Đề tài Thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển mở máy động cơ không đồng bộ ba pha roto dây quấn

thanh dÉn r«to, chiÒu c¸c lùc ®iÖn tõ F®t H×nh 1.3: Qu¸ trình tạo mômen của đông cơ không đồng bộ Khi x¸c ®Þnh chiÒu søc ®iÖn ®éng c¶m øng theo quy t¾c bµn tay ph¶i, ta c¨n cø vµo chiÒu chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi cña thanh dÉn víi tõ tr­êng. NÕu coi tõ tr­êng ®øng yªn, th× chiÒu chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi cña thanh dÉn ng­îc chiÒu n1, tõ ®ã ta ¸p dông bµn tay ph¶i, x¸c ®Þnh chiÒu søc ®iÖn ®éng nh­ h×nh vÏ (dÊu chØ chiÒu ®i tõ ngoµi vµo trang giÊy ). ChiÒu ®iÖn tõ x¸c ®Þnh theo quy t¾c bµn tay tr¸i trïng víi chiÒu quay n1. Tèc ®é n cña m¸y nhá h¬n tèc ®é tõ tr­êng quay n1 v× nÕu tèc ®é b»ng nhau th× kh«ng cã sù chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi trong d©y quÊn r«to kh«ng cã søc ®iÖn ®éng vµ dßng ®iÖn c¶m øng, lùc ®iÖn tõ b»ng kh«ng. NÕu tèc ®é tõ tr­êng quay lµ 0 (rad/s) hay n0(vßng /phót) th× tèc ®é quay cña phÇn c¶m ( hay n) lu«n nhá h¬n(<0;n<n0).sai lÖch t­¬ng ®èi gi÷ hai tèc ®é lµ ®é tr­ît S S = (1-1) Tõ ®ã : (1-S) hay n = n0(1-S) Víi ; (1-2) Trong ®ã : - n: lµ tèc ®é cña r«to - f1: lµ tÇn sè dßng ®iÖn l­íi - p:sè ®«i cùc - n0: Tèc ®é quay cña tõ tr­êng quay (tèc ®é ®ång bé cña ®éng c¬ ) Tèc ®é0 (rad/s) hay n0(vßng /phót) lµ tèc ®é lín nhÊt mµ r«to cã thÓ ®¹t ®­îc nÕu kh«ng cã lùc c¶n nµo. Tèc ®é nµy gäi lµ tèc ®é kh«ng t¶i lý t­ëng hay tèc ®é ®ång bé ë chÕ ®é ®éng c¬, ®é tr­ît S cã gi¸ trÞ 0 S Dßng ®iÖn c¶m øng trong cuén d©y phÇn øng ë r«to còng lµ dßng ®iÖn xoay chiÒu víi tÇn sè x¸c ®Þnh bëi tèc ®é t­¬ng ®èi cña r«to ®èi víi tõ tr­êng quay (1-3) §éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé nhËn n¨ng l­îng ®iÖn tõ l­íi ®iÖn, nhê tõ tr­êng quay ®iÖn n¨ng ®· ®­îc biÕn thµnh c¬ n¨ng. §å thÞ qu¸ tr×nh n¨ng l­îng ®­îc vÏ trªn h×nh 1.4 khi sè pha stato m1 = 3 ta cã: P1 c«ng suÊt ®iÖn ®éng c¬ tiªu thô cña l­íi ®iÖn : P1= 3.U1.I1.cos Trong ®ã : U1:®iÖn ¸p pha I1: dßng ®iÖn pha H×nh 1.4: §å thÞ qu¸ tr×nh n¨ng l­îng Pdt : c«ng suÊt ®iÖn tõ : (1-3) Pc¬ : Lµ c«ng suÊt trªn trôc: (1-4) P2 :c«ng suÊt h÷u Ých trªn trôc ®éng c¬ : P2 = Pc¬ - Pcf (1-5) HiÖu suÊt cña ®éng c¬ : (1-6) P :lµ tæng c«ng suÊt hao tæn trong m¸y: (1-7) Pst1: Tæn hao s¾t tõ trong lâi thÐp stato do dßng ®iÖn xo¸y vµ tõ trÔ : Pdt : Tæn hao ®iÖn trë d©y quÊn stato: Pdt = 3.R1.I12 (1-8) Pd2 : Tæn hao trªn ®iÖn trë d©y quÊn r«to Pd2 = 3.R’2.I’22 = m2.R2.I22 (1-9) Tæn hao s¾t tõ trong lâi thÐp r«to nhá ( cã thÓ bá qua ) v× tÇn sè dßng ®iÖn r«to nhá. Th«ng th­êng ng­êi ta x¸c ®Þnh gÇn ®óng hiÖu suÊt nh­ sau : (1-10) Trong ®ã: kt = I1/I1®m hÖ sè t¶i P0 = Pst1 + Pef tæn hao kh«ng t¶i Pn : Lµ tæn hao trªn ®iÖn trë d©y quÊn stato vµ r«to khi dßng ®iÖn b»ng ®Þnh møc. HiÖu suÊt ®Þnh møc cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé kho¶ng (0,75 0,95). ë chÕ ®é ®éng c¬ ®iÖn m«men ®iÖn tõ ®ãng vai trß m«men quay ,®­îc tÝnh lµ: (1-11) Mµ c«ng suÊt ®iÖn tõ : (1-12) TÇn sè gãc cña tõ tr­êng Khi ®ã dßng ®iÖn I2 ®­îc tÝnh lµ : (1-13) => (1-14) NÕu thay ta cã mèi quan hÖ n = f(M). §ã lµ ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé. Ch­¬ng 2 C¸c ph­¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh më m¸y VÀ HÃM ĐỘNG CƠ kh«ng ®ång bé ba pha r«to d©y quÊn 2.1. Lý luËn chung vÒ ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ kh«ng kh«ng ®ång bé 2.1.1 Kh¸i niÖm chung. §éng c¬ kh«ng ®ång bé ®­îc sö dông nhiÒu. Tuy nhiªn tr­íc ®©y c¸c hÖ thèng truyÒn ®éng ®éng c¬ kh«ng ®ång bé cã ®iÒu chØnh tèc ®é l¹i chiÕm tØ lÖ nhá, ®ã lµ viÖc ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ kh«ng ®ång bé cã khã kh¨n h¬n ®éng c¬ mét chiÒu. Trong thêi gian gÇn ®©y do ph¸t triÓn c«ng nghiÖp chÕ t¹o b¸n dÉn c«ng suÊt vµ ®iÖn tö tin häc ®éng c¬ kh«ng ®ång bé míi ®­îc khai th¸c c¸c ­u ®iÓm cña m×nh. Nã trë thµnh hÖ truyÒn ®éng c¹nh tranh cã hiÖu qu¶ víi hÖ truyÒn ®éng tiristor ®éng c¬ mét chiÒu, ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ®­îc cÊu t¹o ®¬n gi¶n, phÇn c¶m øng vµ phÇn kh«ng t¸ch ®Æc biÖt tõ th«ng ®éng c¬ còng nh­ m«men ®éng c¬ sinh ra phô thuéc vµo nhiÒu tham sè. Do vËy hÖ ®iÒu chØnh ®éng c¬ kh«ng ®ång bé lµ hÖ ®iÒu chØnh nhiÒu tham sè cã phi tuyÕn m¹nh. 2.1.2 Nh÷ng yÕu tè ¶nh h­ëng tíi tèc ®é ®éng c¬ kh«ng ®ång bé trong qu¸ tr×nh lµm viÖc 1. ¶nh h­ëng cña sù suy gi¶m ®iÖn ¸p cÊp cho ®éng c¬ Ta cã m«men tíi h¹n vµ tr­ît tíi h¹n lµ: (2-1) (2-2) Trong ®ã: Uf : Gi¸ trÞ hiÖu dông cña ®iÖn ¸p pha stato . m: Sè pha : Tèc ®é cña tõ tr­êng quay. Xn: §iÖn ¸p ng¾n m¹ch. R1: §iÖn trë cña cuén d©y stato. R2 : §iÖn trë r«to ®· quy ®æi vÒ stato tõ hai biÓu thøc (2-1) vµ (2-2) ta thÊy khi ®iÖn ¸p gi¶m th× Sth=const , cßn Mth gi¶m b×nh ph­¬ng lÇn ®é suy gi¶m ®iÖn ¸p H×nh 2-1:§Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé khi ®iÖn ¸p gi¶m. 2. ¶nh h­ëng cña ®iÖn trë vµ ®iÖn ¸p phô m¹ch stato Khi ta nèi thªm ®iÖn trë hoÆc ®iÖn ¸p phô vµo m¹ch stato. Th× =const, Sth gi¶m, Mth gi¶m nªn ®Æc tÝnh c¬ cã d¹ng (h×nh 2-2) ta thÊy khi cÇn t¹o ra ®Æc tÝnh c¬ cã m«men khëi ®éng lµ Mnm th× ®Æc tÝnh víi Xf trong m¹ch cøng h¬n ®Æc tÝnh c¬ víi Rf H×nh 2-2 : §Æc tÝnh c¬ khi nèi Rf hoÆc Xf vµo m¹ch stato 3. ¶nh h­ëng cña ®iÖn trë m¹ch r«to §èi víi ®éng c¬ kh«ng ®ång bé r«to d©y quÊn ng­êi ta th­êng m¾c thªm ®iÖn trë phô vµo m¹ch r«to ®Ó h¹n chÕ dßng ®iÖn khëi ®éng hoÆc ®Ó ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬. Khi ®­a Rf cµng lín th× Sth cµng lín vµ ®é cøng cµng nhá nghÜa lµ ®Æc tÝnh c¬ cµng mÒm, khi ®Æc tÝnh c¬ n»m trong ®o¹n lµm viÖc. a)§Æc tÝnh dßng ®iÖn b)§Æc tÝnh c¬ H×nh 2-3: ¶nh h­ëng cña ®iÖn trë m¹ch r«to ®Õn ®Æc tÝnh c¬ 4. ¶nh h­ëng cña thay ®æi tÇn sè l­íi ®iÖn f1 cÊp cho ®éng c¬ xuÊt ph¸t tõ biÓu thøc: (2-3) Khi thay ®æi tÇn sè th× tèc ®é ®ång bé thay ®æi, ®ång thêi X1,X2 còng thay ®æi () kÐo theo thay ®æi c¶ ®é tr­ît tíi h¹n Sth vµ m«men tíi h¹n Mth (2-4) Khi tÇn sè f1 t¨ng th× Mth gi¶m (®iÖn ¸p gi÷ kh«ng ®æi) do vËy khi tÇn sè f1 gi¶m nÕu gi÷ nguyªn ®iÖn ¸p U1 th× dßng ®iÖn ®éng c¬ t¨ng rÊt lín v× tæng trë ®éng c¬ gi¶m theo tÇn sè. Do vËy khi gi¶m tÇn sè cÇn gi¶m ®iÖn ¸p theo quy luËt nhÊt ®Þnh sao cho ®éng c¬ sinh m«men nh­ trong chÕ ®é ®Þnh møc H×nh 2-4 tr×nh bµy ®Æc tÝnh c¬ khi f1< f®m víi ®iÒu kiÖn tõ th«ng (hoÆc gÇn ®óng ) th× Mth kh«ng ®æi. Trong vïng f1< f1®m m«men tíi h¹n Mth tû lÖ nghÞch víi b×nh ph­¬ng tÇn sè H×nh 2-4: §Æc tÝnh c¬ khi thay ®æi tÇn sè nguån cung cÊp cho ®éng c¬ kh«ng ®ång bé 5. ¶nh h­ëng cña sè ®«i cùc: Khi sè ®«i cùc thay ®æi th× tèc ®é ®ång bé bÞ thay ®æi. Cßn Sth kh«ng phô thuéc vµo P nªn kh«ng thay ®æi, nghÜa lµ ®é cøng cña ®Æc tÝnh c¬ gi÷ nguyªn nh­ng khi thay ®æi sè ®«i cùc sÏ ph¶i thay ®æi c¸ch ®Êu d©y ë stato ®éng c¬ nªn mét sè nh­ U1, R1 , X1 cã thÓ thay ®æi do ®ã tuú tõng tr­êng hîp sÏ ¶nh h­ëng kh¸c nhau ®Õn m«men tíi h¹n Mth cña ®éng c¬. H×nh 2-5: a)§Æc tÝnh c¬ khi thay ®æi sè ®«i cùccña ®éng c¬ K§B Mth = const. b)§Æc tÝnh c¬ khi thay ®æi sè ®«i cùc cña ®éng c¬ K§B P1 =const. 6. ¶nh h­ëng cña sù thay ®æi t¶i: Ta cã biÓu thøc m«men c¶n (2-5) (2-6) H×nh2-6: §Æc tÝnh c¬ Trong ®ã : P2 : c«ng suÊt cã Ých Pc : c«ng suÊt sinh ra trªn trôc ®éng c¬ : hao tæn c¬ : hao tæn Thay vµo (2-5) ta ®­îc Víi n: Tèc ®é quay cña r«to Tõ ®å thÞ (2-6) ta thÊy khi m«men cña Mc t¨ng th× tèc ®é quay cña ®éng c¬ gi¶m hay níi c¸ch kh¸c khi thay ®æi t¶i th× tèc ®é ®éng c¬ sÏ thay ®æi theo . 2.1.3 C¸c chØ tiªu chÊt l­îng khi ®iÒu chØnh tèc ®é quay cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé §iÒu chØnh tèc ®é lµ mét trong nh÷ng néi dung chÝnh cña truyÒn ®éng ®iÖn nh»m ®¸p øng yªu cÇu c«ng nghÖ cña c¸c m¸y s¶n xuÊt. §iÒu chØnh tèc ®é truyÒn ®éng ®iÖn lµ dïng c¸c ph­¬ng ph¸p trùc tiÕp t¸c ®éng nªn b¶n th©n hÖ théng truyÒn ®éng ®Ó thay ®æi tèc ®é quay cña trôc ®éng c¬. Tèc ®é lµm viÖc cña truyÒn ®éng ®iÖn do yªu cÇu c«ng nghÖ ®­îc gäi lµ tèc ®é ®Æt hay tèc ®é mong muèn. Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc, tèc ®é cña ®éng c¬ th­êng bÞ biÐn ®æi do t¶i cña nguån vµ do ®ã g©y ra sai lÖch tèc ®é ®Æt vµ tèc ®é ®Æt 1. Sai sè tèc ®é Sai sè tèc ®é lµ ®¹i l­îng ®Æc tr­ng cho ®é chÝnh x¸c duy tr× tåc ®é ®¹t vµ th­êng tÝnh theo phÇn tr¨m. (2-8) Trong ®ã : T«c ®é ®Æt : Tèc ®é lµm viÖc 2. §é tr¬n cña ®iÒu chØnh tèc ®é §é tr¬n cña ®iÒu chØnh tèc ®é ®­îc ®Þnh nghÜa (2 -9) Trong ®ã: : Gi¸ trÞ tèc ®é ®¹t ®­îc ë cÊp i : Gi¸ trÞ tèc ®é ®¹t ®­îc ë cÊp kÕ tiÕp i+1 Tõ chØ tiªu ®é tr¬n cña ®iiªï chØnh tèc ®é ta co thÓ ph©n lo¹i hÖ ®iÒu chØnh v« cÊp (2-10) Tøc lµ hÖ truyÒn ®éng cã thÓ lµm viÖc æn ®Þnh ë mäi gi¸ trÞ trong suÊt d¶i ®iÒu chØnh. HÖ ®iÒu chØnh v« cÊp khi nã chØ cã thÓ lµm viÖc ë mét sè gi¸ trÞ cña tèc ®é trong gi¶i ®iÒu chØnh. 3 . D¶i ®iÒu chØnh tèc ®é D¶i ®iÒu chØnh hay ph¹m vi ®iÒu chØnh lµ tû sè gi÷a gi¸ trÞ lín nhÊt vµ gi¸ trÞ nhá nhÊt cña tèc ®é lµm viÖc øng víi m«men t¶i ®· cho (2-11) Gi¸ trÞ tèc ®é cùc ®¹i bÞ h¹n chÕ bëi ®é bÒn c¬ häc cña ®éng c¬ víi ®éng c¬ mét chiÒu nã cßn bÞ h¹n chÕ bëi kh¶ n¨ng chuyÓn m¹ch cña vµnh gãp .Gi¸ trÞ tèc ®é nhá nhÊt bÞ chÆn d­íi bëi yªu cÇu vÒ m«men khëi ®éng, vÒ kh¶ n¨ng qu¸ t¶i vÒ sai sè tèc ®é l¸m viÖc cho khÐp. 4. Sù phï hîp gi÷a ®Æc ®iÓm ®iÒu chØnh vµ ®Æc tÝnh t¶i Víi c¸c ®éng c¬ mét chiÒu vµ xoay chiÒu th× chÕ ®é tèi ­u th­êng lµ chÕ ®é ®Þnh møc cña ®éng c¬. §Ó sö dông tèt ®éng c¬ khi ®iÒu chØnh tèc ®é cÇn l­u ý ®Õn c¸c chØ tiªu nh­: Dßng ®iÖn ®éng c¬ kh«ng v­ît qu¸ dßng ®iÖn ®Þnh møc ®¶m b¶o kh¶ n¨ng qu¸ t¶i vÒ m«men (trong thêi gian ng¾n ) ®¶m b¶o yªu cÇu vÒ æn ®Þnh tÜnh khi cã nhiÔu trong toµn gi¶i ®iÒu chØnh. V× vËy khi thiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng ®éng c¬ ®iÒu chØnh tèc ®é ng­êi ta th­êng h¹n chÕ truyÒn ®éng còng nh­ ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh sao cho ®Æc tÝnh ®iÒu chØnh cña hÖ b¸m s¸t yªu cÇu ®Æc tÝnh cña t¶i. NÕu ®¶m b¶o ®­îc ®iÒu kiÖn nµy th× tæn thÊt trong qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn sÏ nhá nhÊt. 5.Tæn thÊt n¨ng l­îng khi ®iÒu chØnh §Ó tÝnh ®­îc dù ®o¸n tæn thÊt ë tr¹ng th¸i lµm viÖc bÊt k× ,chØ cÇn x¸c ®Þnh ®­îc gi¸ trÞ cña c¸c tæn thÊt trong hÖ thèng ë mét chÕ ®é lµm viÖc x¸c ®Þnh (th­êng chän chÕ ®é lµm viÖc ®Þnh møc ) sau ®ã cã thÓ x¸c ®Þnh tæn thÊt ë c¸c d¶i ®iÒu chØnh hay ph¹m vi ®iÒu chØnh lµ tû sè gi÷a gi¸ trÞ lín nhÊt vµ gi¸ trÞ nhá nhÊt cña tèc ®é lµm viÖc øng víi m«men t¶i ®· cho (2-12) Gi¸ trÞ tèc ®é cùc ®¹i bÞ h¹n chÕ bëi ®é bÒn c¬ häc cña ®éng c¬ víi ®éng c¬ mét chiÒu nã cßn bÞ h¹n chÕ bëi kh¶ n¨ng chuyÓn m¹ch cña vµnh gãp. Gi¸ trÞ tèc ®é nhá nhÊt bÞ chÆn d­íi bëi yªu cÇu vÒ m«men khëi ®éng, vÒ kh¶ n¨ng qu¸ t¶i, vÒ sai sè tèc ®é lµm viÖc cho phÐp. §Ó tÝnh to¸n ®­îc dù ®o¸n tæn thÊt ë tr¹ng th¸i lµm viÖc bÊt k×, chØ cÇn x¸c ®Þnh ®­îc gi¸ trÞ cña c¸c tæn thÊt trong hÖ thèng ë mét chÕ lµm viÖc x¸c ®Þnh (th­êng chän chÕ ®é ®Þnh møc ) sau cã thÓ x¸c ®Þnh ®­îc tæn thÊt ë c¸c chÕ ®é kh¸c theo ph­¬ng ph¸p tÝnh ®æi. D­íi ®©y m« t¶ nguyªn t¾c tÝnh to¸n tæn thÊt cña m¸y ®iÖn quay. Tæn thÊt nhiÖt trªn d©y quÊn Tæn thÊt trong m¹ch tõ: Do tõ trÔ Do dßng xo¸y Cã thÓ dïng c«ng thøc kinh nghiÖm, gÇn ®óng coi tæn thÊt trong m¹ch tõ lµ nh­ nhau Tæn thÊt c¬ häc do chuyÓn ®éng vµ qu¹t giã tû lÖ víi tæn thÊt do ma s¸t tû lÖ víi. Nãi chung tæn thÊt c¬ häc lµ hµm sè cña tèc ®é quay c¬ ë mçi phÇn cña m¹ch lùc l¹i cã thÓ chia tæn thÊt thµnh hai lo¹i + Tæn thÊt kh«ng ®æi +Tæn thÊt biÕn ®æi phô thuéc vµo b×nh ph­¬ng dßng ®iÖn VÝ dô : TÝnh tæn thÊt cña ®éng c¬ ®iÖn lµm viÖc t¹i ®iÓm A trªn ®Æc tÝnh c¬ (2-13) Tæn thÊt cña ®éng c¬ khi lµm viÖc t¹i ®iÓm A lµ (2-14) Chän k=1 víi ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu víi ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu R1: §iÖn trë d©y quÊn stato R’2:§iÖn trë d©y quÊn r«to ®· quy ®æi vÒ stato Khi thay ®æi tèc ®é tõ gi¸ trÞ ®Õn gi¸ trÞ trong kho¶ng thêi gian tõ t1 ®Õn t2 th× cã thÓ tÝnh ®­îc tæn thÊt n¨ng l­îng tõ ph­¬ng tr×nh chuyÓn ®éng cña hÖ thèng . (2-15) Trong ®ã tæn thÊt nhiÖt kh«ng phô thuéc vµo d¹ng ®Æc tÝnh c¬ mµ chØ phô thuéc vµo gi¸ trÞ tèc ®é ®Êu cuèi . (2-16) Cßn tæn thÊt c¬ häc trªn t¶i lµ: (2-17) 2.2 . C¸c ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh qu¸ tr×nh më m¸y Më m¸y: khi ®ãng ®iÖn trùc tiÕp vµo stato ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha r«to d©y quÊn ®Ó khi më m¸y th× tho¹t ®Çu r«to ch­a quay, ®é tr­ît lín (S=1). NÕu suÊt ®iÖn ®éng vµ dßng ®iÖn c¶m øng lín: Imm=(58)I®m, dßng ®iÖn nµy cã gi¸ trÞ ®Æc biÖt lín g©y ra ®èt nãng ®éng c¬ vµo g©y xung lùc cã h¹i cho ®éng c¬. Tuy dßng ®iÖn lín nh­ng m«men më m¸y l¹i nhá .Mmm=()M®. Do vËy cÇn ph¶i cã biÖn ph¸p më m¸y ®Ó h¹n chÕ dßng ®iÖn lóc më m¸y vµ ®¶m b¶o mét m«men më m¸y cÇn thiÕt. 2.2.1.Më m¸y trùc tiÕp Më m¸y trùc tiÕp: ®©y lµ ph­¬ng ph¸p ®¬n gi¶n nhÊt, chØ viÖc ®ãng ®iÖn trùc tiÕp vµo l­íi ®iÖn.(h×nh 2-7a) a) b) H×nh 2-7: Më m¸y trùc tiÕp a)S¬ ®å nguyªn lý b)§Æc tÝnh c¬ KhuyÕt ®iÓm cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ dßng më m¸y lín, lµm tôt ®iÖn ¸p rÊt nhiÒu, nÕu qu¸n tÝnh cña m¸y lín th× thêi gian më m¸y sÏ rÊt l©u, cã thÓ lµm ch¸y cÇu ch× b¶o vÖ. V× thÕ ph­¬ng ph¸p nµy dïng ®­îc khi c«ng suÊt m¹ng ®iÖn (hoÆc nguån ®iÖn ) lín h¬n c«ng suÊt ®éng c¬ rÊt nhiÒu, viÖc më m¸y sÏ rÊt nhanh vµ ®¬n gi¶n. §Æc tÝnh c¬ khi më m¸y trùc tiÕp (h×nh 2-7b). 2.2.2. Ph­¬ng ph¸p më m¸y gi¸n tiÕp 1. Ph­¬ng ph¸p më m¸y b»ng ®iÖn trë phô ë m¹ch r«to Khi më m¸y d©y quÊn r«to ®­îc nèi víi biÕn trë më m¸y( h×nh -8a). §Çu tiªn biÕn trë ë vÞ trÝ lín nhÊt, sau ®ã gi¶m dÇn ®Òu vÒ kh«ng. §­êng ®Æc t×nh m«men øng víi c¸c gi¸ trÞ Rmë vÏ trªn ( h×nh -8b) Muèn m«men më m¸y cùc ®¹i, hÖ sè tr­ît tíi h¹n ph¶i b»ng 1 (2-19) Nhê cã Rmë dßng ®iÖn më m¸y gi¶m xuèng. Nh­ vËy cã Rmë m«men më m¸y t¨ng lªn, dßng ®iÖ më m¸y gi¶m xuèng, ®ã lµ ­u ®iÓm lín cña lo¹i ®éng c¬ nµy a. Ph­¬ng ph¸p më m¸y b»ng ®iÖn trë phô ®èi xøng më m¸y r«to Trªn h×nh (2-9a) tr×nh bµy s¬ ®å nguyªn lý nèi ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha r«to d©y quÊn ®Ó më m¸y qua hai cÊp ®iÖn trë phô R 1 vµ R2 ë c¶ ba pha r«to. §©y lµ s¬ ®å më m¸y víi c¸c ®iÖn trë më m¸y ®èi xøng ë m¹ch r«to. a. b. H×nh 2-9: S¬ ®å më m¸y qua 2 cÊp ®iÖn trë phô (a) Đặc tính mở máy (b) Lóc b¾t ®Çu ®ãng diÖn vµo stato, c¸c tiÕp ®iÓm c«ng t¾c t¬ K1 , K2 ®Òu më, mçi pha cuén d©y r«to ®­îc nãi víi hai ®iÖn trë (R1+R2) nªn ®Æc tÝnh c¬ lµ ®­êng 1. §éng c¬ b¾t ®Çu më m¸y víi m«men Mmm =M1 vµ b¾t ®Çu t¨ng tèc theo dÆc tÝnh 1 tíi ®iÓm a. Tíi ®iÓm b tèc ®é ®éng c¬ ®¹t vµ m«men gi¶m cßn M2 th× tiÕp ®iÓm K1 ®ãng l¹i. C¸c ®iÖn trë phô R1 ®­îc nèi t¾t kh«ng tham gia vµo mach ®iÖn r«to. §éng c¬ chuyÓn ®iÓm lµm viÖc tõ ®iÓm b trªn ®Æc tÝnh 1 sang ®iÓm c trªn ®Æc tÝnh 2 () t­¬ng øng víi ®iÖn trë phô r«to lµ R2. M«men ®éng c¬ t¨ng tõ M2 nªn M1 vµ ®éng c¬ tiÕp tôc t¨ng tèc tõ ®iÓm c ®Õn ®iÓm d trªn ®Æc tÝnh 2. Tíi ®iÓm d m«men ®éng c¬ l¹i gi¶m xuèng cßn M2, lóc nµy tiÕp ®iÓm K2 lo¹i nèt ®iÖn trë phô R2 ra khái m¹ch r«to. §éng c¬ l¹i chuyÓn tr¹ng th¸i lµm viÖc tõ ®iÓm d (trªn ®Æc tÝnh c¬ 2 ) sang ®iÓm e trªn ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn tn víi cïng tèc ®é m«men ®éng c¬ l¹i t¨ng lªn M1 vµ tiÕp tôc t¨ng tèc tõ lªn t¹i ®iÓm lµm viÖc.ë ®ã th× Md = Mc vµ ®éng c¬ quay ®Òu.§Ó c¸c ®iÓm chuyÓn ®æi b , d, øng víi cïng m«men M2 vµ c¸c ®iÓm a , c , e, øng víi cïng m«men M1 th× c¸c ®iÖn trë phô R1 , R2, ph¶i ®­îc tÝnh chän theo ph­¬ng ph¸p riªng.Th«ng th­êng,m«men chuyÓn ®æi ®­îc chän trong giíi h¹n ,M2 =(1,1÷1,3)M®m b. Ph­¬ng ph¸p më b»ng ®iÖn trë phô kh«ng ®èi xøng ë m¹ch r«to Ph­¬ng ph¸p nµy kh«ng ®ßi hái c¸c ®iÖn trë më m¸y ë c¸c pha r«to gièng nhau vµ khi c¾t gi¶m ®iÖn trë kh«ng cÇn ®Òu nhau. a) b) c) d) e) f) H×nh 2-10: S¬ ®å më m¸y víi 4 cÊp ®iÖn trë phô kh«ng ®èi xøng Lóc ®ãng ®iÖn, toµn bé c¸c ®iÖn trë ®­îc ®­a vµo m¹ch r«to, c¸c tiÕp ®iÓm ®Òu më (H×nh 2- 10a ). Trong qóa tr×nh t¨ng tèc cña ®éng c¬, c¸c ®iÖn trë lÇn l­ît ®­îc t¸ch ra khái m¹ch r«to nhê t¸c ®éng cña c«ng t¾c t¬. Theo thø tù K1 , K2 , K3 , vµ K4 (c¸c h×nh 2-10b,c,d,e ). Hai ®iÖn trë R4vµ R5 ®­îc t¸ch ra khái m¹ch r«to cïng mét lóc nªn thô«c cïng mét cÊp ®iÖn trë. Tr­êng hîp nµy mµ dïng ph­¬ng ph¸p ®iÖn trë ®èi xøng b×nh th­êng th× cÇn ph¶i cÇn ®Õn 12 ®iÖn trë phô nh­ h×nh (2-10f). Ph­¬ng ph¸p më m¸y b¾ng ®iÖn trë kh«ng ®èi xøng ë m¹ch r«to th­êng dïng víi c¸c bé khèng chÕ lùc ®Ó kÕt hîp víi viÖc t¹o t¹o ra c¸c tèc ®é kh¸c nhau khi vËn hµnh còng nh­ ®Ó ®­a ®éng c¬ trë vÒ tè ®é thÊp tr­íc khi dïng nh»m ®Ó ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c. 2.Ph­¬ng ph¸p më m¸y b»ng ®iÖn trë hoÆc ®iÖn kh¸ng nèi tiÕp m¹ch stato Víi ph­¬ng ph¸p nµy,do cã ®iÖn trë hoÆc ®iÖn kh¸ng nªn tæng trë m¹ch stato t¨ng v¸ dßng ®iÖn më m¸y cña ®éng c¬ gi¶m ®i, n»m trong gi¸ trÞ cho phÐp. TÊt nhiªn m«men më m¸y còng gi¶m. a) b) c) H×nh 2-11: S¬ ®å më m¸y dïng R1 hoÆc X1 ë m¹ch stato (a,b)§Æc tÝnh khi më m¸y(c) Lóc më m¸y c¸c tiÕp ®iÓm K2 ®ãng, K1 më ®Ó ®iÖn trë (h×nh 2-11a) hoÆc ®iÖn kh¸ng (hinh2-11b)tham ra vµo m¹ch stato nh»m h¹n chÕ dßng ®iÖn më m¸y. Khi tèc ®é ®éng c¬ ®· t¨ng tíi mét møc nµo ®ã (tuú theo hÖ truyÒn ®éng) th× c¸c tiÕp ®iÓm K1 ®ãng, K2 më ®Ó lo¹i ®iÖn trë hoÆc ®iÖn kh¸ng ra khái m¹ch stato. §éng c¬ chuyÓn ®iÓm lµm viÖc tõ ®iÓm a trªn ®Æc tÝnh 1 sang ®iÓm b trªn ®Æc tÝnh 2 vµ t¨ng tèc ®Õn tèc ®é lµm viÖc, qu¸ tr×nh më m¸y kÕt thóc. S¬ ®å (h×nh 2-11a,b )lµ më m¸y víi mét cÊp ®iÖn trë hoÆc ®iÖn kh¸ng ë m¹ch stato. Cã thÓ më m¸y nhiÒu cÊp ®iÖn trë ho¹c ®iÖn kh¸ng khi c«ng suÊt ®énh c¬ lín. Ph­¬ng ph¸p nµy th­êng dïng cho ®éng c¬ cao ¸p. H×nh 2-12 H×nh(2-12) tr×nh bµy tr­êng hîp më m¸y ®¬n gi¶n theo ph­¬ng ph¸p ®iÖn trë kh«ng ®èi xøng ë m¹chstato. Lóc ®Çu míi ®ãng ®iÖn th× tiÕp ®iÓm K më ®Ó ®éng c¬ lµm viÖc b×nh th­êng. §©y lµ tr­êng hîp cÇn gi¶m m«men më m¸y cho ®éng c¬ c«ng suÊt nhá vµ trung b×nh mµ kh«ng cÇn h¹n chÕ dßng më m¸y ph­¬ng ph¸p nµy ®¬n gi¶n,rÎ tiÒn mµ vÉn ®¸p øng ®ù¬c yªu cÇu cÇn thiÕt. 3. Ph­¬ng ph¸p më m¸y dïng biÕn ¸p tù ngÉu Ph­¬ng ph¸p nµy ®­îc sö dông ®Ó ®¹t ®­îc mét ®iÖn ¸p thÊp cho ®éng c¬ lóc më m¸y nh»m gi¶m ®iÖn ¸p do ®ã gi¶m dßng ®iÖn lóc më m¸y nh­ng còng kÐo theo gi¶m m«men më m¸y. H×nh2-13: S¬ ®å më m¸y qua MBA tù ngÉu(a) §Æc tÝnh c¬(b) Lóc më m¸y, c¸c tiÕp ®iÓm K1 ,K2 ®ãng ,K3 më. Khi c¸c tiÕp ®iÓm K3 ®ãng, K1 vµ K2 më th× qu¸ tr×nh më m¸y kÕt thóc. 4. Ph­¬ng ph¸p më m¸y nhê ®æi nèi sao - tam gi¸c Víi ®éng c¬ kh«ng ®ång bé r«to d©y quÊn lµm viÖc b×nh th­êng ë s¬ ®å m¾c tam gi¸c c¸c cuén d©y stato th× më m¸y cã thÓ m¾c theo s¬ ®å h×nh sao. Thùc chÊt cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ gi¶m ®iÖn ¸p ®Æt vµo c¸c cuén d©y stato. Khi ®æi nèi v× Uph= Ud khi m¾c tam gi¸c cßn khi m¾c h×nh sao th× ®iÖn ¸p gi¶m lÇn H×nh (2-14): Hép nèi d©y stato ®éng c¬ kh«ng ®ång bé r«to d©y quÊn khi më m¸y b»ng ®æi nèi sao- tam gi¸c Hép nèi d©y cña ®éng c¬ nh­ h×nh a vµ khi më m¸y nhê ®æi nèi sao- tam gi¸c th× m¾c nh­ s¬ ®å ë h×nh b. Lóc më m¸y th× c¸c tiÕp ®iÓm K1 ®ãng ,K2 më. Sau ®ã K1 më, K2 ®ãng vµ qu¸ tr×nh më m¸y kÕt thóc. 5.Các phương pháp hãm động cơ 5.1. H·m t¸i sinh H·m t¸i sinh x¶y ra khi tèc ®é cña ®éng c¬ lín h¬n tèc ®é ®ång bé khi ®ang lµm viÖc ë tr¹ng th¸i ®éng c¬ th× tõ tr­êng quay c¾t c¸c thanh dÉn cña cuén d©y stato vµ r«to theo chiÒu nh­ nhau, nªn søc ®iÖn ®éng stato E1 vµ søc ®iÖn ®éng r«to E2 trïng pha nhau, cßn khi h·m t¸i sinh E1 vÉn gi÷ chiÒu nh­ cò cßn søc ®iÖn ®éng E2 cã chiÒu ng­îc l¹i v× khi ®ã , c¸c thanh dÉn r«to c¾t tõ tr­êng quay theo chiÒu ng­îc l¹i . Dßng ®iÖn trong cuén d©y r«to ®­îc tÝnh: (3-36) Ta thÊy r»ng khi chuyÓn sang tr¹ng th¸i h·m t¸i sinh S < 0, nh­ vËy chØ cã thµnh phÇn t¸c dông cña dßng ®iÖn r«to ®æi chiÒu, do ®ã m«men ®æi chiÒu, cßn thµnh phÇn ph¶n kh¸ng vÉn gi÷ chiÒu nh­ cò ë tr¹ng th¸i h·m t¸i sinh ®éng c¬ lµm viÖc nh­ mét m¸y ph¸t ®iÖn song song víi l­íi tr¶ c«ng suÊt t¸c dông vÒ l­íi, cßn vÉn tiªu thô c«ng suÊt ph¶n kh¸ng ®Ó duy tr× tõ tr­êng quay. Nh÷ng ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ®iÒu chØnh tèc ®é b»ng ph­¬ng ph¸p tÇn sè hoÆc sè ®«i cùc. Khi gi¶m tèc ®é cã thÓ thùc hiÖn h·m t¸i sinh. Trªn h×nh 3-7 lµ ®o¹n ®Æc tÝnh h·m t¸i sinh lµ ë ®ã hoÆc a) b) H×nh 3-7: §Æc tÝnh c¬ h·m t¸i sinhkhi thay ®æi T (a) khi t¶i thÕ n¨ng (b) Víi nh÷ng ®éng c¬ kh«ng ®ång bé sö dông trong hÖ thèng truyÒn ®éng cã t¶i lµ thÕ n¨ng, cã thÓ thùc hiÖn h·m t¸i sinh h¹ t¶i träng víi tèc ®é trªn h×nh 3-7b: lµ ®o¹n h·m t¸i sinh khi h¹ t¶i øng víi ®­êng ®Æc tÝnh c¬ nµy, tõ tr­êng quay ®· ®æi chiÒu b»ng c¸ch ®æi thø tù hai trong ba pha ®iÖn ¸p stato. 5.2 H·m ng­îc 1. H·m ng­îc nhê thªm ®iÖn trë phô vµo m¹ch phÇn øng H·m ng­îc x¶y ra khi ®éng c¬ ®ang lµm viÖc ta ®ãng vµo m¹ch phÇn øng (r«to) ®iÖn trë phô ®· lín.Gi¶ sö ®éng c¬ ®ang lµm viÖc t¹i ®iÓm A trªn ®Æc tÝnh c¬ 1 gãc phÇn t­ I ®Ó n©ng t¶i víi tèc ®é (h×nh 3-8). Lóc nµy c¸c tiÕp ®iÓm K ®ãng l¹i ®Ó dõng vËt vµ h¹ xuèng. §éng c¬ ®­îc nèi thªm ®iÖn trë phô Rf vµo m¹ch phÇn øng nhê më c¸c tiÕp ®iÓm K (c«ng t¾c t¬ K th«i t¸c ®éng ) ®Æc tÝnh c¬ t­¬ng øng lµ ®Æc tÝnh 2 rÊt dèc. H×nh 3-8 : §Æc tÝnh h·m ng­îc khi thªm Rf ë chÕ ®é nµy, m«men ®éng c¬ sinh ra lµ m«men c¶n chuyÓn ®éng xuèng cña vËt cßn m«men t¶i träng lµ m«men g©y ra chuyÓn ®éng xuèng. §éng c¬ lµm viÖc ë chÕ ®é m¸y ph¸t. 2.H·m ng­îc nhê ®¶o chiÒu quay H·m ng­îc x¶y ra khi ®éng c¬ ®ang lµm viÖc ta ®æi thø tù hai trong ba pha ®iÖn ¸p ®Æt vµo stato. Gi¶ sö ®éng c¬ ®ang ®ãng ®iÖn quay thuËn (h×nh 3-9a) lµm viÖc víi t¶i cã m«men ph¶n kh¸ng t¹i ®iÓm A trªn ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn 1 (h×nh 3-9b). §Ó h·m m¸y ®éng c¬ ®­îc ®¶o chiÒu quay nhê ®¶o chç hai trong ba pha (h×nh 3-9b) cÊp ®iÖn cho stato. §éng c¬ chuyÓn ®iÓm lµm viÖc tõ A trªn ®Æc tÝnh c¬ 1 sang B trªn ®Æc tÝnh c¬ 2 víi cïng tèc ®é (do qu¸n tÝnh c¬ ). Qu¸ tr×nh h·m nèi ng­îc b¾t ®Çu. Khi tèc ®é ®éng c¬ gi¶m theo ®Æc tÝnh 2 tíi ®iÓm D th× . Lóc nµy nÕu c¾t ®iÖn th× ®éng c¬ dõng. §o¹n h·m ng­îc (M® > 0, ® > 0) lµ BD. NÕu kh«ng c¾t ®iÖn khi th× tr­êng hîp ë h×nh (3-26d) , ®éng c¬ cã m«men M§ > MC nªn b¾t ®Çu t¨ng tèc, më m¸y quay ng­îc l¹i theo ®Æc tÝnh c¬ 2 vµ lµm viÖc æn ®Þnh t¹i ®iÓm E víi tèc ®é theo chiÒu ng­îc l¹i: a) b) c) H×nh 3-9: S¬ ®å nèi d©y (a,b,c) §Æc tÝnh h·m ng­îc (d) khi h·m ng­îc nhê ®¶o chiÒu quay Khi ®éng c¬ h·m nèi ng­îc theo ®Æc tÝnh c¬ 2, ®iÓm B øng víi m«men (©m) trÞ sè nhá nªn t¸c dông h·m kh«ng hiÖu qu¶. Thùc tÕ ph¶i t¨ng c­êng m«men h·m ban ®Çu ( Mh 2,5 M ® m ) nhê vµo ®¶o chiÒu quay cña tõ tr­êng stato võa ®­a thªm ®iÖn trë phô ng­îc theo ®Æc tÝnh 4 (®o¹n KL) víi m«men h·m ban ®Çu Mk ®ñ lín. Tíi ®iÓm L th× . Lóc nµy nÕu c¾t ®iÖn th× ®éng c¬ sÏ dõng. NÕu kh«ng c¾t ®iÖn th× ®éng c¬ sÏ t¨ng tèc theo chiÒu ng­îc l¹i tíi ®iÓm N. NÕu lóc nµy l¹i c¾t ®iÖn trë phô th× ®éng c¬ sÏ chuyÓn ®iÓm lµm viÖc sang ®Æc tÝnh c¬ 2 vµ t¨ng tèc tíi ®iÓm E. Tr­êng hîp ®iÖn trë phô qu¸ lín, ®éng c¬ cã ®Æc tÝnh 3 khi h·m nèi ng­îc th× qu¸ tr×nh h·m kÕt thóc t¹i ®iÓm I. §éng c¬ kh«ng thÓ t¨ng tèc ch¹y ng­îc l¹i v× Chó ý: Trong c¶ hai tr­êng hîp h·m ngù¬c v× nªn dßng ®iÖn r«to cã gi¸ trÞ lín. MÆt kh¸c v× tÇn sè dßng ®iÖn r«to f2 = S f1 lín, nªn ®iÖn kh¸ng X’2 lín, do ®ã m«men nhá. V× vËy ®Ó t¨ng c­êng m«men h·m vµ h¹n chÕ dßng ®iÖn r«to ta cÇn ®­a thªm ®iÖn trë phô ®ñ lín vµo m¹ch r«to. §iÖn trë nµy cã thÓ øng víi dßng ®iÖn h·m ban ®Çu. 5.3. H·m ®éng n¨ng Tr¹ng th¸i h·m ®éng n¨ng x¶y ra khi ®éng c¬ ®ang quay ta c¾t stato ®éng c¬ khái nguån ®iÖn xoay chiÒu, råi ®ãng vµo nguån mét chiÒu. Ng­êi ta chia h·m ®éng n¨ng cña ®éng c¬ lo¹i nµy thµnh hai d¹ng. H·m ®éng n¨ng kÝch tõ ®éc lËp vµ h·m ®éng n¨ng tù kÝch. 1. H·m ®éng n¨ng kÝch tõ ®éc lËp (kÝch tõ ngoµi) §Ó h·m ®éng n¨ng kÝch tõ ®éc lËp mét ®éng c¬ kh«ng ®ång bé r«to d©y quÊn, ta ph¶i c¾t stato ra khái l­íi ®iÖn xoay chiÒu (më c¸c tiÕp ®iÓm K) råi cÊp vµo stato dßng ®iÖn mét chiÒu ®Ó kÝch tõ (®ãng c¸c tiÕp ®iÓm H). Thay ®æi dßng kÝch tõ nhê Rkt (h×nh 3-11) H×nh 3-11: S¬ ®å nguyªn lý h·m ®éng n¨ng V× cuén stato lµ 3 pha nªn khi cÊp kÝch tõ mét chiÒu ph¶i tiÕn hµnh ®Êu nèi vµ cã thÓ thùc hiÖn theo mét trong c¸c s¬ ®å (h×nh 3-12) H×nh 3-12: S¬ ®å ®Êu d©y m¹ch stato vµ ®å thÞ vÐct¬ søc ®iÖn ®éng Khi c¾t stato khái nguån xoay chiÒu råi ®ãng vµo nguån mét chiÒu th× dßng mét chiÒu n¶y sinh ra mét tõ tr­êng ®øng yªn so víi stato. Gi¶ sö tõ th«ng cã chiÒu nh­ mòi tªn (h×nh 3-13). R«to ®éng c¬ theo qu¸n tÝnh vÉn quay theo chiÒu cô thÓ nh­ trªn h×nh vÏ vµ c¸c thanh dÉn r«to sÏ c¾t tõ tr­êng ®øng yªn. Nªn xuÊt hiÖn trong nã mét suÊt ®iÖn ®éng c¶m øng e2. X¸c ®Þnh chiÒu cña e2 theo quy t¾c bµn tay ph¶i vµ øng víi ký hiÖu dÊu (+) khi søc ®iÖn ®éng cã chiÒu ®i vµo vµ kÝ hiÖu dÊu (.), khi søc ®iÖn ®éng cã chiÒu ®i ra. V× r«to kÝn nªn b2 l¹i sinh ra dßng i1 cïng chiÒu. T­¬ng t¸c gi÷a dßng ®iÖn i2 vµ tõ tr­êng ®øng yªn t¹o nªn søc ®iÖn ®éng F cã chiÒu x¸c ®Þnh theo quy t¾c bµn tay tr¸i. Lóc F sinh ra m«men h·m cã chiÒu ng­îc víi chiÒu quay cña r«to lµm cho r«to quay H×nh 3-13 : Nguyªn lý t¹o m«men h·m ®éng n¨ng §éng c¬ lµm viÖc ë chÕ ®é m¸y ph¸t ®iÖn. §éng n¨ng cña hÖ qua ®éng c¬ sÏ biÕn ®æi thµnh ®iÖn n¨ng tiªu thô trªn ®iÖn trë m¹ch r«to (®iÖn trë cuén øng vµ ®iÖn trë nèi thªm vµo m¹ch phÇn øng nÕu cã ). Gi¶ sö tr­íc khi h·m, ®éng c¬ lµm viÖc t¹i ®iÓm A trªn ®Æc tÝnh c¬ 1(h×nh 3-14) th× h·m ®éng n¨ng, ®éng c¬ chuyÓn sang lµm viÖc t¹i ®iÓm B trªn ®Æc tÝnh h·m ®éng n¨ng 2 ë gãc phÇn t­ II (h×nh 3 -14). H×nh 3-14: §Æc tÝnh h·m ®éng n¨ng kÝch tõ ®éc lËp Tèc ®é ®éng c¬ gi¶m dÇn theo ®Æc tÝnh h·m vÒ O theo ®o¹n BO. T¹i ®iÓm O, ®éng c¬ sÏ dõng nÕu t¶i lµ ph¶n kh¸ng. NÕu t¶i cã tÝnh chÊt thÕ n¨ng th× ®éng c¬ sÏ bÞ kÐo quay ng­îc, æn ®Þnh t¹i ®iÓm D (gãc phÇn t­ thø IV). §iÖn trë m¹ch r«to vµ dßng kÝch tõ cÊp cho stato lóc h·m ®éng n¨ng cã ¶nh h­ëng tíi d¹ng ®Æc tÝnh c¬ khi h·m. Thay ®æi ®iÖn trë h·m ë m¹ch r«to theo s¬ ®å (h×nh 3-15a). a) b) H×nh 3-15: a)Nguyªn lý h·m ®éng n¨ng kÝch tõ ®éc lËp, b) C¸c ®Æc tÝnh c¬ khi h·m ®éng n¨ng kÝch tõ ®éc lËp Trªn h×nh 3-15b, ®­êng ®Æc tÝnh h·m 1 vµ 2 øng víi cïng mét dßng kÝch tõ (Ikt1=Ik t 2).Nh­ng ®iÖn trë h·m trong m¹ch r«to kh¸c nhau (Rh1 Ikt3) nh­ng cïng mét gi¸ trÞ ®iÖn trë h·m (Rh1 = Rh3). 2. H·m ®éng n¨ng tù kÝch §èi víi h·m ®éng n¨ng tù kÝch, nguån mét chiÒu ®­îc t¹o ra tõ n¨ng l­îng mµ ®éng c¬ ®· tÝch luü ®­îc, s¬ ®å nguyªn lý nµy thÓ hiÖn trªn h×nh 3-16a,b a) b) H×nh 3-16 : S¬ ®å nguyªn lý h·m ®éng n¨ng tù kÝch Trong c¸ch h·m ®éng n¨ng kÝch tõ ®éc lËp (hay kÝch tõ ngoµi ). Tõ tr­êng lóc nµy h·m ®­îc t¹o ra nhê nguån mét chiÒu tõ bªn ngoµi cã gi¸ trÞ kh«ng ®æi. Trong c¸ch h·m ®éng n¨ng tù kÝch tõ, tõ tr­êng lóc h·m ®­îc t¹o ra do chÝnh dßng ®iÖn c¶m øng cña phÇn øng. Dßng c¶m øng xoay chiÒu sÏ ®­îc chØnh l­u råi cÊp l¹i kÝch tõ qua ®iÖn trë h¹n chÕ (h×nh 3-16b). Tõ tr­êng h·m sÏ yÕu dÇn khi tèc ®é ®éng c¬ gi¶m ( v× suÊt ®iÖn ®éng c¶m øng gi¶m ). H×nh 3-17 : §Æc tÝnh c¬ khi h·m b»ng tô ®iÖn H×nh 3-16a, tr×nh bµy s¬ ®å nguyªn lý nèi ®éng c¬ ®Ó h·m b»ng tô ®iÖn. C¸c tô ®iÖn nèi tam gi¸c m¾c song song víi ®éng c¬ vµ chóng ®­îc l¹p ®iÖn ®Çy khi ®éng c¬ lµm viÖc t¹i ®iÓm lµm viÖc (h×nh 3-17) trªn ®Æc tÝnh c¬ 1. Khi c¾t ®éng c¬ ra khái l­íi ®iÖn th× c¸c tô ®iÖn sÏ phãng ®iÖn vµ t¹o ra tõ tr­êng quay víi tèc ®é kh«ng t¶i lý t­ëng , thÊp h¬n nhiÒu so víi tèc ®é kh«ng t¶i lý t­ëng cña ®Æc tÝnh c¬ 1. Do tèc ®é lµm viÖc lín h¬n nhiÒu nªn ®éng c¬ chuyÓn sang h·m t¸i sinh t¹i ®iÓm B trªn ®Æc tÝnh 2. Tèc ®é ®éng c¬ gi¶m nhanh theo ®Æc tÝnh 2 xuèng tèc ®é . TrÞ sè ®iÖn dung cña tô ®iÖn cµng lín th× m«men h·m ban ®Çu cµng lín vµ tèc ®é kh«ng t¶i lý t­ëng cµng nhá (®­êng ®Æc tÝnh 3). NghÜa lµ qu¸ tr×nh h·m kÐo xuèng tèc ®é thÊp h¬n, h·m hiÖu qu¶ h¬n. Gi¸ trÞ ®iÖn dung cña tô ®iÖn cÇn chän sao cho dßng ®iÖn h·m ban ®Çu kh«ng v­ît qu¸ dßng ®iÖn më m¸y víi s¬ ®å h×nh 3-17 th×: () Trong ®ã : Ith; Dßng tõ ho¸ mét pha cña ®éng c¬ (A) Udm: §iÖn ¸p d©y ®Þnh møc (V) K: HÖ sè quyÕt ®Þnh m«men h·m hay dßng ®iÖn h·m ban ®Çu th­êng chän K= 46. Qu¸ tr×nh h·m b»ng tô sÏ kÕt thóc khi tèc ®é gi¶m cßn ( ) gi¸ trÞ tèc ®é ®Þnh møc vµ lóc nµy ®éng c¬ ®· bÞ tiªu hao c¬ n¨ng dù tr÷ ®­îc khi lµm viÖc. §Ó dõng hoµn toµn ®éng c¬ cã thÓ dïng phanh. Ch­¬ng 3 PHƯƠNG PHÁP MỞ MÁY VÀ HÃM ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA ROTO DÂY QUẤN + - A3 B3 C3 A2 B2 C2 A1 B1 C1 KN KT MẠCH ĐỘNG LỰC L K J K1 R3 R2 R1 K3 K2 H Rkt RN AP A B C N 3 .1 SƠ ĐỒ MẠCH ĐỘNG LỰC VÀ MẠCH ĐIỀU KHIỂN : MT T4 KN MẠCH ĐIỀU KHIỂN 35 K3 KT K1 K2 KT K3 T1 31 17 T3 C1 D6 1 D5 1 D4 1 D3 1 D2 1 D1 1 H K3 K2 K1 KN KT RN H H K3 27 25 23 21 19 H K2 K1 T2 K1 T2 RL RL K2 K2 T3 RL RL K3 H N 29 4 2 KT D 3 7 13 15 KN KN 5 11 MN 9 KN KT T1 1 A1 33 36 3.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG a. Giíi thiÖu thiÕt bÞ Mạch động lực: AP: Attomat KT,KN,K1,K2,K3,H: Các cuộn dây contacto RN: Rơle nhiệt bảo vệ quá tải R1,R2,R3,: Các điện trở phụ mạch phần ứng Rt : biến trở mạch hãm động năng. Mạch điều khiển: D,M: Bộ nút bấm KT: là các tiếp điểm thường đóng và thường mở của contacto KT KN: là các tiếp điểm thường đóng và thường mở của contacto KN K1: là các tiếp điểm thường đóng và thường mở của contacto K1 K2 : là các tiếp điểm thường đóng và thường mở của contacto K2 K3 : là các tiếp điểm thường đóng và thường mở của contacto K3 H : là các tiếp điểm thường đóng và thường mở của contacto H T1,T2,T3,T4 : Là các cuộn dây role thời gian D1,D2,D3,D4,D5,D6 : Là các đèn báo các cuộn dây RN,RT,K1,K2,K3,H KT : cuộn dây contacto KT (động cơ chạy thuận) KN : cuộn dây contacto KN (động cơ chạy ngược) K1,K2,K3,H: là các cuộn dây contacto dùng để loại các điện trở phần ứng và mạch hãm động năng. Ph©n tÝch m¹ch ®iÖn Mở máy Cấp nguồn cho mạch điện: Đóng AP Ấn MT(3;5)® Công tắc tơ KT (9-4) có điện, tiếp điểm thường mở KT (3-5) đóng lại duy trì cho cuộn dây KT, đồng thời các tiếp điểm thường mở KT bên mạch động lực đóng lai cấp điện cho động cơ khởi động và chạy thuận qua 3 cấp điện trở phụ.contacto KT có điện làm mở tiếp điểm thường đóng KT(13-15) khóa an toan không cho cuộn dây contacto KN có điện , tiếp điểm thường mở KT(3-17) làm cho cuộn dây của role hời gian T1(19-4) có điện. Sau khoảng thời gian chỉnh định tiếp điểm thường mở đóng chậm T1 (21-23) tác động đóng lại. Công tắc tơ K1 (23-4) có điện, tiếp điểm thường mở K1 (21-23) đóng lại duy trì cho cuộn dây contacto K1 luôn có điện, rơle thời gian T2 (23-4) có điện, tiếp điểm thường đóng K1 (17-19) mở ra cắt điện T1. Đồng thời các tiếp điểm K1 mạch động lực đóng loại điện trở R3. Sau khoảng thời gian chỉnh định T2 tác động tiếp điểm thường mở đóng chậm T2 (25-27) đóng lại làm Công tắc tơ K2 (27-4) và T3(27-4) có điện, tiếp điểm thường mở K2 (25-27) đóng lại duy trì cho contacto K2 luôn có điện, tiếp điểm thường đóng K2 (3-21) và K2 (17-19) mở ra cắt nguồn cho contacto T1, K1 và T2. Đồng thời các tiếp điểm thường mở K2 ở mạch động lực đóng lại, loại điện trở R2 . Sau khoảng thời gian chỉnh định T3 tác động tiếp điểm thường mở đóng chậm T3 (29-31) đóng lại làm Công tắc tơ K3 (31-4) có điện, tiếp điểm thường mở K3 (29-31) đóng lại duy trì cho contacto K3 luôn có điện, tiếp điểm thường đóng K3 (3-25) và K(17-19) mở ra cắt nguồn cho contacto T1, K2 và T3. Đồng thời các tiếp điểm thường mở K3 ở mạch động lực đóng lại, loại điện trở R3,động cơ lam việc bình thường ở chế độ chạy thuận. Muốn động cơ chạy ở chế độ chạy ngược ta ấn nút MN (5-7) làm mất điện cuộn dây contacto KT đồng thời tiếp điểm thường đóng KT (13-15) mở ra.khi ấn nút MN (5-7) đồng thời làm đóng MN (11-13) vì 2 nút bấm này liên động về mặt cơ khí , cấp điện cho cuộn dây contacto KN(15-4) và cuộn đây role T1(19-4) , tiếp điểm thường mở KN(11-13) đóng lại duy trì cho cuộn dây KN luôn có điện ,tiếp điểm thường đóng KN(7-9) mở ra khóa an toàn không cho cuộn dây KT có điện . Các tiếp điểm thường mở KN mạch động lực đóng lại làm đổi hai trong ba pha ,động cơ được khởi động tuần tự như khởi động chế độ mở thuận.sau khi loại hết 3 điện trở phụ động cở làm việc ở chế độ chạy ngược. Đèn D1 sáng khi cuộn day contacto KT có điện và tắt khi KT mất điện Đèn D2 sáng khi cuộn day contacto KN có điện và tắt khi KN mất điện Đèn D3 sáng khi cuộn day contacto K1 có điện và tắt khi K1 mất điện Đèn D4 sáng khi cuộn day contacto K2 có điện và tắt khi K2 mất điện Đèn D5 sáng khi cuộn day contacto K3 có điện và tắt khi K3 mất điện Đèn D6 sáng khi cuộn day contacto H có điện và tắt khi H mất điện - Dừng máy Muốn dừng máy ấn D(1;3) ngắt điện toàn mạch điều khiển,đồng thời nút bấm D(33-35) đóng lại vì 2 nút bấm này liên động về cơ khí.Cấp điện cho cuộn dây contacto H(36-4) và T4 có điện . H(36-4) có điện làm tiếp điểm thường mở H(33-35) đóng lại duy trì cho cuộn dây H luôn có điện .Đóng các tiếp điểm thường mở H bên mạch động lực đưa dòng điện một chiều vào hai pha A3 và C3 có tác dụng hãm động năng làm động cơ ngừng hoạt động .sau khoảng thời gian chỉ định tiếp điểm thường đóng mở chậm H(35-36) mở ra cắt điện cho cuộn dây contacto H(36-4) và role thời gian T(36-4). Kết thúc quá trình làm việc ta ngắt AP. Thiết bị bảo vệ Khi xảy ra quá tải, rơle nhiệt RN tác động, tiếp điểm thường đóng RN(4 ;2) mở ra ngắt mạch điều khiển. AP: Bảo vệ ngắn mạch. Ch­¬ng 4 PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ I. MẠCH ĐỘNG LỰC 4.1 Áptômát A, Công dụng Áptômát là khí cụ điện dùng để tự động đóng cắt mạch điện, bảo vệ quá tải, ngắn mạch, sụt áp… B, Cách lựa chọn Việc lựa chọn áptômát chủ yếu dựa vào: - Dòng điện tính toán đi trong mạch; - Dòng điện quá tải; - Tính thao tác có chọn lọc. Ngoài ra lựa chọn áptômát còn phải căn cứ vào đặc tính làm việc của phụ tải là áptômát không được phéo cắt khi có quá tải ngắn hạn thường xảy ra trong điều kiện làm việc bình thường, như dòng khởi động, dòng điện đỉnh trong phụ tải công nghệ. Yêu cầu chung là dòng điện định mức của móc bảo vệ IAT không được bé hơn dòng điện tính toán Itt của mạch. Tùy theo đặc tính và yêu cầu làm việc của phụ tải mà ta thường chọn: IAT = ()1,25 - 1,5Itt UđmAT ≥ Unguồn Một số thông số kỹ thuật của áptômát Liên Xô kiểu A3100: Kiểu áptômát Ký hiệu theo kết cấu Dòng điện định mức của áptômát, A Số cực Dạng móc bảo vệ dòng điện cực đại Dòng điện định mức của móc bảo vệ, A Dòng điện tác động tức thời, A A3160 A3161 A3162 A3163 60 1 2 3 Phần tử nhiệt 15, 20, 25, 30, 40, 50 ,60 A3110 A3110 A3113/1 A3114/1 100 2 3 Tổng hợp 15 20 25 30 40 50 60 80 100 150 200 250 300 400 500 600 800 1000 A3110 A3113/5 A3114/5 2 3 Điện từ 15 20 25 40 60 100 150 200 250 300,400 500,600 800,1000 A1320 A3123 A3124 100 2 3 Tổng hợp Điện từ 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 80, 100 30 100 430 600 800 430 600, 800 4.2 Cầu dao A, Công dụng Cầu dao dùng để đóng ngắt dòng điện bằng tay được sử dụng trong các mạch điện có điện áp nguồn cung cấp đến 220V một chiều và 380V xoay chiều. Thường được dùng để đóng ngắt mạch điện công suất nhỏ và khi làm việc không cần thao tác đóng ngắt nhiều lần. Nếu điện áp cao hơn hoặc có công suất trung bình và lớn thì chỉ làm nhiệm vụ đóng ngắt không tải. B, Cách chọn Dựa vào hai thông số chính là dòng điện, điện áp và số cực Iđm CD ≥ Ttt Uđm CD ≥ Unguồn 4.3 Cầu chì A, Công dụng - Dùng để bảo vệ thiết bị điện, lưới điện tránh khỏi sự cố ngắn mạch. - Cầu chì có ưu điểm là đơn giản, kích thước bé, khả năng cắt lớn và giá thành hạ nên vẫn được sử dụng rộng rãi. B, Cách chọn - Tính đường kính dây chảy: Dây chảy có thể là dây đồng hoặc chì và được tính theo công thức sau: + Đối với dây chảy bằng chì: (mm) + Đối với dây chảy bằng đồng: (mm) C, Điều kiện chọn Iđm CC ≥ Itt Uđm CC ≥ Unguồn 4.4 C¸c c¸ch x¸c ®Þnh ®iÖn trë khëi ®éng 4.4.1. X¸c ®Þnh ®iÖn trë khëi ®éng b»ng ph­¬ng ph¸p suy ®å thÞ §Ó x¸c ®Þnh trÞ sè c¸c cÊp ®iÖn trë khëi ®éng ta cã thÓ sö dông s¬ ®å c¸c ®Æc tÝnh ®· ®­îc tuyÕn tÝnh ho¸ trong ®o¹n khëi ®éng. Qu¸ tr×nh tÝnh to¸n khëi ®éng nh­ sau: Dùa vµo c¸c th«ng sè cña ®éng c¬ vÒ ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn. Chän c¸c trÞ sè cña m«men M1 0,85Mth M2 (1,1÷1,3)M®m Tõ M1 vµ M2 ®ãng song song víi trôc tung c¾t ®Æc tÝnh tù nhiªn t¹i a vµ b, ®­êng nµy c¾t ®­êng song song víi trôc hoµnh qua t¹i N. LÊy N lµm ®iÓm ®ång quy xuÊt ph¸t cña c¸c ®Æc tÝnh khëi ®éng . Ph­¬ng ph¸p vÏ gièng nh­ ®èi víi ®éng c¬ mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp . X¸c ®Þnh ®iÖn trë khëi ®éng : Ta biÕt : (4-1) Nªn (4-2) Tõ ®å thÞ ta cã : (4-3) (4-4) (4-5) 4.4.2. X¸c ®Þnh ®iÖn trë khëi ®éng b»ng ph­¬ng ph¸p gi¶i tÝch * §èi víi m¹ch mét chiÒu H×nh 4-2: X¸c ®Þnh ®iÖn trë khëi ®éng b»ng ph­¬ng ph¸p gi¶i tÝch đối với mạch một chiều Víi m¹ch mét chiÒu ta ¸p dông c«ng thøc ®Ó tÝnh ®iÖn trë khëi ®éng I1 1,1IN (4-6) I2 1,5IN (4-7) Ic 0,8IN (4-8) (4-9) (4-10) (4-11) (4-12) Trong ®ã : I1: Dßng ®Þnh møc stato I2 : Dßng ®iÖn lín nhÊt khi cã t¶i IN: Dßng ®Þnh møc cña r«to Ie : Dßng ®ãng ng¾t RV : §iÖn trë c¶m cña mét thanh ULo: §iÖn ¸p trong tr¹ng th¸i tÜnh cña r«to RA : §iÖn trë cña d©y dÉn vµ r«to Re : §iÖn trë trªn thanh trong thêi gian khëi ®éng §èi víi m¹ch xoay chiÒu H×nh 4.3 X¸c ®Þnh ®iÖn trë khëi ®éng b»ng ph­¬ng ph¸p gi¶i tÝch đối với mạch xoay chiÒu Víi m¹ch xoay chiÒu ta ¸p dông c«ng thøc (4-13) (4-14) (4-15) (4-16) (4-17) (4-18) (4-19) (4-20) 4.4.3. TÝnh to¸n ®iÖn trë khëi ®éng cho ®éng c¬ c«ng suÊt P=2,1 KW Víi sè liÖu cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha r«to d©y quÊn lµ: §iÖn ¸p ®Þnh møc: Y – 380/220 V Dòng điện định mức :315A C«ng suÊt ®Þnh møc: P = 160KW §iÖn trë phÇn øng : RA = 0,3 Tèc ®é ®Þnh møc : n = 1420 vßng/ phót TÝnh RV= ? Gi¶i Áp dông ph­¬ng ph¸p gi¶i tÝch ®Ó tÝnh ®iÖn trë khëi ®éng. Ta cã s¬ ®å nguyªn lý tÝnh to¸n ®iÖn trë khëi ®éng Theo s¬ ®å h×nh vÏ ta cã : H×nh 4-4 §iÖn ¸p tr¹ng th¸i tÜnh cña r«to ULO = 220V Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch lµ: (4-21) Dßng ®Þnh møc cña r«to (4-22) (4-23) Tæng trë m¹ch phÇn øng lµ: R= RV +RA =14,36+0,3= 14,66 (4-24) Dßng ®iÖn ®Þnh møc stato: I1 = 1,1.Inm = 1,1. 5,78= 6,35(A) (4-25) Béi sè dßng khëi ®éng (4-26) Khi ®ã ta tÝnh ®­îc c¸c cÊp ®iÖn trë lµ: (4-28) (4-29) (4-30) II. CÁCH TÍNH CHỌN CÔNGTẮCTƠ - RƠLE 1. Côngtắctơ 1.1. Khái quát và công dụng - Côngtắctơ dùng để đóng cắt từ xa, tự động hoặc bằng nút ấn các mạch điện lực có phụ tải, điện áp đến 500V, dòng điện đến 600A, tần số đóng cắt đến 1500 lần/giờ. - Theo nguyên lý truyền động có côngtắctơ kiểu điện từ, kiểu hơi ép, kiểu thủy lực. - Theo dạng dòng điện có côngtắctơ một chiều, xoay chiều. - Theo kết cấu có côngtắctơ dùng ở nơi hạn chế chiều cao (ví dụ: ở bảng điện gầm xe…), hạn chế chiều rộng (ví dụ buồng xe điện). 1.2. Các yêu cầu cơ bản - Uđm là điện áp mạch điện mà tiếp điểm chính phải đóng cắt. - Ucđ là điện áp đặt vào cuộn dây côngtắctơ. Cuộn hút có thể làm việc với điện áp trong khoảng (85 ÷ 05)% điện áp định mức cuộn dây. - Iđm là dòng điện định mức đi qua tiếp điểm chính trong chế độ gián đoạn lâu dài, nghĩa là ở chế độ này thời gian côngtắctơ ở trạng thái đóng lâu không quá 8 giờ. - Nếu đặt trong tủ có điều kiện làm mát kém phải chọn dòng cao hơn 10%; nếu làm việc dài hạn phải chọn dòng cao hơn nữa. - Khả năng cắt và khả năng đóng: Là dòng điện cho phép qua tiếp điểm chính khi cắt và khi đóng. - Tuổi thọ: Là số lần đóng mở cho phép. Sau số lần đó côngtắctơ có thể hỏng do mất độ bền cơ khí hay độ bền điện. - Độ bền cơ khí: Là số lần đóng cắt không tải. Loại tốt đạt (10 ÷ 20) triệu lần. - Độ bền điện: Là số lần đóng cắt tiếp điểm có tải định mức. Loại tốt đạt 3 triệu lần đóng cắt. - Tần số thao tác: Là số lần đóng cắt cho phép trong 1 giờ. Tần số thao tác bị hạn chế bởi sự phát nóng tiếp điểm do hồ quang, có các cấp từ 30 ÷ 1500 lần. - Tính ổn định lực điện động: Côngtắctơ có tính ổn định lực điện động là tiếp điểm chính cho phép dòng lớn nhất đi qua mà không bị tách tiếp điểm. Thông thường thử tính ổn định lực điện động với I = 10Iđm. - Tính ổn định nhiệt: Côngtắctơ có tính ổn định nhiệt nghĩa là khi có dòng ngắn mạch chạy qua trong một thời gian cho phép tiếp điểm không bị nóng chảy và hàn dính. 1.3. Điều kiện chọn CTT - Điều kiện điện áp: Uđm CTT ≥ Ung Ucd = Uđk - Điều kiện dòng điện: Iđm CTT ≥ Itt Ngoài ra, tùy theo yêu cầu và chế độ làm việc cụ thể mà xét đến các điều kiện về số lượng tiếp điểm mạch động lực, mạch điều khiển, ổn định nhiệt, lực điện động, khả năng đóng và cắt … Ví dụ: Tính chọn côngtắctơ đóng cắt cho động cơ KĐB 3 pha có Pđm = 4,5kW; udm = 380V; cosj = 0,75; h = 0.9. Giải: - Xác định dòng điện tính toán Itt: Điều kiện chọn: UddmCTT ≥ 380V Ucd = Uddk = 220 Iddm CTT ≥ 10,1A Từ các điều kiện trên tra bảng chọn côngtắctơ do Hafn Quốc chế tạo có Uđm = 500V; Ucđ = 220V; Iđm = 15A. Có 3 liếp điểm chính và một cặp tiếp điểm mạch điều khiển. Rơle là loại khí cụ điện tự động đóng cắt mạch điểu khiển, bảo vệ và điều khiển sự làm việc của mạch điện. 2. Rơle 2.1- Rơle nhiệt (RN) Khái quát và công dạng Để bảo vô động cơ và mạch điện khỏi bị quá tải. rơle thường dùng kèm với côngtắctơ đổ tạo thành khởi động từ. Được chế tạo với điện áp xoay chiều 500V, f = 50Hz; điện áp một chiều đến 440V, dòng điện tới 150A. Điều kiện chọn Trong thực tế sử dụng, cách lựa chọn phù hợp là chọn dòng điện định mức của rơle nhiệt bằng dòng định mức của động cơ điện cần bảo vệ và rơle tác động ở giá trị: Itđ = (1,2 - 1,3) Idm Uđm = Ung Ngoài ra tuy theo chế độ làm việc của phụ tải là liên tục hay ngắn hạn mà ta cần xét đến hàng số thời gian phát nóng của rơle khi có quá tải liên lục hay ngắn hạn. Khi nhiệt độ môi trường xung quanh thay đổi, dòng điện tác động của rơle cũng thay đổi theo, làm cho chức năng bảo vệ kém chính xác. Thông thường nếu nhiệt độ mỏi trường tăng, dòng điện tác động giảm thì la phải hiệu chỉnh lại bằng núm điểu chỉnh. Ví dụ: Vẫn động cơ trên ta phải tính chọn rơle nhiệt để bảo vệ quá tải. Ta có: Iđm =10,1a Itđ RN = 1,2.10,1 = 12A Uđm RN = 380V Chọn rơle nhiệt do Hàn quốc chế tạo có Udm = 500 (V); Itđ = 12 - 15 (A) 2.2. Rơle dòng điện (RI) 2.2.1. Khái quát và công dụng Dùng để bảo vệ mạch điện khỏi quá tải ngắn hạn xung kích, ngắn mạch và để điều khiển sự làm việc của động cơ điện. 2.2.2, Điều kiện chọn Phải căn cứ vào dòng điện tác dộng của rơle để chọn cho phù hợp với phụ tải cần bảo vệ hoặc điều khiển. Với rơle dòng điện bảo vệ quá tải ngắn hạn xung kích và ngắn mạch: Icđ RI > (1,2 - 1,3) Ikđ Với rơle dòng điện dùng trong điều khiển: Ta cần quan tâm đến hai giá trị dòng điện đó là đòng tác động và dòng nhả của rơle. Itđ RI = Itđtt Inh RI = Inh tt Itđ tt là dòng điện tính toán cần thiết mà ở giá trị này rơle sẽ tác động. Inh tí Inh tt dòng điện tính toán thiết mà ở giá trị này rơle sẽ nhả. 2.3. Rơle điện áp (RU)2.3.1. Khái quát và công dụng Thường dùng để bảo vệ các thiết bị điện khi điện áp của nó tăng hoặc hạ quá mức quy định. Cấu tạo của rơle điện áp tương tự như rơle dòng điện nhưng cuộn dây của nó có số vòng nhiều hơn và được mắc song song với mạch điện của thiết bị cần bảo vệ. Tùy theo nhiệm vụ bảo vệ, rơle điện áp được chia thành hai loại: Rơle điện áp cực đại: Phần ứng của loại rơle này lúc bình thường đứng yên, khi điện áp tăng quá mức quy định, lực điện từ sẽ thắng lực cản, role tác động. Rơle điện áp cực tiểu: Ở điện áp bình thường, phần ứng của rơle chịu tác dụng của lực điện từ, nhưng khi điện áp hạ xuống dưới mức quy định, lực cản thắng rơle sẽ nhả làm đóng hoặc mở các tiếp điểm. 2.3.2. Điều kiện chọn - Rơle điện áp cực đại: Ucđ RU ≥ 1,1 Uđm - Rơle điện áp cực tiểu: Ucđ RU < 0,85 Uđm Rơle điện từ đơn cực dùng để bảo vệ dòng điện cực đại do động cơ bị quá tải hoặc ngắn mạch của hàng Télémecanique sản xuất năm 1989 có những đặc tính kỹ thuật sau: Loại Vùng sử dụng được đảm bảo Iđm động cơ [A] Giới hạn điều chỉnh (dòng điện cắt) [A] Cường độ dòng điện cực đại (xoay chiều hay một chiều) Trọng lượng [Kg] RM1 - XA001 RM1 - XA002 RM1 - XA004 RM1 - XA006 RM1 - XA010 RM1 - XA016 RM1 - XA025 RM1 - XA040 RM1 - XA063 RM1 - XA100 RM1 - XA160 RM1 - XA200 RM1 - XA315 RM1 - XA500 RM1 - XA101 RM1 - XA101 0,7-1,15 1,16-1,8 1,9-2,9 3-4,6 4,7-7,2 7,3-11,5 11,6-18 18,1-29 29,1-46 46,1-72 73-115 116-145 146-230 231-360 361-630 361-570 1,25-4 2-6,3 3,2-10 5-6 8-25 12,5-40 20-63 32-100 50-160 80-250 125-400 160-500 250-800 400-1250 630-2200 630-000 1,6 2,5 4 6,3 10 16 25 40 63 100 160 200 315 500 1000 1000 0,99 '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' Ví dụ: Chọn RI bảo vệ quá tải, ngắn mạch cho động cơ trên, có kkđ = 3 Ta có: Iđm = 10,1A Do đó Ikđ = 3.10,1 = 30,3A Điều kiện chọn Icđ RI = 1,3Ikđ = 30,3A. Tra bảng trên ta chọn rơle dòng điện loại RM1 - XA016 có Itđ trong khoảng 12,5 - 40A. 2.4. Rơle thời gian (Rth) 2.4.1. Khái quát và công dụng: Tạo ra khoảng thời gian duy trì cần thiết khi truyền tín hiệu từ một rơle (thiết bị) đến một rơle (hoặc thiết bị) khác. Trên rơle thời gian thường ghi các thông số kỹ thuật như: - Thời gian chỉnh đỉnh cực đại: Tmax - Điện áp định mức nguồn vào DC, AC - Dòng điện định mức qua tiếp điểm, số lượng tiếp điểm. - Sơ đồ bố trí các chân tiếp điểm của rơle. 2.4.2. Cách chọn Khi lực chọn chủ yếu căn cứ vào các thông số chính là điện áp nguồn vào, dòng điện qua các tiếp điểm và thời gian chỉnh định cực đại. 2.5. Rơle trung gian (Rtg) 2.5.1. Công dụng: Rơle trung gian làm nhiệm vụ tăng cường các tiếp điểm điều khiển. Trong sơ đồ điều khiển rơle trung gian thường nằm ở vị trí trung gian giữa hai rơle khác nhau hoặc giữa rơle và côngtắctơ. Trên rơle trung gian thường ghi các thông số kỹ thuật như: - Điện áp định mức nguồn vào DC, AC. - Dòng điện định mức qua tiếp điểm, số lượng tiếp điểm. - Sơ đồ bố trí các chân tiếp điểm của rơle. 2.5.2. Cách chọn Khi lực chọn chủ yếu căn cứ vào hai thông số chính là điện áp nguồn vào, số lượng tiếp điểm cần sử dụng và dòng điện qua các tiếp điểm. 2.6. Rơle kiểm tra tốc độ (Rkc) 2.6.1. Công dụng - Rơle tốc độ được dùng trong các sơ đồ hãm nhanh tự động các động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc, làm việc ở lưới điện áp tới 500V. - Khi tốc độ quay đạt tới 500-700vg/phút rơle tác động. Khi tốc độ quay giảm dưới 500-700vg/phút rơle không tác động. - Thông thường trên mỗi rơle có hai cặp tiếp điểm thường mở và thường đóng tương ứng với hai chiều quay của động cơ. Cũng có những rơle bố trí bốn cặp tiếp điểm. 2.6.2. Cách chọn Khi chọn cần lưu ý tốc độ quay của rơle kiểm tra tốc độ phải phù hợp với tốc độ quay của động cơ và số lượng tiếp điểm cần dùng. 2.7. Điện trở công suất 2.7.1. Công dụng: Điện trở và biến trở dùng để hạn chế và điều chỉnh dòng điện trong mạch. 2.7.2. Cách chọn Khi chọn các điện trở, phải chú ý đến hai thông số cơ bản là trị số điện trở và công suất tiêu thụ của điện trở. Nếu không có điện trở đúng, ta đem đấu nối tiếp, song song hoặc hỗn hợp các điện trở để đạt được yêu cầu của mạch điện. Ví dụ: Một mạch cần lắp một điện trở lọc 10W-100W, trên thị trường chỉ có loại 5W-100W ta có thể mua 2 điện trở mắc song song để đạt được yêu cầu vì lúc này ta có P = 5 x 2 = 10W, Rtđ = R/2 = 200/2 = 100W. 3. Công tắc 3.1. Công dụng Là loại khí cụ đóng cắt dòng điện bằng tay kiểu hộp, dùng để đóng ngắt mạch điện có công suất bé, có điện áp một chiều đến 440V và điện áp xoay chiều đến 500V. 3.2. Cách chọn Thông số kỹ thuật chính của công tắc gồm: - Dòng điện qua tiếp điểm - Điện áp nguồn cung cấp. Tùy thuộc vào công dụng của công tắc là đóng cắt trực tiếp hay gián tiếp mà lựa chọn cho phù hợp. 3.3. Điều kiện chọn: Iđm CT ≥ Itt Uđm CT ≥ Unguồn 4. Nút ấn 4.1. Công dụng Nút ấn còn gọi là nút điều khiển, là một loại khí cụ điện dùng để đóng ngắt từ xa các thiết bị điện từ khác nhau, các dụng cụ báo hiệu, chuyển đổi các mạch điện điều khiển… Ở mạch điện một chiều đến 440V và mạch điện xoay chiều đến 500V, tần số 50 - 60Hz. Nút ấn thông dụng để khởi động, dừng và đảo chiều quay động cơ điện bằng cách đóng và ngắt các mạch cuộn dây hút côngtắctơ, khởi động từ mắc ở mạch động lực của động cơ. Nút ấn thường được đặt trên bảng điều khiển, tủ điện, trên hộp nút ấn. Thông số kỹ thuật của nút ấn bao gồm: - Dòng điện đi qua tiếp điểm - Điện áp của mạch điện mà tiếp điểm phải đóng cắt. - Số lượng tiếp điểm thường đóng và thường mở. 4.2. Cách chọn Nút ấn thường được lắp đặt trên mạch điều khiển. Dùng để điều khiển những khí cụ điện sử dụng dòng điện xoay chiều hay một chiều, có điện áp đến 380V - 2A đối với dòng xoay chiều và 220V - 0,25A đối với dòng một chiều. KẾT LUẬN -----—˜{™–----- Trong quá trình thiết kế mặc dù gặp rất nhiều khó khăn do còn ít kinh nghiệm, tuy nhiên nhờ có hướng dẫn, giúp đỡ của các thầy cô, cùng sự cố gắng của cả nhóm ,cuối cùng chúng em cũng hoàn thành xong bản thiết kế này. Chung em xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các thầy cô trong bộ môn, đặc biệt là cô LÊ THỊ MINH TÂM người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, giúp chúng em hoàn thành bản thiết kế này. Tuy nhiên trong quá trình tính toán thiết kế, do còn ít kinh nghiệm nên chắc chắn khi thiết kế chúng em không tránh khỏi những sai sót, mong các thầy cô thông cảm và chúng em rất mong nhận được sự chỉ bảo và góp ý của các thầy cô để chúng em có thể rút ra những kinh nghiệm quý báu phục vụ công việc sau này. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. NguyÔn BÝnh - §iÖn tö c«ng suÊt. 2. NguyÔn BÝnh - Gi¸o tr×nh biÕn kü thuËt biÕn ®æi c«ng suÊt lín. 3. TrÇn V¨n ThÞnh - TÝnh to¸n thiÕt kÕ thiÕt bÞ ®iÖn tö c«ng suÊt. 5. §inh Gia Hu©n - Kü thuËt ®iÖn tö. 6. §ç Xu©n Thô - Kü thuËt ®iÖn tö. 7. Bïi Quèc Kh¸nh - TruyÒn ®éng ®iÖn 8. NguyÔn TÊn Ph­íc - §iÖn tö c«ng suÊt. 9. Bïi Quèc Kh¸nh, Ph¹m Quèc H¶i - §iÒu chØnh tù ®éng truyÒn ®éng ®iÖn. 10. Vò Gia Hanh - M¸y ®iÖn. 11. NguyÔn ThÞ Ph­¬ng Hµ- §iÒu khiÓn tù déng 12. NguyÔn TiÕn H­ng - §iÒu khiÓn tù ®éng 13.TÝnh to¸n thiÕt kÕ thiÕt bÞ ®iÖn tö c«ng suÊt – TrÇn v¨n thÞnh. NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….