1. Khỏi niệm và cụng dụng
Khởi động từ là một loại khớ cụ điện dựng để điều khiển từ xa việc đúng, cắt, đảo chiều quay và bảo vệ quỏ tải cỏc động cơ điện khụng đồng bộ xoay chiều ba pha rụ to lồng súc.
Khởi động từ cú một Cụngtăctơ và một rơle nhiệt gọi là khởi động từ đơn, thường dựng để điều khiển đúng cắt động cơ điện.
Khởi động từ cú hai Cụngtăctơ và một rơle nhiệt gọi là khởi động từ kộp, dựng để điều khiển đảo chiều quay động cơ điện.
2. Cỏc yờu cầu kỹ thuật chủ yếu
Động cơ điện khụng đồng bộ ba pha cú thể làm việc liờn tục được hay khụng tựy thuộc đỏng kể vào định mức tin cậy của khởi động từ.
Do đú khởi động từ cần phải thỏa món cỏc yờu cầu sau đõy: - Tiếp điểm phải chịu được độ mài mũn, va đập;
- Khả năng đúng cắt cao; - Thao tỏc đúng, cắt dứt khoỏt; - Tiờu thụ cụng suất nhỏ nhất;
- Bảo vệ tin cậy động cơ điện khỏi bị quỏ tải lõu dài;
3.Nguyờn lý làm việc của khởi động từ
a. Khởi động từ đơn : Điều khiển, vận hành từ xa động cơ điện khụng đồng bộ xoay chiều ba pha quay theo 1chiều.
Hỡnh 2.26 Mạch điện khởi động từ đơn
Cỏc thiết bị trong mạch điện:
- Aptụmat 3 pha (AP1), 1pha (AP2) - Cụngtăctơ: K
- Rơle nhiệt: RN
- Nỳt bấm mở mỏy: M, nỳt bấm dừng mỏy: D
- Động cơ xoay chiều khụng đồng bộ 3 pha rụto lồng súc: M
Nguyờn lý hoạt động:
- Mở mỏy: Đúng Aptụmat AP1, AP2 cấp nguồn cho mạch động lực và mạch điều khiển.
Bấm nỳt bấm M, Cụngtăctơ K cú điện tỏc động và tự duy trỡ bằng tiếp điểm K(3- 5), cỏc tiếp điểm thường mở của Cụngtăctơ K(A1-A2, B1-B2,C1-C2) ở mạch động lực đúng lại, cấp nguồn cho động cơ M làm việc, kết thỳc quỏ trỡnh mở mỏy.
- Dừng mỏy: Để dừng mỏy bấm nỳt bấm dừng D, Cụngtăctơ K mất điện, mở cỏc tiếp điểm Cụngtăctơ K ở mạch động lực ngắt nguồn cấp cho động cơ M, động cơ M dừng.
Ngắt Aptụmat AP1, AP2 ngắt nguồn cấp cho mạch động lực và điều khiển
Cỏc khõu liờn động và bảo vệ:
- Bảo vệ ngắn mạch cho mạch động lực và mạch điều khiển bằng AP1, AP2. - Bảo vệ quỏ tải cho động cơ M bằng rơle nhiệt RN, khi xảy ra quỏ tải rơle nhiệt RN tỏc động, tiếp điểm RN(2-N) ở mạch điều khiển mở ra ngắt nguồn cấp cho
Cụngtăctơ K, mở cỏc tiếp điểm ở mạch động lực của Cụngtăctơ K ngắt nguồn cấp cho động cơ M, động cơ dừng.
- Bảo vệ cực tiểu, bảo vệ điểm khụng bằng tiếp điểm Cụngtăctơ K (3-5).
b. Khởi động từ kộp: điều khiển, vận hành từ xa động cơ điện khụng đồng bộ xoay chiều pha chạy và đảo chiều quay .
Hỡnh 2.27 Mạch điện khởi động từ kộp dựng nỳt bấm đơn
Cỏc thiết bị trong mạch điện: - RN : Rơle nhiệt
- KT : Cụngtăctơ điều khiển động cơ quay thuận
- KN : Cụngtăctơ điều khiển động cơ quay ngược
- AP1 : Aptụmat 3 pha, đúng-cắt nguồn điện mach động lực
- AP2 : Aptụmat 1 pha, đúng-cắt nguồn mạch điều khiển
- D, MT, MN : Nỳt bấm dừng, điều khiển động cơ quay thuận, ngược
- M : Động cơ xoay chiều khụng đồng bộ ba pha rụto lồng súc
Nguyờn lý hoạt động:
- Mở mỏy: Đúng AP1, AP2: Cấp nguồn cho mạch động lực và điều khiển
- Quay thuận: Ấn nỳt MT(3-5), Cụngtăctơ KT cú điện, tỏc động và tự duy trỡ bằng tiếp điểm KT(3-5), cỏc tiếp điểm ở mạch động lực KT(A1-A2; B1-B2; C1-C2) đúng lại cấp nguồn cho động cơ M quay theo chiều thuận.
- Quay ngược: Muốn đảo chiều quay động cơ ta ấn nỳt D(1-3) ngắt điện cấp cho Cụngtăctơ KT mất điện. Ấn nỳt MN(3-9), Cụngtăctơ KN cú điện, tỏc động và tự duy trỡ bằng tiếp điểm KN(3-9), cỏc tiếp điểm ở mạch động lực KN(A1-C2; B1-B2; C1-A2) đúng lại cấp nguồn cho động cơ M quay theo chiều ngược.
Dừng mỏy: Ấn nỳt D(1-3) ngắt điện cấp cho Cụngtăctơ KT (hoặc KN) để cắt nguồn cấp cho động cơ. Ngắt Aptụmat AP1, AP2 ngắt nguồn cấp cho mạch động lực và điều khiển.
Cỏc khõu liờn động và bảo vệ:
- Bảo vệ ngắn mạch động lực và điều khiển bằng AP1, AP2. - Bảo vệ quỏ tải cho động cơ bằng rơle nhiệt RN.
- Bảo vệ trỏnh làm việc đồng thời khi đảo chiều quay bằng cỏc tiếp điểm thường kớn của cỏc Cụngtăctơ KT(9-11), KN(5-7).
- Bảo vệ cực tiểu bảo vệ điểm 0 (khụng tự mở mỏy) bằng cỏc tiếp điểm của cỏc Cụngtăctơ KT(3-5), KN(3-9).
4. Cỏch lựa chọn khởi động từ
Hiện nay động cơ khụng đồng bộ ba pha rụto lồng súc cú cụng suất từ 0,6 đến 100 kW ở nước ta thụng dụng hơn cả. Để điều khiển vận hành chỳng, người ta thường dựng khởi động từ. Do đú, để thuận tiện cho việc lựa chọn khởi động từ, nhà sản xuất thường khụng những chỉ cho dũng điện định mức của khởi động từ mà cũn cho cả cụng suất của động cơ điện (mà khởi động từ cú thể phục vụ được) ứng với cỏc điện ỏp khỏc nhau. Đụi khi cũn hướng dẫn cả cụng suất lớn nhất và cụng suất nhỏ nhất của động cơ điện mà cụng suất cú thể làm việc được ở cỏc điện ỏp định mức khỏc nhau.
Vớ dụ: Khởi động từ loại ME – 200 của Liờn Xụ cú dũng điện định mức là 25 A (hoặc 23A) được hướng dẫn để lắp đặt vận hành cho cỏc động cơ điện khụng đồng bộ cú cụng suất phự hợp với bảng dưới đõy:
Bảng 2.3 Thụng số khởi động từ ME – 200 Điện ỏp định mức của động cơ cần
điều khiển, V 110 127 220 230 240 380 400 415 440 500 Cụng suất cực đại của động cơ điều
khiển được, kW 2,2 3 5,5 5,5 5,5 10 10 10 10 10 Cụng suất tối tiểu hướng dẫn để
điều khiển động cơ, kW 0,3 0,4 1,1 1,1 1,1 2,2 2,2 2,2 3,0 4,0 Theo bảng trờn ta thấy điện ỏp lưới tăng, cụng suất của động cơ điều khiển được cũng tăng. Đú là do dũng điện ngắt của khởi động từ giảm tương đối ớt so với mức độ tăng điện ỏp, cụng suất của động cơ điện làm việc với khởi động từ đó cho tăng theo với mức độ tăng của điện ỏp định mức. Điện ỏp làm việc lớn nhất là 500 V.
Cũng cú thể căn cứ theo tỉ số dũng điện định mức của động cơ điện trong cỏc chế độ làm việc liờn tục hay ngắn hạn lặp lại... mà lựa chọn khởi động từ. Điều kiện
chọn là dũng điện làm việc của động cơ đi qua cỏc tiếp điểm chớnh khụng vượt quỏ dũng điện định mức của khởi động từ (ghi trờn nhón).
Khi lựa chọn khởi động từ đảo chiều để hóm động cơ điện theo chế độ hóm ngược thỡ cụng suất của khởi động từ để điều khiển động cơ phải chọn bộ hơn từ 1,5 đến 3 lần trị số cho trong bảng 2.3. Đú là do trong chế độ này, khởi động từ phải làm việc khụng cú liờn động cơ khớ. Khi đú phải thực hiện khoỏ liờn động điện thụng qua cỏc tiếp điểm thường đúng của cỏc khởi động từ này.
Để khởi động từ làm việc tin cậy, khi lắp đặt cần phải bắt chặt cứng khởi động từ trờn một mặt phẳng đứng (độ nghiờng cho phộp so với trục thẳng đứng là ± 50), khụng cho phộp bụi mỡ vào cỏc tiếp điểm và cỏc bộ phận động. Sau khi lắp đặt khởi động từ và trước khi vận hành, phải kiểm tra xem xột:
-Cho cỏc bộ phận động chuyển động bằng tay khụng bị kẹt, khụng vướng; -Điện ỏp điều khiển phải phự hợp với điện ỏp của cuộn dõy;
-Cỏc tiếp điểm phải tiếp xỳc đều và tốt;
-Cỏc dõy đấu điện phải theo đỳng sơ đồ điều khiển; -Rơle nhiệt (nếu cú) phải đặt ở nấc dũng điện phự hợp.
Thớ dụ
Chọn khởi động từ cho động cơ cú cụng suất 10kW, điện ỏp Uđm = 380V, dũng điện Iđm = 19,4A. Điều kiện đảo chiều quay cú bảo vệ quỏ tải. Mụi trường làm việc khụ rỏo, ớt người qua lại.
Bài làm:
- Biết Pđm = 10kW, căn cứ vào bảng 8 phần phụ lục, ta chọn loại khởi động từ ПME cỡ II (chữ số thứ nhất: 2).
- Mụi trường khụ rỏo, ớt người qua lại và khụng cõng bảo vệ nờn chọn loại hở (chữ số thứ hai: 1).
- Điều kiện làm việc khụng đảo chiều quay, cú kốm rơle nhiệt nờn ta lấy chữ số thứ ba: 2.