2.5.1. Nội dung nguyên tắc
Trong quá trình khởi động khi tốc độ động cơ tăng dần thì dòng điện qua cuộn dây rôto (đối với động cơ một chiều), hoặc dòng rôto và stato (đối với động cơ xoay chiều không đồng bộ), hoặc dòng stato (đối với động cơ xoay chiều đồng bộ) sẽ giảm dần. Người ta sử dụng những thiết bị kiểm tra và tác động theo dòng điện các cuộn dây động cơ để tự động điều khiển quá trình khởi động. Các khí cụ được sử dụng ở đây thường là các rơ le dòng điện hoặc một số khí cụ khác tác động theo dòng điện.
2.5.2. Các sơ đồ điều khiển
1- Mạch điều khiển tự động quá trình khởi động động cơ không đồng bộ ba pha rôto dây quấn qua hai cấp điện trở phụ
a. Sơ đồ:
Sơ đồ mạch điện như hình 2-19.
Trong sơ đồ ĐK là động cơ không đồng bộ ba pha rôto dây quấn, trong mạch rôto mỗi pha có hai cấp điện trở phụ để hạn chế dòng khởi động và ta bố trí hai rơle dòng điện (về mặt nguyên lý có thể chỉ cần sử dụng một rơle) 1RI và 2RI để thực hiện điều khiển tự động theo dòng rôto động cơ. Mạch điều khiển sử dụng ba công tắc tơ K,
1G, 2G. Bảo vệ ngắn mạch dùng các cầu chì CC1 và CC2, bảo vệ quá tải dùng rơ le nhiệt RN. 2 D CD CC1 A B C A1 B 1 C 1 A2 B 2 C 2 K RN Rf2 Rf1 ĐK 2G 1G CC2 M K 1G 1G K RN RN 1 3 5 9 4 Hình 2-19. 1RI 2RI 1RI 7 3 2G 13 2RI 2G 11 2G 1G K 1G K 2G 1G
b. Nguyên lý làm việc của sơ đồ:
Để khởi động động cơ ta đóng cầu dao nguồn CD, ấn nút M làm cho công tắc tơ K có điện và tác động. K sẽ đóng các tiếp điểm thường mở trong mạch stato động cơ để cung cấp nguồn cho động cơ và động cơ bắt đầu khởi động. Tiếp điểm K(3-5) đóng lại để tự duy trì, tiếp điểm K(5-7) đóng lại để chuẩn bị cho 1G làm việc. Thực tế thì lúc đầu có thể xem là 1G và 1RI đồng thời được cấp điện, do thời gian tác động riêng của rơ le 1RI nhỏ hơn thời gian tác động riêng của công tắc tơ 1G nên 1RI sẽ tác động trước làm mở tiếp điểm 1RI(7-9) trước khi 1G kịp tác động, mà khi tiếp điểm 1RI(7-9) đã mở thì 1G mất điện cho nên chưa đóng các tiếp điểm thường hở của nó và động cơ sẽ khởi động với điện trở phụ là Rf = Rf1 + Rf2. Tốc độ động cơ tăng dần thì dòng rôto động cơ giảm dần và khi giảm đến giá trị dòng chuyển đổi I2 thì cũng đạt giá trị trở về của 1RI, 1RI nhả và tiếp điểm 1RI(7-9) đóng lại làm cho 1G có điện và tác động nối ngắn mạch cấp điện trở phụ thứ nhất, động cơ chuyển sang khởi động trên đặc tính thứ hai với điện trở phụ là Rf2. Cũng tương tự như trên lúc này 2G chưa làm việc, dòng rôto động cơ lại tăng lên giá trị I1 và 2RI đang tác động. Khi n tăng dần thì dòng rôto lại giảm dần và khi giảm đến xấp xỉ I2 thì 2RI nhả, 2G có điện thực hiện nối tắt nốt cấp điện trở phụ còn lại và động cơ chuyển sang khởi động trên đặc tính tự nhiên và tiến tới tốc độ làm việc ổn định, quá trình khởi động kết thúc. Để dừng động cơ ta ấn nút D, tất cả các công tắc tơ sẽ mất điện, động cơ bị cắt điện và sẽ dừng.
2- Tự động khởi động cơ một chiều kích từ độc lập qua hai cấp điện trở phụ theo nguyên tắc dòng điện
a. Sơ đồ:
Trong sơ đồ hình 2-20 có Đ là động cơ một chiều kích từ độc lập; RI là rơ le dòng điện dùng để kiểm tra và tự động điều khiển theo dòng rôto động cơ; Rf1 và Rf2 là các điện trở phụ trong mạch rôto động cơ dùng để hạn chế dòng khi khởi động và sẽ được loại dần ra trong quá trình khởi động; các công tắc tơ K, 1G, 2G dùng để cấp nguồn và loại dần các điện trở phụ; CD là cầu dao nguồn và CC là cầu chì để bảo vệ ngắn mạch.
b. Nguyên lý làm việc của sơ đồ:
Để khởi động động cơ ta đóng cầu dao CD, ấn nút M làm cho K có điện và tác động. Các tiếp điểm thường hở trong mạch động lực đóng lại cấp điện cho mạch rôto động cơ Đ, động cơ bắt đầu khởi động. Cũng do thời gian tác động riêng RI nhỏ hơn của 1G nên mặc dù lúc tiếp điểm K(1-7) kín thì 1G cũng có điện do RI chưa tác động nhưng RI sẽ tác động trước nên 1G chưa kịp tác động đã mất điện và động cơ khởi động với toàn bộ điện trở phụ trong mạch rôto. Khi tốc độ đạt đến điểm cần chuyển đổi thì dòng phần ứng động cơ cũng giảm xuống bằng giá trị nhả (trở về) của RI làm cho 1G có điện, sau thời gian duy trì 1G tác động nối ngắn mạch Rf1 và động cơ chuyển sang khởi động trị tác động của RI và cũng do thời gian tác động riêng nhỏ hơn của 2G mà RI tác động trước làm cho 2G mất điện khi chưa kịp tác động. Tốc độ động cơ tăng dần thì dòng phần ứng động cơ giảm dần. Khi dòng phần ứng động cơ
giảm bằng giá trị trở về của RI thì RI nhả làm cho 2G có điện, sau thời gian duy trì 2G tác động đóng tiếp điểm 2G trong mạch động lực nối ngắn mạch Rf2 và động cơ chuyển sang khởi động trên đặc tính tự nhiên. Quá trình khởi động kết thúc. Các tiếp điểm phụ của 1G và 2G trong mạch điều khiển là để tự duy trì cho bản thân các công tắc tơ này.