Xây dựng , mạch đảo chiều gián tiếp có hãm động năng động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc

BẢNG MỤC LỤC Lêi nãi ®Çu 1 PhÇn I. Nghiªn cøu hÖ thèng ®¶o chiÒu 5 1.1 §éng c¬ ®iÖn mét pha 5 1;Cấu tao: động cơ gồm hai phần là stato và roto . 5 2;Nguyên lý làm việc 5 1.2; Động cơ điện 3 pha 5 1;Cấu tạo: 5 2;Nguyên lý làm việc 5 1.3; Động cơ điện một chiều 6 1;Cấu tạo: 6 2;Nguyên lý làm việc 6 1.4; Động cơ điện đồng bộ 7 1; Cấu tạo: 7 2; Nguyên lý làm việc 8 1.5; Động cơ điện không đồng bộ 8 1; Cấu tạo 9 2; Nguyên lý làm việc 11 Tốc độ động cơ không đồng bộ bằng 11 Phần II:Nghiên cứu về hệ thống hãm của động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc. 13 2.1; Hãm động năng 13 2.2;Hãm ngược 13 2.3;Hãm tái sinh 14 Phần III:Lý do chọn mạch này, nêu ưu điểm, ứng dụng của mạch. 15 3.1: Lý do chọn mạch này 15 3.2: Nêu ưu điểm 15 3.3; Ứng dụng của mạch 15 Phần IV: Mạch đảo chiều gián tiếp có hãm động năng động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc. 16 4.1; Mạch nguyên lý 16 4.2; Mạch lắp ráp 17 4.3: Giới thiệu trang thiết bị trong sơ đồ 17 4.4: Tính toán thiết bị: 17 4.5: Tính liên động bảo vệ: 17 4.6;Phân tích nguyên lý hoạt động của mạch 18 4.7; Các sự cố thường gặp 18 Phần V: Tính chọn thiết bị của khí cụ điện trong mạch. 19 5.1; Khí cụ điện 19 5.1.1; aptomat 19 1; Khái quát : 19 2; Yêu cầu : 19 3;Phân loại : 20 4;CấutạoÁptômát 20 5; Nguyên lý làm việc 22 6; Các lựa chọn át to mát; 23 5.1.2: Công tắc tơ 23 1; Khái niệm; 23 2; Phần theo nguyên lý hoạt động . 23 3; Cấu tạo; 24 4; Nguyên lý làm việc; 25 5; Tính toán và lựa chọn công tắc tơ. 26 5.1.3; Rơ le nhiệt 26 1; Khái niệm 26 2; Cấu tạo 26 3; Nguyên lý làm việc; 27 5.1.4; Rơ le thời gian; 28 1; Khái niệm 28 2; Cấu tạo 29 3; Nguyên lý làm việc 29 4; Tính toán và chọn lựa rơle thời gian . 31 5.1.5; Bộ nút ấn ( PB Pushbutton ) 31 5.1.6;Bộ dây dẫn ( Conductor wire ) 32 5.1.7; Động cơ ( Đ ) không đồng bộ ( KĐB ) 33 1; Khái niệm : 33 2; Cấu tạo: 34 3 : Nguyên lý làm việc 34 Phần VI: Kết luận khi hoàn thành đề tài 38

Lêi nãi ®Çu

Trong điều kiện công cuộc kiến thiết nước nhà đang bước vào thời kỳcông nghiệp hoá - hiện đại hoá với những cơ hội thuận lợi và những khókhăn thách thức lớn Điều này đặt ra cho thế hệ trẻ, những người chủ tươnglai của đất nước những nhiệm vụ năng nề Đất nước đang cần sức lực và trítuệ cũng như lòng nhiệt huyết của những trí thức trẻ, trong đó có những kỹ

sư tương lai

Sự phát triển nhanh chóng của cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật nóichung và trong lĩnh vực điện - điện tử - tin học nói riêng làm cho bộ mặt của

xã hội thay đổi từng ngày Trong hoàn cảnh đó, để đáp ứng được những điềukiện thực tiễn của sản xuất đòi hỏi những người kĩ sư điện tương lai phảiđược trang bị những kiến thức chuyên nghành một cách sau rộng

Trong khuôn khổ chương trình đào tạo kỹ sư nghành tự động hoá - cung cấpđiện; nhằm giúp cho sinh viên trước khi ra trường có điều kiện hệ thống hoálại những kiến thức đã được trang bị ở trường cũng như có điều kiện tiếpcận với những mô hình kỹ thuật chuyên nghành của thực tiễn trong sản xuất,đồng thời cũng giúp cho sinh viên có cơ hội tư duy độc lập nghiên cứu vàthiết kế Trường Đại Học Công Nghiệp Hà nội tổ chức cho sinh viên trướckhi ra trường làm đồ án tốt nghiệp - bản đồ án tốt nghiệp này ra đời tronghoàn cảnh đó

Thực tiễn trong các xí nghiệp công nghiệp hiện nay đang đặt ra vấn đề làphải cải tạo, nâng cấp lại những thiết bị và dây truyền sản xuất cũ theo quanđiểm là giữ lại những phần thiết bị đã hoàn thiện hoặc còn phù hợp, cải tạo

và thay thế những phần đã lạc hậu hoặc có nhiều nhược điểm để cho ranhững thiết bị có độ hoàn thiện cao Khi đưa vào sản xuất cho năng suất vàchất lượng sản phẩm cao Dựa trên nền tảng đó bản đồ án thiết kế hệ thốngtrang bị điện cho “mạch đảo chiều giám tiếp có hãm động năng động cơkhông đồng bộ 3 pha roto lồng sóc” tập trung vào giải quyết, cải tạo hệthống trang bịđiện cho mạch

Sau khi nhận được đề tài , với sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy Dũng và sựtìm hiểu của bản thân , xem tài liệu đến nay về cơ bản đã hoàn thành Trongquá trình thực hiện dù đã cố gắng nhưng do thời gian và kiến thức còn hạnchế nên vẫn không tránh khỏi sai xót Vậy nên chúng em kính mong sự giúp

đỡ chỉ bảo tận tình , đóng góp ý kiến của thầy để đồ án của chúng em hoànthành tốt nhất

- Giới thiệu về đề tài

Ngày nay ngành kỹ thuật điện có vai trò rất quan trọng trong cuộcsống của con người Các hệ thống điện ngày nay rất đa dạng và đang thaythế các công việc hằng ngày của con người từ những công việc đơn giản đếnphức tạp như nâng hàng, hạ hàng và uốn một số kim loại như thép, đấy chính

là công việc của động cơ phải làm , chính vì thấy được ưu điểm của động cơxoay chiều nên trong thực tế động cơ đã được lắp ráp và sử dụng rất nhiềuthấy được tầm quan trọng của động cơ cộng với kiến thức về môn điện cơbản và đặc biệt sau một thời gian học tập và tìm hiểu các tài liệu về kỹ thuật

điện, cũng như tham khảo ngoài thực tế nên chúng em đã chọn đề tài “ xây

dựng , mạch đảo chiều gián tiếp có hãm động năng động cơ không đồng

bộ 3 pha roto lồng sóc”.

Về đề tài “ xây dựng , lắp ráp mạch đảo chiều gián tiếp có hãm

động năngđộng cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc ” không chỉ có ý

nghĩa về mặt lý thuyết giúp sinh viên vận dụng linh hoạt giữa lý thuyết vàthực tế, mà nó còn giúp sinh viên có thể làm quen với việc nghiên cứu khoahọc ngay từ lúc còn ngồi trên ghế nhà trường, và nó cũng là cơ sở để nghiêncứu đề tài lớn hơn Không chỉ vậy đề tài này còn được ứng dụng rất rộng dãitrong cuộc sống đó chính là lý do mà chúng em chọn đề tài này

BẢNG MỤC LỤC

Lời nói đầu 1

Phần I Nghiên cứu hệ thống đảo chiều 5

1.1 Động cơ điện một pha 5

1;Cấu tao: động cơ gồm hai phần là stato và roto 5

2;Nguyờn lý làm việc 5

1.2; Động cơ điện 3 pha 5

1;Cấu tạo: 5

2;Nguyờn lý làm việc 5

1.3; Động cơ điện một chiều 6

1;Cấu tạo: 6

2;Nguyờn lý làm việc 6

1.4; Động cơ điện đồng bộ 7

1; Cấu tạo: 7

2; Nguyờn lý làm việc 8

1.5; Động cơ điện khụng đồng bộ 8

1; Cấu tạo 9

2; Nguyờn lý làm việc 11

Tốc độ động cơ khụng đồng bộ bằng 11

Phần II:Nghiờn cứu về hệ thống hóm của động cơ khụng đồng bộ 3 pha roto lồng súc 13

2.1; Hóm động năng 13

2.2;Hóm ngược 13

2.3;Hóm tỏi sinh 14

Phần III:Lý do chọn mạch này, nờu ưu điểm, ứng dụng của mạch 15

3.1: Lý do chọn mạch này 15

3.2: Nờu ưu điểm 15

3.3; Ứng dụng của mạch 15

Phần IV: Mạch đảo chiều giỏn tiếp cú hóm động năng động cơ khụng đồng bộ 3 pha roto lồng súc 16

4.1; Mạch nguyờn lý 16

4.2; Mạch lắp rỏp 17

4.3: Giới thiệu trang thiết bị trong sơ đồ 17

4.4: Tớnh toỏn thiết bị: 17

4.5: Tớnh liờn động bảo vệ: 17

4.6;Phõn tớch nguyờn lý hoạt động của mạch 18

4.7; Cỏc sự cố thường gặp 18

Phần V: Tớnh chọn thiết bị của khớ cụ điện trong mạch 19

5.1; Khớ cụ điện 19

5.1.1; aptomat 19

1; Khái quát : 19

2; Yêu cầu : 19

3;Phân loại : 20

4;CấutạoÁptômát 20

5; Nguyên lý làm việc 22

6; Các lựa chọn át to mát; 23

5.1.2: Công tắc tơ 23

1; Khái niệm; 23

2; Phần theo nguyên lý hoạt động 23

3; Cấu tạo; 24

4; Nguyên lý làm việc; 25

5; Tính toán và lựa chọn công tắc tơ 26

5.1.3; Rơ le nhiệt 26

1; Khái niệm 26

2; Cấu tạo 26

3; Nguyên lý làm việc; 27

5.1.4; Rơ le thời gian; 28

1; Khái niệm 28

2; Cấu tạo 29

3; Nguyên lý làm việc 29

4; Tính toán và chọn lựa rơle thời gian 31

5.1.5; Bộ nút ấn ( PB / Pushbutton ) 31

5.1.6;Bộ dây dẫn ( Conductor wire ) 32

5.1.7; Động cơ ( Đ ) không đồng bộ ( KĐB ) 33

1; Khái niệm : 33

2; Cấu tạo: 34

3 : Nguyên lý làm việc 34

Phần VI: Kết luận khi hoàn thành đề tài 38

Phần I Nghiên cứu hệ thống đảo chiều

1.1 Động cơ điện một pha

Động cơ điện một pha là động cơ điện hoạt động với dũng điện xoaychiều một pha

1;Cấu tao: động cơ gồm hai phần là stato và roto

Stato gồm cỏc cuộn dõy điện quấn trờn lừi sắt bố trớ trờn một vành trũn

để tạo ra từ trường quay

Roto hỡnh trụ cú tỏc động như một cuộn dõy quấn trờn lừi thộp

cơ khụng đồng bộ một pha chỉ đạt được cụng suất nhỏ nú chủ yếu được dựngtrong cỏc mỏy cụng cụ gia đỡnh như quạt, mỏy hỳt bụi, mỏy bơm nước

1.2; Động cơ điện 3 pha

1;Cấu tạo:

Động cơ điện ba pha gồm hai phần chớnh là stato và roto

Stato của động cơ điện ba pha gồm lừi thộp và dõy quấn

Lừi thộp làm bằng cỏc lỏ thộp kĩ thuật điện cú phủ cỏch điện, mặt trong xẻrónh để đặt dõy quấn

Dõy quấn của stato làm bằng dõy đồng bọc cỏch điện đặt trong rónh của lừithộp

Roto: roto của động cơ điện ba pha cú cỏc lừi sắt, và trục

Lừi sắt của roto bao gồm cỏc lỏ thộp kĩ thuật điện nhưng khụng cú sơn cỏchđiện giữa cỏc lỏ thộp vỡ tần số làm việc thấp, chỉ vài hz, nờn tổn thất dũngphuco trong roto rất thấp lừi sắt được ộp thẳng trờn trục

2;Nguyờn lý làm việc

Từ trường quay được tạo ra bằng cỏch cho dũng điện ba pha chạy vàonam chõm điện đặt lệch nhau trờn một vũng trũn cỏch bố trớ cỏc cuộn dõy

tương tựnhư trong máy phát điện ba pha nhưng trong động cơ điện người tađưa dòng điện từ ngoài vào các cuộn dây 1,2,3.

Khi mắc động cơ vào mạng điện ba pha từ trường quay do stato làmcho roto quay trên trục chuyển động quay của roto được trục máy truyền rangoài và được sử dụng để vận hành các máy công cụ hoặc các cơ cấu chuyểnđộng khác

1.3; Động cơ điện một chiều

Động cơ điện một chiều là động cơ điện chỉ hoạt động với dòng điệnmột chiều

1;Cấu tạo:

Động cơ điện một chiều gồm hai phần là stato và roto

Stato của động cơ điện một chiều thường là một hay nhiều cặp namchâm vĩnh cửu , hay nam châm điện

Roto có các cuộn dây nối với các nguồn điện một chiều , một phầnquan trọng khác của đông cơ điện một chiều là bộ phận chỉnh lưu , nó cónhiêm vụ là đổi chiều dòng điện trong khi chuyển động quay của roto là liêntục

2;Nguyên lý làm việc

Khi vận hành bình thường , roto khi quay sẽ phát ra một điện áp gọi làsức điện động hoặc sức điện động phát ra khi động cơ được sử dụng như mộtmáy phát điện như vậy điện áp đặt trên động cơ bao gồm hai thành phần sứcđiện động và điện áp tạo ra do dòng điện trơ nối với các cuộn dây phần ứng

Khi có một dòng điện chạy qua cuộn dây quấn xung quanh một lõi sắtnon cạnh phía bên cực dương sẽ tác động bởi một lục hướng lên, trong khicạnh đối diện lại bị tác động bằng một lực hướng xuống theo nguyên tắc bàntay trái Các lực này gây tác động quay lên cuộn dây , và làm cho roto quay

để làm cho roto quay liên tục và đúng chiều một bộ cổ góp điện sẽ làmchuyển mạch dòng điện sau mỗi vị trí ừng với ½ chu kỳ

Chỉ có vấn đề là khi mặt của cuộn dây song song với đường sức từ trườngnghĩa là lực quay của động cơ bằng 0 khi cuộn dây lệch 900 so với phươngban đầu của no khi đó roto sẽ quay theo quán tính

Phương trình cơ bản của động cơ điện một chiều

E = K*WW

V = E + Rư *W Iư

M = K *W Iư

Điều khiển tốc độ

Thông thường tốc độ quay của một động cơ điện một chiều tỉ lệ vớiđiện áp đặt vào nó và ngẫu lực quay với dòng điện Điều khiển tốc độ quaycủa động cơ có thể bằng các điều khiển các điểm chia điện áp của một bình

ác quy, điều khiển bộ cấp nguồn thay đổi được.Dùng điện trở của mạch điện

từ Chiều quay của động cơ có thể thay đổi chiều nối dây của phần kích từhoặc phần ứng ,nhưng không thể thay đổi cả hai

Stato của máy điện đồng bộ gồm lõi thép và dây quấn

lõi thép: làm bằng các lá thép kỹ thuật điện dày khoảng 0,35÷ 0,5mm, phủcách điện, mặt trong xẻ rãnh để đặt dây quấn, ép lại thành hình trụ và được

và có thể so sánh được với động cơ không đồng bộ trong lĩnh vực truyềnđộng điện

Về ưu điểm, phải nói là động cơ điện đồng bộ do được kích thích bằngdòng một chiều nên có thể làm việc với cosφ= 1 và không cần lấy côngsuấtphản kháng từ lưới điện, kết quả là hệ số công suất của lưới điện đượcnâng cao, làm giảm được điện áp rơi và tổn hao công suất trên đường dây.Ngoài ưu điểmchính đó, động cơ điện đồng bộ còn ít chịu ảnh hưởng đối với

sự thay đổi điện ápcủa lưới điệndo momen của động cơ điện đồng bộ tỷ lệvới U trong khi mômen củađộng cơ không đồng bộ tỷ lệ với U2 Vậy khiđiện áp của lưới sụt thấp do sự cố,khả năng giữ tải của động cơ đồng bộ lớnhơn, trong trường hợp đó nếu tăng kích thích, động cơ điện đồng bộ có thểlàm việc an toàn và cải thiện được điều kiện làmviệc của cả lưới điện Cũngphải nói thêm rằng, hiệu suất động cơ điện đồng bộ thường cao hơn hiệu suấtcủa động cơ không đồng bộ.động cơ không đồng bộ có khe hở tương đối lớn,khiến cho tổn hao sắt phụ nhỏ hơn.Nhược điểm của động cơ điện đồng bộ sovới động cơ không đồng bộ là ở chỗ cấu tạo phức tạp, đòi hỏi phải có máy

kích từ hoặc nguồn cung cấp dòng một chiều khiến cho giá thành cao.Hơnnữa việc mở máy động cơ điện đồng bộ cũng phức tạp hơn và việc điềuchỉnh tốc độ của nó chỉ có thể thực hiện được bằng cách thay đổi tần số củanguồn điện.

Việc so sánh động cơ điện đồng bộ với động cơ không đồng bộ có phốihợpvới tụ điện cải thiện cosφvề giá thành và tổn hao năng lượng dẫn đến kếtluận là khi Pđm> 200 ÷300kW, nên dùng động cơ điện đồng bộ ở những nơinào không cần thường xuyên mở máy và điều chỉnh tốc độ

1.5; Động cơ điện không đồng bộ

Máy điện không đồng bộ do kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, sửdụng và bảo quản thuận tiện, giá thành rẽ nên được sử dụng rộng rãi trong nềnkinh tế quốc dân, nhất là loại công suất dưới 100 kW

Động cơ điện không đồng bộ rôto lồng sóc cấu tạo đơn giản nhất nhất làloại rôto lồng sóc đúc nhôm nên chiếm một số lượng khá lớn trong loại động cơcông suất nhỏ và trung bình Nhược điểm của động cơ này là điều chỉnh tốc độkhó khăn và dòng điện khởi động lớn thường bằng 6÷7 lần dòng điện định mức

Để bổ khuyết cho nhược điểm này, người ta chế tạo đông cơ không đồng bộrôto lồng sóc nhiều tốc độ và dùng rôto rãnh sâu, lồng sóc kép để hạ dòng điệnkhởi động, đồng thời tăng mômen khởi động lên

Động cơ điện không đồng bộ rôto dây quấn có thể điều chỉnh tốc được tốc độtrong một chừng mực nhất định, có thể tạo một mômen khởi động lớn mà dòngkhởi động không lớn lắm, nhưng chế tạo có khó hơn so với với loại rôto lồngsóc, do đó giá thành cao hơn, bảo quản cũng khó hơn

Động cơ điện không đồng bộ được sản xuất theo kiểu bảo vệ IP23 vàkiểu kín IP44 Những động cơ điện theo cấp bảo vệ IP23 dùng quạt gió hướngtâm đặt ở hai đầu rôto động cơ điện Trong các động cơ rôto lồng sóc đúc nhômthì cánh quạt nhôm được đúc trực tiếp lên vành ngắn mạch Loại động cơ điện

ở mặt ngoài vỏ máy, do đó tản nhiệt có kém hơn do với loại IP23 nhưng bảodưỡng máy dễ dàng hơn

Hiện nay các nước đã sản xuất động cơ điện không đồng bộ theo dãy tiêuchuẩn Dãy động cơ không đồng bộ công suất từ 0,55-90 KW ký hiệu là K theotiêu chuẩn Việt Nam 1987-1994 được ghi trong bảng 10-1 (Trang 228 TKMĐ).Theo tiêu chuẩn này, các động cơ điện không đồng bộ trong dãy điều chế tạotheo kiểu IP44

Ngoài tiêu chuẩn trên còn có tiêu chuẩn TCVN 315-85, quy định dãycông suất động cơ điện không đồng bộ rôto lồng sóc từ 110 kW-1000 kW, gồm

có công suất sau: 110,160, 200, 250, 320, 400, 500, 630, 800 và 1000 kW

Ký hiệu của một động cơ điện không đồng bộ rôto lồng sóc được ghitheo ký hiệu về tên gọi của dãy động cơ điện, ký hiệu về chiều cao tâm trụcquay, ký hiệu về kích thước lắp đặt dọ trục và ký hiệu về số trục

1; Cấu tạo

Động cơ không đồng bộ về cấu tạo được chia làm hai loại: động cơkhông đồng bộ ngắn mạch hay còn gọi là rôto lồng sóc và động cơ dây quấn.Stato có hai loại như nhau Ở phần luận văn này chỉ nghiên cứu động cơ khôngđồng bộ rôto lồng sóc

Hộp cực là nơi để dấu điện từ lưới vào Đối với động cơ kiểu kín hộp cựcyêu cầu phải kín, giữa thân hộp cực và vỏ máy với nắp hộp cực phải có giăngcao su Trên vỏ máy còn có bulon vòng để cẩu máy khi nâng hạ, vận chuyển vàbulon tiếp mát

Lõi sắt

Lõi sắt là phần dẫn từ Vì từ trường đi qua lõi sắt là từ trường quay, nên

để giảm tổn hao lõi sắt được làm những lá thép kỹ thuật điện dây 0,5mm ép lại.Yêu cầu lõi sắt là phải dẫn từ tốt, tổn hao sắt nhỏ và chắc chắn

Mỗi lá thép kỹ thuật điện đều có phủ sơn cách điện trên bề mặt để giảm tổn hao

do dòng điện xoáy gây nên (hạn chế dòng điện phuco)

Dây quấn

Dây quấn stator được đặt vào rãnh của lõi sắt và được cách điện tốt vớilõi sắt Dây quấn đóng vai trò quan trọng của máy điện vì nó trực tiếp tham giacác quá trình biến đổi năng lượng điện năng thành cơ năng hay ngược lại, đồngthời về mặt kinh tế thì giá thành của dây quấn cũng chiếm một phần khá caotrong toàn bộ giá thành máy

Dây quấn rôto

Phân làm hai loại chính: loại rôto kiểu dây quấn va loại rôto kiểu lồng sóc

Loại rôto kiểu dây quấn

Rôto có dây quấn giống như dây quấn stato Máy điện kiểu trung bình trởlên dùng dây quấn kiểu sóng hai lớp, vì bớt những dây đầu nối, kết cấu dâyquấn trên rôto chặt chẽ Máy điện cỡ nhỏ dùng dây quấn đồng tâm một lớp.Dây quấn ba pha của rôto thường đấu hình sao

Đặc điểm của loại động cơ kiểu dây quấn là có thể thông qua chổi than đưa điệntrở phụ hay suất điện động phụ vào mạch rôto để cải thiện tính năng mởmáy ,điều chỉnh tốc độ hay cải thiện hệ số công suất của máy

Loại rôto kiểu lồng sóc

Kết cấu của loại dây quấn rất khác với dây quấn stato Trong mỗi rãnhcủa lõi sắt rôto, đặt các thanh dẫn bằng đồng hay nhôm dài khỏi lõi sắt và đượcnối tắt lại ởhai đầu bằng hai vòng ngắn mạch bằng đồng hay nhôm Nếu là rôtođúc nhôm thì trên vành ngắn mạch còn có các cánh quạt gió

Rôto thanh đồng được chế tạo từ đồng hợp kim có điện trở suất cao nhằm mụcđích nâng cao mômen mở máy

Để cải thiện tính năng mở máy, đối với máy có công suất lớn, người ta làmrãnh rôto sâu hoặc dùng lồng sóc kép Đối với máy điện cỡ nhỏ, rãnh rôtođược làm chéo góc so với tâm trục Dây quấn lồng sóc không cần cách điệnvới lõi sắt

Trục

Trục máy điện mang rôto quay trong lòng stato, vì vậy nó cũng là mộtchi tiết rất quan trọng Trục của máy điện tùy theo kích thước có thể được chếtạo từ thép Cacbon từ 5 đến 45 Trê n trục của Rôto có lõi thép , dây quấn,vành trượt và quạt gió

Khe hở

Vì rôto là một khối tròn nên khe hở đều Khe hở trong máy điện không đồng

bộ rất nhỏ (0,2÷1 mm trong máy cỡ nhỏ và vừa) để hạn chế dòng từ hóa lấy

từ lưới vào, nhờ đó hệ số công suất của máy cao hơn

Từ trường quay của stato cảm ứng trong dây rôto sức điện động E, vì dây quấnstato kín mạch nên trong đó có dòng điện chaỵ Sự tác dụng tương hỗ giữa cácthanh dẫn mang dòng điện với từ trường của máy tạo ra các lực điện từ Fđt tácdụng lên thanh dẫn có chiều xác định theo quy tắc bàn tay trái

Tập hợp các lực tác dụng lên thanh dẫn theo phương tiếp tuyến với bề mặt rôtotạo ra mômen quay rôto Như vậy, ta thấy điện năng lấy từ lưới điện đã đượcbiến thành cơ năng trên trục động cơ Nói cách khác, động cơ không đồng bộ làmột thiết bị điện từ, có khả năng biến điện năng lấy từ lưới điện thành cơ năngđưa ra trên trục của nó Chiều quay của rôto là chiều quay của từ trường, vì vậyphụ thuộc vào thứ tự pha của điện áp lưới đăt trên dây quấn stato Tốc độ củarôto n2 là tốc độ làm việcvà luôn luôn nhỏ hơn tốc độ từ trường và chỉtrongtrường hợp đó mới xảy ra cảm ứng sức điện động trong dây quấn rôto.Hiệu số tốc độ quay của từ trường và rôto được đặc trưng bằng một đại lượnggọi là hệ số trượt

Khi s=0 nghĩa là n1=n2, tốc độ rôto bằng tốc độ từ trường, chế độ này gọi là chế

độ không tải lý tưởng (không có bất cứ sức cản nào lên trục) Ở chế độ khôngtải thực, s≈0 vì có một ít sức cản gió, ma sát do ổ bi …

Khi hệ số trượt bằng s=1, lúc đó rôto đứng yên (n2=0), momen trên trục bằngmomen mở máy

Hệ số trượt ứng với tải định mức gọi là hệ số trựơt định mức Tương ứng với hệ

số trượt này gọi tốc độ động cơ gọi là tốc độ định mức

T c đ đ ng c không đ ng b b ng ốc độ động cơ không đồng bộ bằng ộ động cơ không đồng bộ bằng ộ động cơ không đồng bộ bằng ơ không đồng bộ bằng ồng bộ bằng ộ động cơ không đồng bộ bằng ằng :

Một đăc điểm quan trọng của động cơ không đồng bộ là dây quấn statokhông được nối trực tiếp với lưới điện, sức điện động và dòng điện trongrôto có được là do cảm ứng, chính vì vậy người ta cũng gọi động cơ này làđộng cơ cảm ứng

Tần số dòng điện trong rôto rất nhỏ, nó phụ thuộc vào tốc độ trựơt của rôto sovới từ trường: Động cơ không đồng bộ có thể làm việc ở chế độ máy phát điệnnếu ta dùng một động cơ khác quay nó với tốc độ cao hơn tốc độ đồng bộ, trongkhi các đầu ra của nó được nối với lưới địện Nó cũng có thể làm việc độc lậpnếu trên đầu ra của nó được kích bằng các tụ điện

Động cơ không đồng bộ có thể cấu tạo thành động cơ một pha Động cơ mộtpha không thể tự mở máy được, vì vậy để khởi động động cơ một pha cần cócác phần tử khởi động như tụ điện, điện trở

Phần II:Nghiên cứu về hệ thống hãm của động cơ không đồng bộ 3 pha

roto lồng sóc.

2.1; Hãm động năng

Để thực hiện hãm động năng máy sản suất sử dụng động cơ không đồng

bộ , người ta mắc nguồn điện xoay chiều ba pha ra khỏi cuộn dây staro và thựchiện đóng nguồn điện một chiều hai pha bất kì của cuộn dây stato để tạo ra từtrường tĩnh trong mạch stato

Khi có dòng điện một chiều chạy trong dây quấn stato sẽ sinh ra một từtrường tĩnh so với stato Do quán tính động cơ vẫn cón quay , từ trường tĩnh sẽcảm ứng trong cuộn dây roto một sức điện động có tần số tỉ lệ với tốc độ góc ,sức điện động này sinh ra một dòng điện chạy trong mạch vòng khép kín củaroto

Tác dụng tương hỗ giữa từ trường tĩnh ở mạch stato với dòng điện khép kíncủa mạch roto của động cơ sẽ tạo thành một mômen hãm , chiều hãm ngược vớichiều quay quán tính gọi là hãm động năng , khi đó cơ năng trên trục động cơđược biến đổi thành điện năng và tiêu tán trên điện trở của mạch roto dướidạng nhiệt

Nguyên lý hãm máy:

Khi ấn nút mở máy M , công tắc tơ T có điện sẽ đóng tiếp điểm T(3 – 5)

duy trì nguồn cung cấp , mở tiếp điểm T( 7 – 9) để khống chế công tắc tơ hãm H

và đóng các tiếp điểm T ở mạch lực khởi động cơ không đồng bộ

Động cơ đang làm việc ổn định nếu hãm máy ta thực hiện ấn nút dừng

D và dữ tay duy trì nút ấn , công tắc tơ T mất điện sẽ cắt nguồn điện ba pha rakhỏi mạch stato và đóng tiếp điểm T(7-9) dẫn tới công tắc tơ hãm H có điện ,đóng tiếp điểm H mạch lực và cấp nguồn điện một chiều vào mạch stato , quátrình hãm động năng diễn ra cho tới khi động cơ dừng hoàn toàn

Với động cơ không đồng bộ roto dây quấn , để tăng hiệu quả hãmngược của động cơ trong quá trình hãm ngược người ta nối thêm vào mạch rotomột điện trở phụ nhằm hạn chế dòng điện hãm trong các cuộn dây quấn củađộng cơ , tang được mômen hãm và nâng cao được hệ số công suất của động

cơ Khi nối thêm điện trở phụ có giá trị lớn vào mạch roto thì độ cứng của đặctính cơ sẽ giảm xuống đáng kể

Nguyên lý hãm máy:

Để động cơ làm việc,ta ấn nút mở máy M công tắc tơ T có điện sẽ đóng tiếpđiểm T(3-5) duy trì nguồn cung cấp,mở tiếp điểm T(7-9) để khống chế côngtắc tơ hãm H và đóng các tiếp điểm T ở mạch lực khởi động động cở khôngđồng bộ

Để hãm ngược máy người ta thực hiện ấn nút dừng D và duy trì nút

ấn, công tắc tơ T mất điện sẽ cắt nguồn lưới 3 pha ra khỏi mạch stato vàđóng tiếp điểm T(7-9) dẫn tới công tắc tơ hãm H có điện,đóng các tiếp điểm

H mạch động lực và cấp nguồn điện xoay chiều 3 pha vào mạch stato nhưngđảo thứ tự hai trong bapha tạo ra momem ngược với chiều quay cũ, thực hiệnquá trình hãm ngược động cơ

Khi tốc độ động cơ giảm về giá trị bằng 0 thực hiện nhả tay khỏi nút

ấn D kết thúc quá trình hãm ngược.Nếu không nhả nút ấn D thì động cơ sẽđảo chiều quay,đó là nhược điểm của phương pháp hãm ngược,trong cácmáy sản xuất thường dùng rơ le kiểm tra tốc độ để tự động cắt nguồn điệncủa động cơ khi động cơ đã dừng

2.3;Hãm tái sinh

Phương pháp hãm tái sinh xảy ra trong trường hợp động cơ chuyển từtốc độ cao xuống tốc độ thấp đặc tính cơ của trạng thái hãm tái sinh là phầnnối tiếp của đường đặc tính trong trạng thái động cơ

Khi động cơ không đồng bộ làm việc trong trạng thái hãm tái sinh ta khôngthể nối thêm điện trở phụ vào mạch các cuộn dây của nó (cuộn dây statohoặc cuộn dây roto) vì như vậy sẽ làm cho tổn thất tăng lên và hiệu suất hãmtái sinh giảm xuống

Nếu nối thêm 1 điện trở phụ vào mạch roto thì với cùng 1 momem hãm nhưnhau khi đó tốc đọ trượt sẽ tăng lên và hiệu suất hãm cũng bị giảm xuống

Phần III:Lý do chọn mạch này, nêu ưu điểm, ứng dụng của mạch.

3.1: Lý do chọn mạch này

Lý do em chọn mạch đảo chiều gián tiếp có hãm động năng của động cơkhông đồng bộ roto lồng sóc là vì nó được ứng dụng rộng rãi trong các khu

công nghiệp

3.2: Nêu ưu điểm

Ưu điểm của mạch đảo chiều gián tiếp có hãm động năng của động cơkhông đồng bộ 3 pha roto lồng sóc là dễ thực hiện , giá thành rẻ, động cơđảo chiều dễ dàng, hoạt động ở chế độ dài hạn Được sử dụng cho những hệtruyền động có công suất lớn, phương pháp gián tiếp nhằm mục đích giảmgiá trị dòng điện khởi động.Kết cấu chắc chắn và dễ bảo dưỡng

3.3; Ứng dụng của mạch

Ngày nay do ứng dụng khoa học kỹ thuật các hệ chuyển động điệnngày càng phát triển , công nghệ mạch máy công cụ chuyên dùng ngày càngđược hoàn thiện đáp ứng được những yêu cầu về tốc độ tác động nhanh , độchính xác cao góp phần lớn cho việc nâng cao sản xuất lao động , hạ giáthành sản phẩm , sản phẩm có chất lượng tốt ,mẫu mã đẹp đa chủng loại ,nhưng trong thưc tế không phải hệ chuyển động nào cũng có đu các yếu tốnhư trên Cho nên việc chọn một hệ truyền động phù hợp với từng loại máysản xuất đòi hỏi người thiết kế phải am hiểu sâu sắc về hệ truyền động điệncủa từng loại máy , nhất là sự kết hợp hợp lý giữa các khí cụ điện với nhau

một cách sáng tạo ,an toàn và kinh tế

Trong quá trình khởi động và làm việc của các máy sản xuất , máy công cụ ,máy chuyên dùng có dòng điện khởi động lớn sẽ không cho phép khởi độngtrực tiếp hay phát nóng động cơ cũng như sụt áp xảy ra trên lưới điện.Mạch đảo chiều gián tiếp có hãm động năng động cơ không đồng bộ rotolồng sóc được ứng dụng rộng rãi trong các khu công nghiệp như là truyềnđộng của băng truyền , máy khoan công nghiệp, máy tiện…như vậy chúng

em đã lựa chọn đề tài “xây dựng, lắp ráp mạch đảo chiều gián tiếp có hãmđộng năng động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc” mô hình này đượcứng dụng làm mô hình học tập và nâng cao tay nghề cho các sinh viên ngànhđiện , đồng thời cũng thấy được mạch máy quan trọng như thế nào trong nềncông nghiệp Mặc dù mạch máy này chỉ mô phỏng theo các mạch máythường gặp trong thực tế mô hình này giúp chúng em có thể sửa chữa những

mạch máy tương tự trong cuộc sống

Phần IV: Mạch đảo chiều gián tiếp có hãm động năng động cơ không

đồng bộ 3 pha roto lồng sóc.

4.1; Mạch nguyên lý

l l l1 2 3

mrn

kt

kn

kh

khmba

4.3: Giới thiệu trang thiết bị trong sơ đồ

Trên máy được trang bị động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc

Động cơ M là động cơ có công suất 4,5 KW, tốc độ 980 vòng / phút, điện áp220/380 V

Điện áp mạch điều khiển 220V

- Bảo vệ quá tải cho động cơ M thông qua role nhiệt RN.

- Bảo vệ điện áp thông qua tiếp điểm KT( 5 -7 ) hoặc KN ( 5 – 13 )

- Khống chế không cho KT, KN đồng thời làm việc thông qua hai tiếp điểmthường đóng KT( 13 – 15) và KN( 7 -9 )

4.6;Phân tích nguyên lý hoạt động của mạch

Chuẩn bị:

Ta cấp nguồn điện 3 pha vào ATM, sau đó ta đóng ATM đồng thời 3đèn báo pha của mạch động lực sáng báo mạch động lực đã có điện

Điều khiển cho động cơ chạy thuận:

Muốn cho động cơ chạy thuận ta tác động vào nút MT ,công tắc tơ KT

có điện đi theo đường 1-3-5-7-9-KT-11, đồng thời đóng tiếp điểm KT( 5-7 ) đểduy trì và đóng 3 tiếp điểm KT ở mạch động lực , động cơ M làm việc ở chế

độ lắp ráp và làm việc định mức ở chế độ này

Muốn dừng động cơ ta tác động vào nút D công tắc tơ KT mất điện, đồngthời mở tiếp điểm KT(5-7) và mở 3 tiếp điểm mạch động lực động cơ M dừng

tự do

Điều khiển cho động cơ chạy trái:

Muốn cho động cơ chạy trái ta tác động vào nút MN, công tắc tơ KN có điện

đi theo đường 1-3-5-13-15-KN-11, đồng thời đóng tiếp điểm KN(5-13) để duytrì và đóng 3 tiếp điểm KN ở mạch động lực động cơ làm việc ở chế độ lắpráp và làm việc định mức ở chế độ này

Dừng động cơ đang chạy trái ta nhấn phanh hãm, công tắc tơ hãm KH cóđiện đi theo đường 1-17-19-21-KH-11, đồng thời đóng tiếp điểm KH(1-17) đểduy trì và mở tiếp điểm KH(3-5), khống chế công tắc tơ KN ,khi cuộn KN mấtđiện sẽ mở tiếp điểm KN mạch động lực động cơ được dừng và hãm phanhnhanh chóng

Phần V: Tính chọn thiết bị của khí cụ điện trong mạch.

Áptômát có ba yêu cầu sau :

Chế độ làm việc ở định mức của Áptômát phải là chế độ làm việc dàihạn, nghĩa là trị số dòng điện định mức chạy qua áptômát lâu bao nhiêu cũngđựơc Mặt khác, Mạch dòng của ápôtmát phải chịu đựơc dòng điện lớn ( khi

có ngắn mạch ) lúc các tiếp điểm của nó đã đóng hay đang đóng

Áptômát phải ngắt được dòng điện ngắn mạch lớn, có thể đến vài chụckilôampe Sau khi ngắt dòng điện ngắn mạch, áptômát phải đảm bảo vẫn làmviệc tốt ở trị số dòng điện định mức Để nâng cao tính ổn định nhiệt và điệnđộng của thiết bị , hạn chế sự ngắn mạch do dòng điện ngắn mạch gây ra ,ATM có thời gian cắt bé

Muốn vậy thường phải kết hợp lực thao tác cơ học với thiết bị dập hồquang bên trong áptômát Để thực hiện yêu cầu thao tác bảo vệ có tính chọn