Điều khiện mở máy và hãm động cơ không đồng bộ roto lồng sóc bằng đổi nối υ∆”

Trường ĐH SPKT Hưng Yên Khoa Điện – Điện Tử TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa Điện-Điện Tử Đồ Án Môn Học CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập-Tự do-Hạnh phúc ĐỒ ÁN MÔN HỌC Nhóm sinh viên thực : 1.Nguyễn Duy Nhân 2.Nguyễn Công Nội 3.Trần Hải Nam Khóa :2011 - 2014 Ngành đào tạo :Kỹ thuật điện Tên đề tài : “Điều khiện mở máy hãm động không đồng roto lồng sóc đổi nối Υ/∆” Số liệu cho trước : Chương trình mô đun đào tạo thực tập trang bị điện Trường Đại Học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên Các tài liệu, giáo trình chuyên môn Nội dung cần hoàn thành : Giới thiệu cấu tạo ,nguyên lý,làm việc động KĐB pha roto dây quấn Thiết kế sơ đồ điều khiển trình mở máy hãm động không đồng ba pha rôto lồng sóc đổi nối Υ/∆ theo nguyên tắc khống chế .Quyển thuyết minh vẽ A0Folie mô tả đầy đủ nội dung đề tài GVHD:Trần văn Chương -1- SVTH :Nguyễn Duy Nhân Nguyễn Công Nội Trần Hải Nam Trường ĐH SPKT Hưng Yên Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Môn Học MỤC LỤC Chương I: Sơ lược cấu tạo, nguyên lý làm việc động 1.1 Khái niệm động điện không đồng 1.2.Cấu tạo nguyên lý hoạt động động không đồng ba pha… 1.2.1 Cấu tạo 1.2.2 Phần tĩnh (stato) 1.2.3 Phần quay(roto) 10 1.2.4: Khe hở 12 1.3 Nguyên lý làm việc động không đồng 12 1.4.Các thông số động không đồng ba pha 16 Chương II: Vấn đề mở máy hãm động không đồng 2.1.Quá trình mở máy động điện không đồng 17 2.2 Các phương pháp mở máy 18 2.2.1.Mở máy trực tiếp động không đồng 18 2.2.2 Phương pháp dùng điện trở mạch roto 20 2.2.3 Phương pháp mở máy cách nối tiếp cuộn kháng điện trở phụ vào cuộn dây stato 21 2.2.4 Phương pháp mở máy qua biến áp tự ngẫu 23 2.2.5 Mở máy động KĐB ba pha phương pháp đổi nối – tam giác .24 2.3 Các phương pháp hãm 25 2.3.1 Hãm tái sinh 25 2.3.2 Hãm ngược 26 2.3.3 Hãm động 29 Chương III: Thiết kế sơ đồ điều khiển trình mở máy hãm GVHD:Trần văn Chương -2- SVTH :Nguyễn Duy Nhân Nguyễn Công Nội Trần Hải Nam Trường ĐH SPKT Hưng Yên Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Môn Học 3.1 Mạch điều khiển mở máy đổi nối Y/∆ dùng nút bấm chuyển đổi 31 3.2 Mạch điều khiển mở máy đổi nối Y/∆, có đảo chiều dùng nút bấm.33 3.3 Mạch điều khiển mở máy Y/∆ chuyển đổi tự động rơle thời gian…35 3.4 Mạch điều khiển mở máy Y/∆ có đảo chiều chuyển đổi dùng rơle thời gian 37 3.5 Mạch động lực mở máy động đổi nối Y/∆ có đảo chiều 38 3.6.Mạch điều khiển mở máy Y/∆ có đảo chiều tay 39 3.7 Mạch điều khiển mở máy Y/∆ có đảo chiều gián tiếp rơle thời gian………………………………………….……………………………….45 3.8 Mạch điều khiển mở máy Y/∆ theo nguyên tắc tốc độ 47 3.9 Mạch điều khiển mở máy Y/∆ tay hãm ngược động theo nguyên tắc thời gian 51 3.10 Mạch điều khiển mở máy theo nguyên tắc thời gian,hãm động theo nguyên tắc thời gian… 55 3.11 Mạch điều khiển mở máy Y/∆ theo nguyên tắc thời gian , hãm ngược theo nguyên tắc thời gian .59 3.12 Mạch điều khiển mở máy Y/∆ theo nguyên tắc thời gian,hãm ngược theo nguyên tắc tốc độ 64 Chương IV: Tính toán,thiết kế sơ đồ 4.1.Khảo sát tính toán động không đồng pha rô to lồng sóc… 65 4.1.1.Thông số động không đồng pha rô to lồng sóc sau khảo sát…………………………………………………………………………….65 4.1.2 Tính toán lựa chọn thiết bị .65 GVHD:Trần văn Chương -3- SVTH :Nguyễn Duy Nhân Nguyễn Công Nội Trần Hải Nam Trường ĐH SPKT Hưng Yên Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Môn Học 4.1.3 Chọn Aptomat……………………………………………………… 66 4.1.4 Chọn Côngtăctơ…………………………………………………… 67 4.1.5 Chọn Rơle nhiệt…………………………………………………….68 4.1.6 Chọn Rơle thời gian…………………………………………… ….68 4.1.7 Chọn nút ấn ……………………………………………………… 68 4.1.8 Chọn dây dẫn mạch………………………………………… 68 4.2 Khái niệm, mục đích, yêu cầu chế tạo Panel…………………… 71 4.2.1 Khái niệm panel…………………………………………………… 70 4.2.2 Mục Đích chế tạo panel…………………………………………… 70 4.2.3: Yêu cầu chế tạo panel………………………………………… 70 4.3 Chọn sơ đồ thực hiện……………………………………………… 74 4.4 Sơ đồ mô cách bố trí thiết bị mạch……………………… 75 4.3.1: Các thiết bị mạch…………………………………………… 75 4.4 Sản Phẩm Hoàn Thành…………………………………………………76 Tổng kết GVHD:Trần văn Chương -4- SVTH :Nguyễn Duy Nhân Nguyễn Công Nội Trần Hải Nam Trường ĐH SPKT Hưng Yên Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Môn Học NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ………………………………………………………………………………… ………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ……………… Hưng Yên, Ngày… Tháng… Năm 2013 Giảng viên hướng dẫn GVHD:Trần văn Chương -5- SVTH :Nguyễn Duy Nhân Nguyễn Công Nội Trần Hải Nam Trường ĐH SPKT Hưng Yên Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Môn Học (kí ,ghi rõ họ tên) NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN ………………………………………………………………………………… ………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… GVHD:Trần văn Chương -6- SVTH :Nguyễn Duy Nhân Nguyễn Công Nội Trần Hải Nam Trường ĐH SPKT Hưng Yên Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Môn Học Hưng Yên, Ngày… Tháng… Năm 2013 Giảng viên phản biện (kí ,ghi rõ họ tên) LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần đây, ngành điện công nghiệp nước ta ngày trọng đầu tư phát triển Trong đó, lĩnh vực trang bị điện – điện tử ngày ứng dụng rộng rãi vào sống hay lao động sản xuất người Từ công nghệ bán dẫn phát triển đời thiết bị biến tần động điện KĐB ba pha roto lồng sóc sử dụng rộng rãi nhà máy, xí nghiệp Nhưng thiếu động điện không đồng ba pha roto lồng sóc truyền động yêu cầu momen lớn có khả điều chỉnh tốc độ đơn giản, thiết bị nâng hạ, hay truyền động cho máy bơm nước Với dẫn dắt Thầy, Cô khoa điện – điện tử trường ĐHSP kỹ thuật Hưng Yên chúng em nhận đề tài “điều khiện mở máy hãm động không đồng roto lồng sóc đổi nối Υ/∆” hướng dẫn thầy Trần văn Chương Với đề tài giao, chúng em vận dụng kiến thức để tìm hiểu nghiên cứu sở lý luận lý thuyết, đặc biệt chúng em tìm hiểu sâu vào tính toán thiết kế phục vụ cho việc hoàn thiện sản phẩm đáp ứng với yêu cầu đề Dưới hướng dẫn bảo nhiệt tình thầyTrần Văn Chương với cố gắng nỗ lực thành viên nhóm chúng em hoàn thành xong đồ án Tuy nhiên thời gian kiến thức hạn chế nên không tránh khỏi thiếu sót thực đồ án Vì chúng em mong nhận nhiều ý kiến đánh giá GVHD:Trần văn Chương -7- SVTH :Nguyễn Duy Nhân Nguyễn Công Nội Trần Hải Nam Trường ĐH SPKT Hưng Yên Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Môn Học góp ý thầy cô giáo, bạn bè để đề tài hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn! GVHD:Trần văn Chương -8- SVTH :Nguyễn Duy Nhân Nguyễn Công Nội Trần Hải Nam Trường ĐH SPKT Hưng Yên Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Môn Học CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA 1.1 Khái niệm động điện không đồng - Động điện không đồng loại động xoay chiều làm việc theo nguyên lýcảm ứng điện từ, có tốc độ quay rotor n (tốc độ quay máy) khác với tốc độquay từ trường n1 - Động điện không đồng có hai dây quấn: Dây quấn stator (sơ cấp) nối vớilưới điện, tần số không đổi f; dây quấn rotor (thứ cấp) nối tắt lại khép kínqua điện trở, dòng điện dây quấn rôto sinh nhờ sức điện động cảm ứngcó tần số không đổi phụ thuộc vào tốc độ rotor (nghĩa phụ thuộc vào tải trêntrục máy) - Cũng loại động điện quay khác, động điện không đồng có tínhthuận nghịch, nghĩa làm việc chế độ động điện, chế độ máyphát điện - Động điện không đồng so với loại động khác có cấu tạo vận hànhkhông phức tạp, giá thành rẻ, làm việc tin cậy nên sử dụng nhiều sản xuấtvà sinh hoạt 1.2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động động không đồng ba pha 1.2.1 Cấu tạo Giống máy điện quay khác, cấu tạo động không đồng gồm hai phận chính stato roto, có vỏ máy, nắp máy trục máy Trục máy làm thép, gắn roto, ổ bi phía cuối trục có gắn quạt gió để làm mát máy dọc trục GVHD:Trần văn Chương -9- SVTH :Nguyễn Duy Nhân Nguyễn Công Nội Trần Hải Nam Trường ĐH SPKT Hưng Yên Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Môn Học Hình 1.1 Cấu tạo động không đồng 1.2.2 Phần tĩnh (stato) Bộ phận chính stato lõi sắt dây quấn, có vỏ máy nắp máy Hình 1.2 a) Mặt cắt ngang stato b) Lá thép kỹ thuật điện GVHD:Trần văn Chương - 10 - SVTH :Nguyễn Duy Nhân Nguyễn Công Nội Trần Hải Nam Trường ĐH SPKT Hưng Yên Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Môn Học có điện Khi tiếp điểm mạch động lực K2 (14;20) (16;20) (18;20) đóng chụm Y cho dây Stato động M Đồng thời lúc tiếp điểm mạch động lực KH(2;8)(4;12)(6;10) đóng cấp nguồn chiều làm động M thực trình hãm ngược Khi tốc độ động giảm xuống giá trị rơle RKT(5;25) mở ngắt điện công tắc tơ KH (27;0), tiếp điểm KH(5;15) mở, mở tiếp điểm KH(2;8)(4;12)(6;10) cắt nguồn chiều khỏi động M, công tắc tơ K2(17;0) điện Động đưa khỏi lưới điện, kết thúc trình hãm Muốn kết thúc trình làm việc ta ngắt AP1 + Thiết bị bảo vệ : Khi xảy tải, rơle nhiệt F tác động Tiếp điểm thường đóng F(3;5) mở ngắt điện mạch điều khiển GVHD:Trần văn Chương - 67 - SVTH :Nguyễn Duy Nhân Nguyễn Công Nội Trần Hải Nam Trường ĐH SPKT Hưng Yên Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Môn Học Chương IV: Tính toán,thiết kế sơ đồ 4.1.Khảo sát tính toán động không đồng pha rô to lồng sóc 4.1.1.Thông số động không đồng pha rô to lồng sóc sau khảo sát: Ta có thông số: + Công suất động : P = 1,1 KW + Điện áp định mức động : U = 660 V + Động có hệ số : + Hiệu suất η = 0,78 4.1.2 Tính toán lựa chọn thiết bị Dựa vào thông số có sẵn động ta tính toán dòng điện định mức động theo công thức: Ta có thông số Công suất động : P = 1,1 KW Điện áp định mức động : U = 660 V Động có hệ số : Hiệu suất : η = 0,78 GVHD:Trần văn Chương - 68 - SVTH :Nguyễn Duy Nhân Nguyễn Công Nội Trần Hải Nam Trường ĐH SPKT Hưng Yên Khoa Điện – Điện Tử - Đồ Án Môn Học Từ thông số ta tính được: Từ dòng điện định mức ta chọn thiết bị panel 4.1.3 Chọn Aptomat Dựa vào sơ đồ nguyên lý trang 18 20 ta có bang thống kê Việc lựa chọn Aptomat chủ yếu dựa vào dòng điện tính toán mạch , dòngđiện tải ,tính thao tác có chọn lọc , đặc tính làm việc phụ tải : Điều kiện : :Dòng điện định mức Aptomat : dòng điện tính toán Tùy theo đặc tính điều kiện làm việc phụ tải , người ta hướng dẫn chọn dòng định mức mức bảo vệ 125 % , 150 % hay lớn so với dòng tínhtoán mạch.Trên thực tế ta chi cần chọn: = 2.5 2,57 = 6.675 (A) Áp dụng điều kiện tra bảng ta chọn aptomat 3pha LS BKN C16 có thông số 400V ,16A Aptomat pha LS BKN C25 có thong số 230V, 10A 4.1.4 Chọn Côngtăctơ Khi lựa chọn côngtắctơ theo chế độ làm việc ta nên ý điến ký hiệu côngtắctơ ý nghia pham vi sử dụng côngtắctơ trình bày sau : GVHD:Trần văn Chương - 69 - SVTH :Nguyễn Duy Nhân Nguyễn Công Nội Trần Hải Nam Trường ĐH SPKT Hưng Yên Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Môn Học Côngtắctơ lựa chọn theo chế độ dùng để khởi động nhanh nhấp nhả , hãm ngược cho động không đồng rôto dây quấn, khởi động : Ta có: Với : : Dòng khởi động qua tiếp điểm contacto : Dòng điện định mức động Công tắc tơ lựa chọn theo chế độ dùng để điều khiển động không đồng rôto lông sóc , khởi động : Ta có:  Chọn theo dòng điện định mức động :  Côngtắctơ dùng để khởi động theo chế độ AC2 nên chọn : Ta có: Iđm = 2,5 Inm Vậy ta chọn côngtắctơ LS GMC 22 có : 4.1.5 Chọn Rơle nhiệt Đặc tính rơ-le nhiệt quan hệ thời gian tác động dòng điện phụ tải chạy qua ( gọi đường đặc tính thời gian – dòng điện A – s ) Mặt khác đối ứng cần bảo vệ có đặc tính thời gian – dòng điện Vì ta chọn rơ-le nhiệt saocho đặc tính A– s rơ-le thấp gần sát với đặc tính A – s đối tượng bảo vệ GVHD:Trần văn Chương - 70 - SVTH :Nguyễn Duy Nhân Nguyễn Công Nội Trần Hải Nam Trường ĐH SPKT Hưng Yên Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Môn Học  Trong thực tế thường chọn Itđ= ( 1,2 ÷ 1,3 ) Iđm Với : Itđ– dòng tác động rơ-le nhiệt  Thời gian tác động rơ-le nhiệt : ttđ= 20 phút Gth-22  Với động công suất nhỏ trung bình , có điều kiện khởi động nặng , bội sốkhởi động lớn , thời gian khởi động tương đối dài có = ( 1÷ ) s  Với mạch động lực có bội số dòng không cao , thời gian khởi động ngắn , thường chọn Ki = 2,5 = ( 3÷ 20 ) s  Dòng tải động rơ-le nhiệt thay đổi phạm vi nhỏ nút điềuchỉnh Thường rơ-le nhiệt có hai phần tử đốt nóng pha mạng điện pha  Khi dòng tải động lớn ( > 100 A ) ta dùng biến dòng kết hợp với rơ-le nhiệt Ta chọn rowle nhiết LS GTH 22 4.1.6 Chọn Rơle thời gian Ta chọn rơle thời gian 5A-250V-AC loại : CKC TYPE AH3-3 = 220 V = ( 1÷ ) A  Chọn thời gian tùy chỉnh trường hợp 4.1.7 Chọn nút ấn Ta chọn nút ấn AC 250V -5A hãng : PUSH BOTT ON TYPE:BT-3 = ( 1÷ ) A 4.1.8 Chọn dây dẫn mạch Ta có công thức : Ta chọn J = A/mm2 S= = 0.89 mm2 GVHD:Trần văn Chương - 71 - SVTH :Nguyễn Duy Nhân Nguyễn Công Nội Trần Hải Nam Trường ĐH SPKT Hưng Yên Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Môn Học => Chọn dây dẫn M-10 4.2 quy trình chế tạo Panel 4.2.1 Khái niệm panel Panel bảng cắm mà thông qua việc kết nối thiết bị dễ dàng gọn gàng so với việc cắm trực tiếp, đồng thời dễ bảo quản sửa chữa có cố Panel có nhiều dạng khác nhau: Dạng 1: Panel thực tập tủ, mà có gắn thiết bị, dụng cụ dùng cho thực tập mạch điện Dạng 2: Panel thực tập bảng mà có gắn khí cụ điện dùng cho thực tập mạch điện 4.2.2 Mục Đích chế tạo panel Người ta nghiên cứu chế tạo panel thực hành để thuận tiện cho trình dậy học giáo viên sinh viên Bên cạnh việc chế tạo panel sinh viên tự tìm hiểu chế tạo panel Thiết bị đặt cố định đấu nối thong qua đầu nối đảm bảo độ bên cho thiết bị Các tiếp điểm kí hiệu gọn gang khiến cho người thực hành dễ dàng sử dụng GVHD:Trần văn Chương - 72 - SVTH :Nguyễn Duy Nhân Nguyễn Công Nội Trần Hải Nam Trường ĐH SPKT Hưng Yên Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Môn Học Do đầu nối bố trí xung quang thiết bị nên dây dẫn nối từ tiếp điểm đến đầu nối ngắn tách biệt Do giảm thiểu tối đa tình trạng chập cháy cho mạch điện tạo tính thẩm mỹ cho panel Khả ứng dụng cao, chịu cường độ làm việc liên tục học phần thực hành Panel có thiết kế gọn gang, bố trí hợp lý khí cụ panel nên tránh nhiều nhầm lẫn dây 4.2.3: Yêu cầu chế tạo panel Làm panel phải dễ dàng sửa chữa, khắc phục lỗi trình thực tập, khí cụ điện bố trí hợp lí thuận tiện cho trình lắp ráp mạch điện trình thực hành Kích thước panel : đảm bảo chiều cao so với mặt đất để người lắp đặt thuận lợi làm việc Đảm bảo độ an toàn , có tính thẩm mỹ đạt kích thước phù hợp không cồng kềnh mà đạt yêu cầu tập học phần thực hành GVHD:Trần văn Chương - 73 - SVTH :Nguyễn Duy Nhân Nguyễn Công Nội Trần Hải Nam Trường ĐH SPKT Hưng Yên Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Môn Học 4.3 Chọn sơ đồ thực * Mạch điều khiển mở máy Y/∆ theo nguyên tắc thời gian , hãm ngược theo nguyên tắc thời gian * Mạch động lực: GVHD:Trần văn Chương - 74 - SVTH :Nguyễn Duy Nhân Nguyễn Công Nội Trần Hải Nam ... việc động không đồng 12 1.4.Các thông số động không đồng ba pha 16 Chương II: Vấn đề mở máy hãm động không đồng 2.1.Quá trình mở máy động điện không đồng 17 2.2 Các phương pháp mở máy. .. không đồng 2.1QUÁ TRÌNH MỞ MÁY ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ Trong trình mở máy động điện, mômen mở máy đặc tính chủ yếu đặc tính mở máy động điện Muốn cho máy quay mômen mở máy động phải lớn mômen... vào dẫn đồng hay nhôm dài khỏi lõi sắt nối tắt lại hai đầu hai vành ngắn mạch đồng hay nhôm làm thành lồng mà người ta quen gọi lồng sóc Động điện có roto lồng sóc gọi động không đồng lồng sóc,