1) Nội dung của nguyờn tắc
Tốc độ quay trờn trục động cơ hay của cơ cấu chấp hành là một thụng số đặc trưng quan trọng xỏc định trạng thỏi của hệ thống truyền động điện. Do vậy người ta dựa vào thụng số này để điều khiển sự làm việc của hệ thống. Mạch điều khiển cần cú phần tử thụ cảm được chớnh xỏc tốc độ làm việc của động cơ. Phần tử thụ cảm tốc độ cú thể là rơ le tốc độ, mỏy phỏt tốc. Khi tốc độ đạt trị số ngưỡng đó đặt, rơ le tốc độ sẽ phỏt tớn hiệu đến phần tử chấp hành để chuyển trạng thỏi làm việc của hệ thống truyền động điện đến trạng thỏi mới theo yờu cầu.
Rơ le tốc độ cú thể cấu tạo theo nguyờn tắc ly tõm, nguyờn tắc cảm ứng, cũng cú thể dựng mỏy phỏt tốc độ.
Đối với động cơ điện một chiều cú thể giỏn tiếp kiểm tra tốc độ thụng qua sức điện động và tần số của mạch rụ to.
Đối với động cơ xoay chiều cú thể thụng qua sức điện động và tần số của mạch ro to để xỏc định tốc độ.
2) Mạch điện cỏc khõu khống chế điển hỡnh
* Mạch điện mở mỏy và hóm động cơ điện 1 chiều kớch từ độc lập
a) Sơ đồ mạch điện
Hỡnh 1-16. Mạch điện mở mỏy động cơ điện 1 chiều kớch thớch độc lập qua một
cấp điện trở phụ và thực hiện hóm động năng theo nguyờn tắc tốc độ.
+ R H Đg Rh G G Đg _ KTĐ D M Đg H Rh Đg Rư Rf
b) Giới thiệu thiết bị
Động cơ một chiều kớch độc lập, khởi động qua một cấp điện trở phụtrong mạch phần ứng;
Cụng tắc tơ Đg đúng mở nguồn cấp điện cho động cơ; Cụng tắc tơ G khống chế điện trở phụ Rf trong mạch phần ứng động cơ.
Rơ le hóm Rh hoạt động phụ thuộc điện ỏp đặt vào phần ứng động cơ; Bộ nỳt bấm đơn thực hiện điều khiển hoạt động mạch điều khiển.
c) Nguyờn lý làm việc
Khởi động động cơ: Cấp điện cho kớch từ của động cơ
Ấn nỳt M cụng tắc tơ Đg cú điện, mạch phần ứng của động cơ được nối vào lưới điện qua điện trở phụ hạn chếdũng điệnkhởi động, khi tốc độ động cơ đạt trị số 1 thỡ điện ỏp trờn cuộn dõy G đạt trị số hỳt: UG = K 1 + I2Rư . Cụng tắc tơ G tỏc động, điện trở Rf bị nối ngắn mạch, động cơ sẽ tiếp tục khởi động và chuyển sang chế độ làm việc định mức..
Dừng động cơ: Khi dừng thực hiện hóm động năng động cơ. Ấn nỳt dừng D, cụng tắc tơ Đg mất điện, phần ứng động cơ bị cắt khỏi nguồn, nguồn cấp cho kớch từ động cơ giữ nguyờn. Tiếp điểm thường đúng của Đg nối kớn mạch. Cuộn Rh mắc ở hai đầu phần ứng động cơ. Vỡ lỳc này tốc độ động cơ cũn cao, nờn điện ỏp trờn rơ le hóm Rh đạt trị số hỳt. Tiếp điểm Rh đúng mạch cấp điện cho cụng tắc tơ H, phần ứng động cơ được nối ngắn mạch qua điện trở RH. Tốc độ động cơ được giảm nhanh về 0, ở một tốc độ đủ nhỏ nào đú rơ le Rh nhả đưa mạch trở về trạng thỏi ban đầu, động cơ được hóm tự do cho đến khi dừng hẳn.
Việc chọn đỳng rơ le hóm cú ý nghĩa quan trọng, khi rơ le hóm nhả, quỏ trỡnh hóm động năng kết thỳc. Nếu điện ỏp nhả của rơ le hóm lớn, cú nghĩa là rơ le hóm nhả ở tốc độ cũn cao thỡ thời gian để động cơ dừng tự do sẽ dài. Do đú cần phải chọn loại rơ le cú điện ỏp bộ, hệ số trở về nhỏ: Unh = (0,1 + 0,15 )Udđ
* Mạch điện khởi độngđộng cơ ba pha rụto dõy quấn qua 1 cấp điện trở phụ theo nguyờn tắc tốc độ
a) Sơ đồ mạch điện
Hỡnh 1-17. Sơ đồmở mỏy động cơ 3 pha rụto dõy quấn qua 1 cấp Rf theo nguyờn tắctốc độ
b) Giới thiệu thiết bi
Động cơ KĐB xoay chiều ba pha rụ to dõy quấn;
Cụng tắc tơ T, N điều khiển cấp nguồn cho cuộn dõy stator của động cơ thực hiện đảo chiều quay động cơ;
Cụng tắc tơ G làm nhiện vụ loại điện trở ra khỏi mạch rụ to khi động cơ kết thỳc quỏ trỡnh khởi động thuận hoặc ngược chuyển sang chế độ làm việc định mức;
Rơ le điện ỏp RG hoạt động phụ thuộc vào tốc độ quay rụ to của động cơ; Bộ nỳt bấm điều sự hoạt động của mạch điện .
c) Nguyờn lý làm việc
Khởi động động cơ: Muốn động cơ khởi động thuận hoặc ngược ta chỉ việc ấn nỳt khởi động MT hoặc MN, khi đú cụng tắc tơ T hoặc N sẽ làm việc cấp nguồn xoay chiều 3 pha cho cuộn dõy stator của động cơ theo thứ tự nhất định quyết định chiều của từ trường quay để rụ to quay theo chiều mong muốn.
Tần số f2 của dũng điện trong mạch rụ to được xỏc định theo biểu thức:
1 0 0 2 nf f f
Sức điện động ở mạch rụ to E2s được xỏc định theo biểu thức:
2 0 0 2 2 SE E E S K D M K G K RG K RG CL G Rf Đ
Vỡ f1, 0 và E2 là những trị số khụng đổi đối với động cơ đó chọn, do đú ta cú thể kiểm tra tốc độ quay của động cơ thụng qua f2 hoặc E2s nhờ rơ le tần số hoặc rơ le điện ỏp.
Khi bắt đầu ấn nỳt khởi động thuận MT hoặc ngược MN, f2 và E2s lớn nhất nờn rơ le điện ỏp RG tỏc động mở tiếp điểm thường đúng RG bờn mạch điều khiển, điện trở phụ Rf được đưa vào mạch rụ to để hạn chế dũng điện khởi động. Tốc độ quay của rụ to tăng dần trong quỏ trỡnh khởi động nờn E2s giảm dần. Khi đạt trị số nhả của rơ le RG thỡ cụng tắc tơ G cú điện, điện trở phụ trong mạch rụ to bị loại ra khỏi mạch rụ to kết thỳc quỏ trỡnh khởi động, động cơ chuyển sang chế độ làm việc định mức.
Dừng động cơ : khi động cơ đang làm việc, muốn dừng động cơ ấn nỳt dừng D, cắt điện cấp cho cỏc cuộn dõy của cụng tắc tơ, cỏc cụng tắc tơ dừng làm việc cắt nguồn cấp cho cuộn dõy stator của động cơ, động cơ sẽ dừng tự do.
1) Mạch hóm ngược động cơ K.Đ.B ba pha theo nguyờn tắc tốc độ
Để thực hiện hóm ngược, khi hóm thực hiện đảo chiều của từ trường quay bằng cỏch thay đổi thứ tự pha điện ỏp lưới cấp cho cuộn dõy stator của động cơ. Khi tốc quay rụ to của động cơ bằng khụng thực hiện cắt nguồn cấp điện cho cuộn dõy stator động cơ.
a) Sơ đồ mạch điện
Hỡnh 1-18. Sơ đồ mạch điện hóm ngược động cơ 3 phatheo nguyờn tắc tốc độ
RN K 5 D 2 M K H U=220vAC CC K H RKT 3 ATM K A B C A1 B1 C1 H RKT RN
b) Giới thiệu sơ đồ
- Động cơ khụng đồng bộ xoay chiều 3 pha ro to lồng súc gắn đồng trục với rơ le tốc độ RKT.
- Cụng tắc tơ K, H cấp điện cho cuộn dõy stato thực hiện quay thuận và hóm ngược động cơ.
- Rơ le nhiệt RN bảo vệ quỏ tải cho động cơ - Nỳt ấn khởi động M và nỳt dừng D
c) Nguyờn lý làm việc
Đúng Áp tụ mỏt ATM cấp điện cho mạch động lực và điều khiển.
Khởi động: Ấn nỳt M cấp điện cho cuộn dõy cụng tắc tơ K, đúng tiếp điểm thường mở K bờn mạch điều khiển và mạch động lực để duy trỡ cấp điện cho cuộn dõy K và cấp nguốn 3 pha cho cuộn dõy stator của động cơ, động cơ sẽ khởi động theo chiều thuận, tốc độ động cơ tăng dần đạt đến giỏ trị đặt trước thỡ tiếp điểm thường mở RKT đúng lại chuẩn bị cho quỏ trỡnh hóm ngược, trong quỏ trỡnh động cơ quay theo chiều thuận tiếp điểm thường đúng K mạch điều khiển mở để cụng tắc tơ H khụng được cấp điện trỏnh gõy sự cố ngắn mạch bờn mạch động lực.
Muốn dừng động cơ, ấn nỳt dừng D cắt điện cuộn dõy cụng tắc tơ K, cỏc tiếp điểm thường mở của cụng tắc tơ K mạch động lực và điều khiển mở ra cắt nguồn điện cuộn dõy stator động cơ. Khi đú vỡ quỏn tớnh nờn ro to của động cơ vẫn tiếp tục quay, tiếp điểm thường mở của rơ le tốc độ RKTvẫn kớn nờn cuộn dõy cụng tắc tơ H được cấp điện và làm việc, cuộn dõy stator động cơ được cấp điện trỏo thứ tự pha tạo ra mụ men quay ngược chiều với mụ men quỏn tớnh thực hiện quỏ trỡnh hóm ngược. Khi mụ men quỏn tớnh cõn bằng với mụ men quay thỡ rụ to của đụng cơ dừng lại, rơ le tốc độ khụng hoạt động mở tiếp điểm RKT cắt điện cụng tắc tơ H, cắt điện cấp cho động cơ, kết thỳc quỏ trỡnh hóm ngược động cơ.
3) Ưu, nhược điểm và phạm vi ứng dụng nguyờn tắc điều khiển theo tốc độ
Ưu điểm: Đơn giản và rẻ tiền, thiết bị cú thể là cụng tắc tơ mắc trực tiếp vào phần ứng động cơ khụng cần thụng qua rơ le.
Nhược điểm: Thời gian mở mỏy và hóm mỏy phụ thuộc nhiều vào mụ men cản (Mc), quỏn tớnh (J0), điệnỏp lưới (U) và điện trở cuộn dõy cụng tắc tơ. Cỏc cụng tắc tơ gia tốc cú thể khụng làm việc vỡ điện ỏp lưới giảm thấp, vỡ quỏ tải hoặc vỡ cuộn dõy quỏ phỏt núng sẽ dẫn đến quỏ phỏt núng điện trở khởi động, cú thể làm chỏy cỏc điện trở đú. Khi điện ỏp lưới tăng cao cú khả năng tỏc động đồng thời cỏc cụng tắc tơ gia tốc làm tăng dũng điện quỏ trị số cho phộp.
Trong thực tế ớt dựng nguyờn tắc này để khởi động cỏc động cơ, thường chỉ dựng để điều khiển quỏ trỡnh hóm động cơ.