1. Mạch khởi động động cơ xoay chiều:
Đđy lă sơ đồ điều khiển đơn giản nhất vă có thể dùng chỉ một khởi động từ đơn . Sau khi đóng cầu dao CD, ấn nút M, cơng tắc tơ K có điện sẽ đóng mạch lực cấp điện cho động cơ để mở mây trực tiếp với toăn bộ điện âp lưới. Tiếp điểm K song song với nút M để tự duy trì điện cho cuộn hút K khi thôi ấn nút M.
Muốn dừng ấn nút D để cắt điện cuộn K. Động cơ dừng tự do.
Động cơ được bảo vệ quâ tải bằng rơle nhiệt. Khi quâ tải vượt mức cho phĩp (thường chỉnh định Ich.d =(1,2 1,3)Idm, rơle nhiệt tâc động mở tiếp điểm thường đóng RN để cắt điện cuộn hút K. Sau khi xử lý sự cố, phải ấn lại nút phục hồi thì mới mở mây động cơ lại được .
Mạch lực vă mạch điều khiển được bảo vệ ngắn mạch bằng cầu chì.
Sơ đồ cịn có tâc dụng bảo vệ điện âp thấp vă bảo vệ điện âp khơng. Khi điện âp tụt cịn (50 60)%Udm hay mất điện ngẫu nhiín thì cơng tắc tơ K bị nhả đưa sơ đồ về trạng thâi ban đầu. Sau đó điện lưới có được khơi phục thì động cơ cũng không thể tự chạy lại. Muốn động cơ chạy phải ấn nút M.
Đặc tính lăm việc của động cơ như hình 4.8b. HÌNH 4.8
* Sơ đồ 2: Điều khiển động cơ KĐB rotor lồng sóc cơng suất lớn quay một chiều, mở mây giảm âp theo câch nối Y - .
Sơ đồ năy chỉ sử dụng cho câc động cơ lăm việc bình thường ở câch nối (H.4.9). Đóng cầu dao CD. Ấn nút M. Cơng tắc tơ K, rơle thời gian RTh vă công tắc KY có điện. Stator động cơ được nối hình Y qua câc tiếp điểm KY nối văo câc lưới qua câc tiếp điểm K.
Động cơ mở mây với điện âp pha giảm đi 3 lần so với định mức.
Sau một thời gian chỉnh định, rơle thời gian RTh tâc động. Tiếp điểm RTh (5-7) mở ra, cắt điện cơngtắctơ nối sao KY vă tiếp điểm RTh (3-11) đóng lại, cấp điện cho côngtắctơ nối tam giâc K. Cuộn dđy stato chuyển sang nối để lăm việc ở điện âp định mức. Qúa trình mở mây kết thúc.
Lúc đầu, động cơ lăm việc trín đặc tính cơ 1 (khi KY hút), sau đó chuyển sang đặc tính cơ tự nhiín (khi K hút). Thời gian chỉnh định của rơle RTh đủ để động cơ tăng tốc trín đường đặc tính cơ nối Y đến tốc độ trín tốc độ tới hạn.
Khi dừng, ấn nút D. Động cơ dừng tự do.
Câc bảo vệ của sơ đồ tương tự như sơ đồ ở hình (4.8), gồm bảo vệ quâ tải, ngắn mạch, điện âp thấp vă điện âp 0. Ngòai ra, để trânh 2 côngtắctơ KY vă K tâc động đồng thời sẽ gđy ngắn mạch câc pha, câc cuộn dđy cơngtắctơ được khóa chĩo về điện. Tiếp điểm thường đóng của côngtắctơ năy được gửi văo mạch cuộn hút của cơngtắctơ kia vă ngược lại. Ngồi ra, chính hai trạng thâi tiếp điểm đối lập (thường đóng vă thường mở) của RTh nằm trong hai mạch cuộn dđy KY vă K cũng góp phần loại trừ sự lăm việc đồng thời của hai côngtắctơ năy.
* Sơ đồ 3: Điều khiển động cơ KĐB rotor lồng sóc quay một chiều, mở mây qua biến âp tự ngẫu (hình 4.10)
Họat động của sơ đồ năy không khâc mấy so với sơ đồ trín hình 4.9. HÌNH 4.9
Điện âp lúc mở mây cũng được thay đổi theo một cấp. Ở sơ đồ hình 4.9 thì lúc mở mây, động cơ có điện âp bằng
3
1 Uđm. Ở sơ đồ năy thì điện âp lúc mở mây có giâ trị nhỏ hơn Uđm vă trị số tùy thuộc việc đặt điện âp theo vị trí con trượt của BATN.
Câc bảo vệ của mạch tương tự như ở sơ đồ hình 4.9.
* Sơ đồ 4: Điều khiển động cơ KĐB rotor lồng sóc, mở mây qua một cấp điện trở phụ mắc ở mạch stator.
Do có điện trở phụ ở mạch stator lúc mở mây, dịng điện stator bị giảm vă mơ men mở mây giảm (hình 4.11).
Khi ấn nút M, cơngtắctơ K1 có điện sẽ nối mạch stator của động cơ văo lưới điện qua điện trở R. Động cơ mở mây theo đường đặc tính cơ 1. Sau thời gian chỉnh định của rơle thời gian RTh (để tốc độ động cơ gần với tốc độ lăm việc) thì RTh tâc động nối điện cho côngtắctơ K2, loại bỏ điện trở R ra khỏi mạch stator. Động cơ chuyển sang lăm việc trín đặc tính tự nhiín vă tiếp tục tăng tốc độ lăm việc ứng với mơmen cản MC. Qúa trình mở mây kết thúc.
Câc bảo vệ của mạch tương tự như sơ đồ hình 4.8.
2. Mạch khóa lẫn động cơ:
Trong nhiều trường hợp, câc động cơ điện thực hiện những truyền động riíng biệt, cần phải khóa lẫn với nhau về điện, tức lă câc động cơ chỉ khởi động theo một thứ tự năo đó: một
chiếc chỉ lăm việđc khi chiếc kia ngừng, hoặc lă chiếc năy chỉ lăm việc, khi chiếc kia lăm việc .
Ta xĩt một văi mạch khóa lẫn động cơ điện như sau :
Hình (4.12a) lă sơ đồ biểu thị mạch khóa lẫn
giữa hai động cơ Đ1 vă Đ2. Tiếp điểm thường mở 1M lắp trong mạch 3-4 chỉ cho động cơ Đ2 khởi động, khi động cơ Đ1 đê khởi động. Loại khóa lẫn năy thường gặp trín mây phay có xích truyền động chạy dao riíng. Để trânh hư hỏng như gêy dao, động cơ của hộp chạy dao chỉ khởi động khi động cơ trục chính lăm việc .
Nếu như thay tiếp thường mở 1M bằng tiếp điểm thường đóng 1M văo mạch 3-4, thì động cơ Đ2 chỉ có thể khởi động khi động cơ Đ1 ngừng lăm việc .
Nếu như cùng một lúc, ta muốn khởi động nhiều động cơ với một nút ấn, ta dùng rơle trung gian nhiều tiếp điểm lắp theo mạch điện như hình (4.12b). Khi ấn nút K, cuộn dđy của rơle trung gian RTr có điện, câc tiếp điểm thường mở RTr của nó đóng lại, lăm đóng mạch tất cả câc cơngtắctơ 1M, 2M … vă như thế, khởi động nhiều động
HÌNH 4.11
cơ cùng một lúc. Nếu muốn dừng tất cả câc động cơ cùng một lúc, ta ấn nút dừng D, nhưng nếu dừng, hoặc đóng từng động cơ riíng biệt, ta ấn câc nút dừng 1D, 2D hoặc 1K, 2K … Mạch điện năy thường dùng trín câc đường dđy tự động .
3. Mạch đảo chiều động cơ:
Khi ấn nút MT, côngtắctơ KT tâc động, nối mạch lực cấp điện cho động cơ quay thuận. Muốn dừng, ấn nút D, động cơ dừng tự do.
Khi ấn nút MN, côngtắctơ KN tâc động, nối mạch lực có đảo chỗ 2 pha R vă T để động cơ quay ngược .
Để trânh ngắn mạch 2 pha R vă T khi cả hai công tắc tơ KT vă KN cùng hút, mạch điều khiển cuộn KT vă KN được khóa chĩo:
- Khóa chĩo về điện : tiếp điểm thường đóng KT gửi văo mạch cuộn KN vă ngược lại.
- Khóa chĩo về cơ nhờ nút ấn liín động : khi ấn nút thường mở MT để đóng mạch cuộn KT quay thuận thì đồng thời nút ấn thường đóng liín động với nó ở mạch cuộn KN mở ra để khơng cho cuộn KN có điện. Tương tự như vậy, nút thường đóng liín động với nút ấn thường mở MN được gửi văo cuộn KT.
Đặc tính cơ lăm việc thuận vă ngược của động cơ như hình 4.13b.
4. Mạch điều chỉnh:
Khi cần điều khiển nhắp động cơ, tức lă ấn nút nhắp N thì động cơ chạy, cịn nhả nút N ra thì động cơ dừng, ngun lý như sơ đồ hình 4.14. Chế độ lăm việc nhắp lă cần thiết để thử mây, chỉnh mây hoặc chuẩn bị cho q trình chạy mây để sản xuất.
HÌNH 4.13
Chế độ chạy vă dừng động cơ khơng có gì khâc so với câc sơ đồ điều khiển đê trình băy. Khi lăm việc ở chế độ nhắp, ấn nút N để nối mạch côngtắctơ K vă đồng thời cắt cả mạch tự duy trì nín động cơ chỉ có thể chạy khi cịn ấn nút N. Khi khơng ấn nút N thì động cơ dừng.
Thời gian hồi phục hay thời gian trở về trạng thâi ban đầu của nút ấn vă của côngtắctơ gần như nhau, cở văi phần giđy. Trường hợp sau khi ấn nút nhắp N, thời gian hồi phục của nút ấn nhanh hơn thời gian mở của tiếp điểm thường mở K trong mạch tự duy trì thì động cơ sẽ tiếp tục quay thay vì dừng lại. Như vậy, lệnh nhắp được thi hănh như lệnh chạy liín tục.
Có thể khắc phục hiện tượng năy nhờ mắc thím một rơle trung gian theo sơ đồ hình 4.15.
5. Mạch hêm động cơ điện xoay chiều:
* Mạch điều khiển động cơ KĐB rotor lồng sóc quay một chiều, mở mây trực tiếp, hêm động năng (hình 4.16a).
Khi ấn nút M, công tắc tơ K tâc động, nối động cơ văo lưới để mở mây trực tiếp.
Đồng thời câc tiếp điểm của K cũng đóng mạch một chiều cho rơle thời gian RTh chuẩn bị cho q trình hêm động năng vă cắt mạch cơngtắctơ hêm KH khi động cơ chạy.
Rơle RTh đóng quay tiếp điểm RTh (1-9) ở mạch cuộn KH nhưng cuộn năy khơng có điện vì tiếp điểm K (9-11) đê mở.
Khi bấm nút dừng D, cơngtắctơ K nhả vì mất điện, động cơ được cắt khỏi lưới. Tiếp điểm K (9-11) đóng lại, cấp điện cho cuộn hêm KH, đồng thời tiếp điểm K nối ở mạch rơle RTh mở ra cắt điện RTH. Tiếp điểm RTh (1-9) mở chậm nín cơngtắctơ
HÌNH 4.15
KH tâc động, đóng nguồn một chiều văo stator động cơ để kích từ độc lập, tiến hănh hêm động năng. Sau thời gian duy trì của RTh đê chỉnh định đủ để tốc độ động cơ giảm về gần 0 thì tiếp điểm RTh (1-9) mở ra. Cuộn KH mất điện, ngừng cấp điện một chiều văo mạch stator. Sơ đồ trở về trạng thâi ban đầu.
Đặc tính cơ của động cơ khi lăm việc (đường tn) vă hêm động năng (đường 1) như hình 4.16b.
Khi hêm, côngtắctơ KH lăm việc vă một tiếp điểm KH (5-7) ở mạch cuộn hút K mở ra nín lúc năy khơng thể bấm nút mở mây động cơ được.
* Mạch điều khiển động cơ KĐB rotor lồng sóc mở mây trực tiếp ,hêm nối ngược:
Trong sơ đồ có sử dụng một rơle kiểm tra tốc độ RTĐ.
Aân nút M, côngtắctơ K1 tâc động, nối mạch lực cho động cơ chạy vă cắt mạch cuộn dđy K2. Khi động cơ chạy, tiếp điểm rơle kiểm tra tốc độ RTĐ đóng nhưng cuộn dđy K2 cũng khơng thể có điện vì tiếp điểm thường đóng K1 đê mở.
Khi dừng động cơ, ấn nút D, côngtắctơ K1 mất điện sẽ cắt mạch điện stator, đồng thời đóng mạch cho cuộn hút K2. Côngtắctơ K2 tâc động sẽ đóng mạch lực cho động cơ với đảo chỗ hai pha R vă T. Động cơ tiến hănh hêm nối ngược ,tốc độ giảm nhanh. Khi tốc độ động cơ giảm còn (1015)%dm thì rơle kiểm tra tốc độ RTĐ nhả tiếp
điểm RTĐ, cắt mạch cơng tắc tơ K2 . Q trình hêm ngược kết thúc. Hêm ngược được sử dụng rộng rêi trong truyền động đảo chiều.
6. Mạch khởi động động cơ điện một chiều :
Mạch điều khiển động cơ một chiều phải đảm bảo dòng điện phần ứng lúc mở mây không quâ (1,5 2,5)Iđm. Giới hạn năy do q trình đổi chiều ở cổ góp điện chổi than qui định, cũng như yíu cầu về hạn chế momen mở mây Mmm. Nói chung, động cơ có cơng suất dưới 10 KW thì có thể mở mây trực tiếp do thời gian mở mây ngắn. Khi mở mây, có thể theo một số sơ đồ sau:
Sơ đồ trín hình 4.18a dùng điều khiển đảo chiều qua hai tiếp điểm T vă N. Dù quay thuận (đóng T) hay quay ngược (đóng N) thì động cơ vẫn bị rẽ mạch phần ứng. Quay thuận thì phần ứng mắc song song với r1 rồi tất cả mắc nối tiếp với r2 (hình 4.18b). Quay ngược thì phần ứng mắc song song với r2 rồi tất cả mắc nối tiếp với r1 (hình 4.18c). Tốc độ động cơ sẽ giảm thấp vă đặc tính cơ mềm hơn.
Khi r1 r2 thì tốc độ quay thuận khâc tốc độ quay ngược.
Sơ đồ có tổn hao năng lượng lớn kể cả khi động cơ không lăm việc.
Sơ đồ hình 4.19a khâc sơ đồ hình 4.18a ở chổ có hêm động năng khi ngừng quay thuận vă quay ngược. Phđn âp ln có điện trở Rh song song với phần ứng (hình.19b,c).
Sơ đồ hình 4.20 cho phĩp mở mây cả hai chiều vă khi dừng sẽ có hêm động năng. Sơ đồ hình 4.20a có điện trở hêm lă chính cuộn dđy phần ứng. Sơ đồ năy thường dùng cho động cơ cơng suất nhỏ.
Khi dịng điện hêm lớn q 2,5Iđm thì có thể dùng sơ đồ 4.20b nhưng khi đó, động cơ bị nối thím điện trở phụ văo mạch phần ứng lúc lăm việc. Tốc độ động cơ sẽ nhỏ hơn định mức. Tốc độ năy sẽ
khâc nhau ở hai chiều quay thuận vă ngược nếu r1 r2.
Câc động cơ một chiều có cơng suất lớn hơn (tới 300 400 KW), khi mở mây phải có biện phâp hạn chế dịng điện mở mây qua câc điện trở phụ hoặc giảm âp lúc mở mây.
HÌNH 4.18
7. Mạch hêm động cơ điện một chiều:
* Sơ đồ điều khiển động cơ điện một chiều kích từ song song quay hai chiều, hêm động năng, mở mây qua một cấp điện trở:
Sau khi đóng cầu dao CD, động cơ được cấp điện kích từ (hình 4.21a).
Mạch điều khiển được cấp điện thì rơle RTh (2-17) có điện ngay vă tiếp điểm RTh (1-13) mở ra không cho côngtắctơ K có điện. Điện trở phụ Rp được đưa văo rotor, chuẩn bị mở mây động cơ qua một cấp điện trở.
Aân nút MT, cơngtắctơ T có điện vă tâc động. Câc tiếp điểm lực cấp điện cho phần ứng động cơ để mở mây quay thuận với điện trở phụ Rp. Động cơ tăng tốc theo đường đặc tính cơ 1 từ điểm A (hình 4.21b).
Do có điện âp đặt văo phần ứng nín rơle RH tâc động, đóng tiếp điểm thường mở RH (17-19) nhưng côngtắctơ hêm H khơng thể có điện vì tiếp điểm thường đóng T (1- 15) đê mở ra.
Tiếp điểm thường đóng RH (2-4) trước đó dùng để nối mạch khi ấn nút MT thì bđy giờ mở ra vă mạch cuộn hút T được duy trì qua câc tiếp điểm T (3-5) vă T (2-4). Khi T tâc động, rơle thời gian RTh mất điện vă sau thời gian duy trì thì tiếp điểm RTh (1-13) đóng lại. Cơngtắctơ K có điện sẽ đóng tiếp điểm K mắc song song với điện trở phụ Rp để loại điện trở năy khỏi mạch rotor. Động cơ chuyển điểm lăm việc từ điểm B trín đặc tính cơ 1 sang điểm D trín đặc tính cơ tự nhiín vă tiếp tục tăng tốc đến điểm lăm việc LV. Tại đđy động cơ chạy ổn định với tốc độ LV vă ứng với momen MĐ = MC. Quâ trình mở mây kết thúc.
Khi muốn dừng, ấn nút D. Côngtắctơ T mất điện sẽ nhả ngắt mạch phần ứng động cơ Đ. Lúc năy, do sức điện động E (động cơ vẫn quay vă có kích từ), rơle RH được
duy trì nín khi tiếp điểm T(1-15) đóng lại thì cơngtắctơ H tâc động, đóng điện trở hêm động năng Rh văo mạch rotor. Động cơ tiến hănh hêm động năng vă chuyển điểm lăm việc từ LV sang điểm E trín đặc tính cơ hêm động năng 2. Tốc độ động cơ giảm nhanh theo đặc tính. Khi tốc độ giảm dần về 0, điện âp trín rơle RH thấp dưới trị số nhả, tiếp điểm RH(17-19) mở ra. Cuộn hút côngtắctơ H mất điện. Quâ trình hêm động năng kết thúc (điểm F). Lúc năy tiếp điểm RH(2-4) đóng lại chuẩn bị cho việc mở mây tiếp. Tiếp điểm RH (2-4) không cho phĩp mở mây (thuận hoặc ngược) khi đang hêm động năng. Việc đó cũng có nghĩa lă sơ đồ chỉ cho phĩp đảo chiều qua quâ giai đoạn hêm. Dòng điện động cơ không vượt quâ một giâ trị cho phĩp định trước.