Giáo trình Truyền động điện (Nghề: Điện công nghiệp - Trung cấp): Phần 2 - Trường CĐ Nghề Kỹ thuật Công nghệ

BÀI 4: CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ CHO HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
Mã bài: 22 - 04
Gới thiệu:
Trong hệ truyền động điện ln có sự thay đổi tải trong q trình làm
việc của hệ. Việc lựa chọn động cơ sao cho phù hợp với sự thay đổi của phụ tải
trong các hệ truyền động điện là rất quan trọng. Trong bài học trình bày các chế
độ làm việc của động cơ, các phương pháp chọn công suất động cơ làm việc
trong các chế độ và cách kiểm nghiệm công suất động cơ
Mục tiêu:
- Chọn đúng công suất động cơ cho những truyền động có điều chỉnh và
khơng điều chỉnh tốc độ.
- Kiểm nghiệm công suất động cơ sau khi đã chọn cho phù hợp với máy
sản xuất.
- Chủ động, nghiêm túc trong học tập và cơng việc
Nội dung chính.
1.Các chế độ làm việc của truyền động điện
Để tiến hành chọn công suất động cơ điện dựa theo chế độ nhiệt của động
cơ, người ta phân loại các chế độ làm việc của động cơ:
1.1.Chế độ làm việc dài hạn
Chế độ này động cơ làm việc có phụ tải trong một thời gian dài. Do đó,
khi làm việc, động cơ có nhiệt độ đạt tới giá trị ổn định. Trong đó, nhiệt sai của
động cơ cũng đạt tới trị số ổn định.
VD: Động cơ làm việc ở chế độ dài hạn là các động cơ kéo quạt gió, bơm nước,
máy nén khí.
Giản độ phụ tải và đường cong nhiệt sai của động cơ như hình vẽ.

Hình 6-1. Giản độ phụ tải và đường cong nhiệt sai ở chế độ dài hạn

1.2. Chế độ làm việc ngắn hạn

107

Động cơ làm việc có phụ tải trong 1 thời gian ngắn. Nhiệt sai của động cơ
chưa đạt tới trị số ổn định thì mất phụ tải, thời gian nghỉ của động cơ rất dài,
nhiệt sai của động cơ đủ để giảm xuống bằng nhiệt sai ban đầu.
VD: Động cơ đóng, mở cửa đập nước, động cơ trong các cơ cấu nâng – hạ xà
ngang, nêm chặt xà ở các máy cắt gọt kim loại lớn (Tiện đứng, phay giường, bào
giường…). Giản đồ phụ tải, đường cong nhiệt sai như hình vẽ:

Hình 6-2. Giản độ phụ tải và đường cong nhiệt sai ở chế độ ngắn hạn

1.3. Chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại.
Thời gian làm việc có phụ tải và thời gian nghỉ xen kẽ nhau. Các khoảng
thời gian này tương đối ngắn. trong thời gian làm việc: t lv, nhiệt sai của động cơ
chưa đạt tới trị số ổn định thì mất phụ tải.Trong thời gian nghỉ, nhiệt sai động cơ
giảm nhưng chưa về trị số cũ thì lại có phụ tải, nhiệt sai lại tăng lên. Quá trình
cứ thế mà lặp lại, cuối cùng, nhiệt độ động cơ dao động xung quanh một nhiệt
độ ổn định trung bình tb nào đó giữa max và min.
VD: Cầu trục, máy hàn, cần trục…
Chế độ này được đặc trưng bởi hệ số thời gian đóng điện tương đối:
% =

tlv
t
 100%  lv  100% . Các trị số tiêu chuẩn của  % là: 15%; 25%;
tlv  tng
Tck

40%; 60%.

108


Hình 6-3. Giản độ phụ tải và đường cong nhiệt sai ở chế độ ngắn hạn lặp lại

*.Phương pháp chung chọn công suất động cơ.
* Các chỉ tiêu chọn động cơ điện.
Chọn động cơ điện phải đảm bảo hai mặt: Kinh tế và kỹ thuật.
* Về mặt kỹ thuật:
- Động cơ được chọn phải có cấp điện áp phù hợp với nguồn.
- Động cơ phải thích ứng với mơi trường làm việc (khô ráo, ẩm ướt, sạch
sẽ hoặc bụi bẩn, nóng hoặc lạnh…).
- Động cơ đựơc chọn phải thoả mãn điều kiện phát nóng (Điều kiện cơ
bản nhất), sao cho khi làm việc bình thường hoặc khi quá tải cho phép, t 0 động
cơ không được vượt quá t0 cho phép.
- Động cơ phải đảm bảo tốc độ yêu cầu, xem có hay khơng điều chỉnh tốc
độ, có cấp hay vô cấp.
- Phải đảm bảo điều kiện khởi động tốt theo yêu cầu phụ tải.
* Về mặt kinh tế.
Động cơ điện được chọn phải làm việc với hiệu suất kinh tế cao, vốn đầu
tư rẻ chi phí vận hành, bảo quản và sửa chữa thấp, sử dụng hết công suất động
cơ.
* Các bước chọn công suất động cơ.
Động cơ điện muốn kéo đựơc cơ cấu sản xuất cần phải sản ra một mơmen
Mđ có khả năng khắc phục được các mômen sau: Mômen phụ tải cơ cấu sản
xuất: Mpt; Mômen không tải M0; Mômen động Mđg, nghĩa là Mđ  Mpt + M0 +
Mđg. Muốn tìm được Mđ cần có các điều kiện ban đầu và các bước tính tốn.
* Điều kiện ban đầu.

109

- Phải có biểu đồ phụ tải cơ cấu sản xuất: Mc = f1(t) hoặc Pc = f2(t) hoặc nhiệt
lượng tiêu hao Q= f3(t) hay dòng điện I= f4(t).
- Phải có biểu đồ biến thiên tốc độ trong qúa trình làm việc: n= f 5(t) hoặc  =
f6(t). Giả thiết biểu đồ đã cho như hình vẽ trang bên.
* Các bước tính tốn.
Trước hết căn cứ vào biểu đồ phụ tải tĩnh: Mc = f(t), tính mơmen trung bình theo
n

biểu thức: M tb 

M t
i 1
n

i i

t
i 1

i

Sau đó, chọn sơ bộ động cơ có Mđm  Mtb.
- Tính mơmen động: Mđg ( xuất hiện trong quá trình quá độ: Mở, hãm, đảo chiều
quay động cơ v.v…): M đg  M Đ  M c  J ht

d
 J ht  tg
dt

Jht: Mơmen qn tính của hệ thống đã quy đổi về đầu trục động cơ.
- Vẽ biểu đồ Mđg = f(t) như hình vẽ.
- Vẽ biểu đồ phụ tải động của hệ thống như hình vẽ: Mcđg= Mpt+ Mo + Mđg
- Dựa vào biểu đồ phụ tải động, kiểm tra khả năng quá tải của động cơ theo điều
kiện:
M . Mđm  Mmax
Trong đó: Mđm: Momen định mức của động cơ đã chọn sơ đồ.
Mmax: Momen max trên biểu đồ phụ tải.
M: Bội số mômen (hệ số quá tải).
- Kiểm tra lại suất động cơ theo điều kiện phát nóng. Nếu kiểm tra khơng thoả
mãn => Chọn lại động cơ.
2.Tính chọn cơng suất động cơ cho truyền động khơng điều chỉnh tốc độ
Mục tiêu:
Trình bầy được phương pháp chọn công suất động cơ cho truyền động
không điều chỉnh tốc độ
Để chọn công suất động cơ, ta cần phải biết đồ thị phụ tải M c(t) và Pc(t) đã
quy đổi về trục động cơ và giá trị tốc độ yêu cầu. Từ đồ thị phụ tải, chọn sơ bộ
công suất động cơ, tra sổ tay các tham số, từ đó, xây dựng đồ thị phụ tải chính
xác. Sau đó, tiến hành kiểm nghiệm động cơ đã chọn.
2.1.Chọn công suất động cơ làm việc dài hạn
Đối với phụ tải dài hạn, có loại khơng đổi, có loại biến đổi.
a. Phụ tải dài hạn khơng đổi:
Động cơ cần chọn phải có cơng suất định mức lớn hơn công suất yêu cầu:
Pđm ≥ Pc và tốc độ định mức phù hợp với yêu cầu. Thường thì chọn Pđm = (1 
110


1,3)Pc. Trong trường hợp này, việc kiểm nghiệm động cơ đơn giản, không cần
kiểm nghiệm quá tải về mômen, nhưng cần phải kiểm nghiệm điều kiện khởi

động và phát nóng.
b. Phụ tải dài hạn biến đổi: Để chọn được động cơ phải xuất phát từ đồ thị phụ
tải, tính ra giá trị trung bình của mơmen hoặc cơng suất:
n

M tb 

 M .t
n

t
i o

 P .t

i i

i i

i o

;

i

Ptb 

t

i

Mđm = (1  1,3).Mtb
Pđm = (1  1,3).Ptb
Điều kiện kiểm nghiệm: Kiểm nghiệm về phát nóng, khởi động, quá tải về
mômen.
2.2.Chọn công suất động cơ làm việc ngắn hạn
Động cơ chọn phải có:

Trong chế độ làm việc ngắn hạn có thể sử dụng động cơ dài hạn hoặc sử dụng
động cơ chuyên dùng cho chế độ làm việc ngắn hạn.
a) Chọn động cơ dài hạn làm việc với phụ tải ngắn hạn:
Trong trường hợp khơng có động cơ chun dụng cho chế độ ngắn hạn, ta
có thể chọn các động cơ thông thường chạy dài hạn để làm việc trong chế độ
ngắn hạn. Nếu chọn động cơ dài hạn theo phương pháp thơng thường có Pđm
= (1÷1,3)Pc thì khi làm việc ngắn hạn trong khoảng thời gian tlv nhiệt độ
động cơ mới tăng tới nhiệt độ τ1 đã nghỉ làm việc và sau đó hạ nhiệt độ đến
nhiệt độ mơi trường τmt. Rõ ràng việc này gây lãng phí vì không tận dụng hết
khả năng chịu nhiệt (tới nhiệt độ τơđ) của động cơ.
Vì vậy khi dùng động cơ dài hạn để làm việc ở chế độ ngắn hạn, cần
chọn công suất động cơ nhỏ hơn để động cơ phải làm việc quá tải trong thời
gian đóng điện tlv. Động cơ sẽ tăng nhiệt độ nhanh hơn nhưng khi kết thúc thời
gian làm việc, nhiệt độ của động cơ không được quá nhiệt độ τôđ cho phép.
Như vậy, để chọn động cơ dài hạn làm việc với phụ tải ngắn hạn, ta phải
dựa vào công suất làm việc yêu cầu Plv và giả thiết hệ số quá tải công suất x
để chọn sơ bộ công suất động cơ dài hạn (Plv = x.Pđm hay Mlv = x.Mđm). Từ
đó có thể xác định được thời gian làm việc cho phép của động cơ vừa chọn.
Việc tính chọn đó được lập lại nhiều lần làm sao cho tlv tính tốn ≤ tlv yêu cầu.
b) Chọn động cơ ngắn hạn làm việc với phụ tải ngắn hạn:
Động cơ ngắn hạn được chế tạo có thời gian làm việc tiêu chuẩn là 15, 30,
60, 90 phút. Như vậy ta phải chọn tlv = tchuẩn và công suất động cơ Pđm chọn

111


≥ Plv hay Mđm chọn ≥ Mlv.
Nếu tlv ≠ tchuẩn thì sơ bộ chọn động cơ có tchuẩn và Pđm gần với giá trị
tlv và Plv. Sau đó xác định tổn thất động cơ ∆Pđm với công suất và ∆Plv với Plv.
Quy tắc chọn động cơ là:

Đồng thời tiến hành kiểm nghiệm động cơ theo điều kiện quá tải về
mômen và mơmen khởi động cũng như điều kiện phát nóng.
2.3.Chọn công suất động cơ làm việc ngắn hạn lặp lại
Sau 1 thời gian, nhiệt sai động cơ sẽ ổn định biến thiên trong khoảng min,
max. Tương tự như trường hợp phụ tải ngắn hạn, ta có thể chọn động cơ dài hạn
làm việc với phụ tải ngắn hạn lặp lại hoặc chọn động cơ chuyên dùng ngắn hạn
lặp lại.
a. Chọn công suất động cơ dài hạn làm việc với phụ tải ngắn hạn lặp lại.
Thường động cơ dài hạn được chọn:
Pđm  Plv
Hệ số quá tải về nhiệt:
=

Plv  od

Pdm  max

Từ đường cong phát nóng, ta có  =

 od 1  et /  'v

 max 1  et / v

lv

lv

Trong đó: : Hằng số thời gian phát nóng  

t
v
C
;  '  lv ;  
tlv  
vo
A

: Hệ số xét đến điều kiện làm mát bị xấu đi trong thời gian nghỉ t 0. ( = 0,5:
Động cơ một chiều,  = 0,25: Động cơ KĐB).
Dựa vào đồ thị phụ tải, xác định Plv yêu cầu, tlv, to từ đó chọn sơ bộ cơng suất động
cơ để có  và o rồi tính ’ và suy ra . Dùng phương pháp tính lặp sao cho:
Plv



 Pdm

b. Chọn công suất động cơ ngắn hạn lặp lại cho phụ tải ngắn hạn lặp lại.
Động cơ ngắn hạn lặp lại được chế tạo chuyên dùng, độ bền cơ khí tốt,
quán tính nhỏ, khả năng quá tải lớn (từ 2,53,5), đồng thời chế tạo chuẩn với
% = 15%; 25%; 40%; 60%.
Động cơ được chọn cần thỏa mãn hai điều kiện:
+ Pđm chọn ≥Plv.

+ %đm chọn phù hợp với %lv.
Trường hợp chưa phù hợp thì hiệu chỉnh lại Pđm theo công thức:
112


 lv %

Pđmchọn ≥Plv.

 %dmchon

Chú ý: Trường hợp phụ tải biến đổi thì phải dùng cơng thức các đại lượng đẳng
trị:

Pt
t
2

Pđt =

i

i

i

;  dt % 

t
t  t

i

i

io

Sau đó kiểm tra quá tải về mômen, mômen khởi động và phát nóng.
3.Tính chọn cơng suất động cơ cho truyền động có điều chỉnh tốc độ.
Để tính chọn cơng suất động cơ trong trường hợp này, cần phải biết các yêu
cầu cơ bản:
+ Đặc tính phụ tải: Pyêu cầu (); Myêu cầu(); đồ thị phụ tải: Pc(t); Mc(t); (t).
+ Phạm vi điều chỉnh tốc độ: max, min
+ Loại động cơ (một chiều hoặc xoay chiều) dự định chọn.
+ Phương pháp điều chỉnh và BBĐ trong hệ thống truyền động đó cần định
hướng trước.
Như vậy, để tính chọn cơng suất động cơ ta phải biết phụ tải. Trong nhiều
trường hợp, phụ tải rất khác nhau. Ta có thể chia thành hai nhóm.
+ Nhóm 1: ở mọi tốc độ, điều chỉnh Mc = const, cơng suất cản tỉ lệ bậc 1 với
tốc độ.
+ Nhóm 2: ở mọi tốc độ, điều chỉnh công suất không đổi (P c = const), còn Mc
tỉ lệ nghịch với tốc độ: M c 

Po



Đối với động cơ điện, các phương pháp điều chỉnh tốc độ theo tải cho phép
được chia hai nhóm:
+ Nhóm 1: Điều chỉnh tốc độ với mômen cho phép của động cơ không biến
đổi ở mọi tốc độ, thường gọi là các phương pháp điều chỉnh tốc độ cơ mômen

cho phép không đổi, Rp tỉ lệ bậc nhất với .
Các phương pháp này thường được thực hiện bằng cách thay đổi điện áp
hoặc Rp mạch phần ứng của động cơ điện một chiều KTĐL, thay đổi R p mạch
rơtor hoặc số đơi cực ở ĐCKĐB.
+ Nhóm 2: Điều chỉnh tốc độ với Pcp = const; M cp 

Pcp



, thực hiện bằng cách

giảm (ĐCMC) hoặc thay đổi số đôi cực (1 số trường hợp ĐCKĐB).
a. Chọn công suất động cơ cho truyền động điều chỉnh tốc độ có: Mc = const
* Trường hợp: Mcp = const
Động cơ chọn phải có: Mđm = Mc
113


đm = max (điều chỉnh tốc độ thấp hơn tốc độ cơ bản)
Pđm = Mđm.đm = Mcmax = Pcmax.
* Trường hợp: Pcp = const
Động cơ chọn phải có: Pđm = Pcmax =Mcmax
đm = min (điều chỉnh ở n>ncb do Pcp = const)
Mđm =

Pdm

dm



Pc max

min

 Mc

max
 M c .D
mim

Cho thấy: Những truyền động yêu cầu Mc = const, nếu chọn động cơ theo
phương pháp điều chỉnh tốc độ có: Pcp = const (không phù hợp yêu cầu của tải)
=> Mđm = D.Mc => Tăng kích thước, giá thành động cơ.
b. Chọn cơng suất động cơ có Pc = const.
- Pcp = const: Phù hợp với yêu cầu phụ tải.
Yêu cầu:
Pđm = Pc
Mđm =

Pdm

dm

Riêng ĐCMCKTĐL: Pcp = const (thực nghiệm với n>ccb bằng cách )
Yêu cầu chọn: đm = min
Mđm =

Pc

min

 M c max

* Mcp = const (không phù hợp với yêu cầu tải)
Yêu cầu chọn:
Mđm = Mcmax
Với M c max 

Pc

min

Mcp = const => thực hiện với  < cb thì phải chọn:
đm = max
Pđm = Mđm. đm = Pc.

max
 Pc .D
min

CÂU HỎI ÔN TẬP
Bài 1.Cho đồ thị phụ tải tĩnh của một máy sản xuất có các tham số sau :

- Hệ thống yêu cầu tốc độ bằng 1800V/phút
- Động cơ để kéo hệ thống trên có :Pđm = 13KW, nđm = 1000V/phútm = 2,2
- Hãy kiểm tra tính hợp lý của động cơ trên
Bài 2. Cho đồ thị phụ tải sau :
114

- Có tốc độ yêu cầu nyc = 720V/phút
- Động cơ kéo máy trên có thơng số :Pđm = 11KW, nđm = 720V/phút, Uđm =
220/380V, đc = 60% đấu sao
- Hãy kiểm tra công suất của động cơ trên
Bài 3.Hãy xác định công suất động cơ kéo 1 máy sản xuất có đồ thị phụ tải sau:

- Có tốc độ yêu cầu bằng 1450V/phút.
Bài4.Cho đồ thị phụ tải sau :

- Dùng cho động cơ dài hạn có Pđm = 10 KW, nđm = 750V/phút, Uđm =
220/380V kéo phụ tải ở tốc độ định mức.
- Hãy kiểm tra công suất động cơ trên.
Bài 5.Hãy xác định công suất động cơ nâng hàng trong cầu trục có đồ thị phụ tải
như sau :

- Tốc độ yêu cầu bằng 720V/phút, bỏ qua tổn hao trong khâu truyền lực.
Bài 6.

Công suất động cơ là 14KW, tc = 60% Kiểm tra công suất động cơ theo đồ thị
phụ tải tĩnh đã cho. Nếu giữ công suất động cơ khơng thay đổi, giảm hệ số đóng
điện của động cơ xuống là 45% thì động cơ có đạt yêu cầu không ?

115


7.Trình bầy phương pháp chọn động cơ truyền động cho tải theo ngun lý phát
nhiệt?
8.Trình bầy phương pháp chọn cơng suất động cơ cho truyền động khơng điều

chỉnh tốc độ?
9.Trình bầy phương pháp chọn công suất động cơ cho truyền động khơng điều
chỉnh tốc độ?
10. Trình bầy phương pháp kiểm nghiệm công suất động cơ ?

116


BÀI 5: BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM
Mã bài : 22-05
Giới thiệu :
Động cơ không đồng bộ 3 pha dùng rộng rãi trong cơng nghiệp, vì chúng có
cấu trúc đơn giản, làm việc tin cậy, nhưng có nhược điểm dịng điện khởi động
lớn, gây ra sụt áp trong lưới điện. Phương pháp tối ưu hiện nay là dùng bộ điều
khiển điện tử để hạn chế dòng điện khởi động, đồng thời điều chỉnh tăng
Momen mở máy một cách hợp lý, vì vậy các chi tiết của động cơ chịu độ dồn
nén về cơ khí ít hơn, tăng tuổi thọ làm việc an tồn cho động cơ. Ngồi việc
tránh dịng đỉnh trong khi khởi động động cơ, còn làm cho điện áp nguồn ổn
định hơn không gây ảnh hưởng xấu đến các thiết bị khác trong lưới.
Mục tiêu :
- Nhận dạng được cổng vào, cổng ra ở bộ khởi động mềm.
- Kết nối được mạch động lực cho bộ khởi động mềm.
- Khởi động và thực hiện dừng mềm cho động cơ.
- Nhận dạng được các loại hình khởi động mềm sử dụng trong xưởng
trường, ngồi doanh nghiệp điển hình.
Nội dung chính.
1.Khái qt chung về bộ khởi động mềm
1.1.Khái niệm khởi động mềm, dừng mềm
Động cơ không đồng bộ 3 pha dùng rộng rãi trong cơng nghiệp, vì chúng có
cấu trúc đơn giản, làm việc tin cậy, nhưng có nhược điểm dịng điện khởi động

lớn, gây ra sụt áp trong lưới điện. Phương pháp tối ưu hiện nay là dùng bộ điều
khiển điện tử để hạn chế dòng điện khởi động, đồng thời điều chỉnh tăng
Momen mở máy một cách hợp lý, vì vậy các chi tiết của động cơ chịu độ dồn
nén về cơ khí ít hơn, tăng tuổi thọ làm việc an tồn cho động cơ. Ngồi việc
tránh dịng đỉnh trong khi khởi động động cơ, còn làm cho điện áp nguồn ổn
định hơn không gây ảnh hưởng xấu đến các thiết bị khác trong lưới.
Phương pháp khởi động được áp dụng ở đây là cần hạn chế điện áp ở đầu cực
động cơ, tăng dần điện áp theo một chương trình thích hợp để điện áp tăng tuyến
tính từ một giá trị xác định đến điện áp định mức. Đó là q trình khởi động
mềm (ramp) tồn bộ q trình khởi động được điều khiển đóng mở thyristor
bằng bộ vi sử lý 16 bit với các cổng vào ra tương ứng, tần số giữ không đổi theo
tần số điện áp lưới. Ngồi ra cịn cung cấp cho chúng ta những giải pháp tối ưu
nhờ nhiều chức năng như khởi động mềm và dừng mêm, dừng đột ngột, phanh
dòng trực tiếp, tiết kiệm năng lượng khi non tải. Có chức năng bảo vệ động cơ
như bảo vệ quá tải, mất pha chức năng bảo vệ động cơ như bảo vệ quá tải, mất
117


1.2.Ứng dụng và các thông số kỹ thuật
Những ứng dụng điển hình của bộ khởi động mềm
- Động cơ điện cho chuyên chở vật liệu.
- Động cơ bơm.
- Động cơ vân hành non tải lâu dài.
- Động cơ có bộ chuyển đổi (ví dụ hộp số, băng tải ..)
- Động cơ có qn tính lớn (quạt, máy nén, bơm, băng truyền, thang máy, máy
nghiền, máy ep, máy khuấy, máy dệt …
* Những đặc điểm khác:
- Bền vững tiết kiệm không gian lắp đặt.
- Có chức năng điều khiển và bảo vệ.
- Khoảng điện áp sử dụng 220 – 690 V, tần số 45 – 65 Hz.

- Có phần mềm chuyên dụng đi kèm.
- Lắp và đặt chức năng dễ dàng.
Thông số kỹ thuật
- Công suất: Từ 18KW đến 300KW.
- Điện áp: 3P – 220VAC; 3P – 380VAC; 3P - 690VAC.
- Dòng điện: 40A – 630A
- Mức điều chỉnh điện áp khởi động: 30% - 100%.
- Mức điều chỉnh công suất khởi động: 50% - 100%.
- Bảo vệ mất pha điện áp.
- Bảo vệ đặc tính khởi động.
- Bảo vệ quá tải và ngắn mạch.
- Bảo vệ quá nhiệt động cơ.
- Công nghệ mạch điện tử kỹ thuật số.
- Mạch bán dẫn công suất, phi tiếp điểm.
2.Kết nối mạch động lực
2.1.Sơ đồ khối của khởi động mềm

118


Hình 7-1. Sơ đồ khối của bộ khởi động mềm STV 1312.

Việc điều khiển nhờ vi điều khiển. Với hai bộ nhớ EPROM và EEPROM.
Các thiết bị đầu cuối của bộ khởi động mềm:
1-2 K1 Rơ le báo lỗi, mở ra khi có lỗi hoặc dừng động cơ.
3-4 K2 Rơ le
5 Chân 0V
6-7-8 Run, Stop, Com
9 Reset
Nguồn cấp cho bộ khởi động mềm là nguồn xoay chiều 3 pha 400V.

Để cài đặt các thông số cho bộ khởi động mềm ta cài đặt trên màn hình cài đặt
như sau:

119


Led 7 đoạn cho phép ta xem các thông số hiển thị.
Nút ấn MODE/MEM được sử dụng để chuyển đổi các thiết lập chế độ, cũng
được sử dụng để lưu trữ các cài đặt.
Nút ấn lên cho phép tăng các địa chỉ và giá trị của địa chỉ.
Nút ấn @ dùng để di chuyển nội dung của địa chỉ và ngược lại.
Điểm sáng ở cạnh led 7 đoạn cho phép người dùng phân biệt giữa đọc và
chương trình cài đặt.
Truy cập vào các phím được thực hiện bằng cách loại bỏ vỏ hoặc là một tuốc nơ
vít nhựa.
2.2.Sơ đồ kết nối tới động cơ.

120


Hình 7-2. Sơ đồ kết nối tới động cơ.

Cấp ngồn cho bộ điều khiển
Cài đặt các hàm cho STV 1312
Khởi động động cơ ta ấn Run, dừng động cơ ta ấn Stop, nút Reset dùng để Reset
lại bộ điều khiển.
3.Khảo sát các chức năng: khởi động mềm, dừng mềm, hạn chế dòng khởi
động
3.1.Khởi động mềm.
Mạch lực của hệ thống khởi động mềm gồm 3 cặp thyristor đấu song song

ngược cho 3 pha. Vì Momen động cơ tỉ lệ với bình phương điện áp, dòng điện tỉ
lệ với điện áp, Momen gia tốc và dòng điện khởi động được hạn chế thông qua
điều chỉnh trị số hiệu dụng của điện áp. Quy luật điều chỉnh này trong khi khởi
động và dừng nhờ điều khiển pha (kích, mở 3 cặp thyristor song song ngược)
trong mạch lực. Như vậy, hoạt động của bộ khởi động mềm hoàn toàn dựa trên
việc điều khiển điện áp khi khởi động và dừng, tức là trị số hiệu dụng của điện
áp là thay đổi.
Nếu dừng động cơ, mọi tín hiệu kích mở thyristor bị cắt và dịng điện dừng
tại điểm qua không kế tiếp của điện áp nguồn.
Giải thích:
IA – Dịng điện ban đầu khi khởi động trực tiếp.
IS – Dịng điện bắt đầu có ramp điện áp.
In – Dòng điện định mức của động cơ.
Us – Điện áp bắt đầu ramp.
Un – Điện áp định mức của động cơ.
tr - Thời gian ramp.
n - Tốc độ động cơ.
Nếu phát hiện động cơ đạt tốc độ yêu cầu trước khi hết thời gian đặt của bộ
khởi động mềm, điện áp vào lập tức được tăng lên 100% điện áp lưới, đó chính
là chức năng phát hiện tăng tốc.
Bước 1: Nối dây theo sơ đồ đấu nối, kiểm tra và cấp nguồn cho STV 1312.
Bước 2: Thiết lập các tham số cho bộ khởi động mềm theo bảng tham số:
Các địa chỉ và nội dung được quy định dưới đây, các khu vực bóng mờ tương
ứng với các "nhà máy cài đặt":

121


A7: 0 nhiệt động cơ cánh quạt bị khóa khơng bị giam
1 động cơ nhiệt đã được phê duyệt Rotor đã bị khoá

2 xác nhận
3 nhiệt động cơ cánh quạt bị khóa xác nhận
A8: 0 Các khiếm khuyết trong quá mức cần thiết / không bị giam
1 Không souspuissance xác nhận
2 Không quá mức cần thiết xác nhận
3 Các khiếm khuyết trong quá mức cần thiết / xác nhận
TO: 0 Nhà nước
1 Dịng tiêu thụ
2 Cơng suất tiêu thụ
AE: 0 Tổng lỗi
1 Một động cơ thúc đẩy nhà nước
2 Công suất động cơ
3 Động cơ khởi động
4 Cảnh báo quá mức cần thiết
5 Báo souspuissance
Các bước

Tác động bàn phím

Hiển thị

122

Giải thích


Bộ điều khiển
(mơđul)
Chuyển sang
cài đặt

Chuyển đến
giá trị

Màn hình hiển thị để cài
đặt lại của bộ điều khiển
sáng
MODE/MEM.

Bộ biến đổi di chuyển
đến địa chỉ số A1

@

Nội dung của A1 là C.
Trên bảng tương quan,
các mã C tương ứng với
100%

Thiết lập
danh nghĩa
hiện hành
động cơ
Lưu trữ
Chuyển sang
địa chỉ

Mã số 7

Khi cài đặt không được
lưu, điểm nhấp nháy

MODE/MEM.
@

Chuyển sang
địa chỉ A2
Chuyển đến
giá trị

Nội dung của A2 là 6,
tương ứng với 200%

@

Thiết lập các
% giá trị
150%

Trên tương quan điều
chỉnhđến 150% của A2
là mã 4

Lưu trữ

MODE/MEM.

Chuyển sang
địa chỉ

@

Chuyển sang
địa chỉ A3
Chuyển sang
nội dung

Nội dung của A3 là C.
Mã C tương ứng với thời
gian 20s

@

Thiết lập thời

Về mối tương quan thiết
123


gian đường
nối tới 10s

lập 10s của A3 là mã 5

Lưu trữ

MODE/MEM.

Chuyển sang
địa chỉ

@

Chuyển sang
địa chỉ A4
Chuyển sang
nội dung

Nội dung của A4 là F,
tương ứng với 400%

@

Thiết lập các
giới hạn đến
300%

Trên bẳng tương quan,
một thiết lập của 300%
A4 là mã 8

Lưu trữ

MODE/MEM.

Chuyển sang
chế độ cài lại

MODE/MEM.

Thiết lập chế độ, khơng có hành động trên bàn phím trong khoảng ba phút,

màn hình sẽ tự động trở về chế độ cài lại.
Bước 3: thực hiện cho khởi động động cơ, lập bảng quan sát dòng điện và điện
áp động cơ.
STT
Điện áp (V)
Dòng điện (A)
Công suất (W)
1
2
3
4
5
3.2.Dừng mềm
Nếu điện áp cấp bị cắt trực tiếp, động cơ chạy theo quán tính cho tới khi
dừng trong khoảng thời gian xác định. Thời gian dừng với mơmen qn tính nhỏ

124


có thể rất ngắn, cần tránh trường hợp này đề phòng sự phá huỷ về cơ và sự dừng
tải đột ngột không mong muốn.
Bước 1: Nối dây theo sơ đồ đấu nối, kiểm tra và cấp nguồn cho STV 1312.
Bước 2: Thiết lập các tham số cho bộ khởi động mềm theo bảng tham số:
Các bước

Tác động bàn phím

Hiển thị

Bộ điều khiển

(mơđul)
Chuyển sang
cài đặt
Chuyển đến
giá trị

Màn hình hiển thị để cài
đặt lại của bộ điều khiển
sáng
MODE/MEM.

Bộ biến đổi di chuyển đến
địa chỉ số A1

@

Nội dung của A1 là C.
Trên bảng tương quan, các
mã C tương ứng với 100%

Thiết lập
danh nghĩa
hiện hành
động cơ
Lưu trữ
Chuyển sang
địa chỉ

Giải thích

Mã số 7

Khi cài đặt không được
lưu, điểm nhấp nháy

MODE/MEM.
@

Chuyển sang
địa chỉ A2
Chuyển đến
giá trị

Nội dung của A2 là 6,
tương ứng với 200%

@

Thiết lập các
% giá trị
150%

Trên tương quan điều
chỉnhđến 150% của A2 là
mã 4

Lưu trữ

MODE/MEM.

Chuyển sang
địa chỉ

@

Chuyển sang
địa chỉ A3
125


Chuyển sang
nội dung

Nội dung của A3 là C. Mã
C tương ứng với thời gian
20s

@

Thiết lập thời
gian đường
nối tới 10s

Về mối tương quan thiết
lập 10s của A3 là mã 5

Lưu trữ

MODE/MEM.

Chuyển sang
địa chỉ

@

Chuyển sang
địa chỉ A4
Chuyển sang
nội dung

Nội dung của A4 là F,
tương ứng với 400%

@

Thiết lập các
giới hạn đến
300%

Trên bẳng tương quan,
một thiết lập của 300% A4
là mã 8

Lưu trữ

MODE/MEM.

Chuyển sang
chế độ cài lại

MODE/MEM.

Bước 3: thực hiện cho khởi động động cơ, sau khi khởi động xong ta tiến hành
cắt nguồn điện động cơ. Lập bảng quan sát dòng điện và điện áp động cơ.
STT
Điện áp (V)
Dịng điện (A)
Cơng suất (W)
1
2
3
4
5
3.3.Hạn chế dòng khởi động
Bước 1: Nối dây theo sơ đồ đấu nối, kiểm tra và cấp nguồn cho STV 1312.
Bước 2: Thiết lập các tham số cho bộ khởi động mềm theo bảng tham số:
126


Các bước

Tác động bàn phím

Hiển thị

Bộ điều khiển
(mơđul)
Chuyển sang
cài đặt
Chuyển đến

giá trị

Màn hình hiển thị để cài
đặt lại của bộ điều khiển
sáng
MODE/MEM.

Bộ biến đổi di chuyển
đến địa chỉ số A1

@

Nội dung của A1 là C.
Trên bảng tương quan,
các mã C tương ứng với
100%

Thiết lập
danh nghĩa
hiện hành
động cơ
Lưu trữ
Chuyển sang
địa chỉ

Giải thích

Mã số 7

Khi cài đặt khơng được

lưu, điểm nhấp nháy

MODE/MEM.
@

Chuyển sang
địa chỉ A2
Chuyển đến
giá trị

Nội dung của A2 là 6,
tương ứng với 200%

@

Thiết lập các
% giá trị
150%

Trên tương quan điều
chỉnhđến 150% của A2
là mã 4

Lưu trữ

MODE/MEM.

Chuyển sang
địa chỉ

@

Chuyển sang
địa chỉ A3
Chuyển sang
nội dung

Nội dung của A3 là C.
Mã C tương ứng với thời
gian 20s

@

127


Thiết lập thời
gian đường
nối tới 10s

Về mối tương quan thiết
lập 10s của A3 là mã 5

Lưu trữ

MODE/MEM.

Chuyển sang
địa chỉ

@

Chuyển sang
địa chỉ A4
Chuyển sang
nội dung

Nội dung của A4 là F,
tương ứng với 400%

@

Thiết lập các
giới hạn đến
300%

Trên bẳng tương quan,
một thiết lập của 300%
A4 là mã 8

Lưu trữ

MODE/MEM.

Chuyển sang
chế độ cài lại

MODE/MEM.

Bước 3: thực hiện cho khởi động động cơ. Lập bảng quan sát dòng điện và điện

áp động cơ.
STT Điện áp (V) Dịng điện Cơng
suất Tốc độ (rpm) Momen
(A)
(W)
(Nm)
1
2
3
4
5
* Hãm động năng
Bước 1: Nối dây theo sơ đồ đấu nối, kiểm tra và cấp nguồn cho STV 1312.
Bước 2: Thiết lập các tham số cho bộ khởi động mềm theo bảng tham số:
Các bước

Tác động bàn phím

Hiển thị

Bộ điều khiển
(mơđul)

Giải thích

Màn hình hiển thị để cài
đặt lại của bộ điều khiển
128

sáng
Chuyển sang
MODE/MEM.
cài đặt

Bộ biến đổi di chuyển đến
địa chỉ số A1

Chuyển đến
giá trị

Nội dung của A1 là C.
Trên bảng tương quan,
các mã C tương ứng với
100%

@

Thiết lập
danh nghĩa
hiện hành
động cơ
Lưu trữ

Mã số 7

Khi cài đặt không được
lưu, điểm nhấp nháy

MODE/MEM.

Chuyển sang
@
địa chỉ
Chuyển sang
địa chỉ A2
Chuyển đến
giá trị

Nội dung của A2 là 6,
tương ứng với 200%

@

Thiết lập các
% giá trị
150%
Lưu trữ

Trên tương quan điều
chỉnhđến 150% của A2 là
mã 4
MODE/MEM.

Chuyển sang
@
địa chỉ
Chuyển sang
địa chỉ A3
Chuyển sang

nội dung
@

Nội dung của A3 là C.
Mã C tương ứng với thời
gian 20s

Thiết lập thời
gian đường
nối tới 10s

Về mối tương quan thiết
lập 10s của A3 là mã 5

129


Lưu trữ

MODE/MEM.

Chuyển sang
@
địa chỉ
Chuyển sang
địa chỉ A4
Chuyển sang
@
nội dung

Nội dung của A4 là F,
tương ứng với 400%

Thiết lập các
giới hạn đến
300%

Trên bẳng tương quan,
một thiết lập của 300%
A4 là mã 8

Lưu trữ

MODE/MEM.

Chuyển sang
MODE/MEM.
chế độ cài lại
Bước 3: thực hiện cho khởi động động cơ, sau khi khởi động xong ta tiến hành
thực hiện hãm động năng. Lập bảng quan sát dòng điện và điện áp động cơ.
STT Điện áp (V) Dịng điện Cơng
suất Tốc độ (rpm) Momen
(A)
(W)
(Nm)
1
2
3
4

CÂU HỎI ƠN TẬP
1.Trình bầy khái quát chung về bộ khởi động mềm?
2.Trình bầy các bước kết nối mạch động lực?
3.Trình bầy các bước khảo sát các chức năng: khởi động mềm, dừng mềm,
hạn chế dịng khởi động?
4.Trình bầy các bước hãm động năng?

130


BÀI 6 : BỘ BIẾN TẦN
Mã bài: 22 - 06
Giới thiệu:
Trước đây các hệ thống truyền động điện chủ yếu được sử dụng là hệ
truyền động điện một chiều do việc điều chỉnh tốc độ đơn giản, dễ thực hiện, tuy
nhiên giá thành của các hệ truyền động điện một chiều cao. Ngày nay cùng với
sự phát triển của công nghệ điện tử và bán dẫn thi các hệ thống truyền động điện
không đồng bộ phát huy được các ưu điểm.
Để điều chỉnh và ổn định tốc độ động cơ không đồng bộ trong công
nghiệp chủ yếu sử dụng bộ biến tần để điều chỉnh tốc độ động cơ theo phương
pháp thay đổi tần số. Trong bài học này giúp sinh viên làm quen với biến tần và
ứng dụng biến tần để điều khiển tốc độ động cơ.
Mục tiêu:
- Giải thích được nguyên lý điều chỉnh tốc độ động cơ bằng phương pháp
thay đổi tần số.
- Nhận biết được cổng vào, cổng ra ở bộ biến tần.
- Kết nối mạch động lực cho bộ biến tần.
- Khởi động và thực hiện dừng mềm, đảo chiều quay cho động cơ.
- Chủ động, nghiêm túc trong học tập và công việc.
Nội dung chính.

1.Giới thiệu các loại biến tần
Biến tần là thiết bị biến đổi dòng điện xoay chiều với tần số của lưới điện thành
dịng xoay chiều có tần số khác với tần số của lưới.
Bao gồm hai loại: Biến tần trực tiếp và biến tần gián tiếp.
a.Biến tần gián tiếp.
Bao gồm các khâu: Chỉnh lưu (CL), lọc (L), và nghịch lưu (NL). Như vậy bộ
biến đổi tần số cần thông qua khau trung gian một chiều.

Hình 8-1. Cấu trúc của biến tần gián tiếp

b.Biến tần trực tiếp.
Biến tần trực tiếp là bộ biến đổi dòng điện xoay chiều với tần số của lưới
điện thành dịng xoay chiều có tần số khác với tần số của lưới trực tiếp không
qua khâu trung gian một chiều.

131