TÍNH TOÁN, LẮP ĐẶT MẠCH ĐIỀU KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ KĐB 3 PHA RÔ TO LỒNG SÓC CÔNG SUẤT 7,5KW BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỔI NỐI SAO – TAM GIÁC
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.22 MB, 54 trang )
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP BẮC NINH
KHOA: ĐIỆN- ĐIỆN TỬ
-----oOo-----
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TÍNH TỐN, LẮP ĐẶT MẠCH ĐIỀU
KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ KĐB 3 PHA RƠ
TO LỒNG SĨC CƠNG SUẤT 7,5KW
BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỔI NỐI SAO –
TAM GIÁC
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN :
SINH VIÊN THỰC HIỆN
DƯƠNG QUỲNH NGA
: NGÔ VĂN ĐƯỜNG;
PHẠM VĂN LƯƠNG;
NGUYỄN VĂN LAM;
NGƠ VĂN PHƯƠNG.
KHĨA
:
CĐ K11
NGÀNH : ĐIỆN CƠNG NGHIỆP
Bắc Ninh, năm 2023
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP BẮC NINH
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP BẮC NINH
KHOA: ĐIỆN- ĐIỆN TỬ
-----oOo-----
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TÍNH TỐN, LẮP ĐẶT MẠCH ĐIỀU
KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ KĐB 3 PHA RƠ
TO LỒNG SĨC CƠNG SUẤT 7,5KW
BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỔI NỐI SAO –
TAM GIÁC
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
SINH VIÊN THỰC HIỆN
:
:
DƯƠNG QUỲNH NGA
NGƠ VĂN ĐƯỜNG;
PHẠM VĂN LƯƠNG;
NGUYỄN VĂN LAM;
NGƠ VĂN PHƯƠNG.
2
2
KHĨA
:
CĐ K11
NGÀNH
:
ĐIỆN CÔNG NGHIỆP
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP BẮC NINH
Bắc Ninh, năm 2023
LỜI CẢM ƠN
Sau thời gian học tập và nghiên cứu cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy cơ,
bạn bè và nhà trường. Đồ án tốt nghiệp “ Tính tốn, lắp đặt mạch điện khởi động
động cơ KĐB 3 pha rơ to lồng sóc cơng suất 7,5kw bằng phương đổi nối sao –
tam giác.” đã được hoàn thành.
Bằng sự cố gắng nỗ lực của cả nhóm và đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình, chu đáo
của giáo viên hướng dẫn Dương Quỳnh Nga, nhóm em đã hồn thành đồ án
đúng thời hạn. Do thời gian làm đồ án có hạn và trình độ cịn nhiều hạn chế nên
khơng thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý
kiến của các thầy cơ cũng như là của các bạn sinh viên để bài đồ án này hồn
thiện hơn nữa.
Nhóm xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới giáo viên hướng dẫn cô giáo Dương
Quỳnh Nga đã nhiệt tình giúp đỡ và hướng dẫn cho nhóm. Nhóm cũng xin được
bày tỏ lịng biết ơn tới các quý thầy cô Trường Cao Đẳng Công Nghiệp Bắc
Ninh đã dạy và truyền đạt kiến thức vô cùng bổ ích trong những năm học vừa
qua, điều đó đã làm nên nền tảng cho sự phát triển mục tiêu với bản thân chúng
em trong tương lai.
Bắc
Ninh,
ngày........tháng........năm
20.......
Sinh viên thực hiện
( Ký và ghi rõ họ tên)
.................................................
3
3
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠNG NGHIỆP BẮC NINH
.................................................
................................................
................................................
TĨM TẮT
Trong sản xuất công nghiệp hiện đại, để nâng cao năng xuất,
hiệu xuất sử dụng của máy, nâng cao chất lượng sản phẩm và
các phương pháp tự động hoá dây chuyền sản xuất thì hệ thống
truyền động điện có điều chỉnh tốc độ là khơng thể thiếu. Vì vậy
nhiều loại động cơ điện đã được chế tạo và hồn thiện cao hơn.
Trong đó động cơ điện không đồng bộ chiếm tỉ lệ lớn trong cơng
nghiệp do nó có nhiều ưu điểm nổi bật như : giá thành thấp, dễ
sử dụng, bảo quản đơn giản, chi phí vận hành thấp,…. Ngày nay
do ứng dụng tiến bộ của khoa học kĩ thuật điện tử, sự phát triển
của cơng nghiệp, kỹ thuật tự động hố và sự sinh hoạt của
người dân mà phạm vi sử dụng động cơ không đồng bộ rộng rãi
hơn.
Trong thực tế, để đáp ứng nhu cầu sản xuất, làm việc của các
nhà máy, phân xưởng với yêu cầu điều chỉnh tốc độ động cơ ở
một phạm vi nào đó. Điều chỉnh tốc độ động cơ là các phương
pháp điều chỉnh nhân tạo nhằm thay đổi tốc độ của hệ thống,
của cơ cấu sản xuất theo yếu cầu công nghệ.
Đề tài này: “ Tính tốn, lắp đặt mạch điều khởi động động cơ KĐB 3 pha rơ
to lồng sóc cơng suất 7,5kw bằng phương đổi nối sao – tam giác”.
Đồ án có bao gồm 5 chương:
4
4
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP BẮC NINH
CHƯƠNG 1: Tổng quan về cơ sở lý thuyết.
CHƯƠNG 2: Tính tốn, lựa chọn thiết bị.
CHƯƠNG 3: Thiết kế tủ điện và sơ đồ nguyên lý mạch điện.
CHƯƠNG 4: Thi công, lắp đặt mạch điện.
CHƯƠNG 5: Kết luận.
MỤC LỤC
Đề
mục
Trang
Trang
bìa.................................................................................................
...............i
PHẦN MỀM HỖ TRỢ VẼ SƠ ĐỒ. .............................................
DANH SÁCH HÌNH VẼ
5
5
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠNG NGHIỆP BẮC NINH
Hình 1.1: Động cơ khơng đồng bộ 3
pha. ............................................................5
Hình 1.2: Mặt cắt ngang hai bộ phận chính của động cơ khơng
đồng bộ 3 pha. .6
Hình
1.3:
Lõi
thép
stato
có
các
rãnh
hướng
trục. .................................................7
Hình 1.4: Sơ đồ triển khai dây quấn 3 pha đặt trong 12
rãnh. .............................7
Hình
1.5:
Mặt
cắt
ngang
của
lõi
thép
stato. .........................................................8
Hình
1.6:
Roto
lồng
sóc
cơng
suất
cơng
suất
lớn. ................................................................8
Hình
1.7:
Roto
lồng
sóc
nhỏ. ...............................................................9
Hình
1.8:
Roto
dây
quấn. .....................................................................................9
Hình
1.9:
Dây
quấn
roto
có
thể
nối
với
biến
trở
ngồi. ......................................10
Hình 1.10: Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ 3
pha. ...................11
Hình 1.11: Đặc tính cơ của động cơ khi thay đổi tỉ số
U/f. ................................12
Hình 1.12: Đặc tính của động cơ khi thay đổi số cặp
cực. .................................13
6
6
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠNG NGHIỆP BẮC NINH
Hình 1.13: Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện áp cấp cho
stato. ...................14
Hình 1.14: Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện trở
roto. .................................14
Hình
1.15:
Đặc
tính
tốc
độ
quay. ........................................................................15
Hình
1.16:
Đặc
tính
hiệu
suất. .............................................................................16
Hình
1.17:
Đặc
tính
cơng
suất. ............................................................................17
Hình
1.18:
Rơ
le
dịng
EOCRSP10RM. ..............................................................18
Hình
1.19:
Sơ
đồ
đấu
nối. ....................................................................................19
Hình
2.1:
Aptomat:
1
pha;
2
pha;
3
pha;
4
pha. ..................................................20
Hình
2.2:
Contactor. ....................................................................................
........23
Hình
3.1:
Sơ
đồ
bố
trí
mặt
tủ
trong
tủ
điện. .....................................................................31
Hình
3.2:
Sơ
đồ
bố
trí
bên
điện. ............................................................32
7
7
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠNG NGHIỆP BẮC NINH
Hình
3.3:
Sơ
đồ
đi
dây
mạch
động
lực. ..............................................................32
Hình
3.4:
Sơ
đồ
đi
đây
khiển. ...........................................................33
8
8
mạch
điều
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP BẮC NINH
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
ST
T
1
2
KĐB
ĐC
Không đồng bộ
Động cơ
3
ATM
Aptomat
4
CB
Circuit Breaker
9
9
KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT
CHỮ VIẾT ĐẦY ĐỦ
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP BẮC NINH
10
10
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÝ
THUYẾT
1.1.
Các phương pháp khởi động động cơ KĐB 3pha.
1.1.1. Khởi động động cơ rotor lồng sóc:
- Khởi động trực tiếp:
Đây là phương pháp mở máy đơn giản. Dùng trong trường hợp
công suất của nguồn cung cấp lớn hơn nhiều so với công suất
của động cơ hoặc mở máy khơng tải. Lúc mới đóng điện dòng
mở máy lớn, tốc độ động cơ tăng dần thì dịng mở máy giảm
xuống. Khi tốc độ ổn định thì dịng điện ở lại trị số bình thường.
- Hạ điện áp mở máy:
Phương pháp này khắc phục nhược điểm của phương pháp mở
máy trực tiếp là làm giảm dòng điện mở máy, nhưng đồng thời
momen mở máy cũng giảm, do đó với tải u cầu momen khởi
động lớn thì phương pháp này không phù hợp.
+ Nối nối tiếp với điện kháng ở mạch stato: Ưu điểm của
phương pháp này là thiết bị đơn giản ,nhưng nhược điểm là khi
giảm dịng điện mở máy thì momen mở máy giảm bình phương
lần.
+ Dùng máy biến áp tự ngẫu giảm điện áp mở máy: ưu điểm là
dòng điện mở máy nhỏ, momen mở máy lớn nhưng nhược điểm
là giá thành thiết bị mở máy đắt tiền hơn phương pháp dùng
điện kháng.
+ Mở máy bằng phương pháp đổi nối sao – tam giác: được sử
dụng phổ biến vì đơn giản , làm việc tin cậy.
Trang 11
+ Mở máy bằng phương pháp nối thêm
điện trở phụ vào roto: ưu điểm là dòng
điện mở máy nhỏ, momen mở máy
lớn. Đi kèm với nhược điểm là động
Trang 12
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT
cơ roto dây quấn chế tạo phức tạp hơn động cơ roto lồng sóc,
bảo quản, vận hành khó khăn hơn. Hiệu suất thấp hơn động cơ
roto lồng sốc.
- Khởi động bằng cách giảm điện áp (khởi động gián tiếp qua
điện trở, cuộn kháng, biến áp, đổi nối sao – tam giác).
1.1.2. Dùng cuộn kháng nối với mạch điện stator:
- Mở máy: đóng K1, động cơ được khởi động qua cuộn kháng.
Khi mở máy xong đóng K2, điện kháng bị nối ngắn mạch, dòng
mở máy giảm k lần, Mmm giảm k2 lần.
1.1.3. Dùng biến áp tự ngẫu:
+ Dòng mở máy giảm k2 lần, Mmm giảm k2 lần.
+ Thứ tự đóng mạch biến áp:
- Đóng K1 để nối sao các cuộn máy biến áp.
- Thay đổi vị trí con chạy để cho lúc mở máy điện áp đặt vào
động cơ nhỏ sau đó tăng dần lên (70-80)%.Uđm.
- Sau khi động cơ quay ổn định, ngắt K1 đóng K2 đưa Uđm vào
động cơ.
1.1.4. Dùng phương pháp đổi nối Y – Δ:
- Phương pháp này chỉ dùng cho động cơ khi làm việc bình
thường, dây quấn stator đấu hình Δ, điện áp pha bằng điện áp
dây của lưới.
+ Zf : tổng trở pha.
+ U1: điện áp của lưới điện.
Vậy: Dòng giảm đi 3 lần, áp giảm √3, Mmm giảm (√3)2 = 3 lần.
Đây là phương pháp đơn giản nên được dùng nhiều.
Trang 13
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1.5. Phương pháp đổi đầu dây quấn:
- Vận hành động cơ không đồng bộ 3 pha. Trong khi sử dụng và
vận hành động cơ điện không đồng bộ 3 pha, đặc biệt là khi
khởi động đến hai vấn đề cụ thể như sau:
+ Dòng điện khởi động bị giảm thấp qua hệ thống dây dẫn
chính. Đi vào dây quấn stato của động cơ. Hiện tượng này xảy
ra ngay thời điểm khởi động động cơ.
+ Việc giảm thấp dòng điện khởi động được hiểu theo một cách
khác. Đó chính là giảm thấp điện áp cung cấp vào động cơ tại
thời điểm khởi động. Lúc này sẽ sinh ra quan hệ ngẫu lực. Tỷ lệ
thuận với bình phương giá trị điện áp thực tế cấp vào động cơ.
Như vậy, việc giảm giá trị dòng điện khởi động sẽ ảnh hưởng
trực tiếp đến giá trị của momen khởi động.
+ Biện pháp làm giảm dòng khởi động trong động cơ không
đồng bộ 3 pha.
Hiện nay, thực tế cho thấy có nhiều biện pháp làm giảm dịng
khởi động. Nhưng chung quy lại đều chia thành 2 dạng như sau:
+ Giảm điện áp nguồn cấp vào dây quấn stato: Muốn làm được
điều này, bạn cần áp dụng rất nhiều phương pháp. Có thể kể
đến phương pháp biến áp giảm áp. Hoặc lắp đặt các phần tử
hạn áp được sử dụng trong điện trở hay điện cảm.
+ Biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha bằng hệ thống bộ biến đổi:
Đây là phương pháp dùng linh kiện điện tử điều chỉnh thay đổi
điện áp hiệu dụng. Nguồn điện 3 pha cấp vào động cơ sẽ bị
Trang 14
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT
thay đổi. Hệ thống khởi động này được gọi là phương pháp khởi
động mềm. Để giảm được điện áp, ta cần chú ý đến các phương
pháp ra dây trên stato như sau:
+ Động cơ 3 pha có 6 đầu dây ra: Đấu dây dựa theo sơ đồ đấu Y
hoặc tam giác. Sao cho khớp với một trong hai cấp điện áp
nguồn.
+ Động cơ 3 pha có 9 đầu dây ra: Đấu dây theo sơ đồ đấu Y nối
tiếp – Y song song. Sơ đồ tam giác nối tiếp – tam giác song
song.
+ Động cơ 3 pha có 12 đầu dây: Đấu dây theo 1 trong những sơ
đồ sau: Sơ đồ đấu Y nối tiếp, Y song song. Sơ đồ tam giác nối
tiếp hoặc tam giác song song.
1.1.6. Phương pháp dùng điện trở giảm áp cấp vào
dây quấn:
- Một trong các phương pháp giảm áp cấp vào dây quấn là nối
điện trở Rmm vào bộ dây quấn stato ngay tại lúc khởi động. Ở
đây, tác dụng của Rmm được đánh giá rất quan trọng trong việc
làm giảm áp đặt vào từng pha của dây quấn stato. Cũng với vai
trò làm giảm momen khi mở máy. Phương pháp giảm áp cấp
vào dây quấn stator được áp dụng giống như phương pháp đổi
sơ đồ đấu dây. Cùng để giảm dịng khởi động. Thơng thường ta
sẽ chọn một số cấp giảm áp là 80%, 64% và 50% cho động cơ.
Bởi tính chất momen tỉ lệ bình phương với điện áp cấp cho động
cơ điện. Tương tự, momen mở máy sẽ chỉ khoảng 65%, 50% và
25%. Trong lúc cấp nguồn trực tiếp bằng định mức vào dây
quấn stato.
Trang 15
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1.7. Phương pháp dùng điện cảm giảm áp cấp vào
dây quấn:
- Đây là phương pháp dùng để giảm áp cấp vào dây quấn stato
trong lúc khởi động. Bạn nên đấu nối tiếp điện cảm Xmm vào
dây quấn stato. Tại phương pháp này, bạn nên chọn các cấp
giảm áp từ 50%, 64% đến 80% cho động cơ. Bởi tính chất của
momen cũng là tỉ lệ bình thường với điện áp cấp vào. Tương tự,
momen mở máy sẽ chỉ khoảng từ 25%, 50% đến 65% trong lúc
cấp nguồn trực tiếp bằng định mức vào dây quấn stato.
1.1.8. Phương pháp dùng máy biến áp tự ngẫu giảm
áp:
-
Với các phương pháp giảm dòng mở máy dùng Rmm hay
Xmm. Lúc này, dòng điện mở máy qua dây quấn chính là dịng
điện qua dây nguồn. Khi bạn sử dụng biến áp giảm áp lúc khởi
động đặt vào dây quấn stato. Dòng điện mở máy qua dây quấn
sẽ giảm thấp. Tuy nhiên, dịng điện này chỉ xuất hiện phía thứ
cấp biến áp. Dịng điện qua dây nguồn mới chính là dòng sơ cấp
biến áp. Tại biến áp giảm áp, dịng điện phía thứ cấp sẽ có giá
trị cao hơn dịng điện phía sơ cấp. Nói một cách khác, dịng điện
mở máy qua dây nguồn sẽ thấp hơn dòng điện mở máy lúc áp
dụng phương pháp giảm dòng với Rmm hay Xmm. Khi dùng
biến áp giảm áp để hạ dòng khởi động, điều đó làm thời gian
hoạt động của máy biến áp có mặt rất ngắn. Để khắc phục được
điều đó, bạn có thể sử dụng một trong các dạng biến áp tự ngẫu
sau đây:
+ Biến áp tự ngẫu loại 3 pha 3 trụ.
+ Biến áp tự ngẫu 3 pha.
Trang 16
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT
- Tương tự trường hợp trên, máy biến áp giảm áp được bố trí với
nhiều cấp điện áp tương ứng các mức 80%, 64% và 50%. Giá trị
momen mở máy trực tiếp lúc này chỉ còn 65%, 50%, 25% giá trị
momen mở máy trực tiếp.
1.2. Khái niệm và cấu tạo của động cơ KĐB 3 pha.
1.2.1. Khái niệm động cơ không đồng bộ 3 pha:
HÌNH 1.1: Động cơ kđb 3 pha.
- Động cơ KĐB 3 pha là loại máy điện xoay chiều, làm việc theo
nguyên lý cảm ứng điện từ. Động cơ không đồng bộ ba pha là
loại động cơ mà khi làm việc có tốc độ quay của roto n (tốc độ
của
máy)
khác
với
tốc
độ
quay
của
từ
trường
n 1.
- Động cơ không đồng bộ 3 pha so với các loại động cơ khác có
cấu tạo và vận hành không phức tạp, giá thành rẻ, làm việc tin
cậy nên được sử dụng nhiều trong sản xuất và sinh hoạt.
- Các thông số trên động cơ không đồng bộ 3 pha là:
+ Cơng suất cơ có ích trên trục Pđm
+ Điện áp dây stato
Uđm
+ Dòng điện dây Stato
Iđm
+ Tần số dòng điện stato
f
+ Tốc độ quay roto
n
Trang 17
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT
+ Hệ số công suất
Cos φ
+ Hiệu suất
η
1.2.2. Cấu tạo của máy điện khơng đồng bộ 3 pha:
Hình 1.2: Mặt cắt ngang hai bộ phận chính của động cơ KĐB 3
pha.
+ Cấu tạo của máy điện không đồng bộ 3 pha gồm hai bộ phận
chính là: stato và roto, ngồi ra cịn có vỏ máy và nắp máy.
1.2.2.1: Phần tĩnh (Stato):
- Stato là phần tĩnh gồm hai phần chính là: lõi thép và dây
quấn, ngồi ra có võ máy và nắp máy.
a) Lõi thép;
Trang 18
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Hình 1.3: Lõi thép stato có các rãnh hướng trục.
- Lõi thép stato hình trụ do các lá thép kỹ thuật điện được dập
rãnh bên trong, ghép lại với nhau tạo thành các rãnh theo
hướng trục. Lõi thép được ép và bên trong vỏ máy.
b) Dây quấn;
Hình 1.4: Sơ đồ triển khai dây quấn ba pha đặt trong 12 rãnh.
- Dây quấn stato làm bằng dây quấn bọc cách điện (dây điện
từ) được đặt trong các rãnh lõi thép. Hình dưới là sơ đồ triển
khai dây quấn ba pha đặt trong 12 rãnh của stato, dây quấn
pha A trong các rãnh 1, 4, 7, 10, pha B đặt trong các rãnh 3, 6,
9,12, pha C đặt trong các rãnh 2, 5, 8, 11.
Dòng điện xoay chiều ba pha chạy trong ba dây quấn stato sẽ
tạo ra từ trường quay.
Trang 19
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT
c) Vỏ máy:
- Vỏ máy làm bằng nhôm hoặc bằng gang, dùng để giữ chặt lõi
thép và cố định máy trên bệ. Hai đầu vỏ có nắp máy, ở đỡ trục.
Võ máy và nắp máy còn dùng để bảo vệ máy.
1.2.2.2. Phần động (Roto):
- Roto là phần quay gồm: lõi thép, dây quấn và trục máy.
a) Lõi thép;
Hình 1.5: Mặt cắt ngang của lõi thép stato.
- Lõi thép gồm các lá thép kỹ thuật điện được dập rãnh mặt
ngoài ghép lại, tạo thành các rãnh theo hướng trục, ở giữa có lỗ
để lắp trục.
b) Dây quấn;
Trang 20
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Hình 1.6: Roto lồng sóc cơng suất lớn.
Hình 1.7: Roto lồng sóc cơng suất nhỏ.
- Dây quấn roto có hai kiểu: roto ngắn mạch (cịn gọi là roto
KĐB lồng sóc) và roto dây quấn.
- Roto lồng sóc:
+ Động cơ điện có roto lồng sóc gọi là động cơ KĐB lồng sóc.
Loại roto lồng sóc cơng suất trên 100 kW, trong các rãnh của lõi
thép roto đặt các thanh đồng, hai đầu nối ngắn mạch hai vịng
đồng tạo thành các lồng sóc. Ở động cơ roto lồng sóc cơng suất
nhỏ được chế tạo bằng cách đúc nhôm vào các rãnh lõi thép
roto, tạo thành thanh nhôm, hai đầu đúc ngắn mạch và cánh
quạt làm mát.
- Roto dây quấn:
Trang 21
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Hình 1.8: Roto dây quấn.
+ Loại động cơ có roto dây quấn gọi là động cơ không đồng bộ
ba pha roto dây quấn. Trong rãnh lõi thép roto người ta đặt dây
quấn ba pha. Dây quấn roto thường nối sao, ba đầu ra nối với
ba vòng tiếp xúc bằng đồng, cố định trên trục roto và được cách
điện với trục.
Hình 1.9: Dây quấn roto có thể nối với biến trở ngồi.
+ Nhờ ba chổi than tì sát vào ba vịng tiếp xúc, dây quấn roto
được nối với 3 vòng tiếp xúc, nhờ đó chổi than dây quấn roto nối
được với ba biến trở bên ngoài để mở máy hay điều chỉnh tốc
độ. Động cơ lồng sóc là loại rất phổ biến do giá thành rẻ và làm
việc đảm bảo. Động cơ roto dây quấn có ưu điểm về mở máy và
điều chỉnh tốc độ song giá thành đắt và vận hành kém tin cậy
hơn động cơ lồng sóc, nên chỉ được dùng khi động cơ lồng sóc
khơng đáp ứng được các u cầu về truyền động.
Trang 22
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.3. Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ 3
pha.
- Khi ta cho dòng điện ba pha tần số f vào ba pha dây quấn
stato, sẽ tạo ra từ trường quay p đôi cực, quay với tốc độ
. Từ trường quay cắt các thanh dẫn của dây quấn roto, cảm ứng
các sức điện động. Vì trong dây quấn roto nối ngắn mạch, nên
sức điện động cảm ứng sinh sẽ sinh ra dòng điện chạy trong các
thanh dẫn roto. Lực tác dụng tương hỗ giữa từ trường qua của
máy với thanh dẫn mang dòng điện roto, kéo roto quay cùng
chiều
quay
với
từ
trường
với
tốc
độ
n.
Để minh họa, hình bên dưới vẽ từ trường quay tốc độ n 1, chiều
sức điện động và dòng điện cảm ứng trong thanh dẫn roto,
chiều vẽ lực điện từ Fđt.
Hình 1.10: Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ ba
pha.
- Khi xác định chiều sức điện động:
+ Khi xác định chiều sức điện động cảm ứng theo quy tắc bàn
tay phải, ta căn cứ vào chiều chuyển động tương đối của thanh
dẫn với từ trường. Nếu coi từ trường đứng yên, thì chiều chuyển
Trang 23
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT
động tương đối của thanh dẫn ngược với chiều n 1, từ đó áp dụng
quy tắc bàn tay phải, xác định được chiều suất điện động như
hình vẽ (dấu
⨂ chỉ chiều đi từ ngoài vào trang giấy).
Chiều lực điện từ xác định theo quy tắc bàn tay trái, trùng với
chiều
quay
n1.
Tốc độ n của máy nhỏ hơn tốc độ từ trường quay n 1 vì nếu tốc
độ bằng nhau thì
khơng có sự chuyển động tương đối, trong dây quấn roto khơng
có suất điện động do đó dịng điện cảm ứng, lực điện từ bằng
không. Độ chênh lệch giữa tốc độ từ trường quay và tốc độ máy
gọi là tốc độ trượt n2.
n2 = n1 – n
- Hệ số trượt của tốc độ là:
- Khi roto đứng yên (n = 0), hệ số trượt s = 1; khi roto quay
định mức s = 0,02 ÷ 0,06. Tốc độ động cơ là:
vòng/phút
1.4. Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ 3 pha.
Tốc độ động cơ khơng đồng bộ ba pha tính theo cơng thức:
vịng/phút
+ Nhìn vào biểu thức ta thấy:
- Với động cơ điện KĐB lồng sốc có thể điều chỉnh tốc độ động
cơ bằng cách thay đổi tần số dòng điện stato bằng cách đổi nối
dây quấn stato để thay đổi số đôi cực từ p của từ trường, hoặc
thay đổi điện áp đặt vào stato để thay đổi hệ số trượt s. Tất cả
Trang 24
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT
các
phương
pháp
trên
được
thực
hiện
ở
phía
stato.
Với động cơ roto dây quấn thường được điều chỉnh tốc độ bằng
cách thay đổi điện trở roto để thay đổi hệ số trượt s, việc điều
chỉnh thực hiện ở phía roto.
- Thay đổi tần số
+ Việc thay đổi tần số f của dòng điện stato thực hiện bằng bộ
biến đổi tần số (bộ biến tần). Như ta đã biết từ thông Φ max tỷ lê
thuận với tỉ số U1/f, khi thay đổi tần số người ta mong muốn giữ
cho từ thông Φmax không đổi, để mạch từ máy ở trạng thái định
mức. Muốn vậy phải điều chỉnh đồng thời tần số và điện áp, giữ
cho tỉ số giữa điện áp U1 và tần số f khơng đổi. Đặc tính cơ của
máy điện không đồng bộ 3 pha khi điều chỉnh tốc độ bằng cách
thay đổi tỉ số U1/f khơng đổi.
Hình 1.11: Đặc tính cơ của động cơ khi thay đổi tỉ số U/f.
+ Việc điều chỉnh tốc độ quay bằng các thay đổi tần số thích
hợp khi điều chỉnh cả nhóm động cơ lồng sóc. Điều chỉnh tốc độ
bằng thay đổi tần số cho phép điều chỉnh ở tốc độ một cách
bằng phẳng trong phạm vi rộng. Với sự phát triển vượt bậc của
Trang 25
