Tính toán ,lắp ráp mô hình mạch điện điều khiển, động cơ quay 2 chiều có hãm ngược

PHỤ LỤCLời nói đầuLời cảm ơnPhần I : CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TRANG BỊ ĐIỆN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ MÁY ĐIỆN Chương I : Cơ sở lý thuyết về trang bị điện Chương II: Cơ sở lý thuyêt về khí cụ điện 1.Khái niệm về khí cụ điện 2.Nam châm điện 2.1.Khái niệm về nam châm điện 3.Sự pháp nóng của khí cụ điện3.1.Khái niệm về sự phát nóng của khí cụ điện3.2.Các dạng năng lượng tổn hao3.3.Các phương pháp trao đổi nhiệt3.4.Tính toán nhiệt ở chế độ xác lập3.5.Quá trình phát nóng ở chế độ quá độ2.2.2..Cấu tạo,thông dụng và phân loại động cơ điện3.6.Quá trình phát nóng khi ngắn mạch4.Lực điện động ở khí cụ điện 5.Hồ quang điện5.1.Khái niệm về hồ quang điện5.1.1.Quá trình phóng điện trong chất khí5.1.2.Quá trình Ion hóa6.Tiếp xúc điện6.1.Khái niệm về tiếp xúc điện7.Cách điện trong khí cụ điện7.1.Khái niệm7.2.Các yếu tố ảnh hưởng đến cách điệnChương III: Cơ sở lý thuyết về máy điện3.1..Khái niệm về máy điện và truyền động điện3.1.1..Khái niệm về truyền động điện3.2.Khái niệm máy điện 3.2.1..Khái niệm máy điện3.2.2..Cấu tạo,thông dụng và phân loại động cơ điệnChương IV: Các phương Pháp hãm động cơ không đồng bộC¸c ph­¬ng ph¸p h•m ®éng c¬ kh«ng ®ång bé 3 pha1.a H•m t¸i sinh:1.b H•m ®éng n¨ng1.1.2 H•m ®éng n¨ng tù kÝch1.3 H•m ng­îc 1.3.1 §­a ®iÖn trë phô vµo m¹ch r«toPHẦN II: THIẾT KẾ LẬP SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN VÀ SƠ ĐỒ TRÃI BỘ DÂY CỦA DỘNG CƠChương I:Thiết lập sơ đồ nguyên lý mạch điện Chương II:Sơ đồ trãi bộ dây của động cơ I.Tính toán sơ đồ trãi của động cơII.Sơ đồ trãi của động cơPHẦN III:GIẢI THÍCH QUÁ TRÌNH LÀM VIỆC CỦA MẠCH ĐIỆN.I . nguyªn lý lµm viÖc cña m¹ch ®iÖn 1.Trªn m¹ch ®iÒu khiÓn ®­îc bè trÝ c¸c ®Ìn b¸o hiÖu:2.Nguyªn lý:3.Qu¸ tr×nh lµm viÖc thuËn ( quay ph¶i)4.Qu¸ tr×nh lµm viÖc ng­îc( quay tr¸i)II. S¬ ®å bè trÝ thiÕt bÞ vµ s¬ ®å ®i d©y:PHẦN IV:CÁC KHÍ CỤ ĐIỆN DÙNG TRONG MẠCH ĐIỆNChương I:Các khí cụ điện bảo vệ và phân phối trong mạch điệnI.Cầu chì1.1.Khái niệm về cầu chì1.2.Phát nóng của dây chảy khi làm việc1.3.Phát nóng của dây chảy khi ngắn mạchII.Aptomat:2.1.Cấu tạo aptomat2.2.Phân loạiIII.Rơle3.1.Khái niệm chung về rơle3.2.Các bộ phận của rơle3.3 Phân loại rơle3.4. role nhiet 3.5 . R¬le tèc ®é .IV Khái niệm về khởi động từ4.1.Khái niệm về khởi động từV.Rơle nhiệtPHẦN V :TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ KHÍ CỤ ĐIENI.Tính chọn cầu chìII.Tính chọn aptomat2.1.Các thông số chủ yếu lựa chọn aptomat2.2. Điều kiện aptomat

LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm vừa qua nền kinh tế nước ta đã đạt được nhiều

thành tựu to lớn, tạo ra những tiền đề cơ bản để bước vào thời kỳ mới, thời

kỳ công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước mà trong đó ngành điện đóngmột vai trò then chốt.Cùng với sự phát triển của nền kinh tế, nhu cầu về điệnnăng không ngừng gia tăng , thêm vào đó, việc áp dụng các quy trình côngnghệ tiên tiến trong nhiều lĩnh vực khác nhau dẫn đến sự ra đời của hàngloạt máy móc hiện đại, đòi hỏi yêu cầu về chất lượng , độ tin cậy và antoàn…hết sức nghiêm ngặt Điều đó đòi hỏi hệ thống điện phải được thiết

kế hoàn hảo, đảm bảo về hệ thống điện ở mức cao nhất

Đồ án tốt nghiệp là một bài kiểm tra của học sinh–sinh viên của cáctrường Đại học-Cao đẳng và trung học chuyên nghiệp trước lúc ra trường

Đồ án tốt nghiệp là tập hợp kiến thức về lý thuyết cũng như thực hànhcủa mỗi học sinh –sinh viên sau quá trình học tập ở trường , đồng thời giúpcho sinh viên ngành kỹ thuật điện có nhiều lĩnh vực để nghiên cứu

Ở bài đồ án tốt nghiệp này em muốn đi sâu nghiên cứu tính toán ,lắpráp mô hình mạch điện điều khiển, động cơ quay 2 chiều có hãm ngược vớicác yêu cầu sau :

P=3,7KW, n = 1490 v/p, U=380, cosφ=0,85∆/Y

Do thời gian chưa được nhiều và kiến thức còn hạn hẹp, do đó trongbài đồ án không thể tránh khỏi những sai sót Kính mong các thầy giáo, côgiáo trong khoa kỹ thuật điện , đặc biệt là thầy giáo Mai Thế Thắng tạo điềukiện giúp đỡ em , để em hoàn thành bài đồ án tốt nghiệp một cách tốt nhất

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp nhóm chúng em nói chung

và bản thân em nói riêng xin chân thành cảm ơn các thầy giáo cô giáo trongkhoa kỹ thuật điện , đặc biệt là thầy giáo Mai Thế Thắng đã tạo mọi điềukiện giúp đỡ hết sức nhiệt tình để em hoàn thành được đồ án tốt nghiệp này

Em xin kính gửi tới các thầy giáo cô giáo trong khoa kỹ thuật điện vàthầy giáo Mai Thế Thắng lời chúc sức khỏe và thành công

Do lượng kiến thức còn hạn hẹp, và thời gian chưa được nhiều, nênkhông tránh khỏi những sai sót

Kính mong các thầy cô giáo trong khoa kỹ thuật điện nói chung vàthầy giáo Mai Thế Thắng tạo điều kiện giúp đở em để em hoàn thành báocáo và đồ án tốt nghiệp được tốt nhất

Lời nhận xét của thầy giáo hướng dẫn

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Hà nội, ngày…tháng….năm 2006

Lời nhận xét của hội đồng bảo vệ

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Hà nội , ngày… Tháng… Năm 2006

GIỚI THIỆU CHUNG VÀ CễNG DỤNG CỦA MẠCH MÁY

Bớc vào thế kỷ 21 là bớc vào những thời kỳ cạnh tranh gay gắt củanền công nghiệp, trong đó phải kể đến những thành tựu to lớn của các nhàkhoa học đã chế tạo ra những thiết bị, vật liệu rất phù hợp và phục vụ lợi íchsát sao cho con ngời nh năng suất lao động, chất lợng kỹ thuật của quá trìnhsản xuất và độ tin cậy của một máy sản xuất, phục vụ rất nhiều vào ngành

điện , mạch điều khiển trang bị cho máy ở nớc ta đẫ và đang nhập khá nhiềuloại máy móc thiết bị rất hiện đại , trong đó có rất nhiều kiểu v mạch điệnà mạch điện

điều khiển động cơ quay hai chiều hãm ngựoc cũng đợc quan tâm nhiềutrong các nhà máy xí nghiệp….mạch điện điều khiển động cơ quay hai chiều.mạch điện điều khiển động cơ quay hai chiềuhãm ngợc co rất nhiều u điểm nh hãm dừng nhanh , mạch điều khiển đơngiản

Bên cạnh đó nó còn có một số nhợc điểm khi hãm dừng nhanh độngcơ có công suet lớn sẽ gây ra độ giật, tổn hao năng lợng lớn trong quá trìnhhãm

Để rõ hơn về mạch điều khiển động cơ quay hai chiều hãm ngợc ta

sẽ đI sâu vào nghiên cứu mạch đợc thuýêt minh ở các phần sau

Phần I: Cơ sở lý thuyết về trang bị điện

Khí cụ điện và máy điệnChương I : Cơ sở lý thuyết về trang bị điện

Ngày nay, trong lĩnh vực sản xuất của nền kinh tế quốc dân ,cơ khíhóa có liên quan chặt chẽ đến điện khí hóa và tự động hóa Hai yếu tố saucho phép đơn giản kết cấu cơ khí của máy sản xuất ,tăng năng suất lao động,nâng cao chất lượng kỹ thuật của quá trình sản xuất và giảm nhẹ cường độlao động

Việc tăng năng suất của máy và giảm giá thành thiết bị điện của máy

là hai yếu tố chủ yếu đối với hệ thống truyền động điện và tự động hóanhưng chúng mâu thuận nhau Một bên đòi hỏi sử dụng các hệ thống phứctạp , một bên lại yêu cầu hạn chế số lượng thiết bị chung trên máy và số thiết

bị cao cấp vậy việc lựa chọn một hệ thống truyền động điện và tự đông hóathích hợp cho máy là một bài toán khó

Sách “ Trang bị điện điện tử máy gia công kim loại `` đề cập đến phầnđiện - điện tử của máy gia công kim loại là những chủ yếu và quan trọngtrong công nghiệp nặng của nền kinh tế quốc dân với hai loại máy : máy cắtkim loại và máy gia công kim loại bằng áp lực

Ở mỗi loại máy có các đặc điểm làm việc , phương pháp xác định phụtải , công suất động cơ truyền động cho máy, các đặc điểm và yêu cầu đốivới hệ thống trang bị điện - điện tử của máy , các khâu điều khiển hìnhvàmột số sơ đồ điều khiển của các máy cụ thể trong thực tế

Chương II: Cơ sở lý thuyêt về khí cụ điện

1 Khái niệm về khí cụ điện.

Khí cụ điện là thiết bị dùng để điều khiển,kiểm tra,tự động điều chỉnh,khống chế các đối tượng điện cũng như không điện và bảo vệ chúng trongtrường hợp có sự cố

Khí cụ điện có rất nhiều chủng loại với chức năng nguyên lý làmviệc và kích cỡ khác nhau, được dùng rộng rãi trong mọi lĩnh vực của cuộcsống

Khí cụ điện thường được phân loại theo chức năng, theo nguyên lý

và môi trường làm việc cũng như điện áp

-Theo chức năng, khí cụ điện được phân thành các nhóm chính sau:

a Nhóm khí cụ điện đóng cắt:Chức năng chính của nhóm này làđóng cắt tự động hoặc bằng tay mạch điện ở các chế độ làm việc khácnhau Các khí cụ điện đóng cắt gồm cầu dao, dao cách ly, dao phụ tải, máycắt tự động (aptomat),máy cắt mạch cầu chì ,các bộ phận chuyển đổinguồn.Dao cách ly dung để ngắt mạch khi không có dòng điện và đóng cắtdòng điện không tải của máy biến áp và đường dây.Dao phụ tải dung đểđóng cắt mạch điện khi có tải.Còn cầu chì, máy cắt dung để tự động cắtmạch điện khi bị ngắn mạch

Đặc điểm của nhóm khí cụ điện đóng cắt là tần số thao tácthấp(thỉnh thoảng mới phải thao tác).Do đó tuổi thọ của chúng thườngkhông cao(đến hàng chục ngàn lần đóng cắt)

b.Nhóm khí cụ điện hạn chế dòng điện , điện áp:Nhóm này có chứcnăng hạn chế dòng điện , điện áp trong mạch không tăng quá cao khi bị sựcố.Kháng điện dung để hạn chế dòng ngắn mạch ,còn van chống sét dung đểhạn chế đi ện áp

c.Nhóm khí cụ điện mở máy điều khiển:Nhóm này gồm các loại khí

cụ điện như:các bộ mở máy,khống chế, điện trở mở máy, công tắc tơ,khởi

động từ…Đặc điểm của nhóm này là tần số thao tác cao, có thể tới 1500lần/giờ, vì vậy tuổi thọ của nó có thể tới hàng triệu lần đóng cắt.

d Nhóm khí cụ điện kiểm tra, theo dõi :nhóm này có chức năng kiểmtra, theo dõi sự làm việc của các đối tượng và biến đổi các tín hiệu khôngđiện thành tín hiệu điện.Các khí cụ điện thuộc nhóm này gồm các loạirơle,các bộ cảm biến…Đặc điểm của nhóm khí cụ điện này là công suất thấp, thường được nối mạch ở thứ cấp để biến đổi, truyền tín hiệu

e Nhóm khí cụ điện tự động điều chỉnh, khống chế, duy trì chế độlàm việc và các tham số của đối tượng như các bộ ổn định điện áp, ổn địnhtốc độ, ổn định nhiệt độ…

F.Nhóm khí cụ điện biến đổi dòng điện, điện áp gồm máy biếndòng điện và máy biến áp.Chúng có chức năng biến đổi dòng điện lớn, điện

áp cao thành dòng điện và điện áp có trị số thích hợp,an toàn cho việc đolường, điều khiển , bảo vệ

-Theo nguyên lý làm viẹc,khí cụ điện được chia theo các nhóm vớinguyên lý điện cơ, điện từ, từ điện, điện động, nhiệt, có tiếp xúc và khôngtiếp xúc

-Theo nguồn điện, ta có khí cụ điện một chiều và khí cụ điện xoaychiều.Theo độ lớn của điện áp làm việc, khí cụ điện chia thành khí cụ điện

hạ áp(có điện áp đến 1000V)và khí cụ điện cao áp(điện áp từ 1000V trở lên)

Trong nhóm khí cụ điện cao áp, người ta lại chia thành ba nhóm :khí

cụ điện trung áp có điện áp đến 36kV, khí cụ điện cao áp có điện áp từ 36đến 400kV và khí cụ điện siêu cao áp có điện áp từ 400kV trở lên

-Theo điều kiện môi trường, có các loại khí cụ điện lắp đặt trong nhà,khí cụ điện lắp đặt ngoài trời ,khí cụ điện làm việc trong môi trường dễ cháynổ…

Việc phân loại khí cụ điện chỉ là tương đối, không có ranh giới rõràng Ví dụ như máy biến áp điện lực và máy biến áp điện áp có nguyên lýlàm việc hoàn toàn như nhau,song máy biến áp điện lực lại là máy điện ,còn

máy biến điện áp lại là khí cụ điện Với máy biến áp điện lực ,các chỉ tiêu vềnăng lượng , hiệu suất , tổn hao được quan tâm đặc biệt;còn ở máy biến điện

áp, độ chính xác mới là đại lượng cần quan tâm.Vì vậy trong

thiết kế và tinh toán các thông số về từ cảm ,mật độ dòng điện củamáy biến điện áp thường lấy thấp hơn nhiều so với máy biến áp điện lực

Sự phân biệt giữa máy điện và khí cụ điện còn chưa rõ ràng, ví dụ nhưtrong một máy điện có thể có vài khí cụ điện, và ngược lại trong một khí cụđiện cũng có vài loại máy điện Ở máy biến áp điện lực có các khí cụ điện là

bộ điều chỉnh điện áp, rơle nhiệt độ ,rơle hơi…còn ở máy cắt điện có cácmáy điện như động cơ điện làm nhiệm vụ tích lũy cơ năng cho thao tác, cácmáy biến áp công suất nhỏ cấp nguồn nuôi cho mạch điều khiển…

Tùy theo chức năng , các khí cụ điện có các yêu cầu cụ thể, riêng biệt,nhưng các yêu cầu cơ bản nhất vẫn là các yêu cầu về kĩ thuật và các yêu cầu

về kinh tế

2.Nam châm điện

2.1.Khái niệm về nam châm điện

Nam châm điện (NCĐ) là loại cơ cấu điện từ biến đổi điện năng thành

cơ năng NCĐ được dung rộng rãi trong mọi lĩnh vực như cơ cấu truyềnđộng của rơle điện cơ ,công tắc tơ , các thiết bị đóng cắt ,bảo vệ, như cơ cấuchấp hành của van điện từ ,khớp nối, phanh hãm, bộ phân ly…kiểu điện từ

Hình dáng, kết cấu và kích thước của NCĐ rất đa dạng ,tùy thuộc vàochức năng và mục đích sử dụng.NCĐ có hai bộ phận chính là mạch từ (phầntừ) và cuộn dây (phần điện).Trên hình 1.1 trình bày nguyên lý của một NCĐ

có khe hở không khí làm việc, thường gặp trong các rơle, công tắc tơ…Cuộndây 1 với w vòng được quấn trên lõi của phần tĩnh 2 của mạch từ và nối vớinguồn điện qua khóa K.Phần động 3 của mạch từ (thường gọi là nắp củaNCĐ) nằm cách cực từ của thân NCĐ bởi khe hở không khí δ nhờ lò xophản lực 4

3.Sự pháp nóng của khí cụ điện.

3.1.Khái niệm về sự phát nóng của khí cụ điện.

Ở trạng thái làm việc, trong các bộ phận của thiết bị điện (TBĐ)như:mạch vòng dẫn điện ,mạch từ, các chi tiết bằng kim loại và ccáh điệnđều có tổn hao năng lượng tác dụng và biến thành nhiệt năng.Một phần củanhiệt năng này làm tăng nhiệt độ của TBĐ,còn một phần khác tỏa ra môitrường xung quanh Ở chế độ xác lập nhiệt ,nhiệt độ của thiết bị không tănglên nữa mà đạt trị số ổn định, còn toàn bộ nhiệt năng tổn hao cân bằng vớinhiệt năng tỏa ra môi trường xung quanh

Nếu nhiệt độ của thiết bị điện tăng cao thì cách điện bị già hóa nhanh

và độ bền cơ của các chi tiết bị suy giảm.Khi tăng nhiệt độ của vật liệu cáchđiện lên 8oC so với nhiệt độ cho phép ở chế độ dài hạn thì tuổi thọ của cachsđiện giảm đi 50%.Với vật liệu dẫn điện thông dụng nhất là đồng,nếu tăngnhiệt độ từ 1000C đến 2500C thì độ bền cơ giảm đi 40%.Khi bị ngắn mạch ,

Nhiệt độ các phần tử dẫn điện có thể đạt tới 200 đến 3000C, độ bền cơcủa chúng giảm đi nhiều nên lực điện độngddo dòng ngắn mạch sinh ra cóthể làm hỏng hóc thiết bị điện Độ tin cậy của thiết TBĐ phụ thuộc vào nhiệt

độ phát nóng của chúng ,nhất là của các chi tiết được chế tạo bằng vật liệucách điện

3.2.Các dạng năng lượng tổn hao

-Tổn hao trong các chi tiết dẫn điện

-Tổn hao trong các phần tử sắt từ

-Tổn hao trong vật liệu cách điện

3.3.Các phương pháp trao đổi nhiệt.

3.3.1.Dẫn nhiệt:Là quá trình truyền nhiệt giữa các phần tử có tiếp xúctrực tiếp ,do chuyển động nhiệt của các nguyên tử và phân tử cấu tạo vậtchất tạo nên

3.3.2 Đối lưu là quá trình truyền nhiệt trong chất lỏng , chất khí gắnliền với sự chuyển động của các phần tử mang nhiệt từ nơi có nhiệt độ caođến nơi có nhiệt độ thấp hơn

Có hai dạng đối lưu : đối lưu tự nhiên và đối lưu cưỡng bức

3.3.3.Bức xạ nhiệt : Đây là quá trình tỏa nhiệt của vật thể nóng ra môitrường xung quanh bằng phát xạ song điện từ.

3.4.Tính toán nhiệt ở chế độ xác lập.

-Tiết diện dây dẫn theo dòng điện dài hạn

-Sự phát nóng của dây dẫn có vỏ bọc cách điện

-Sự phát nóng của cuộn dây

4.Lực điện động ở khí cụ điện

Mạch vòng dẫn điện của các thiết bị điện được liên kết bởi chi tiết dẫnđiện có kích thước, hình dáng khác nhau, với các vị trí tương hỗ khácnhau.Khi có dòng điện chạy qua sẽ sinh ra lực cơ khí giữa các chi tiết củamạch vòng và giữa các mạch vòng gần nhau,gọi là lực điện động (LĐĐ)

Ở chế độ làm việc xác lập, vì dòng điện định mức có trị số không lớnnên LĐĐ được sinh ra không đáng kể Nhưng ở chế độ ngắn mạch , dòngđiện đạt trị số rất lớn, có thể làm hỏng thiết bị điện,LĐĐ đạt trị số lớn nhấtkhi trị số tức thời của dòng điện đạt lớn nhất, và được gọi là dòng điện xungkích

Với điện xoay chiều, dòng điện xung kích được tính theo công thức:

IXK=KXK√2.Inm

Trong đó, KXK là hệ số xung kích của dòng điện, tính đến ảnh hưởngcủa thành phần không chu kỳ và thường lấy KXK=1,8 ; Inm là trị hiệu dụngcủa dòng ngắn mạch xác lập.

5.Hồ quang điện

5.1.Khái niệm về hồ quang điện.

5.1.1.Quá trình phóng điện trong chất khí.

Ở điều kiện bình thường,chất khí hầu như không dẫn điện và là môitrường cách điện tốt.Nếu đặt 2 điện cực trong môi trường không khí của mộtđiện trường có cường độ dủ lớn thì có thể phá vỡ tính cách điện của chấtkhí:nó trở nên dẫn điện và có khả năng dẫn dòng lớn, phụ thuộc vào tínhchất của chất khí , áp suất của nó , nhiệt độ môi trường ,vật liệu làm điệncực, độ lớn của cường độ điện trường

5.1.2.Quá trình Ion hóa.

Quá trình Ion hóa gồm các dạng Ion hóa sau:

Quá trình phản Ion là quá trình ngược của quá trình Ion hóa tức

là quá trình suy giảm số lượng Ion trong vùng hồ quang Nguyên nhân chínhgây ra quá trình là tái hợp và khuyếch tán

6.Tiếp xúc điện

6.1.Khái niệm về tiếp xúc điện.

Dòng điện đi từ vật dẫn này qua vật dẫn khác phải đi qua chỗ tiếpxúc.Bề mặt tiếp xúc cho dòng điện đi qua gọi là bề mặt tiếp xúc điện, còncác vật dẫn có bề mặt tiếp xúc điện gọi là tiếp điểm

Dựa vào mối liên kết tiếp xúc, người ta chia tiếp xúc điện rathành ba dạng: tiếp xúc cố định, tiếp xúc trượt và tiếp xúc đóng cắt

Tiếp xúc cố định là loại tiếp xúc không tháo lắp giữa hai vật dẫn,được lien kết bằng ốc ,vít,bulông, đinh tán,hàn, ép, kẹp như giữa thanh cáivới nhau, thanh cái với dây dẫn, giữa dây dẫn với đầu cốt,giữa dây cáp với

dây cáp điện…Tiếp xúc cố định khong những chỉ đảm bảo cho điện trở tiếpxúc bé , mà còn phải chịu lực,mômen khá lớn lên chỗ tiếp xúc như chỗ nốicáp-cáp, thanh cái…

Tiếp xúc trượt là tiếp xúc giữa vật dẫn chuyển động và vật dẫntĩnh.Vật chuyển động dạng quay như cổ góp, vành trượt các máy điện ,dạngtịnh tiến như ở một số máy cắt điện cao áp, cầu trục, tàu điện…Tiếp xúctrượt thường gắn liền với hiện tượng phóng tia lửa điện

Tiếp xúc đóng -cắt là tiếp xúc giữa tiếp điểm tĩnh và tiếp điểm độngcủa các thiết bị đóng cắt và chuyển mạch điện cơ Ở chế độ đóng ,hai tiếpđiểm tiếp xúc chặt với nhau ,còn ở chế độ cắt, chúng tách rời nhau để cắtdòng điện.Những hiện tượng vật lý xảy ra trong quá trình đóng- cắt ,chuyểnmạch ở loại tiếp xúc này xảy ra khá phức tạp

Dựa vào hình dạng chỗ tiếp xúc, người ta chia tiếp xúc điện thành baloại: tiếp xúc điểm,tiếp xúc đường và tiếp xúc mặt

Tiếp xúc điểm là tiếp xúc giữa mặt cầu -phẳng,cầu-cầu,thường gặp ở cácthiết bị đóng cắt có dòng điện bé, dưới 10A.Tiếp xúc đường là tiếp xúc giữamặt trụ -phẳng,giữa hai mặt trụ ,thường gặp ở các tiếp điểm có dòng điện trungbình cỡ vài chục đến hàng trăm ampe.Tiếp xúc mặt là tiếp xúc giữa hai phầncủa mặt phẳng, thường gặp ở các dòng điện lớn đến hàng ngàn ampe

Ở bất kì dạng tiếp xúc nào, muốn có tiếp xúc điện tốt, tức là điện trởtiếp xúc bé, cần phải có lực đủ lớn tác động lên bề mặt tiếp xúcsạch ,nhẵn.Lực này do bulông, ốc vít, đinh tán,kẹp ở tiếp xúc cố định và do

lò xo ,trọng vật…ở tiếp xúc trượt hoặc tiếp xúc đóng cắt tạo nên

7.Cách điện trong khí cụ điện

7.1.Khái niệm

Cách điện đóng một vai trò rất quan trọng trong khí cụ điện Độ tincậy , kích thước, khối lượng và giá thành của khí cụ điện phụ thuộc vào cáchđiện, nhất là với các thiết bị điện có điện áp từ 1000V trở lên.Trong thiết bịđiện có các loại cách điện sau :cách điện giữa các pha, cách điện giữa phavới đất(là phần vỏ kim loại không dẫn điện được nối đất),cách điện giữa tiếpđiểm động và tiếp điểm tĩnh của một pha.Vật liệu cách điện thường dùng có

ba loại :cách điện rắn,cách điện lỏng(như dầu biến áp),cách điện khí(khôngkhí,khí SF6 hay chân không) hoặc tổ hợp của các loại trên.

Cách điện của thiết bị điện phụ thuộc vào điện áp định mức củachúng

Uđm là điện áp dây của hệ thống điện ba pha, được tính theo trị hiệudụng mà thiết bị điện có cấp điện áp tương ứng phải làm việc lâu dài ở hệthống điện đó.Với các thiết bị điện một chiều, điện áp định mức được hiểu làđiện áp của nguồn cấp chow thiết bị

Với điện áp đến 1000V,ta thường gặp các trị số điện áp định mức sau 6; 12; 24; 36; 48; 60; 110; 220; 380; 440; 660V

Với điện áp trên 1000V,các cấp điện áp định mức thường gặp là: 3; 6; 10; 15; 20; 24; 35; 36; 75; 110; 150; 220; 330; 500; 750kVTrong lưới điện với điện áp dưới 36kV gọi law lưới trung áp, còn trên36kV đến 330kV là lưới cao áp, còn khi điện áp cao hơn nữa gọi là siêu cao áp

7.2.Các yếu tố ảnh hưởng đến cách điện.

Đặc trưng cho cách điện law khi có một điện áp đủ lớn đặt lên nó vớithời gian xác định, sẽ có sự phóng điện giữa hai điện cực làm cách điện bịhỏng và sẽ tạo ra cầu dẫn điện giữa chúng.Quá trình phóng điện có thể đánhthủng chất điện môi hoặc phóng trên bề mặt cách điện, phụ thuộc vào rấtnhiều yếu tố như: đặc tính, kích cỡ của chất điện môi, trạng thái bề mặt củacách điện , độ lớn của điện áp,dạng song của nó, thời gian duy trì điện áp…

Khi làm việc, cách điện bị các tác động sau:

-Tác động của điện trường do điện áp gây nên, đó là điện áp định mứccủa lưới điện, quá điện áp do thao tác và quá điện áp có nguồn gốc khíquyển

-Tác động nhiệt do sự thay đổi nhiệt độ của môi trường và nhiệt độ dotổn hao công suất trong thiết bị điện gây nên

-Tác động cơ học lên cách điện do phương pháp cố định cáchđiện ,mối lien kết cơ học của cách điện với các phần tử khác,lực điện độngkhi nhắn mạch tác động lên cách điện…

-Tác động của môi trường như độ ẩm, bụi ,bẩn, các tác nhân hóa học,

áp suất khí quyển…

Chương III: Cơ sở lý thuyết về máy điện

2.1 Khái niệm về máy điện và truyền động điện.

2.1.1 Khái niệm về truyền động điện.

-Hệ truyền động điện là 1 tập hợpấcc thiết bị như: thiết bị từ, thiết

bị điện tử, phục vụ cho việc biến đổi năng lượng điện cơ cũng như gia côngtruyền tín hiệu để điều khiển quá trình biến đổi năng lượng đó

*.Cấu trúc chung của hệ thống truyền động điện

-Bao gồm 2 phần chính:

+Phần lực là bộ biến đổi và điều chỉnh truyền động.Các bộ phận biếnđổi thường dung là bộ biến đổi máy điện( máy phát điện 1 chiều và xoaychiều)

Bộ biến đổi điện từ (khuếch đại từ, cuộn kháng bảo hòa),bộ biến đổiđiện tử( chỉnh lưu tiristo, biênd đổi tần tranzito, tiristo).Động cơ điện có cácloại: động cơ điện 1 chiều ,xoay chiều đồng bộ và xoay chiều không đồngbộvà các loại động cơ điện đặc biệt khác…

+Phần điều khiển gồm các cơ cấu đo lường, các bộ phận điều chỉnhtham số và công nghệ ngoài ra còn các thiết bị điều khiển , đóng cắt phục vụcông nghệ và cho người vận hành đồng thời 1 số hệ truyền động có cả mạchghép nối với các thiết bị tự động khác trong một dây truyền sản xuất

-Tuy nhiên, trong thực tế sản xuất , không phi hệ truyền động nàocũng có đầy đủ cấu trúc như vậy.Cho nên có thể phân loại hệ truyền độngnhư sau:

+Truyền động không điều chỉnh

+Truyền động có điều chỉnh

2.2.Khái niệm máy điện

2.2.1 Khái niệm máy điện.

-Việc nghiên cứu máy điện chow ta biết được các hiện tượng vật lýxảy ra trong máy điện dựa vào các định luật vật lý ta tìm được phương trình

diễn tả sự làm việc của máy điện Đó là một mô hình tính toán từ đó ta thiếtlập được mô hình mạch đó là sơ đồ thay thế của máy điện khai thác sử dụngtheo yêu cầu cụ thể của từng máy.

2.2.2 Cấu tạo,thông dụng và phân loại động cơ điện.

a.Cấu tạo động cơ điện

-Động cơ điện là thiết bị hoạt động dựa trên hiện tượng lực điện từcho nên cấu tạo cơ bản của nó gồm có bộ phận điện là cuộn dây và bộ phậndẫn từ là lõi thép theo kết cấu động cơ điện bao giờ cũng có hai phần:

+Phần tĩnh (stato)

+Phần động (roto)được ngăn cách nhau bằng khe hở không khí-Stato là một khối thép hình vành khăn được đặt vừa khít trong vỏkim loại Vỏ này có hai nắp ở hai đầu.Chính giữa nắp có hai ổ bạc hoặc ổ

bi võ và nắp có nhiệm vụ định vị chow rôt và stato được đồng tâm , để khiquay chúng không được va chạm vào nhau

Trong long stato người ta khoét các rãnh đễ đặt cuộn dây và cuộn dâygọi law cuộn dây stato , nó có nhiệm vụ tạo ra từ trường quay Tùy theo cấutạo của các cuộn dây stato am rãnh này có thể bằng nhau hoặc có thể rộnghẹp khác nhau

Để chống dòng fucô sinh nóng động cơ stato không phi được đúc liềnmột khối am đu8ược ghép bằng thép lá kỹ thuật điệnmõng, bên ngoài thép lá

có phủ lớp sơn cách điện Đa số các stato đều nằm bên ngoài chỉ có một sốtrường hợp đặc biệt đặc biệt đặt nằm bên trong những động cơ điện thôngdụng

- Roto : là một khối thép hình trụ cũng được ghép bằng thép lá kỹthuật điện với rãnh ở mặt ngoài Trong các rãnh có đặt các cuộn dâygọi làcuộn dây roto Chúng có nhiệm vụ sinh ra dòng điện cảm ứng để tác dụngtương hỗ vói từ trường quay làm quay roto chính giữa tâm của roto có mộttrục tròn và thẳng, trụcnày sẽ xuyên qua hai nắp của động cơ ở ổ bạc hoặc ổ

bi để truyền chuyển động quay của roto ra phía ngoài Roto này được gọi là

roto dây quấn.Nó có nhược điểm phải sử dụng bộ góp bằng sợi quét vàvành khuyên nên hay hỏng và sinh ra nhiễm điện từ

b.Các thông dụng và phân loại động cơ điện

-So với động cơ hơi nước và động cơ đốt trong động cơ điện có nhiều

ưu điểm như tiếng ồn nhỏ, không gây ô nhiễm môi trường, kích thước nhỏgọn dung nguồn năng lượng rẻ tiền, tiện lợi trong sử dụng có khả năng tựđộng hóa điều khiển từ xa…Vì vậy nó được sử dụng rộng rãi trong kĩ thuậtcũng như trong dân dụng

-Trong dân dụng động cơ điện dung để phục vụ cho tiện nghi sinhhoạt của con người

- trong công nghiệp ,đa số các máy có nguồn lực là động cơ điện ở đóđộng cơ điện được sử dụng để truyền tải động lực cho các máy công cụ nhờ

hệ thống truyền lực bằng puli ,dây cuaroa, trục khuỷu và các bánh răngtrung gian.Tùy theo yêu cầu về công suất mà các động cơ điện có công suấtlớn thì kích thước phải lớn và ngược lại Theo cấu tạo và nguồn điến sửdụng người ta chia động cơ thành động cơ 1 chiều và động cơ xoay chiều

*Trong đồ án tốt nghiệp về đề tài mô hình mạch điện điều khiển động

cơ quay 2 chiều có hãm ngược em được sử dụng động cơ có các thông sốsau: P=3,7kW, n =1490v/p, U=380, cosφ=0,85, mắc theo kiểu ∆/Y,Z=36

Chương IV: Cỏc phương Phỏp hóm động cơ khụng đồng bộ

1 Các phơng pháp hãm động cơ không đồng bộ 3 pha.

1.a Hãm tái sinh:

Hãm tái sinh xảy ra khi tốc độ quay của rôto lớn hơn tốc độ quay của

từ trờng,(w>w1)

Khi đang làm việc ở trạng thái động cơ thì từ trờng quay cắt qua cácthanh dẫn của cuộn dây stato và rôto theo chiều nh nhau nên sức điện độngStato E1 và sức điện đông rôto E2 trùng pha nhau, còn khi hãm tái sinh E1vẫn giữ chiều nh cũ còn sức điện động E2 có chiều ngợc lại vì khi đó

w> w1 các thanh vẫn giữ rôto cắt từ trờng quay theo chiều ngợc lại.Dòng điện trong cuộn dây đợc tính:

I2 =

s

s

jX R

E

2 2

2

s

jX R

sE

2 2

2

2

12 2

2 2

) ( s

s X R

R E

2 2

) (

2

s

s

X R

R E



Khi chuyể sang hãm tái sinh s<0, chỉ có thành phần tác dụng của dòng

điện rôto đổi chiều, do đó mômen đổi chiều, còn thành phần phản kháng vẫngiữ nguyên chiều cũ ở trạng thái hãm tái sinh động cơ làm việc nh mộtmaý phát điện song song với lới, trả công suất tác dụng về lới còn vẫn tiêuthụ công suất phản kháng để duy trì từ trờng quay

Những động cơ không đồng bộ điều chỉnh tốc độ bằng phơng pháptần số hoặc số đôi cực khi giảm tốc độ có thể thực hiền hãm tái sinh

Đối với những động cơ không đồng bộ đợc sử dụng trong hệ truyền

động có tải là thế năng có thể thực hiện hãm tái sinh học tải trọng với tốc độw>-w1

Hình 1: Đặc tính cơ hãm tái sinh khi giảm tốc độ bằng cách thay đổi tần số.

Hình 2: đặc tính cơ hãm tái sinh của động cơ không đồng bộ với tải thế năng

* Ưu điểm của phơng pháp hãm tái sinh là tiết kiệm năng lợng điệntrong quá trình hãm dừng động cơ Đây là phơng pháp hãm kinh tế nhất vì

Wp4 Wp3 Wp2

1.b Hãm động năng.

Trạng thái hãm động năng xảy ra khi động cơ đang quay ta cắt Stato

động cơ khỏi nguồn điện xoay chiều, rồi đóng vào nguồn một chiều Có 2phơng pháp hãm động năng

1.2.1 Hãm động năng kích từ độc lập

Hình 3: Sơ đồ nguyên lý hãm động năng kích từ độc lập

Phơng pháp thực hiện: muốn hãm động năng thì ta phải cắt nguồnxoay chiều 3 pha khỏi dây quấn Stato và đa nguông 1 chiều vào sẽ sinh ra từthông đứng yên so với Stato Nhng vì rôto của động vẫn quay theo quántính, do đó sẽ xuất hiện 1 sức điện động cảm ứng E2 ở dây quấn rôto Vìrôto đợc đấu kín mạch nên sinh ra dòng điện i2 ở rôto cùng chiều với chiềucủa sức điện động E2 Sự tơng tác giữa dòng điện i2 của dây quấn rôto và

từ trờng đứng yên ở Stato sẽ tạo ra một lực điện từ F ( Xác định theo quy tắcbàn tay trái) Lực điện từ F sinh ra mômen hãm, chiều của mômen ngợcchiều với chiều của tốc độ quay do đó sẽ có tác dụng làm cho động cơ quaychậm lại

1.1.2 Hãm động năng tự kích.

Hình 4: Hãm động năng tự kích dùng tụ điện

Hình 5: Hãm động năng tự kích từ mạch rôto

Hình 6: Nguyên lý tạo mômen hãm động năng động cơ không đồng bộ

Hình 7: Đặc tính hăm động năng tự kích từ độc lập của động cơ không đồng bộ

* Ưu điểm của phơng pháp động năng

Hãm động năng u việt hơn so với hãm ngợc về mặt năng lợng đặc biệt