5. Mở máy động cơ không đồng bộ
5.1. Mở máy động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc
lồng sóc a) Mở máy trực tiếp
Đây là phương pháp đơn giản nhất, chỉ việc đóng điện trực tiếp động cơ vào lưới điện. Khuyết điểm của phương pháp này là dòng điện mở máy lớn, ảnh hưởng đến điện áp lưới nhiều. Nếu quán tính của động cơ lớn thì thời gian mở máy sẽ rất lâu làm chảy cầu chì bảo vệ. Vì thế phương pháp này dùng được khi công suất của nguồn lớn hơn công suất động cơ nhiều. Phương pháp mở máy này dùng trong trường hợp công suất của nguồn cung cấp lớn hơn nhiều so với công suất của động cơ hoặc mở máy không tải. Đóng CB nối trực tiếp dãy quấn stator vào lưới, động cơ quay.
Hình 5.1. Mở máy trực tiếp
Khi cấp nguồn, dòng điện mở máy lớn, tốc độ động cơ tăng dần thì dòng mở máy giảm xuống. Khi tốc độ ổn định thì dòng điện ở lại trị số bình thường.
Ưu điểm:
Thiết bị mở máy đơn giản. Moment mở máy (Mmm) lớn. Thời gian mở máy nhỏ.
Nhược điểm: là dòng điện mở máy Imm lớn, làm ảnh hưởng đến lưới điện và các phụ tái khác.
Áp dụng: Dùng để mở máy cho các động cơ nhỏ và trung bình. b) Giảm điện áp stator khi mở máy
Khi ta mở máy giảm điện áp đặt vào động cơ để làm giảm dòng mở máy thì cũng làm moment mở máy của động cơ giảm đi rất nhiều, vì thế nó chỉ được sử dụng trong những trường hợp không yêu cầu moment mở máy lớn.
Có các biện pháp làm giảm điện áp khi mở máy sau:
o Dùng điện kháng nối tiếp vào mạch Stator:
Điện áp mạng đặt vào động cơ thông qua điện kháng. Sau khi mở máy, tốc độ động cơ đã ổn định thì ta ngắn mạch điện kháng để động cơ làm việc với điện áp định mức. Nhờ có điện áp rơi trên điện kháng, điện áp đặt trực tiếp trên stator động cơ giảm k lần, dòng khởi động sẽ
giảm k lần song moment khởi động giảm k2 lần.
Khi mở máy: CD2 cắt, đóng CD1 để nổi dậy quẩn stato vào lưới điện thông qua cuộn kháng CK, khi động cơ quay ổn định, đóng CD2 để ngăn mạch cuộn kháng, nổi trực tiếp dãy quần stato vào lưới điện.
Gọi là dòng điện mở máy trực tiếp với điện áp.
Điện áp đặt vào dây quần stato:
= ( với k>1: tỷ số cuộn kháng)
Hình 5.2. Điện kháng nối tiếp mạch stator Dòng điện mở máy:
= Moment mở máy:
=
o Dùng máy biến áp tự ngẫu
vào động cơ. Thay đổi vị trí con chạy để điện áp đưa vào động cơ lúc khởi động nhỏ, sau đó tăng dần lên đến bằng định mức. Trước khi mở máy: cắt CD2, đóng CD3, máy biến áp tự ngẫu để ở vị trí điện áp đặt vào động cơ khoảng (0,6-0,8) Uam, đóng CD1 để nối nối dây quấn stator vào lưới điện thông qua máy biến áp tự ngẫu. Khi động cơ quay ổn định, cắt CD3, đóng CD2 để ngắn mạch máy biến áp tự ngẫu, nối trực tiếp dây quấn stato vào lưới điện.
Gọi k là tỷ số MBA, U1 là điện áp pha của lưới điện, Zn là tổng trở của động cơ lúc mở máy. Điện áp pha đặt vào động cơ khi mở máy là:
Dòng điện chạy vào động cơ lúc có MBA:
= đ =
đ
.
Dòng điện lưới cung cấp cho động cơ khi có MBA (dòng điện sơ cấp của máy tự biến áp)
I =
I
đ
= U
k k . Z
Khi mở máy trực tiếp: I
I =
So sánh ta thấy, lúc có máy tự biến áp, dòng điện của lưới giảm đi k2 lần, đây là một ưu điểm so với phương pháp dùng điện kháng. Vì thế phương pháp dùng máy biến áp tự ngẫu thường được dùng nhiều với những động cơ có công suất lớn.
Hình 5.3. Máy biến áp tự ngẫu Thứ tự đóng mạch biến áp:
Khi mở máy, động cơ được cấp nguồn: U = với k: tỷ số biến áp
Lúc đó dòng điện mở máy của động cơ: Đ = , với Imm là dòng điện mở máy trực tiếp
Dòng điện máy biến áp tự ngẫu nhận từ lưới điện: I = Đ =
Moment mở máy: =
c) Đổi nối sao thành tam giác
Phương pháp này chỉ dùng được khi bình thường động cơ vận hành được với lưới điện bằng cách đấu tam giác. Khi khởi động, ta nối hình sao để điện áp đặt vào mỗi pha giảm đi √3 lần. Sau khi khởi động xong, ta nối lại thành hình tam giác như đúng qui định của máy. Khởi động bằng phương pháp này dòng điện dây của lưới giảm đi 3 lần, moment khởi động cũng giảm đi 3 lần.
Hình 5.4. Đổi nối sao thành tam giác
Gọi : tổng trở pha
: điện áp của lưới điện
Khi mở máy đấu Y: = √3 , ∆=
= =
√
Khi mở máy đấu ∆: = , ∆ = √3 ∆= √3
Do vậy =
∆
Vậy dòng giảm đi 3 lần, áp giảm √3 lần, giảm (√3) = 3 lần
= ; = ; =