máy điện_I. Các phương pháp mở máy

Kính chào thầy giáo và toàn thể lớp

Sau đây nhóm 4 chúng em xin được thuyết trình
về các phương pháp mở điều chỉnh tốc độ động cơ
khhong đồng bộ.


I. Các phương pháp mở máy

1.

Mở máy trực tiếp động cơ điện roto lồng sắt

Tương đối lớn thì nên dùng phương pháp này vì nhanh và đơn giản. Đây là phương pháp
mở máy đơn giản nhất, chỉ việc đóng trực tiếp động cơ điện vào lưới điện. Khi mở máy
trực tiếp dòng điện tương đối lớn. Nếu quán tính của tải lớn thời gian mở máy quá dài
thì có thể làm nóng chảy và ảnh hưởng đến điện áp lưới điện.


2. Hạ điện áp để mở máy
Khi hạ điện áp để mở máy sẽ giảm được dòng điện mở máy nhưng
đồng thời momen mở máy sẽ giảm xuống do đó những tải yêu cầu có
momen mở máy lớn thì phương pháp này không dùng được. Tuy vậy
đối với thiết bị yêu cầu momen mở máy nhỏ thì phương pháp này thích
hợp, có 3 cách hạ điện áp như sau :




a, Mắc cuộn kháng nối tiếp vào mạch stato

 Khi mở máy đóng cầu dao D1,

mở cầu dao

mở cầu dao D2, trong mạch điện stato mắc
nối tiếp một điện kháng K. Mở máy xong đóng
cầu dao D2 nối tắt cuộn kháng. Điều chỉnh
trị số của cuộn kháng thì có thể có dòng
điện mở máy cần thiết. Do có điện áp giáng
trên điện kháng nên điện áp mở máy trên
đầu cực của động cơ điện là U’mm nhỏ hơn
điện áp lưới U1. Ta có U’mm = kU1 (k<1)

 Gọi dòng điện mở máy và momen mở máy là Imm và Mmm
Thêm điện kháng vào dòng điện là I’mm = kImm. Khi hạ điện áp mở máy thì tham số của máy điện vẫn giữ không đổi
2
thì dòng điện mở máy sẽ giảm đi. Vì momen tỉ lệ bình phương điện áp nên lúc đó M’mm = k Mmm.




b, Dùng biến áp tự ngẫu hạ điệnáp mở máy

T là biến áp tự ngẫu, bên cao áp nối với lưới
điện, bên hạ áp nối với ĐCĐ. Khi mở máy đóng
cầu dao D1 và D3, còn D2 mở, sau khi mở
máy xong cắt biến áp tự ngẫu T ra bằng cách
đóng cầu dao D2 và mở D3. Gọi tỉ số biến đổi
điện áp của biến áp tự ngẫu là kT.
U’mm = kTU1. Do đó dòng điện mở máy

và momen mở máy là I’mm = kTImm và
2
2
M’mm = k TMmm. Gọi dòng điện lấy từ lưới vào là I1 thì dòng điện đó bằng I1 = kTI’mm = k TImm, nếu chọn kT = k
2
thì M’mm = k Mmm. Nhưng dòng lấy vào từ lưới nhỏ hơn, khi lấy từ lưới vào một dòng điện mở máy bằng đòng
điện mở máy của phương pháp trên thì với phương pháp này ta có momen mở máy lớn hơn.


 c, Mở máy bằng phương pháp Y - ∆
Phương pháp này phù hợp với các động cơ
đang làm việc bình thường đấu tam giác. Khi
mở máy ta đổi thành sao như vậy điện áp là
U1/√3, sau khi động cơ chạy đổi thành đấu
tam giác. Khi mở máy thì đóng cầu dao D1
còn cầu dao D2 đóng về phía dưới, như vậy máy đấu Y. Khi máy chạy rồi thì đóng cầu dao D2 về phía trên, máy đấu
tam giác. Khi đấu sao để mở máy dòng điện I’mmf = I’mm còn khi mở máy trực tiếp đấu tam giác thì Ummf = U1 và
Imm = √3Immf cho nên khi mở máy đấu sao thì dòng điện bằng I’mm = I’mmf = 1/√3Immf = 1/3Imm. Nghĩa là dong
điện và momen máy đều giảm đi 3 lần so với mở máy trực tiếp. Phương pháp này được sử dụng rộng rãi đối với
nhũng động cơ điện đang làm việc đấu tam giác.


3. Mở máy bằng cách thêm điện trở phụ vào rôtô
Áp dụng với động cơ roto dây quấn vì đặc
điểm của loại động cơ điện này là có thể
ghép thêm điện trở phụ vào mạch cuộn dây
roto. Như ta đã biết, khi điện trở roto thay
đổi thì đặc tính M = f(s) cũng thay đổi. Khi
điều chỉnh điện trở mạch điện roto sẽ mở ở
trạng thái lý tưởng(đường 4) sau khi máy đã quay,

để duy trì một momen điện từ nhất định trong quá trình mở máy ta cắt dần điện trở phụ thêm vào roto làm cho quá
trình tăng tốc của động cơ điện thay đổi (sang đường 3 sang đường 2 và sau khi toàn bộ điện trở phụ thì sẽ theo
đường 1 tăng tốc đến điểm làm việc.


II. Điều chỉnh tốc độ động cơ điện không đồng bộ


1. Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi số đôi cực

Nói chung động cơ điện không đồng bộ làm việc trong điều kiện bình thường có hệ số trượt nhỏ, do đó tốc
độ của động cơ điện gần bằng tốc độ đồng bộ n = 60f/p. Từ đó ta thấy khi tần số không đổi thì tốc độ đòng bộ
của động cơ tỉ lệ nghịch với số đôi cực, do đó khi ta thay số đôi cực cảu dây quấn stato có thể thay đổi được tốc
độ. Dây quấn stato có thể nối thành bao nhiêu số đôi cực khác nhau thì tốc độ có bấy nhiêu cấp.


Có nhiều cách để thay đổi số đôi cực số dây quấn stato :

 Đổi cách nối để có số đôi cực khác nhau, dùng trong động cơ điện hai tốc độ theo tỷ lệ 2 : 1
 Trong rãnh stato đặt 2 dây quấn độc lập có số đôi cực khác nhau thường để 2 tỉ lệ 4 : 3 và 6 : 5
 Trên rãnh stato có đặt 2 dây quấn độc lập có số đôi cực khác nhau, mỗi dây cuốn có thể đổi nối để có số đôi
cực khác nhau, dùng trong động cơ điện 3, 4 tốc độ.


 Sơ đồ thay đổi đôi cực
Sơ đồ nối thuận




Sơ đồ nối ngược




Sơ đồ nối song song




Sơ đồ dây quấn khi đổi tốc độ theo tỉ lệ 2 : 1 và momen không đổi




Sơ đồ dây cuốn


Ở hình trên, gọi công suất động cơ điện khi đấy YY với số đôi cực ít p1 là
Pyy, công suất động cơ điện khi đấu Y với số đôi cực gấp đôi p2 là Py, ta
có :
Pyy = √3U12Ifηyycosϕyy
Py = √3U1Ifηycosϕyy
Giả thiết khi thay đổi tốc độ, hiệu suất η và cosϕ không đổi thì ta có:
Pyy/Py = 2


2. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số
Như ta đã biết, tốc độ của động cơ điện không dồng bộ bằng :
n=n1( 1-s) = 60f 1(1-s)/p

Khi hệ số trượt thay đổi ít thì n tỷ lệ với f1
Phương pháp thay đổi tần số để điều chỉnh tốc độ là phươnng pháp điều chỉnh
bằng phẳng, động cơ điện có thể quay với bất cứ tốc độ nào, phạm vi điều chỉnh
rộng, nhưng cần phải điều chỉnh nguồn điện đặc biệt




3. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp


 Trong công thức momen cực đại khi bỏ qua điện trở r1 thì momen
được viết :
2 2
Mmax = CU1 /f1

 Giả thiết U’1 và M’ là điện áp và momen lúc tần số f’1, ta có :
Mmax/M’ = Mmax/M hay
2 2 2 2
M’/M = M’max/Mmax = U’1 f1 /U1 f1
do đó U’1/U1 = f’1/f1 √(M’/M)


 Khi thay đổi điện áp lưới, thí dụ thay đổi điện áp xuống còn x lần điện áp
định mức,

U1 = xUđm thì momen sẽ giảm xuống còn M = x2Mđm. Momen tải tăng thì hệ
số trượt tăng. Ta thấy hệ số trượt tối đa có thể điều chỉnh được là s = sm. Giả sử
Mmax/M = 2

Khi momen tải bằng momen định mức thì điện áp thấp nhất là U1 =
0,707Uđm . Nếu momen tải nhỏ hơn momen định mức thì điện áp còn thể
giảm nữa. Có thể dùng phương pháp đổi nối Y - ∆




4. Điều chỉnh tốc độ bằng cách ghép thêm điện trở phụ vào mạch roto


 Phương pháp này chỉ có thể dùng đối với mỗi động cơ điện roto dây quấn.


Thông qua vành trượt ta nối một điện trở 3 pha có thể điều chỉnh được vào
dây quấn roto
Khi thêm điện trở phụ vào thì các đường đặc tính nghiêng về phía trái. Với
một momen tải nhất định, điện trở phụ càng lớn thì hệ số trượt ở điểm làm
việc càng lớn, nghĩa là tốc độ giảm xuống. Vì momen tỷ lệ với công suất điện,
ta có: r2/s =r2 + rf/s’. rf là đtrở phụ, s là hệ số trượt.


Bài thuyết trình nhóm chúng em xin được kết thúc tại đây,
em xin chân thành cảm ơn thầy và các bạn đã lắng nghe.

-Chúc buổi thảo luận diễn ra thành công tốt đẹp. !