(TIỂU LUẬN) TÍNH TOÁN, lắp đặt MẠCH điều KHỞI ĐỘNG ĐỘNG cơ kđb 3 PHA rô TO LỒNG sóc CÔNG SUẤT 7,5KW BẰNG PHƯƠNG PHÁP đổi nối SAO – TAM GIÁC

TÓM TẮTTrong sản xuất công nghiệp hiện đại, để nâng cao năng xuất, hiệu xuất sử dụngcủa máy, nâng cao chất lượng sản phẩm và các phương pháp tự động hoá dâychuyền sản xuất thì hệ thống t

-oOo -ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÍNH TOÁN, LẮP ĐẶT MẠCH ĐIỀU KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ KĐB 3 PHA RÔ TO LỒNG SÓC CÔNG SUẤT 7,5KW BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỔI NỐI SAO – TAM GIÁC

PHẠM VĂN LƯƠNG;

NGUYỄN VĂN LAM;

NGÔ VĂN PHƯƠNG.

KHÓA : CĐ K11

NGÀNH : ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

-oOo -ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÍNH TOÁN, LẮP ĐẶT MẠCH ĐIỀU KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ KĐB 3 PHA RÔ TO LỒNG SÓC CÔNG SUẤT 7,5KW BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỔI NỐI SAO – TAM GIÁC

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

: :

DƯƠNG QUỲNH NGA NGÔ VĂN ĐƯỜNG;

PHẠM VĂN LƯƠNG;

NGUYỄN VĂN LAM;

NGÔ VĂN PHƯƠNG.

KHÓA

NGÀNH

: :

CĐ K11 ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

Sau thời gian học tập và nghiên cứu cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy cô,bạn bè và nhà trường Đồ án tốt nghiệp “ Tính toán, lắp đặt mạch điện khởi độngđộng cơ KĐB 3 pha rô to lồng sóc công suất 7,5kw bằng phương đổi nối sao –tam giác.” đã được hoàn thành.

Bằng sự cố gắng nỗ lực của cả nhóm và đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình, chu đáocủa giáo viên hướng dẫn Dương Quỳnh Nga, nhóm em đã hoàn thành đồ ánđúng thời hạn Do thời gian làm đồ án có hạn và trình độ còn nhiều hạn chế nênkhông thể tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận được sự đóng góp ýkiến của các thầy cô cũng như là của các bạn sinh viên để bài đồ án này hoànthiện hơn nữa

Nhóm xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới giáo viên hướng dẫn cô giáo DươngQuỳnh Nga đã nhiệt tình giúp đỡ và hướng dẫn cho nhóm Nhóm cũng xin đượcbày tỏ lòng biết ơn tới các quý thầy cô Trường Cao Đẳng Công Nghiệp BắcNinh đã dạy và truyền đạt kiến thức vô cùng bổ ích trong những năm học vừaqua, điều đó đã làm nên nền tảng cho sự phát triển mục tiêu với bản thân chúng

em trong tương lai

Bắc Ninh, ngày tháng năm 20

Sinh viên thực hiện

( Ký và ghi rõ họ tên)

TÓM TẮT

Trong sản xuất công nghiệp hiện đại, để nâng cao năng xuất, hiệu xuất sử dụngcủa máy, nâng cao chất lượng sản phẩm và các phương pháp tự động hoá dâychuyền sản xuất thì hệ thống truyền động điện có điều chỉnh tốc độ là không thểthiếu Vì vậy nhiều loại động cơ điện đã được chế tạo và hoàn thiện cao hơn.Trong đó động cơ điện không đồng bộ chiếm tỉ lệ lớn trong công nghiệp do nó

có nhiều ưu điểm nổi bật như : giá thành thấp, dễ sử dụng, bảo quản đơn giản,chi phí vận hành thấp,… Ngày nay do ứng dụng tiến bộ của khoa học kĩ thuậtđiện tử, sự phát triển của công nghiệp, kỹ thuật tự động hoá và sự sinh hoạt củangười dân mà phạm vi sử dụng động cơ không đồng bộ rộng rãi hơn

Trong thực tế, để đáp ứng nhu cầu sản xuất, làm việc của các nhà máy, phânxưởng với yêu cầu điều chỉnh tốc độ động cơ ở một phạm vi nào đó Điều chỉnhtốc độ động cơ là các phương pháp điều chỉnh nhân tạo nhằm thay đổi tốc độcủa hệ thống, của cơ cấu sản xuất theo yếu cầu công nghệ

Đề tài này: “ Tính toán, lắp đặt mạch điều khởi động động cơ KĐB 3 pha rô tolồng sóc công suất 7,5kw bằng phương đổi nối sao – tam giác”

Đồ án có bao gồm 5 chương:

CHƯƠNG 1: Tổng quan về cơ sở lý thuyết

CHƯƠNG 2: Tính toán, lựa chọn thiết bị

CHƯƠNG 3: Thiết kế tủ điện và sơ đồ nguyên lý mạch điện

CHƯƠNG 4: Thi công, lắp đặt mạch điện

CHƯƠNG 5: Kết luận

Đề mục Trang

Trang bìa i

Lời cảm ơn ii

Tóm tắt iii

Mục lục iv

Danh sách hình vẽ vii

Danh mục từ viết tắt ix

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1

1.1 Các phương pháp khởi động động cơ KĐB 3pha 1

1.1.1 Khởi động động cơ rotor lồng sóc: 1

1.1.2 Dùng cuôn kháng nối với mach điện stator: 2

1.1.3 Dùng biến áp tự ngẫu: 2

1.1.4 Dùng phương pháp đổi nối Y – Δ: 2

1.1.5 Phương pháp đổi đầu dây quấn: 2

1.1.6 Phương pháp dùng điện trở giảm áp cấp vào dây quấn: 4

1.1.7 Phương pháp dùng điện cảm giảm áp cấp vào dây quấn: 4

1.1.8 Phương pháp dùng máy biến áp tự ngẫu giảm áp: 4

1.2 Khái niệm và cấu tạo của động cơ KĐB 3 pha 5

1.2.1 Khái niệm động cơ không đồng bộ 3 pha: 5

1.2.2 Cấu tạo của máy điện không đồng bộ 3 pha: 6

1.3 Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ 3 pha 10

1.6 Rơ le dòng EOCRSP10RM 17

* Đặc điểm rơ le: 18

* Ứng dụng rơ le bảo vệ EOCR-SP Schneider: 19

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ 20

2.1 Aptomat. 20

2.1.1 Công dụng: 20

2.1.2 Điều kiện lựa chọn: 21

2.1.3 Tính và chọn aptomat: 21

2.2 Contactor. 23

2.2.1.Công dụng: 23

2.2.2 Điều kiện lựa chọn: 24

2.2.3 Tính và chọn contactor: 24

2.3 Rơ le dòng. 25

2.4 Rơ le thời gian. 25

2.5 Cầu chì. 26

2.5.1 Công dụng: 26

2.5.2 Điều kiện lựa chọn: 26

2.5.3 Tính và chọn cầu chì: 27

2.6 Động cơ. 27

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ TỦ ĐIỆN VÀ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠCH

3.1.2 Trong tủ điện: 32

3.2 Sơ đồ đi dây 32

3.2.1 Mạch động lực: 32

3.2.2 Mạch điều khiển: 33

3.3 Nguyên lý hoạt động 33

CHƯƠNG 4: THI CÔNG, LẮP ĐẶT TỦ ĐIỆN 34

4.1 Nhận và kiểm tra vật tư thiết bị 34

4.2 Gia công và gá lắp các thiết bị vào tủ điện 35

4.3 Đấu nối mạch điện 35

4.4 Kiểm tra tủ điện đã đấu nối xong 36

4.5 Vệ sinh tủ điện 36

4.6 Vận hành và đo kiểm tra thông số kỹ thuật 36

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 37

TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC: PHẦN MỀM HỖ TRỢ VẼ SƠ ĐỒ.

Hình 1.1: Động cơ không đồng bộ 3 pha 5

Hình 1.2: Mặt cắt ngang hai bộ phận chính của động cơ không đồng bộ 3 pha .6 Hình 1.3: Lõi thép stato có các rãnh hướng trục 7

Hình 1.4: Sơ đồ triển khai dây quấn 3 pha đặt trong 12 rãnh 7

Hình 1.5: Mặt cắt ngang của lõi thép stato 8

Hình 1.6: Roto lồng sóc công suất lớn 8

Hình 1.7: Roto lồng sóc công suất nhỏ 9

Hình 1.8: Roto dây quấn . 9

Hình 1.9: Dây quấn roto có thể nối với biến trở ngoài 10

Hình 1.10: Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ 3 pha 11

Hình 1.11: Đặc tính cơ của động cơ khi thay đổi tỉ số U/f 12

Hình 1.12: Đặc tính của động cơ khi thay đổi số cặp cực 13

Hình 1.13: Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện áp cấp cho stato 14

Hình 1.14: Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện trở roto 14

Hình 1.15: Đặc tính tốc độ quay . 15

Hình 1.16: Đặc tính hiệu suất . 16

Hình 1.17: Đặc tính công suất . 17

Hình 2.1: Aptomat: 1 pha; 2 pha; 3 pha; 4

pha . 20

Hình 2.2: Contactor . 23

Hình 3.1: Sơ đồ bố trí mặt tủ điện 31

Hình 3.2: Sơ đồ bố trí bên trong tủ điện . 32

Hình 3.3: Sơ đồ đi dây mạch động lực . 32

Hình 3.4: Sơ đồ đi đây mạch điều khiển . 33

STT KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT CHỮ VIẾT ĐẦY ĐỦ

1.1 Các phương pháp khởi động động cơ KĐB 3pha.

1.1.1 Khởi động động cơ rotor lồng sóc:

- Khởi động trực tiếp:

Đây la phương pháp mơ máy đơn gian Dung trong trương hơp công suât cuanguôn cung câp lơn hơn nhiêu so vơi công suât cua động cơ hoăc mơ máy khôngtai Luc mơi đong điện dong mơ máy lơn, tôc độ động cơ tăng dân thi dong mơmáy giam xuông Khi tôc độ ôn đinh thi dong điện ơ lai tri sô binh thương

+ Dùng máy biến áp tự ngẫu giảm điện áp mở máy: ưu điểm là dòng điện mởmáy nhỏ, momen mở máy lớn nhưng nhược điểm là giá thành thiết bị mở máy đắttiền hơn phương pháp dùng điện kháng

+ Mở máy bằng phương pháp đổi nối sao – tam giác: được sử dụng phổ biến vì đơn giản , làm việc tin cậy

+ Mở máy bằng phương pháp nối thêm điện trở phụ vào roto: ưu điểm là dòng điện mở máy nhỏ, momen mở máy lớn Đi kèm với nhược điểm là động

cơ roto dây quấn chế tạo phức tạp hơn động cơ roto lồng sóc, bảo quản, vận hành khó khăn hơn Hiệu suất thấp hơn động cơ roto lồng sốc.

- Khởi động bằng cach giảm điên ap (khởi động gian tiếp qua điên trở, cuộn khang, biến ap, đổi nôi sao – tam giác)

1.1.2 Dùng cuôn kháng nối với mạch điện stator:

- Mơ máy: đong K1, động cơ đươc khơi động qua cuộn kháng Khi mơ máyxong đong K2, điện kháng bi nôi ngăn mach, dong mơ máy giam k lân, Mmm giam

k2 lân

1.1.3 Dùng biến áp tự ngẫu:

+ Dong mơ máy giam k2 lân, Mmm giam k2 lân

+ Thư tư đong mach biên áp:

- Đong K1 đê nôi sao các cuộn máy biến áp

- Thay đôi vi tri con chay đê cho luc mơ máy điện áp đăt vao động cơ nho sau

đo tăng dân lên (70-80)%.Uđm

- Sau khi động cơ quay ôn đinh, ngăt K1 đong K2 đưa Uđm vao động cơ

1.1.4 Dùng phương pháp đổi nối Y – Δ:

- Phương pháp nay chi dung cho động cơ khi lam việc binh thương, dây quân stator đấu hình Δ, điện áp pha băng điện áp dây cua lươi

+ Zf : tổng trở pha

+ U1: điện áp của lưới điện

Vây: Dong giam đi 3 lân, áp giam √3, Mmm giam (√3)2 = 3 lân.Đây la phương pháp đơn gian nên đươc dung nhiêu

1.1.5 Phương pháp đổi đầu dây quấn:

- Vận hành động cơ không đồng bộ 3 pha Trong khi sử dụng và vận hành động

cơ điện không đồng bộ 3 pha, đặc biệt là khi khởi động đến hai vấn đề cụ thể nhưsau:

+ Dòng điện khởi động bị giảm thấp qua hệ thống dây dẫn chính Đi vào dâyquấn stato của động cơ Hiện tượng này xảy ra ngay thời điểm khởi động động cơ.+ Việc giảm thấp dòng điện khởi động được hiểu theo một cách khác Đó chính

là giảm thấp điện áp cung cấp vào động cơ tại thời điểm khởi động Lúc này sẽsinh ra quan hệ ngẫu lực Tỷ lệ thuận với bình phương giá trị điện áp thực tế cấpvào động cơ Như vậy, việc giảm giá trị dòng điện khởi động sẽ ảnh hưởng trựctiếp đến giá trị của momen khởi động

+ Biện pháp làm giảm dòng khởi động trong động cơ không đồng bộ 3 pha.Hiện nay, thực tế cho thấy có nhiều biện pháp làm giảm dòng khởi động Nhưngchung quy lại đều chia thành 2 dạng như sau:

+ Giảm điện áp nguồn cấp vào dây quấn stato: Muốn làm được điều này, bạncần áp dụng rất nhiều phương pháp Có thể kể đến phương pháp biến áp giảm áp.Hoặc lắp đặt các phần tử hạn áp được sử dụng trong điện trở hay điện cảm

+ Biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha bằng hệ thống bộ biến đổi: Đây là phươngpháp dùng linh kiện điện tử điều chỉnh thay đổi điện áp hiệu dụng Nguồn điện 3pha cấp vào động cơ sẽ bị thay đổi Hệ thống khởi động này được gọi là phươngpháp khởi động mềm Để giảm được điện áp, ta cần chú ý đến các phương pháp radây trên stato như sau:

+ Động cơ 3 pha có 6 đầu dây ra: Đấu dây dựa theo sơ đồ đấu Y hoặc tam giác Sao cho khớp với một trong hai cấp điện áp nguồn

+ Động cơ 3 pha có 9 đầu dây ra: Đấu dây theo sơ đồ đấu Y nối tiếp – Y song song Sơ đồ tam giác nối tiếp – tam giác song song.

+ Động cơ 3 pha có 12 đầu dây: Đấu dây theo 1 trong những sơ đồ sau: Sơ đồ đấu Y nối tiếp, Y song song Sơ đồ tam giác nối tiếp hoặc tam giác song song

1.1.6 Phương pháp dùng điện trở giảm áp cấp vào dây quấn:

- Một trong các phương pháp giảm áp cấp vào dây quấn là nối điện trở Rmmvào bộ dây quấn stato ngay tại lúc khởi động Ở đây, tác dụng của Rmm đượcđánh giá rất quan trọng trong việc làm giảm áp đặt vào từng pha của dây quấnstato Cũng với vai trò làm giảm momen khi mở máy Phương pháp giảm áp cấpvào dây quấn stator được áp dụng giống như phương pháp đổi sơ đồ đấu dây.Cùng để giảm dòng khởi động Thông thường ta sẽ chọn một số cấp giảm áp là80%, 64% và 50% cho động cơ Bởi tính chất momen tỉ lệ bình phương với điện

áp cấp cho động cơ điện Tương tự, momen mở máy sẽ chỉ khoảng 65%, 50% và25% Trong lúc cấp nguồn trực tiếp bằng định mức vào dây quấn stato

1.1.7 Phương pháp dùng điện cảm giảm áp cấp vào dây quấn:

- Đây là phương pháp dùng để giảm áp cấp vào dây quấn stato trong lúc khởiđộng Bạn nên đấu nối tiếp điện cảm Xmm vào dây quấn stato Tại phương phápnày, bạn nên chọn các cấp giảm áp từ 50%, 64% đến 80% cho động cơ Bởi tínhchất của momen cũng là tỉ lệ bình thường với điện áp cấp vào Tương tự, momen

mở máy sẽ chỉ khoảng từ 25%, 50% đến 65% trong lúc cấp nguồn trực tiếp bằngđịnh mức vào dây quấn stato

1.1.8 Phương pháp dùng máy biến áp tự ngẫu giảm áp:

- Với các phương pháp giảm dòng mở máy dùng Rmm hay Xmm Lúc này,dòng điện mở máy qua dây quấn chính là dòng điện qua dây nguồn Khi bạn sửdụng biến áp giảm áp lúc khởi động đặt vào dây quấn stato Dòng điện mở máyqua dây quấn sẽ giảm thấp Tuy nhiên, dòng điện này chỉ xuất hiện phía thứ cấp

biến áp Dòng điện qua dây nguồn mới chính là dòng sơ cấp biến áp Tại biến ápgiảm áp, dòng điện phía thứ cấp sẽ có giá trị cao hơn dòng điện phía sơ cấp Nóimột cách khác, dòng điện mở máy qua dây nguồn sẽ thấp hơn dòng điện mởmáy lúc áp dụng phương pháp giảm dòng với Rmm hay Xmm Khi dùng biến ápgiảm áp để hạ dòng khởi động, điều đó làm thời gian hoạt động của máy biến áp

có mặt rất ngắn Để khắc phục được điều đó, bạn có thể sử dụng một trong cácdạng biến áp tự ngẫu sau đây:

+ Biến áp tự ngẫu loại 3 pha 3 trụ

+ Biến áp tự ngẫu 3 pha

- Tương tự trường hợp trên, máy biến áp giảm áp được bố trí với nhiều cấp điện

áp tương ứng các mức 80%, 64% và 50% Giá trị momen mở máy trực tiếp lúc nàychỉ còn 65%, 50%, 25% giá trị momen mở máy trực tiếp

1.2 Khái niệm và cấu tạ̣o của động cơ KĐB 3 pha.

1.2.1 Khái niệm động cơ không đồng bộ 3 pha:

HÌNH 1.1: Động cơ kđb 3 pha.

- Động cơ KĐB 3 pha là loại máy điện xoay chiều, làm việc theo nguyên lý cảmứng điện từ Động cơ không đồng bộ ba pha là loại động cơ mà khi làm việc có tốc

độ quay của roto n (tốc độ của máy) khác với tốc độ quay của từ trường n1

- Động cơ không đồng bộ 3 pha so với các loại động cơ khác có cấu tạo và vận

hành không phức tạp, giá thành rẻ, làm việc tin cậy nên được sử dụng nhiều trong sản xuất và sinh hoạt.

- Các thông số trên động cơ không đồng bộ 3 pha là:

+ Công suất cơ có ích trên trục Pđm

+ Điện áp dây stato Uđm

+ Dòng điện dây Stato Iđm

+ Tần số dòng điện stato f

1.2.2 Cấu tạ̣o của máy điện không đồng bộ 3 pha:

Hình 1.2: Mặt cắt ngang hai bộ phận chính của động cơ KĐB 3 pha.

+ Cấu tạo của máy điện không đồng bộ 3 pha gồm hai bộ phận chính là: stato vàroto, ngoài ra còn có vỏ máy và nắp máy

1.2.2.1: Phần tĩnh (Stato):

- Stato là phần tĩnh gồm hai phần chính là: lõi thép và dây quấn, ngoài ra có võ máy và nắp máy.

a) Lõi thép;

Hình 1.3: Lõi thép stato có các rãnh hướng trục.

- Lõi thép stato hình trụ do các lá thép kỹ thuật điện được dập rãnh bên trong,ghép lại với nhau tạo thành các rãnh theo hướng trục Lõi thép được ép và bêntrong vỏ máy

Hình 1.4: Sơ đồ triển khai dây quấn ba pha đặt trong 12 rãnh.

- Dây quấn stato làm bằng dây quấn bọc cách điện (dây điện từ) được đặt trong các rãnh lõi thép Hình dưới là sơ đồ triển khai dây quấn ba pha đặt trong 12 rãnh của stato, dây quấn pha A trong các rãnh 1, 4, 7, 10, pha B đặt trong các rãnh 3, 6,

Dòng điện xoay chiều ba pha chạy trong ba dây quấn stato sẽ tạo ra từ trườngquay.

- Vỏ máy làm bằng nhôm hoặc bằng gang, dùng để giữ chặt lõi thép và cố địnhmáy trên bệ Hai đầu vỏ có nắp máy, ở đỡ trục Võ máy và nắp máy còn dùng đểbảo vệ máy

1.2.2.2 Phần động (Roto):

- Roto là phần quay gồm: lõi thép, dây quấn và trục máy

a) Lõi thép;

Hình 1.5: Mặt cắt ngang của lõi thép stato.

- Lõi thép gồm các lá thép kỹ thuật điện được dập rãnh mặt ngoài ghép lại, tạo thành các rãnh theo hướng trục, ở giữa có lỗ để lắp trục

Hình 1.6: Roto lồng sóc công suất lớn.

Hình 1.7: Roto lồng sóc công suất nhỏ.

- Dây quấn roto có hai kiểu: roto ngắn mạch (còn gọi là roto KĐB lồng sóc) vàroto dây quấn

- Roto lồng sóc:

+ Động cơ điện có roto lồng sóc gọi là động cơ KĐB lồng sóc Loại roto lồng sóc công suất trên 100 kW, trong các rãnh của lõi thép roto đặt các thanh đồng, hai đầu nối ngắn mạch hai vòng đồng tạo thành các lồng sóc Ở động cơ roto lồng sóc công suất nhỏ được chế tạo bằng cách đúc nhôm vào các rãnh lõi thép roto, tạo thành thanh nhôm, hai đầu đúc ngắn mạch và cánh quạt làm mát

- Roto dây quấn:

Hình 1.8: Roto dây quấn.

+ Loại động cơ có roto dây quấn gọi là động cơ không đồng bộ ba pha roto dâyquấn Trong rãnh lõi thép roto người ta đặt dây quấn ba pha Dây quấn roto thườngnối sao, ba đầu ra nối với ba vòng tiếp xúc bằng đồng, cố định trên trục roto vàđược cách điện với trục

Hình 1.9: Dây quấn roto có thể nối với biến trở ngoài.

+ Nhờ ba chổi than tì sát vào ba vòng tiếp xúc, dây quấn roto được nối với 3vòng tiếp xúc, nhờ đó chổi than dây quấn roto nối được với ba biến trở bên ngoài

để mở máy hay điều chỉnh tốc độ Động cơ lồng sóc là loại rất phổ biến do giáthành rẻ và làm việc đảm bảo Động cơ roto dây quấn có ưu điểm về mở máy vàđiều chỉnh tốc độ song giá thành đắt và vận hành kém tin cậy hơn động cơ lồngsóc, nên chỉ được dùng khi động cơ lồng sóc không đáp ứng được các yêu cầu vềtruyền động

1.3 Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ 3 pha.

- Khi ta cho dòng điện ba pha tần số f vào ba pha dây quấn stato, sẽ tạo ra từ

trường quay p đôi cực, quay với tốc độ Từ trường quay cắt các thanhdẫn của dây quấn roto, cảm ứng các sức điện động Vì trong dây quấn roto nốingắn mạch, nên sức điện động cảm ứng sinh sẽ sinh ra dòng điện chạy trong cácthanh dẫn roto Lực tác dụng tương hỗ giữa từ trường qua của máy với thanhdẫn mang dòng điện roto, kéo roto quay cùng chiều quay với từ trường với tốc

độ n Để minh họa, hình bên dưới vẽ từ trường quay tốc độ n1, chiều sức điệnđộng và dòng điện cảm ứng trong thanh dẫn roto, chiều vẽ lực điện từ Fđt

Hình 1.10: Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ ba pha.

- Khi xác định chiều sức điện động:

+ Khi xác định chiều sức điện động cảm ứng theo quy tắc bàn tay phải, ta căn cứvào chiều chuyển động tương đối của thanh dẫn với từ trường Nếu coi từ trường

đứng yên, thì chiều chuyển động tương đối của thanh dẫn ngược với chiều n 1 , từ đó áp dụng quy⨂tắc bàn tay phải, xác định được chiều suất điện động như hình

vẽ (dấuchỉ chiều đi từ ngoài vào trang giấy)

Chiều lực điện từ xác định theo quy tắc bàn tay trái, trùng với chiều quay n1 Tốc

độ n của máy nhỏ hơn tốc độ từ trường quay n1 vì nếu tốc độ bằng nhau thì

không có sự chuyển động tương đối, trong dây quấn roto không có suất điện động do đó dòng điện cảm ứng, lực điện từ bằng không Độ chênh lệch giữa tốc độ từ trường quay và tốc độ máy gọi là tốc độ trượt n2.

1.4 Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ 3 pha.

Tốc độ động cơ không đồng bộ ba pha tính theo công thức:

vòng/phút+ Nhìn vào biểu thức ta thấy:

- Với động cơ điện KĐB lồng sốc có thể điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cáchthay đổi tần số dòng điện stato bằng cách đổi nối dây quấn stato để thay đổi số đôicực từ p của từ trường, hoặc thay đổi điện áp đặt vào stato để thay đổi hệ số

trượt s Tất cả các phương pháp trên được thực hiện ở phía stato Với động cơroto dây quấn thường được điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở roto đểthay đổi hệ số trượt s, việc điều chỉnh thực hiện ở phía roto

- Thay đổi tần số

+ Việc thay đổi tần số f của dòng điện stato thực hiện bằng bộ biến đổi tần số (bộ biến tần) Như ta đã biết từ thông Φmax tỷ lê thuận với tỉ số U1/f, khi thay đổi tần số người ta mong muốn giữ cho từ thông Φmax không đổi, để mạch từ máy ở trạng thái định mức Muốn vậy phải điều chỉnh đồng thời tần số và điện áp, giữ cho tỉ số giữa điện áp U1 và tần số f không đổi Đặc tính cơ của máy điện không

Hình 1.11: Đặc tính cơ của động cơ khi thay đổi tỉ số U/f.

+ Việc điều chỉnh tốc độ quay bằng các thay đổi tần số thích hợp khi điều chỉnh

cả nhóm động cơ lồng sóc Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi tần số cho phép điềuchỉnh ở tốc độ một cách bằng phẳng trong phạm vi rộng Với sự phát triển vượtbậc của linh kiện điện tử thì giá thành các bộ biến tần ngày càng giảm Các bộ biếntần được ứng dụng ngày càng rộng rãi

- Thay đổi số đôi cực

+ Số đôi cực của từ trường quay phụ thuộc vào cấu tạo dây quấn Động cơ KĐB

3 pha có cấu tạo dây quấn để thay đổi số đôi cực từ được gọi là động cơ khôngđồng bộ 3 pha nhiều cấp tốc độ Phương pháp này chỉ sử dụng cho loại roto lồngsóc Mặc dù điều chỉnh tốc độ nhảy cấp, nhưng có ưu điểm là giữ nguyên độcứng của đặc tính cơ, động cơ nhiều cấp tốc độ được sử dụng rộng rãi trong cácmáy luyện kim, máy tàu thủy, …

Hình 1.12: Đặc tính của động cơ khi thay đổi số cặp cực.

- Thay đổi điện áp cung cấp cho stato:

+ Phương pháp này chỉ được thực hiện trong việc giảm điện áp Khi giảm điện

áp đường đặc tính M = f(s) sẽ thay đổi do đó hệ số trượt thay đổi, tốc độ động cơthay đổi Hệ số trượt s1, s2, s3 ứng điện áp U1đm, 0,85 U1đm và 0,7 U1đm

Hình 1.13: Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện áp cấp cho stato.

+ Nhược điểm của phương pháp điều chỉnh tốc độ quay bằng điện áp là giảmkhả năng quá tải của động cơ, dải điều chỉnh tốc độ hẹp, tăng tổn hao ở dây quấnroto Việc điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện áp được dùng chủ yếu với các động

cơ công suất nhỏ có hệ số trượt tới hạn S lớn

- Thay đổi điện trở mạch roto:

Hình 1.14: Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện trở roto.

+ Phương pháp này chỉ áp dụng đối với động cơ roto dây quấn, người ta mắcbiến trở ba pha vào mạch roto Biến trở điều chỉnh tốc độ phải làm việc lâu dài nên

có kích thước lớn hơn so với biến trở mở máy Khi tăng điện trở thì tốc độ quaycủa động cơ sẽ giảm Nếu moment cản, dòng roto không đổi, khi tăng điện trở đểgiảm tốc độ sẽ tăng tổn hao công suất trong biến trở, do đó phương pháp nàykhông kinh tế Tuy nhiên phương pháp đơn giản, điều chỉnh đơn và khoảng điềuchỉnh tương đối rộng, được sử dụng điều chỉnh tốc độ quay của động cơ công suất

cỡ trung bình

1.5 Đặc tính làm việc của máy điện không đồng bộ 3 pha.

- Tốc độ quay n:

Tốc độ quay có quan hệ với hệ số trượt s theo biểu thức:

Khi tải tăng, công suất P2 trên trục động cơ tăng, moment cản tăng lên từ đó hệ

Hình 1.15: Đặc tính tốc độ quay.

- Hiệu suất η:

Hiệu suất động cơ được tính như sau:

+ P1 là công suất tác dụng điện động cơ tiêu thụ để biến đổi sang công suất cơ

P2

+ P2 là công suất cơ hữu ích trên trục động cơ

Động cơ không đồng bộ 3 pha thường được thiết kế sao cho hiệu suất cực đạikhi hệ số tải Trong khoảng kt = 0,5 ÷ 1 hiệu suất hầu như không đổi Hiệu suất động cơ công nghiệp khoảng 0,75 ÷ 0,95