1) Mạch điều khiểntrực tiếp động cơ điện quay một chiều
Trong sản xuất một số mỏy múc, thiết bị đơn giản do yờu cầu cụng nghệ cú những chuyển động mà khi điều khiển động cơ truyền động khụng cần can thiệp tới cỏc thụng số của động cơ trong cỏc quỏ trỡnh khởi động, làm việc và dừng và khụng cần đảo chiều quay, điển hỡnh động cơ bơm nước làm mỏt hoặc bơm dầu bụi trơn của mỏy cắt gọt kim loại, động cơ quay đỏ mài, động cơ truyền chuyển động bằng ly hợp
ma sỏt, động cơ kộo băng chuyền…tuy nhiờn động cơ được khống chế quay theo một chiều xỏc định, khi đú ta sử dụng mạch điện điều khiển trực tiếp động cơ.
a)Sơ đồ mạch điện RN N 1 L1 RN AP2 M K D K 3 5 ~ 220 V 0 L3 L1 L2 N AP1 M A1 A B C B1 A2 B2 C2 ~3fa/380V - 50Hz K 2 C1
Hỡnh 2-1. Sơ đồ mạchđiện điều khiểntrực tiếpđộngcơ 3 pha quay một chiều
b) Giới thiệu thiết bị
Động cơ khụng đồng bộ xoay chiều ba pha rụ to lồng súc ĐC cú cỏc thụng số định mức: Uđm; Iđm; nđm; Pđm; …được lựa chọn phự hợp với thụng sốcủa phụ tải.
Cụng tắc tơ K và rơ le nhiệt RN cú cỏc thụng số định mức: Uđm; Iđm; fđm .. được lựa chọ phự hợp với cỏc thụng số của động cơ, tạo nờn bộ khởi động từ đơn thực hiện cấp nguồn cho cuộn dõy stator của động cơ;
Áp tụ mỏt AP1, AP2 đúng cắt nguồn điện và bảo vệ mạch điện cú thụng số định mức Uđm; Iđm; phự hợp với thụng số của động cơ và nguồn điện. Bộ nỳt ấn đơn M, D điều khiển mở mỏy và dừng động cơ cú thụng số Uđm; Iđm; phự hợp với thụng số của cỏc khớ cụ điện cú trong mạch và nguồn điện.
c) Nguyờn lý làm việc
Đúng ỏp tụ mỏt AP1, AP2 chuẩn bị cấp điện cho mạch điện động lực và mạch điện điều khiển.
Khởi động động cơ: Ấn nỳt mở mỏy M, cuộn dõy cụng tắc tơ K cú điện, đúng tiếp điểm thường mở K trong mạch điện điều khiển và động lực để duy trỡ cấp điện cho cụng tắc tơ Kvà cấp điện cuộn dõy stator của động cơ, động cơ khởi động và làm việc theo chiều quay và thụng số đó lựa chọn.
Dừng động cơ: khi động cơ đang làm việc, muốn dừng ấn nỳt dừng D, cuộn dõy của cụng tắc tơ K mất điện, mở cỏc tiếp điểm thường mở trong mạch điều khiển và mạch động lực cắt điện nguồn cấp cho cuộn dõy stator động cơ, động cơ dừng tự do.
Trong quỏ trỡnh động cơ làm việc vỡ lý do nào đú dẫn tới động cơ bị quỏ tải, rơ le nhiệt sẽ tỏc động mở tiếp điểm thường đúng khụng tự phục hồi trong mạch điều khiển và cắt điện mạch điều khiển, động cơ bị mất điện và dừng lại.
Chỳ ý:
Nếu chiều quay của động cơ khụng đỳng theo yờu cầu phải thực hiện đảo thứ tự pha nguồn cấp cho cuộn dõy stator động cơ.
Cần phải chỉnh định dũng bảo vệ của rơ le nhiệt cho phự hợp với dũng quỏ tải định mức của động cơ.
Cầu chỡ phần tử bảo vệ mạch điện khi xẩy ra sự cố ngắn mạch.
2) Mạch điều khiểntrực tiếp động cơ điện cú đảo chiều quay
Trong sản xuất một số mỏy múc, thiết bị đơn giản do yờu cầu cụng nghệ cú những chuyển động mà khi điều khiển động cơ truyền động cần đảo chiều quay, và cú những trường hợp chiều quay được xỏc định cụ thể, điển hỡnh động cơ quay mõm cặp của mỏy tiện, động cơ nõng hạ của cầu trục, cần trục… , khi đú ta sử dụng mạch điện điều khiển trực tiếp động cơ điện cú đảo chiều quay.
a)Sơ đồ mạch điện L1 AP2 N 1 RN MT KT KN D KT 3 5 7 2 KN KT 9 11 MN KN ~ 220 V 0 AP1 L3 L1 L2 N KN M A1 A B C B1 C1 A2 B2 C2 ~3fa/380V - 50Hz KT RN
Hỡnh 2-2. Sơ đồ mạch điện điều khiển trực tiếpđộng cơ 3 pha cú đảo chiều quay
b) Giới thiệu thiết bị
Động cơ khụng đồng bộ xoay chiều ba pha rụ to lồng súc ĐC cú cỏc thụng số định mức: Uđm; Iđm; nđm; Pđm; …được lựa chọn phự hợp với thụng số của phụ tải.
Cụng tắc tơ KT, KN và rơ le nhiệt RN cú cỏc thụng số định mức: Uđm; Iđm; fđm .. được lựa chọ phự hợp với cỏc thụng số của động cơ, tạo nờn bộ khởi động từ kộp cấp nguồn cho cuộn dõy stator của động cơ thực hiện đảo chiều quay động cơ;
Áp tụ mỏt AP1, AP2 đúng cắt nguồn điện và bảo vệ mạch điện cú thụng số định mức Uđm; Iđm; phự hợp với thụng số của động cơ và nguồn điện. Bộ nỳt ấn đơn MT, MN, D điều khiển mở mỏy thuận, ngược và dừng động cơ cú thụng số Uđm; Iđm; phự hợp với thụng số của cỏc khớ cụ điện cú trong mạch và nguồn điện.
c) Nguyờn lý làm việc
Đúng ỏp tụ mỏt AP1, AP2 chuẩn bị cấp điện cho mạch điện động lực và mạch điện điều khiển.
Khởi động động cơ: Chọn chiều quay động cơ, ấn nỳt mở mỏy MT hoặc MN,cuộn dõy cụng tắc tơ KT hoặc KN cú điện, đúng tiếp điểm thường mở KT hoặc KN trong mạch điện điều khiển và động lực để duy trỡ cấp điện cho cụng tắc tơ KT hoặc KN và cấp điện cuộn dõy stator của động cơ, động cơ khởi động và làm việc theo chiều quay và thụng số đó lựa chọn.
Dừng động cơ: khi động cơ đang làm việc, muốn dừng ấn nỳt dừng D, cuộn dõy của cụng tắc tơ KT hoặc KN mất điện, mở cỏc tiếp điểm thường mở trong mạch điều khiển và mạch động lực cắt điện nguồn cấp cho cuộn dõy stator động cơ, động cơ dừng tự do.
Trong quỏ trỡnh động cơ làm việc vỡ lý do nào đú dẫn tới động cơ bị quỏ tải, rơ le nhiệt sẽ tỏc động mở tiếp điểm thường đúng khụng tự phục hồi trong mạch điều khiển và cắt điện mạch điều khiển, động cơ bị mất điện và dừng lại.
Chỳ ý:
Do đặc điểm cỏc phần tử rơ le cú quỏn tớnh cao, khi thiết kế mạch điện sử dụng phần tử rơ le cần đặc biệt quan tõm đến yếu tố an toàn cho sự hoạt động của mạch điện. Trong mạch sử dụng 2 tiếp điểm thường đúng của 2 cụng tắc tơ để khúa chộo khống chế 2 cụng tắc tơ khụng cú điện cựng lỳc trỏnh gõy sự cố ngắn mạch hai pha trong mạch động lực.
Nếu chiều quay của động cơ khụng đỳng theo yờu cầu phải thực hiện đảo thứ tự pha nguồn cấp cho cuộn dõy stator động cơ.
Cần phải chỉnh định dũng bảo vệ của rơ le nhiệt cho phự hợp với dũng quỏ tải định mức của động cơ.
Cầu chỡ phần tử bảo vệ mạch điện khi xẩy ra sự cố ngắn mạch.
3) Mạch điện điều khiển trực tiếp động cơ điện ở 2 nơicú đảo chiều quay
trỡnh thao tỏc điều khiển mỏy nhà thiết kế đó chế tạo từ 2 đến 3 vị trớ cú thể điều khiển mỏy được vớ dụ như mỏy tiện 6P82…
a) Sơ đồ mạch điện N 1 L1 RN AP2 MT2 KT KN D1 KT 2 KN KT KN ~ 220 V 0 L3 L1 L2 N AP1 KN M A B C ~3fa/380V - 50Hz KT MN2 D2 MT1 MN1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 A 1 B1 C1 A2 B2 C2 RN
Hỡnh 2-3. Sơ đồ mạch điện điều khiển trực tiếpđộngcơ 3 pha cú đảo chiều quaytại 2 vị trớ
b) Giới thiệu thiết bị
Động cơ khụng đồng bộ xoay chiều ba pha rụ to lồng súc M cú cỏc thụng số định mức: Uđm; Iđm; nđm; Pđm; …được lựa chọn phự hợp với thụng số của phụ tải.
Cụng tắc tơ KT, KN và rơ le nhiệt RN cú cỏc thụng số định mức: Uđm; Iđm; fđm .. được lựa chọ phự hợp với cỏc thụng số của động cơ và nguồn điện, tạo nờn bộ khởi động từ kộp thực hiện cấp nguồn cho cuộn dõy stator và đảo chiều quay động cơ;
Áp tụ mỏt AP1 dựng đúng cắt nguồn điện và bảo vệ mạch điện động lực cú thụng số định mức Uđm; Iđm; phự hợp với thụng số của động cơ và nguồn điện.
Áp tụ mỏt một pha AP2 dựng để đúng cắt nguồn điện và bảo vệ mạch điện điều khiển, thụng số của ỏp tụ mỏt được lựa chọn theo thụng số của cỏc cụng tắc tơ và cỏc phần tử sử dụng trong mạch điện điều khiển;
Bộ nỳt ấn kộp MT1, MT2, MN1, MN2 và cỏc nỳt dừng D1, D2 điều khiển mở mỏy và dừng động cơ tại 2 vị trớ điều khiển cú thụng số Uđm; Iđm phự hợp với thụng số của cỏc khớ cụ điện cú trong mạch và nguồn điện.
c) Nguyờn lý làm việc
Đúng ỏp tụ mỏt AP1, AP2 chuẩn bị cấp điện cho mạch điện động lực và điều khiển, lựa chọn chiều quay động cơ. Tại vị trớ 1 hoặc vị trớ 2 đều cú thể điều khiển được động cơ quay hoặc dừng theo chiều thuận hoặc ngược.
Động cơ quay thuận: Ấn nỳt mở mỏy MT1 hoặc MT2,cuộn dõy cụng tắc tơ KT cú điện, đúng tiếp điểm thường mở KTtrong mạch điện điều khiển và động lực để duy trỡ cấp điện cho cụng tắc tơ KT và cấp điện cho cuộn dõy stator của động cơ, động cơ quay theo chiều thuận, đồng thời mở tiếp điểm thường đúng KT trỏnh cuộn dõy cụng tắc tơ KN cú điện cựng lỳc gõy ra sự cố ngắn mạch động lực.
Động cơ quay ngược: Ấn nỳt mở mỏy MN1 hoặc MN2, cuộn dõy cụng tắc tơ KN cú điện, đúng tiếp điểm thường mở KN trong mạch điện điều khiển và động lực để duy trỡ cấp điện cho cụng tắc tơ KN và trỏo thứ tự 2 trong 3 pha nguồn cấp cho cuộn dõy stator của động cơ, động cơ quay theo chiều ngược, đồng thời mở tiếp điểm thường đúng KN trỏnh cuộn dõy cụng tắc tơ KT cú điện cựng lỳc gõy ra sự cố ngắn mạch động lực.
Muốn đảo chiều quay động cơ: Khi động cơ đang làm việc quay theo chiều thuận hoặc theo chiều ngược, tại vị trớ 1 hoặc 2 muốn đảo chiều quay động cơ sang chiều ngược hoặc thuận chỉ cần tỏc động vào cỏc nỳt ấn kộp mở ngược (MN1, MN2) hoặc mở thuận (MT1, MT2) khi đú động cơ sẽ thực hiện quỏ trỡnh hóm ngược rồi đảo chiều và làm việc theo chiều ngược lại.
Dừng động cơ: Khi động cơ đang làm việc quay theo chiều thuận hoặc ngược, tại vị trớ 1 hoặc 2 muốn dừng động cơ, ấn nỳt dừng D1 hoặc D2, cuộn dõy của cụng tắc tơ KT hoặc KN mất điện, mở cỏc tiếp điểm thường mở trong mạch điều khiển và mạch động lực cắt điện nguồn cấp cho cuộn dõy stator động cơ, động cơ được dừng tự do.
Trong quỏ trỡnh động cơ làm việc vỡ lý do nào đú dẫn tới động cơ bị quỏ tải, rơ le nhiệt sẽ tỏc động mở tiếp điểm thường đúng khụng tự phục hồi trong mạch điều khiển và cắt điện mạch điều khiển, động cơ bị mất điện và dừng lại. Chỳ ý cần phải chỉnh định dũng bảo vệ của rơ le nhiệt cho phự hợp với dũng quỏ tải định mức của động cơ.
Áp tụ mỏt AP1 và AP2 ngời nhiệm vụ đúng cắt nguồn cho mạch điện nú cũn là phần tử bảo vệ mạch điện khi xẩy ra sự cố ngắn mạch.
Chỳ ý: Khi muốn thực hiện điều khiển động cơ tại nhiều vị trớ, nguyờn tắc thiết kế và lắp rỏp mạch phải đảm bảo cỏc nỳt mở tại cỏc vị trớ phải được nối song song với nhau cũn cỏc nỳt dừng phải được nối nối tiếp với nhau.
4) Mạch điện điều khiển động cơ nhiềucấp tốc độ
Một số chuyển động trờn mỏy sản xuất hay trờn thiết bị theo yờu cầu cụng nghệ cần điều chỉnh tốc độ với phạm vi rộng. Để đỏp ứng yờu cầu này, người ta cú thể ỏp dụng cỏc giải phỏp: điều chỉnh bằng cơ khớ (thay đổi và mở rộng phạm vi điều chỉnh tốc độ thụng qua hộp số, thay đổi tỷ số truyền ...), hoặc thay đổi tốc độ động cơ truyền động, hoặc phối hợp cả 2 giải phỏp này. Việc thay đổi tốc độ động cơ truyền động cú thể thực hiện trờn cơ sở sử dụng động cơ nhiều cấp tốc độ. Sau đõy xột một số mạch điện điều khiển động cơ hai tốc độ.
* Mạchđiện điều khiển động cơ điện 3 pha 2 cấp tốc độ sao/sao kộp a) Sơ đồ mạch điện AP2 L1 1 MT RN KT KN D 3 5 KT KN KT 11 KN ~ 220 V 0 MN 1KYY KY 19 KY 25 1KYY MY MYY 1KYY KT KN KY 2KYY 1KYY 7 13 2 9 15 17 21 27 29 23 L1 L2 N AP1 2KYY ~3fa/380V - 50Hz RN KT 1KYY KY KN L3 A1 B1 C1 A B C
Hỡnh 2-4. Mạchđiện điều khiển động cơ điện 3 pha 2 cấp tốc độ sao/sao kộp
b)Giới thiệu thiết bị
Động cơ 2 cấp tốc độ Y/YY rụ to lồng súc; khi cuộn dõy stator đấu sao (Y) động cơ chạy với tốc độ thấp tương ứng với số đội cực lớn nhất. khi cuộn dõy stator đấu sao kộp (YY) động cơ chạy với tốc độ cao gấp đụi tương ứng với số độ cực giảm đi một nửa. tốc độ cụ thể của động cơ cú thể tựy chọn. Động cơ cú cỏc thụng số định mức: Uđm; Iđm; nđm; Pđm; …được lựa chọn phự hợp với thụng số của phụ tải.
Áp tụ mỏt AP1, AP2 dựng đúng cắt nguồn điện và bảo vệ mạch điện động lực cú thụng số định mức Uđm; Iđm; phự hợp với thụng số của động cơ và nguồn điện.
Cụng tắc tơ KT, KN và rơ le nhiệt RN cú cỏc thụng số định mức: Uđm; Iđm; fđm .. được lựa chọ phự hợp với cỏc thụng số của động cơ và nguồn điện, tạo nờn bộ khởi động từ kộp thực hiện cấp nguồn cho cuộn dõy stator và đảo chiều quay động cơ;
Cụng tắc tơ KY, 1KYY và 2KYY thực hiện đấu thực đấu sao, sao kộp cuộn dõy stator động cơ; cú cỏc thụng số định mức: Uđm; Iđm; fđm .. được lựa chọ phự hợp với cỏc thụng số của động cơ và nguồn điện.
Bộ nỳt ấn kộp MT, MN và nỳt dừng D điều khiển động cơ quay theo chiều thuận và dừng động cơ, bộ nỳt ấn kộp MY, MYY thực hiện chọn tốc độ động cơ;cú thụng số Uđm; Iđm; phự hợp với thụng số của cỏc khớ cụ điện cú trong mạch và nguồn điện.
và nguồn cung cấp để cỏc khớ cụ cú thể làm việc an toàn, ổn định trong thời gian làm việc của động cơ.
c) Nguyờn lý làm việc
Đúng cỏc ỏp tụ mỏt ỏp tụ mỏt AP1, AP2 chuẩn bị cấp điện cho mạch điện động lực và điều khiển. Chiều quay và tốc độ quay của động cơ được lựa chọn độc lập với chỳ ý bộ dõy stator đấu sao động cơ làm việc ở tốc độ thấp, bộ dõy stator đấu sao kộp động cơ làm việc ở tốc độ cao (số đụi cực giảm đi một nửa, tốc độ tăng gấp đụi).
Khởi động động cơ: Muốn động cơ quay theo chiều thuận hay theo chiều ngược tỏc động vào nỳt mở mỏy MT hoặc MN, khi đú cuộn dõy của cụng tắc tơ KT hoặc KN cú điện, cụng tắc tơ KT hoặc KN làm việc, đúng cỏc tiếp điểm thường mở mạch điều khiển và mạch động lực để cấp điện cho cuộn dõy stator của động cơ, đồng thời mở cỏc tiếp điểm thường đúng KT hoặc KN để mạch điện được an toàn.
Muốn động cơ làm việc ở tốc độ thấp hoặc tốc độ cao tỏc động vào nỳt ấn MY hoặc nỳt MYY, khi đú cuộn dõy cụng tắc tơ KY hoặc cuộn dõy cụng tắc tơ 1KYY và cụng tắc tơ 2KYY cú điện. Cụng tắc tơ KY hoặc cụng tắc tơ 1KYY và 2KYY làm việc, cỏc tiếp điểm thường mở của chỳng trong mạch điện điều khiển và mạch điện động lực đúng lại cấp điện cho cuộn dõy stator của động cơ, động cơ sẽ khởi động và làm việc ở tốc động thấp hoặc tốc độ cao.
Trong quỏ trỡnh động cơ làm việc theo chiều thuận hoặc theo chiều ngược với tốc