1- Sơ đồ điều khiển tự động quá trình hãm ngược động cơ xoay chiều không đồng bộ ba pha khi dừng máy:
a. Sơ đồ:
Mạch điện hệ thống như hình 2-17, trong đó: ĐK là động cơ xoay chiều không đồng bộ ba pha rôto lòng xóc; RKT là rơle kiểm tra tốc độ có trục nối với rôto ĐK; K là công tắc tơ dùng để đóng nguồn cung cấp cho mạch stato động cơ; H là công tắc tơ điều khiển quá trình hãm ngược của động cơ; CD là cầu dao nguồn; CC1 và CC2 là các cầu chì dùng để bảo vệ ngắn mạch cho mạch động lực và điều khiển; RN là rơle nhiệt dùng để bảo vệ quá tải cho động cơ; điều khiển quá trình khởi động và hãm dừng sử dụng các nút ấn điều khiển M và D. D CD CC1 A B C A1 B1 C1 A2 B2 C2 K RN ĐK CC2 M K K RKT K RN RN 1 3 5 11 2 4 Hình 2-17. RKT 7 H 9 H H
b. Nguyên lý hoạt động của mạch điện:
Để khởi động động cơ ta đóng cầu dao CD, ấn nút M làm cho ccông tắc tơ K có điện cấp điện cho mạch stato động cơ và động cơ được khởi động trực tiếp lên tốc độ làm việc trên đặc tính tự nhiên, đồng thời tiếp K(9-11) mở ra để không cho H có điện vì khi tốc độ động cơ đạt đến một giá trị nhất định thì tiếp điểm RKT của rơle kiểm tra tốc độ động cơ sẽ kín mạch.
Để dừng động cơ ta ấn nút D, công tắc tơ K mất điện, các tiếp điểm thường mở K trong mạch động lực và điều khiển mở ra còn tiếp điểm thường đóng K(9-11) đóng lại. Do quán tính cơ mà rôto động cơ còn quay với tốc độ cao nên RKT(1-9) vẫn kín, do vậy khi K(9-11) đóng lại thì công tắc tơ H có điện và mạch stato động cơ lại được nối vào nguồn xoay chiều nhưng có sự đổi vị trí hai pha A và C nên từ trường quay trong động cơ đổi chiều và động cơ chuyển sang hãm ngược. Quá trình hãm ngược làm cho tốc độ động cơ giảm rất nhanh, khi tốc độ động nhỏ (gần bằng không) thì tiếp điểm RKT(1-9) mở ra, công tắc tơ H mất điện và mạch stato động cơ được cắt ra khỏi nguồn điện xoay chiều, quá trình hãm ngược kết thúc, tốc độ động cơ nhanh chóng giảm về bằng không và động cơ dừng.
Các tiếp điểm thường đóng của K và H mắc trong mạch cuộn dây H và K để không cho hai công tắc tơ đồng thời có điện tránh gây nên ngắn mạch hai pha nguồn cung cấp.
2- Sơ đồ điều khiển tự động quá trình khởi động động cơ qua hai cấp điện trở phụ theo nguyên tắc tốc độ
a. Sơ đồ:
Hình 2-18 là sơ đồ nguyên lý của mạch điều khiển tự động quá trình khởi động động cơ qua 2 cấp điện trở phụ theo nguyên tắc tốc độ. Để kiểm tra tốc độ của động cơ người ta sử dụng các rơ le hai cuộn dây là 1RG và 2RG. K là công tắc tơ đóng nguồn một chiều cho mạch phần ứng động cơ, 1G, 2G là các công tắc tơ gia tốc dùng để loại các cấp điện trở phụ trong mạch phần ứng động cơ một chiều kích từ độc lập Đ khi khởi động.
b. Nguyên lý hoạt động của sơ đồ:
* Nguyên lý kiểm tra tốc độ bằng rơ le hai cuộn dây:
Để xác định tốc độ động cơ phục vụ cho việc điều khiển tự động người ta dùng rơ le hai cuộn dây là 1RG và 2RG. Ta xét rơ le 1RG: Ta gọi điện trở cuộn dây thứ nhất 1RG1 của rơ le là rg1, và của cuộn dây thứ hai 1RG2 là rg1; số vòng cuộn 1RG1 là w1 còn số vòng dây cuộn 1RG2 là w2 và đặt:
Giả sử K có điện và động cơ được cấp điện và bắt đầu khởi động với điện trở phụ trong mạch rôto là Rf = Rf1 + Rf2, lúc đó trên cuộn dây thứ nhất của rơ le được đặt điện bằng tổng của s.đ.đ. động cơ là E = Ce.đm.n (Ce là hệ số s.đ.đ. động cơ; đm là từ thông định mức của động cơ; động cơ n là tốc độ quay của rôto động cơ) và sụt áp trên cuộn dây rôto động cơ là Rư.Iư, còn trên cuộn thứ hai được đặt điện áp bằng sụt áp trên tổng các điện trở phụ gây ra bởi dòng rôto động cơ: Rf.Iư. Do lực từ gây bởi cuộn 1RG1 có tác dụng đóng tiếp điểm thường hở của rơ le, còn lực từ do cuộn 1RG2
CC CD K CC CD 1G 2G K Rf2 Rf1 2RG1 Đ CKĐ 1 D M K 1 3 5 K 1RG 2G 7 Hình 2-18. 1RG1 2RG2 1RG2 r21 r11 r22 r12 1G K 9 1G 2RG
sinh ra tác động ngược lại và nó cùng chiều với lực của lò xo phản. Vậy s.t.đ. tổng của rơ le sẽ là:
F = F1 - F2 với F1 = w1.(Ce.đm.n + Rư.Iư) / r1 ; F2 = w2.Rf.Iư / r2.
Khi lựa chọn: Rư.w1 / r1 = Rf.w2 thì F = w1.Ce.đm.n = a.n với a = w1.Ce.đm
= const.
Như vậy s.t.đ. của rơ le tỉ lệ thuận với tốc độ quay của rôto động cơ và khi đặt giá trị tác động từ rơ le sẽ tác động. Ở đây chúng ta chỉnh định cho giá trị tác động của 1RG tương ứng sẽ là n1, còn của 2RG tương ứng sẽ là n2.
* Nguyên lý quá trình khởi động:
Đóng cầu dao nguồn CD, tại thời điểm cần khởi động ta ấn nút M, K có điện và tác động nối mạch rôto động cơ vào nguồn cung cấp một chiều và động cơ bắt đầu khởi động với điện trở phụ là Rf vì khi này 1RG chưa tác động nên 1G chưa có điện và 2G cũng chưa có điện. Khi tốc động cơ đạt đến giá cần chuyển đổi n1 thì 1RG đạt giá trị tác động và nó sẽ đóng tiếp điểm 1RG(1-7), dẫn đến 1G có điện làm đóng các tiếp điểm thường hở 1G nối ngắn mạch Rf1 và nối mạch cuộn dây 2RG1 vào mạch rôto động cơ, động cơ chuyển sang khởi động trên đặc tính thứ hai. Động cơ tiếp tục tăng tốc và khi đạt đến n2 thì 2RG tác động làm cho 2G có điện, cấp điện trở phụ còn lại bị ngắn mạch và động cơ chuyển sang khởi động trên đặc tính tự nhiên, tiến dần tới tốc độ làm việc ổn định, quá trình khởi động kết thúc.
Muốn dừng động cơ ta ấn nút D, K mất điện, các rơ le và công tắc tơ khác cũng mất điện, động cơ được cắt khỏi nguồn một chiều và dừng.