Giáo trình Trang bị điện – điện tử trong máy công nghiệp (Ngành CN Kỹ thuật ĐiệnĐiện tử – Trình độ Cao đẳng)

BỘ CƠNG THƯƠNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG VINATEX TP.HCM

GIÁO TRÌNH
MƠN HỌC: TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ TRONG
MÁY CÔNG NGHIỆP
NGÀNH: CN KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
Ban hành kèm theo Quyết định số:
/QĐ-... ngày …tháng....
năm…...........……… của …………………………………..

TP.HCM, năm 2020


TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể được
phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham
khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh
thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.


LỜI GIỚI THIỆU
Giáo trình giảng dạy có ý nghĩa thiết thực cho hoạt động giảng dạy và học tập của sinh
viên hệ cao đẳng ngành CNKT điện - điện tử.
- Giáo trính giảng dạy Trang bị điện – điện tử trong máy cơng nghiệp phù hợp chương
trình mơn học, đáp ứng chất lượng đào tạo, phù hợp với trình độ sinh viên.

Xin cám ơn tất cả giáo viên khoa cơ điện đã góp ý và giúp tơi hồn thiện giáo
trình này.

TP.HCM, ngày……tháng……năm 2019
Tham gia biên soạn
1. Ths. Lữ Thái Hòa
2. Ths. Trần Thị Tuyết Nhung


MỤC LỤC
Trang
Lời giới thiệu
Chương I. Điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha
1. Bài 1: Mạch khởi động trực tiếp ĐCKĐB 3 pha rotor lồng sóc
2. Bài 2: Mạch khởi động gián tiếp ĐCKĐB 3 pha rotor lồng sóc
3. Bài 3: Mạch đảo chiều quay ĐCKĐB 3 pha rotor lồng sóc
4. Bài 4: Mạnh hãm ĐCKĐB 3 pha rotor lồng sóc
Chương II: Điều khiển hệ thống máy phát động cơ F-D
A. Giới thiệu thiết bị thực hành
I. Thiết bị thực hành
II. Đấu nối thiết bị
B. Các bài tập thực hành
Bài 1. Khảo sát đặc tính hệ thống máy phát động cơ F-D khi khơng có
phản hồi
Bài 2. Khảo sát đặc tính hệ thống máy phát động cơ F-D khi có phản
hồi âm áp, dương dịng
Bài 3. Khảo sát đặc tính hệ thống máy phát động cơ F-D khi có phản
hồi tốc độ
Chương III. Điều khiển động cơ 3 pha rotor lồng sóc bằng khởi động mềm
A. Giới thiệu thiết bị thực hành
I. Thiết bị thực hành
II. Đấu nối thiết bị
B. Các bài tập thực hành

Bài 1. Khởi động trực tiếp động cơ không đồng bộ 3 pha
Bài 2. Khởi động động cơ không đồng bộ 3 pha bằng khởi động mềm
Chương III. Điều khiển động cơ Servo AC 3 pha
A. Giới thiệu thiết bị thực hành
I. Khái quát các phương pháp điều khiển vị trí
II. Thuật tốn điều khiển vị trí
B. Các bài tập thực hành
Bài 1. Điều khiển tốc độ động cơ bằng tín hiệu tương tự
Bài 2. Điều khiển tốc độ động cơ bằng các thông số đặt tốc độ
Bài 3. Điều khiển vị trí
Chương V. Điều khiển động cơ bằng biến tần
A. Giới thiệu thiết bị thực hành
1. Giới thiệu về biến tần
II. Khảo sát mô hình thí nghiệm biến tần SIEMENS MM440
B. Các bài tập thực hành
Bài 1. Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng Keypad biến tần

1
2
7
31
39
47
48
48
50
51
51
52
53

54
55
55
60
62
62
64
66
67
67
71
79
79
80
81
85
86
86
87
96
96


Bài 2. Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng biến tần sử dụng biến trở
Bài 3. Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng biến tần kết hợp PLC
Tài liệu tham khảo

98
100
104

GIÁO TRÌNH MƠN HỌC
Tên mơn học: TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ TRONG MÁY CƠNG NGHIỆP
Mã mơn học: MH18
Thời gian thực hiện môn học: 45 giờ; (Lý thuyết: 15 giờ; Thực hành, thí nghiệm,
thảo luận, bài tập: 28 giờ; Kiểm tra: 02 giờ)
I. Vị trí, tính chất của mơn học:
- Vị trí: Mơn học này học sau các mơn học Thực tập vi mạch điều khiển; Điện tử
căn bản; Điện tử cơng suất.
- Tính chất: Là mơn học chun mơn, thuộc các mơn học bắt buộc trong chương
trình đào tạo.
II. Mục tiêu mơn học:
- Về kiến thức:
+ Trình bày được cấu tạo, nguyên lý làm việc và các đặc tính của động cơ
khơng đồng bộ.
+ Phân tích được các chế độ khởi động, đảo chiều, hãm của động cơ không
đồng bộ.
+ Ứng dụng được các thiết bị mới trong khởi động và điều chỉnh tốc độ động
cơ.
- Về kỹ năng:
+ Thiết kế và lắp đặt được các mạch điện điều khiển động cơ và vận dụng để
sửa chữa các máy móc trong thực tế.
- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
+ Nhận thức được ý nghĩa, giá trị khoa học của mơn học.
+ Rèn được tính cẩn thận, phương pháp học tư duy, phát huy tính tích cực, chủ
động và sáng tạo trong học tập.
III. Nội dung môn học:
1. Nội dung tổng quát và phân bổ thời gian:
Thời gian (giờ)

Số
Tên chương, mục
Kiểm
Tổng
Lý
Thực hành,
TT
tra
số
thuyết
thí nghiệm
thảo luận, bài
tập
Phần A: Điều khiển động cơ không
đồng bộ 3 pha
1. Đại cương về ĐCKĐB 3 pha
1
1
4
2. Khởi động động cơ không đồng
5
1
1 bộ 3 pha rotor lồng sóc
3
3. Đổi chiều quay động cơ khơng
4
1
đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc
3
1

4. Hãm động cơ khơng đồng bộ 3
5
1
pha rotor lồng sóc
Phần B: Điều khiển hệ thống máy
5
2
3
2
phát động cơ F-D


Phần C: Điều khiển khởi động, vận
5
1
4
3 hành động cơ 3 pha rơto lồng sóc
bằng khởi động mềm
5
1
4
Phần D: Điều khiển động cơ servo
4
AC 3 pha
1
15
7
7
Phần E: Điều khiển động cơ bằng
5

biến tần
Tổng cộng
45
15
28
2
2. Nội dung chi tiết:
Phần A: Điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha
Thời
gian: 15 giờ
1. Mục tiêu bài:
- Trình bày được quá trình khởi động, hãm, thay đổi tốc độ và đổi chiều quay
động cơ không đồng bộ.
- Lắp và vận hành được các mạch điều khiển động cơ khơng đồng bộ.
- Rèn được tính cẩn thận, phương pháp học tư duy, phát huy tính tích cực, chủ
động và sáng tạo trong học tập.
2. Nội dung bài:
2.1. Đại cương về ĐCKĐB 3 pha
Thời
gian: 01 giờ
2.2. Khởi động động cơ không đồng bộ 3 pha rôto lồng sóc
Thời
gian: 05 giờ
Thời
2.3. Đổi chiều quay động cơ khơng đồng bộ rơto lồng sóc
gian: 04 giờ
Thời
2.4. Hãm động cơ khơng đồng bộ rơto lồng sóc
gian: 04 giờ
Kiểm tra

Thời
gian: 01 giờ
Phần B: Điều khiển hệ thống máy phát động cơ F-D
Thời
gian: 05 giờ
1. Mục tiêu bài:
- Khảo sát đặc tính hệ thống máy phát động cơ F-Đ trong chế độ động cơ,
không phản hồi; phản hồi âm điện áp, dương dòng; phản hồi tốc độ.
- Lắp và vận hành được mạch hệ thống máy phát động cơ F-Đ.
- Rèn được tính cẩn thận, phương pháp học tư duy, phát huy tính tích cực, chủ
động và sáng tạo trong học tập.
2. Nội dung bài:
2.1. Khảo sát và lắp mạch hệ thống máy phát động cơ F-Đ trong chế độ động
cơ, không phản hồi.
Thời gian: 02 giờ
2.2. Khảo sát và lắp mạch hệ thống máy phát động cơ F-Đ trong chế độ động cơ
phản hồi âm điện áp, dương dòng.
Thời gian: 1,5 giờ
?


2.3. Khảo sát và lắp mạch hệ thống máy phát động cơ F-Đ trong chế độ động cơ
phản hồi tốc độ.
Thời gian: 1,5 giờ
Phần C: Điều khiển khởi động, vận hành động cơ 3 pha rơto lồng sóc bằng
khởi động mềm
Thời gian: 05 giờ
1. Mục tiêu bài:
- Trình bày được nguyên lý hoạt động các khí cụ điện sử dụng trong bài thực
hành.

- Lắp và vận hành được động cơ 3 pha rotor lồng sóc bằng khởi động mềm.
- Rèn được tính cẩn thận, phương pháp học tư duy, phát huy tính tích cực, chủ
động và sáng tạo trong học tập.
2. Nội dung bài:
2.1. Giới thiệu các khí cụ điện.
Thời
gian: 1 giờ
2.2. Điều khiển khởi động, vận hành động cơ 3 pha rotor lồng sóc bằng khởi
động mềm.
Thời gian: 04 giờ
Phần D: Điều khiển động cơ servo AC 3 pha
Thời
gian: 05 giờ
1. Mục tiêu bài:
- Trình bày được các phương pháp điều khiển vị trí và thuật tốn điều khiển vị
trí động cơ servo.
- Lắp và vận hành được mạch điều khiển động cơ servo AC 3 pha.
- Rèn được tính cẩn thận, phương pháp học tư duy, phát huy tính tích cực, chủ
động và sáng tạo trong học tập.
2. Nội dung bài:
2.1. Điều khiển tốc độ động cơ bằng tín hiệu tương tự
Thời
gian: 1,5 giờ
2.2. Điều khiển tốc độ động cơ bằng các thông số đặt tốc độ
Thời
gian: 1,5 giờ
2.3. Điều khiển vị trí
Thời
gian: 02 giờ
Phần E: Điều khiển động cơ bằng biến tần

Thời
gian: 15 giờ
1. Mục tiêu bài:
- Trình bày được mạch điều khiển được động cơ bằng biến tần sử dụng các
phương pháp keypad, biến trở, kết hợp PLC.
- Lắp và vận hành được mạch điều khiển động cơ bằng biến tần sử dụng các
phương pháp keypad, biến trở, kết hợp PLC.
- Rèn được tính cẩn thận, phương pháp học tư duy, phát huy tính tích cực, chủ
động và sáng tạo trong học tập.
?


2. Nội dung bài:
2.1. Điều chỉnh tốc độ sử dụng keypad biến tần
Thời
gian: 05 giờ
2.2. Điều chỉnh tốc độ sử dụng biến trở
Thời
gian: 05 giờ
2.3. Điều chỉnh tốc độ tự động kết hợp biến tần với PLC
Thời
gian: 04 giờ
Kiểm tra
Thời
gian: 01 giờ
IV. Điều kiện thực hiện mơn học:
1. Phịng học chun mơn hóa/nhà xưởng: Xưởng thực tập điện.
2. Trang thiết bị máy móc: Máy tính, màn hình LCD, Mơ hình thực hành môn
học, bảng phấn.
3. Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Tài liệu hướng dẫn mơn học, giáo trình

mơn học, tài liệu tham khảo.
4. Các điều kiện khác: Không.
V. Nội dung và phương pháp, đánh giá:
1. Nội dung đánh giá:
- Cấu tạo, nguyên lý làm việc và các đặc tính của động cơ khơng đồng bộ.
- Các chế độ khởi động, đảo chiều, hãm và thay đổi tốc độ của động cơ không
đồng bộ.
- Điều khiển động cơ bằng biến tần.
- Điều khiển hệ thống máy phát động cơ F-D.
- Điều khiển khởi động, vận hành động cơ 3 pha rơto lồng sóc bằng khởi động
mềm.
- Điều khiển động cơ servo AC 3 pha.

- Thiết kế và lắp đặt các mạch điện điều khiển động cơ.
- Chấp hành nội quy, quy chế của nhà trường.
- Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập.
- Chuẩn bị đầy đủ nội dung tự học, tự nghiên cứu.
- Tham gia đầy đủ thời lượng của mơn học, tích cực trong giờ học.
2. Phương pháp đánh giá:
- Điểm kiểm tra thường xuyên gồm: Kiểm tra vấn đáp, kiểm tra viết với thời gian
làm bài bằng hoặc dưới 30 phút, kiểm tra một số nội dung thực hành, thực tập, tự
nghiên cứu, chấm điểm bài tập.
- Điểm kiểm tra định kỳ: Kiểm tra viết từ 45 phút đến 60 phút, chấm điểm bài tập
lớn, tiểu luận, làm bài thực hành, thực tập.
- Điểm trung bình kiểm tra = (Điểm trung bình kiểm tra thường xuyên x hệ số 1
+ Điểm trung bình kiểm tra định kỳ x hệ số 2)/3.
- Điểm môn học = Điểm trung bình kiểm tra x 0.4 + Điểm thi kết thúc mơn học x
0.6.
- Hình thức, thời gian kiểm tra mơn học: Thi thực hành (Thời gian: 45÷60 phút).
VI. Hướng dẫn thực hiện môn học:

1. Phạm vi áp dụng mơn học: Chương trình mơn học được sử dụng để giảng dạy
trình độ cao đẳng.
2. Hướng dẫn một số điểm chính về phương pháp giảng dạy môn học:
- Đối với giảng viên:
+ Trước khi giảng dạy, giảng viên cần chuẩn bị đầy đủ điều kiện giảng dạy lý
thuyết và thiết bị thực hành, hồ sơ bài giảng, phương tiện hỗ trợ, chú trọng sử
dụng các phương pháp tích cực hóa người học.
+ Hướng dẫn sinh viên phương pháp học tập, tự học, tự nghiên cứu, tự rèn
luyện tay nghề.
- Đối với sinh viên:
+ Tham dự ít nhất 70% thời gian học lý thuyết và đầy đủ các bài học tích hợp,
bài học thực hành, thực tập và các yêu cầu của môn học được quy định trong
chương trình mơn học.
+ Chuẩn bị nội dung thảo luận nhóm, nội dung tự học tự nghiên cứu khi tới
lớp
+ Xây dựng kế hoạch tự học, tự nghiên cứu cho cá nhân.
3. Những trọng tâm cần chú ý:
- Cấu tạo, nguyên lý hoạt động động cơ không đồng bộ, động cơ servo AC.
- Các kỹ thuật điều khiển động cơ bằng mạch điện, mạch điện tử.
4. Tài liệu tham khảo:
[1]. Đề cương bài giảng Trang bị điện - điện tử trong máy công nghiệp, Trường
CĐ Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex TPHCM, 2014
[2]. PGS.TS. Đặng Thiện Ngơn, Giáo trình Trang bị điện - điện tử trong máy
công nghiệp dùng chung, NXB Đại học quốc gia Tp.HCM, 2013.
[3]. TS. Nguyễn Tấn Phước – Nguyễn Phước Tường Vân, Giáo trình trang bị
điện – điện tử trong công nghiệp, NXB Hồng Đức, 2012.
[4]. Nhóm biên soạn, Giáo trình thực hành trang bị điện theo phương pháp
môđun, Nhà xuất bản xây dựng.

[5]. Th.S Lê Minh Phong, Giáo trình thực hành trang bị điện, Trường Cao đẳng
Viễn Đông TP.HCM.
[6]. Siemens, MicroMaster 440 Operating Instructions, Issue 10/06
[7]. Siemens, MicroMaster 440 Parameter List, Issue B1
[8]. Siemens, MicroMaster Application Handbook, Issue A1
[9]. Siemens, InverterMicroMaster 440, AG 2007
[10]. Siemens, Quick Start Guide Five steps to easy startup for your
MicroMaster 440 drive , Issue 08/03
[11]. Siemens, PLC Logo, Edition 02/2005
[12]. Siemens, Logo!Soft Comfort User Documentation, Version 1.0, AG 1999.
[13]. Siemens, Logo Manual, Edition 06/2003.
[14]. Tài liệu hướng dẫn thực hành các mơ hình của VIELINA.HCM.
?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?



Chương I. Điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha

CHƯƠNG I
ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ
KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA

1


Chương I. Điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha

2

Bài 1. MẠCH KHỞI ĐỘNG TRỰC TIẾP ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ
3 PHA ROTOR LỒNG SÓC
I. KHỞI ĐỘNG TRỰC TIẾP BẰNG CB
Khi đóng cắt động cơ xoay chiều 3 pha cơng suất nhỏ thì việc sử dụng CB hoặc cầu
dao sẽ làm cho mạch điện đơn giản, giảm cho phí công lắp đặt và đặc biệt là làm giảm

giá thành.
1. Sơ đồ mạch điện

2. Mô tả trang bị điện
- L1-L2-L3: Nguồn điện 3 pha → cấp điện cho mạch động lực.
- CB: CB 3 pha mạch động lực → bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho động cơ.
- CC: cầu chì mạch động lực → bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho động cơ.
- M: Động cơ không đồng bộ 3 pha (ĐCKĐB3P) rotor lồng sóc → đối tượng được
điều khiển.
- Để bảo vệ cho người và thiết bị thì vỏ động cơ, tủ lắp đặt thiết bị điều khiển phải
được nối với hệ thống nối đất thông qua dây tiếp đất PE.
3. Nguyên lý hoạt động
- Đóng CB thì động cơ quay.
- Khi ngắt CB thì động cơ ngừng.
4. Lắp mạch và vận hành
Bước 1: Tìm hiểu cấu tạo thực tế và các thông số kỹ thuật cơ bản của thiết bị như:
 Điện áp và dòng điện định mức.
 Tính trạng hoạt động của thiết bị (tốt hay hỏng) …


Chương I. Điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha

3

Bước 2: Lắp mạch → kiểm tra nguội
Bước 3: Cho mạch hoạt động như sau:
 Đóng CB 3 pha cho động cơ chạy.
 Ngắt CB 3 pha để dừng động cơ.
5. Đo đạc và lấy số liệu
Lần 2

Lần 3
Lần 1
I khởi động
I làm việc
6. Đánh giá số liệu và nhận xét
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
7. Trả lời câu hỏi
Câu 1: Mạch khởi động trực tiếp bằng CB thường được dùng cho động cơ nào?
công suất như thế nào?
Câu 2: Trình bày các dạng bảo vệ của mạch điện?
II. KHỞI ĐỘNG TRỰC TIẾP BẰNG KHỞI ĐỘNG TỪ
Đối với động cơ xoay chiều ba pha công suất lớn thì việc đóng cắt trực tiếp sử dụng
CB hoặc cầu dao như mạch điện trên có nhiều hạn chế như:
- Tần số đóng cắt thấp
- Vận hành nặng nề, tốn sức lao động, năng suất thấp.
- Khả năng bảo vệ an toàn cho người và động cơ khi có sự cố rất thấp
- Khó tự động hóa quá trình vận hành động cơ.
Vì vậy phương pháp mở máy động cơ xoay chiều ba pha bằng khởi động từ sẽ khắc
phục được nhược điểm trên.
1. Sơ đồ mạch điện
1.1. Mạch động lực


Chương I. Điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha

1.2. Mạch điều khiển

2. Mô tả trang bị điện
2.1. Mạch động lực

4


Chương I. Điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha

5

- L1-L2-L3: Nguồn điện 3 pha → cấp điện cho mạch động lực.
- BL: CB 3 pha mạch động lực → bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho động cơ.
- CCL: cầu chì mạch động lực → bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho động cơ.
- K: tiếp điểm chính của contactor.
- RN: thanh lưỡng kim rơle nhiệt → bảo vệ quá tải cho động cơ.
- M: ĐCKĐB3P rotor lồng sóc → đối tượng được điều khiển.
- Để bảo vệ cho người và thiết bị thì vỏ động cơ, tủ lắp đặt thiết bị điều khiển
phải được nối với hệ thống nối đất thông qua dây tiếp đất PE.
2.2. Mạch điều khiển
- CBK: CB mạch điều khiển → bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho mạch điều
khiển.
- CCK: cầu chì mạch điều khiển → bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho mạch điều
khiển.
- RS: nút nhấn dừng khẩn cấp.
- RN: tiếp điểm của rơle nhiệt.
- OFF: nút nhấn dừng động cơ.
- ON: nút nhấn mở động cơ.
- K: cuộn dây contactor và các tiếp điểm phụ của contactor.
- H1: đèn báo động cơ bị quá tải.

- H2: đèn báo mạch điện bị sự cố.
- H3: đèn báo có nguồn vào → mạch điện sẵn sàng làm việc.
3. Nguyên lý hoạt động
- Khi chưa đóng CBK và CBL thì động cơ chưa hoạt động, vì mạch chưa được cung
cấp điện. Các đèn chưa sáng.
- Khi đóng CBK và CBL thì đèn H3 sáng báo có nguồn điện vào mạch điều khiển.
- Muốn động cơ hoạt động, ta nhấn nút ON ngay lập tức cuộn dây K có điện. Khi đó
các tiếp điểm chính K đóng lại động cơ hoạt động và đồng thời đóng ln tiếp điểm
phụ K (song song với nút nhấn ON) để duy trì dịng điện ln cung cấp cho cuộn
dây.
- Muốn dừng động cơ ta nhấn OFF ngay lập tức cuộn dây K mất điện các tiếp điểm
chính mở ra động cơ ngừng hoạt động, đồng thời tiếp điểm phụ (tiếp điểm duy trì –
tiếp điểm song song với nút ON) cũng mở ra ngắt dòng điện đi vào cuộn dây
contactor.
- Nếu động cơ đang hoạt động mà bị quá tải thì tiếp điểm phụ của rơle nhiệt RN tác
động ngắt dòng điện đi vào contactor làm cho động cơ ngừng hoạt động, đồng thời
đèn H1 sáng báo hiệu sự cố quá tải.
- Khi có sự cố cần dừng khẩn thì ta nhấn nút RS, mạch điện ngắt điện vào contactor
làm cho động cơ ngừng hoạt động, đồng thời đèn H2 sáng báo hiệu sự cố dừng khẩn
cấp.
4. Lắp mạch và vận hành


Chương I. Điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha

6

Bước 1: Tìm hiểu cấu tạo thực tế và các thông số kỹ thuật cơ bản của thiết bị như:
 Điện áp và dịng điện định mức.
 Tính trạng hoạt động của thiết bị (tốt hay hỏng).

Bước 2: Lắp mạch điều khiển → kiểm tra nguội → cho hoạt động thử.
Bước 3: Lắp mạch động lực → kiểm tra nguội.
Bước 4: Cho mạch hoạt động như sau:
 Đóng CB 1 pha (CBK).
 Đóng CB 3 pha (CBL).
 Ấn nút ON cho động cơ chạy.
 Ấn nút OFF để động cơ dừng.
 Cắt CB 3 pha (CBL).
 Cắt CB 1 pha (CBK).
5. Đo đạc và lấy số liệu
Lần 2
Lần 3
Lần 1
I khởi động
I làm việc
6. Đánh giá số liệu và nhận xét
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
7. Trả lời câu hỏi
Câu 1. Khi nào sử dụng mạch khởi động trực tiếp bằng khởi động từ ?
Câu 2. So sánh ưu điểm và nhược điểm của mạch khởi động trực tiếp bằng CB và
mạch khởi động trực tiếp bằng khởi động từ ?


Chương I. Điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha

7

Bài 2: MẠCH KHỞI ĐỘNG GIÁN TIẾP ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3
PHA ROTOR LỒNG SÓC
I. MẠCH KHỞI ĐỘNG GIÁN TIẾP QUA MÁY BIẾN ÁP TỰ NGẪU
I-1. Mạch khởi động gián tiếp qua máy biến áp tự ngẫu sử dụng nút nhấn
Ta biết rằng khi mở máy động cơ rotor lồng sóc, dịng điện mở máy tăng lên 4
đến 7 lần so với dòng định mức. Hiện tượng này làm giảm đáng kể điện áp nguồn và
gây ảnh hưởng tới các thiết bị điện trong cùng tuyến với động cơ. Đặc biệt là khi mở
máy các động cơ công suất lớn, tải nặng nề thì ảnh hưởng này càng rõ rệt thậm chí có
thể làm tắt bóng đèn huỳnh quang hoặc làm máy điều nhiệt độ ngừng hoạt động …
Đối với động cơ công suất lớn cỡ hàng chục kW, để làm giảm những ảnh hưởng
này ta có thể đấu nối tiếp cuộn dây stator động cơ với biến áp tự ngẫu nhằm làm giảm
điện áp đặt vào cuộn dây stator khi động cơ mở máy và do vậy sẽ làm giảm được dòng
điện mở máy. Sau khi kết thức quá trình mở máy, biến áp tự ngẫu được nối tắt để động
cơ làm việc ở chế độ định mức.
Ở đây ta sử dụng bộ nút nhấn kép để thực hiện chuyển đổi quá trình mở máy
bằng máy biến áp tự ngẫu sang chế độ làm việc, việc chuyển đổi thực hiện bằng tay.
1. Sơ đồ mạch điện
1.1. Mạch động lực


Chương I. Điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha

8

1.2. Mạch điều khiển

2. Mô tả trang bị điện
2.1. Mạch động lực
- L1-L2-L3: Nguồn điện 3 pha → cấp điện cho mạch động lực.

- CBL: CB 3 pha mạch động lực → bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho động cơ.
- CCL: cầu chì mạch động lực → bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho động cơ.
- K1: tiếp điểm chính của contactor 1 → mở máy qua máy biến áp tự ngẫu
- K2: tiếp điểm chính của contactor 2 → nối trực tiếp với lưới điện (không thông
qua máy biến áp tự ngẫu)
- T: máy biến áp tự ngẫu
- RN: thanh lưỡng kim rơle nhiệt → bảo vệ quá tải cho động cơ
- M: ĐCKĐB3P rotor lồng sóc → đối tượng được điều khiển
- Để bảo vệ cho người và thiết bị thì vỏ động cơ, tủ lắp đặt thiết bị điều khiển
phải được nối với hệ thống nối đất thông qua dây tiếp đất PE.
2.2. Mạch điều khiển
- L-N: Nguồn điện 1 pha → cấp điện cho mạch điều khiển.
- CBK: CB mạch điều khiển → bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho mạch điều
khiển.
- CCK: cầu chì mạch điều khiển → bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho mạch điều
khiển.
- RS: nút nhấn dừng khẩn cấp.
- RN: tiếp điểm của rơle nhiệt.
- OFF: nút nhấn dừng động cơ.


Chương I. Điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha

9

- ON1 - OFF1: nút nhấn kép mở máy qua máy biến áp tự ngẫu.
- ON2 - OFF2: nút nhấn kép nối trực tiếp với lưới điện (không thông qua máy
biến áp tự ngẫu).
- K1: cuộn dây contactor 1 và các tiếp điểm phụ của contactor 1.
- K2: cuộn dây contactor 2 và các tiếp điểm phụ của contactor 2.

- H1: đèn báo động cơ bị quá tải.
- H2: đèn báo mạch điện bị sự cố.
- H3: đèn báo có nguồn vào → mạch điện sẵn sàng làm việc.
3. Nguyên lý hoạt động
- Khi chưa đóng CBK và CBL thì động cơ chưa hoạt động, vì mạch chưa được cung
cấp điện. Các đèn chưa sáng.
- Khi đóng CBK và CBL thì đèn H3 sáng báo có nguồn điện vào mạch điều khiển.
- Ban đầu để động cơ mở máy qua máy biến áp tự ngẫu, ta nhấn nút ON1 ngay lập
tức cuộn dây K1 có điện (lúc này OFF1 mở ra để đảm bảo K2 không được cung cấp
điện). Khi đó các tiếp điểm chính K1 đóng lại động cơ mở máy qua máy biến áp tự
ngẫu và đồng thời đóng ln tiếp điểm phụ K1 (song song với nút nhấn ON1) để
duy trì dịng điện ln cung cấp cho cuộn dây K1 và mở tiếp điểm phụ K1 thường
đóng để khóa chéo cuộn dây K2 ln ln khơng có điện.
- Sau khi mở máy xong thì nối tắt máy biến áp tự ngẫu bằng cách nhấn nút ON2
ngay lập tức cuộn dây K2 có điện (lúc này OFF2 mở ra để đảm bảo K1 không được
cung cấp điện). Khi đó các tiếp điểm chính K2 đóng lại động cơ quay nghịch và
đồng thời đóng ln tiếp điểm phụ K2 (song song với nút nhấn ON2) để duy trì
dịng điện luôn cung cấp cho cuộn dây K2 và mở tiếp điểm phụ K2 thường đóng để
khóa chéo cuộn dây K1 ln ln khơng có điện.
- Muốn dừng động cơ ta nhấn OFF ngay lập tức cuộn dây K1, K2 mất điện các tiếp
điểm chính mở ra động cơ ngừng hoạt động, đồng thời tiếp điểm phụ (tiếp điểm duy
trì – tiếp điểm song song với nút ON1 và ON2) cũng mở ra ngắt dòng điện đi vào
cuộn dây K1, K2.
- Nếu động cơ đang hoạt động mà bị quá tải thì tiếp điểm phụ của rơle nhiệt RN tác
động ngắt dòng điện đi vào contactor làm cho động cơ ngừng hoạt động, đồng thời
đèn H1 sáng báo hiệu sự cố q tải.
- Khi có sự cố cần dừng khẩn thì ta nhấn nút RS, mạch điện ngắt điện vào contactor
làm cho động cơ ngừng hoạt động, đồng thời đèn H2 sáng báo hiệu sự cố dừng khẩn
cấp.
4. Lắp mạch và vận hành

Bước 1: Tìm hiểu cấu tạo thực tế và các thông số kỹ thuật cơ bản của thiết bị như:
 Điện áp và dịng điện định mức.
 Tính trạng hoạt động của thiết bị (tốt hay hỏng).
Bước 2: Lắp mạch điều khiển → kiểm tra nguội → cho hoạt động thử
Bước 3: Lắp mạch động lực → kiểm tra nguội


Chương I. Điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha

10

Bước 4: Cho mạch hoạt động như sau:
 Đóng CB 1 pha (CBK).
 Đóng CB 3 pha (CBL).
 Ấn nút nhấn kép (ON1 - OFF1) động cơ mở máy qua máy biến áp tự ngẫu →
Đợi vài giây để quá trình mở máy kết thúc → Ấn nút nhấn kép (ON2 – OFF2)
cho động cơ nối trực tiếp với lưới điện.
 Ấn nút OFF để động cơ dừng.
 Cắt CB 3 pha (CBL).
 Cắt CB 1 pha (CBK).
5. Đo đạc và lấy số liệu
Lần 2
Lần 3
Lần 1
I khởi động qua MBATN
I làm việc
6. Đánh giá số liệu và nhận xét
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
7. Trả lời câu hỏi
Câu 1: Vì sao phải thực hiện khởi động gián tiếp qua máy biến áp tự ngẫu?
Câu 2: Có nhận xét gì về dịng khởi động và dòng làm việc khi khởi động trực tiếp
và khởi động gián tiếp qua máy biến áp tự ngẫu?
I-2. Mạch khởi động gián tiếp qua máy biến áp tự ngẫu sử dụng rơle thời gian.
Để khắc phục việc chuyển đổi bằng tay sử dụng nút nhấn kép ta thay thế bằng rơle
thời gian thì việc chuyển đổi được thực hiện 1 cách tự động theo thời gian đặt sẵn.
1. Sơ đồ mạch điện
1.1. Mạch động lực


Chương I. Điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha

1.2. Mạch điều khiển

2. Mô tả trang bị điện
2.1. Mạch động lực
- L1-L2-L3: Nguồn điện 3 pha → cấp điện cho mạch động lực.

11


Chương I. Điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha

12

- CBL: CB 3 pha mạch động lực → bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho động cơ.
- CCL: cầu chì mạch động lực → bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho động cơ.

- K1: tiếp điểm chính của contactor 1 → mở máy qua máy biến áp tự ngẫu.
- K2: tiếp điểm chính của contactor 2 → nối trực tiếp với lưới điện (không thông
qua máy biến áp tự ngẫu).
- T: máy biến áp tự ngẫu.
- RN: thanh lưỡng kim rơle nhiệt → bảo vệ quá tải cho động cơ.
- M: ĐCKĐB3P rotor lồng sóc → đối tượng được điều khiển.
- Để bảo vệ cho người và thiết bị thì vỏ động cơ, tủ lắp đặt thiết bị điều khiển
phải được nối với hệ thống nối đất thông qua dây tiếp đất PE.
2.2. Mạch điều khiển
- L-N: Nguồn điện 1 pha → cấp điện cho mạch điều khiển.
- CBK: CB mạch điều khiển → bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho mạch điều
khiển.
- CCK: cầu chì mạch điều khiển → bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho mạch điều
khiển.
- RS: nút nhấn dừng khẩn cấp.
- RN: tiếp điểm của rơle nhiệt.
- OFF: nút nhấn dừng động cơ.
- ON: mở máy động cơ.
- K1: cuộn dây contactor 1 và các tiếp điểm phụ của contactor 1.
- K2: cuộn dây contactor 2 và các tiếp điểm phụ của contactor 2.
- T: rơle thời gian → định thời gian mở máy để chuyển sang trạng thái làm việc
bình thường.
- H1: đèn báo động cơ bị quá tải.
- H2: đèn báo mạch điện bị sự cố.
- H3: đèn báo có nguồn vào → mạch điện sẵn sàng làm việc.
3. Nguyên lý hoạt động
- Khi chưa đóng CBK và CBL thì động cơ chưa hoạt động, vì mạch chưa được cung
cấp điện. Các đèn chưa sáng.
- Đóng CBK và CBL thì đèn H3 sáng báo có nguồn điện vào mạch điều khiển.
- Để động cơ mở máy qua máy biến áp tự ngẫu, ta nhấn nút ON ngay lập tức cuộn

dây K1 và cuộn dây T có điện (rơle thời gian T bắt đầu đếm thời gian). Khi đó các
tiếp điểm chính K1 đóng lại động cơ mở máy qua máy biến áp tự ngẫu và tiếp điểm
thường hở không thời gian T đóng lại (song song với nút nhấn ON) để duy trì dịng
điện ln cung cấp cho cuộn dây K1 và mở tiếp điểm phụ K1 thường đóng để khóa
chéo cuộn dây K2 ln ln khơng có điện.
- Sau khoảng thời gian định trước (mở máy xong) thì tiếp điểm thường đóng có thời
gian T mở ra ngắt điện cuộn dây K1 khơng cho dịng điện chạy qua máy biến áp tự
ngẫu và đồng thời tiếp điểm thường hở có thời gian T đóng lại cấp điện cho cuộn


Chương I. Điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha

13

dây K2 làm động cơ được nối trực tiếp với lưới điện, đơng thời tiếp điểm phụ
thường đóng K2 mở ra khóa chéo cuộn dây K1 ln ln khơng có điện.
- Muốn dừng động cơ ta nhấn OFF ngay lập tức cuộn dây K1, K2 mất điện các tiếp
điểm chính mở ra động cơ ngừng hoạt động, đồng thời tiếp điểm của rơle thời gian
T (tiếp điểm duy trì – tiếp điểm song song với nút ON) cũng mở ra ngắt dòng điện
đi vào cuộn dây K1, K2.
- Nếu động cơ đang hoạt động mà bị quá tải thì tiếp điểm phụ của rơle nhiệt RN tác
động ngắt dòng điện đi vào contactor làm cho động cơ ngừng hoạt động, đồng thời
đèn H1 sáng báo hiệu sự cố quá tải.
- Khi có sự cố cần dừng khẩn thì ta nhấn nút RS, mạch điện ngắt điện vào contactor
làm cho động cơ ngừng hoạt động, đồng thời đèn H2 sáng báo hiệu sự cố dừng khẩn
cấp.
4. Lắp mạch và vận hành
Bước 1: Tìm hiểu cấu tạo thực tế và các thơng số kỹ thuật cơ bản của thiết bị như:
 Điện áp và dịng điện định mức.
 Tính trạng hoạt động của thiết bị (tốt hay hỏng).

Bước 2: Lắp mạch điều khiển → kiểm tra nguội → cho hoạt động thử.
Bước 3: Lắp mạch động lực → kiểm tra nguội.
Bước 4: Cho mạch hoạt động như sau:
 Đóng CB 1 pha (CBK).
 Đóng CB 3 pha (CBL).
 Ấn nút nhấn ON động cơ mở máy qua máy biến áp tự ngẫu → sau khoảng thời
gian định trước (khoảng vài giây) → tự động ngắt máy biến áp tự ngẫu ra và kết
nối động cơ với lưới điện.
 Ấn nút OFF để động cơ dừng.
 Cắt CB 3 pha (CBL).
 Cắt CB 1 pha (CBK).
5. Đo đạc và lấy số liệu
Lần 2
Lần 3
Lần 1
I khởi động qua MBATN
I làm việc
6. Đánh giá số liệu và nhận xét
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
7. Trả lời câu hỏi
Câu 1: So sánh mạch khởi động gián tiếp qua máy biến áp tự ngẫu khi sử dụng nút
nhấn và rơ le thời gian có những ưu, nhược điểm gì?


Chương I. Điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha

14

Câu 2: Thiết kế mạch động lực và điều khiển mạch mở máy động cơ 3 pha rotor dây
quấn qua 3 cấp điện trở.
II. MẠCH KHỞI ĐỘNG GIÁN TIẾP BẰNG ĐỔI NỐI SAO – TAM GIÁC
II-1. Mạch khởi động gián tiếp bằng đổi nối sao – tam giác sử dụng nút nhấn
Phương pháp mở máy qua cuộn kháng hoặc máy biến áp tự ngẫu có thể áp dụng
nhiều loại động cơ nhưng trang bị khá cơng kền vì cần phải bổ sung thiết bị cho mạch
động lực. Tuy nhiên đối với các động cơ hoạt động ở chế độ định mức mà có các cuộn
dây đấu hình tam giác thì có thể dùng phương pháp mở máy sao – tam giác để giảm
dòng khởi động. Để hiểu rõ ý nghĩa của phương pháp mở máy sao – tam giác, ta cần
phải quan tâm đến sơ đồ đấu động cơ hình sao (Hình 1.a) và sơ đồ đấu động cơ hình
tam giác (Hình 1.b).

Hình 1.a

Hình 1.b

- Khi mở máy các cuộn dây stator được đấu thành hình sao (Hình 1.a)
Gọi Udl là điện áp dây của lưới điện, Zf là trở kháng của 1 cuộn dây pha.
Khi đấu sao thì điện áp đặt trên mỗi cuộn dây pha của động cơ là

U dl
3

ta có dịng diện

dây khi nối hình sao tương ứng là:
IdY = IfY =

U dl

(1)

3.Zf

- Khi kết thúc quá trình mở máy, các cuộn dây stator được nối thành hình tam giác như
hình 1.b. Khi đó điện áp đặt trên mỗi cuộn dây pha của động cơ là Udl.
Dòng điện dây tương ứng là:
IdΔ = 3 IfΔ =

3.U dl
Zf

(2)

So sánh (1) và (2) ta có: IdY =

Id
3

Kết luận: Khi mở máy sao – tam giác điện áp trên mỗi cuộn dây pha giảm đi
khi đó dịng điện dây vào động cơ giảm đi 3 lần.

3 lần,