Giáo trình các phương pháp hãm Động cơ không Động bộ ba pha (nghề Điện công nghiệp sơ cấp)

SỞ LAO ĐỘNG - THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI ĐỒNG THÁPTRƯỜNG TRUNG CẤP THÁP MƯỜI GIÁO TRÌNH Tên mô đun: CÁC PHƯƠNG PHÁP HÃM ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỘNG BỘ BA PHA NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ SƠ CẤP NGH

SỞ LAO ĐỘNG - THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI ĐỒNG THÁP

TRƯỜNG TRUNG CẤP THÁP MƯỜI

GIÁO TRÌNH Tên mô đun: CÁC PHƯƠNG PHÁP HÃM ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỘNG BỘ

BA PHA NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ SƠ CẤP NGHỀ

Ban hành kèm theo Quyết định số: 91/QĐ-TTCTM ngày 10 tháng 07 năm 2024

của Hiệu trưởng Trường Trung cấp Tháp Mười

Tháp Mười, năm 2024

1

LỜI GIỚI THIỆU

Giáo trình các phương pháp hãm động cơ không động bộ ba pha được xâydựng và biên soạn trên cơ sở chương trình đào tạo nghề Điện công nghiệp đã đượcTrường Trung cấp tháp mười Ban hành

Trong quá trình thực hiện, ban biên soạn đã nhận được nhiều góp ý kiếnthẳng thắn, khoa học, trách nhiệm của nhiều chuyên gia, công nhân bậc cao tronglĩnh vực nghề Điện công nghiệp Song do điều kiện thời gian, nên giáo trìnhkhông tránh khỏi những thiếu sót nhất định Rất mong được những ý kiến góp ý đểgiáo trình này được hoàn thiện hơn, đáp ứng được yêu cầu thực tế sản suất của cácdoanh nghiệp hiện tại và tương lai

Giáo trình các phương pháp hãm động cơ không động bộ ba pha được biênsoạn theo nguyên tắc: tính định hướng thị trường lao động; tính hệ thống và khoahọc; tính ổn định và linh hoạt; hướng tới liên thông, chuẩn đào tạo nghề khu vực

và thế giới; tính hiện đại và sát thực với sản suất

MỤC LỤC

Bài 1: Lắp ráp và sửa chữa mạch điều khiển động cơ không đồng bộ ba

Bài 2: Lắp ráp và sửa chữa mạch điều khiển động cơ không đồng bộ ba

Bài 3: Lắp ráp và sửa chữa mạch điều khiển động cơ không đồng bộ ba

CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: CÁC PHƯƠNG PHÁP HÃM ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỘNG BỘ

BA PHA

Mã mô đun: MĐ4

Thời gian thực hiện mô đun: 30 giờ (Lý thuyết: 6 giờ; Thực hành: 24 giờ; Kiểm tra: giờ)

I VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MÔ ĐUN:

- Vị trí: Mô đun được bố trí sau khi hoàn thành mô đun 2

- Tính chất: Là mô đun chuyên môn nghề

II MỤC TIÊU MÔ ĐUN:

Sau khi học xong mô đun này người học có khả năng:

- Trình bày được các phương pháp hãm động cơ

- Sửa chữa được hư hỏng của mạch điện điều khiển hãm động cơ

- Lắp hoàn chỉnh mạch hãm động cơ động cơ đảm bảo yêu cầu kỹ thuật

- Có kiến thức cơ bản về an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp

- Sử dụng đúng kỹ thuật dụng cụ đồ nghề

- Có ý thức học hỏi, nghiêm túc cẩn thận trong công việc

III Nội dung mô đun:

Bài 1: Lắp ráp và sửa chữa mạch điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha hãmngược

Bài 2: Lắp ráp và sửa chữa mạch điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha dừnghãm hãm tái sinh

Bài 3: Lắp ráp và sửa chữa mạch điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha dừnghãm động năng tác động rơ le thời gian

5

Bài 1: Lắp ráp và sửa chữa mạch điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha hãm ngược

Giới thiệu

Hãm ngược là phương pháp sử dụng việc đảo chiều đấu dây của động cơ trongmột khoảng thời gian ngắn để tạo ra moment dừng nhanh cho động cơ Sau khinguồn điện đột ngột bị ngắt, động cơ được đấu dây để quay theo chiều ngược lạitrong khoảng thời gian đủ để động cơ dừng quay Nhược điểm của phương phápnày là tạo ra dòng điện lớn khi động cơ đảo chiều, do đó chỉ phù hợp cho động cơcông suất nhỏ

Mục tiêu của bài:

Sau khi học xong bài học này người học có khả năng:

- Trình bày được nguyên lý của phương pháp hãm ngược

- Phân tích được các sơ đồ mạch hãm ngược động cơ

- Lắp hoàn chỉnh mạch hãm ngược đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật

- Sửa chữa được mạch hãm ngược

- Có ý thức học hỏi, nghiêm túc cẩn thận trong công việc

- Có kỹ năng về an toàn lao động

Nội dung của bài:

1: Khảo sát sơ đồ nguyên lý mạch điện (Hình 2.9.1)

ĐKB quay nghịch: tiếp điểm RTĐ (11,7) kín

Nguyên lý làm việc sơ đồ mạch hình 2.9.1: Đóng cầu dao CD cấp nguồn chomạch

Mở máy: ấn MT (3,5): quay thuận; ấn MN (5,7): quay nghịch

Trạng thái hãm ngược xãy ra như sau: Giả sử máy đang quay thuận, khi đótiếp điểm RTĐ (11,15) kín chuẩn bị hãm ngược khi dừng máy

Dừng máy bằng nút D(1,19); RTr(19,4) có điện làm cho tiếp điểm RTr(1,3) mở racắt điện cuộn dây T(9,4) Đồng thời tiếp điểm RTr (1,11) đóng lại cấp nguồn chocuộn dây N (17,4) để thực hiện hãm ngược (dòng điện đi theo đường: 1, 11, 15,

17, N, 4) Tốc độ động cơ giảm nhanh đến khi gần bằng không thì tiếp điểm RTĐ

trở về trạng thái như hình vẽ cắt điện cuộn dây N, kết thúc quá trình hãm ngược

Còn nếu máy đang quay nghịch thì quá trình trên cũng xãy ra tương tự, nhưngngược lại cuộn N(17,4) làm việc, tiếp điểm RTĐ(11,7) và cuộn T(9,4) hãm ngược.

Mạch hãm ngược dùng rơ le thời gian: Sinh viên thuyết minh nguyên lý làm việc

N

N

N T

RN

3Đ

M D

2CC

2Đ

1Đ

4 N

2: Vẽ sơ đồ đi dây

3: Lựa chọn và gá lắp thiết bị

và hãm ngược động cơ

tải của động cơ

- Chọn đúng chủng loại, số lượng các thiết bị và khí cụ điện cần thiết

- Định vị các thiết bị lên bảng (giá) thực hành hoặc tủ điện

1 2

3 4 5 6

7 8 1CC

HÌNH 2.9.4: SƠ ĐỒ ĐẤU DÂY MẠCH HÃM NGƯỢC

DÙNG RƠ LE THỜI GIAN

CD

2CC

K

OF F

H

ON

RN

4: Lắp mạch điều khiển và động lực (Sơ đồ hình 2.9.3)

Lắp mạch điều khiển theo sơ đồ:

- Đọc, phân tích sơ đồ nguyên lý và sơ đồ nối dây

Lắp mạch động lực theo sơ đồ:

- Đọc, phân tích sơ đồ nguyên lý và sơ đồ nối dây

- Giống hoàn toàn mạch đảo chiều quay

5: Kiểm tra

- Mạch điều khiển và mạch động lực áp dụng các cách kiểm tra đối với Lưu

ý thời gian chỉnh định cho RTh cực ngắn chỉ khoảng (1-2) giây, nhằm tránh hiệntượng động cơ quay chiều ngược lại

+6: Vận hành mạch và mô phỏng sự cố: Nhưng thời gian duy trì của RTh chỉnhcàng ngắn càng tốt Quá trình hãm ngược sẽ xãy ra rất nhanh, gần như động cơ lậptức dừng lại

7: Viết báo cáo về quá trình thực hành

- Lược thuật lại quá trình lắp ráp, các sai lỗi mắc phải (nếu có)

- Giải thích các hiện tượng khi vận hành mạch, các nguyên nhân gây hư hỏng khi mô phỏng

BÀI TẬP

1 Lắp ráp và vận hành mạch điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha có hãmngược

2 Tìm sửa chữa các các hư hỏng thường gặp trong mạch

3 Thay thế mới, thay thế tương đương các khí cụ điện hư hỏng

9

Bài 2: Lắp ráp và sửa chữa mạch điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha dừng hãm hãm tái sinh

Giới thiệu

Trong các động cơ điện xoay chiều sẽ có những chế độ hoạt động mà sẽ sản sinh

ra nguồn năng lượng trả ngược lại nguồn như 1 máy phát điện Nguồn năng lượng

đó được gọi là năng lượng tái sinh Trong các trường hợp hầu như là sẽ loại bỏ hoặc trả tự do về nguồn Điều đó gây nên những sự lãng phí và gây ô nhiễm nguồnđiện Đặc biệt trong các thiết bị cần trục, cầu trục, máy cuộn… thường xuyên hoạt động dưới chế độ hãm tái sinh thì vấn đề lại càng lớn

Mục tiêu của bài:

Sau khi học xong bài học này người học có khả năng:

- Trình bày được nguyên lý của phương pháp hãm động năng

- Phân tích được các sơ đồ mạch hãm động năng tác động bằng nút nhấn

- Lắp hoàn chỉnh mạch hãm động năng tác động bằng nút nhấn đảm bảocác yêu cầu kỹ thuật

- Sửa chữa được mạch hãm phanh

- Có ý thức học hỏi, nghiêm túc cẩn thận trong công việc

- Có kỹ năng về an toàn lao động

Nội dung của bài:

1: Khảo sát sơ đồ nguyên lý mạch điện (Hình 2.10.2)

Nguyên tắc hãm tái sinh: Khi động cơ xoay chiêu ba pha rotor lồng sóc đangquay với tốc độ lớn n2, ta đột ngột chuyển động cơ sang hoạt động ở tốc độ thấp

n1 Nếu coi từ trường đứng yên thì rotor sẽ quay với tốc độ tương đối ntđ = n2 Chừng nào ntđ > 0 tức n2 > n1 thì chiều chuyển động tương đối của các thanh dẫntrên rotor vẫn quay cùng chiều với chiều của rotor n2 Từ đó áp dụng quy tắc vặnbàn tay phải xác định được chiều của sức điện động cảm ứng như hình vẽ

Do thanh dẫn ngắn mạch nên trong thanh dẫn có dòng điện cùng chiều với chiềucủa sức điện động cảm ứng

Do dòng điện này mà thanh dẫn chịu lực tác dụng Fh của từ trường quay n2

Xét tại thời điểm ti dòng các pha B và C dương, pha A âm thì chiều của lực đượcxác định bằng quy tắc bàn tay trái

Nhìn vào hình vẽ chúng ta nhận thấy, lực này sinh ra mômen quay ngược chiềuvới từ trường quay ( cũng là ngược chiều với lực quán tính Fqt ), đó chính là lựchãm Fh Tuy nhiên lực hãm Fh sẽ giảm dần khi n2 giảm dần về n1 Lúc này quátrình hãm tái sinh kết thúc, ta phải loại bỏ từ trường n2 Quá trình hãm kết thúc.

Như vậy: Khi nào tốc độ rotor lớn hơn tốc độ từ trường quay thì sẽ sinh ra

hiện tượng “hãm tái sinh”.

Tất nhiên phương pháp này chỉ áp dụng cho động cơ có hai hoặc nhiều tốc độ,dùng khá phổ biến trong máy cắt kim loại

Để áp dụng phương pháp hãm tái sinh, trong thực tế người ta thường sử dụngphổ biến các mạch có sơ đồ nguyên lý như sau

+Bước 1: Khảo sát sơ đồ nguyên lý mạch điện (Hình 2.10.2)

11

.

.

Nguyên lý hoạt động:

+ Mở máy: Đóng Aptomat nguồn F; Ấn nút PB1 cuộn hút contacto K2, K3 cóđiện, đóng điện cho động cơ hoạt động ở chế độ sao song song – tương ứng vói sốcực ít, động cơ chạy với tốc độ cao.n2

+ Dừng và hãm động cơ: Ấn nút PB0 cuộn hút contacto K2, K3 mất điện, cuộn

K1 và role thời gian TS có điện, cấp điện cho động cơ chuyển sang chế độ sao nốitiếp ( số cực tăng gấp đôi) Quá trình hãm tái sinh bắt đầu Cho đến khi tốc độrotor của động cơ giảm dần về n1 thì role thời gian TS nhả tiếp điểm TS1, cuộn K1

mất điện cắt điện vào động cơ Quá trình hãm máy kết thúc; Cắt attomat nguôn F + Bảo vệ quá tải: Khi động cơ sự cố (quá tải, mất pha ) làm cho dòng điệnqua các phần tử đốt nóng của rơle nhiệt tăng cao, đốt nóng phần tử nhiệt tác độnglàm mở tiếp điểm thường kín OL trong mạch điều khiển làm mạch điều khiển mấtđiện contacto nhả các tiếp điểm thường mở trong mạch động lực loại động cơ rakhỏi lưới điện động cơ được bảo vệ an toàn

2 Contacto 16A 3

5 Động cơ không đồng bộ ba pha hai tốc độ

3: Đấu nối mạch điện như sơ đồ

+ Đấu mạch động lực theo thứ tự sau:

* Đấu động cơ M - phần tử nhiệt OL1 - tiếp điểm chính K11 - chờ vàoaptomat F

* Tiếp điểm chính K21 đấu từ điểm giữa các pha A2, B2, C2 - phần tử nhiệt OL2

- chờ sau aptomat F

* Tiếp điểm chính K31 đấu sao cho khi contacto K3 có điện thì ba điểm A4, B4,

C4 nối tắt lại

+ Đấu mạch điều khiển theo thứ tự sau:

* Một đầu của nút ấn thường đóng PB0 - nút ấn thường mở PB1 - tiếp điểm càiliên động K13 - cuộn dây contacto K2,K3 đấu song song - tiếp điểm của rơle nhiệt

OL1, OL2 - chờ nguồn; Tiếp điểm K22 song song nút ấn thường mở PB1

* Từ đầu nút ấn thường đóng PB0- nút ấn thường mở PB0- nút ấn thườngđóng PB1- tiếp điểm thường kín mở chậm TS1 - cuộn dây contacto và role thờigian K1, TS đấu song song- tiếp điểm của rơle nhiệt OL1, OL2 - chờ nguồn; Tiếpđiểm K12 song song nút ấn thường mở PB0

4: Kiểm tra không điện từng phần

+ Mạch động lực: Ấn phần ứng contacto K1(K2 và K3 ), đo lần lượt các cặp phabằng đồng hồ vạn năng đặt ở thang đo x1, đồng hồ chỉ giá trị tương đương giá trịđiện trở đo được trên đầu cực động cơ chế độ sao nối tiếp (chế độ sao song song).Nếu sai khác kiểm tra lại mạch

+ Mạch điều khiển: Đồng hồ vạn năng đặt ở thang đo x1Ω Đặt hai đầu que đovào hai đầu mạch điều khiển, mạch nối đúng nếu đồng hồ chỉ “∞” khi chưa ấn mộttrong hai nút thường mở PB1(PB0) và chỉ giá trị tương đương điện trở K2// K3,(K1

// TS) khi ấn một trong hai nút thường mở PB1(PB0),hoặc ấn phần ứng contacto

K1(K2) để tiếp điểm thường mở K12(K22) đóng Nếu sai khác kiểm tra lại mạch 5: Hoạt động thử

13

+ Mở máy động cơ: Nối dây chờ của mạch điều khiển và mạch động lực vàosau aptomat F; Đóng aptomat F; ấn nút ấn thường mở PB1, quan sát động cơ Mhoạt động

+ Dừng và hãm động cơ: Ấn nút thường kín PB0 để dừng và hãm động cơ M;cắt aptomat F

Quá trình hoạt động của động cơ, học sinh quan sát theo dõi để ghi chép vàobảng trong phiếu thực hành và nêu nhận xét quá trình dừng của động cơ được hãm

tái sinh với quá trình động cơ dừng tự do (không được hãm).

BÀI TẬP

1 Lắp ráp và vận hành mạch điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha có hãm táisinh

2.2 Tìm sửa chữa các các hư hỏng thường gặp trong mạch

2.3 Thay thế mới, thay thế tương đương các khí cụ điện hư hỏng

Bài 3: Lắp ráp và sửa chữa mạch điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha dừng hãm động năng tác động rơ le thời gian

Giới thiệu

Là trạng thái động cơ làm việc như một máy phát ( trong các tải cần giảm tốc độ liên tục như thang máy, cầu trục,…) mà năng lượng cơ học của động cơ tích lũy được trong quá trình làm việc trước đó biến  thành điện năng tiêu tán dưới dạng nhiệt trong quá trình hãm

Mục tiêu của bài:

Sau khi học xong bài học này người học có khả năng:

- Trình bày được nguyên lý của phương pháp hãm động năng dùng rơ lethời gian tác động

- Phân tích được các sơ đồ mạch hãm động năng dùng rơ le thời gian tácđộng

- Lắp hoàn chỉnh mạch hãm động năng dùng rơ le thời gian tác động đảmbảo các yêu cầu kỹ thuật

- Sửa chữa được mạch hãm phanh

- Có ý thức học hỏi, nghiêm túc cẩn thận trong công việc

- Có kỹ năng về an toàn lao động

Nội dung của bài:

1: Khảo sát sơ đồ nguyên lý mạch điện (Hình 2.11.1)

Khi động cơ xoay chiều ba pha rotor lồng sóc đang quay, ta đột ngột cắt nguồnđiện xoay chiều ba pha vào cuộn dây stator đồng thời đưa đóng điện một chiềuvào cuộn dây Khi đó dòng điện một chiều này sẽ sinh ra từ trường (chiều của nóđược xác định bằng quy tắc vặn nút chai)

15

.

.

+

.

Fqt: Lực quán tính tạo ra mô men quán tính Mqt

Fh: Lực hãm tạo ra mô men hãm Mh

C

Do rotor vẫn quay theo quán tính nên các thanh dẫn của rotor chuyển động cắtngang đường sức từ của từ trường một chiều Theo định luật cảm ứng điện từ, trênthanh dẫn rotor sẽ xuất hiện sức điện động cảm ứng Eư (Chiều của sức điện độngcảm ứng được xác định bằng quy tắc bàn tay phải) Do các thanh dẫn bị ngắnmạch ở hai đầu nên trong thanh dẫn suất hiện dòng ngắn mạch In Đồng thời cácthanh dẫn đang chuyển động cắt ngang đường sức từ của cuộn dây stator nên nóchịu tác dụng một lực điện từ có trị số F = B.I.l

Lực điện từ này đặt trên thanh dẫn, có chiều ngược với lực quán tính Fqt nên nótạo thành mô men ngược chiều với mô men của lực quán tính Mqt Đó là mô menhãm Mh.

Nhờ có Mh mà tốc độ động cơ giảm → vận tốc của thanh dẫn giảm → In giảmnhanh → Fh giảm → Mh giảm Khi động cơ dừng hẳn thì Mh = 0 Ngay lập tức taphải cắt dòng điện một chiều để bảo vệ cho các cuộn dây của động cơ khỏi bị quánhiệt và quá trình hãm kết thúc

Để thực hiện phương pháp hãm động năng ta phải thực hiện theo trình tự sau:

- Cắt điện xoay chiều ba pha ra khỏi động cơ.

- Đưa điện một chiều vào dây quấn Stato động cơ để tạo ra mô men hãm

- Cắt điện một chiều khi động cơ dừng hẳn, kết thúc quá trình hãm.

6

2 1

R N 3Đ

M D

Nguyên lý làm việc mạch điện:

Đóng cầu dao CD cấp nguồn cho mạch

Ấn nút mở máy M(3,5), quá trình mở máy bắt đầu

Khi dừng máy ấn nút D(1,3), do được liên động cơ khí nên tiếp điểm D(1,9)đóng lại cấp nguồn cho cuộn dây H(13,4) Các tiếp điểm H ở mạch động lực đónglại, nguồn DC được đưa vào 2 pha dây quấn động cơ, quá trình hãm động năngxãy ra Khi đó RTh(9,4) cũng được cấp nguồn và bắt đầu tính thời gian duy trì.Hết khoảng thời gian duy trì, tiếp điểm RTh(9,11) mở ra cắt điện cuộn dâyH(13,4), kết thúc quá trình hãm động năng

Trường hợp không có sẵn nguồn DC thì lấy qua máy biến áp và cầu chỉnh lưunhư hình 2.11.2

2: Vẽ sơ đồ đi dây (hình 2.11.3)

C

D HÌNH 2.11.1: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠCH MỞ MÁY VÀ HÃM ĐỘNG NĂNG ĐKB 3 PHA RÔ TO LỒNG SÓC

3: Lựa chọn và gá lắp thiết bị

hãm dừng động cơ

1 2

3 4 5 6

7 8 1CC

HÌNH 2.11.3: SƠ ĐỒ ĐẤU DÂY MẠCH MỞ MÁY VÀ HÃM ĐỘNG NĂNG ĐKB 3 PHA RÔ TO LỒNG SÓC CÓ ĐÈN TÍN HIỆU

BT