Thiết kế tủ điều khiển động cơ kđb 3 pha roto lồng sóc mở máy qua 2 cấp điện trở phụ dùng rơle thời gian và hãm ngược

Trong công nghiệp thường dùng loại máy điện không đồng bộ làm nguồnđộng lực cho máy cán thép loại vừa và nhỏ, cho các máy công cụ cho các nhà máycông nghiệp nhẹ...Trong hầm mỏ nó thường

M C L C ỤC LỤC ỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 4

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 5

1.1Tổng quan về ứng dụng của máy điện không đồng bộ 5

1.2 Phân loại 6

1.2.1 Theo kết cấu của vỏ động cơ 6

1.2.2 Theo kết cấu của rotor 7

1.2.3 Theo số pha trên dây quấn stator 8

1.3 Cấu tạo chung 8

1.3.1 Phần tĩnh (stator): 9

1.3.2 Vỏ máy 10

1.3.3 Phần quay (rotor) 12

1.4 Các lượng định mức 14

1.5 Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ 16

CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ QUA ĐIỆN TRỞ PHỤ 18

Mạch mở máy động cơ không đồng bộ 3 pha rô to dây quấn qua 2 cấp điện trở phụ, mở máy theo nguyên tắc thời gian và hãm ngược 18

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ 22

3.1 Thông số đầu động cơ 22

3.2 Lựa chọn thiết bị 22

3.3 Chọn Áptômát 22

3.4 Chọn công tắc tơ 23

3.5 Chọn Rơle nhiệt 24

3.6 Chọn Rơle thời gian 24

3.7 Chọn nút ấn 24

3.8 Rơle trung gian 24

3.9 Chọn dây dẫn trong mạch 25

3.10 Điện trở phụ 25

HÌNH ẢNH THỰC TIỄN BÊN TRONG TỦ 26

KẾT LUẬN 28

LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN

Giảng viên hướng dẫn

Đỗ Quang Huy

LỜI MỞ ĐẦU

Chúng ta đang sống trong thời đại với sự phát triển không ngừng của khoahọc kĩ thuật, một thời đại mà sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa được đặt lênhàng đầu

Nói đến công nghiệp hóa, hiện đại hóa thì không thể tách rời được ngànhđiện, ngành điện đóng một vai trò mấu chốt trong quá trình đó Trong ngành điệnthì công việc thiết kế máy điện là một khâu vô cùng quan trọng, nhờ có các kĩ sưthiết kế máy điện mà các máy phát điện mới được ra đời cung cấp cho các nhàmáy điện Khi điện đã được sản xuất ra thì phải truyền tải điện năng tới nơi tiêuthụ, trong quá trình truyền tải điện năng đó thì không thể thiếu được các máy biến

áp điện lực dùng để tăng và giảm điện áp lưới sao cho phù hợp nhất đối với việctăng điện áp lên cao để tránh tổn thất điện năng khi truyền tải cũng như giảm điện

áp cho phù hợp với nơi tiêu thụ

Chính vì lý do đó trong đồ án lần này em đã đựơc giao đề tài:’’ Thiết kế tủ

điều khiển động cơ KĐB 3 pha roto lồng sóc mở máy qua 2 cấp điện trở phụ dùng rơle thời gian và hãm ngược‘‘ Bằng tất cả cố gắng của mình ,với những

kiến thức nhận được từ thầy cô và sự hướng dẫn tận tình của thầy Đỗ Quang Huy

giúp chúng em hoàn thiện đồ án chuyên ngành Do kiến thức còn nhiều hạn chếnên bài thiết kế còn nhiều thiếu sót, em mong các thầy cô tận tình chỉ bảo giúphoàn thiện hơn đề tài này Em xin chân thành cảm ơn!

Nhóm sinh viên thực hiện:

1 Phạm Công Sơn

2 Vũ Đức Thắng

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ

1.1 Tổng quan về ứng dụng của máy điện không đồng bộ.

Máy điện không đồng bộ là loại máy điện xoay chiều, làm việc theo nguyên

lý cảm ứng điện từ, có tốc độ quay của rotor n (tốc độ của máy) khác với tốc độquay của từ trường n1 Cũng như các máy điện quay khác, máy điện không đồng bộ

có tính thuận nghịch, nghĩa là có thể làm việc ở chế độ động cơ điện, cũng có thểlàm việc ở chế độ máy phát điện

Máy phát điện không đồng bộ có đặc tính làm việc không được tốt so với máyphát điện đồng bộ, nên nó ít được sử dụng

Động cơ điện không đồng bộ có cấu tạo và vận hành không phức tạp, giáthành rẻ, làm việc tin cậy nên được sử dụng nhiều trong sản xuất và trong sinh hoạt

Trong công nghiệp thường dùng loại máy điện không đồng bộ làm nguồnđộng lực cho máy cán thép loại vừa và nhỏ, cho các máy công cụ cho các nhà máycông nghiệp nhẹ Trong hầm mỏ nó thường được dùng làm máy tời hay quạt gió.Trong nông nghiệp thường dùng làm máy bơm nước hay các máy gia công nông sản.Trong đời sống hàng ngày, máy điện không đồng bộ cũng chiếm một vị trí quantrọng như làm: quạt gió, máy quay đĩa, động cơ trong tụ lạnh

Với sự phát triển của nền sản xuất điện khí hóa, tự động hóa và các phươngtiện sinh hoạt hàng ngày phạm vi ứng dụng của máy điện không đồng bộ ngày càngrộng rãi

Tuy vậy, động cơ không đồng bộ cũng có những nhược điểm như hệ số coscủa máy không cao và đặc tính điều chỉnh động cơ không tốt nên ứng dụng của nótrong các lĩnh vực đòi hỏi cần có sự điều chỉnh tốc độ tốt thì hạn chế

Máy điện không đồng bộ cũng có thể dùng làm máy phát điện nhưng điện ápđầu ra không tốt so với máy phát điện đồng bộ do đó người ta hầu như không sửdụng nó làm máy phát

Hình 1: Động cơ không đồng bộ

1.2 Phân loại.

1.2.1 Theo kết cấu của vỏ động cơ

Máy điện không đồng bộ có thể chia thành các loại chính sau: kiểu hở, kiểu bảo vệ, kiểu kín, kiểu phòng nổ, v.v

a.Kiểu hở.

Không có trang bị bảo vệ sự tiếp xúc ngẫu nhiên các bộ phận quay và bộphận mang điện, đồng thời nó cũng không có trang bị bảo vệ tránh các vật bên ngoàirơi vào máy

Theo cấp bảo vệ thì đây là loại IP00 Loại này được chế tạo theo kiểu tựlàm nguội Loại này thường đặt trong nhà, có người trông coi và không để ngườikhác đến gần

bằng các đường ống Loại này thường được dùng trong môi trường ẩm ướt và cónhiều bụi

1.2.2 Theo kết cấu của rotor

Theo kết cấu của rotor, máy điện không đồng bộ được chia thành hai loại: rotor kiểu dây quấn và rotor kiểu lồng sóc

Động cơ rotor kiểu dây quấn chỉ áp dụng cho tải có công suất lớn và cần điềuchỉnh tốc độ (điều chỉnh tốc độ và mở máy bằng điện trở phụ) Còn đối với các loạitải trung bình và nhỏ người ta sử dụng loại động cơ rotor lồng sóc và mở máy trựctiếp

a.Động cơ rotor lồng sóc

b Đây là loại động cơ phổ biến nhất do giá thành rẻ, vận hành đơn giản hoạt động ổn định Các động cơ này có đặc tính cơ khi tải thay đổi từ thông đến định mức thì tốc độ quay của chúng giảm tất cả khoảng 2% - 5% Các động cơ rotor lồng sóc có momen mở máy khá lớn

Tuy nhiên, bên cạnh những ưu điểm nó cũng có các nhược điểm sau:

- Khó điều chỉnh tốc độ động cơ bằng phẳng trong phạm vi rộng

- Dòng điện mở máy từ lưới lớn, bằng từ 5-7 lần Iđm

- Hệ số công suất thấp

Để bổ khuyết cho nhược điểm này, người ta chế tạo động cơ rotor lồng sóc nhiều tốc độ và dùng rotor rãnh sâu lồng sóc kép để giảm dòng khởi động, đồng thờimomen khởi động cũng được tăng lên

c Động cơ rotor dây quấn

Với động cơ rotor dây quấn(hay động cơ vành trượt) thì loại trừ được nhữngnhược điểm trên nhưng làm cho kết cấu rotor trở lên phức tạp nên khó chế tạo và đắttiền hơn rotor lồng sóc, khoảng 1,5 lần Do đó, động cơ không đồng bộ rotor dâyquấn chỉ được sử dụng trong điều kiện mở máy nặng nề, cũng như khi cần phải điềuchỉnh bằng phẳng tốc độ quay Loại động cơ này đôi khi được dùng nối cấp các máykhóa Nối cấp máy không đồng bộ cho phép điều chỉnh tốc độ quay một cách bằng

phẳng trong phạm vi rộng với hệ số công suất cao Xong giá thành cao nên nó khôngđược sử dụng rộng rãi như loại còn lại Trong động cơ không đồng bộ rotor dâyquấn các pha dây quấn rotor nối hình sao và đầu ra của chúng được nối với ba vànhtrượt Nhờ các chổi điện tiếp xúc với các vành trượt nên có thể đưa điện trở phụ vàorotor để thay đổi đặc tính làm việc của máy.

1.2.3 Theo số pha trên dây quấn stator

Theo số pha trên dây quấn stator của máy điện không đồng bộ thì ta có thểchia ra thành các loại: 1 pha, 2 pha và 3 pha

1.3 Cấu tạo chung

Máy điện không đồng bộ có cấu tạo chung gồm 2 phần chính:

Trên stator có vỏ, lõi sắt và dây quấn

Hình 4 : Cấu tạo Stato

1.3.2 Vỏ máy

Vỏ máy có tác dụng cố định lõi sắt và dây quấn, không dùng để làm mạch dẫn

từ Vỏ máy thường được làm bằng gang Tùy theo cách làm nguội mà vỏ máy cũngđược chế tạo ở những dạng khác nhau

Loại gang đúc được phân làm hai loại: loại có gân trong và loại không có gântrong

- Loại không có gân trong thường được dùng cho máy điện cỡ nhỏ hoặc kiểukín, lúc đó lưng lõi sắt áp sát vào mặt trong của vỏ và truyền nhiệt trực tiếp lên vỏmáy

- Loại có gân trong có đặc điểm là khi gia công, tốc độ cắt gọt chậm nhưngphôi liệu bỏ đi ít hơn loại không có gân trong

Đối với máy có công suất tương đối lớn, khoảng 1000KW, thường dùng théptấm hàn lại thành vỏ

a.Lõi sắt

Lõi sắt của máy điện không đồng bộ là phần dẫn từ Vì từ trường đi qua lõisắt là từ trường quay, nên để giảm tổn hao, lõi sắt phải được làm bằng các lá thép kỹthuật điện dày 0,5mm ép lại Khi đường kính ngoài lõi sắt stator nhỏ hơn 990mm thìdùng cả tấm tròn ép lại Khi đường kính ngoài lớn hơn 1000mm thì phải dùng nhữngtấm hình rẻ quạt ghép lại thành khối tròn

Mỗi lá thép kỹ thuật điện đều được phủ một lớp sơn cách điện trên bề mặt đểlàm giảm tổn hao do dòn Fuco gây nên Nếu lõi sắt ngắn hơn 25cm đến 30cm thì cóthể ghép lại thành một khối Nếu lõi sắt dài hơn trị số trên thì thì thường ghép thànhtừng thếp ngắn, mỗi thếp dài từ 4cm đến 6cm, đặt cách nhau 1cm để thông gió chotốt

b.Dây quấn

Dây quấn stator được đặt vào các rãnh của lõi sắt và được cách điện tốt vớilõi sắt Bối dây quấn có thể chỉ là một vòng dây (được gọi là dây quấn kiểu thanhdẫn, bối dây thường được chế tạo dạng ½ phần tử và thiết diện thường lớn), cũng cóthể bối dây quấn gồm nhiều vòng dây (tiết diện nhỏ và được gọi là day quấn kiểuvòng dây) Số vòng dây của mỗi bối, số bối của mỗi pha và cách nối lại phụ thuộcvào công suất, điện áp, tốc độ, điều kiện làm việc của máy và quá trình tính toánđiện từ

Yêu cầu chính đối với dây quấn như sau:

- Điện áp của ba pha bằng nhau trong dây quấn ba pha, điện áp ba phalệch nhau một góc 120 độ điện

- Điện trở và điện kháng của các mạch song song và của ba pha phảibằng nhau

- Có thể đấu thành các mạch song song dễ dàng khi cần thiết

- Dùng vật liệu làm dây dân điện ít nhất Phần đầu nối càng ngắn càng tốt

để thu ngắn chiều dài của máy và đỡ tốn vật liệu

- Dễ chế tạo và sửa chữa

- Cách điện giữa các vòng dây, các pha và nối đất ít tốn kém và chắcchắn

- Kết cấu chắc chắn, có thể chịu được ứng lực cơ khi máy bị ngắn mạchhoặc khi khởi động

- Rotor kiểu dây quấn (Hình 5 b)

 Loại rotor kiểu lồng sóc:

Trong mỗi rãnh của lõi sắt rotor đặt vào thanh dẫn bằng đồng hay nhôm dài

ra khỏi lõi sắt và được nối tắt lại ở hai đầu bằng hai vòng ngắn mạch bằng đồnghoặc nhôm làm thành một cái lồng mà người ta gọi là lồng sóc

Để cải thiện tính năng mở máy của động cơ điện công suất lớn, rãnh rotor

có thể làm thành dạng rãnh sâu hoặc làm thành hai rãnh lồng sóc hay còn gọi làlồng sóc kép Đối với động cơ nhỏ rãnh rotor được làm chéo đi một góc so với tâmtrục

 Loại rotor kiểu dây quấn:

Trong động cơ cỡ trung bình trở lên thường dùng dây quấn sóng hai lớp vìbớt được những dây đầu nối, kết cấu trên rotor chặt chẽ Dây quấn đồng tâm mộtlớp thường dùng cho máy điện cỡ nhỏ Dây quấn ba pha của rotor thường đấu hìnhsao còn ba đầu kia được đấu vào vành trượt bằng đồng được đặt cố định ở một đầutrục và thông qua chổi than có thể đấu với mạch điện bên ngoài

Đặc điểm của động cơ kiểu dây quấn là có thể thông qua chổi than để đưađiện trở phụ hay sức điện động phụ vào rotor để cải thiện tính năng mở máy, điềukhiển tốc độ hoặc cải thiện hệ số công suất của máy

c Khe hở

Khe hở trong động cơ không đồng bộ rất nhỏ(từ 0,2mm đến 1mm trongđộng cơ vừa và nhỏ) để hạn chế dòng điện từ hóa lấy từ lưới vào và để cho hệ sốcông suất của máy cao hơn

1.4 Các lượng định mức

Máy điện đồng bộ có các trị số định mức đặc trưng cho điều kiện kỹ thuật củamáy Các chỉ số này do các nhà thiết kế, chế tạo quy định và được ghi trên nhãnmáy Vì máy điện không đồng bộ chủ yếu làm việc ở chế độ động cơ điện nên trênnhãn máy ghi các trị số định mức của động cơ điện khi tải định mức Các trị số đóthường bao gồm: công suất định mức ở đầu trục Pđm (KW hoặc W), dòng điện dâyđịnh mức Iđm (A), điện áp dây định mức Uđm (V), cách đấu dây (Y hay ), tốc độquay định mức nđm (vg/phút), hiệu suất định mức ηđm và hệ số công suất định mứccosđm

Các động cơ không đồng bộ do các nhà máy sản xuất phải làm việc trongnhững điều kiện nhất định với những số liệu xác định gọi là số liệu định mức (Sổ tay

kỹ thuật điện) Những số liệu định mức của động cơ không đồng bộ được ghi trênnhãn của nhà máy chế tạo và được gắn trên thân máy, đó là:

-Công suất do động cơ sinh ra: Pđm =P2đm

-Tần số lưới điện: f1

-Điện áp dây quấn stato: U1đm

-Dòng điện dây quấn stato: I1đm

W đến hàng chục nghìn KW Tốc độ quay đồng bộ định mức n1đm= 60f1/p vớitần số lưới Hz thì Mđm từ 300vg/phút đến 500vg/phút, trong những trường hợp đặcbiệt còn lớn hơn nữa (tốc độ quay định mức của rotor thường nhỏ thì tốc độ quayđồng bộ 2%-5% trong các động cơ nhỏ thì từ 5%-20% Điện áp định mức từ 2,4V-10V), trị số lớn ứng với công suất lớn

Hiệu suất định mức của các động cơ không đồng bộ tăng theo công suất vàtốc độ quay của chúng Khi công suất lớn hơn 0,5 KW, hiệu suất nằm trong khoản từ0,65 đến 0,95

Hệ số công suất của động cơ không đồng bộ bằng tỉ số giữa công suất toànphần và công suất toàn phần nhận được từ lưới

2 1

2 1

1

Q P

P cos

1.5 Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ.

Hình 6 Động cơ không đồng bộ ba pha

Khi nối dây quấn stato vào lưới điện xoay chiều ba pha, hệ thống dòng xoay chiều

ba pha chạy vào dây quấn sẽ sinh ra từ trường quay với tốc độ:

Trong đó:f1 là tần số của dòng điện nguồn

P là số đôi cực của dây quấn stato

Từ trường quay quét qua các thanh dẫn của dây quấn roto, làm xuất hiện sứcđiện động cảm ứng Vì dây quấn roto nối ngắn mạch nên sức điện động này tạo radòng điện trong các thanh dẫn của roto Các thanh dẫn có dòng điện lại nằm trong từtrường nên sẽ tương tác với nhau, tạo ra lực điện từ đặt vào các thanh dẫn

Tổng hợp các lực này sẽ tạo ra momen quay đối với trục roto, làm cho roto quay

theo chiều của từ trường với tốc độ n.

Để minh họa, trên Hình 7vẽ từ trường quay với tốc độ , chiều sức điện động

và dòng điện cảm ứng trong thanh dẫn roto, chiều các lực điện từ F Hai vòng trònphía ngoài biểu diễn lõi thép và dây quấn stato,vòng tròn phía trong thể hiện lõi théproto

Hình 7

Khi xác định chiều sức điện động cảm ứng theo quy tắc bàn tay phải, ta căn cứvào chiều chuyển động tương đối của thanh dẫn với từ trường Nếu coi từ trườngđứng yên, thì chiều chuyển động tương đối của thanh dẫn ngược chiều n1, từ đó ápdụng quy tắc bàn tay phải, xác định chiều sức điện động như hình vẽ (dấu (+) chỉchiều đi từ ngoài vào trang giấy Chiều điện từ xác định theo quy tắc bàn tay trái,

trùng với chiều quay n 1 Khi động cơ làm việc, tốc độ của roto n1 luôn nhỏ hơn tốc

độ của từ trường (n 1) ( n < n1 ) Thực vậy, nếu n < n1 thì roto sẽ quay đồng bộ với từtrường, giữa từ trường và thanh dẫn roto không còn chuyển động tương đối Lúc đó

sức điện động cảm ứng không hình thành, sẽ không có dòng điện trong các thanhdẫn do đó lực điện từ cũng như momen quay đều bị triệt tiêu.

Độ sai lệch giữa tốc độ roto và tốc độ từ trường được gọi là hệ số trượt, ký hiệu

là và được tính bằng:

Hoặc được tính theo phần trăm:

Trên lý thuyết, s biến thiên từ 0 đến 1, hoặc 0% đến 100% Thực tế

thì trị số của ở tại định mức đối với động cơ không đồng bộ thông thường tronggiới hạn 2% - 3% ; Với động cơ không đồng bộ có hệ số trượt nâng cao, có thể đạtđến 10% Vì tốc độ làm việc của động cơ không đồng bộ vẫn gần bằng tốc độ của từtrường, giả sử tốc độ của từ trường là 3000v/ph thì tốc độ của roto khoảng 2850-2950v/phút

1.4.Các thông số cơ bản của động cơ không đồng bộ ba pha

Động cơ điện không đồng bộ có các trị số định mức đặc trưng cho điều kiện kĩ thuật của máy Các trị số này do nhà máy thiết kế, chế tạo quy định và được ghi trên nhãn của động cơ Trên nhãn của động cơ ghi các giá trị định mức, các giá trị đó thường bao gồm:

 Công suất định mức ở đầu trục : Pđm (kW hay W)

CHƯƠNG II: VẤN ĐỀ MỞ MÁY VÀ HÃM ĐỘNG CƠ KHÔNG

ĐỒNG BỘ

2.1 Qúa trình mở máy của động cơ không đồng bộ

Trong quá trình mở máy động cơ điện, mômen mở máy là đặc tính chủ yếu nhất trong những đặc tính mở máy của động cơ điện Muốn cho máy quay được thì mômen mở máy của động cơ phải lớn hơn mômen tải tĩnh và mômen

ma sát tĩnh Trong quá trình tăng tốc phương trình cân bằng động về mômen như sau:

M –Mc = Mj =J (1.1) Trong đó:

M, Mc, Mj là mômen điện từ của động cơ điện, mômen cản và mômen quán tính.

J = – Hằng số quán tính;

g = 9,81 - gia tốc trọng trường;

G và D là trọng lượng và đường kính phần quay;

Khi bắt đầu mở máy thì roto đứng yên, hệ số trượt s = 1 nên dòng mở máy

có thể tính được theo mạch điện thay thế.

Thực tế do mạch từ tản bão hòa rất nhanh, điện kháng giảm xuống nên dòng điện mở máy còn lớn hơn nhiều so với trị số tính theo công thức (1.2) Ở trị số điện áp định mức dòng điện mở máy thường bằng từ 4 đến 7 lần dòng định mức Dòng điện quá lớn không những làm cho bản thân máy bị nóng mà còn làm cho điện áp lưới giảm nhiều, nhất là đối với những lưới điện có công suất nhỏ.

Trong thực tế, theo yêu cầu của sản xuất, động cơ không đồng bộ thường phải mở máy và ngừng máy nhiều lần Tùy theo tính chất của tải và tình hình của lưới điện mà yêu cầu mở máy đối với động cơ điện cũng khác nhau Có khi yêu cầu mômen mở máy lớn, có khi cần hạn chế dòng điện mở máy và có khi lại cần cả 2 Nhưng yêu cầu trên đòi hỏi động cơ điện phải có tính năng

mở máy thích ứng.

Trong nhiều trường hợp, do phương pháp mở máy hay do chọn động cơ điện có tính năng mở máy không thích hợp sẽ gây hỏng máy.

p ≤ p1=p2Nói chung khi mở máy một động cơ điện cần xét đến những yêu cầu cơ bản sau:

- Phải có mômen 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,

an toàn.

- Tổn hao công suất :

Những yêu cầu trên thường mâu thuẫn với nhau như khi yêu cầu dòng điện

mở máy nhỏ thì thường làm cho mômen mở máy giảm theo hoặc cần thiết bị đắt tiền Chính vì vậy phải căn cứ vào điều kiện làm việc cụ thể mà chọn phương án mở máy thích hợp.

2.2 Các phương pháp mở máy

2.2.1Mở máy trực tiếp động cơ không đồng bộ

Khi đóng điện trực tiếp vào động cơ KĐB để mở máy thì do lúc đầu rotor chưa quay, độ trượt lớn (s=1) nên s.đ.đ cảm ứng và dòng điện cảm ứng lớn.

Dòng điện này có trị số đặc biệt lớn ở các động cơ công suất trung bình và lớn, tạo ra nhiệt đốt nóng động cơ và gây xung lực có hại cho động cơ.

Hình 8 Sơ đồ vàđặc tính động cơ KĐB ba pha khi mở máy trực tiếp

Tuy dòng điện lớn nhưng mômen mở máy lại nhỏ: Mmm = (0,51,5)Mđm.

Do vậy cần phải có biện pháp mở máy Trường hợp động cơ có công suất nhỏ thì có thể mở máy trực tiếp Động cơ mở máy theo đặc tính tự nhiên với mômen mở máy nhỏ Những động cơ không mở máy trực tiếp thì có thể thực hiện một trong các phương pháp mở máy gián tiếp sau.

Phương pháp này được áp dụng đối với động cơ có công suất nhỏ và trung bình

Ưu điểm : Phương pháp này rất đơn giản Thiết bị đóng cắt, bảo vệ đơn giản, thao tác nhanh gọn Hơn nữa phương pháp này có mômen mở máy lớn cho nên thời gian khởi động nhanh.

Nhược điểm : Phương pháp này có dòng điện mở máy lớn nên công suất nguồn cung cấp cho động cơ là lớn Nếu công suất nguồn cấp là nhỏ dẫn đến sụt áp lớn có thể không khởi động được động cơ.

2.2.2 Phương pháp dùng điện trở mạch roto

Phương pháp này chỉ dùng cho động cơ roto dây quấn vì điện trở mở máy

ở mạch ngoài mắc nối tiếp với cuộn dây rotor Hình 2.2 trình bày một sơ đồ

mở máy qua 3 cấp điện trở phụ R1, R2 và R3 ở cả 3 pha roto Đây là sơ đồ mở máy với các điện trở roto đối xứng.

Hình 9 Sơ đồ mở máy động cơ KĐB ba pha roto dây quấn và đặc

độ động cơ lại tiếp tục tăng Động cơ làm việc trên đường đặc tính 2 từ c đến

d Lúc này, các tiếp điểm K2 đóng lại, nối tắt các điện trở R2 Động cơ chuyển sang mở máy với điện trở R3 trong mạch roto trên đặc tính 3 tại điểm e và tiếp tục tăng tốc tới điểm f Lúc này các tiếp điểm K3 đóng lại, điện trở R3 trong mạch roto bị loại Động cơ chuyển

sang làm việc trên đặc tính tự nhiên tại g và tăng tốc đến điểm làm việc

A ứng với mômen cản MC Quá trình mở máy kết thúc.

Để đảm bảo quá trình mở máy như đã xét sao cho các điểm chuyển đặc tính ứng với cùng một mômen M2, M1 thì các điện trở phụ tham gia vào mạch roto lúc mở máy phải được tính chọn cẩn thận theo phương pháp riêng.

Ngoài sơ đồ mở máy với điện trở đối xứng ở mạch roto, trong thực tế còn dùng sơ đồ mở máy với điện trở không đối xứng ở mạch roto, nghĩa là điện trở

mở máy được cắt giảm không đều trong các pha roto khi mở máy.

Ưu điểm của phương pháp : có thể đạt được mômen mở máy lớn, đồng thời

có dòng điện mở máy nhỏ nên những nơi nào mở máy khó khăn thì dùng động

cơ điện loại này.

+Việc bảo quản roto day quấn cũng khó khăn hơn.

+Hiệu suất của máy cũng thấp hơn roto lồng sóc.

2.2.3 Phương pháp mở máy bằng cách nối tiếp cuộn kháng hoặc điện trở phụ vào cuộn dây stato

Phương pháp này dùng điện trở hoặc điện kháng mắc nối tiếp với mạch stato lúc mở máy và có thể áp dụng cho cả động cơ roto lồng sóc lẫn roto dây quấn Do có điện trở hoặc điện kháng nối tiếp nên dòng mở máy của động cơ giảm đi, nằm trong giá trị cho phép Mômen mở máy của động cơ cũng giảm Thời điểm ban đầu của quá trình mở máy, các tiếp điểm K2 đóng lại (các tiếp điểm K1 mở) để điện trở (hình a) hoặc điện kháng (hình b) tham gia vào mạch stato nhằm hạn chế dòng điện mở máy Khi tốc độ động cơ đã tăng đến một mức nào đó (tuỳ hệ truyền động) thì các tiếp điểm K1 đóng lại, K2 mở ra

để loại điện trở hoặc điện kháng ra khỏi mạch stator Động cơ tăng tốc đến tốc

độ làm việc Quá trình mở máy kết thúc.

Hình 10 Sơ đồ mở máy động cơ KĐB ba pha qua điện trở phụ(a) và

cuộn kháng(b)ở mạch stato và dạng đặc tính cơ khi mở máy

Sơ đồ trên giới thiệu mở máy qua 1 cấp điện trở phụ hoặc điện kháng ở mạch stato Trên thực tế có thể mở máy qua hai hoặc ba cấp tuỳ theo yêu cầu công nghệ.

Khi mở máy mạch điện stato đặt nối tiếp một điện kháng Sau khi mở máy song thì điện kháng này bị nối ngắn mạch Điều chỉnh trị số của điện kháng thì

có thể có được dòng điện mở máy cần thiết Do đó điện áp giáng trên điện kháng nên điện áp mở máy trên đầu cực động cơ điện U’k sẽ nhỏ hơn điện áp nguồn U1.

Nếu : dòng điện mở máy khi mở máy trực tiếp là Ik

Mômen mở máy khi mở máy trực tiếp Mk Sau khi thêm điện kháng vào, dòng điện mở máy còn lại I’k = k.Ik, trong đó k<1.

Nếu cho rằng khi hạ điện áp mở máy, tham số của máy điện vẫn giữ không đổi thì khi dòng điện mở máy nhỏ đi, điện áp đầu cực động cơ sẽ bằng :

U’k = k.U1

Vì mômen mở máy tỷ lệ với bình phương của điện áp nên lúc đó mômen

mở máy bằng :

M’ = k.M