CHƯƠNG 1 : KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN
3.7. Mở máy động cơ khơng đồng bộ ba pha
Mở máy động cơ điện là một quá trình đặc biệt khi động cơ làm việc, xảy ra tại thời điểm khi đĩng điện cho động cơ, động cơ chuyển đổi trạng thái từ tốc độ n = 0, hệ số trượt s = 1, cho đến khi động cơ quay với tốc độ gần bằng tốc độ định mức nđm. Giai đoạn này thường xảy ra dịng mở máy Imm tăng cao (Imm = 5÷7 Iđm) và mơmen mở máy Mmm = 0,5÷ 1,5 Mđm.
3.7.1. Các phương pháp mở máy
Cĩ 2 phương pháp chính: Mở máy trực tiếp và mở máy gián tiếp.
Các yêu cầu đối với các phương pháp mở máy:
Dịng điện mở máy càng nhỏ càng tốt.
Mơ men mở máy phải đủ lớn để thích ứng với đặc tính cơ của tải Thời gian mở máy phải được rút ngắn nhất.
Các thiết bị và phương tiện mở máy phải đơn giản rẻ tiền, chắc chắn. Tổn hao năng lượng trong q trình mở máy
ít.
1. Mở máy trực tiếp .
Hình vẽ …. là sơ đồ mở máy trực tiếp động cơ khơng đồng bộ. Đĩng cầu dao CD nối trực tiếp dây quấn stator vào lưới điện..
Đặc điểm cuả phương pháp này là mở máy
nếu quán tính của tải tương đối lớn mà thời gian mở máy quá dài cĩ thể làm cho máy phát nĩng nhanh gây ra sụt áp trên lưới lớn, làm ảnh hưởng đến các phụ tải khác đồng thời cũng ảnh hưởng đến các thiết bị bảo vệ. Vì vậy phương pháp này thường áp dụng cho động cơ cĩ cơng suất nhỏ (P < 75 kW) và phải cĩ cơng suất của nguồn lớn hơn nhiều lần cơng suất động cơ.
2. Mở máy bằng cách giảm điện áp đặt vào dây quấn stator.
Là phương pháp mở máy được thực hiện trong giai đoạn mở máy cĩ thiết bị mở máy nối vào mạch động cơ. Sau khi kết thúc mở máy, thiết bị đĩ bị loại ra khỏi mạch và động cơ được làm việc trực tiếp với lưới điện. phương pháp này chỉ dùng cho các thiết bị yêu cầu mơmen mở máy nhỏ.
a. Mở máy dùng cuộn kháng mắc nối tiếp vào mạch stator: Trên hình …. Là sơ đồ nối dây để
khởi động ĐCKĐB dùng cuộn kháng CK Bắt đầu quá trình mở máy: đĩng cầu dao CD1 để nối dây quấn stator vào lưới điện thơng qua cuộn kháng CK (cầu dao CD2 cắt). Động cơ quay ổn định đĩng CD2 để ngắn mạch điện kháng nối trực tiếp dây quấn stator vào lưới điện.
Điện áp đặt vào dây quấn stator khi khởi động là: ' k U = kU1 (k<1) Dịng điện khởi động: ' k I = k Ik k = k k I I' (Ik là dịng khởi động trực tiếp với U1) Mơ men khởi động: M'
k = k2Mk k2=
k k M M'
Ta thấy theo phương pháp này thì dịng khởi động Ik giảm k lần, mơmen khởi động giảm k2 lần.
Trong thực tế, người ta thường dùng mạch cơng tắc tơ kết hợp với Rơle thời gian để tự động chuyển đổi trạng thái mở máy.
b. Mở máy dùng biến áp tự ngẫu.
Trên hình …. là sơ đồ nối dây khởi động ĐCKĐB dùng máy biến áp tự ngẫu (MBATN).
Trước khi khởi động cắt CD2, đĩng CD3, MBATN để ở vị trí điện áp đặt vào động cơ khoảng (0,6 ÷ 0,8)Uđm. Đĩng CD1 để nối dây quấn stator vào lưới điện thơng
qua MBATN. Khi động cơ quay ổn định cắt CD3, đĩng CD2 để ngắn mạch MBATN nối trực tiếp dây quấn stator vào lưới điện.
Khi khởi động, động cơ được cấp một điện áp: Uk= kT .U1 (k<1) Lúc đĩ dịng điện khởi động '
k
I = kT Ik (Ik là dịng khởi động trực tiếp) Dịng điện MBATN nhận từ lưới điện: I1= kT. '
k I = k2 T.Ik Mơmen khởi động M' k = k2 T Mk
Đặc điểm của phương pháp này là dịng điện trong lưới giảm đi k2 lần so với dịng khởi động Ik khi nối trực tiếp.
c. Mở máy bằng cách đổi nối Y/.
Trên hình …. là sơ đồ nối dây khởi động ĐCKĐB bằng cách đổi nối Y/. Phương pháp này chỉ dùng cho động cơ lúc làm việc bình thường nối , khi khởi động nối Y, sau khi tốc độ quay gần ổn định chuyển về nối để làm việc.
Điện áp pha khi khởi động: U'
kf = Uk
3 1
Dịng điện khi khởi động nối Y: IkY = I'
kf = Ikf
3 1
Dịng điện khi khởi động trực tiếp: Ik= 3Ikf
Ta cĩ: 3 3 1 3 kf kf kY k I I I I
Mơmen mở máy giảm 3 lần.
Hình 3.13 – Mở máy dùng biến áp TN
Hình 3.14 – khởi động đổi nối Y
d. Mở máy bằng cách thêm điện trở phụ Rp vào mạch rotor dây quấn.
phương pháp này chỉ áp dụng cho những động cơ rotor dây quấn. Vì đặc điểm của loại động cơ này là cĩ thể thêm điện trở phụ vào mạch rotor. Khi điện trở rotor thay đổi thì đặc tính M = f(s) cũng thay đổi theo. Khi điều chỉnh điện trở mạch rotor thích
hợp thì Mk = MMax (đường 3). Sau khi rotor quay để giữ một mơmen điện từ nhất định trong quá trình khởi động thì ta cắt dần điện trở nối thêm vào mạch rotor làm cho quá trình tăng tốc động cơ từ đặc tính này sang đặc tính khác. Sau khi cắt tồn bộ điện trở thì sẽ tăng tốc đến điểm làm việc của đặc tính cơ tự nhiên.
Phương pháp này cĩ ưu điểm là mơmen khởi động Mk lớn, dịng điện khởi động Ik nhỏ. Nhưng lại cơ nhược điểm là động cơ rotor dây quấn chế tạo phức tạp hơn động cơ rotor lồng sĩc nên giá thành cao, bảo quản khĩ khăn và hiệu suất cũng thấp hơn.