ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ AC MỘT PHA

ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ AC MỘT PHA Động cơ điện xoay chiều một pha (gọi tắt là động cơ một pha) là động cơ điện xoay chiều không cổ góp được chạy bằng điện một pha. Loại động cơ điện này được sử dụng khá rộng rãi trong công nghiệp và trong đời sống như động cơ bơm nước động cơ quạt động cơ trong các hệ thống tự động...Khi sử dụng loại động cơ này người ta thường cần điều chỉnh tốc độ ví dụ như quạt bàn ,quạt trần... Trong bài tiểu luận này, chúng ta sẽ tập trung vào việc thay đổi tốc độ ,thay đổi chiều quay ( thuận, nghịch) và ổn định tốc độ cho động cơ Ac một pha.

TOPIC 4 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ AC MỘT PHA

Nguyễn Đăng Phê Nguyễn Ngọc Quân Nguyễn Mạnh Hùng

cơ trong các hệ thống tự động Khi sử dụng loại động cơ này người ta thường cần điều chỉnh tốc độ ví dụ như quạt bàn ,quạt trần Trong bài tiểu luận này, chúng ta sẽ tập trung vào việc thay đổi tốc độ ,thay đổi chiều quay ( thuận, nghịch) và ổn định tốc độ cho động cơ

Ac một pha

Biến từ trở

Động

cơ điện

I Khái quát về động cơ AC một pha :

II Điều khiển động cơ AC một pha :

1 Điều chỉnh tốc độ quay của động cơ AC một pha:

2 Đổi chiều quay của động cơ AC một pha:

3 Ổn định tốc độ động cơ AC một pha:

b.Mạch điều khiển ổn định tốc độ động cơ : a.Phương pháp để ổn định tốc độ động cơ : b.Ví dụ :

a.Phương pháp :

Nếu chỉ có 1 cuộn dây nối

vào 1 pha sẽ có từ trường

xoay chiều như sau

Không tạo ra được từ trường quay

I Khái quát về động cơ AC một pha :

1.Động cơ điện không đồng bộ.

Stator động cơ 1 pha.

Phần tĩnh gồm hai cuộn dây đặt lệch nhau 90 độ

Stator động cơ 1 pha.

Khi có hai cuộn dây đặt lệch nhau

90 độ sẽ tạo ra từ trường quay giống

nhau.

I Khái quát về động cơ AC một pha :

1.Động cơ điện không đồng bộ.

Động cơ có vòng lệch pha

Tụ khởi động ĐC

-M ộ

t n a

m c h â

m v ĩ n

h c ử

u N S , b ê

n t r o n

g c

ó g ắ

n

1 k h u n

g d â

y k h é

p k í

n c

ó t h

ể q u a

y đ ư ợ c K h

i q u a

y n a

m c h â

m N

S v ớ

i t ố

c đ

ộ n

1,

t

a t h ấ

y đ i ề

u g ì

?

F

- Khi quay nam châm NS với tốc

độ n1, ta thấy khung dây quay theo với tốc độ n cùng chiều với nam châm NS nhưng chậm hơn

Giải thích:

- Giữa 2 cực của nam châm có từ trường,

- Dưới tác dụng của từ trường quay của nam châm, khung dây xuất hiện sức điện động cảm ứng e, vì khung dây khép kín nên tạo ra dòng điện cảm ứng I.

- Từ trường quay tác dụng lên dòng điện I tạo thành lực điện từ F khiến khung dây quay với tốc độ n vòng.

- Tốc độ quay n của khung dây chậm hơn tốc độ quay

n1 của từ trường để có hiện tượng cảm ứng

1.Động cơ điện không đồng bộ.

I Khái quát về động cơ AC một pha :

- Ứng dụng của hiện tượng từ trường quay

trên động cơ 1 pha: Từ trường quay do các

cuộn dây lệch pha nhau tạo ra, khung dây là

khung rô to.

Stato

Roto

o dò

ng đi

ện và

o cá

c cu

ộn dâ

y st at

o tạ

o

ra

từ tr ườ

ng qu ay : (d

o cá

c cu

ộn dâ

y lệc

h ph

a nh

au tạ

o

ra )

- Lự

c đi

ện

từ

do

từ tr ườ

ng qu

ay tá

c độ

ng lê

n dò

ng đi

ện cả

m ứn

g kh iế

n kh un

g dâ

y

là kh un

g

rô

to qu

ay vớ

i tố

c

độ

n

< n1

Do đó , ng ườ

i

ta gọ

i

là độ

ng

cơ kh ôn

g đồ

ng bộ

2- Nguyên lí làm việc:

Khi cho dòng điện xoay chiều vào dây quấn stato, sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng trong vòng chập Dòng điện trong vòng chập và trong dây quấn lệch nhau tạo thành từ trường quay.

-Từ trường quay tác dụng lên dòng điện cảm ứng ở thanh dẫn rô to tạo thành lực điện từ F khiến động cơ quay.

N

S - Tốc độ quay của động cơ 1 pha có vòng ngắn mạch chậm hơn so

với tốc độ từ trường quay, vì là động cơ không đồng bộ.

2.Động cơ điện có vòng ngắn mạch.

I.Khái quát về động cơ AC một pha :

Đảo chiều động cơ >> Động cơ vòng ngắn mạch

Đảo chiều động cơ dùng vòng ngắn mạch yêu cầu

đảo cả Stator và vòng ngắn mạch

3.Động cơ có dây quấn phụ nối tiếp với tụ điện ( động cơ chạy tụ )

I.Khái quát về động cơ AC một pha :

Để tăng mô men khởi động người ta sử dụng 1 tụ điện mắc nối tiếp

giữa các cuộn dây gần tới 90 độ.

3.Động cơ có dây quấn phụ nối tiếp với tụ điện ( động cơ chạy tụ )

I.Khái quát về động cơ AC một pha :

Đồ thị khi mắc thêm tụ điện

Capacitor Start Motor

Mô ment khởi động khi thêm tụ.

I Khái quát về động cơ AC một pha :

Động cơ dùng tụ chạy.

Một số động cơ sử dụng hai cuộn dây giống nhau.

I Khái quát về động cơ AC một pha :

Động cơ dùng tụ chạy.

Động cơ kiểu này dễ dàng đảo chiều quay nhưng do hai cuộn dây giống nhau nên hiệu quả khởi động không cao, thường dùng cho

các động cơ công suất nhỏ.

Split-phase Motor/Động cơ chia pha

Để tạo ra sự lệch pha về dòng điện chúng

ta dùng 2 cuộn dây có các đặc tính về điện khác nhau và nối chúng song song với

Động cơ chia pha (a) Kết nối

(b) Sơ đồ pha (c) Momen xoắn đặc trưng

I Khái quát về động cơ AC một pha :

Động cơ 1 pha

A split phase motor has 2 windings:

Run winding : cuộn chạy

Start winding : cuộn đề

I Khái quát về động cơ AC một pha :

Động cơ chia pha

Hai cuộn dây bố trí lệch nhau 90 độ

Tuy nhiên, giữa hai cuộn có góc pha = 30 độ

Nó làm cho từ trường quay yếu hơn và mô men khởi động thấp.

Động cơ chia pha Ngay khi động cơ chạy, tốc độ của rotor sẽ gia

tăng theo tác động của từ trường quay.

Lúc này không cần sử dụng hai cuộn dây nữa.

Cuộn (B) có thể được ngắt ra khỏi nguồn nhờ

vào khóa ly tâm.

Động cơ chia pha

khoảng 75% tốc độ định mức.

I Khái quát về động cơ AC một pha :

Đảo chiều quay động cơ 1 pha Động cơ chia pha

Đảo chiều cuộn chạy

Đảo chiều cuộn đề

Đảo chiều công tắc và cuộn đề

Động Cơ Vạn Năng

Mắc nối tiếp cuộn dây kích từ và khung

Cuộn dây kích từ và khung mang cung dòng

Động Cơ Vạn Năng

Đặc tính của Động Cơ Vạn Năng

Moment khởi động cao Tốc độ không tải cao Moment giảm khi tốc độ tăng Tốc độ giảm khi tải tăng

Điều này làm cho động cơ vạn năng thích hợp cho các loại máy hút bụi, dụng cụ điện cầm tay (máy mài, khoan điện, v.v )

I Khái quát về động cơ AC một pha :

Alternating Current Machines

Đảo chiều khung thì đơn giản hơn

đảo 2 cuộn kích từ

Alternating Current Machines

II.Điều khiển động cơ AC một pha :

Trước đây điều khiển tốc độ động cơ bằng điều khiển điện áp xoay chiều đưa vào động cơ,người ta thường sử dụng hai cách phổ biến là mắc nối tiếp với tải một điện trở hay mộtđiện kháng mà ta coi là Zf hoặc là điều khiển điện áp bằng biến áp như là survolter haycác ổn áp.2 Hai

cách trên đây đều có nhược điểm là kích thước lớn và khó điều khiển liên tục khidòng điện lớn Ngày nay với việc ứng dụng Tiristor và Triac vào điều khiển, người ta có thể điều khiểnđộng cơ một pha bằng bán dẫn

b Thay đổi số vòng dây Stato để điều chỉnh tốc độ.

c Dùng mạch điện điện tử để điều chỉnh tốc độ.

d Mắc nối tiếp vào động cơ với 1 điện trở

hay cuộn dây điện cảm.

e Điều khiển điện áp đưa vào động cơ.

f Điều khiển tần số nguồn điện đưa vào động cơ.

1 Điều chỉnh tốc độ quay của động cơ AC một pha:

A Dùng cuộn điện kháng để điều chỉnh tốc độ.

~ 220v

5 4 3 2 1 0

~ 220v

5 4 3 2 1 0

1 Điều chỉnh tốc độ quay của động cơ AC một pha:

A Dùng cuộn điện kháng để điều chỉnh tốc độ.

~ 220v

5 4 3 2 1 0

B.Thay đổi số vòng dây Stato.

1 Điều chỉnh tốc độ quay của động cơ AC một pha:

1 Điều chỉnh tốc độ quay của động cơ AC một pha:

B.Thay đổi số vòng dây Stato.

~ 220V C

A LV

KĐ

1 2 3

Cuộn số

* Quạt bàn chạy tụ có quấn cuộn dây số ở Stato:

~ 220V

C

A LV

KĐ

1 2 3

Cuộn số

0

1 Điều chỉnh tốc độ quay của động cơ AC một pha:

~ 220V

C

A LV

KĐ

1 2 3

Cuộn số

0

* Quạt bàn chạy tụ có quấn cuộn dây số ở Stato:

~ 220V

C

A LV

KĐ

1 2 3

Cuộn số

0

1 Điều chỉnh tốc độ quay của động cơ AC một pha:

Người ta chế tạo các mạch điều khiển để thay đổi tốc độ điện

áp đặt vào động cơ

từ đó thay đổi tốc quay của động cơ.

Nhược điểm: Triac làm việc lâu

ngày sẽ bị thiếu chính xác Để khắc phục mắc thêm vào

mạch một điac

Khi điện áp tụ tăng tới ngưỡng điện áp thông của điac Điac dẫn, có dòng điều khiển chạy vào cực điều khiển triac, triac được mở thông, cấp điện cho động cơ hoạt động

DÙNG MẠCH ĐIỆN TỬ ĐỂ ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ.

TRIAC DẪN

K

1 Điều chỉnh tốc độ quay của động cơ AC một pha:

E.Điều khiển điện áp đưa vào động cơ.

Điều khiển tốc độ bằng cách thay đổi điện áp Tốc

độ được điều khiển bằng mạch điện tử thay đổi trị

số điện áp đặt vào động cơ.

Điều khiển tốc độ bằng cách thay đổi tần số và điện áp đưa vào động cơ Mạch điều khiển có nhiệm vụ điều khiển tàn số f1 và điện áp U1 thành tần số điện áp f2 và điện áp U2 đưa vào động cơ Điều khiển tốc độ bằng cách thay đổi điện áp Tốc độ được điều khiển bằng mạch điện tử thay đổi trị số điện áp đặt vào động cơ.

- Muốn Đổi chiều quay động cơ điện

1 pha người ta đổi chiều của mômen quay

- Muốn Đổi chiều quay động cơ điện 1 pha có dây quấn phụ bằng cách đổi đầu nối dây của một

trong hai dây quấn chính hay dây quấn phụ

2 Đổi chiều quay của động cơ AC một pha:

A.Phương pháp :

- Động cơ gồm có 5 dây: 1 dây chung (T), 1 dây chạy (R), 1 dây đề (G), và 2 dây thắng (B).

- 2 dây nguồn AC: V1, V2Đấu dây và chạy:

- Nối V1 với T

- Nối 2 đầu tụ với 2 dây R, G

- Dùng V2 nối với R hay G động cơ sẽ xoay theo chiều tương ứng

B.Ví dụ :

Loại 3 dây:

2 Đổi chiều quay của động cơ AC một pha:

B.Ví dụ :

Loại 4 dây:

B.Ví dụ :

3 Ổn định tốc độ động cơ AC một pha:

1 Có thể dùng biến tần ( vào 1pha nhưng ra 3pha cho motor): cách này

có thể tăng tốc và giảm tốc rất mượt mà thêm nữa, có thể tăng tốc độ danh định của động cơ lên mấy lần so với khi dùng trực tiếp AC.

2 Dùng motor có đuôi phát tốc và bộ điều khiển tích hợp sẵn cho loại

này.

Thực chất phát tốc chỉ là 1 cuộn dây bên trong có nam châm, khi motor quay sẽ phát sinh điện áp hồi tiếp về hộp điều khiển, hộp điều khiển sẽ so sánh điện áp này với điện áp mà ta đặt thông qua cái biến trở mà ta

chỉnh tốc độ ấy, để kích mởtriac Cách này giúp cho tốc độ động cơ ổn định mà không giảm moment.

A.Phương pháp để ổn định tốc độ động cơ :

B.Mạch điều khiển ổn định tốc độ động cơ :

3 Ổn định tốc độ động cơ AC một pha:

Nguyên lý hoạt động của mạch :

Khi động cơ được nối đến J1 quay sẽ làm ra điện áp cảm ứng

đặ t vào chân số 1 của triac.Nếu động cơ bị giảm tốc độ(có thể

do tải tăng)làm V1 giảm, D2 sẽ dẩn điện tạo dòng kích cho

Triac Dòng điện qua Triac tăng lên sẽ làm tăng tốc độ động cơ lên như cũ.Nếu động cơ bị tăng tốc độ( có thể do tải giảm

xuống ) làm V1 tăng , D2 bị phân cực ngược sẽ ngưng dẫn ,

giảm dòng điện cho động cơ,tốc độ động cơ giảm xuống như cũ.

B.Mạch điều khiển ổn định tốc độ động cơ :

và các bạn đã theo dõi