điện 170 A.

Exdl: cấp bảo vệ nổ.

 Ex:biểu thị động cơ điện bảo vệ nổ sử dụng trong mỏ,hầm lò.

 d:biểu thị động cơ có kết cấu vỏ không xuyên nổ.

 l: biểu thị động cơ thuộc nhóm I sử dụng trong hầm mỏ, môi trường khí mỏ có chứa khí mêtan gây nổ

1215 kg: khối lượng động cơ (kg).

3

Cách đọc thông số kỹ thuật theo tiêu chuẩn Quốc tế:

AMPS: là đơn vị đo dòng điện đầy tải của động cơ.

VOLTS: là đơn vị đo điện áp của động cơ.

Động cơ xoay chiều được thiết kế để hoạt động ở một mức điện áp và tần số tiêu chuẩn,=>động cơ điện trên sử dụng 460VAC, dòng điện đầy tải của động cơ này là 34,9 amps

4

R.P.M : đơn vị đo tốc độ cơ sở.

HERTZ: đơn vị đo tần số.

Tốc độ cơ sở là tốc độ ghi trên nhãn của động cơ, được đo dưới đơn vị R.P.M, tại đó động cơ được đo mã lực dưới một mức điện áp và tần số danh nghĩa, nó cho ta biết tốc độ của trục đầu ra tác động lên các thiết bị kết nối khi nạp đầy đủ mức điện áp và tần số quy định

5

SERVICE FACTOR: hệ thống công suất.

Động cơ được thiết kế để hoạt động đúng công suất của nó ghi trên nhãn Đánh giá hệ số công suất 1.0 có nghĩa là động cơ có thể có thể hoạt động ở 100% công suất đánh giá của nó Một số thiết bị phụ được nhà sản xuất lắp vào

có thể tăng công suất định mức động cơ lên

Trong trường hợp một động cơ với hệ số là 1.15 có thể hoạt động cao hơn 15% công suất ghi trên động cơ

Ví dụ: 1 động cơ 30HP có thể hoạt động với công suất tối đa là 34.5HP Điều cần lưu ý: bất kỳ động cơ nào hoạt động liên tục tại một hệ số lớn hơn

1 sẽ có tuổi thọ giảm so với động cơ hoạt động đúng tại công suất nó được đánh giá

6

CLASS INSUL: lớp cách nhiệt.

AMB: chỉ số đo nhiệt độ môi trường xung quanh.

Hiệp hội các nhà sản xuất điện Mỹ (NEMA) đã tạo nên các lớp cách nhiệt

để đáp ứng nhiệt độ động cơ yêu cầu trong những môi trường hoạt động khác nhau Gồm 4 lớp cách nhiệt là A, B, F và H Lớp F thường được sử dụng, lớp A hiếm khi sử dụng Trước khi một động cơ được khởi động, cuộn dây của nó ở nhiệt độ môi trường xung quanh (AMB)

NEMA có tiêu chuẩn nhiệt độ bên ngoài trên 40 độ C, hoặc 104 độ F trong phạm vi định nghĩa về nhiệt độ tối đa cho tất cả các lớp động cơ Nhiệt độ sẽ tăng lên trong động cơ ngay sau khi nó khởi động Mỗi lớp cách nhiệt có nhiệt độ cho phép được chỉ định tăng lên Sự kết hợp của nhiệt độ môi trường xung quanh và nhiệt độ được cho phép tăng lên phải bằng với nhiệt độ tối đa của cuộn dây trong một động cơ

7

Một động cơ với lớp cách điện F có mức tăng nhiệt độ tối đa là 105 độ C khi hoạt động ở hệ số công suất là 1.0 thì khi đó nhiệt độ tối đa của cuộn dây là 145

độ C (40 độ môi trường xung quanh + 105 độ nhiệt độ gia tăng)

Lưu ý: vận hành động cơ trên mức giới hạn của lớp cách nhiệt sẽ làm giảm tuổi thọ của động cơ, trung bình cứ tăng nhiệt độ hoạt động lên 10 độ C thì có thể làm giảm tuổi thọ của động cơ xuống 50%

8

NEMA.NOM.EFF: chỉ số đo hiệu suất của động cơ.

Hiệu suất của động cơ xoay chiều được tính theo phần trăm, nó cho biết số năng lượng điện đầu vào được chuyển đổi sang năng lượng cơ học

KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ

Người ta dùng các phi ương pháp sau đây để giảm điện áp khởi động: dùngng cuộn kháng, dùng biến áp tự ngẫu và thực hiện đổi nối sao-tam giác

Hình 1.3 Khởi động động cơ không đồng bộ bằng cuộn kháng

Khi khởi động trong mạch điện stato đặt nối tiếp một điện kháng Sau

khi khởi động xong bằng cách đóng cầu dao D2 thì điện kháng này bị nối

ngắn mạch Điều chỉnh trị số của điện kháng được dòng điện khởi động cầnc thiết

Ưu điểm : Là thiết bị đơn giản

9

Nhược điểm : Khi giảm dòng điện khởi động thì mômen khởi động cũng

giảm xuống bình phươngng lần

Hình 1.4 Khởi động cơ không đồng bộ bằng biến áp tự ngẫu

Sơ đồ lúc khởi động như hình 1.4, trong đó là T là biến áp tự ngẫu, bên cao

áp nối với lưới điện, bên hạ áp nối với động cơ điện, sau khi khởi động xong thì

cắt T ra (bằng cách đóng cầu dao D2 và mở cầu dao D3 ra

Ưu điểm : Dòng điện mở máy nhỏ, moment mở máy lớn

Nhược điểm :

Giá thành của bộ khởi động thường rất cao

Phươngng pháp khởi động bằng đổi nối sao tam giác (Y – D) chỉ có thể thực hiện trên các động cơ đấu tam giác thường trực Khi khởi động ta đổi thành Y,

10

như vậy điện áp đưa vào mỗi pha chỉ còn√ 3 U Sau khi máy đã chạy đổi thành nối tam giác

Sơ đồ cách đấu dây như hình1.5, khi khởi động thì đóng cầu dao D2, cầu dao

D2 mở, máy đấu theo D Theo phương pháp (Y-D), thì điện áp khởi động sẽ

giảm đi √3 lần đổng thời moment giảm đi 3 lần

Ưu điểm: Tươngng đối đơn giản nên được sử dụng rộng rãi với những động cơ điện đấu tam giác

11

Hình 1.5 Sơ đồ đổi nối sao - tam giác

Nhược điểm :

Mức độ giảm của cường độ và momen không thể điều khiển được và tương đối cố định bằng 13 giá trị định mức

Có bước nhảy lớn về cường độ và mômen khi bộ khởi động chuyển đổi sao tam giác Chính các bước nhảy này tạo ra các ứng suất cơ khí và đột biến

về điện

Một bộ khởi động mềm có các đặc trưng khác với các phương pháp khởi động khác Nó có các thysistor trong mạch chính, và điện áp đặt vào động cơ được điều chỉnh với một bảng mạch in Bộ khởi động mềm sử dụng trong thực tế là quá trình bắt đầu khởi động thì điện áp đặt vào động cơ thấp Dòng khởi động

và mô men khởi động cũng thấp Dần dần, điện áp và mô men tăng lên để động cơ bắt đầu tăng tốc Một trong những lợi ích của phương pháp khởi động này là khả năng để điều chỉnh mô men chính xác khi cần thiết cho dù ứng dụng là tải hay không

Một tính năng của bộ khởi động mềm là chức năng dừng mềm, chức năng này thực sự hữu ích khi dừng bơm, nơi mà xảy ra hiện tượng búa nước khi dừng trực tiếp như trong khởi động sao- tam giác và khởi động trực tiếp, chức năng dừng mềm cũng rất hữu ích khi dừng băng tải vận chuyển các vật liệu dễ vỡ,

có thể bị hư hỏng khi các vành đai dừng quá nhanh

Bộ biến tần làm việc theo nguyên tắc thay đổi tần số (cùng với thay đổi điện áp) nên luôn đảm bảo mô men khởi động đủ vượt tải ngay cả khi ở tốc độ rất thấp Đồng thời dòng điện đưa vào động cơ không tăng, do phối hợp giữa điện áp và tần số để giữ cho từ thông đủ sinh mô men Dòng khởi động lớn

12

nhất của hệ khởi động biến tần chỉ bằng dòng điện định mức, chính vì vậy ít làm sụt áp lưới khi khởi động

Duy trì nhiệt độ thấp hơn định mức cho động cơ, động cơ sẽ bền hơn, mức

độ gây ra tiếng ồn cũng ít hơn đồng thời nó sẽ cho hiệu suất cao hơn

Việc kiểm tra thông số kỹ thuật định kỳ cho động cơ điện xoay chiều của Máy nén khí (nói riêng) và Động cơ điện xoay chiều (nói chung) hết sức quan trọng và cần thiết, nó giúp cho người sử dụng giảm thiểu tối đa những rủi ro như: chập điện, cháy động cơ Từ những thông số kỹ thuật được kiểm tra đó giúp cho người sử dụng có những phát hiện sớm những nguy cơ tiềm ẩn và có kế hoạch bảo dưỡng phù hợp làm tăng tuổi thọ cho Động cơ và an toàn cho người vận hành Ngoài ra, Động cơ điện xoay chiều 3 pha điện hạ thế lắp ráp xong, khi chạy

13

thử cũng cần kiểm tra các thông số kỹ thuật như: điện trở cách điện, dòng điện không tải và có tải, tốc độ làm việc v.v

1 Kiểm tra cách điện bằng Mega ôm kế 500V (hoặc 1000V nếu là động cơ mới).

+ Giữa các pha với vỏ máy

+ Giữa các pha với nhau (phải tháo điểm nối chung để 6 dây nằm riêng ra) Tiêu chuẩn đạt tử 0,5 Mega ôm trở lên là động cơ (hạ thế) có thể cho chạy được Những động cơ cách điện tốt đo thực tế thường từ 20Mega ôm đến vô cực Nếu khi đo số chỉ của đồng hồ dưới 0,3 Mega ôm là động cơ bị ẩm không đạt yêu cầu kỹ thuật, phải sấy lại cho khô Trường hợp kim đồng hồ vọt lên chỉ số 0 là động cơ đã bị hỏng (chạm mát, chạm pha) phải tháo ra sửa hoặc quấn lại

2 Kiểm tra động cơ điện khi chạy thử không tải và có tải bằng Ampe kế kiểu kìm.

Dòng điện của 3 pha phải bằng nhau; cho chạy không tải trước, dòng điện không được vượt quá mức độ quy định ở bảng 4-1 Sau đó cho chạy động cơ mang tải đo dòng điện tải ở bất kì pha nào cũng không được vượt quá trị số định mức ghi trên nhãn của động cơ Nếu có thể thì kiểm tra cả tốc độ không tải và tốc độ định mức khi tải nặng (tham khảo ở bảng 4-2 khi động cơ mất nhãn) Bảng 4-2: Dòng điện không tải của động cơ không đồng bộ 3 pha

Công suất kW Dòng điện không tải (%) so với Iđm ở các tốc độ

(vòng/phút )

Chú thích

+ Trong bảng là giá trị trung bình, dòng điện đo được khi không tải không cao hơn mức độ này là động cơ tốt; nếu cao hơn quy định thì có thể là do quấn sai, thiếu vòng dây, đấu dây sai; khe hở không khí không đều, bi hoặc bạc bị mòn, gia công cơ khí lắp ráp kém

+ Các động cơ đặc biệt sử dụng ở cần cẩu; máy nâng, hạ thì trị số dòng điện không tải phải lấy cao 1,3-1,4 lần

14

Bảng 4-2: Tốc độ quay của động cơ không đồng bộ 3 pha

Số đôi cực P Số cực 2P Tốc độ quay (vòng/phút)

Từ trường quay Stato

Động cơ trục Rôto

Chú thích: Thông thường khi chạy hết tải, tốc độ quay của rôto giảm xuống tới tốc độ định mức (1,5-2 % ở động cơ lớn, 5-6 % ở các động cơ 3 pha cỡ nhỏ)

Kinh nghiệm khi kiểm tra mạng tải ( động cơ 380V,) cứ 1kw, ampe kế chỉ từ 2 A trở lại là động cơ chạy được

Ví dụ: Một động cơ không đồng bộ 3 pha 380V, công suất 7,5kw, tốc độ ghi trên nhãn

1450 vg/ph

Dòng điện tải định mức (tính nhanh như trên sẽ là ):

Iđm= 7,5*2=15A

Cho chạy đo dòng không tải thì dòng điện ở 3 pha phải bằng nhau và nằm trong khoảng (bảng 4-1)

15*0,45=6,75A (trên dưới 6,5A)

Cho mang tải, dùng ampe kế kìm đo được ≤15A và dùng tốc độ kế sẽ chỉ từ 1450 vg/ph trở lên là động cơ đủ điều kiện làm việc lâu dài, không nóng quá mức cho phép.

Lắp đặt trước khi vận hành

 Bệ bê tông đặt motor điện thông thường cao hơn mặt đất từ 10 cm - 15 cm

15

 Trước khi đổ bê tông cần làm móng cho bệ bê tông để tránh bị lún làm cho motor điện bị chấn động khi vận hành

 Các bu lông phải vuông góc với bệ máy

 Bệ bê tông sau khi đổ xong phải tiến hành bảo dưỡng bê tông bằng cách đắp các bao tải và tưới nước sau 2 tuần mới lắp motor điện

 Chiều sâu của bu lông chôn trong đất phải bằng 10 lần đường kính bu lông Phần lộ trên mặt đất bằng nửa độ sâu chôn dưới đất

Có 3 loại truyền động : Truyền động bằng dây curoa, truyền động bằng bánh răng, truyền động bằng khớp nối trục

Trong truyền động bằng dây curoa phải chú ý :

 Kích thước và đường kính của các dây curoa phải giống nhau

 Hai trục của motor điện và bộ phận cơ khí truyền động phải song song

 Dây curoa không được quá căng gây quá tải cho motor điện, nếu quá chùng sẽ gây mài mòn dây curoa Thông thường dùng tay nhấn dây curoa xuống khoảng 2- 3 cm là tốt

16