mạch khởi động tuần tự 3 động cơ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN MƠN HỌC

TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

MẠCH KHỞI ĐỘNG TUẦN TỰ 3 ĐỘNG CƠ
Ngành:

KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

Lớp:

18DTDA2

Giảng viên hướng dẫn: TS. LÊ QUANG ĐỨC
Sinh viên thực hiện:

LƯƠNG ĐỨC ANH

–

1811051646

PHAN TRUNG BÌNH

–

1811250044

LÊ BÁ VIỆT

–

1811050102

Tp.HCM, ngày 08 tháng 08 năm 2021


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
1. Họ và tên sinh viên được giao báo cáo:
Tên: Lương Đức Anh

MSSV: 1811051646

Lớp: 18DTDA2

Tên: Phan Trung Bình

MSSV: 1811250044

Lớp: 18DTDA2

Tên: Lê Bá Việt

MSSV: 1811050102

Lớp: 18DTDA2

2. Tên báo cáo: MẠCH KHỞI ĐỘNG TUẦN TỰ 3 ĐỘNG CƠ

3. Nhận xét:
a) Về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên:
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
b) Những kết quả đạt được của báo cáo:
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
c) Những hạn chế của báo cáo:
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
4. Điểm số:
Điểm số: ………… (Điểm chữ: …………………)

2


LỜI CẢM ƠN
Để có thể thực hiện và hồn thành đề tài này, nhóm xin gửi lời chân thành
cảm ơn để các thầy cô trong Viện Kỹ Thuật HUTECH đã tạo những điều kiện tốt
nhất cho chúng em hoàn thành đề tài. Những kiến thức bổ ích mà thầy có đã
truyền dạy, nó được áp dụng về đề tài rất nhiều, từ những kiến thức nhỏ nhặt đến
những bài học lớn. Một lần nữa nhóm xin được gửi lời cảm ơn đến tất cả Thầy
cơ, nếu khơng có thầy cơ thì chắc giờ này nhóm sẽ khó có thể hồn thành đề tài
này.
Ngồi sự cố gắng của bản thân, nhóm không thể nào không nhắc đến công
lao đã vạch ra hướng đi cho đề tài và hướng dẫn từng yêu cầu của đề tài mà thầy
Lê Quang Đức đã truyền đạt cho nhóm những kiến thức hết sức bổ ích và những

ứng dụng thực tế. Giải thích rõ ràng những chỗ mà nhóm em chưa hiểu.
Mặc dù nhóm đã cố gắng hoàn thành tốt đề tài này một cách hoàn chỉnh
nhất nhưng cũng khơng thể tránh khỏi những sai sót nhất định trong công tác
nghiên cứu, tiếp cận thực tế, cũng những những hạn chế về mặt kiến thức lẫn thời
gian thực hiện. Rất mong nhận được sự góp ý của quý thầy cô và các bạn để đề
tài này được hoàn chỉnh hơn.

3


MỤC LỤC
I. Mạch khởi động tuần tự 3 động cơ ............................................................. 5
1. Động cơ ....................................................................................................... 5
2. Nối lưới ....................................................................................................... 9
3. Nối tải ........................................................................................................ 11
4. Dây cáp điện ............................................................................................. 14
II.

Mạch điều khiển....................................................................................... 16

1. Cầu chì, MCB, nút nhấn ......................................................................... 16
1.1. Cầu chì ................................................................................................ 16
1.2. MCB.................................................................................................... 17
1.3. Nút nhấn ............................................................................................. 19
2. Thuyết minh ............................................................................................. 21
III. Mạch bảo vệ ............................................................................................. 22
IV. Mạch khóa chéo ....................................................................................... 22
V. Mạch động lực và mạch điều khiển .......................................................... 23
1. Mạch động lực .......................................................................................... 23
2. Mạch điều khiển....................................................................................... 24

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 25

4


I.

Mạch khởi động tuần tự 3 động cơ
 Nguyên lý hoạt động: Mạch điều khiển trình tự buộc động cơ khởi động hoặc
đừng theo thứ tự đã định trước. Một động cơ không thể khởi động cho đến khi
1 động cơ khác hoạt động.
 Ứng dụng: Máy ép thủy lực có bơm áp suất hoạt động trước, hệ thống điều
hịa khơng khí có quạt gió khởi động trước khi máy nén hoạt động.
 Lợi ích: Thiết bị khởi động đơn giản, giá thành rẻ, momen khởi động lớn.
 Nhược điểm: Dịng khởi động lớn, nguồn điện phải có khả năng chiụ được
dòng khởi động lớn, sốc và hao mòn cơ khí khi khởi động.

1. Động cơ
Thơng số kỹ thuật u cầu:
 Điện áp 380V, 3pha, tần số 50Hz.
 Điện áp hiệu dụng: Un /√2 = 380/√2 = 268,7V.
 Công suất đầu ra động cơ: 40 HP (30 kW).
 Hãng động cơ: Weg.
Mã sản phẩm được chọn:
 Motor code: 13067722.
 W22 Three-Phase Electric Motor (IE3 - Premium Efficiency - II Poles 50Hz).
 IE3 Premium Efficiency – Hiệu quả cao cấp mang lại hiệu quả tiết kiệm điện
tối ưu trong quá trình lắp đặt và sử dụng, giảm lượng khí thải CO 2 và các tác
động xấu ảnh hưởng đến môi trường.

5


Thông số kỹ thuật theo Catalog:
- Điện áp định mức (Điện áp danh định / Rated operating voltage):
Un = 380 V
- Điện áp hiệu dụng là giá trị trung bình bình phương của điện áp cực đại ở hai
đầu đoạn mạch:
Un /√2 = 380/√2 = 268,7V.
- Dòng điện định mức (Full load current) là dòng lớn nhất mà các thiết bị và
motor cho phép chạy qua lâu dài, hoạt động ở tần suất cao. Vượt q dịng
định mức có thể gây ngắn mạch hoặc quá tải:
In = 56,2 A
- Dòng điện khởi động (Locked Rotor Current) là dòng lớn nhất được tạo ra
của mạch điện tại thời điểm được bật:
Il /In = 7,7 => Il = 7,7. In = 7,7×56,2 = 432,74 A
- Hệ số dòng khởi động:
Il /In = 7,7 (Il: Dòng khởi động / In: Dòng danh định).
- Công suất đầu ra (Motor output rated power) tốc độ sử dụng năng lượng của
động cơ:
Pout = 40 HP ~ 30 kW
- Công suất điện tiêu thụ danh định:
Pin=Pout/ η=√3. 𝑈. 𝐼. 𝐶𝑜𝑠𝜑=30/0,933=32,154 kW.
- Momen định mức (Moment danh định / Full Load Torque) là moment lớn
nhất chạy ổn định trong một khoảng thời gian dài:
Tn = 96,8 Nm
6


- Moment khởi động (Locked Rotor Torque) là moment do động cơ tạo ra để

tăng tốc từ vị trí đứng yên:
Tl/Tn = 3 => Tl = 3. Tn = 3×96,8 = 290,4 N.m
- Hệ số momen khởi động:
Tl /Tn = 3 (Tl: Momen khởi động / Tn: Momen định mức).
- Moment max (Break Down Torque) là lượng moment lớn nhất mà động cơ
tạo ra được duy trì trong điện áp định mức:
Tb/Tn = 3 => Tb = 3. Tn = 3×96,8 = 290,4 N.m
- Hệ số momen max:
Tb /Tn = 3 (Tb: Momen max / Tn: Momen danh định).
- Momen quán tính (Inertia):
J = 0,1703 Kg.m2
- Khoảng thời gian giới hạn để roto hãm (Allowable locked rotor time):
+ Nóng: 16 s
+ Lạnh: 35 s
- Kích thước khung (Frame size): 200L
- Trọng lượng (Weight): m = 235 Kg
- Độ ồn khi hoạt động (Sound): 72 A
- Tốc độ định mức (Rated speed):
n = 2960 rpm ~ ω = n/9,55 = 2960/9,55 = 309,947 m/s

7


- Hiệu suất (Efficiency) (η%):
+ Khi tải đạt 50%: 92,6%
+ Khi tải đạt 75%: 93,2%
+ Khi tải đạt 100%: 93,3%
- Hệ số công suất (Power factor) (Cosφ):
+ Khi tải đạt 50%: 0,75
+ Khi tải đạt 75%: 0,83

+ Khi tải đạt 100%: 0,87

8


Catalog động cơ W22 380V/50Hz

2. Nối lưới
MCCB (Moulded Case Circuit Breakers) dùng để đóng ngắt mạch điện trong
trường hợp quá tải, ngắn mạch hay mạch điện bị sụt áp. Ngắt nguồn điện ngay
lập tức.
- Thông số kỹ thuật yêu cầu:
 Điện áp U = 380V, 3 pha
- Tính chọn MCCB:
 Dịng ngắn mạch động cơ: Inm = 6×In = 6×56,2 = 337,2A
 Dịng q tải động cơ: Iqt = 1,1×In = 1,1×56,2 = 61,2A
 InMCCB > Iqt (InMCCB: dịng điện định mức MCCB, Iqt: dòng quá tải động cơ

9


 Chọn MCCB theo thông số catalog:
 Mã sản phẩm: ABH203c (250AF, H-Type)
 Điện áp định mức (Rated operational voltage): Ue = 690V, 3 pha
 Dòng định mức (Rated current): In = 75A
 Dòng cắt ngắn mạch (Rated short-circuit breaking capacity): Icu = 50kA
(380V)
 Dịng magnetic trip 12×In

Catalog MCCB LS

10


3. Nối tải
 Contactor đóng cắt dịng điện khơng tải, dịng định mức, dịng khởi động hay
dịng có tải hoặc tải nhẹ.
- Thông số kỹ thuật yêu cầu:
+ Unguồn = 380V, 3 pha, 50Hz.
+ Công suất đầu ra Pout = 30kW.
+ Dịng định mức In = 56,2A.
- Tính chọn contactor:
+ UđmContactor ≥ Unguồn
+ IđmContactor ≥ In
 Chọn contactor theo catalog:
 Mã sản phẩm: MC – 65a (65AF).
 UđmContactor = 690V, 3 pha, 50Hz.
 Cơng suất, dịng điện hoạt động ở điện áp 380/440V:
+ P = 30kW
+ IđmContactor = 65A
 Số lần đóng ngắt tối đa: 1800 lần/giờ.

11


Catalog Contactor LS

12

 Relay nhiệt bảo vệ quá tải cho động cơ và mạch điện, thường sử dụng chung
với contactor.
- Thông số kỹ thuật yêu cầu:
+ Unguồn = 380V, 3 pha.
+ Dòng định mức In = 56,2A.
 Chọn relay nhiệt theo catalog:
 Mã sản phẩm: MT – 63.
 UđmRN = 690V.
 Dòng điện tác động (Trip Class): 10A.
 Dòng thiết lập để cắt dòng điện: 4 ~ 65A.

Catalog Thermal Overload Relay LS

13


4. Dây cáp điện
- Nhiệm vụ: truyền tải điện năng, dịng điện đến thiết bị điện.
- Thơng số kỹ thuật yêu cầu:
+ Dòng điện mức In = 56,2A.
+ Loại dây cáp lắp đặt trên không.
 Chọn dây cáp theo catalog:
 Mã sản phẩm: Cáp điện Cadivi CVV-10mm2, 1 lõi 3 cáp cùng mặt phẳng
và cách khoảng.
 Tiết diện dây: 10mm2.
 Dịng điện định mức: 70A.
 Nhiệt độ mơi trường: 30℃.
 Nhiệt độ ruột dẫn tối đa khi tải ở dòng điện định mức: 70℃.

14

Catalog dây cáp điện Cadivi

15


II.

Mạch điều khiển
1. Cầu chì, MCB, nút nhấn
1.1. Cầu chì
- Nhiệm vụ: cách ly, bảo vệ quá tải, ngắn mạch. Thanh chì nóng chảy và ngắt
nguồn điện ngay khi xảy ra sự cố.
- Thông số kỹ thuật yêu cầu:
+ U = 380V, 3 pha.
+ Dòng danh định In > InĐC.
- Tính chọn cầu chì theo dịng tải:
+ UđmCC > Unguồn
+ Dịng cầu chì In = 1,3×InĐC = 1,3×56,2 = 73.06A
 Chọn cầu chì theo catalog:
 Mã sản phẩm: DF223C
 U = 400V, 3 pha.
 Dòng điện định mức In = 125A.
 Dòng điện ngắn mạch: 20kA.

16


Catalog Fuse Schneider

1.2.

MCB

- Nhiệm vụ: đóng cắt điện khi gặp sự cố quá tải, ngắn mạch. Bảo vệ an toàn cho
người và thiết bị điện.
- Thông số kỹ thuật yêu cầu:
+ U = 380V, 3 pha, 50Hz.
- Tính chọn MCB:
+ Dịng q tải động cơ: Iqt = 1,1×In = 1,1×56,2 = 61,2A
+ Dịng ngắn mạch động cơ: Inm = 6×In = 6×56,2 = 337,2A

17


 Chọn MCB theo catalog:
 Mã sản phẩm: BKH
 Điện áp hoạt động U = 230 ~ 400VAC, 50Hz
 Dòng điện định mức In = 63 ~ 125A
 Dòng cắt ngắn mạch: 10Ka

Catalog MCB LS

18


Catalog MCB LS

1.3. Nút nhấn
- Nhiệm vụ: dùng để điều khiển, (dịng điện nhỏ hơn 2A).

- Thơng số kỹ thuật yêu cầu: nút nhấn (ấn nhả) và nút khẩn cấp (tự giữ).
- Chọn nút nhấn theo catalog:
+ Mã sản phẩm: XA2EA31 (nút nhấn), XA2ES442 (nút khẩn cấp).
+ Màu: Green (nút nhấn), red (nút khẩn cấp).

19


Nút nhấn

Nút dừng khẩn cấp

20


2. Thuyết minh
 Trình tự khởi động máy: Khởi động lần lượt từng động cơ theo thứ tự 1,2,3.
Bắt đầu đóng CB cấp điện cho mạch, sau đó ấn nút ON1 đèn nút ON1 sáng có
dịng điện chạy qua cuộn dây contactor K1 động cơ 1 bắt đầu chạy; sau khi
tiếp điểm thường hở của K1 đóng thì có dịng điện cung cấp cho nút ON2 tiếp
tục ấn nút ON2 đèn nút ON2 sáng cuộn dây contactor K2 có dịng điện thì
động cơ 2 chạy; tiếp điểm thường hở K2 đóng có dịng điện cung cấp cho nút
ON3 tiếp tục ấn nút ON3 đèn nút ON3 sáng cấp điện cho cuộn dây contactor
K3 thì động cơ 3 chạy; hồn thành quá trình khởi động mạch điều khiển tuần
tự 3 động cơ.
 Trình tự dừng máy: Để dừng hệ thống thì cũng phải dừng lần lượt theo thứ tự
từng động cơ, bắt đầu từ động cơ 1 rồi đến 2 và 3. Bắt đầu ấn nút OFF1 đèn
nút OFF1 sáng ngưng cấp điện cho cuộn dây K1 động cơ 1 dừng; sau khi cuộn
dây K1 mất điện các tiếp điểm thường hở K1 ngắt điện tiếp tục ấn nút OFF2
đèn nút OFF2 sáng cuộn dây K2 ngắt điện động cơ 2 dừng; các tiếp điểm

thường hở K2 ngắt điện tiếp tục ấn nút OFF3 đèn nút OFF3 sáng cuộn dây K3
ngắt điện động cơ 3 dừng, hồn thành q trình dừng mạch điều khiển tuần tự
3 động cơ. Trường hợp ấn nút Stop để dừng cùng lúc 3 động cơ trong trường
hợp hệ thống gặp sự cố về điện.

21


III.

Mạch bảo vệ

 Khi có dịng điện tăng nhanh đột ngột làm phát sinh ra nhiệt độ lớn sẽ làm cho
relay nhiệt hoạt động cắt tiếp điểm và ngắt nguồn điện để bảo vệ động cơ và
mạch điện.
 Trong trường hợp các dây pha chập nhau hoặc chập dây trung tính dẫn đến
hiện tượng ngắn mạch làm cho tổng trở của mạch giảm gần về 0, lúc này dòng
điện sẽ tăng rất nhanh, phát nóng. Trường hợp này cầu chì sẽ nóng lên làm đứt
mạch điện bảo vệ động cơ và mạch điện.
 Khi dòng điện quá tải hoặc ngắn mạch q lớn khiến cho relay nhiệt hay cầu
chì khơng thể cắt được mạch điện thì MCCB hoặc MCB sẽ làm nhiệm vụ cắt
nguồn điện khỏi mạch để bảo vệ.

IV.

Mạch khóa chéo
Các tiếp điểm thường hở của contactor sẽ có nhiệm vụ khóa để giữ cho các

contactor khơng thể hoạt động cùng lúc hay các động cơ buộc phải khởi động
theo thứ tự trong sơ đồ khởi động tuần tự các động cơ. Trong trường hợp dừng

các động cơ các tiếp điểm thường hở sẽ có vai trị giữ cho các động cơ tiếp tục
chạy khi một động cơ dừng theo trình tự.

22


V.

Mạch động lực và mạch điều khiển

1. Mạch động lực

23


2. Mạch điều khiển

24


TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Bài giảng “Truyền động điện” – Ts. Lê Quang Đức.
[2] Bài giảng “Khí cụ điện trong công nghiệp” – Ts. Lê Quang Đức.
[3] />[4]
[5] />
25