HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG ĐIỆN
II- CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG ĐIỆN ĐIỂN H ÌNH
2.4. Một số thiết bị bổ trợ trong hệ thống khởi động
Ở một số động cơ mặc dù mạng điện chung của nó là 12V nhưng riêng máy khởi động lại sử dụng nguồn 24V. Trường hợp này trên người ta phải có hai bình ắcquy 12V và dùng thêm cơ cấu đổi nối điện, để lúc cần khởi động sẽ đấu hai bình ắcquy nối tiếp với nhau, rồi khi khởi động xong lại phải chuyển hai ắcquy thành đấu song song để máy phát điện nạp cho chúng, hoặc dùng chúng thành bộ nguồn cung cấp cho phụ tải khi máy phát chưa có khả năng cung cấp điện cho tải.
Thực tế cơ cấu đổi nối điện chính là rơ le từ và người ta gọi tên nó là rơ le đổi nối điện áp. Sau đây sẽ giới thiệu ba loại rơ le thông dụng.
a/ Rơ le BK - 30(sơ đồ nguyên lí như hình 2.17 )
Khi khởi động ấn nút Kkđ , cuộn dây Wkđ sẽ có điện, từ trường do Wkđ sinh ra làm cho lõi thép của nó đi xuống nên tiếp điểm Kl và K2 mở ra ngắt mạch nối song song của hai ắcquy. Sau đó tiếp điểm K4 đóng và cuối cùng là tiếp điểm K3cũng đóng.
Khi K4 đóng, cực dương của ắcquy Aq1 được nối với cực âm của ắcquy AqII qua cầu đồng K4 tức là hai ắcquy đã được đấu nối tiếp qua tiếp đi ểm chính, lúc đó điện áp 24V được truyền theo đường: Aqll- cầu chì a - K3- PC - rơ le gài khớp của máy khởi động.
- Hình 2.17:Sơ đồ nguyên lí Rơ le đổi nối điện BK -30
1-máy khởi động. 2- cầu chì bảo vệ. 3 - đường dẫn điện đến máy phát.
Trong giai đoạn này toàn bộ mạng điện khác của vẫn là 12V do ắcquy Aql cung cấp. Thả nút ấn khởi động Kkđra, cuộn dây Wkđmất điện, lõi thép và toàn bộ các tiếp điểm lại trả về vị trí ban đầu, tức là mạch đấu nối tiếp hai ắcquy bị cắt, máy khởi động ngừng hoạt động; đồng thời lúc này mạch đấu song song hai ắcquy lại được thiết lập để cung cấp điện cho phụ tải, hoặc nhận dòng điện nạp từ máy phát đưa tới.
b/ Rơ le kiểu BOSCH.
Loại rơ le này có sơ đồ nguyên lí của như hình 2.18.
Khi khởi động ấn nút Kkđ , cuộn Wkđ sẽ có điện làm cho lõi của nó bị hút xuống phía dưới. Đòn gánh đ sẽ đẩy tiếp điểm Klvà K2 mở ra, tức là cắt mạch đấu song song hai ắcquy. Tiếp đó tiếp điểm chính K3đóng để thực hiện việc đấu nối tiếp hai bình ắcquy. Sau cùng là tiếp điểm K2K'2 đóng. Dòng điện có điện áp 24V được truyền tới máy khởi động theo đường:
-Aqll- 30a- cầu chì a - K2K'2– 50 - cuộn rơ le gài khớp của máy khởi động.
Giai đoạn khởi động của , toàn bộ mạng điện trên vẫn được nối với điểm 30 hoặc điểm 51 nên vẫn được cung cấp điện ở mức điện áp 12V do Aql đưa tới. Khởi động xong, thả nút Kkđra, mạch qua Wkđbị cắt nên lõi thép và các tiếp điểm được trả về vị trí ban đầu, tức là mạch đấu nối tiếp hai ắcquy bị cắt để trở về trạng thái đấu song song.
c/ Rơ le đổi nối điện áp kiểu 86322/IWL.
Loại rơ le này được dùng trên IFA - W50L và W50L/K của Đức. Sơ đồ cấu trúc của nó như hình 2.19.
Hình 2.18:Sơ đồ nguyên lí của rơ le đổi nối điện kiểu BOSCH 1- bình ắc quy. 2- đương dây đến máy phát. 3- máy khởi động.
Khi khởi động ấn nút Kkđcuộn dây Wkđđược cung cấp điện từ Aqlnên lõi của nó bị hút xuống, đòn gánh đ làm tiếp điểm Kl, K2 mở ra cắt mạch đấu song song giữa hai ắcquy.
Tiếp theo tiếp điểm chính K3 đóng để đấu nối tiếp hai ắcquy. Cuối cùng tiếp điểm KlK'l đóng để đưa điện áp 24V tới rơ le gài khớp của máy khởi động. Lúc này toàn bộ mạng
điện trên vẫn được cấp điện áp 12V từ Aqlđưa ra.
2.4.2. Bảo vệ khởi động.
Trên những hiện đại còn được trang bị thêm thiết bị đ ể bảo vệ không cho máy khởi động có thể làm việc được trong khi đang chạy hoặc động cơ của đã nổ máy. Thiết bị bảo vệ này thực chất cũng là một rơ le từ có sơ đồ nguyên lí như hình 2.14.
Ở trạng thái bình thường tiếp điểm Klđóng. Khi vặn khóa điện đến nấc thứ nhất tức là nối đầu AM với K2 của khóa điện, lúc đó đèn báo sẽ sáng, do có dòng điện đi qua đèn như sau:
- Aq - AM - K2- đèn - LK - a - Kl- mát - -Aq.
Để khởi động ta vặn khóa điện thêm nấc nữa, tức là nối đầu AM với CT của khóa điện. Khi đó cuộn Wkđcủa rơ le PC-24 có điện theo mạch.
- Aq - AM - CT - K - Wkđ- K - LK - a - Kl - -Aq.
Hình 2.19.Rơ le đổi nối điện áp kiểu 86322/IWL
1- ắcquy. 2- máy khởi động. 3- máy phát. 4- công tắc của ắcquy.
Rơ le PC-24 tác động, tiếp điểm của nó đóng và điện ắcquy được dẫn từ điểm nối b tới đầu c (đầu nối chung của hai cuộn dây trong rơ le gài khớp của máy khởi động) để thực hiện khởi động .
Một dòng điện phân nhánh từ đầu K qua điểm PC đế R đến Wf để tạo nên lực phả n từ cân bằng với lực từ hóa ban đầu của cuộn Wc khi động cơ chưa làm việc tự lập được.
Trong quá trình khởi động, điện áp xoay chiều do máy phát sinh ra một phần được đưa đến bộ chỉnh lưu và tạo nên dòng một chiều trong cuộn Wc. Để loại trừ khả năng tác động sớm của rơ le P-1 lực từ hóa của cuộn Wc lúc này được cân bằng bởi lực phản từ của cuộn Wf. Nếu động cơ chưa có thể làm việc tự lập thì hiệu lực từ hóa Fwc- Fwf xấp xỉ bằng không và tiếp điểm Klvẫn đóng, quá trình khởi động vẫn tiếp tục.
Khi động cơ bắt đầu làm việc tự lập được thì điện áp của máy phát cũng tăng lên, tới lúc điện áp hiệu dụng giữa 2 pha của máy phát đạt được (9 –10) V thì lực từ hóa của cuộn dây đã lớn làm cho Klmở ra, mạch đèn bị cắt nên đèn tắt báo hiệu cho biết máy phát điện đã làm việc bình thường. Mạch điện của rơle PC -24 khi đó cũng bị cắt, nó sẽ tác động làm tắt máy khởi động. Sau đấy muốn khởi động tiếp cũng không được vì tiếp điểm Klđã mở nên rơ le PC-24 không sao hoạt động được.
Trên sơ đồ ta thấy trong rơ le PB -1 có bộ phận chỉnh lưu để chỉnh lưu dòng xoay chiều từ 2 pha của máy phát, cung cấp cho cuộn dây từ hóa chính Wc. Điện trở R mắc nối tiếp với cuộn từ hóa phụ Wf để hạn chế dòng điện trong cuộn Wf. Cuộn Wf có lực từ hóa ngược chiều với lực từ hóa của cuộn Wc nhằm làm cho rơ le tác động đóng hoặc mở dứt khoát.
Hình 2.20:Sơ đồ hệ thống khởi động có rơle bảo vệ.
1- máy phát điện. 2- rơle P1.
2- 3- rơle PC-24. 4- máy khởi động.