Thiết kế mạch đảo chiều gián tiếp tại 2 vị trí độc lập

Trường ĐH SPKT Hưng Yên VanHoangTrong 0904076036
Khoa Điện – Điện Tử Đồ án tốt nghiệp
Trang 1

LỜI NÓI ÐẦU
Trong những năm gần đây, ngành điện công nghiệp ở nước ta đang ngày càng
được chú trọng và đầu tư phát triển. Trong đó, lĩnh vực trang bị điện – điện tử
ngày.càng ứng dụng rộng rãi vào cuộc sống hay trong lao động sản xuất của con
người. Các sản phẩm công nghệ ngày càng yêu cầu về chất lượng, độ tinh xảo, phải
đáp ứng được yêu cầu của người tiêu dùng. Ðể làm được điều đó những người kỹ sư
điện cần phải được trang bị những kiến thức cơ bản về các phần tử điều khiển, các
phần tử bảo vệ và các khâu bảo vệ, các nguyên tắc điều khiển tự động truyền động
điện và các hệ thg trang bị điện - điện tử các máy công nghiệp.
Trong học kỳ này nhóm chúng em được giao đề tài : Thiết kế mạch đảo chiều
gián tiếp tại 2 vị trí độc lập” cho chúng em có cơ hội để hoàn thiện, nâng cao kiến
thức cho bản thân mình.
Chúng em đã vận dụng những kiến thức đã học trên lớp,từ thầy cô, bạn bè và tìm
hiểu các nguồn tài liệu bên ngoài để hoàn thiện tất cả các khâu trong việc thiết kế
mạch điều khiển, mạch động lực, đưaa ra phương pháp tối ưu và lắp đặt ngoài ra còn
phải đưa ra những sai hỏng và cách khắc phục.Trong thời gian làm đồ án, chúng em
đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy “ Trần Văn Chương”, cùng với sự nỗ lực
của cả nhóm chúng em đã hoàn thành đượcđề tài của mình và về cơ bản đã đáp ứng
được yêu cầu của đề tài.
Cùng với sản phẩm chúng em đã hoàn thành quyển thuyết minh với hy vọng có thể
trở thành tài liệu tham khảo cho học sinh, sinh viên ngành kỹ thuật điện.
Trong quá trình thực hiện đề tài không thể tránh khỏi thiếu sót. Chúng em rất
mong nhận được những ý kiến đóng góp của thầy và cô và các bạn để đề tài của
chúng em được hoàn thiện hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Trường ĐH SPKT Hưng Yên VanHoangTrong 0904076036
Khoa Điện – Điện Tử Đồ án tốt nghiệp
Trang 2

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………

Hưng Yên, Ngày…. tháng năm 2012

Giáo viên hướng dẫn

Trường ĐH SPKT Hưng Yên VanHoangTrong 0904076036
Khoa Điện – Điện Tử Đồ án tốt nghiệp
Trang 3

MỤC LỤC
Chƣơng 1:Tìm hiểu Và phân Tích Đề Tài………………
1 .Tìm hiểu và lựa chọn đề tài……………………………
1.1 Lý do lựa chọn đề tài……………………………………………………
1.2 Đối tƣợng nghiên cứu………………………………………………………
1.3 Phạm vi nghiên cứu ………………………………………………………
1.4 Phƣơng pháp và phƣơng tiện nghiên cứu………………………………
Chƣơng 2 :Tổng Quan Về Máy Tiện………………………………
2.1 Phân loại máy cắt kim loại……………………………………………….
2.2 Các chuyển động chủ yếu trên máy cắt kim loại…………………
2.2.1 Chuyển động cơ bản…………………………………………………
2.2.2Chuyển động phụ………………………………………………………
2.3 Chọn công suất cho máy cắt kim loại…………………………………….
2.4 Vấn đề điều chỉnh tốc độ máy cắt kim loại……………………………
2.5 Trang bị điện cho nhóm máy tiện……………………………………….
2.5.1 Những yêu cầu và đặc điểm trang bị điện đối với nhóm máy tiện…
2.5.2 Nguyên lý làm việc và cách điều chỉnh………………………………….
CHƢƠNG 3 : SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN MÁY TIỆN SU 50A………
3.1. Sơ đồ mạch động lực………………………………………………………
3.2. Sơ đồ mạch điều khiển…………………………………………………….
3.3.Lý do thay đổi thiết bị trong mạch điện…………………………………

Trường ĐH SPKT Hưng Yên VanHoangTrong 0904076036
Khoa Điện – Điện Tử Đồ án tốt nghiệp
Trang 4

3.4. Nguyên lý hoạt động……………………………………………………
3.4.1.Giới thiệu sơ đồ……………………………………………………………
3.4.2 Nguyên lý hoạt động
CHƢƠNG 4 :TÍNH TOÁN LỰA CHỌN THIẾT BỊ VÀ THIẾT KẾ TỦ ĐIỆN
ĐIỀU KHIỂN MÁY TIỆN SU 50A………………………………………….
4.1. Thông số ban đầu động cơ……………………………………………
4.2. Lựa chọn thiết bị…………………………………………………………
4.3. Chọn Áptômát……………………………………………………………
4.4. Chọn Côngtăctơ……………………………………………………………
4.5Chọn Rơle nhiệt…………………………………………………………….
4.6Chọn Rơle thời gian……………………………………………………
4.7.Chọn nút ấn……………………………………………………
4.8 Rơle trung gian……………………………………………………………
4.9 Rơ le dòng điện……………………………………………………………
CHƢƠNG 5 : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Các hình ảnh sử dụng trong đồ án.
1 Hình 2.1: Phân loại máy cắt kim loại…………………………………….
2 Hình 2.2: Các dạng gia công kim loại trên các máy cắt kim loại……
3 Hình 2.3:Sự phù hợp giữa đặc tính của hệ thống và đặc tính của phụ tải
4 Hình 2.4 : Cấu tạo máy tiện……………………………………………
5 Hình 2.5: Ụ sau máy tiện…………………………………………………
Trường ĐH SPKT Hưng Yên VanHoangTrong 0904076036
Khoa Điện – Điện Tử Đồ án tốt nghiệp
Trang 5

6 Hinh 2.6 : Đường đặc tính cơ……………………………………………

7 Hình 3.1: Sơ đồ mạch động lực máy tiện su 50a……………………
8 Hình 3.2 : Sơ đồ mạch điều khiển sử dụng rơ le kiểm tra tốcđộ…
9 Hình 3.3 : Sơ đồ mạch điều khiển dùng role thời gian…………………
10 Hình 4.1:Aptomát dòng điện cực đại
11 Hình 4.2: Ký hiệu của áptomát trên sơ đồ điện
12 Hình 4.3 : Nguyên lý cấu tạo của một công tắc tơ
13 Hình 4.4 :Nguyên lý cấu tạo và làm việc của rơle nhiệt
14 Hình 4.5: Đặc tính thời gian dòng điện của rơle nhiệt…………………
15 Hình 4.6: Ký hiệu của rơle nhiệt
16 Hình 4.7:Rơle thời gian kiểu điện từ
17 Hình 4.8: Rơle thời gian kiểu thuỷ lực
18 Hình 4.9:cấu tạo và ký hiệu của nút ấn
20 Hinh 4.10: Dạng chung của rơ le trung gian……………………………






Trường ĐH SPKT Hưng Yên VanHoangTrong 0904076036
Khoa Điện – Điện Tử Đồ án tốt nghiệp
Trang 6

Chƣơng 1:Tìm hiểu Và phân Tích Đề Tài
1 .Tìm hiểu và lựa chọn đề tài
1.1 Lý do lựa chọn đề tài.
Trong thời đại ngày nay, với sự phát triển của khoa học công nghệ thì mức độ
dử dụng máy móc, thiết bị ngày càng cao. Con người không những cần máy móc
trong ngành sản xuất công nghiệp mà còn có nhu cầu sử dụng máy móc trong nhiều
lĩnh vực khác như: quân sự quốc phòng, nghiên cứu , khám phá và phục vụ đời sống

sinh hoạt hang ngày.
Máy tiện là một máy rất cần thiết cho hoạt động sản xuất, phát triển cũng là
minh chứng cho một xã hội công nghiệp hiện đại.
Với tinh thần ham học hỏi, tìm hiểu đề tài nhờ sự ủng hộ của nhà trường và sự
giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô và động viên khích lệ của bạn bè, gia đình cùng với
sự tìm hiểu của bản than. Với những lý do trên, nhóm em tiến hành nghiên cứu đề tài
“ Thiết kế mạch đảo chiều gián tiếp tại 2 vị trí độc lập”
Với những mong muốn đem lại thành tích cao, chúng e m rất mong được sự giúp đỡ
của các thầy cô,đặc biệt là thầy “ Hoàng Vân”
1.2 Đối tƣợng nghiên cứu.
- Tìm hiểu và nghiên cứu về Mạch đảo chiều gián tiếp tại 2 vị trí độc lập
- Tìm hiểu về các nguyên tắc điều khiển động cơ
1.3 Phạm vi nghiên cứu với giới hạn của đề tài, chúng em đi sâu vào nghiên cứu
nhựng vấn đề chính sau đây.
- Giới thiệu chung về động cơ không đồng bộ ba pha
- Giới thiệu về các trang bị điện phụ vụ điều khiển và đóng cắt.
Trường ĐH SPKT Hưng Yên VanHoangTrong 0904076036
Khoa Điện – Điện Tử Đồ án tốt nghiệp
Trang 7

- Thiết kế tủ điện điều khiển
- Ứng dụng thực tiễn.
1.4 Phƣơng pháp và phƣơng tiện nghiên cứu.
- Tham khảo tài liệu, chủ yếu là các tài liệu thiết kế, tính toán trang bị điện, các
phương thức điều khiển động cơ để đáp ứng cho cơ cấu trên.
- Thực nghiệm: Kiểm tra mạch điện và sửa lỗi trên thực tế.
- Khảo sát khả năng ứng dụng, sửa đổi, đáp ứng thực tế.
- Phương tiện.
- Sách tham khảo các tài liệu trên mạng.

Trường ĐH SPKT Hưng Yên VanHoangTrong 0904076036
Khoa Điện – Điện Tử Đồ án tốt nghiệp
Trang 8

CHƢƠNG 3 : GIỚI THIỆU TRANG BỊ ĐIỆN TRONG MẠCH
A. Động cơ
Động cơ sử dụng trong máy tiện SU50A là những động cơ không đồng bộ
(KĐB)3 pha có những đặc tính như sau:
2.1 Khái niệm chung về máy điện không đồng bộ
Máy điện không đồng bộ do kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, bảo quản thuận
tiện, giá thành rẻ nên được sử dụng khá rộng rãi trong nền kinh tế quốc dân.
Động cơ điện có động cơ điện roto lồng sóc và động cơ điện roto dây quấn.
Các loại động cơ có công suất trung bình và nhỏ thì thường được làm từ động cơ điện
roto lồng sóc đúc nhôm. Nhưng với loại động cơ này điều khiển vô cùng khó khăn và
có dòng khởi động lớn.Thông thường có thể đến 6-7 lần dòng định mức. Khắc phục
nhược điểm này người ta chế tạo loại roto rãnh sâu, lồng sóc kép để hạ dòng điện khởi
động và đồng thời tăng momen khởi động lên.
Còn động cơ điện không đồng bộ roto dây quấn thì có thể điều khiển tốc độ được
song có giới hạn nhất định, có thể tạo ra momen khởi động lớn mà vẫn đảm bảo dòng

khởi động không lớn lắm nhưng việc chế tạo động cơ này khó hơn, giá thành đắt hơn
và việc bảo quản gặp nhiều khó khăn.
Động cơ điện không đồng bộ được sản xuất theo kiểu bảo vệ IP23 và kiểu kín IP44.
Những động cơ điện theo cấp bảo vệ IP23 dùng quạt gió hướng tâm đặt ở hai đầu rôto
động cơ điện. Trong các động cơ rôto lồng sóc đúc nhôm thì cánh quạt nhôm được
đúc trực tiếp lên vành ngắn mạch. Loại động cơ điện theo cấp bảo vệ IP44 thường nhờ
vào cánh quạt đặt ở ngoài vỏ máy để thổi gió ở mặt ngoài vỏ máy, do đó tản nhiệt có
kém hơn do với loại IP23 nhưng bảo dưỡng máy dễ dàng hơn.
Ký hiệu của một động cơ điện không đồng bộ rôto lồng sóc được ghi theo ký hiệu về
tên gọi của dãy động cơ điện, ký hiệu về chiều cao tâm trục quay, ký hiệu về kích
thước lắp đặt dọ trục và ký hiệu về số trục.
2.2 Nguyên lý hoạt động của động cơ không đồng bộ
Động cơ không đống bộ ba pha có hai phần chính: stato (phần tĩnh) và rôto (phần
quay). Stato gồm có lõi thép trên đó có chứa dây quấn ba pha.
Trường ĐH SPKT Hưng Yên VanHoangTrong 0904076036
Khoa Điện – Điện Tử Đồ án tốt nghiệp
Trang 9

Khi đấu dây quấn ba pha vào lưới điện ba pha, trong dây quấn sẽ có các dòng điện
chạy, hệ thống dòng điện này tao ra từ trường quay, quay với tốc độ:


Trong đó:
f
1
: tần số nguồn điện
p: số đôi cực từ của dây quấn
Phần quay, nằm trên trục quay bao gồm lõi thép rôto. Dây quấn rôto bao gồm một số
thanh dẫn đặt trong các rãnh của mạch từ, hai đầu được nối bằng hai vành ngắn mạch.

Từ trường quay của stato cảm ứng trong dây rôto sức điện động E, vì dây quấn stato
kín mạch nên trong đó có dòng điện chaỵ. Sự tác dụng tương hổ giữa các thanh dẫn
mang dòng điện với từ trường của máy tạo ra các lực điện từ F
đt
tác dụng 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 măt rôto tạo ra
mômen quay rôto. Như vậy, ta thấy điện năng lấy từ lưới điện đã được biến thành cơ
năng trên trục động cơ. Nói cách khác, động cơ không đồng bộ là một thiết bị điện từ,
có khả năng biến điện năng lấy từ lưới điện thành cơ năng đưa ra trên trục của nó.
Chiều quay của rôto là chiều quay của từ trường, vì vậy phụ thuộc vào thứ tự pha của
điện áp lưới đăt trên dây quấn stato. Tốc độ của rôto n
2
là tốc độ làm việc và luôn luôn
nhỏ hơn tốc độ từ trường và chỉ trong trường hợp đó mới xảy ra cảm ứng sức điện
Trường ĐH SPKT Hưng Yên VanHoangTrong 0904076036
Khoa Điện – Điện Tử Đồ án tốt nghiệp
Trang 10

động trong dây quấn rôto. Hiệu số tốc độ quay của từ trường và rôto được đặc trưng
bằng một đại lượng gọi là hệ số trượt s:

Khi s=0 nghĩa là n
1

=n
2
, 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 không tải 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 (n
2
=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.
Tốc độ động cơ không đồng bộ bằng:

Một đăc điểm quan trọng của động cơ không đồng bộ là dây quấn stato không được
nối trực tiếp với lưới điện, sức điện động và dòng điện trong rôto có được là do cảm
ứng, chính vì vậy người ta cũng gọi động cơ này là động cơ cảm ứng.
Tần số dòng điện trong rôto rất nhỏ, nó phụ thuộc vào tốc độ trựơt của rôto so với từ
trường:

Động cơ không đồng bộ có thể làm việc ở chế độ máy phát điện nếu ta dùng một động
cơ khác quay nó với tốc độ cao hơn tốc độ đồng bộ, trong khi các đầu ra của nó được
nối với lưới địện. Nó cũng có thể làm việc độc lập nếu 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 một pha
không thể tự mở máy được, vì vậy để khởi động động cơ một pha cần có các phần tử
khởi động như tụ điện, điện trở …
Trường ĐH SPKT Hưng Yên VanHoangTrong 0904076036
Khoa Điện – Điện Tử Đồ án tốt nghiệp
Trang 11

2.3 Cấu tạo của động cơ không đồng bộ
Động cơ không đồng bộ về cấu tạo được chia làm hai loại: động cơ không đồng bộ
ngắn mạch hay còn gọi là rôto lồng sóc và động cơ dây quấn. Stato có hai loại như
nhau. (Trong giới hạn này chúng em chỉ giới thiệu về động cơ không đồng bộ roto
lồng sóc)
a. Stato (phần tĩnh)
Stato bao gồm vỏ máy, lõi thép và dây quấn.
Hình ảnh về động cơ điện không đồng bộ



1. Lõi thép stator 4. Ổ bi 7. Lõi thép roto
2. Dây quấn stator 5. Trục máy 8. Thân máy
3. Nắp máy 6. Hộp dầu 9. Quạt gió làm mát
10.Hộp quạt
Trường ĐH SPKT Hưng Yên VanHoangTrong 0904076036
Khoa Điện – Điện Tử Đồ án tốt nghiệp
Trang 12

- Vỏ máy
Vỏ máy là nơi cố định lõi sắt, dây quấn và đồng thời là nơi ghép nối nắp hay gối đỡ
trục. Vỏ máy có thể làm bằng gang nhôm hay lõi thép. Để chế tạo vỏ máy người ta có
thể đúc, hàn, rèn. Vỏ máy có hai kiểu: vỏ kiểu kín và vỏ kiểu bảo vệ. Vỏ máy kiểu kín
yêu cầu phải có diện tích tản nhiệt lớn người ta làm nhiều gân tản nhiệt trên bề mặt vỏ
máy. Vỏ kiểu bảo vệ thường có bề mặt ngoài nhẵn, gió làm mát thổi trực tiếp trên bề
mặt ngoài lõi thép và trong vỏ máy.


Lá thép stator

Lõi thép stator

Trường ĐH SPKT Hưng Yên VanHoangTrong 0904076036
Khoa Điện – Điện Tử Đồ án tốt nghiệp
Trang 13

Hộp cực là nơi để dấu điện từ lưới vào. Đối với động cơ kiểu kín hộp cực yêu cầu
phải kín, giữa thân hộp cực và vỏ máy với nắp hộp cực phải có giăng cao su. Trên vỏ
máy còn có bulon vòng để cẩu máy khi nâng hạ, vận chuyển và bulon 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 với lõi sắt. Dây
quấn đóng vai trò quan trọng của máy điện vì nó trực tiếp tham gia các quá trình biến
đổi năng lượng điện năng thành cơ năng hay ngược lại, đồng thời về mặt kinh tế thì
giá thành của dây quấn cũng chiếm một phần khá cao trong toàn bộ giá thành máy.



b. Phần quay (Rôto)
Rôto của động cơ không đồng bộ gồm lõi sắt, dây quấn và trục (đối với động cơ dây
quấn còn có vành trượt).
- Lõi sắt.
Trường ĐH SPKT Hưng Yên VanHoangTrong 0904076036
Khoa Điện – Điện Tử Đồ án tốt nghiệp
Trang 14

Lõi sắt của rôto bao gồm các lá thép kỹ thuật điện như của stator, điểm khác biệt ở
đây là không cần sơn cách điện giữa các lá thép vì tần số làm việc trong rôto rất thấp,
chỉ vài Hz, nên tổn hao do dòng phuco trong rôto rất thấp. Lõi sắt được ép trực tiếp
lên trục máy hoặc lên một giá rôto của máy. Phía ngoài của lõi thép có xẻ rãnh để đặt
dây quấn rôto.
- 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 trở lên dùng
dây quấn kiểu sóng hai lớp, vì bớt những dây đầu nối, kết cấu dây quấn 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 điện trở
phụ hay suất điện động phụ vào mạch rôto để cải thiện tính năng mở máy, điều chinh
tốc độ hay cải thiện hệ số công suất của máy.

Trường ĐH SPKT Hưng Yên VanHoangTrong 0904076036
Khoa Điện – Điện Tử Đồ án tốt nghiệp
Trang 15

- Loại rôto kiểu lồng sóc

(a)


Kết cấu của loại dây quấn rất khác với dây quấn stato. Trong mỗi rãnh của lõi sắt rôto,
đặt các thanh dẫn bằng đồng hay nhôm dài khỏi lõi sắt và được nối tắt lại ở hai đầu
bằng hai vòng ngắn mạch bằng đồng hay nhôm. Nếu là rôto đúc nhôm thì trên vành
ngắn mạch còn có các cánh khoáy gió.

Rôto thanh đồng được chế tạo từ đồng hợp kim có điện trở suất cao nhằm mục đích
nâng cao mômen mở máy.
Để cải thiện tính năng mở máy, đối với máy có công suất lớn, người ta làm rãnh rôto
sâu hoặc dùng lồng sóc kép. Đối với máy điện cỡ nhỏ, rãnh rôto được làm chéo góc
so với tâm trục.
Dây quấn lồng sóc không cần cách điện với lõi sắt.


Trường ĐH SPKT Hưng Yên VanHoangTrong 0904076036
Khoa Điện – Điện Tử Đồ án tốt nghiệp
Trang 16

c. Trục
Trục máy điện mang rôto quay trong lòng stato, vì vậy nó cũng là một chi tiết rất quan
trọng. Trục của máy điện tùy theo kích thước có thể được chế tạo từ thép Cacbon từ 5
đến 45.
Trên trục của rôto có lõi thép, dây quấn, vành trượt và quạt gió.
d. 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.
2.4 Ứng dụng
Máy điện không đồng bộ là máy điện chủ yếu dùng làm động cơ điện. Do kết cấu đơn
giản, làm việc chắc chắn, hiệu quả cao, giá thành rẻ, dễ bảo quản … Nên động cơ
không đồng bộ là loại máy điện được sử dụng rộng rãi nhất trong các ngành kinh tế
quốc dân với công suất vài chục W đến hàng chục kW. Trong công nghiệp thường
dùng máy điện không đồng bộ làm nguồn động lực cho máy cán thép loại vừa và nhỏ,
động lực cho các máy công cụ ở các nhà máy công nghiệp nhẹ… Trong hầm mỏ dùng
làm máy tưới hay quạt gió. Trong nông nghiệp dùng làm máy bơm hay máy gia công
nông phẩm. Trong đời sống hàng ngày, máy điện không đồng bộ cũng đã chiếm một

vị trí quan trọng như quạt gió, quay đĩa động cơ trong tủ lạnh, máy giặt, máy bơm …
nhất là loại rôto lồng sóc. Tóm lại sự phát triển của nền sản suất điện khí hóa, tự động
hóa và sinh hoạt hằng ngày, phạm vi của máy điện không bộ ngày càng được rộng rãi.
Máy điện không đồng bộ có thể dùng làm máy phát điện, nhưng đặc tính không tốt so
với máy điện đồng bộ, nên chỉ trong vài trường hợp nào đó (như trong quá trình điện
khí hóa nông thôn) cần nguồn điện phụ hay tạm thời thì nó cũng có một ý nghĩa rất
quan trọng.





Trường ĐH SPKT Hưng Yên VanHoangTrong 0904076036
Khoa Điện – Điện Tử Đồ án tốt nghiệp
Trang 17

2.5 Các phƣơng pháp mở động cớ không đồng bộ ba pha
Khái quát chung
Do yêu cầu của sản xuất, động cơ điện KĐB khi làm việc thường phải mở máy và
ngừng máy nhiều lần.Tùy theo tính chất tải và tình hình của lưới điện mà yêu cầu về
mở máy đối với động cơ điện cũng khác nhau. Có khi yêu cầu momen mở máy lớn có
khi lại cần hạn chế dòng điện mở máy và có khi cần cả hai yếu tố đó. Những yêu cầu
trên đòi hỏi động cơ điên KĐB phải có tính năng mở máy thích ứng.
Nếu việc áp dụng phương pháp mở máy không thích hợp sẽ dẫn đến hỏng động cơ và
máy móc sản xuất.
Vậy những yếu tố cơ bản nào cần phải có để mở máy động cơ.Đó là:
+ Phải có momen mở máy đủ lớn để thích ứng với đặc tính cơ của tải.
+ Dòng điện mở máy càng nhỏ càng tốt.
+ Phương pháp mở máy và thiết bị cần dùng đơn giản, rẻ tiền, chắc chắn.
+ Tổn hao công suất trong quá trình mở máy càng thấp càng tốt.

Để đạt được những yêu cầu trên không dễ dàng chút nào.Vì chúng thường mâu thuẫn
với nhau.Ví như khi đòi hỏi dòng điện mở máy nhỏ thì thường làm cho momen mở
máy bị giảm theo hoặc cần thiết bị đắt tiền chẳng hạn.
Đo đó chúng ta phải căn cứ vào điều kiện làm việc cụ thể để chọn phương pháp mở
máy thích hợp.
Trong giới hạn này chúng em giới thiệu những phương pháp mở máy thông dụng sau
đây:
+ Mở máy trực tiếp động cơ điện roto lồng sóc.
+ Mở máy bằng phương pháp hạ điện áp.
+ Mở máy bằng phương pháp Y/

.
+ Mở máy bằng phương pháp thêm điện trở phụ vào roto.




Trường ĐH SPKT Hưng Yên VanHoangTrong 0904076036
Khoa Điện – Điện Tử Đồ án tốt nghiệp
Trang 18

2.5.1 Mở máy trực tiếp động cơ điện
Phương pháp này sử dụng nguồn điện lưới để khởi động động cơ không đồng bộ.Xem
hình sau:

Khởi động trực tiếp
Đóng cầu dao CD nối trực tiếp dây quấn stator vào lưới điện, động cơ quay.
Ưu điểm của phương pháp này là:
+ Thiết bị khởi động đơn giản.
+ Momen khởi động lớn.

+ Thời gian khởi động nhỏ.
Nhược điểm của phương pháp này là:
Dòng điện khởi động lớn làm ảnh hưởng đến các phụ tải khác.
ứng dụng:
Phương pháp này chủ yếu sử dụng cho động cơ công suất nhỏ hoặc công suất của
nguồn lớn hơn nhiều so với công suất của động cơ.
2.5.2 Mở máy bằng phƣơng pháp hạ điện áp
Các phương pháp này với mục đích giảm dòng khởi động nhưng thực tế là giảm được
dòng khởi động thì momen cũng giảm theo



Trường ĐH SPKT Hưng Yên VanHoangTrong 0904076036
Khoa Điện – Điện Tử Đồ án tốt nghiệp
Trang 19

2.5.3 Nối điện kháng nối tiếp vào mạch điện stato
Ta có hình vẽ sau:

Khn
Nguyên tắc hoạt động:
Khi khởi động CD2 cắt, ta đóng CD1 vào để nối lưới điện vào stator thông qua điện
kháng CK, khi động cơ quay ổn định thì đóng CD2 để ngắn mạch điện kháng, nối trực
tiếp dây quấn stator vào lưới.
Diện áp đặt vào dây quấn stator kđ:

Dòng điện khởi động

Với I
k:

dòng khởi động trực tiếp với điện áp U1.
Do đó momen khởi động


Trường ĐH SPKT Hưng Yên VanHoangTrong 0904076036
Khoa Điện – Điện Tử Đồ án tốt nghiệp
Trang 20

2.5.4 Khởi động dùng máy biến áp tự ngẫu
Ta có sơ đồ sau:

Nguyên tắc hoạt động
Trước khi khởi động: cắt CD2, đóng CD3, MBA TN để ở vị trí điện áp đặt vào động
cơ khoảng (o, 6-0, 8 U định mức) đóng CD1 để nối dây quấn stator vào lưới điện
thông qua MBA TN, động cơ quay ổn định cắt CD3 đóng CD 2 để ngắn mạch MBA
TN, nối trực tiếp dây quấn stator vào lưới
Khi khởi động động cơ được cấp điện:

Lúc đó dòng điện khởi động:

Dòng điện MBA TN nhận được từ lưới điện là

Momen khởi động
Trường ĐH SPKT Hưng Yên VanHoangTrong 0904076036
Khoa Điện – Điện Tử Đồ án tốt nghiệp
Trang 21


Phương pháp này với mục đích giảm dòng khởi động nhưng nó kéo theo giảm momen
khởi động bình phương lần.

Phương pháp này thường được sử dụng trong việc mở máy các động cơ cao áp.
2.5.5 Mở máy bằng phƣơng pháp Y/


Hình vẽ sau là sơ đồ nối dây khởi động bằng cách đổi nối Y sang

động cơ không
đồng bộ:

Phương pháp này chỉ sử dụng cho động cơ lúc máy làm việc bình thường nối tam
giác, khi khởi động nối sao, sau khi tốc độ quay ổn định thì chuyển về nối tam giác.
Khi khởi động cầu dao đảo chiều sẽ đóng về phía Y do đó điện áp pha khi khởi động
là:

Dòng điện khi khởi động nối Y:

Dòng điện khi khởi động trực tiếp:
Trường ĐH SPKT Hưng Yên VanHoangTrong 0904076036
Khoa Điện – Điện Tử Đồ án tốt nghiệp
Trang 22


Do đó momen khởi động giảm đi 3 lần.
Phương pháp này sử dụng khá phổ biến trong khởi động các động cơ công suất trung
bình và lớn.
2.5.6 Mở máy bằng phƣơng pháp thêm điện trở phụ vào roto
Phương pháp này chỉ dùng cho động cơ roto dây quấn vì đặc điểm của của động cơ
này là có thể thêm điện trở phụ vào mạch roto. Khi điện trở của roto thay đổi thì đặc
tính M =f(s) cũng thay đổi theo. Khi điều chỉnh mạch roto thích đáng thì M
k=

M
max
.
Sau khi roto quay để giữ một momen điện từ nhất định trong quá trình khởi động ta
cắt dần điện trở nối thêm vào mạch roto làm cho quá trình tăng tốc động cơ từ đặc
tính này sang đặc tính khác và sau khi cắt toàn bộ điện trở thì sẽ tăng tốc đến điểm
làm việc của đặc tính cơ tự nhiên.



Trường ĐH SPKT Hưng Yên VanHoangTrong 0904076036
Khoa Điện – Điện Tử Đồ án tốt nghiệp
Trang 23

Ưu điểm của phương pháp này là M
k
lớn còn dòng khởi động nhở
Nhược điểm là động cơ dây quấn chế tạo phức tạp hơn động cơ roto lồng sóc cho nên
giá thành đắt hơn nhiều, bảo quản khó khăn hơn và hiệu suất cũn thấp hơn.
2.6 Các phƣơng pháp hãm của máy động cơ không đồng bộ
Kiến thức chung
Trong thực tế có những trường hợp người ta muốn động cơ điện ngừng quay một cách
nhanh chóng và bằng phẳng khi cắt điện đưa vào động cơ hoặc cần giảm bớt tốc độ
như ở cần trục lúc đưa hàng xuống hoặc ở các tàu điện.Để giải quyết các vấn đề trên
người ta dùng các phương pháp hãm cơ hay điện.Dưới đây chúng em sẽ trình bày một
số phương pháp hãm bằng điện.
2.6.1 Phƣơng pháp hãm đổi thứ tự pha
Chúng ta biết rằng khi roto quay ngược chiều với từ trường quay thì động cơ điện làm
việc ở chế độ hãm. Do đó ta ứng dụng nguyên lý đó để hãm như sau:
Khi động cơ làm việc, roto quay cùng chiều với từ trường quay. Sau khi cắt mạch

điện, muốn cho động cơ ngừng quay nhanh chóng thì ta đóng cầu dao về phía khác để
đổi thứ tự pha đặt vào stator (hình vẽ ). Đo đó quán tính của phần qua, roto vẫn quay
theo chiều cũ trong lúc từ trường quay do đã đổi thứ tự quay nên quay theo chiều
ngược lại nên động cơ chuyển sang chế độ hãm. Momen điện từ sinh ra có chiều
ngược với chiều quay của roto và có tác dụng hãm nhanh chóng và bằng phẳng tốc độ
quay của máy.
Trong quá trình hãm như vậy, dòng điện trong máy sẽ rất lớn. Để giảm dòng điện có
thể đổi nối dây quấn stator từ tam giác sang sao (lúc làm việc).
2.6.2 Phƣơng pháp hãm đổi thành máy phát điện
Muốn thực hiện phương pháp này cần đổi động cơ điện sang chế độ máy phát
điện.Tức là tốc độ quay của từ trường quay nhỏ hơn tốc độ roto nhưng vẫn cùng
chiều.Ta biết rằng khi làm việc ở chế độ động cơ điện, tốc độ roto gần bằng tốc độ
đồng bộ (s=3-8%) cho nên khi hãm cần đổi nối làm tăng số đôi cực của dây quấn
phần ứng lên, lúc đó tốc độ của roto sẽ cao hơn tốc độ của từ trường quay sau khi đổi
nối, động cơ sẽ trở thành máy phát điện trả năng lượng về nguồn, đồng thời moomen
hãm động cơ lại.
Trường ĐH SPKT Hưng Yên VanHoangTrong 0904076036
Khoa Điện – Điện Tử Đồ án tốt nghiệp
Trang 24

Như vậy hãm theo phương pháp này động cơ phải có dây quấn đổi nối được số đổi
cực từ và làm việc bình thường với số đôi cực từ bé nhất.
2.6.3 Phƣơng pháp hãm động năng
ở phương pháp này sau khi cắt nguồn điện vào động cơ điện bằng cầu dao D (hình
vẽ) thì lập tức đóng cầu dao D1 đưa điện 1 chiều vào dây quấn stator. Dòng điện 1
chiều lấy từ chỉnh lưu CL đi qua dây dẫn stato tạo thành từ trường một chiều trong
máy. Roto do còn có quán tính, quay trong từ trường đó và trong dây quấn stato cảm
ứng nên suất điện động và dòng điện cảm ứng tác dụng với từ trường nói trên tạo nên
momen điện từ chống lại chiều quay của máy.
Ở loại động cơ roto dây quấn người ta thường cho thêm điện trở phụ phía roto để tăng

momen hãm. Điều chỉnh momen hãm bằng cách điều chỉnh điện áp một chiều đặt vào
dây quấn stato. Trên thực tế quá trình hãm theo phương pháp này thường được tiến
hành tự động.
B. Các phần tử điều khiển trong mạch mở máy
2.7 Aptomat
Áptômát là TBĐ tự động cắt mạch điện khi có sự cố, dùng để bảo vệ cho mạch điện
khi có sự cố quá tải, ngắn mạch, sụt áp, truyền công suất ngược.
Ngoài ra còn còn dùng để đóng mở cho mạch điện không thường xuyên đóng mở
Phân loại
- Dòng cực đại
- Dòng cực tiểu
- Ap cực tiểu
- Aptomat bảo vệ công suất điện ngược
- Aptomat vạn năng
- Aptomat định hình

Trường ĐH SPKT Hưng Yên VanHoangTrong 0904076036
Khoa Điện – Điện Tử Đồ án tốt nghiệp
Trang 25







• Đầu nối
• Đế
• Buồng dâp hồ quang
• Tiếp điểm tĩnh

• Cõ cấu truyền động
• Cần điều khiển
• Rõle nhiệt
• Phần tử bảo vệ ( RI)