Giáo trình kỹ thuật điện- Chương 10: Điều khiển máy điện pot

GIÁO TRÌNH
KỸ THUẬT MẠCH ĐIỆN

Chương 10: Điều khiển máy điện











Ch ng 10ươ
Đi u khi n máy đi nề ể ệ
§ 10-1. Khái ni m vệ đi u khi n máy ề ề ể
đi nệ
§ 10-2. Các thi t b đi u khi nế ị ề ể
§ 10-3. M t s s đ đi u khi nộ ố ơ ồ ề ể

Ch ng 10ươ
Đi u khi n máy đi nề ể ệ

§ 10-1. Khái ni m vệ đi u khi n máy ề ề ể
đi nệ
§ 10-2. Các thi t b đi u khi nế ị ề ể
§ 10-3. M t s s đ đi u khi nộ ố ơ ồ ề ể

1. Khái ni m chungệ
2. Các nguyên t c t đ ng đi u khi n m ắ ự ộ ề ể ở
máy và hãm đ ng c đi nộ ơ ệ
3. Mômen tác đ ng trong h truy n đ ng đi nộ ệ ề ộ ệ
Ch ng 10ươ
Đi u khi n máy đi nề ể ệ
§ 10-1. Khái ni m vệ đi u khi n máy ề ề ể
đi nệ
Đ u ch ngầ ươ

1. Khái ni m chungệ
2. Các nguyên t c t đ ng đi u khi n m ắ ự ộ ề ể ở
máy và hãm đ ng c đi nộ ơ ệ
3. Mômen tác đ ng trong h truy n đ ng đi nộ ệ ề ộ ệ
Ch ng 10ươ
Đi u khi n máy đi nề ể ệ
§ 10-1. Khái ni m vệ đi u khi n máy ề ề ể
đi nệ
Đ u ch ngầ ươ

Ch ng 10ươ Đi u khi n máy đi nề ể ệ
1. Khái ni m chungệ
Đi u khi n máy đi n là lĩnh v c nghiên c u, ng d ng các thi t b ề ể ệ ự ứ ứ ụ ế ị
khí c và s đ đi u khi n nh m m c đích đ m b o v n hành các lo i ụ ơ ồ ề ể ằ ụ ả ả ậ ạ
máy đi n theo yêu c u th c ti n.ệ ầ ự ễ

Trong v n hành máy phát đi n c n: t đ ng đi u ch nh đi n áp, t n ậ ệ ầ ự ộ ề ỉ ệ ầ
s , công su t tác d ng, công su t ph n kháng và hoà đ ng b .ố ấ ụ ấ ả ồ ộ
Trong quá trình làm vi c c a đ ng c đi n c n thi t ph i m ệ ủ ộ ơ ệ ầ ế ả ở
máy,đi u ch nh t c đ , hãm, đ o chi u quay …ề ỉ ố ộ ả ề
Đ u ch ngầ ươ

Ch ng 10ươ Đi u khi n máy đi nề ể ệ
2. Các nguyên t c t đ ng đi u khi n ắ ự ộ ề ể
m máy và hãm đ ng c đi nở ộ ơ ệ
a, Đi u khi n m máy theo hàm th i gianề ể ở ờ
Trong s đ đi u khi n đ ng c ph i có các thi t b ki m tra th i ơ ồ ề ể ộ ơ ả ế ị ể ờ
gian đó là các r le th i gian.M i r le th i gian s đi u khi n m t công ơ ờ ỗ ơ ờ ẽ ề ể ộ
t c t t ng ng v i m i m c c a đi n tr m máy.ắ ơ ươ ứ ớ ỗ ứ ủ ệ ở ở
Khi M
C
= const, th i gian tăng t c đ c a m t c p m máy là: ờ ố ộ ủ ộ ấ ở
t
m .iở
= T
Mi
ln(M
bđ.i
- M
C
)/(M
cu i.iố
- M
C
)
V i Tớ

M
: h ng s th i gian đi n c c p ằ ố ờ ệ ơ ấ
th iứ
Ci.bd
i.bdi.cuoi
M
MM
)(J
T
−
ω−ω
=
J: Mô men quán tính c a truy n ủ ề
đ ngộ
ω
bd,i
, M
bđ.i
, ω
cu i.i ố
, M
cu i.iố
: T c đ , mômen ban đ u và cu i c p th iố ộ ầ ố ấ ứ
Đ u ch ngầ ươ

Ch ng 10ươ Đi u khi n máy đi nề ể ệ
b, Đi u khi n m máy theo hàm t c đề ể ở ố ộ
Đi u khi n m máy theo hàm t c đ đ c ti n hành nh các thi t b ề ể ở ố ộ ượ ế ờ ế ị
ki m tra t c đ c a đ ng c . Tuỳ theo tr s c a t c đ các thi t b này ể ố ộ ủ ộ ơ ị ố ủ ố ộ ế ị
s cho tín hi u đ đóng các công t c t c a các bi n tr m máy.ẽ ệ ể ắ ơ ủ ế ở ở

Thông th ng dùng các ph ng pháp đo t c đ gián ti p qua các đ i ườ ươ ố ộ ế ạ
l ng t l v i t c đ nh s c đi n đ ng ph n ng c a đ ng c đi n 1 ượ ỷ ệ ớ ố ộ ư ứ ệ ộ ầ ứ ủ ộ ơ ệ
chi u, t n s dòng đi n rôto c a đ ng c đi n không đ ng b rôtodây ề ầ ố ệ ủ ộ ơ ệ ồ ộ
qu n. Trong các tr ng h p này có th g i là đi u khi n theo hàm s c ấ ườ ợ ể ọ ề ể ứ
đi n đ ng hay hàm t n s dòng đi n rôto. ệ ộ ầ ố ệ
Đ u ch ngầ ươ

Ch ng 10ươ Đi u khi n máy đi nề ể ệ
c, Đi u khi n m máy theo hàm dòng đi nề ể ở ệ
Ph ng pháp này s d ng các r le dòng đi n c c ti u, các r le s ươ ử ụ ơ ệ ự ể ơ ẽ
đóng các công t c t , c t các đi n tr m máy khi dòng đi n c a đ ng c ắ ơ ắ ệ ở ở ệ ủ ộ ơ
gi m đ n tr s cho phép.ả ế ị ố
* Trong th c t đ i v i đ ng c đi n 1 chi u th ng đi u khi n ự ế ố ớ ộ ơ ệ ề ườ ề ể
theo hàm th i gian ho c hàm s c đi n đ ng, v i đ ng c không đ ng b ờ ặ ứ ệ ộ ớ ộ ơ ồ ộ
hay đ ng b th ng đi u khi n theo hàm t n s hay dòng đi n.ồ ộ ườ ề ể ầ ố ệ
Đ u ch ngầ ươ

Ch ng 10ươ Đi u khi n máy đi nề ể ệ
3. Mô men tác đ ng c a h truy n đ ng ộ ủ ệ ề ộ
đi nệ
Khi h th ng truy n đ ng đi n làm vi c có các lo i mômen sau đây:ệ ố ề ộ ệ ệ ạ
- Mômen đ ng c Mộ ơ
đ
:

mômen quay do đ ng c t o nên đóng vai trò ộ ơ ạ
làm chuy n đ ng h th ng truy n đ ng.ể ộ ệ ố ề ộ
- Mômen c n Mả
C
: mômen c a t i, quy lu t bi n thiên c a nó ph ủ ả ậ ế ủ ụ

thu c vào tính ch t t i c a máy s n xu t.ộ ấ ả ủ ả ấ
+ Khi Mđ > MC: Đ ng c tăng t cộ ơ ố
+ Khi Mđ < MC: Đ ng c gi m t cộ ơ ả ố
+ Khi M
đ
= M
C
: Đ ng c làm vi c ch đ xác l p và có t c đ quay không ộ ơ ệ ở ế ộ ậ ố ộ
đ i.ổ
Đ u ch ngầ ươ

1. Các thi t b đi u khi nế ị ề ể
2. Nguyên t c bi u di n s đ đi nắ ể ễ ơ ồ ệ
3. Ký hi u trong các s đ đi u khi nệ ơ ồ ề ể
Ch ng 10ươ
Đi u khi n máy đi nề ể ệ
§ 10-2. Các thi t b đi u khi nế ị ề ể
Đ u ch ngầ ươ

1. Các thi t b đi u khi nế ị ề ể
2. Nguyên t c bi u di n s đ đi nắ ể ễ ơ ồ ệ
3. Ký hi u trong các s đ đi u khi nệ ơ ồ ề ể
Ch ng 10ươ
Đi u khi n máy đi nề ể ệ
§ 10-2. Các thi t b đi u khi nế ị ề ể
Đ u ch ngầ ươ

Ch ng 10ươ Đi u khi n máy đi nề ể ệ
1. Các thi t b đi u khi nế ị ề ể
Trong quá trình làm vi c c n thi t ph i m máy, đi u ch nh t c đ , ệ ầ ế ả ở ề ỉ ố ộ

hãm, đ o chi u quay c a đ ng c …Các thi t b b ng tay hay t đ ng ả ề ủ ộ ơ ế ị ằ ự ộ
làm nhi m v đi u khi n và b o v truy n đ ng đi n.ệ ụ ề ể ả ệ ề ộ ệ
Các thi t b đi u khi n b ng tay đ c s d ng trong tr ng h p ế ị ề ể ằ ượ ử ụ ườ ợ
không yêu c u đóng c t m ch th ng xuyên và công su t không l n nh ầ ắ ạ ườ ấ ớ ư
c u dao, chuy n m ch, nút n.ầ ể ạ ấ
Áptômát th ng dùng đ đóng c t th ng xuyên. Trong áptômát có ườ ể ắ ườ
h th ng ti p đi m, b ph n d p h quang và các b ph n t đ ng đóng ệ ố ế ể ộ ậ ậ ồ ộ ậ ự ộ
c t m ch đ b o v quá t i và ng n m ch.ắ ạ ể ả ệ ả ắ ạ
a, Aptômát
Đ u ch ngầ ươ

b, R le nhi tơ ệ
4
7
8
5
3
2
6
1
H×nh 10-1
Ch ng 10ươ Đi u khi n máy đi nề ể ệ
Ph n t c b n là thanh kim lo i kép s 1 ầ ử ơ ả ạ ố
g m 2 mi ng kim lo i khác ch t giãn n khác ồ ế ạ ấ ở
nhau hàn l i. Dòng đi n I c a m ch c n b o v ạ ệ ủ ạ ầ ả ệ
đi qua dây đi n tr (s i đ t) 2 đ t nóng thanh ệ ở ợ ố ố
l ng kim. ưỡ
Khi dòng đi n I = Iđmệ

không làm thanh kim lo i 1 bi n d ng, khi I > Iđm ạ ế ạ

thanh kim lo i 1 b bi n d ng gi i phóng tay đòn s 7. D i tác d ng c a lò ạ ị ế ạ ả ố ướ ụ ủ
xo 4, tay đòn 7 s quay quanh tr c 8, c t ti p đi m 6 c a m ch đi u khi n. ẽ ụ ắ ế ể ủ ạ ề ể
Nút n 3 đ đ a r le v v trí ban đ u sau khi thanh kim lo i 1 đã ngu i.ấ ể ư ơ ề ị ầ ạ ộ
Đ u ch ngầ ươ

c, R le đi n tơ ệ ừ
Ch ng 10ươ Đi u khi n máy đi nề ể ệ
R le đi n t tác d ng nh l c hút đi n t , c u ơ ệ ừ ụ ờ ự ệ ừ ấ
t o g m các b ph n chính sau: Cu n dây hút; m ch ạ ồ ộ ậ ộ ạ
t tĩnh làm b ng v t li u s t t ; ph n đ ng (còn g i ừ ằ ậ ệ ắ ừ ầ ộ ọ
là ph n ng) và h th ng ti p đi m.ầ ứ ệ ố ế ể
M ch t c a r le nhi t có dòng đi n m t chi u ch y qua làm b ng thép kh i, ạ ừ ủ ơ ệ ệ ộ ề ạ ằ ố
còn c a r le xoay chi u làm b ng lá thép k thu t đi n. Ngoài ra đ ch ng ủ ơ ề ằ ỹ ậ ệ ể ố
r ng vì l c hút c a nam châm đi n có d ng xung trên m t c c ng i ta đ t ụ ự ủ ệ ạ ặ ự ườ ặ
vòng ng n m ch.ắ ạ
M ch tạ ừ
Cu
n ộ
dây
hút
Ph n đ ngầ ộ
H ệ
th n ố
ti p ế
đi mể
Hình 10-2
S c đi n đ ng c m ng trong vòng ng n m ch s t o ra dòng đi n và làm ứ ệ ộ ả ứ ắ ạ ẽ ạ ệ
cho t thông qua vòng ng n m ch l ch pha v i t thông chính, nh có l c hút ừ ắ ạ ệ ớ ừ ờ ự
ph n ng không b gián đo n, các ti p đi m luôn đ c ti p xúc t t.ầ ứ ị ạ ế ể ượ ế ố
Đ u ch ngầ ươ

d, Công t c t - Kh i đ ng tắ ơ ở ộ ừ
Ch ng 10ươ Đi u khi n máy đi nề ể ệ
+ Công t c t : Là thi t b đóng c t đi n áp th p, truy n đ ng b ng ắ ơ ế ị ắ ệ ấ ề ộ ằ
đi n t . Nó th ng dùng đ kh ng ch và đi u khi n t xa các trang thi t b ệ ừ ườ ể ố ế ề ể ừ ế ị
1chi u và xoay chi u c n đóng c t đ n 1500 l n /gi .ề ề ầ ắ ế ầ ờ
- C u t o: g m các ti p đi m chính và ph ; các ti p đi m g m các má ấ ạ ồ ế ể ụ ế ể ồ
tĩnh và đ ng. Má đ ng g n trên tr c quay.ộ ộ ắ ụ
Ti p đi m chính đ đóng c t m ch đ ng l c có dòng đi n l n.ế ể ể ắ ạ ộ ự ệ ớ
Ti p đi m ph đ chuy n đ i m ch đi u khi n, tín hi u hoá. Cu n dây ế ể ụ ể ể ổ ạ ề ể ệ ộ
kh ng ch là m t nam châm đi n g m cu n dây và lõi th p, lõi thép đ ng ố ế ộ ệ ồ ộ ế ộ
g n trên tr c quay. Cu n dây m c vào đi n áp ngu n thông qua nút b m ắ ụ ộ ắ ệ ồ ấ
đi u khi n KĐ và D.ề ể
Đ u ch ngầ ươ

d, Công t c t - Kh i đ ng tắ ơ ở ộ ừ
Ch ng 10ươ Đi u khi n máy đi nề ể ệ
Kí hi u cu n dây và ti p đi m trên s đ :ệ ộ ế ể ơ ồ
Cu n dâyộCu n dâyộ
Ti p đi m th ng ế ể ườ
mở
Ti p đi m th ng ế ể ườ
đóng
Trong đó ti p đi m th ng kín là ti p đi m khi cu n dây kh ng ch ế ể ườ ế ể ộ ố ế
(đi u khi n) ch a có đi n nó v trí đóng, còn khi cu n dây kh ng ch có ề ể ư ệ ở ị ộ ố ế
đi n nó m ra ti p đi m th ng m thì ng c l i.ệ ở ế ể ườ ở ượ ạ
Đ u ch ngầ ươ

d, Công t c t - Kh i đ ng tắ ơ ở ộ ừ
Ch ng 10ươ Đi u khi n máy đi nề ể ệ

+ Kh i đ ng t : K t h p công t c t và r le nhi t nh hình 10-3ở ộ ừ ế ợ ắ ơ ơ ệ ư
K
K K
K
K
RN
RN
RN
ĐC
RN
KĐ
D
∼
∼
Hình 10- 3
Đ u ch ngầ ươ

Ch ng 10ươ Đi u khi n máy đi nề ể ệ
2. Nguyên t c bi u di n s đ đi nắ ể ễ ơ ồ ệ
Sau khi có đ i t ng đi u khi n là đ ng c , c n b trí m ch đi n ố ượ ề ể ộ ơ ầ ố ạ ệ
kh ng ch đ m máy, d ng máy, đ i chi u quay, thay đ i t c đ cho ố ế ể ở ừ ổ ề ổ ố ộ
đ ng c . S đ kh ng ch th ng bi u di n d i d ng khai tri n tách ộ ơ ơ ồ ố ế ườ ể ễ ướ ạ ể
làm hai ph n:ầ
+ M ch đ ng l cạ ộ ự : m ch có dòng đi n chính ch y qua (dòng đ ng ạ ệ ạ ộ
c ), bao g m c u dao, c u chì, ti p đi m chính c a công t c t , kh i ơ ồ ầ ầ ế ể ủ ắ ơ ở
đ ng t , cu n dây (s i đ t) c a r le nhi t, cu n dây stato và rôto c a ộ ừ ộ ợ ố ủ ơ ệ ộ ủ
đ ng c …ộ ơ
+ M ch kh ng chạ ố ế: Ph n m ch không có dòng chính đi qua, g m ầ ạ ồ
nút b m, ti p đi m ph và cu n dây c a r le nhi t, công t c t , kh i ấ ế ể ụ ộ ủ ơ ệ ắ ơ ở
đ ng t .ộ ừ

M ch đ ng l c v b ng nét đ m, m ch đi u khi n v b ng nét ạ ộ ự ẽ ằ ậ ạ ề ể ẽ ằ
m nh.ả
Đ u ch ngầ ươ

Ch ng 10ươ Đi u khi n máy đi nề ể ệ
3. Kí hi u trong các s đ đi u khi nệ ơ ồ ề ể

TT Tên g iọ Kí hi uệ
1
Ti p đi m c u dao, áptômátế ể ầ
a, Th ng mườ ở
b, Th ng đóngườ

2
Ti p đi m công t c t , kh i đ ng t , r leế ể ắ ơ ở ộ ừ ơ
a, Th ng mườ ở
b, Th ng đóngườ
c, Th ng m khi đóng có th i gianườ ở ờ
d, Th ng m khi m có th i gianườ ở ở ờ
e, Th ng đóng khi đóng có th i gianườ ờ
g, Th ng đóng khi m có th i gianườ ở ờ
Đ u ch ngầ ươ

Ch ng 10ươ Đi u khi n máy đi nề ể ệ
3. Kí hi u trong các s đ đi u khi nệ ơ ồ ề ể
3
Ti p đi m có b ph n d p h quangế ể ộ ậ ậ ồ
a, Th ng mườ ở
b, Th ng đóngườ
4

Ti p đi m có b ph n tr l i v trí ban đ u b ng tayế ể ộ ậ ả ạ ị ầ ằ
a, Th ng mườ ở
b, Th ng đóngườ
5 Nút n th ng mấ ườ ở
6 Nút n th ng đóngấ ườ
7 Cu n dây công t c t , kh i đ ng t , r leộ ắ ơ ở ộ ừ ơ
8 Cu n dây r le nhi t (s i đ t)ộ ơ ệ ợ ố
Đ u ch ngầ ươ

Ch ng 10ươ
Đi u khi n máy đi nề ể ệ
§ 10-3. M t s s đ đi u khi nộ ố ơ ồ ề ể
A. S đ đi u khi n đ ng c đi n m t chi uơ ồ ề ể ộ ơ ệ ộ ề
B. S đ đi u khi n đ ng c không đ ng bơ ồ ề ể ộ ơ ồ ộ
Đ u ch ngầ ươ

Ch ng 10ươ
Đi u khi n máy đi nề ể ệ
§ 10-3. M t s s đ đi u khi nộ ố ơ ồ ề ể
A. S đ đi u khi n đ ng c đi n m t chi uơ ồ ề ể ộ ơ ệ ộ ề
B. S đ đi u khi n đ ng c không đ ng bơ ồ ề ể ộ ơ ồ ộ
Đ u ch ngầ ươ

Ch ng 10ươ Đi u khi n máy đi nề ể ệ
A. S đ đi u khi n đ ng c đi n m t ơ ồ ề ể ộ ơ ệ ộ
chi uề
1. S đ đi u khi n m máy đ ng c m t chi u ơ ồ ề ể ở ộ ơ ộ ề
theo nguyên t c th i gianắ ờ
2. S đ đi u khi n m máy đ ng c m t chi u ơ ồ ề ể ở ộ ơ ộ ề
kích t đ c l p theo nguyên t c t c đ ừ ộ ậ ắ ố ộ

3. S đ đi u khi n d ng máy b ng hãm đ ng ơ ồ ề ể ừ ằ ộ
năng đ ng c m t chi u theo nguyên t c th i gian ộ ơ ộ ề ắ ờ
4. Đi u ch nh t c đ c a đ ng c đi n m t chi uề ỉ ố ộ ủ ộ ơ ệ ộ ề
Đ u ch ngầ ươ

Ch ng 10ươ Đi u khi n máy đi nề ể ệ
A. S đ đi u khi n đ ng c đi n m t ơ ồ ề ể ộ ơ ệ ộ
chi uề
1. S đ đi u khi n m máy đ ng c m t chi u ơ ồ ề ể ở ộ ơ ộ ề
theo nguyên t c th i gianắ ờ
2. S đ đi u khi n m máy đ ng c m t chi u ơ ồ ề ể ở ộ ơ ộ ề
kích t đ c l p theo nguyên t c t c đ ừ ộ ậ ắ ố ộ
3. S đ đi u khi n d ng máy b ng hãm đ ng ơ ồ ề ể ừ ằ ộ
năng đ ng c m t chi u theo nguyên t c th i gian ộ ơ ộ ề ắ ờ
4. Đi u ch nh t c đ c a đ ng c đi n m t chi uề ỉ ố ộ ủ ộ ơ ệ ộ ề
Đ u ch ngầ ươ