Tính toán thiết kế mô hình mạch khởi động Sao Tam giác (Y) động cơ không đồng bộ xoay chiều 3 pha có đảo chiều trực tiếp

MỤC LỤCLỜI NÓI ĐẦU4GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI61.1. Giới thiệu chung61.2. Mục đích của đề tài61.3. Phương pháp thực hiện đề tài6PHẦN II: TÌM HIỂU PHƯƠNG PHÁP MỞ MÁY SAO–TAM GIÁC (Y)72. Giới thiệu về phương pháp khởi động động cơ nối sao tam giác72.1. Khởi động động cơ sao tam giác72.2. Dòng điện khởi động động cơ đổi nối sao tam giác (Y)82.2.1. Dòng điện khởi động động cơ khi đấu sao (Y)82.2.2. Dòng điện khởi động của động cơ khi đấu tam giác ()82.2.3. Dòng điện khởi động cần tìm của động cơ82.3. Moment khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác (Y)92.3.2. Moment khởi động của động cơ khi đấu sao (Y)102.3.3. Moment khởi động của động cơ khi chuyển sang đấu tam giác ()102.3.4. Moment khởi động của động cơ cần tìm là:102.4. Đặc tính cơ khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác (Y)112.4.1. Đặc tính cơ khởi động động cơ không đồng bộ ba pha112.4.2. Đặc tính cơ khởi động động cơ đổi nối sao tam giác (Y)122.5. Thời gian khởi động động cơ đổi nối sao sang tam giác (Y)132.6. Nhận xét14PHẦN III: TÍNH TOÁN CHỌN THIẾT BỊ163.1. Áp to mát (CB – Circuit breaker)163.1.1. Nguyên lý hoạt động chung173.1.2. Tính toán lựa chọn aptomat bảo vệ mạch lực và mạch điều khiển183.2. Công tắc tơ (Contactor)193.2.1. Cấu tạo193.2.2. Nguyên lý hoạt động203.2.3. Tính toán và lựa chọn công tắc tơ213.3. Rơ le nhiệt (OLR Overload relay)213.3.1. Cấu tạo223.3.2. Nguyên lý hoạt động223.3.3. Tính toán và chọn lựa rơ le nhiệt243.4. Rơ le thời gian (TR – Timer relay)243.4.1. Cấu tạo263.4.2. Nguyên lý hoạt động263.4.3. Tính toán và chọn lựa OFF DELAY293.5. Bộ nút ấn (PB Pushbutton)293.6. Bộ dây dẫn (Conductor wire)303.8.1. Động cơ (Đ) không đồng bộ (KĐB)313.8.2. Cấu tạo323.8.3. Nguyên lý làm việc333.8.4. Các đại lượng định mức343.8.5. Tính toán dây cuốn cho động cơ (hình vẽ)34PHẦN IV: THIẾT KẾ, THIẾT LẬP SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN, MÔ HÌNH THỰC354. Thiết kế mạch mở máy sao – tam giác tự động có đảo chiều quay trực tiếp354.1. Giới thiệu trang thiết bị trong sơ đồ354.2. Tính toán thiết kế354.3. Tính liên động bảo vệ354.4. Sơ đồ nguyên lý mạch và nguyên lý làm việc364.4.1. Sơ đồ nguyên lý mạch khởi động động cơ đổi nối sao tam giác374.4.2. Nguyên lý làm việc38PHẦN V. PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA ĐỀ TÀI41KẾT LUẬN43

Trờng Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Điện Đồ áN TốT NGHIệP Họ tên sv : Vũ thành trung Lớp Điện _ BK55 Khoa : Điện Giáo viên hớng dẫn : TRầN KIM THàNH Đề tài: Tính toán thiết kế mô hình mạch khởi động Sao - Tam giác (Y/) động không đồng xoay chiều pha có đảo chiều trực tiếp Yêu cầu: 1) Bản vẽ : +) Sơ đồ nguyên lý +) Sơ đồ trải day động ( với Z= 36 ; 2P = kiểu xếp kép ) +) Sơ đồ láp ráp mạch 2) Nội dung phần thuyết mimh : +) Nêu khái quát trung động KĐB xoay chiều pha +) Lựa chọn phơng án tiết kế +) Tính toán lựa chọn thiết kế cho mô hình +) Phân tích mô hình chế tạo +) ứng dụng thực tế đề tài 3) Nội dung phần thực hành : a) Số liệu sinh viên : +) Công suất động : P = 7,5 KW +) Điện áp định mức Y / : 220 / 380 V +) Tốc độ N = 1450 V/P +) Hệ số công suất cos = 0,88 +) Hiệu suất động : = 0,9 Ngày giao đề: 28/01/2012 Giáo viên hớng dẫn Ngày hoàn thành: 20/02/2012 Hiệu trởng Trần Kim Thành Đồ án tốt nghiệp Lớp: TH Điện B/K55 Trờng Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Điện Mục lục Đồ án tốt nghiệp Lớp: TH Điện B/K55 Trờng Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Điện Lời nói đầu Trong điều kiện công kiến thiết nớc nhà bớc vào thời kỳ công nghiệp hoá - đại hoá với hội thuận lợi khó khăn thách thức lớn Điều đặt cho hệ trẻ, ngời chủ tơng lai đất nớc nhiệm vụ nặng nề Đất nớc cần sức lực trí tuệ nh lòng nhiệt huyết trí thức trẻ, có kỹ s tơng lai Sự phát triển nhanh chóng cách mạng khoa học kỹ thuật nói chung lĩnh vực điện nói riêng làm cho mặt xã hội thay đổi ngày Trong hoàn cảnh đó, để đáp ứng đợc điều kiện thực tiễn sản xuất đòi hỏi ngời kỹ s điện tơng lai phải đợc trang bị kiến thức chuyên ngành cách sâu rộng Trong thời gian đợc học tập nghiên cứu trờng giúp nhóm em hiểu rõ ngành mà học cần thiết cấp bách thời kỳ mà đất nớc tiến hành công nghiệp hoá - đại hoá Đối với nhóm em học sinh điện trờng, qua 3,5 năm học tập dới hớng dẫn dìu dắt thầy cô ngành điện giúp chúng em có đợc lợng kiến thức ngành điện mà lợng kiến thức không nhỏ giúp chúng em làm đồ án công việc thực tiễn sau Đồ án môn học hội để sinh viên áp dụng kiến thức học Với việc làm đồ án giúp chúng em giải vấn đề tổng hợp ngành học Làm quen với tài liệu, sổ tay, tiêu chuẩn khả kết hợp, so sánh kiến thức lý thuyết với thực tế công việc Mặt khác, làm đồ án giúp chúng em phát huy tối đa tính độc lập sáng tạo để giải vấn đề công nghệ cụ thể Đề tài mà chúng em làm Tính toấn thiết kế mô hình Mạch khởi dộng tam giác Động không đồng xoay chiều 3pha có Đảo chiều trợc tiếp Mặc dù có nhiều phơng án điều khiển nhng riêng chúng em Chúng em muốn đa phơng án điều khiển khả thi phù hợp điều kiện vận hành máy xí nghiệp hoạt động Để hoàn thành nhiệm vụ chúng em nghiên cứu kỹ giáo trình giáo án nhà trờng: - Máy điện I, II - Trang bị điện I, II - Truyền động điện - Khí cụ điện - Điện tử công suất Đồ án tốt nghiệp Lớp: TH Điện B/K55 Trờng Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Điện Và tài liệu khác có liên quan đến ngành điện Trong trình thiết kế lập quy trình công nghệ em cố gắng nhng không tránh khỏi thiếu sót, em mong đợc đóng góp ý kiến thầy cô môn khoa đặc biệt cô Trần Kim Thành Cuối chúng em xin chân thành cảm ơn cô giáo Trần Kim Thành hớng dẫn chúng em để làm đề tài Hà Nộ ngày 20 tháng năm 2012 Sinh viên thực Vũ Thành Trung Đồ án tốt nghiệp Lớp: TH Điện B/K55 Trờng Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Điện Phần I Giới thiệu đề tài 1.1 Giới thiệu chung Nớc ta nớc lên từ nông nghiệp, công nghiệp phát triển lạc hậu Tuy nhiên, năm gần ngành công nghiệp nớc ta thay đổi tích cực, nhanh chóng đại hoá mạnh mẽ Nhng so với nớc công nghiệp phát triển khác nớc công nghiệp khu vực công nghiệp nớc ta khoảng cách xa Để đảm bảo chất lợng phát triển công nghiệp nh thời buổi việc nâng cao tính hoạt động suất thiết bị máy móc yêu cầu chủ yếu, thiết thực Đó đa thiết bị máy móc vào dây truyền tự động bán tự động mạch điều khiển điện công nghiệp Trong đó, mạch khởi động đông - tam giác (Y/) quan trọng cần thiết Vì vậy, việc tìm hiểu vận hành kiểm tra thử nghiệm thực tế thiết bị công nghiệp kiến thức thiếu cho sinh viên ngành điện Do vấn đề chủ yếu cần thiết cho việc vận hành bảo dỡng kinh tế thiết bị công nghiệp nhằm nâng cao suất sản xuất xí nghiệp vừa nhỏ Về cấu tạo mạch điều khiển công nghiệp nói chung mạch khởi động động - tam giác (Y/) nói riêng thực chất tổ hợp thiết bị điện đơn giản Nhng việc tìm hiểu nắm bắt phơng pháp vận hành thiết bị công nghiệp có hiệu trải nghiệm xem nhẹ, coi thờng 1.2 Mục đích đề tài Nhằm tìm hiểu sâu sở lý thuyết nắm bắt đợc phơng pháp vận hành thực tế mạch điều khiển động mạch khởi động động đổi nối tam giác (Y/) Từ kết đạt đợc tìm hớng khắc phục hạn chế sai lệch sở lý thuyết thực tập thực tế nhằm để vận hành bảo dỡng thiết bị công nghiệp làm việc ổn định, lâu dài kinh tế 1.3 Phơng pháp thực đề tài Tham khảo tài liệu, nghiên cứu thực tế kết hợp với vốn kiến thức học để vận hành kiểm tra thử nghiệm đem đến kết xác thực thiết bị điện công nghiệp mạch khởi động động đổi nối tam giác (Y/) Đồ án tốt nghiệp Lớp: TH Điện B/K55 Trờng Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Điện Phần II Tìm hiểu phơng pháp mở máy tam giác (Y/) Giới thiệu phơng pháp khởi động động nối tam giác 2.1 Khởi động động tam giác Khởi động động - tam giác biện pháp khởi động động có công suất trung bình Chỉ áp dụng đợc với động hoạt động với sơ đồ tam giác Khi khởi động, động đợc nối sao, lúc điện áp cuộn dây U pha (220V với lới điện hạ áp Việt Nam) Sau khoảng thời gian chuyển sang đấu tam giác, lúc điện áp cuộn dây U dây Bằng cách giúp cho dòng khởi động nhỏ xuống, nhng có nhợc điểm moment khởi động giảm theo Về sơ đồ đấu dây dễ dàng tìm kiếm, thiết bị sử dụng đơn giản Tuy nhiên đòi hỏi ngời vận hành phải đợc hớng dẫn cẩn thận Đối với động nhỏ tới 7.5KW khởi động trực tiếp Đối với động từ 11KW tới 45KW khởi động tam giác (Y/) thờng loại động không đồng ba pha nh động rotor dây quấn, động lồng sócv.v Ta có mạch khởi động động đổi nối tam giác nh sau: A X B Y C Z Y Hình Mạch khởi động động đổi nối tam giác (Y/) * Khái niệm chung động không đồng xoay chiều pha Đồ án tốt nghiệp Lớp: TH Điện B/K55 Trờng Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Điện - Động không đồng pha máy điện xoay chiều làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, có tốc độ roto khác với tốc độ từ trờng quay máy + Động không đồng pha đợc dùng nhiều sản xuất sinh hoạt chế độ đơn giản, giá rẻ, độ tin cậy cao, vận hành đơn giản, hiệu suất cao, gần nh không cần bảo trì, dải công suất rộng, từ vài W đến 10.000hp Các động từ 5hp trở lên hầu hết pha động nhỏ 1hp thờng pha 2.2 Dòng điện khởi động động đổi nối / tam giác (Y/ ) 2.2.1 Dòng điện khởi động động đấu (Y) Gọi UdY điện áp dây lới điện ZN trở kháng cuộn dây pha Lúc điện áp đặt lên cuộn dây pha động là: U pY = U dY Ta có dòng điện dây động đấu là: I pY = I dP 2.2.2 Dòng điện khởi động động đấu tam giác ( ) Kết thúc trình khởi động sao, động đợc chuyển sang đấu tam giác Khi đó, điện áp đặt lên cuộn dây pha động là: Up = Ud Và dòng điện động đấu tam giác là: Ip = Id 2.2.3 Dòng điện khởi động cần tìm động Lấy tỷ lệ dòng điện khởi động động khí đấu (Y) dòng điện khởi động động đấu tam giác (), ta có kết nh sau: I pY I dY = I d 3.I p = U pY U pY Zn = = = U p U p Zn U dY = 3.U p I dY = Với: UdY = Up I d Vậy dòng điện khởi động động đổi nối tam giác là: Đồ án tốt nghiệp Lớp: TH Điện B/K55 Trờng Đại học Công Nghiệp Hà Nội I kd = I dY = Khoa Điện I d I d = I p 2.3 Moment khởi động động đổi nối tam giác (Y/ ) chế độ động điện, moment điện từ đóng vai trò moment quay, đợc tính theo công thức sau: M = M dt = Pdt = pU12 R2' R2' s R1 + + X + X 2' s ( ) R2' công suất điện từ Pdt = 3I S Trong đó: '2 I 2' = = pU12 R2' R2' R1 + + X + X 2' s ( dòng điện pha lúc mở máy ) tần số góc từ trờng quay p tần số góc dòng điện stator P số đôi cực từ R1 điện trở dây quấn stator R2 điện trở dây quấn rotor quy đổi stator X1 điện kháng tản dây quấn stator X2 điện kháng tản dây quấn rotor quy đổi stator n1 tốc độ từ trờng quay n tốc độ động s= n1 n hệ số trợt n1 Với s = ta có moment mở máy động là: M mm = [ pU12 R2' ( R1 + R2' ) + ( X + X 2' ) 2 ] 2.3.2 Moment khởi động động đấu (Y) Động không đồng ba pha có moment khởi động Để khởi động đợc, moment khởi động động phải lớn moment cản tải lúc khởi Đồ án tốt nghiệp Lớp: TH Điện B/K55 Trờng Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Điện động, đồng thời moment động phải đủ lớn để thời gian khởi động phạm vi cho phép Với hệ số trợt s = 1, ta có moment khởi động động đấu là: M kdY = [ pU pY R2' ( R1 + R2' ) + ( X + X 2' ) 2 ] Do dòng khởi động IkdY nhỏ nên điện áp U pY nhỏ moment khởi động MkđY giảm xuống Vì moment khởi động tỷ lệ với bình phơng điện áp đặt vào động 2.3.3 Moment khởi động động chuyển sang đấu tam giác ( ) Kết thúc trình khởi động động chuyển sang đấu tam giác tức Lúc này, dòng điện vào cuộn dây động tăng lên tơng đơng với dòng điện định mức điện áp tăng theo Từ đó, moment động tăng lên nhanh đợc tính theo công thức sau: M kd = [ pU p2 R2' ( R1 + R2' ) + ( X + X 2' ) 2 ] 2.3.4 Moment khởi động động cần tìm là: Lấy moment khởi động động đấu (Y) moment khởi động động đấu tam giác () Ta đợc kết nh sau: M kdY U pY = M kd U p Mà: U pY = U dY Up = Ud M kdY U pY U2 = = dY2 = M kd U p 3.U d Suy ra: M kdY = M kd Vậy moment khởi động động đổi nối tam giác là: M kd = M kdY = M kd 2.4 Đặc tính khởi động động đổi nối tam giác (Y/) Đồ án tốt nghiệp Lớp: TH Điện B/K55 Trờng Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Điện 2.4.1 Đặc tính khởi động động không đồng ba pha Ta có hàm quan hệ moment theo hệ số trợt là: M = f(s) Thay: s = n1 n ta có quan hệ n = f(M) n1 Và đờng đặc tính động không đồng nh giản đồ sau: M M M Mmo2 M Mmax MC MC Động làm việc 0,2 0,4 0,6 a) S S 0,8 1,0 Động bắt đầu khởi động Mmo2 b) Hình Đờng đặc tính động không đồng Từ hình vẽ a) ta thấy động làm việc moment mở máy (M mở máy) lớn moment cản (M c) Vì động đợc cấp điện xuất moment mở máy moment động (M đc) xuất sau đó, nhng đến hệ số trợt s = động bắt đầu khởi động Khi động khởi động moment mở máy moment động giảm xuất moment cản, cần xác định thời gian phù hợp để moment cản không lớn moment động 2.4.2 Đặc tính khởi động động đổi nối tam giác (Y/ ) Do phơng pháp dùng cho động không đồng ba pha làm việc bình thờng dây quấn stator nối hình tam giác nên có đặc tính tơng tự Nhng cần xem xét trình khởi động động nh mối liên hệ mật thiết moment xuất động với việc điều chỉnh thời gian Để hiểu rõ hơn, xem xét giản đồ biểu thị đờng đặc tính khởi động tam giác nh sau: Đồ án tốt nghiệp 10 Lớp: TH Điện B/K55 Trờng Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Điện 3.4.3 Tính toán chọn lựa OFF DELAY Chọn Rơle thời gian có giá trị điều chỉnh theo dây UR1 = Uđk = 220V IR1 Iđmđc = 14,3 (A) Ta chọn Rơle thời gian CKC hãng SIEMENS sản xuất có: Uđm = 220V Iđm = 20 (A) 3.5 Bộ nút ấn (PB / Pushbutton) Nút ấn loại khí cụ điện dùng để đóng ngắt thiết bị điện tay Các cặp tiếp điểm nút ấn chuyển trạng thái có ngoại lực tác động, bỏ lực tác động nút ấn trở lại trạng thái cũ Đó điểm khác biệt nút ấn công tắc Hình 21 Nút ấn Trong mạch điện công nghiệp, nút ấn thờng đợc dùng để khởi động, dùng đảo chiều quay động thông qua công tắc tơ rơle trung gian Theo kết cấu ngời ta chia làm loại sau: + Nút ấn đơn (một tầng tiếp điểm) + Nút ấn kép (hai tầng tiếp điểm) Theo phơng thức kết nối mạch ngời ta chia thành loại sau: + Nút ấn đơn thờng mở + Nút ấn đơn thờng đóng + Nút ấn kép tông tai đồng thời hai tiếp điểm trạng thái Khi lựa chọn nút ấn, ta cần ý đến thông số kỹ thuật sau: + Dòng định mức + Điện áp định mức Nỳt n thng m + Trạng thái cặp tiếp điểm có ngoại lực tác động ngoại lực tác động Trên sơ đồ nguyên lý, nút ấn đợc úng ký hiệu nh sau: Nỳtthờng n thng Đồ án tốt nghiệp 25 Nỳt n liờn ng Lớp: TH Điện B/K55 Trờng Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Điện Hình 22 Ký hiệu nút ấn Chọn nút ấn thoả mãn điều kiện Uđm U1 = 220V Iđm Iđmđk = 14,3 (A) Ta chọn loại nút ấn BT 3.6 Bộ dây dẫn (Conductor wire) Nên hiểu rõ thông số ghi dây điện nh tiết diện, lõi đồng, số sợi đồng, điện áp, dòng điện để tính toán lựa chọn dòng điện phụ tải xác để chọn dây dẫn thích hợp Lựa chọn dây dẫn có dòng điện nhỏ dòng điện phụ tải gây cháy nổ, chập mạch, ngợc lại gây lãng phí - Để kiểm tra chất lợng dây dẫn đếm số sợi lõi có xác nh ghi bên vỏ dây điện hay không Lựa số sợi đếm đợc không đủ so với số sợi ghi bên dây dẫn không đảm bảo độ an toàn Dây đồng bên chất lợng tốt có mầu vàng đỏ, bóng mềm Ngợc lại, dây đồng chất lợng có mầu vàng đen dễ gãy bị uốn cong - Kiểm tra lớp vỏ nhựa bên ngoài, nhựa tốt mềm mại uốn cong, ngợc lại nhựa có chất lợng gìn cứng Tốt nên chọn mua dây dẫn điện nhà sản xuất có uy tín Đồ án tốt nghiệp 26 Lớp: TH Điện B/K55 Trờng Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Điện Hình 23 Dây dẫn * Tính chọn dây dẫn Lựa chọn dây dẫn cho mạch lực Chọn theo tiêu chuẩn mật độ dòng kinh tế (JKT) với thời gian sử dụng Tmax = 3000 5000 giờ/năm JKT = 5A/ mm2 với dây đồng Dòng điện mà dây dẫn chịu đợc: I Im ax = I tt = 14,3 = 20,16 (A) Tiết diện dây dẫn: S= I max 20,16 = = (mm2) JKT 1,1 Vậy ta chọn đồng A 50 có đờng kính (mm) 3.8.1 Động (Đ) không đồng (KĐB) Khái niệm: Là loại máy điện xoay chiều làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ Có tốc độ quay Roto n (tốc độ quay máy) khác với tốc độ quay từ trờng n1 Máy điện KĐB có hai loại dây quấn stato (sơ cấp) nối với lới điện tần số không đổi f dây quấn Roto (thứ cấp) đợc nối tắt khép kín qua điện trở Dòng dây quấn Roto đợc sinh nhờ sức điện động cảm ứng có tần số f2 phụ thuộc vào tốc độ Roto có nghĩa phụ thuộc vào tải trục máy Cũng nh máy khác, máy điện không đồng có tính thuận nghịch nghĩa làm việc chế độ động điện nh chế độ máy phát điện Đồ án tốt nghiệp 27 Lớp: TH Điện B/K55 Trờng Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Điện Động điện không đồng so với loại động khác có cấu tạo phơng thức vận hành không phức tạp, giá rẻ, làm việc tin cậy nên đợc sử dụng nhiều sản xuất sinh hoạt 3.8.2 Cấu tạo Giống nh loại máy điện khác máy điện KĐB gồm có: Phần tĩnh (Stato): Trên Stato có vỏ, lõi thép dây - Phần vỏ máy có tác dụng cố định lõi sắt, dây cuốn, không dùng làm mạch dẫn từ Vỏ máy thờng làm gang Đối với máy có công suất tơng đối lớn (1000W) thờng dùng tầm thép hàn lại thành vỏ Tùy cách làm nguội máy mà loại vỏ khác - Lõi thép phần từ, từ trờng qua lõi thép từ trờng quay nên dễ giảm tổn hao lõi thép, làm thép kỹ thuật điện dày 0,5mm ép lại đờng kính lõi nhỏ 990mm dùng ép lại Mỗi thép kỹ thuật điện có sơn phủ cách điện bề mặt để giảm tổn hao dòng điện xoay chiều gây Nếu thép ngắn ghép thành khói, lõi tép dài ghép thành từ thép ngắn, thép dài (6 ữ 8) (cm) đặt cách 1cm để thông gió cho tốt Mặt dây thép có sẻ rãnh để đặt dây - Dây cuốn: Đợc đặt rãnh lõi thép đợc cách điện tốt với lõi sắt - Phần quay (Roto) Roto có hai loại chính: Roto kiểu dây Roto kiểu lồng sóc đề tài điều khiển Roto lồng sóc nên nói kỹ - Roto kiểu lồng sóc: Kết cấu lõi dây khác với loại dây Stato - Trong rãnh lõi sắt Roto đặt vào dẫn đồng hay nhôm dài khỏi lõi sắt đợc nối tắt hai vòng ngắn mạch đồng hay nhôm tạo thành lồng, ngời ta gọi lồng lồng sóc - Dây lồng sóc không cần cách điện với lõi sắt, để cải thiện tính mở máy máy có công suất tơng đối lớn, rãnh Roto làm thành rãnh sâu làm thành hai rãnh lồng sóc hay gọi lồng sóc kép Trong máy điện cỡ nhỏ, rãnh Roto đợc làm chéo góc so với tâm - Khe hở: Vì Roto khối tròn nên khe hở đều, khe hở máy điện KĐB nhỏ (0,2 ữ 1) mm Trong máy điện nhỏ vừa để hạn chế dòng từ hoá lấy từ lới nh làm cho hệ số công suất cao 3.8.3 Nguyên lý làm việc Đồ án tốt nghiệp 28 Lớp: TH Điện B/K55 Trờng Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Điện Khi ta cho dòng ba pha với tần số f vào dây Stato tạo từ trờng P đối cực từ quay với tốc độ n1 = 60 f P Từ trờng quay cắt dẫn dây Roto cảm ứng suất điện động Và dây quấn Roto nối ngắn mạch Nên sức điện động cảm ứng sinh dòng dẫn Roto Lực tác dụng tơng hỗ từ trờng quay chiều từ trờng tốc độ n Tốc độ n máy nhỏ tốc độ quay n chuyển hoá động tơng đối Trong dây Roto suất điện động dòng cảm ứng, lực điện từ Độ chênh lệch tốc độ quay tốc độ máy gọi độ trợt n2 N2 = 1/n Hệ số trợt tốc độ: S= n2 n1 n = n1 n1 Khi Roto đứng yên (n = 0) hệ số trợt s = roto quay định mức s = (0,02ữ0,06) tốc độ động n = n1 (1 S ) = Đồ án tốt nghiệp 60 f (1 S ) P 29 (V/ph) Lớp: TH Điện B/K55 Trờng Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Điện 3.8.4 Các đại lợng định mức - Cũng nh loại máy điện khác, động KĐB có trị số định mức đặc trng cho điều kiện kỹ thuật máy - Các trị số nhà thiết kế, chế tạo quy định ghi nhãn máy - Các trị số động KĐB là: Công suất định mức Pđm (W, KW) Dòng điện định mức Iđm (A) Điện áp định mức Uđm = (V, KV) 3.8.5 Tính toán dây cho động (hình vẽ) Thông số kỹ thuật dây kiểu xếp kép: Z = 36; 2P = 4; a = 1; m = Đồ án tốt nghiệp 30 Lớp: TH Điện B/K55 Trờng Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Điện Phần IV Thiết kế, thiết lập sơ đồ mạch điện, mô hình thực Thiết kế mạch mở máy tam giác tự động có đảo chiều quay trực tiếp 4.1 Giới thiệu trang thiết bị sơ đồ - áptomát ba pha (CB) - Động KĐB (Đ) có Pđm = 7,5 (KW) = 1450 (v/p), Cos = 0,88 U = 220/380 (V), = 0,9 - Công tắc tơ gồm KP, KT, KY, K - Rơle thời gian gồm TH - Rơle thời gian OLR - Bộ nút ấn gồm nút ấn liên động 4.2 Tính toán thiết kế - Tính toán thiết kế phải tính cho cẩn thận Không nên tính thấp quá, không nên tính cao - Nếu ta tính thấp động làm việc gây cháy nổ làm h thiết bị dây dẫn - Nếu chọn cao gây lãng phí tiền 4.3 Tính liên động bảo vệ - Bảo vệ ngắn mạch thông qua áp to mát CB - Bảo vệ tải cho động Đ thông qua rơle nhiệt OLR - Bảo vệ điện áp báo thông qua tiếp điểm KP (5-7) KT(11-13) - Khống chế không cho KP, KT đồng thời làm việc thông qua hai tiếp điểm thờng đóng KP(13-15) KT(7-9) - Khống chế không cho KY, K đồng thời làm việc thông qua hai tiếp điểm thờng đóng KY(4-2) K(6-2) - Khống chế không cho KH đồng thời làm việc thông qua hai tiếp điểm thờng đóng KP(4-8) KT(8-10) 4.4 Sơ đồ nguyên lý mạch nguyên lý làm việc Đồ án tốt nghiệp 31 Lớp: TH Điện B/K55 Trờng Đại học Công Nghiệp Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Khoa Điện 32 Lớp: TH Điện B/K55 Trờng Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Điện 4.4.1 Sơ đồ nguyên lý mạch khởi động động đổi nối / tam giác Sơ đồ bố trí lắp giáp mạch khởi động Y/ quay hai chiều ATM KT KP KN ON RT KY ON K OFF Cầu đấu 4.4.2 Nguyên lý làm việc Chun b : - úng ATM, ngun in la L1, L2, L3 qua Aptomat n ch mỏ trờn ca tip im ng lc, ng thi ờn ch cỏc tip im ng lc, ng thi n ch cỏc tip im thng m ca mch iu khin Đồ án tốt nghiệp 33 Lớp: TH Điện B/K55 Trờng Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Điện iu khin ng c chy phi - Mun cho ng c hot ng theo chiu phi thỡ ta tỏc ng vo nỳt MP, tip im MP 5- úng li Cun KP cú in theo ng 1-3-5-7-9-KP-2 Cun KP cú in úng tip im mch lc li chun b cho ng c lm vic ng thi úng tip im KP 5-7 li trỡ úng tip im KP 3-17 li cỏp in cho mch phớa sau lm vic Lỳc ny r le thi gian Rth cú in theo ng 1-3-17 Rth-2 Cun KY cú in theo ng 1-3-17-21KY -6-2, m tip im KY 4-2 khụng cho cun K lm vic ng thi, cun KY cú in úng tip im KY mch lc li ụng c lm vic tin hnh ng ng c theo ch Y v quay theo chiu phi Sau mt thi gian ó nh thỡ tip im thng úng m chm Rth 17-19 úng li Cun K cú in theo ng 1-3-17-19-K-4-2, m tip im K6-2 khụng cho cun KY lm vic ng thi Cun K cú in úng ba tip im K mch lc li ng c lm vic nh mc ch ny iu khin ng c chy trỏi Mun cho ng c hot ng theo chiu trỏi thỡ ta tỏc ng vo nỳt MT tip im MT úng li cun KT cú in theo ng 1-3-11-13-15-KT-2 Cun KT cú in úng ba tip im KT mch lc li, chun b cho ng c lm vic ng thi úng tip im KT11-13 li trỡ, ng thi úng tip im KT3-17 li cp in cho mch phớa sau lm vic Lỳc ny Rle thi gian Rth cú in theo ng 1-3-17-21 KY-6-2 v m tip im KY 4-2 khụng cho cun K lm vic ng thi Cun KY cú in úng tip im KY mch lc li ụng c lm vic tin hnh ng ng c theo ch Y v quay theo chiu trỏi Sau mt thi gian ó t trc thỡ tip im thng úng m chm Rth 17-21 m ra, cun KY mt in m ba tip im KY mch lc v úng tip im KY 4-2 li, ng thi tip im thng Đồ án tốt nghiệp 34 Lớp: TH Điện B/K55 Trờng Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Điện m úng chm Rth17-19 úng li Cun K cú in theo ng 1-3-1719-KY-4-2, m tip im K 6-2 khụng cho cun KY lm vic ng thi Cun K cú in úng tip im K mch lc li ng c lm vic n nh ch ny Mun dng ng c ta n vo nỳt D, cun KP, KT, RTH, K,KY mt in m cỏc tip im ng c dng theo quỏn tớnh Đồ án tốt nghiệp 35 Lớp: TH Điện B/K55 Trờng Đại học Công Nghiệp Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Khoa Điện 36 Lớp: TH Điện B/K55 Trờng Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Điện Phần V phạm vi ứng dụng đề tài * ứng dụng lý thuyết Trên đà phát triển khoa học kỹ thuật nhiều thành tựu khoa học đợc ngời áp dụng, gắn liền với lý thuyết thực hành với mục tiêu Công nghiệp hoá - đại hoá đất nớc Cộng nghiệp hoá, đại hoá trình chuyển đổi toàn diện hoạt động sản xuất, xây dựng phơng tiện máy móc phơng pháp tiên tiến, đại dựa vào phát triển công nghiệp phát triển khoa học công nghệ nớc ta tiến khoa học kỹ thuật, điện tử, tin học nên trang thiết bị điện phát triển theo thay đổi đáng kể so với kinh tế ngày xuất nhiều dây chuyền sản xuất có mức độ tự động hoá cao, hệ chuyền động điện đại Làm tăng xuất lao động, nâng cao chất lợng kỹ thuật, làm nhẹ cờng độ lao động Có đợc kết nh đóng góp từ tầng lớp xã hội tầng lớp trí thức, họ ngời đợc trang bị kiến thức từ nhà trờng thầy cô bạn bè Chúng em học sinh chuyên ngành điện trờng ĐHCN Hà Nội Chúng em đợc thầy cô chuyền đạt lợng kiến thức cần thiết, mang kiến thức áp dụng vào thực tế để góp phần đa nghiệp đại hoá nớc nhà tới thắng lợi Sau thời gian học tập nghiên cứu trờng chúng em thu đợc lợng kiến thức bổ ích Sự dậy bảo thầy cô khoa Điện bị cho chúng em lợng kiến thức để trờng chúng em có đề tài thực tế trình độ lực học sinh khoa Điện với đề tài: Thiết kế mạch mở máy tam giác tự động mở máy trực tiếp điều khiển động quay hai chiều Là tập hợp lợng kiến thức tơng đối lớn áp dụng cách có hệ thống, kết hợp đắn môn chuyên ngành trình thiết kế lắp ráp hệ thống hình thành đầy đủ tổng quát Quá trình thực làm đề tài gắn lý thuyết thực hành để nâng cao vai trò lắp ráp sửa chữa, giúp chúng em có thêm kinh nghiệm quý báu nghị lực mạnh mẽ để sau thực tế khỏi bỡ ngỡ với điều kiện khắc nghiệt xã hội * ứng dụng thực tế Ngày ứng dụng khoa học kỹ thuật hệ chuyền động điện ngày phát triển, công nghệ mạch máy công cụ chuyên dùng ngày đợc hoàn thiện đáp ứng đợc yêu cầu tốc độ tác động nhanh, độ xác Đồ án tốt nghiệp 37 Lớp: TH Điện B/K55 Trờng Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Điện cao góp phần lớn cho việc nâng cao sản xuất lao động, hạ giá thành sản phẩm, sản phẩm có chất lợng tốt, mẫu mã đẹp đa chủng loại, nhng thực tế hệ chuyển động có đủ yếu tố nh Cho nên việc chọn hệ truyền động phù hợp với loại máy sản xuất đòi hỏi ngời thiết kế phải am hiểu sâu sắc hệ truyền động điện loại máy, kết hợp hợp lý khí cụ điện với cách sáng tạo, an toàn kinh tế Trong trình khởi động làm việc máy sản xuất, máy công cụ máy chuyên dùng có dòng điện khởi động lớn không cho phép khởi động trực tiếp hay phát nóng động nh sụt áp xảy lới điện, để hạn chế dòng khởi động động ta hạ điện áp nguồn cấp cho phần ứng động Quá trình làm việc chế độ (Y) nh chế độ tam giác () đợc ứng dụng rộng rãi ngành công nghiệp công nghiệp sản xuất máy công cụ, máy phay, máy bào, máy tiện v.v Nh chúng em lựa chọn đề tài: Thiết kế mạch mở máy tam giác tự động mở máy trực tiếp điều khiển động quay hai chiều Mô hình đợc ứng dụng làm mô hình học tập nâng cao tay nghề cho sinh viên chuyên ngành Điện, đồng thời thấy đợc mạch máy quan trọng nh công nghiệp Mặc dù mạch máy mô theo mạch máy thờng gặp thực tế mô hình giúp chúng em dễ dàng sửa chữa mạch máy tơng tự sống Đồ án tốt nghiệp 38 Lớp: TH Điện B/K55 Trờng Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Điện Kết luận Qua việc làm đồ án môn học giúp chúng em nhiều điều, nhiều kinh nghiệm việc sửa chữa vận hành máy móc Chúng em nắm bắt đợc nguyên lý hoạt động cách điều khiển động cơ, phơng pháp tính toán chọn thiết bị điều khiển phù hợp với yêu cầu loại máy móc Tuy nhiên khoảng thời gian có hạn kinh nghiệm thực tế yếu nên đồ án có nhiều thiếu sót Em mong nhận đợc giúp đỡ thầy cô giáo Một lần chúng em xin chân thành cảm ơn thầy cô môn cô Trần Kim Thành hớng dẫn bảo giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án Chúng em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, 20 tháng năm 2012 Sinh viên Vũ Thành Trung Đồ án tốt nghiệp 39 Lớp: TH Điện B/K55 [...]... chạy sao lâu quá và cũng không nên chuyển sang tam giác sớm Chính vì vậy, ta cần xác định và tính toán thời gian phù hợp của quá trình khởi động động cơ đổi nối sao tam giác (Y/) 2.5 Thời gian khởi động động cơ đổi nối sao sang tam giác (Y/ ) Nếu ta khởi động động cơ bằng phơng pháp trực tiếp thì dòng điện khởi động rất cao sẽ gây ra hiện tợng sụt áp trên mạng điện Do đó, ta phải khởi động động cơ bằng... KV) 3. 8.5 Tính toán dây cuốn cho động cơ (hình vẽ) Thông số kỹ thuật của bộ dây cuốn kiểu xếp kép: Z = 36 ; 2P = 4; a = 1; m = 3 Đồ án tốt nghiệp 30 Lớp: TH Điện B/K55 Trờng Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Điện Phần IV Thiết kế, thiết lập sơ đồ mạch điện, mô hình thực 4 Thiết kế mạch mở máy sao tam giác tự động có đảo chiều quay trực tiếp 4.1 Giới thiệu trang thiết bị trong sơ đồ - áptomát ba pha (CB)... (CB) 1 cái - Động cơ KĐB (Đ) có Pđm = 7,5 (KW) = 1450 (v/p), Cos = 0,88 U = 220 /38 0 (V), = 0,9 - Công tắc tơ gồm 4 chiếc KP, KT, KY, K - Rơle thời gian gồm 1 chiếc TH - Rơle thời gian OLR - Bộ nút ấn gồm 3 nút ấn liên động 4.2 Tính toán thiết kế - Tính toán thiết kế làm sao chúng ta phải tính cho cẩn thận Không nên tính thấp quá, và không nên tính cao quá - Nếu ta tính thấp quá động cơ làm việc sẽ... điện bằng tay nhng có thể tự ngắt mạch điện khi có sự cố quá tải, ngắn mạch, sụt áp và truyền công suất ngợc Hình 5 áp to mát (CB - Circuit breaker) Theo cơ cấu tác động tự ngắt có 3 loại: CB nhiệt, CB điện từ và CB từ điện Theo kết cấu có 3 loại: CB 1 cực, CB 2 cực và CB 3 cực Theo điện áp sử dụng có 2 loại: CB 1 pha (có cực hoặc không có cực) và CB 3 pha (có 3 cực) Theo công dụng có nhiều loại: CB... động cơ nối tam giác, tốn công tắc tơ khi chuyển từ sao sang tam giác, động cơ bị giật do xung dòng điện lớn * ứng dụng Sử dụng phơng pháp này để khởi động động cơ dới chế độ không tải nh là bơm, các máy trong ngành gỗ Ngoài ra nếu có tải thì phải sử dụng phù hợp với tải không yên mô ment khởi động lới Đồ án tốt nghiệp 13 Lớp: TH Điện B/K55 Trờng Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Điện Phần III Tính toán. .. Hình b Hình a Hình 4 Giản đồ biểu thị đờng đặc tính cơ khởi động sao tam giác Khi mở máy ta nối cuộn dây hình sao để điện áp đặt vào giảm xuống Khi đó, moment mở máy (Mmở máy), moment động cơ (Mđc) và moment cản (Mc) lần lợt xuất hiện ở hình a ta thấy rằng, nếu để thời gian chạy lúc các cuộn dây nối sao (Y) quá lâu thì momnt cản (M c) sẽ lớn hơn moment mở máy (Mmở máy) Vì khi đó, động cơ bắt đầu khởi. .. sẵn trên mỗi động cơ mà nhà chế tạo đó tính Khi đó moment gia tốc (Ma) đợc tính: Ma = Mđc - Mcb Vậy công thức tính thời gian khởi động động cơ đổi nối sao tam giác là: t = 2,67.10 3 M at n Ma 2.6 Nhận xét Đồ án tốt nghiệp 12 Lớp: TH Điện B/K55 Trờng Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Điện * Ưu điểm Giảm dòng khởi động giảm đi một phần ba lần so với phơng pháp khởi động trực tiếp Chi phí không đắt hơn... Nghiệp Hà Nội Khoa Điện Phần III Tính toán chọn thiết bị Tính chọn thiết bị của một số khí cụ điện trong mạch khởi động động cơ đổi nối sao - tam giác (Y/) Khi tính toán lựa chọn thiết bị làm việc lâu dài cần đảm bảo sự tin cậy an toàn và kinh tế Ta phải dựa vào các thông số có sẵn trên mặt động cơ Thông số: Pđm = 7,5 (KW) Uđm = 38 0 (V) Cos = 0,88 n = 1450 (v/p) 3. 1 áp to mát (CB Circuit breaker) áp to... khởi động thì hệ số trợt giảm xuống từ s =1 đến còn khoảng s = (0,02 ữ 0,06) Trong trờng hợp này dòng điện khởi động sẽ giảm nhng không có lợi về moment động cơ do moment cản sẽ tăng lên Còn ở hình b ta thấy rằng nếu chuyển các cuộn dây của động cơ từ đấu sao (Y) sang đấu tam giác () sớm thì dòng điện khởi động sẽ tăng lên rất cao gây ra hiện tợng sụt áp của mạng điện Từ đó, ta có thể kết luận rằng không. .. phù hợp 3. 4 Rơ le thời gian (TR Timer relay) Rơle thời gian đợc dùng nhiều trong các mạch tự động điều khiển Nó có tác dụng làm trễ quá trình đóng, mở các tiếp điểm sau một thời gian chỉ định nào đó Thông thờng rơle thời gian không có tác động trực tiếp trên mạch động lực mà nó tác động gián tiếp qua mạch điều khiển Vì vậy, dòng điện định mức của các tiếp điểm trên rơle thời gian không lớn, chỉ có vài ... Khởi động động tam giác Khởi động động - tam giác biện pháp khởi động động có công suất trung bình Chỉ áp dụng đợc với động hoạt động với sơ đồ tam giác Khi khởi động, động đợc nối sao, lúc điện... khởi động động đấu tam giác ( ) Kết thúc trình khởi động sao, động đợc chuyển sang đấu tam giác Khi đó, điện áp đặt lên cuộn dây pha động là: Up = Ud Và dòng điện động đấu tam giác là: Ip = Id... chỉnh lại từ chế độ sang tam giác (Loại chuyển hở) Do xuất hồ quang điện trình chuyển mạch tam giác Chỉ làm việc với động nối tam giác, tốn công tắc tơ chuyển từ sang tam giác, động bị giật xung