›
›

Bài giảng chung Kỹ thuật điện trong sản xuất Vật liệu xây dựng

pdf 66 trang huongle 1530
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng chung Kỹ thuật điện trong sản xuất Vật liệu xây dựng", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_chung_ky_thuat_dien_trong_san_xuat_vat_lieu_xay_du.pdf

Nội dung text: Bài giảng chung Kỹ thuật điện trong sản xuất Vật liệu xây dựng

  1. TR ƯỜNG CAO ĐẲNG XÂY D ỰNG S Ố 1 KHOA XÂY D ỰNG – BỘ MÔN MÁY XÂY D ỰNG BÀI GI ẢNG CHUNG KỸ THU ẬT ĐIỆN TRONG S ẢN XU ẤT VLXD Hà n ội 5.2013 [1]
  2. LỜI M Ở ĐẦU Tr ường cao đẳng xây d ựng, tháng 5 n ăm 2013 “Kỹ thu ật điện trong s ản xu ất VLXD” là môn h ọc được xây d ựng trên n ền tảng c ủa các môn h ọc K ỹ thu ật điện, cung c ấp điện, h ệ th ống điện áp d ụng cho sinh viên kh ối ngành công ngh ệ kĩ thu ật v ật li ệu xây d ựng, môn h ọc t ập trung đi sâu nghiên c ứu các v ấn đề liên quan đến h ệ th ống cung c ấp, trang b ị điện cho các nhà x ưởng công nghi ệp. Với ch ủ tr ươ ng chung của Đảng ủy – Ban giám hi ệu Nhà tr ường, vi ệc d ạy và h ọc c ần đi sát v ới th ực ti ễn c ủa ngành công ngh ệ kĩ thu ật v ật li ệu xây d ựng, bộ môn máy xây d ựng đã xây d ựng thành công bài gi ảng chung cho môn h ọc “Kỹ thu ật điện trong s ản xu ất VLXD”. Bài gi ảng chung “Kỹ thu ật điện trong s ản xu ất VLXD” nh ằm giúp cho gi ảng viên th ống nh ất n ội dung, ki ến th ức gi ảng d ạy bên c ạnh đó ch ủ yếu nh ằm làm t ư li ệu h ọc t ập cho sinh viên, do th ời l ượng h ọc t ập trên l ớp h ạn ch ế, hy vọng v ới s ự sáng t ạo và t ư duy độc l ập c ủa sinh viên bài gi ảng chung này có th ể củng c ố thêm ki ến th ức c ần thi ết. Bài gi ảng chung “Kỹ thu ật điện trong s ản xu ất VLXD” được so ạn và in lần đầu tiên nên không tránh kh ỏi nh ững h ạn ch ế, r ất mong b ạn đọc góp ý ki ến gửi về bộ môn máy xây d ựng để bài gi ảng ngày càng hoàn ch ỉnh h ơn. Thay m ặt b ộ môn, nhóm biên so ạn g ồm Ths.Ks Lê Anh Đức, Ths.Ks Nguy ễn Tr ường Sinh trân tr ọng c ảm ơn. [2]
  3. CH ƯƠ NG I. T ỔNG QUAN V Ề HỆ TH ỐNG ĐIỆN TRONG NHÀ XƯỞNG S ẢN XU ẤT. I. Tổng quan về hệ th ống điện: Ngày nay khi nói đến h ệ th ống n ăng l ượng, thông th ường ng ười ta th ường hình dung nó là h ệ thông điện, đó không ph ải là hi ện t ượng ng ẫu nhiên mà nó chính là b ản ch ất c ủa v ấn đề. Lý do là ở ch ỗ năng l ượng điện đã có ưu th ế trong sản xu ất, khai thác và truy ền t ải, cho nên h ầu nh ư toàn b ộ năng l ượng đang khai thác được trong t ự nhiên ng ười ta đều chuy ển đổi nó th ầnh điện n ăng tr ước khi sử dụng nó. T ừ đó hình thành m ột h ệ th ống điện nh ằm truy ền t ải, phân ph ối và cung c ấp điện n ăng đến t ừng h ộ sử dụng điện. 1. Một s ố đặc điểm c ủa điện n ăng: + D ễ chuy ển hoá thành các d ạng n ăng l ượng khác (quang, nhi ệt, c ơ năng ). + D ễ truy ền t ải và truy ền t ải v ới hi ệu su ất khá cao. + Không có s ắn trong t ự nhiên, đều được khai thác r ồi chuy ển hoá thành điện n ăng. Ở nơi s ử dụng điện n ăng l ại d ễ dàng chuy ển thành các d ạng n ăng lượng khác. Ngày nay ph ần l ớn n ăng l ượng t ự nhiên khác được khai thác ngay tại ch ỗ rồi được đổi thành điện n ăng (Ví d ụ Nhà máy nhi ệt điện th ường được xây d ựng t ại n ơi g ần ngu ồn than; nhà máy th ủy điện g ần ngu ồn n ước ). Đó cũng chính là lý do xu ất hi ện h ệ th ống truy ền t ải, phân ph ối và cung c ấp điện năng mà chúng ta th ường g ọi là h ệ th ống điện. + Điện n ăng s ản xu ất ra, nói chung không tích tr ữ được. Vì v ậy t ại m ọi th ời điểm luôn luôn ph ải đả m b ảo cân b ằng gi ữa lượng điện n ăng s ản xu ất ra v ới điện n ăng tiêu. + Quá trình v ề điện x ảy ra r ất nhanh. + Điện n ăng là ngu ồn n ăng luợng chính c ủa các ngành: CN n ặng, CN nh ẹ và là điều ki ện quan tr ọng để phát tri ển các đô th ị và khu dân c ư. 2. Định ngh ĩa: [3]
  4. Hệ th ống điện bao g ồm các khâu s ản xu ất ra điện n ăng; khâu truy ền t ải; phân ph ối và cung c ấp điện n ăng đến t ận các h ộ dùng điện. “Công trình điện” được hi ểu là t ổ hợp công trình xây d ựng và v ật ki ến trúc, trang thi ết b ị để phát điện, truy ền t ải và phân ph ối điện n ăng. Công trình điện bao g ồm các nhà máy, t ổ máy phát điện, các tr ạm bi ến áp, các đường dây dẫn điện và trang thi ết b ị đồng b ộ kèm theo. II. Ngu ồn điện: Ngu ồn điện là thi ết b ị phát ra điện n ăng. V ề nguyên lý, ngu ồn điện là thi ết bị bi ến đổi các d ạng n ăng l ượng nh ư c ơ n ăng, hóa n ăng, nhi ệt n ăng thành điện năng. 1. Các d ạng ngu ồn điện TỶ LỆ NGU ỒN PHÁT ĐIỆN N ĂM 1997 (EVN) Th ủy điện Hòa Bình NĐ Than (36,6%) (17,36%) TBK Gas (10,29%) Diezel TBK D ầu (1,2%) (4,96%) NĐ D ầu Th ủy điện khác (5,26%) (23,26%) [4]
  5. 2. Nhà máy th ủy điện Hòa Bình 3 1 5 4 2 6 1. Hồ th ượng l ưu. 2. Hồ hạ lưu. 3. Đập ng ăn 4. Đường ống d ẫn n ước áp l ực. 5. H ợp b ộ tu ốc bin – Máy phát. 6. C ửa x ả nước sau tuốc bin. 3. Ưu, nh ược điểm c ủa nhà máy th ủy điện 3.1 Ưu điểm - Công su ất nhà máy tùy thu ộc vào n ăng l ực c ủa ngu ồn n ước, t ừ 1 vài MW đến hàng tr ăm và hàng ngàn MW. - Tính linh ho ạt v ận hành r ất cao, trong m ột vài phút có th ể huy động h ết công suất nhà máy. - Số lượng ng ười qu ản lý v ận hành không nhi ều, ch ất th ải s ạch, - Kết h ợp phát điện v ới điều ti ết th ủy l ợi, phát tri ển giao thông, du l ịch 3.2 Nh ược điểm [5]
  6. - Ph ải ng ăn sông t ạo ra các h ồ nước l ớn tr ải r ộng d ọc theo l ưu v ực c ủa sông chính và làm thay đổi c ăn b ản t ất c ả hệ sinh thái trong vùng. Thay đổi t ập quán sinh h ọat, lao động và v ăn hóa c ủa các qu ần c ư trong l ưu v ực. -Khai thác công su ất ph ụ thu ộc vào th ủy ch ế của h ồ ch ứa, th ời ti ết khí hậu trong n ăm. -Hoạt động c ủa nhà máy ph ụ thu ộc nhiều vào các ngành liên quan và th ụ động. III. M ạng l ưới điện Điện n ăng sau khi s ản xu ất ra t ừ các ngu ồn phát s ẽ được truy ền t ải - cung cấp - phân ph ối t ới các h ộ tiêu th ụ điện nh ờ mạng l ưới điện. Hệ th ống điện bao g ồm toàn b ộ các khâu phát điện - truy ền t ải - cung c ấp - phân ph ối đến các h ộ tiêu th ụ điện. Mạng l ưới điện bao g ồm hai b ộ ph ận ch ủ yếu: Đường dây t ải điện và các tr ạm bi ến áp khu v ực. Mạng điện xí nghi ệp có m ột ph ạm vi nh ỏ, ch ỉ bao g ồm có tr ạm bi ến áp và m ạng phân ph ối điện đến các thi ết b ị dùng điện trong xí nghi ệp. Cấp điện áp định m ức c ủa m ạng điện được ch ọn càng cao thì công su ất truy ền t ải và độ dài truy ền t ải càng l ớn. Cấp điện áp định m ức càng cao thì v ốn đầu t ư xây d ựng c ũng nh ư chi phí vận hành và tính ph ức t ạp c ủa m ạng điện c ũng t ăng theo. Do đó ứng v ới m ột l ượng công su ất và kho ảng cách truy ền t ải nh ất định, để ch ọn c ấp điện áp định m ức cho h ợp lý ta ph ải gi ải quy ết bài toán so sánh c ả về kinh t ế và k ỹ thu ật. IV. Hệ dẫn điện. Hệ dẫn điện là t ập h ợp các dây d ẫn điện, cáp điện v ới các k ết c ấu, chi ti ết kẹp, đỡ và b ảo v ệ liên quan t ới chúng, được l ắp đặt theo quy ph ạm. Hệ dẫn điện được phân lo ại nh ư sau: 1. Hệ dẫn điện h ở là h ệ dẫn điện l ắp đặt trên b ề mặt t ường, tr ần nhà, vì kèo và các ph ần ki ến trúc khác c ủa toà nhà và công trình, trên c ột điện Đối với h ệ dẫn điện h ở, áp d ụng các ph ươ ng pháp l ắp đặt dây d ẫn ho ặc cáp điện [6]
  7. sau: tr ực ti ếp trên m ặt t ường, tr ần nhà v.v. trên dây đỡ, dây treo, puli, v ật cách điện, trong ống, h ộp, ống m ềm kim lo ại, máng, trong g ờ chân t ường và thanh ốp kỹ thu ật điện, treo t ự do v.v. Hệ dẫn điện h ở có th ể là c ố định, di động ho ặc di chuy ển được. 2. Hệ dẫn điện kín là h ệ dẫn điện l ắp đặt bên trong ph ần ki ến trúc c ủa toà nhà và công trình (t ường, n ền, móng, tr ần ng ăn), c ũng nh ư trên tr ần ng ăn làm sàn, tr ực ti ếp bên d ưới sàn có th ể tháo ra được Đối v ới h ệ dẫn điện kín, áp dụng các ph ươ ng pháp sau để lắp đặt dây d ẫn ho ặc cáp điện: trong ống, ống m ềm kim lo ại, h ộp, m ươ ng kín và các kho ảng tr ống c ủa k ết c ấu xây d ựng, trong rãnh trát v ữa, c ũng nh ư trong kh ối liền c ủa k ết c ấu xây d ựng. V. Ph ụ tải điện. Dữ ki ện t ối quan tr ọng c ủa bài toán thi ết k ế cung c ấp điện là ph ụ tải điện. Vi ệc xác định chính xác giá tr ị ph ụ tải cho phép l ựa ch ọn đúng thi ết b ị và s ơ đồ cung c ấp điện, đảm b ảo tính kinh t ế, kỹ thu ật c ủa h ệ th ống cung c ấp điện. Các nhân t ố công su ất, lo ại và v ị trí c ủa các thi ết b ị tiêu th ụ cho phép xác định c ấu trúc s ơ đồ và các tham s ố của các ph ần t ử hệ th ống cung c ấp điện. Th ường trong d ữ ki ện bài toán thi ết k ế cho bi ết công su ất đặt c ủa các thi ết b ị tiêu th ụ điện, tuy nhiên s ự đốt nóng các ph ần t ử và các thi ết b ị điện còn ph ụ thu ộc c ả vào ch ệ độ làm vi ệc c ủa các h ộ dùng điệnn vì v ậy c ần ph ải xem xét ph ụ tải theo c ả dòng điện I, công su ất tác d ụng P, công su ất ph ản kháng Q và công su ất toàn ph ần S. Vi ệc l ựa ch ọn các thi ết b ị, các ph ần t ử của h ệ th ống cung c ấp điện được th ực hi ện d ựa trên k ết qu ả tính toán ph ụ tải. Sai s ố của bài toán xác định ph ụ tải có th ể dẫn đến vi ệc l ựa ch ọn s ơ đồ thi ếu chính xác, d ẫn đến gi ảm sút các ch ỉ tiêu kinh t ế, kỹ thu ật c ủa h ệ thống cung c ấp điện. N ếu k ết qu ả tính toán l ớn h ơn so với giá tr ị th ực thì s ẽ dẫn đến s ự lãng phí v ốn đầu t ư, các thi ết b ị được l ựa ch ọn không làm vi ệc h ết công su ất, d ẫn đến hi ệu qu ả th ấp; N ếu k ết qu ả tính toán nh ỏ hơn giá tr ị th ực, thì s ẽ dẫn đến s ự làm vi ệc quá t ải c ủa các thi ết b ị, không s ử dụng h ết kh ả năng c ủa các thi ết b ị công ngh ệ, làm gi ảm n ăng su ất, làm t ăng t ổn th ất điện n ăng và gi ảm tu ổi th ọ của các thi ết b ị điện. Nh ư v ậy bài toán xác định [7]
  8. ph ụ tải là giai đoạn t ối quan tr ọng c ủa quá trình thi ết kế cung c ấp điện. Tuy nhiên, vi ệc xác định chính xác giá tr ị ph ụ tải là không th ể, vì có r ất nhi ều nhân tố ảnh h ưởng đến ch ệ độ tiêu th ụ điện, trong dó có c ả các nhân t ố tác động ng ẫu nhiên. Nhìn chung sai s ố cho phép c ủa bài toán này kho ảng ± 10%. Các tham s ố quan tr ọng tham gia trong quá trình tính toán ph ụ tải là: - Công su ất định m ức là công su ất thi ết b ị ứng v ới v ới các điều ki ện chu ẩn do nhà máy ch ế tạo ghi trên h ộ chi ếu c ủa thi ết b ị. Đối v ới động c ơ điện, công su ất định m ức ghi trên nhãn hi ệu máy, chính là công su ất c ơ trên tr ục c ơ. Đối v ới các thi ết b ị làm vi ệc ở ch ế độ ng ắn h ạn l ặp l ại, khi tính toán, công su ất định m ức được quy v ề ch ế độ làm vi ệc dài h ạn ứng v ới h ệ số ti ếp điện định m ức εn: ε P’ n = P n n Ở đây P’ n là công su ất định m ức quy v ề ch ế độ làm vi ệc dài h ạn; εn- hệ số ti ếp điện định m ức. - Công su ất tiêu th ụ trung bình trong m ột kho ảng th ời gian xét t được xác định t ừ bi ểu th ức sau: A P = r ; tb t Ar - điện n ăng tác d ụng và ph ản kháng tiêu th ụ trong kho ảng th ời gian t. Công su ất tiêu th ụ trung bình đóng vai trò quan tr ọng trong vi ệc phân tích ch ế độ, xác định ph ụ tải tính toán và t ổn hao điện n ăng . - Công su ất c ực đại là công su ất l ớn nh ất xu ất hi ện trong kho ảng th ời gian xét. Phân bi ệt hai lo ại công su ất c ực đại: * Công su ất c ực đại ổn định (P M) là công su ất tiêu th ụ lớn nh ất tác động trong kho ảng th ời gian không d ưới 30 phút. Đây là công su ất để đánh giá ch ế độ làm vi ệc và ch ọn thi ết b ị điện theo điều ki ện đốt nóng cho phép. * Công su ất c ực đại đỉnh nh ọn - Pđnh là công su ất l ớn nh ất xu ất hi ện trong kho ảng th ời gian ng ắn (ví d ụ nh ư khi kh ởi động động c ơ). Ng ười ta c ăn c ứ vào giá tr ị ph ụ tải này để ki ểm tra dao động điện áp, điều ki ện t ự kh ởi động c ủa động cơ, ch ọn dây ch ảy và tính dòng điện kh ởi động c ủa r ơle b ảo v ệ. Ngoài tr ị số của [8]
  9. ph ụ tải đỉnh nh ọn, ng ười ta còn quan tâm đến s ố lần xu ất hi ện nó, n ếu t ần s ố xu ất hi ện càng l ớn thì m ức độ ảnh h ưởng t ới s ự làm vi ệc bình th ường c ủa các thi ết b ị dùng điện khác trong m ạng điện s ẽ càng cao. - Công su ất tính toán là công suất gi ả định lâu dài không đổi, t ươ ng đươ ng v ới ph ụ tải th ực t ế về mặt hi ệu ứng nhi ệt l ớn nh ất. Các thi ết b ị điện được ch ọn theo công su ất này s ẽ đảm b ảo được an toàn trong m ọi tr ạng thái v ận hành. Trong th ực t ế công su ất tính toán th ường được l ấy b ằng công su ất c ực đại ổn định (P tt =P M). Đơ n gi ản nh ất, ph ụ tải điện là các thi ết b ị tiêu th ụ điện n ăng và bi ến đổi điện n ăng thành các d ạng n ăng l ượng khác nh ư c ơ n ăng, nhi ệt n ăng, quang năng Tất c ả các thi ết b ị điện được phân lo ại theo các đặc điểm v ận hành và kỹ thu ật c ơ b ản sau: thi ết b ị sản xu ất; điều khi ển s ản xu ất; ch ế độ dùng điện; công su ất và điện áp; lo ại dòng điện; m ức độ tin c ậy cung c ấp điện v.v. 1. Phân lo ại theo c ấp điện áp. Theo c ấp điện áp t ất c ả các thi ết b ị điện được phân thành hai lo ại: thi ết bị hạ áp (có U ≤1000 V) và thi ết b ị cao áp (U>1000 V). 2. Phân lo ại theo lo ại dòng điện. - Thi ết b ị làm vi ệc ở mạng điện xoay chi ều t ần s ố công nghi ệp (50 Hz); - Thi ết b ị làm vi ệc ở mạng điện t ần s ố cao ho ặc th ấp; - Thi ết b ị làm vi ệc ở mạng điện m ột chi ều. 3. Phân lo ại theo ch ế độ làm vi ệc. - Thi ết b ị làm vi ệc v ới ch ế độ dài h ạn: Các thi ết b ị này có ph ụ tải không thay đổi ho ặc ít thay đổi trong su ốt th ời gian làm vi ệc nh ư động c ơ các máy bơm, máy qu ạt v.v. - Thi ết b ị làm vi ệc ở ch ế độ ng ắn h ạn: Các thi ết b ị ch ỉ làm vi ệc trong kho ảng th ời gian ng ắn ch ưa đủ để nhi ệt độ tăng lên đến giá tr ị xác l ập, ví d ụ nh ư máy c ắt kim lo ại, máy tr ộn v.v. [9]
  10. - Thi ết b ị làm vi ệc ở ch ế độ ng ắn h ạn l ặp l ại: trong tr ường h ợp này các thi ết b ị làm vi ệc theo ch ế độ luân phiên: đóng, c ắt th ời gian gian c ủa toàn b ộ chu trình không v ượt quá 10 phút, ví d ụ máy nâng h ạ, máy hàn, thang máy v.v. 4. Phân lo ại theo d ạng n ăng l ượng bi ến đổi được phân thành các nhóm: động l ực, chi ếu sáng, t ạo nhi ệt v.v. 5. Phân lo ại theo v ị trí l ắp đặt. - Thi ết b ị điện l ắp đặt c ố định, di động. - Thi ết b ị điện l ắp đặt trong nhà, ngoài tr ời. - Thi ết b ị điện l ắp đặt ở nh ững điều ki ện đặc bi ệt nh ư nóng, ẩm, b ụi, có hơi và khí ăn mòn, có khí và b ụi n ổ. VI. Đặc điểm k ỹ thu ật c ủa các thi ết b ị điện công nghi ệp 1. Thi ết b ị động l ực Thi ết b ị động l ực trong công nghi ệp chi ếm t ỷ lệ rất l ớn. Ph ụ thu ộc vào đặc điểm c ủa các quá trình công ngh ệ các động c ơ điện có th ể là động c ơ điện xoay chi ều (không đồng b ộ, ho ặc động c ơ đồng b ộ), động c ơ điện m ột chi ều v ới các gam công su ất khác nhau. Điện áp định m ức c ủa các động c ơ xoay chi ều ba pha ch ủ yếu là 0,38; 0,66; 3; 6 ho ặc 10 kV. Gam công su ất ph ổ bi ến là 0,1 ÷350; 1÷600; 100 ÷1000; 20 ÷1000 và trên 1000 kW. Các động c ơ điện m ột chi ều th ường s ử dụng điện áp 220 ho ặc 440 V công su ất t ừ 0,3 ÷329 kW. 2. Thi ết b ị tạo nhi ệt Thi ết b ị tạo nhi ệt ch ủ yếu là các lò điện và các c ơ c ấu chuy ển đổi điện năng thành nhi ệt n ăng th ường làm vi ệc theo các nguyên lý: điện tr ở, c ảm ứng, hồ quang và nguyên lý h ổn h ợp. Các lò nhi ệt điện tr ở th ường được cung c ấp b ởi m ạng điện 380/220V t ần số công nghi ệp 50Hz. T ồn t ại lo ại lò điện m ột pha ho ặc ba pha công su ất t ừ vài ch ục đến hàng ngàn kW. H ệ số công su ất c ủa các thi ết b ị này khá cao (s ấp s ỉ 1, đối v ới lò gián ti ếp và 0,7 ÷ 0,9 đối v ới lò tr ực ti ếp). Các lò điện c ảm ứng được ch ế tạo có ho ặc không có lõi thép. Lo ại lò c ảm ứng có lõi thép làm vi ệc v ới t ần s ố công nghi ệp, điện áp 380/220 V ho ặc cao [10]
  11. hơn, ph ụ thu ộc vào công su ất. Chúng có th ể là thi ết b ị một, hai ho ặc ba pha công su ất đến 2000 kVA. H ệ số công su ất c ủa các lo ại thi ết b ị này dao động trong ph ạm vi r ộng: cos ϕ = 0,2 ÷ 0,8. Các lò điện c ảm ứng không lõi thép được ch ế tạo để làm vi ệc v ới t ần s ố công nghi ệp ho ặc v ới t ần s ố cao t ừ 500 Hz đến 40 Mz. Các thi ết b ị này được cung c ấp b ởi m ạng điện xoay chiều t ần s ố công nghi ệp. Hệ số công su ất c ủa thi ết b ị tươ ng đối th ấp (0,06 ÷ 0,25). Các lò điện h ồ quang , theo nguyên lý đốt nóng được phân thành các thi ết bị đốt nóng tr ực ti ếp, gián ti ếp ho ặc h ỗn h ợp. Ở lò h ồ quang đốt nóng tr ực ti ếp, kim lo ại được làm chảy b ởi nhi ệt n ăng tao ra gi ữa điện c ực v ới chính kim lo ại x ử lý. Lo ại lò này được cung c ấp b ởi mạng điện xoay chi ều 6 ÷ 110 kV qua máy h ạ áp. H ệ số công su ất có giá tr ị trong kho ảng 0,8 ÷ 0,6. Ở lo ại lò h ồ quang đốt nóng gián ti ếp, kim lo ại được làm ch ảy bởi nhi ệt năng sinh ra gi ữa các điện c ực c ủa thi ết b ị. Công su ất c ủa lo ại lò này không l ớn lắm. Lò được cung c ấp b ởi m ạng điện t ần s ố công nghi ệp qua máy bi ến áp đặc bi ệt. Ở lo ại lò h ổn h ợp, kim lo ại được làm nóng b ởi nhi ệt n ăng sinh ra do dòng điện đi qua ch ất li ệu và c ả do h ồ quang. Lò h ổn h ợp được cung c ấp b ởi m ạng điện xoay chi ều t ần s ố công nghi ệp qua máy h ạ áp. Công su ất lò c ỡ vài t ăm kW, hệ số công su ất 0,85 ÷ 0,92. Thi ết b ị hàn điện làm vi ệc v ới dòng điện xoay chi ều ho ặc dòng m ột chi ều. Thi ết b ị hàn điện xoay chi ều được cung c ấp b ởi máy bi ến áp 380/220 V ho ặc cao h ơn. Công su ất c ủa máy bi ến áp hàn dao động t ừ vài ch ục đến vài tr ăm kVA. H ệ số công su ất c ủa các thi ết b ị này t ươ ng đối th ấp (0,3 ÷ 0,35 đối v ới máy hàn h ồ quang và 0,4 ÷ 0,7 đối v ới máy hàn điểm). Các thi ết b ị hàn điện m ột chi ều được cung c ấp b ởi c ơ c ấu ch ỉnh l ưu bi ến đổi dòng điện xoay chi ều thành dòng m ột chi ều. H ệ số công su ất c ủa thi ết b ị này ở ch ế độ làm vi ệc kho ảng 0,7 ÷ 0,8 và ở ch ế độ không t ải là 0,4. [11]
  12. Các thi ết b ị chi ếu sáng dùng trong công nghi ệp ch ủ yếu là đèn s ợi đốt và đèn phóng điện. Các lo ại đèn công nghi ệp đều là thi ết b ị một pha công su ất 100 ÷ 1000 W v ới điện áp 127 ÷ 220 V. H ệ số công su ất c ủa đèn s ợi đốt là 1 và c ủa các đèn phóng điện là 0,6 ÷ 0,7, tuy nhiên h ầu h ết các đèn phóng điện đều được mắc kèm theo các t ụ bù nên h ệ số công su ất c ủa m ạng điện chi ếu sáng th ường đạt đến giá tr ị 0,9 ÷ 0,96. VII. Nh ững yêu c ầu cơ b ản khi thi ết k ế cung c ấp điện (CC Đ). 1. Độ tin c ậy. Sơ đồ ph ải đả m b ảo tin c ậy CC Đ theo yêu c ầu c ủa ph ụ tải, do đó ph ải căn cứ vào h ộ tiêu th ụ (d ưới đây) t ừ đó ch ọn s ơ đồ ngu ồn CC Đ. * Hộ lo ại I: ph ải có 2 ngu ồn CC Đ. s ơ đồ ph ải đả m b ảo cho h ộ tiêu th ụ không được m ất điện, ho ặc ch ỉ được giãn đoạn trong 1 th ời gian c ắt đủ cho cacd TB t ự độ ng đóng ngu ồn d ự phòng. * Hộ lo ại II: được CC Đ b ằng 1 ho ặc 2 ngu ồn. Vi ệc l ựa ch ọn s ố ngu ồn CC Đ ph ải d ựa trên s ự thi ệt h ại kinh t ế do ng ừng CC Đ. * Hộ lo ại III : ch ỉ c ần 1 ngu ồn. 2. An toàn. Sơ đồ CC Đ ph ải đả m b ảo an toàn tuy ệt đố i cho ng ười v ận hành trong m ọi tr ạng thái v ận hành. Ngoài ra còn ph ải đả m b ảo các yêu c ầu k ỹ thu ật nh ư đơ n gi ản, thu ận ti ện v ận hành, có tính linh ho ạt cao trong vi ệc s ử lý s ự c ố, có bi ện pháp t ự độ ng hoá 3. Kinh t ế. Sơ đồ ph ải là s ự lựa ch ọn t ối ưu, hợp lý nh ất v ề v ốn đầ u t ư và chi phí v ận hành. VIII. Nh ững tiêu chu ẩn cơ b ản c ủa h ệ th ống cung c ấp điện (CC Đ). 1. Tiêu chu ẩn điện áp. Điện áp đặt lên đầu c ực thi ết b ị điện (TB Đ) so v ới điện áp định m ức c ủa nó không được v ượt quá gi ới h ạn cho phép. Quy định nh ư sau: - Đối v ới m ạng cung c ấp cho các thi ết b ị động l ực: [ ∆U%] = ± 5%. [12]
  13. - Đối v ới m ạng cung c ấp cho các thi ết b ị chi ếu sáng: [ ∆U%] = ± 2,5%. Trong tr ường h ợp kh ởi động động c ơ ho ặc m ạng đang ở trong tình tr ạng sự cố thì độ lệch điện áp cho phép có th ể tới - 10%U đm. 2. Tiêu chu ẩn t ần s ố. Độ lệch t ần s ố cho phép được qui định là ± 0,5 Hz. Để đảm b ảo t ần s ố của hệ thông điện được ổn định công su ất tiêu th ụ ph ải nh ỏ hơn công su ất c ủa hệ th ống. V ậy ở ph ụ tải lớn khi ph ụ tải gia t ăng th ường ph ải đặt thêm thi ết b ị tự động đóng thêm máy phát điện d ự trữ ho ặc thi ết b ị bảo v ệ sa th ải ph ụ tải theo tần s ố. 3. An toàn cung c ấp điện (CC Đ). Hệ th ống CC Đ ph ải được v ận hành an toàn đối v ới ng ười và thi ết b ị. Mu ốn v ậy ph ải ch ọn s ơ đồ CC Đ h ợp lý, rõ ràng m ạch l ạc để tránh nh ầm l ẫn trong v ận hành, các thi ết b ị điện ph ải được ch ọn đúng ch ủng lo ại, đúng công su ất. 4. Ch ỉ tiêu kinh t ế cao. Ch ỉ tiêu kinh t ế ch ỉ được xét đế n khi các ch ỉ tiêu k ĩ thu ật đã được đả m bảo. Ch ỉ tiêu kinh t ế được đánh giá qua: t ổng s ố v ốn đầ u, chi phí v ận hành và th ời gian thu h ồi v ốn đầ u. Đánh giá ch ỉ tiêu kinh t ế c ần so sánh t ỉ m ỉ gi ữa các ph ương án, t ừ đó m ới rút ra được ph ương án t ối ưu. [13]
  14. CH ƯƠ NG II. KHÍ C Ụ ĐIỆN I. R ơ le Rơle nói chung thông th ường là thi ết b ị điều khi ển, b ảo v ệ TB khi x ảy ra hi ện t ượng ng ắn m ạch ho ặc quá t ải Trong th ực t ế ngành công nghi ệp hi ện nay rơle là thi ết b ị điều khi ển và b ảo v ệ tin c ậy nên được dùng ph ổ bi ến và c ũng h ết sức đa d ạng v ề ch ủng lo ại và th ươ ng hi ệu. 1.R ơ le điện t ừ 1. M ạch t ừ hình ch ữ U 4 2 6 2. N ắp t ừ động 5 3. Cu ộn dây 3 4. Lò xo 1 5. Ti ếp điểm t ĩnh 6. Ti ếp điểm động Sơ đồ nguyên lý r ơle điện t ừ - Mạch t ừ là các lá thép k ỹ thu ật m ỏng t ừ 0.35 - 0.5mm được ghép l ại v ới nhau để tránh dòng điện xoáy, m ạch t ừ được ghép hình ch ữ Ø, U, m ạch t ừ được chia ra làm hai ph ần: Ph ần được k ẹp ch ặt đứng yên g ọi là ph ần t ĩnh; Ph ần được nối v ới t ừ thông ti ếp điểm động qua h ệ th ống tay đòn cách điện được g ọi là ph ần động ( ứng). - Cu ộn dây có điện tr ở bé, dòng điện ch ạy trong cu ộn dây ph ụ thu ộc vào khe h ở lõi thép ph ần ứng và ph ần t ĩnh. - Khi có dòng điện ch ạy qua cu ộn dây s ẽ sinh ra l ực hút điện t ừ. Ph ần ứng được hút ch ặt l ại v ới ph ần t ĩnh. Ti ếp điểm 6 đóng l ại v ới ti ếp điểm c ố định 5. 2. R ơ le dòng điện và r ơle điện áp a. R ơle dòng điện - Dùng để bảo v ệ mạch điện b ị quá t ải ho ặc ng ắn m ạch và điều khi ển s ự làm vi ệc c ủa động c ơ điện. - Rơle dòng điện g ồm có m ạch t ừ 1 được cu ốn cu ộn dây dòng điện 2 có nhi ều đầu ra. Khi dòng điện chay qua cu ộn dây 2 t ừ tr ường s ẽ tác d ụng m ột l ực [14]
  15. từ lên n ắp t ừ động làm b ằng mi ếng s ắt hình ch ữ Z. N ếu dòng điện v ượt quá giá tr ị ch ỉnh định l ực t ừ th ắng l ực c ản c ủa lò xo 4, hút n ắp t ừ động ch ữ Z quay và đóng ho ặc m ở hệ th ống ti ếp điểm. 1. M ạch t ừ hình ch ữ C 2. Cu ộn dây dòng điện 3. N ắp từ động hình ch ữ Z 4. Lò xo Sơ đồ nguyên lý r ơle dòng điện - Rơ le dòng điện lo ại này dùng để bảo v ệ dòng điện c ực đại. Cu ộn dây rơle dòng m ắc n ối ti ếp v ới m ạch c ần b ảo v ệ. b. R ơle điện áp - Dùng để bảo v ệ các thi ết b ị điện khi điện áp c ủa nó t ăng ho ặc h ạ quá mức quy định. Rơle điện áp có c ấu t ạo và nguyên lý làm vi ệc nh ư rơle dòng điện. Khác nhau là: Cu ộn dòng điện c ủa r ơle dòng điện ít vòng, ti ết di ện dây to được m ắc n ối ti ếp v ới m ạch điện, còn cu ộn áp c ủa r ơle điện áp có s ố vòng nhi ều hơn, ti ết di ện dây nh ỏ và được m ắc song song v ới m ạch điện c ủa thi ết b ị cần b ảo vệ. Rơle điện áp có hai lo ại: - Rơle điện áp c ực đại: Ph ần ứng (ph ần quay) c ủa lo ại r ơle này lúc điện áp bình th ường đứng yên, khi điện áp t ăng quá m ức quy định l ực điện t ừ th ắng l ực cản, r ơle tác động. - Rơle điện áp c ực ti ểu: Ở điện áp bình th ường ph ần ứng r ơle ch ịu l ực điện t ừ tác d ụng. Khi điện áp h ạ xu ống d ưới m ức điện áp quy định, l ực c ản th ắng ph ần ứng s ẽ đóng ho ặc m ở các ti ếp điểm. 3. R ơle t ốc độ - Rơle ki ểm tra t ốc độ th ường được dùng để thay đổi ch ế độ làm vi ệc c ủa động c ơ ở một t ốc độ nào đó. Khi t ốc độ quay đạt m ột tr ị số cho tr ước nào đó, rơle s ẽ tác động đóng m ở ti ếp điểm c ủa nó trong m ạch điều khi ển ho ặc b ảo v ệ. [15]
  16. - Ph ần c ảm là nam châm v ĩnh c ửu 2 được g ắn đồng tr ục v ới tr ục quay 1 của động c ơ ho ặc tr ục quay nào đó nh ận chuy ển động t ừ động c ơ. - Ph ần ứng 3 g ồm các lá thép k ỹ thu ật điện ghép l ại v ới nhau thành hình tr ụ rỗng, trên đó có đặt các thanh d ẫn ng ắn m ạch t ươ ng t ự nh ư rôto l ồng sóc, ph ần ứng được g ắn v ới m ột tay g ạt b ằng nh ựa 4 và có th ể quay t ự do. - Khi ph ần ứng quay kéo theo tay g ạt tác động vào lá thép đàn h ồi để đóng hay m ở các ti ếp điểm tùy theo chi ều quay c ủa ph ần ứng. 1. Tr ục r ơle t ốc độ 2. Nam châm v ĩnh c ửu 3. Ph ần ứng 4. Tay g ạt nh ựa Sơ đồ nguyên lý r ơle t ốc độ - Khi động c ơ quay, tr ục 1 quay theo làm quay nam châm 2, s ẽ tạo ra m ột từ tr ường quay quét qua các thanh d ẫn l ồng sóc. S ức điện động c ảm ứng xu ất hi ện trong các thanh d ẫn l ồng sóc s ẽ sinh ra dòng điện c ảm ứng t ạo ra mô men quay làm quay l ồng sóc theo chi ều quay c ủa t ừ tr ường. - Khi ph ần ứng 3 quay, tay g ạt b ằng nh ựa 4 tùy theo h ướng quay c ủa tr ục động c ơ mà đóng ho ặc m ở hệ th ống ti ếp điểm. - Khi t ốc độ động c ơ gi ảm xu ống g ần b ằng 0. Mô men y ếu đi tay g ạt b ằng nh ựa 4 không ấn lên các thanh lò xo n ữa h ệ th ống ti ếp điểm tr ở về vị trí ban đầu. 4. R ơle nhi ệt - Rơle nhi ệt là ph ần t ử dùng để bảo v ệ các thi ết b ị điện ( động c ơ) kh ỏi b ị quá tải. - Khi dòng điện ph ụ tải ch ạy qua ph ần t ử đốt nóng1 t ăng lên l ớn h ơn dòng điện định m ức, ph ần t ử đốt nóng s ẽ nóng lên và to ả nhi ệt ra môi tr ường xung quanh. Thanh kim lo ại kép 2 (g ồm 2 lá kim lo ại khác nhau có h ệ số dãn n ở khác [16]
  17. nhau, g ắn ch ặt v ới nhau) s ẽ cong lên và rời kh ỏi đầu trên c ủa tay đòn 3. D ưới tác dụng c ủa lò xo 4 kéo tay đòn 3 quay làm ti ếp điểm động 6 m ở ra c ắt điện kh ỏi đối t ượng c ần b ảo v ệ. 1 2 3 1. Ph ần t ử đốt nóng 2. Thanh kim lo ại kép 4 3. Tay đòn 4. Lò xo 5. Nút ấn ph ục h ồi 5 6. Ti ếp điểm động 7 6 7. Ti ếp điểm t ĩnh Sơ đồ nguyên lý r ơle nhi ệt - Sau khi s ự cố đã được lo ại tr ừ mu ốn h ệ th ống ti ếp điểm tr ở về vị trí ban đầu ta ấn nút phục h ồi 5. 5. R ơle th ời gian - Rơle th ời gian là khí c ụ điện h ạ áp được s ử dụng trong các m ạch điều khi ển để trì hoãn (delay) th ời gian tác động c ủa các m ạch điện. 5.1. R ơle th ời gian ki ểu điện t ừ - Khi đóng ho ặc c ắt điện cu ộn hút 4, t ừ thông trong lõi từ bi ến thiên làm xu ất hi ện trong lõi t ừ bi ến thiên làm xu ất hi ện dòng điện c ảm ứng trong các vòng ng ắn m ạch. T ừ tr ường c ủa dòng ng ắn m ạch ch ống l ại s ự bi ến thiên c ủa t ừ tr ường đã sinh ra nó do đó t ốc độ bi ến thiên c ủa t ừ thông t ạo b ởi cu ộn hút 4 b ị ch ậm l ại. K ết qu ả, th ời gian tác động c ủa r ơle c ũng ch ậm l ại. [17]
  18. 7 1. M ạch t ừ ch ữ nh ật d ẹt 5 6 2.Vòng ng ắn m ạch 8 3. M ạch t ừ tr ụ 9 4. Cu ộn dây 5. N ắp t ừ động 2 3 6. Lò xo nh ả 4 7. Lò xo 8.Ti ếp điểm động 1 2 9. Ti ếp điểm t ĩnh Sơ đồ nguyên lý r ơle th ời gian - Ch ỉnh định th ời gian b ằng cách: ch ỉnh độ căng c ủa lò xo nh ả 6, ch ỉnh độ căng c ủa lò xo 7 t ạo ra l ực tách n ắp t ừ động 5 kh ỏi tr ụ từ 3, ho ặc ch ỉnh khe hở ph ụ qua t ấm đệm phi t ừ tính gi ữa n ắp t ừ động 5 và tr ụ 3. II. Áp tô mát (ATM) - Áptômát nói chung là thi ết b ị điều khi ển và b ảo v ệ TB khi x ảy ra hi ện tượng quá t ải ho ặc ng ắn m ạch. - Áptômát là thi ết b ị đóng và t ự động c ắt khi x ảy ra hi ện t ượng quá t ải ho ặc ng ắn m ạch. - Ngoài ra (riêng) một s ố Áptômát 3 pha còn có kh ả năng b ảo v ệ gi ảm điện áp. [18]
  19. 1. ATM ki ểu dòng điện c ực đại (D ĐCĐ) 3 1. Cu ộn dây I 4 2. N ắp t ừ động 6 2 3,6. Lò xo 5 1 4. C ần mang n ắp t ừ động 5. Đòn mang ti ếp điểm động I Sơ đồ nguyên lý ATM ki ểu DĐCĐ - Sau khi đóng ATM bằng tay, ATM cấp điện cho m ạch c ần được b ảo v ệ. Lúc này m ấu c ủa các ch ốt ở đầu c ần 4 và đòn 5 móc vào nhau để gi ữ ti ếp điểm động t ỳ vào ti ếp điểm t ĩnh. Khi dòng điện v ượt quá ch ỉ số ch ỉnh định c ủa ATM qua l ực c ăng c ủa lò xo 3, cu ộn điện t ừ 1 n ối ti ếp v ới m ạch động l ực s ẽ đủ lực, th ắng l ực c ản c ủa lò xo 3 và hút n ắp t ừ động 2 làm c ần 4 quay nh ả móc ch ốt. Lò xo 6 kéo r ời ti ếp điểm động ra kh ỏi ti ếp điểm t ĩnh để cắt m ạch. - ATM dòng điện c ực đại được dùng để bảo v ệ mạch điện khi quá t ải và khi ng ắn m ạch. - Ch ỉnh dòng điện c ực đại có th ể bằng nhi ều cách: Ch ỉnh l ực c ăng c ủa lò xo 3 t ăng theo dòng điện c ực đại mà ATM ph ải c ắt. 2. ATM ki ểu dòng điện c ực ti ểu (D ĐCT) I 3 2 1. Cu ộn điện t ừ 1 2. N ắp t ừ động 3. Lò xo I Sơ đồ nguyên lý ATM ki ểu D ĐCT [19]
  20. - Bình th ường dòng điện làm vi ệc l ớn h ơn dòng c ắt t ối thi ểu (I > Ic đ) và cu ộn điện t ừ 1 sinh đủ lực hút để hút n ắp t ừ động 2 và ti ếp điểm được đóng kín. Khi I < Ic đ, cu ộn 1 không đủ từ lực s ẽ bị lò xo 3 kéo nắp t ừ động 2 ra làm m ở ti ếp điểm c ắt điện vào m ạch c ần b ảo v ệ 3. ATM ki ểu điện áp 3 1. Cu ộn dây 4 6 2. N ắp t ừ động 2 3,6. Lò xo 5 1 4. C ần mang n ắp t ừ động 5. Đòn mang ti ếp điểm động Sơ đồ nguyên lý ATM ki ểu điện áp - Sau khi đóng ATM bằng tay, cu ộn hút 1 có đủ điện áp s ẽ hút n ắp t ừ động 2 để ch ốt đầu c ần 4 và đầu đòn 5 vào nhau, gi ữ cho các ti ếp điểm thông mạch. Khi điện áp ngu ồn gi ảm xu ống d ưới m ức ch ỉnh định U < Uc đ , cu ộn 1 không đủ địên áp s ẽ có l ực t ừ yếu, không đủ th ắng l ực kéo c ủa lò xo 3 và nh ả nắp t ừ động 2. Ch ốt móc gi ữ đầu c ần 4 và đầu đòn 5 b ật ra làm lò xo 6 kéo r ời ti ếp điểm động kh ỏi ti ếp điểm t ĩnh để cắt m ạch. - ATM điện áp th ấp dùng để bảo v ệ mạch điện khi điện áp t ụt th ấp ho ặc mất điện l ưới. 4. C ầu dao ch ống gi ật ELCB - ELCB là m ột c ầu dao t ự động (CB), ngoài m ạch b ảo v ệ quá t ải overload (OL), còn kèm theo m ạch b ảo v ệ ch ống dòng điện rò m ạch ch ạm mát gây hỏa ho ạn, ho ặc ch ống hi ện t ượng b ị tử vong do con ng ười vô ý ch ạm ph ải điện. - Bộ ph ận c ơ b ản c ủa m ạch ch ống rò điện là m ột vòng xuy ến m ạch t ừ lo ại sắt Ferrit có độ từ th ẩm cao. Trên đó được qu ấn 2 cu ộn dây có s ố vòng b ằng nhau, sao cho khi có dòng điện đi qua, thì t ừ thông t ổng c ủa 2 t ừ thông sinh ra do b ởi 2 dòng điện đi và v ề qua 2 cu ộn dây này có tr ị số Φ = 0. Và m ột cu ộn [20]
  21. cảm bi ến qu ấn nhi ều vòng dây bé ti ếp nh ận dòng c ảm ứng xu ất hi ện, cung c ấp vào cu ộn dây r ơle con để tác động m ở NL Cuén d©y më chèt gµi R¬le nhiÖt 1. M ạch t ừ vòng xuy ến 2. Cu ộn dây 2 1 Sơ đồ nguyên lý c ầu dao ch ống gi ật ch ốt ch ặn, đẩy b ật các ti ếp điểm chính c ắt m ạch. - Khi đóng ELCB cung c ấp điện cho m ạch tiêu th ụ, n ếu không có dòng điện rò thì không có gì x ảy ra. N ếu có s ự rò điện (ch ạm mát) trên đường dây ở mạch tiêu th ụ thì do dòng điện đi trên đường dây pha và dòng điện v ề trên dây trung tính N không b ằng nhau, nên dòng điện t ổng It = IP – IN > 0 (kho ảng trên 250 mA). Vì v ậy t ừ thông t ổng Φt c ủa 2 cu ộn dây sinh ra trong vòng xuy ến s ắt Ferrit, làm phát sinh s ức ứng điện động trong cu ộn dây c ảm ứng, tác động cu ộn dây r ơle con hoạt động m ở ch ốt ch ặn, đẩy b ật các ti ếp điểm chính nh ả ra c ắt mạch chính. - Ngày nay, các ELCB có thêm vi m ạch để khuy ếch đại dòng điện cung cấp cho cu ộn dây r ơle con. Vì v ậy nâng tính chính xác h ơn, ch ỉ cần sai bi ệt dòng rò điện i=15 mA thì ELCB đã ho ạt động c ắt m ạch ngay, tránh cho ng ười b ị điện gi ật không b ị tử vong. - Khi m ắc ELCB nên m ắc đúng dây pha vào c ọc L, còn dây trung tính vào cọc N và s ử dụng cho đúng điện áp có ghi trên ELCB, n ếu không d ễ hỏng vi mạch bên trong nó. Nên s ử dụng ELCB v ới dòng rò i = 30 mA thì thích h ợp v ới điều ki ện c ủa Vi ệt Nam. Lo ại ELCB 3 pha ch ỉ áp d ụng cho động c ơ 3 pha mà thôi. [21]
  22. - Khi l ắp đặt ELCB t ại c ầu dao chính, nên ch ọn lo ại có dòng rò i > 250 mA để tránh s ự ng ắt m ạch phi ền toái do hi ện t ượng sét đánh t ừ xa. Nh ưng v ẫn có tác động hi ệu qu ả đối v ới dòng rò có th ể gây h ỏa ho ạn. 5. Công t ắc t ơ - Kh ởi động t ừ 5.1. Công t ắc t ơ - Công t ắc t ơ là m ột lo ại khí c ụ điện dùng để đóng c ắt t ừ xa t ự động ho ặc bằng nút ấn các m ạch điện l ực có ph ụ tải, điện áp đến 500V, dòng điện đến 600A - Theo nguyên lý truy ền động: có công t ắc t ơ ki ểu điện t ừ, ki ểu h ơi ép, ki ểu thu ỷ lực. - Theo dòng điện: có công t ắc t ơ m ột chi ều và công t ắc t ơ xoay chi ều. - Theo k ết c ấu: có công t ắc t ơ ở nơi h ạn ch ế chi ều cao. 5 7 4 KK 3 6 1 cã buång dËp thuêng thuêng më ®ãng hå quang 2 b) a) Sơ đồ nguyên lý c ủa công t ắc t ơ 1. Cu ộn dây; 2. M ạch t ừ ch ữ E; 3. N ắp t ừ động; 4. C ần mang n ắp t ừ động 5. Lò xo; 6. Ti ếp điểm động - Điện áp định m ức U đm: Là điện áp c ủa m ạch điện t ươ ng ứng mà ti ếp điểm chính ph ải đóng c ắt 110V, 220V, 400V m ột chi ều và 127V, 220V, 380V, 500V xoay chi ều. [22]
  23. - Dòng điện định m ức I đm: Là dòng điện định m ức đi qua ti ếp điểm chính trong ch ế độ làm vi ệc gián đoạn và lâu dài. Dòng điện định m ức c ủa công tắc tơ h ạ áp: 10, 20, 25, 40, 60, 75, 100, 150, 250, 300, 600A - Mạch t ừ: Là các lõi thép có hình d ạng chữ ø, ho ặc ch ữ II. Nó g ồm các lá thép k ỹ thu ật điện có chi ều d ầy 0.35 - 0.5 mm ghép l ại v ới nhau để tránh t ổn hao dòng điện xoáy. - Các kí hi ệu c ủa công t ắc t ơ trên b ản v ẽ K13 K1 K12 K14 - Ph ần được k ẹp ch ặt c ố định (ph ần t ĩnh). - Ph ần động được n ối v ới v ới h ệ th ống ti ếp điểm, qua h ệ th ống tay đòn được gọi là ph ần ứng. - Cu ộn dây có điện tr ở bé, dòng điện ch ạy trong cu ộn dây ph ụ thu ộc vào khe h ở không khí gi ữa n ắp và lõi thép c ố định. - Đối v ới công t ắc t ơ xoay chi ều ở mặt gông t ừ tính ng ười ta còn x ẻ rãnh và đặt vòng ng ắn m ạch để ch ống rung. - Hệ th ống ti ếp điểm có c ấu t ạo khác nhau và được m ạ bạc để ti ếp xúc t ốt. - Công t ắc t ơ đóng c ắt cho các thi ết b ị điện có dòng điện l ớn ở mạch động lực là ti ếp điểm chính có b ộ ph ận d ập h ồ quang. - Ngoài ra ở công t ắc t ơ còn b ố trí thêm ti ếp điểm th ường đóng, th ường mở ph ụ để đóng c ắt m ạch điều khi ển. - Khi cu ộn dây công t ắc t ơ có điện ph ần ứng c ủa công t ắc t ơ hút ch ặt l ại với ph ần t ĩnh. Các ti ếp điểm chính và ph ụ của công t ắc t ơ đóng l ại ho ặc m ở ra ứng v ới t ừng v ị trí c ủa nó. 5.2. Kh ởi động t ừ [23]
  24. - Kh ởi động t ừ là m ột khí c ụ điện k ết h ợp gi ữa công t ắc t ơ và r ơle nhi ệt để điều khi ển động c ơ và b ảo v ệ quá t ải cho động c ơ. - Kh ởi động t ừ đơ n g ồm m ột công t ắc t ơ k ết h ợp v ới m ột r ơle nhi ệt dùng để điều khi ển động c ơ quay m ột chi ều. - Kh ởi động t ừ kép g ồm hai công t ắc t ơ k ết h ợp v ới m ột r ơle nhi ệt dùng để điều khi ển động c ơ quay hai chi ều. 6. C ầu chì - Là lo ại khí c ụ điện dùng để bảo v ệ thi ết b ị điện và l ưới điện khi b ị sự cố quá t ải ho ặc ng ắn m ạch - Kí hi ệu c ủa cầu chì trên b ản v ẽ kỹ thu ật Cầu chì thông th ường Cầu chì t ự rơi 3 pha [24]
  25. CH ƯƠ NG III. CH ỌN DÂY, CÁP VÀ KHÍ C Ụ ĐIỆN BÊN TRONG NHÀ X ƯỞNG S ẢN XU ẤT. I. Khái ni ệm chung - Ti ết di ện dây d ẫn và lõi cáp ph ải được l ựa ch ọn nh ằm đảm b ảo s ự làm vi ệc an toàn, đảm b ảo các yêu c ầu k ỹ thu ật và kinh t ế c ủa m ạng điện, trong đó các yêu c ầu k ỹ thu ật ảnh h ưởng đế n vi ệc ch ọn ti ết di ện dây là: 1. Phát nóng do dòng điện làm vi ệc lâu dài (dài h ạn). 2. Phát nóng do dòng ng ắn m ạch (ng ắn h ạn). 3. Tổn th ất điện áp trong dây d ẫn và cáp trong tr ạng thái làm vi ệc bình th ường và sự c ố. 4. Độ b ền c ơ h ọc c ủa dây d ẫn và an toàn. 5. Vầng quang điện. - Với 5 điều ki ện trên ta xác định được 5 ti ết di ện, ti ết di ện dây d ẫn nào bé nh ất trong chúng s ẽ là ti ết di ện c ần l ựa ch ọn tho ả mãn điều ki ện k ỹ thu ật. Tuy nhiên có nh ững điều ki ện k ỹ thu ật thu ộc ph ạm vi an toàn do đó dây d ẫn sau khi đã được l ựa ch ọn theo các điều ki ện khác v ẫn c ần ph ải chú ý đế n điều ki ện riêng của t ừng lo ại dây d ẫn, v ị trí và môi tr ường n ơi sử d ụng để có th ể l ựa ch ọn được dơn gi ản và chính xác h ơn. Ví d ụ: + Y ếu t ố v ầng quang điện và độ b ền c ơ h ọc ch ỉ được chú ý khi ch ọn ti ết di ện dây d ẫn trên không. + Điều ki ện phát nóng do dòng ng ắn m ạch ch ỉ được chú ý khi ch ọn cáp. + Để đả m b ảo độ b ền c ơ học ng ười ta qui đị nh ti ết di ện dây t ối thi ểu cho từng lo ại dây ứng v ới c ấp đường dây (v ật li ệu làm dây, lo ại h ộ dùng điện, đị a hình mà dây đi qua ). [25]
  26. + Y ếu t ố v ầng quang điện ch ỉ được đề c ập t ới khi điện áp đường dây t ừ 110 kV tr ở lên. Để ng ăn ng ừa ho ặc làm gi ảm t ổn th ất v ầng quang điện ng ười ta cũng qui đị nh đường kính dây d ẫn t ối thi ểu ứng v ới c ấp điện áp khác nhau. Ví d ụ: với c ấp 110 kV thì d > 9,9mm → tươ ng ứng 70 mm 2. 220 kV thì d > 21,5mm → tươ ng ứng 120 mm 2. + Ngoài y ếu t ố k ỹ thu ật và an toàn ti ết di ện dây d ẫn còn được l ựa ch ọn theo các điều ki ện kinh t ế để sao cho hàm chi phí tính toán Z tt là nh ỏ nh ất. - Để phù h ợp v ới trình độ c ủa sinh viên dưới s ẽ trình b ầy m ột s ố ph ươ ng pháp chính. II Lựa ch ọn ti ết di ện dây trên không và cáp theo điều ki ện phát nóng: 1. Sự phát nóng khi có dòng điện ch ạy qua: - Khi có dòng điện ch ạy qua, do hi ệu ứng Jun v ật d ẫn s ẽ nóng lên. N ếu nóng quá s ẽ gi ảm độ b ền c ơ h ọc, s ẽ làm gi ảm tu ổi th ọ ho ặc phá h ỏng các đặ c tính cách điện c ủa các ch ất cách điện xung quanh dây b ọc (lõi cáp). Vì v ậy để hạn ch ế phát nóng quá m ức ng ười ta qui đị nh nhi ệt độ phát nóng lâu dài cho phép t ươ ng ứng v ới t ừng lo ại dây là: 70 0C v ới thanh trong và dây d ẫn trên không; 55 0C v ới cáp b ọc cao su; 80 0C v ới cáp điện có điện áp đến 3 kV; 65 0C với cáp 6 kV và 60 0C v ới cáp 10 kV - Quá trình phát nóng v ật d ẫn nh ư sau: Năng l ượng dùng để phát nóng tính b ằng Q = ∆P.t = I 2R.t. Nh ư v ậy lúc đầ u nhi ệt độ c ủa dây sẽ nóng lên không ng ừng, tuy nhiên ngoài quá trình đốt nóng còn có quá trình to ả nhi ệt (ph ụ thu ộc vào m ức chênh nhi ệt độ c ủa dây). S ự chênh nhi ệt độ c ủa v ật d ẫn càng l ớn thì quá trình to ả nhi ệt càng m ạnh. Vì v ậy n ếu dòng điện không đổ i nhi ệt độ c ủa dây dẫn s ẽ d ừng l ại ở m ột m ức nào đó (sau th ời gian ổn đị nh nhi ệt) khi đó nhi ệt lượng cung c ấp b ằng nhi ệt độ t ỏa ra môi tr ường (cân b ằng nhi ệt). - Nh ư v ậy s ự phát nóng do dòng điện làm vi ệc dài h ạn gây ra, được tính khi đã cân b ằng nhi ệt. Nhi ệt l ượng s ản ra trong m ột đơn v ị th ời gian do dòng [26]
  27. điện trong dây có điện tr ở tác d ụng R b ằng lượng nhi ệt to ả ra môi tr ường xung quanh trong th ời gian đó: (lúc này không xét t ới y ếu t ố th ời gian n ữa). 2 Q = I .R = K.S.( θ - θ0) - Trong đó: K - hệ s ố to ả nhi ệt (ph ụ thu ộc môi tr ường xung quanh). S - di ện tích m ặt ngoài dây d ẫn (di ện tích to ả nhi ệt). θ; θ0 - Nhi ệt độ dây d ẫn và nhi ệt độ môi tr ường xung quanh. - Nếu kh ống ch ế để θ = θcf , qui định ứng v ới t ừng lo ại dây c ụ th ể (R = ρ . l/F) và n ếu qui định c ụ th ể v ề θ0 , v ề điều ki ện làm mát c ụ th ể thì: K.S.( θ − θ ) I = cf 0 (II.1) cf R - Từ (II.1) cho ta th ấy r ằng có th ể tính s ẵn được I cf với t ừng lo ại dây c ụ th ể n ếu ta qui đị nh chi ti ết v ề S; R(F); θcf ; K; θ0 ứng v ới các điều ki ện c ụ th ể này ta tính được I cf từ đó l ập b ảng I cf = f(F; lo ại dây; các điều ki ện tiêu chu ẩn), cần chú ý r ằng nhi ệt độ không khí xung quanh (tính trung bình) th ường l ấy b ằng +25 0C; trong đất th ường l ấy là +15 0C. 2. Ch ọn dây d ẫn theo điều ki ện phát nhi ệt (nóng): - Th ực ch ất là chúng ta s ẽ ch ọn 1 lo ại dây có s ẵn v ới ti ết di ện tiêu chu ẩn (Ftc ) và dòng cho phép (Icf ) sao cho khi l ắp đặ t vào v ới dòng th ực t ế thì nhi ệt độ của nó s ẽ không v ượt quá nhi ệt độ cho phép (th ực t ế ít bi ết được θcf mà th ường ch ỉ bi ết được I cf ) vì vậy để ch ọn dây ta có: I ≤ I .K .K (II.2) lv max cf 1 2 -Trong đó: Ilvmax - dòng điện c ực đạ i lâu dài đi trong dây d ẫn. Icf - dòng cho phép tra b ảng (theo ĐK. tiêu chu ẩn). K1; K 2 - các h ệ số hi ệu ch ỉnh. K1 - Chú ý đến nhi ệt độ môi tr ường xung quanh khác tiêu chu ẩn. [27]
  28. K2 - Hệ s ố xét t ới điều ki ện làm mát (to ả nhi ệt) khác tiêu chu ẩn (ph ụ thu ộc vào s ố l ượng các đường cáp c ạnh nhau). - Riêng v ới đường dây d ẫn và cáp có điện áp đị nh m ức d ưới 1kV được bảo v ệ b ằng c ầu chì ho ặc aptomát. C ần chú ý hi ện t ượng sau: Khi quá t ải không lớn l ắm (K qt < 2) thì sau m ột th ời gian khá lâu thi ết b ị b ảo v ệ ch ưa c ắt, dây d ẫn bị phát nóng m ạnh dẫn t ới cách điện già c ỗi mau chóng, điều đó không cho phép. Vì v ậy để tho ả mãn điều ki ện phát nóng, dây d ẫn và cáp ch ọn không nh ững ch ỉ c ần đả m b ảo (II.2) mà còn ph ải ph ối h ợp v ới thi ết b ị b ảo v ệ theo nh ững điều ki ện sau: + Khi m ạng được b ảo v ệ b ằng c ầu chì: I I≥ dc (II.3) cf α - Trong đó: Idc - dòng điện đị nh m ức c ủa dây ch ẩy c ầu chì. α - Hệ s ố ph ụ thu ộc điều ki ện đặ t và qu ản lý m ạng điện. α = 3 qui định v ới m ạng điện độ ng l ực. α = 0,8 v ới m ạng sinh ho ạt (chi ếu sáng). + Khi m ạng được b ảo v ệ b ằng Aptômát: I (a) I ≥ kdnhiet cf 5,1 I (b) I ≥ kddientu (II.4) cf 5,4 - Tu ỳ theo áptômát có m ạch c ắt nhi ệt và c ắt nhanh hay ch ỉ có 1 lo ại (có th ể ch ỉnh định được hay không). V ới m ạng chi ếu sáng được b ảo vệ b ằng aptômát. I I ≥ kdnhiet (II.5) cf 8,0 3 L ựa ch ọn ti ết di ện dây và cáp theo điều ki ện phát nóng do dòng ng ắn mạch (th ực ch ất đây là điều ki ện ng ắn h ạn). [28]
  29. - Ti ết di ện cáp c ần ph ải được l ựa ch ọn sao cho cáp ch ịu được phát nóng với nhi ệt độ khá cao do dòng ng ắn m ạch gây ra (trong th ời gian ng ắn, th ời gian tồn t ại dòng ng ắn m ạch cho đế n lúc nó được c ắt ra). Khi ấy ng ười ta g ọi là ti ết di ện ổn đị nh nhi ệt, t ức ti ết di ện tho ả mãn điều ki ện ổn đị nh nhi ệt. Ti ết di ện ổn định nhi ệt xác đị nh theo bi ểu th ức sau: F = α I. ∞. t (II.6) - Trong đó: I∞ - tr ị s ố hi ệu d ụng c ủa dòng ng ắn m ạnh ở th ời gian xác l ập. t - Th ời gian tính toán, t ức th ời gian dòng ng ắn m ạch có th ể đi qua ” ” ” cáp, tr ị s ố t tra theo đồ th ị t = f( β ) v ới β = I /I ∞ I - Tr ị s ố ban đầ u c ủa thành ph ần chu k ỳ c ủa dòng ng ắn m ạch (dòng ng ắn m ạch siêu quá độ ban đầ u). α - Hệ s ố xác đị nh b ởi nhi ệt độ phát nóng gi ới h ạn cho phép c ủa lõi cáp và v ật li ệu làm cáp (tra b ảng). - Chú ý khi l ập b ảng α ng ười ta tính để khi x ẩy ra ng ắn m ạch nhi ệt độ c ủa cáp không v ượt quá m ức cho phép ( đây là m ức cho phép ng ắn h ạn th ường là 250 0C), tuy nhiên có nhi ều lúc cáp non t ải, vì v ậy để l ựa ch ọn ti ết di ện ổn đị nh nhi ệt th ường l ấy ti ết di ện tiêu chu ẩn bé h ơn ti ết di ện tính toán ch ứ không l ấy ti ết di ện lớn. III. Lựa ch ọn ti ết di ện dây và cáp theo điều ki ện tổn th ất điện áp cho phép: - Ở mạng 35 kV tr ở xu ống, ti ết di ện dây d ẫn và cáp th ường bé, điện tr ở lớn, vì v ậy ti ết di ện dây d ẫn ở m ạng này ảnh h ưởng rõ d ệt đế n t ổn th ất điện áp. - Mạng phân ph ối yêu c ầu ch ất l ượng điện áp cao mà kh ả n ăng điều ch ỉnh điện áp l ại h ạn ch ế. Vì v ậy c ần ch ọn ti ết di ện dây d ẫn sao cho t ổn th ất điện áp không v ượt quá m ức cho phép. Ngh ĩa là c ăn c ứ vào ∆Ucf để ch ọn dây d ẫn. - Tổn th ất điện áp được xác đị nh b ằng hi ệu s ố s ố h ọc gi ữa điện áp đầ u đường dây và cu ối đường dây. ∆ = − + Đối v ới đường dây 1 pha U P U P1 U P 2 [29]
  30. + Đối v ới đường dây 3 pha n ối sao ∆ = − = − U d U d1 U d2 3.(U P1 U P 2 ) + Đối v ới đường dây 3 pha n ối tam giác ∆ = − = − U d U d1 U d2 U P1 U P2 1 Xác định ti ết di ện dây d ẫn khi toàn b ộ đường dây cùng ti ết diên: - Ph ươ ng pháp này dùng cho nh ững đường dây có chi ều dài không l ớn mà số ph ụ t ải l ại nhi ều. - Ph ươ ng trình bi ểu di ễn ∆U: ∑P R + ∑ Q X ∆ = ij ij ij ij = r0 + x0 U ∑Pijlij ∑ Qijlij Udm Udm Udm ∆U = ∆U’ + ∆U” - Trong đó + ∆U’ - thành ph ần t ổn th ất do R gây ra + ∆U” - thành ph ần t ổn th ất do X gây ra. - Chú ý t ừ đặ c điểm c ủa đường dây, điện kháng (X) của đường dây b ằng kim lo ại m ầu (cung c ấp điện áp) ít thay đổi theo ti ết di ện, th ường chúng ch ỉ dao động trong ph ạm vi x 0 ≈ 0,3 ÷ 0,45 Ω/km nên ng ười ta đề ra ph ươ ng pháp ch ọn ti ết di ện dây và cáp theo điều ki ện t ổn th ất điện áp nh ư sau: + Ch ọn tr ước x 0 (tr ị s ố trung bình c ủa x 0 ≈ 0,35 ÷ 0,4) ho ặc v ới đường cáp x0 = 0,07 Ω/km + Xác định ∆U” theo công th ức sau: x0 ∆U” = ∑Qijlij (III.1) Udm + Từ ∆Ucf (đã bi ết tr ước) xác định được ∆U’ ∆U’ = ∆Ucf - ∆U” + N ếu bi ết tr ước lo ại dây và cáp s ẽ bi ết được giá tr ị điện tr ở su ất ρ t ừ đó suy ra giá tr ị điện d ẫn su ất γ: γ = 1/ ρ khi đó ta có: 1 r = o γ F. [30]
  31. Nên r 1 ∆U' = 0 ∑P l = ∑ P l ij ij γ ij ij Udm FUdm + Xác định ti ết di ện dây và cáp: ∑ P l F = ij ij γ ∆ ' (III.2) Udm U Căn c ứ vào (III.2) ch ọn được ti ết di ện dây tiêu chu ẩn g ần nh ất. Sau đó theo s ố li ệu c ủa lo ại dây được ch ọn ở trên tra các thông s ố x0; r 0 tính l ại ∆U theo thông s ố x0; r 0 vừa tra rồi so sánh v ới ∆Ucf . Nếu không đạ t t ăng ti ết di ện lên 1 cấp. D ưới đây tóm t ắt trình t ự ch ọn dây theo ph ươ ng pháp này: 2. Xác định ti ết di ện dây d ẫn khi đường d ấy dùng ti ết di ện khác nhau: Trong m ạng phân ph ối có độ dài l ớn, cung c ấp điện cho m ột s ố ít ph ụ t ải, nếu đùng đường dây cùng ti ết di ện s ẽ không h ợp lý, c ỏ th ể làm t ổn th ất nhi ều kim lo ại m ầu, gây t ổn th ất công su ất và điện n ăng. Tr ường h ợp này n ếu là m ạng công nghi ệp đặ c tr ưng b ởi s ố gi ờ s ử d ụng công su ất c ực đạ i l ớn (Tmax l ớn) thì kinh t ế nh ất ti ết di ện dây ph ải được ch ọn theo ph ươ ng pháp m ật độ dòng điện không đổ i ( đã ch ứng minh được r ằng, cùng một chi phí kim lo ại m ầu đã cho, điều ki ện m ật độ dòng điện không đổ i s ẽ t ươ ng ứng v ới t ổn th ất công su ất và điện n ăng là bé nh ất). Ch ọn nh ư v ậy v ừa đả m b ảo được m ức ∆Ucf vừa làm cho ∆P; ∆A là nh ỏ nh ất. N ếu là m ạng nông nghi ệp (T max bé) thì kinh t ế nh ất là ch ọn ti ết di ện dây d ẫn theo điều ki ện đảm b ảo l ượng kim lo ại m ầu là nh ỏ nh ất nh ưng v ẫn đả m b ảo ∆Ucf , khi đó s ử d ụng phươ ng pháp lựa ch ọn ti ết di ện dây theo m ật độ dòng điện không đổ i (do gi ới h ạn b ởi ch ươ ng trình h ọc nên n ội dung này không trình bày ở đây). [31]
  32. CH ƯƠ NG IV. PH ƯƠ NG PHÁP KH ỞI ĐỘNG VÀ ĐIỂU KHI ỂN ĐỘNG C Ơ ĐIỆN TRONG NHÀ X ƯỞNG S ẢN XU ẤT I. Động c ơ điện xoay chi ều ba pha không đồng b ộ (K ĐB) 1. C ấu t ạo và nguyên lý ho ạt động - Nh ư đã bi ết trong v ật lý, khi cho dòng điện 3 pha vào 3 cu ộn dây đặt lệch nhau 120 0 trong không gian thì từ tr ường t ổng do 3 cu ộn dây t ạo ra là m ột từ tr ường quay. N ếu trong t ừ tr ường quay này có đặt các thanh d ẫn điện thì từ tr ường quay s ẽ quét qua các thanh d ẫn điện và làm xu ất hi ện một s ức điện động cảm ứng trong các thanh d ẫn. Nối các thanh d ẫn v ới nhau và làm m ột tr ục quay thì trong các thanh d ẫn s ẽ có dòng điện (ng ắn mạch) có chi ều xác định theo quy t ắc bàn tay ph ải. T ừ tr ường quay l ại tác d ụng vào chính dòng c ảm ứng này m ột t ừ lực có chi ều xác định theo quy t ắc bàn tay trái và t ạo ra m ột mômen làm quay l ồng tr ụ và các thanh d ẫn theo chi ều quay c ủa t ừ tr ường quay. Để mômen đều h ơn, các thanh d ẫn th ường được đặt h ơi chéo. a) b) Hình 1 - a) Nguyên lý t ừ tr ường quay; b) C ấu t ạo rôto - - Tốc độ quay c ủa l ồng tr ụ luôn nh ỏ hơn t ốc độ quay c ủa t ừ tr ường quay. Nếu l ồng tr ụ quay v ới tốc độ bằng t ốc độ của t ừ tr ường quay thì từ tr ường s ẽ không quét qua các thanh d ẫn n ữa nên không có dòng điện c ảm ứng và mômen [32]
  33. quay c ũng không còn. Khi đó do mômen c ản, l ồng tr ụ sẽ quay ch ậm l ại h ơn t ừ tr ường quay và các thanh d ẫn l ại b ị từ tr ường quét qua, dòng điện c ảm ứng l ại xu ất hi ện và do đó lại có mômen quay làm l ồng tr ụ ti ếp t ục quay nh ưng v ới t ốc độ luôn nh ỏ hơn c ủa t ừ tr ường quay. - Động c ơ làm vi ệc trên nguyên t ắc này nên được g ọi là không đồng b ộ (hay còn g ọi là động c ơ dị bộ). - Động c ơ có nguyên lý c ấu t ạo nh ư đó xét ở trên v ới rotor l ồng tr ụ ghép từ các thanh d ẫn g ọi là động c ơ rotor l ồng sóc (hay rotor ng ắn m ạch). - Nếu ph ần ứng là 3 cu ộn dây n ối theo hình sao Y, còn 3 đầu cu ộn dây còn l ại n ối v ới 3 vòng tr ượt để qua 3 ch ổi than n ối v ới điện tr ở mạch ngoài thì rotor g ọi là rotor dây qu ấn. Động c ơ g ọi là động c ơ rotor dây qu ấn. Cu ộn c ảm (cu ộn kích t ừ) ở stator c ủa động c ơ có th ể đấu theo hình sao Y hay theo hình tam giác ∆. Hình 2 - Sơ đồ cấu t ạo stator động c ơ xoay chi ều K ĐB. - - Các đại l ượng liên quan đến cu ộn c ảm (m ạch stator) có ch ỉ số 1 nh ư: U 1, I1, R 1 và các đại lượng liên quan đến m ạch ph ần ứng (m ạch stator) có ch ỉ số 2 nh ư: U 2, I 2, R 2, f 2 Tốc độ quay c ủa t ừ tr ường quay ph ụ thu ộc vào s ố đôi c ực t ừ p, s ố đôi c ực t ừ càng l ớn thì tốc độ quay c ủa t ừ tr ường càng b ị gi ảm. V ới cu ộn cảm t ạo ra t ừ tr ường có p đôi c ực t ừ thì tốc độ quay gi ảm p l ần (vg/s) [33]
  34. hay (vg/ph) hay (rad/s) ω0 là t ốc độ lớn nh ất mà rotor có th ể đạt được n ếu không có lực c ản nào. T ốc độ này g ọi là t ốc độ đồng b ộ hay là t ốc độ không t ải lý t ưởng. T ần s ố lưới điện xoay chi ều ở Vi ệt Nam là 50Hz và vì p là s ố nguyên nên t ốc độ đồng bộ th ường là 3000, 1500, 1000, 750, 600, 500 (vòng/phút). - Tốc độ không đồng b ộ n2 của rotor nh ỏ hơn t ốc độ đồng b ộ n0 và s ự sai lệch này được đánh giá qua m ột đại l ượng g ọi là độ tr ượt s: ở ch ế độ động c ơ, độ tr ượt s có giá tr ị 0 ≤ s ≤ 1. - Dòng điện c ảm ứng trong cu ộn dây rotor c ũng là dòng xoay chi ều v ới tần s ố xác định qua t ốc độ tươ ng đối c ủa rotor đối v ới t ừ tr ường quay: - Các động c ơ xoay chi ều K ĐB có cấu t ạo đơ n gi ản, giá thành th ấp, v ận hành tin c ậy h ơn so v ới động c ơ m ột chi ều nên được s ử dụng r ộng rãi h ơn. 2. Ph ươ ng trình đặc tính c ơ - Khi coi 3 pha động c ơ là đối x ứng, được c ấp ngu ồn b ởi ngu ồn xoay chi ều hình sin 3 pha đối xứng và m ạch t ừ động c ơ không bão hoà thì có th ể xem xét động c ơ qua s ơ đồ thay th ế 1 pha. đó là sơ đồ điện m ột pha phía stator v ới các đại l ượng điện ở mạch rôto đã quy đổi v ề stator. Hình 3 - Sơ đồ thay [34]th ế một pha động c ơ K ĐB
  35. - Khi cu ộn dây stator được c ấp điện v ới điện áp định m ức U 1ph. đm trên 1 pha mà gi ữ yên rotor (không quay thì mỗi pha c ủa cu ộn dây rotor s ẽ xu ất hi ện một s ức điện động E 2ph. đm theo nguyên lý của máy bi ến áp. H ệ số quy đổi s ức điện động là: - Từ đó ta có hệ số quy đổi dòng điện: và h ệ số quy đổi tr ở kháng: - Với các h ệ số quy đổi này, các đại l ượng điện ở mạch rotor có th ể quy đổi v ề mạch stator theo cách sau: - Dòng điện: I' 2 = kII2 - Điện kháng: X' 2 = k XX2 - Điện tr ở: R' 2 = k RR2 - Trên s ơ đồ thay th ế ở hình 3, các đại l ượng khác là: I0 - Dòng điện t ừ hóa c ủa động c ơ. Rm, X m - Điện tr ở, điện kháng m ạch t ừ hóa. I1 - Dòng điện cu ộn dây stator. R1, X 1 - Điện tr ở, điện kháng cu ộn dây stator. - Dòng điện rotor quy đổi v ề stator có th ể tính t ừ sơ đồ thay th ế: - Khi động c ơ ho ạt động, công su ất điện t ừ P12 từ stator chuy ển sang rotor thành công su ất c ơ P cơ đư a ra trên tr ục động c ơ và công su ất nhi ệt ∆P2 đốt nóng cu ộn dây: [35]
  36. P12 = P cơ + ∆P2 - Nếu b ỏ qua t ổn th ất ph ụ thì có th ể coi mômen điện t ừ Mđt của động c ơ bằng mômen c ơ Mc ơ: Mđt = M cơ = M Từ đó: P12 = M. ω0 = M ω + ∆P2 Suy ra: - Công su ất nhi ệt trong cu ộn dây 3 pha là: 2 2 ∆P2 = 3R' I' 2 - Thay vào ph ươ ng trình tính mômen ta có được: - Trong đó:X nm = X 1 + X' 2 là điện kháng ng ắn m ạch. - Ph ươ ng trình trên bi ểu th ị mối quan h ệ M = f(s) = f[s( ω)] g ọi là ph ươ ng trình đặc tính c ơ c ủa động c ơ điện xoay chi ều 3 pha không đồng b ộ. - Với nh ững giá tr ị khác nhau c ủa s (0 ≤ s ≤1), ph ươ ng trình đặc tính c ơ cho ta nh ững giá tr ị tươ ng ứng c ủa M. Đường bi ểu di ễn M = f(s) trên h ệ tr ục t ọa độ sOM nh ư hình 4.4, đó là đường đặc tính cơ c ủa động c ơ xoay chi ều ba pha không đồng b ộ. - Đường đặc tính c ơ có điểm c ực tr ị gọi là điểm t ới h ạn K. T ại điểm đó: - Gi ải ph ươ ng trình ta có: - Thay vào ph ươ ng trình đặc tính c ơ ta có: [36]
  37. - Vì ta đang xem xét trong gi ới h ạn 0 ≤ s ≤1 nên giá tr ị sth và M th của đặc tính c ơ ch ỉ ứng v ới d ấu (+). Hình 4 - Đặc tính c ơ động c ơ K ĐB. - Ta nh ận th ấy, đường đặc tính c ơ c ủa động c ơ không đồng b ộ là m ột đường cong ph ức t ạp và có 2 đoạn AK và KB, ph ần gi ới b ởi điểm t ới h ạn K. Đoạn đặc tính AK g ần th ẳng và c ứng. Trên đoạn này, mômen động c ơ t ăng thì tốc độ động c ơ gi ảm. Do v ậy, động c ơ làm vi ệc trên đoạn đặc tính này s ẽ ổn định. Đoạn KB cong v ới độ dốc d ương. Trên đoạn này, động c ơ làm vi ệc không ổn định. 3. Ảnh h ưởng c ủa các thông s ố điện đối v ới đặc tính c ơ - Ph ươ ng trình đặc tính c ơ cho th ấy đường đặc tính c ơ c ủa động c ơ điện xoay chi ều 3 pha K ĐB ch ịu ảnh h ưởng c ủa nhi ều thông s ố điện: Điện áp l ưới U1ph, điện tr ở mạch rotor R2', điện tr ở R1 và điện kháng X1 ở mạch stator, t ần số lưới f1, s ố đôi c ực p c ủa động c ơ. - Khi các thông s ố này thay đổi s ẽ gây ra bi ến động các đại l ượng: - Tốc độ đồng b ộ: [37]
  38. - Độ tr ượt gi ới h ạn: - Mômen t ới h ạn: 3.1 Tr ường h ợp thay đổi điện áp U1ph Hình 5 - Họ đặc tính c ơ động c ơ K ĐB khi thay đổi điện áp U1ph - Điện áp U 1ph đặt vào Stator động c ơ ch ỉ có th ể thay đổi v ề phía gi ảm. Khi U 1ph gi ảm thì mômen tới h ạn M th sẽ gi ảm r ất nhanh theo bình ph ươ ng c ủa U1ph , còn t ốc độ đồng b ộ ω0 và độ tr ượt t ới h ạn sth không thay đổi. Các đặc tính cơ khi gi ảm điện áp nh ư hình 5. 3.2 Tr ường h ợp thay đổi điện tr ở R2' - Tr ường h ợp này ch ỉ có đối v ới động c ơ rotor dây qu ấn vì mạch rotor có th ể nối v ới điện tr ở ngoài qua h ệ vòng tr ượt - ch ổi than. Động c ơ rotor l ồng sóc (hay rotor ng ắn m ạch) không th ể thay đổi được điện tr ở mạch rotor. [38]
  39. Hình 6 - Sơ đồ nối và h ọ đặc tính c ơ động c ơ K ĐB khi thay đổi điện tr ở mạch rôto. - Vi ệc thay đổi điện tr ở mạch rotor ch ỉ có th ể th ực hi ện v ề phía t ăng điện tr ở R2'. Khi t ăng R 2' thì độ tr ượt t ới h ạn s th cũng t ăng lên, còn t ốc độ đồng b ộ ω0 và mômen t ới h ạn M th gi ữ nguyên. - Các đặc tính c ơ nhân t ạo khi thay đổi điện tr ở mạch rotor được bi ểu di ễn nh ư hình v ẽ. Điện tr ở mạch rotor càng l ớn thì đặc tính càng d ốc. 3.3 Tr ường h ợp thay đổi điện tr ở R1, điện kháng X1 ở mạch Stator - Tr ường h ợp này c ũng ch ỉ thay đổi v ề phía t ăng R1 ho ặc X1. S ơ đồ nối dây nh ư hình 7. Hình 7 - Sơ đồ nối và h ọ đặc tính c ơ động c ơ K ĐB khi n ối thêm R1 ho ặc X1 vào m ạch stator [39]
  40. - Khi n ối thêm vào m ạch Stator R1 ho ặc X1 thì ta th ấy t ốc độ đồng b ộ ω0 không đổi, còn độ tr ượt tới h ạn s th và mômen t ới h ạn M th đều gi ảm. Hình v ẽ 4.7 bi ểu th ị các đặc tính c ơ nhân t ạo khi t ăng tr ở kháng m ạch stator và khi gi ảm điện áp c ấp cho stator. Các đặc tính được v ẽ trong tr ường h ợp này có cùng mômen mở máy M mm . Đặc tính t ăng X 1 (đường 2) c ứng h ơn đặc tính t ăng R 1 (đường 3) và đặc tính t ăng R 1 cứng h ơn đặc tính gi ảm điện áp ( đường 4). 3.4 Tr ường h ợp thay đổi s ố đôi c ực p - Khi s ố đôi c ực thay đổi thì tốc độ đồng b ộ ω0 bị thay đổi. Thông th ường, động c ơ lo ại này được ch ế tạo v ới cu ộn c ảm stator có nhi ều đầu dây ra để có th ể đổi cách đấu dây t ươ ng ứng v ới s ố đôi c ực nào đó. Tu ỳ theo kh ả năng đổi n ối mà động c ơ K ĐB được gọi là động c ơ có 2,3,4 c ấp t ốc độ. - Do s ố đôi c ực thay đổi nh ờ đổi n ối cu ộn c ảm stator nên các thông s ố U1ph đặt vào cu ộn pha, tr ở kháng R 1 và c ảm kh ỏng X 1 có th ể bị thay đổi. T ừ đó, độ tr ượt t ới h ạn s th và mômen t ới h ạn M th có th ể khác đi. 3.5 Tr ường hợp thay đổi t ần s ố f1 của ngu ồn điện áp c ấp - Khi thay đổi f 1 thì tốc độ đồng b ộ ω0 sẽ thay đổi, đồng th ời X 1, X 2 cũng bị thay đổi (vì X = 2 πfL), kéo theo s ự thay đổi c ả độ tr ượt t ới h ạn s th và mômen tới h ạn M th . Hình v ẽ 4.8 bi ểu th ị các đặc tính c ơ nhân t ạo khi thay đổi t ần s ố. Quan h ệ độ tr ượt t ới h ạn theo t ần s ố sth = f(f 1) và mômen t ới h ạn theo t ần s ố Mth = F(f 1) là ph ức tạp nh ưng vì ω0 và X 1 ph ụ thu ộc t ỉ lệ với t ần s ố f1 nên có th ể từ các bi ểu th ức c ủa s th và M th rút ra: [40]
  41. Hình 8 - Đặc tính c ơ động c ơ Hình 9 - Đặc tính c ơ động c ơ KĐB khi thay đổi t ần s ố KĐB khi thay đổi t ần s ố kết h ợp với thay đổi điện áp. - Khi t ần s ố ngu ồn f 1 gi ảm, độ tr ượt t ới h ạn s th và mômen t ới h ạn M th đều tăng lên nh ưng M th tăng nhanh h ơn. Do v ậy độ cứng c ủa đặc tính c ơ t ăng lên. - Chú ý khi gi ảm t ần s ố f1 xu ống d ưới t ần s ố định m ức thì tổng tr ở của các cu ộn dây gi ảm nên nếu gi ữ nguyên điện áp c ấp cho động c ơ sẽ dẫn đến dòng điện động c ơ t ăng m ạnh. Vì th ế khi gi ảm tần s ố ngu ồn xu ống d ưới tr ị số định mức c ần ph ải đồng th ời gi ảm điện áp c ấp cho động c ơ theo quan hệ: Nh ư vậy mômen t ới h ạn M th sẽ gi ữ không đổi ở vùng f 1 f 1đm thì không được t ăng điện áp ngu ồn c ấp mà gi ữ U1 = const. Mômen t ới h ạn M th sẽ gi ảm t ỉ lệ ngh ịch v ới bình ph ươ ng t ần s ố. 4. M ở máy (kh ởi động) động c ơ điện K ĐB 4.1 M ở máy (kh ởi động) tr ực ti ếp động c ơ điện K ĐB - Khi đóng điện tr ực ti ếp vào động c ơ K ĐB để mở máy thì do lúc đầu [41]
  42. rotor ch ưa quay, độ tr ượt lớn (s = 1) nên s. đ.đ c ảm ứng và dòng điện c ảm ứng lớn. Imm = (5 ÷ 8)I đm - Dòng điện này có tr ị số đặc bi ệt l ớn ở các động c ơ công su ất trung bình và l ớn, t ạo ra nhi ệt đốt nóng động c ơ và gây xung l ực có hại cho động c ơ. Hình 10 - Đặc tính động c ơ K ĐB khi m ở máy tr ực ti ếp. - Tuy dòng điện l ớn nh ưng mômen m ở máy l ại nh ỏ: M mm = (0,5 ÷1,5)M đm. - Do v ậy c ần ph ải có bi ện pháp m ở máy. Tr ường h ợp động c ơ có công su ất nh ỏ thì có th ể mở máy tr ực ti ếp. Động c ơ m ở máy theo đặc tính t ự nhiên với mômen m ở máy nh ỏ. - Nh ững động c ơ không mở máy tr ực ti ếp thì có th ể th ực hi ện m ột trong các ph ươ ng pháp m ở máy gián ti ếp sau. 4.2 M ở máy (kh ởi động) gián ti ếp động c ơ điện K ĐB 4.2.1 Ph ươ ng pháp dùng điện tr ở mở máy ở mạch rotor - Ph ươ ng pháp này ch ỉ dùng cho động c ơ rotor dây qu ấn vì điện tr ở mở máy ở mạch ngoài m ắc nối ti ếp v ới cu ộn dây rotor. Hình 4.11 trình bày m ột s ơ đồ mở máy qua 3 c ấp điện tr ở ph ụ R1, R 2 và R 3 ở cả 3 pha rotor. - Đây là s ơ đồ mở máy v ới các điện tr ở rotor đối x ứng. [42]
  43. Hình 11 - Sơ đồ mở máy động c ơ K ĐB qua 3 c ấp điện tr ở ph ụ và đặc tính c ơ t ươ ng ứng. - Lúc b ắt đầu m ở máy, các ti ếp điểm công t ắc tơ K 1, K 2, K 3 đều m ở, cu ộn dây rotor được n ối v ới cả 3 c ấp điện tr ở ph ụ (R 1+R 2+R 3) nên đường đặc tính c ơ là đường 1. T ới điểm b, t ốc độ động c ơ đạt ωb và mômen gi ảm còn M 2, các ti ếp điểm K 1 đóng l ại, c ắt các điện tr ở ph ụ R1 ra kh ỏi m ạch rotor. - Động c ơ được ti ếp t ục m ở máy v ới điện tr ở ph ụ (R 2+R 3) trong m ạch rotor và chuy ển sang làm vi ệc tại điểm c trên đặc tính 2 ít d ốc h ơn. Mômen t ăng từ M2 lên M 1 và t ốc độ động c ơ l ại ti ếp t ục t ăng. - Động c ơ làm vi ệc trên đường đặc tính 2 t ừ c đến d. Lúc này, các ti ếp điểm K 2 đóng l ại, n ối t ắt các điện tr ở R2. Động c ơ chuy ển sang m ở máy v ới điện tr ở R3 trong m ạch rotor trên đặc tính 3 t ại điểm e và ti ếp t ục t ăng t ốc t ới điểm f. Lúc này các ti ếp điểm K 3 đóng l ại, điện tr ở R3 trong m ạch rotor b ị lo ại. Động c ơ chuy ển sang làm vi ệc trên đặc tính t ự nhiên t ại g và t ăng t ốc đến điểm làm vi ệc A ứng với mômen c ản MC. Quá trình m ở máy k ết thúc. - Để đảm b ảo quá trình m ở máy nh ư đã xét sao cho các điểm chuy ển đặc tính ứng v ới cùng m ột mômen M 2, M 1 thì các điện tr ở ph ụ tham gia vào mạch rotor lúc m ở máy ph ải được tính ch ọn c ẩn th ận theo ph ươ ng pháp riêng. - Ngoài s ơ đồ mở máy v ới điện tr ở đối x ứng ở mạch rotor, trong th ực t ế [43]
  44. còn dùng s ơ đồ mở máy với điện tr ở không đối x ứng ở mạch rotor, ngh ĩa là điện tr ở mở máy được c ắt gi ảm không đều trong các pha rotor khi m ở máy. 4.2.2 Ph ươ ng pháp m ở máy v ới điện tr ở ho ặc điện không n ối ti ếp trong mạch stator. - Ph ươ ng pháp này dùng điện tr ở ho ặc điện kháng m ắc n ối ti ếp v ới m ạch stator lúc m ở máy và có th ể áp d ụng cho c ả động c ơ rotor l ồng sóc l ẫn rotor dây qu ấn. Do có điện tr ở ho ặc điện kháng n ối ti ếp nên dòng m ở máy c ủa động c ơ gi ảm đi, n ằm trong giá tr ị cho phép. Mômen m ở máy c ủa động cơ c ũng gi ảm. - Th ời điểm ban đầu c ủa quá trình m ở máy, các ti ếp điểm K 2 đóng l ại (các ti ếp điểm K 1 mở) để điện tr ở (hình a) ho ặc điện kháng (hình b) tham gia vào mạch stator nh ằm h ạn ch ế dòng điện m ở máy. Khi t ốc độ động c ơ đó t ăng đến một m ức nào đó (tu ỳ hệ truy ền động) thì các ti ếp điểm K 1 đóng l ại, K 2 mở ra để lo ại điện tr ở ho ặc điện kháng ra kh ỏi m ạch stator. Động c ơ t ăng t ốc đến t ốc độ làm vi ệc. Quá trình m ở máy k ết thúc. Hình 12 - Sơ đồ mở máy dùng R1 và X1 ở mạch stator và dạng đặc tính c ơ khi m ở máy - Sơ đồ hình 12 ở trên là m ở máy v ới 1 c ấp điện tr ở ho ặc điện kháng ở mạch stator. Có th ể mở máy v ới nhi ều c ấp điện tr ở ho ặc điện kháng khi công su ất động c ơ l ớn. 4.2.3 Ph ươ ng pháp m ở máy d ựng máy bi ến áp t ự ng ẫu - Ph ươ ng pháp này được s ử dụng để đặt m ột điện áp th ấp cho động c ơ khi [44]
  45. mở máy. Do v ậy, dòng điện c ủa động c ơ khi m ở máy gi ảm đi. Các ti ếp điểm K' đóng, K m ở lúc m ở máy. Khi K' m ở, K đúng thì quá trình m ở máy k ết thúc. Hình 13 - Sơ đồ mở máy động c ơ K ĐB dùng MBA t ự ng ẫu. - Ph ươ ng pháp m ở máy d ựng cu ộn kháng X và máy bi ến áp t ự ng ẫu thích hợp cho vi ệc m ở máy các động c ơ cao áp. 4.2.4 Ph ươ ng pháp đổi n ối Y - ∆ khi m ở máy - Động c ơ K ĐB làm vi ệc bình th ường ở sơ đồ mắc ∆ các cu ộn stator thì khi m ở máy có th ể mắc theo s ơ đồ Y. Th ực ch ất c ủa ph ươ ng pháp này là gi ảm điện áp đặt vào cu ộn dây stator khi đổi n ối vì Uph = U d khi m ắc ∆, còn khi m ắc Y thì điện áp gi ảm lần. Hình 14 - Sơ đồ đảo chi ều quay động c ơ K ĐB [45] và đặc tính c ơ khi đảo chi ều quay.
  46. 4.3 Đảo chi ều quay động c ơ điện K ĐB - Để đảo chi ều quay c ủa động c ơ K ĐB, c ần đảo chiều quay c ủa t ừ tr ường quay do stator t ạo ra. Mu ốn v ậy, ch ỉ cần đảo chi ều hai pha b ất k ỳ trong 3 pha ngu ồn c ấp cho stator. Đặc tính c ơ khi đảo chi ều quay n ằm ở góc ph ần t ư th ứ III. 4.4 Các tr ạng thái hãm c ủa động c ơ điện K ĐB 4.4.1 Hãm tái sinh - Đặc tính hãm tái sinh c ủa động c ơ K ĐB nh ư hình v ẽ. Động c ơ điện xoay chi ều K ĐB ở ch ế độ hãm tái sinh khi t ốc độ động c ơ v ượt quá tốc độ đồng b ộ ω0. Khi hãm tái sinh thì động c ơ làm vi ệc ở ch ế độ máy phát. Hình 15 - Đặc tính c ơ hãm tái sinh động c ơ K ĐB. - Từ công th ức tính s th và M th , lo ại tr ừ tr ường h ợp d ấu (+) đối v ới ch ế độ động c ơ ta có ở ch ế độ máy phát: - Qua đó ta th ấy ở ch ế độ máy phát, độ tr ượt t ới h ạn s thF đổi d ấu so v ới động c ơ, còn mômen t ới hạn có tr ị số lớn h ơn tr ị số mômen t ới h ạn ở ch ế độ động c ơ. [46]
  47. - Ch ế độ hãm tái sinh c ủa động c ơ K ĐB được thi ết k ế trên đoạn NK', góc ph ần t ư th ứ II. 4.4.2 Hãm ng ược 4.4.2.1 Hãm ng ược nh ờ đư a điện tr ở ph ụ vào m ạch ph ần ứng - Động c ơ K ĐB rôto dây qu ấn truy ền động cho c ơ c ấu nâng-hạ của m ột của m ột c ầu tr ục, đang làm vi ệc nâng t ải t ại điểm A trên đặc tính c ơ 1 ở góc ph ần t ư th ứ I v ới mômen c ản MC và t ốc độ quay nâng ωA (các ti ếp điểm K đóng). - Để dừng và h ạ vật xu ống, ta đư a điện tr ở RP đủ lớn vào m ạch ph ần ứng (các ti ếp điểm K m ở ra), động c ơ chuy ển sang làm vi ệc t ại điểm B trên đặc tính có điện tr ở 2 cùng v ới t ốc độ ωA. Mômen c ủa động c ơ gi ảm xu ống (M B < M C) nên t ốc độ động c ơ gi ảm. Lúc này v ật P v ẫn được nâng lên nh ưng với t ốc độ nâng nh ỏ dần. T ới điểm D thì ω = 0 và v ật d ừng l ại nh ưng vì mômen động c ơ nh ỏ hơn mômen c ản (M D < M C) nên v ật b ắt đầu t ụt xu ống. Động c ơ đảo chi ều quay ( ω < 0). Động c ơ b ắt đầu làm vi ệc ở tr ạng thái hãm ng ược (t ốc độ âm đi xu ống, mômen dươ ng có xu h ướng kéo v ật P đi lên). Hình 16 - Hãm ng ược động c ơ K ĐB nh ờ đư a điện tr ở ph ụ vào m ạch ph ần ứng. [47]
  48. - Đặc tính hãm ng ược n ằm ở góc ph ần t ư th ứ IV. Điểm làm vi ệc hãm c ủa động c ơ chuy ển theo đặc tính hãm từ D đến E. T ại đây M Đ = M E = M C, động c ơ quay đều, hãm ghìm v ật để hạ vật xu ống đều v ới t ốc độ ωE. 4.4.2.2 Hãm ng ược nh ờ đảo chi ều quay Hình 17 - Hãm ng ược động c ơ K ĐB nh ờ đảo chi ều quay. - Động c ơ điện K ĐB rôto dây qu ấn đang làm vi ệc v ới t ải có mômen c ản ph ản kháng t ại điểm A trên đường đặc tính c ơ 1, s ơ đồ nối dây nh ư hình v ẽ. Để hãm máy, ta đổi th ứ tự hai pha b ất k ỳ trong 3 pha c ấp cho stato để đảo chi ều quay động c ơ. Động c ơ chuy ển điểm làm vi ệc t ừ A trên đặc tính 1 sang điểm B' trên đặc tính 2. Do quán tính c ủa h ệ cơ, động c ơ coi nh ư gi ữ nguyên t ốc độ ωA khi chuy ển đặc tính. Quá trình hãm ng ược b ắt đầu. Khi t ốc độ động c ơ gi ảm theo đặc tính hãm 2 t ới điểm D' thì ω = 0. Lúc này, n ếu c ắt điện thì động c ơ s ẽ dừng. Đoạn hãm ng ược là B'D'. N ếu không cắt điện thì động c ơ có MD' > M C nên động c ơ bắt đầu t ăng t ốc, m ở máy ch ạy ng ược theo đặc tính c ơ 2 và làm vi ệc ổn định t ại điểm E' v ới t ốc độ ωE' theo chi ều ng ược. - Khi động c ơ hãm ng ược theo đặc tính 2, điểm B' có mômen nh ỏ nên tác dụng hãm không hi ệu qu ả. Th ực t ế ph ải t ăng c ường mômen hãm ban đầu (M hãm ≈ 2,5M đm) nh ờ vừa đảo chi ều t ừ tr ường quay c ủa stato, v ừa đư a thêm điện tr ở [48]
  49. ph ụ đủ lớn vào m ạch rôto. Động c ơ s ẽ hãm ng ược theo đặc tính 3 ( đoạn BD). Tới D mà c ắt điện thì động c ơ s ẽ dừng. N ếu không c ắt điện, động c ơ s ẽ tăng t ốc theo chi ều ng ược l ại và làm vi ệc t ại điểm E v ới t ốc độ ωE < ωE' . N ếu lúc này l ại cắt điện tr ở ph ụ RP thì động c ơ s ẽ chuy ển sang làm vi ệc trên đặc tính 2 t ại điểm F và t ăng t ốc t ới điểm E'. 4.4.3 Hãm động n ăng - Để hãm động n ăng m ột động c ơ điện K ĐB đang làm vi ệc ở ch ế độ động cơ, ta ph ải c ắt stator ra kh ỏi l ưới điện xoay chi ều (m ở các ti ếp điểm K ở mạch lực) r ồi c ấp vào stator dòng điện m ột chi ều để kích t ừ (đóng các ti ếp điểm H). Thay đổi dòng điện kích t ừ nh ờ bi ến tr ở Rkt . Hình 18 - Sơ đồ nối dây hãm động n ăng động c ơ K ĐB. - Vì cu ộn dây stato c ủa động c ơ là 3 pha nên khi c ấp kích t ừ một chi ều ph ải ti ến hành đổi n ối và có th ể th ực hi ện theo m ột trong các s ơ đồ sau. [49]
  50. Hình 19 - Các cách c ấp kích t ừ một chi ều cho cu ộn stator 3 pha khi hãm động n ăng động c ơ K ĐB. - Do động n ăng tích l ũy, rôto ti ếp t ục quay theo chi ều c ũ trong t ừ tr ường một chi ều v ừa được t ạo ra. Trong cu ộn dây ph ần ứng xu ất hi ện m ột dòng điện cảm ứng. L ực t ừ tr ường tác d ụng vào dòng cảm ứng trong cu ộn dây ph ần ứng s ẽ tạo ra mômen hãm và rôto quay ch ậm d ần. Động c ơ điện xoay chi ều khi hãm động n ăng s ẽ làm vi ệc nh ư m ột máy phát điện có tốc độ gi ảm d ần. - Động n ăng qua động c ơ s ẽ bi ến đổi thành điện năng tiêu th ụ trên điện tr ở ở mạch rôto. Nếu tr ước khi hãm, động c ơ làm vi ệc t ại điểm A trên đặc tính c ơ 1 thì khi hãm động n ăng, động cơ chuy ển sang làm vi ệc t ại điểm B trên đặc tính hãm động n ăng 2 ở góc ph ần t ư th ứ II. Đặc tính hãm động n ăng c ủa động c ơ xoay chi ều 3 pha K ĐB có dạng nh ư hình T ốc độ động c ơ gi ảm d ần theo đặc tính v ề O trên đoạn đặc tính hãm động n ăng BO. T ại điểm O, động c ơ s ẽ dừng nếu t ải là ph ản kháng. N ếu t ải có tính ch ất th ế năng thì tải s ẽ kéo động c ơ quay ng ược cho đến khi ổn định t ại điểm D (góc ph ần t ư th ứ IV). Hình 20 - Đặc tính c ơ hãm động n ăng kích t ừ độc l[50]ập động c ơ K ĐB.
  51. - Điện tr ở mạch rôto và dòng kích t ừ cấp cho stato lúc hãm động n ăng có ảnh h ưởng t ới d ạng đặc tính c ơ khi hãm. Hình 21 H ọ các đặc tính c ơ khi hãm động Hình 22 S ơ đồ nối dây hãm động n ăng năng kích t ừ độc l ập động c ơ K ĐB. kích t ừ độc l ập động c ơ K ĐB. - Trên hình v ẽ 21, các đặc tính hãm 1 và 2 ứng v ới c ựng m ột dòng kích t ừ nh ư nhau (I kt1 = I kt2 ) nhưng điện tr ở hãm trong m ạch rôto khác nhau (R h1 < R h2 ). 4.5 S ơ đồ điều khi ển động c ơ 4.5.1 S ơ đồ kh ởi độ ng độ ng c ơ xoay chi ều 3 pha b ằng kh ởi độ ng t ừ đơn A B C O CD M K RN CC 2 1 D 3 5 4 2 CC 1 K K RN §C Hình 23 S ơ đồ nguyên lý điều khi ển độ ng c ơ xoay chi ều 3 pha bằng kh ởi độ ng t ừ đơn 50
  52. a. Cấu t ạo - Cầu dao CD - Cầu chì m ạch độ ng l ực CC 1 - Cầu chì m ạch điều khi ển CC 2 - Nút b ấm d ừng D, nút b ấm m ở máy M - Công t ắc t ơ K - Rơ le nhi ệt RN - Động c ơ xoay chi ều ba pha rôto l ồng sóc ĐC b. Nguyên lý ho ạt độ ng c. M ở máy - Đóng c ầu dao CD, ấn nút M, cu ộn dây côngt ắct ơ K có điện, các ti ếp điểm chính th ường m ở K trên m ạch độ ng l ực đóng l ại c ấp điện kh ởi độ ng độ ng c ơ. - Ti ếp điểm K(3 – 5) đóng l ại để duy trì điện cho cu ộn dây côngt ắct ơ K khi thôi ấn nút M. d. D ừng độ ng c ơ - Ấn nút D, cu ộn dây côngt ắct ơ K m ất điện, các ti ếp điểm chính th ường m ở K trên m ạch độ ng l ực m ở ra c ắt điện vào động c ơ, động c ơ d ừng t ự do. e. Tác d ụng c ủa b ảo v ệ - Khi động c ơ vì m ột lý do nào đó b ị ng ắn m ạch, dòng điện ng ắn m ạch r ất lớn s ẽ làm đứt dây ch ảy c ủa c ầu chì CC, c ắt điện vào động c ơ. - Khi động c ơ làm vi ệc b ị quá t ải, dòng điện quá t ải I qt > I cp = (1,2 – 1,3)I dm thì ph ần t ử đố t nóng c ủa r ơle nhi ệt s ẽ tác độ ng m ở ti ếp điểm th ường đóng RN(2 – 4) c ắt điện vào cu ộn dây cônt ắct ơ K, các ti ếp điểm chính th ường m ở K trên m ạch động l ực m ở ra c ắt điện vào động c ơ. - Khi s ự c ố quá t ải được lo ại tr ừ, ph ải ấn nút ph ục h ồi thì m ới m ở máy độ ng cơ l ại được. - Khi điện áp t ụt xu ống còn (50 – 60%) hay m ất điện độ t ng ột thì các ti ếp điểm côngt ắct ơ K m ở ra c ắt điện vào động c ơ. - Khi l ưới điện được khôi ph ục thì động c ơ không th ể t ự kh ởi độ ng l ại được, mu ốn độ ng c ơ kh ởi độ ng l ại được ph ải ấn nút M. 51
  53. 4.5.2 . Kh ởi độ ng qua m ột c ấp điện tr ở ph ụ m ắc trong m ạch stato a. Trang b ị điện c ủa m ạch - Cầu dao CD - Cầu chì m ạch độ ng l ực CC 1 - Cầu chì m ạch điều khi ển CC 2 - Nút b ấm d ừng D, - Nút b ấm M - Công t ắc t ơ K 1, K 2 - Rơ le th ời gian RT - Rơ le nhi ệt RN - Điện tr ở ph ụ R - Động c ơ xoay chi ều ba pha rôto l ồng sóc ĐC A B C CD CC 1 M CC 2 D K1 RN 1 3 5 4 2 RT K1 K1 7 R K2 RT K2 RN §C Hình 25 S ơ đồ nguyên lý kh ởi độ ng độ ng c ơ qua 1 c ấp điện tr ở ph ụ m ắc trong m ạch stato b. Nguyên lý làm vi ệc 52
  54. - Đóng c ầu dao CD, ấn nút M c ấp điện cho cu ộn dây côngt ắct ơ K 1, cu ộn dây Rơle th ời gian RT. Các ti ếp điểm chính th ường m ở K 1 trên m ạch độ ng l ực đóng l ại cấp điện kh ởi độ ng độ ng c ơ qua các điện tr ở ph ụ m ắc trong m ạch stato để h ạn ch ế dòng điện kh ởi độ ng. Ti ếp điểm K 1(3 – 5) đóng l ại để duy trì điện cho cu ộn dây côngt ắct ơ K 1 khi thôi ấn nút M. - Sau m ột kho ảng th ời gian ch ỉnh đị nh ti ếp điểm th ường m ở đóng ch ậm RT(5–7) đóng l ại c ấp điện cho cu ộn dây côngt ắct ơ K 2. Các ti ếp điểm chính th ường mở K 2 trên m ạch độ ng l ực đóng l ại để lo ại điện tr ở ph ụ R ra kh ỏi m ạch stato. - Ấn nút D, cu ộn dây côngt ắct ơ K 1 mất điện, các ti ếp điểm chính th ường m ở K1 trên m ạch độ ng l ực m ở ra c ắt điện vào động c ơ, động c ơ d ừng t ự do. II. Các lo ại s ơ đồ điều khi ển 1. Kh ởi độ ng qua máy bi ến áp t ự ng ẫu a. Trang b ị điện c ủa m ạch - Cầu dao CD - Cầu chì m ạch độ ng l ực CC1 - Cầu chì m ạch điều khi ển CC2 - Nút b ấm d ừng D, - Nút b ấm M - Công t ắc t ơ K 1, K 2 - Rơ le th ời gian RT - Rơ le nhi ệt RN - Máy bi ến áp t ự ng ẫu BATN 53
  55. - Động c ơ xoay chi ều ba pha rôto l ồng sóc ĐC A B C CD CC 1 M CC 2 D K1 RN 1 3 5 RT 7K2 9 4 2 RT RT K3 K2 K1 11 13 RT K1 K2 RN BATN K3 §C Hình 26 S ơ đồ nguyên lý kh ởi độ ng độ ng c ơ qua máy bi ến áp t ự ng ẫu b. Nguyên lý làm vi ệc - Đóng c ầu dao CD, ấn nút M c ấp điện cho cu ộn dây côngt ắct ơ K 1, K 3, cu ộn dây R ơle th ời gian RT. Các ti ếp điểm chính th ường m ở K 1, K 3 trên m ạch độ ng l ực đóng l ại c ấp điện kh ởi độ ng độ ng c ơ qua bi ến áp t ự ng ẫu BATN để h ạn ch ế dòng điện kh ởi độ ng. Ti ếp điểm RT(3 – 5) đóng l ại để duy trì điện cho cu ộn dây côngt ắcơ K 1, K 3 và cu ộn dây r ơle th ời gian RT khi thôi ấn nút M. - Sau m ột kho ảng th ời gian ch ỉnh đị nh, ti ếp điểm th ường đóng m ở ch ậm RT(5 – 7) m ở ra c ắt điện vào cu ộn dây côngt ắct ơ K 1, K 3 các ti ếp điểm chính th ường m ở K 1, K 3 trên m ạch độ ng l ực m ở ra c ắt điện vào máy bi ến áp t ự ng ẫu. Đồng th ời ti ếp điểm th ường m ở đóng ch ậm RT(5 – 11) đóng l ại c ấp điện cho cu ộn dây côngt ắct ơ K 2, các ti ếp điểm chính th ường m ở K 2 trên m ạch độ ng l ực đóng l ại động c ơ chuy ển sang làm vi ệc ở ch ế độ đị nh m ức. 54
  56. - Ấn nút D, cu ộn dây côngt ắct ơ K 2 mất điện, các ti ếp điểm chính th ường m ở K2 trên m ạch độ ng l ực m ở ra c ắt điện vào động c ơ, động c ơ d ừng t ự do. 2. Kh ởi độ ng b ằng ph ươ ng pháp đổi n ối Y/ △△△dùng R ơle th ời gian A B C CD CC 1 M CC 2 D K RN 1 3 5 4 2 RT K K KY RN RT 7 K 9 K RT 11 KY 13 B A C §C K Z X Y KY Hình 27 S ơ đồ nguyên lý kh ởi độ ng độ ng c ơ bằng ph ươ ng pháp đổi n ối Y/ △△△dùng R ơle th ời gian a. Trang b ị điện c ủa m ạch - Cầu dao CD - Cầu chì m ạch độ ng l ực CC1 - Cầu chì m ạch điều khi ển CC2 - Nút b ấm d ừng D, - Nút b ấm M - Công t ắc t ơ K, K Y, K △ - Rơ le th ời gian RT - Rơ le nhi ệt RN - Động c ơ xoay chi ều ba pha rôto l ồng sóc ĐC b. Nguyên lý làm vi ệc 55
  57. - Đóng c ầu dao CD, ấn nút M c ấp điện cho cu ộn dây côngt ắct ơ K, cu ộn dây Rơle th ời gian RT và cu ộn dây côngt ắct ơ K Y. Các ti ếp điểm chính th ường m ở K và KY trên m ạch độ ng l ực đóng l ại c ấp điện kh ởi độ ng độ ng c ơ v ới các cu ộn dây stato n ối Y. Điện áp đặ t vào cu ộn dây stato gi ảm đi ệ3 l ần để h ạn ch ế dòng điện kh ởi độ ng. Ti ếp điểm K(3 – 5) đóng l ại để duy trì điện cho cu ộn dây côngt ắct ơ K 1 và cu ộn dây R ơle th ời gian RT khi thôi ấn nút M. - Sau m ột kho ảng th ời gian ch ỉnh đị nh, ti ếp điểm th ường đóng m ở ch ậm RT(5 – 7) m ở ra c ắt điện vào cu ộn dây côngt ắct ơ K Y các ti ếp điểm chính th ường mở K Y trên m ạch độ ng l ực m ở ra. Đồ ng th ời ti ếp điểm th ường m ở đóng ch ậm RT(5 – 11) đóng l ại c ấp điện cho cu ộn dây côngt ắct ơ K △, các ti ếp điểm chính th ư- ờng m ở K△ trên m ạch độ ng l ực đóng l ại cu ộn dây stato c ủa độ ng c ơ chuy ển sang nối △, động c ơ làm vi ệc ở ch ế độ đị nh m ức. - Ấn nút D, cu ộn dây côngt ắct ơ K m ất điện, các ti ếp điểm chính th ường m ở K trên m ạch độ ng l ực m ở ra c ắt điện vào động c ơ, động c ơ d ừng t ự do. - Chú ý: Ph ươ ng pháp kh ởi độ ng đổ i n ối Y/ △dùng ch ỉ áp d ụng được đố i v ới động c ơ làm vi ệc bình th ường n ối △. 3. S ơ đồ điều khi ển t ốc độ độ ng c ơ K ĐB XC 3 pha a. Trang b ị điện c ủa m ạch - Cầu dao CD - Cầu chì m ạch độ ng l ực CC 1 - Cầu chì m ạch điều khi ển CC 2 - Nút b ấm d ừng D, - Nút b ấm M nh , M ch - Công t ắc t ơ K 1, K 2, K 3 - Rơ le nhi ệt RN - Động c ơ xoay chi ều ba pha rôto l ồng sóc 2 c ấp t ốc độ ĐC 56
  58. A B C CD CC 1 Mch K1 RN CC 2 1 D 3 5 K2 K3 4 7 9 11 2 RN K1 Mnh K2 K1 13 17 15 K3 K1 K2 K1 K2 K1 K2 K2 X B1 K3 A2 B2 K3 K3 Z Y A1 C2 C1 ơ đồ đ ề ể độ ơ Hình 28 S nguyên lý i u khi n ng c Đ ề ấ ố K B xoay chi u 3 pha 2 c p t c b. Nguyên lý làm vi ệc - Đóng c ầu dao CD, ấn nút M ch cấp điện cho cu ộn dây côngt ắct ơ K 1, các ti ếp điểm chính th ường m ở K 1 trên m ạch độ ng l ực đóng l ại c ấp điện vào cu ộn dây stato nối △ tươ ng ứng v ới s ố c ặp c ực l ớn, độ ng c ơ quay ch ậm. - Ti ếp điểm K 1(3 – 5) đóng l ại duy trì điện cho cu ộn dây K 1. - Ấn nút M nh ti ếp điểm M nh (5 - 7) m ở ra c ắt điện vào cu ộn dây K 1, các ti ếp điểm chính th ường m ở K 1 trên m ạch độ ng l ực m ở ra c ắt điện vào cu ộn dây stato. Đồng th ời ti ếp điểm M nh (3 – 13) đóng l ại c ấp điện cho cu ộn dây côngt ắct ơ K 2,K 3, các ti ếp điểm chính th ường m ở K 2, K 3 trên m ạch độ ng l ực đóng l ại các cu ộn dây stato c ủa độ ng c ơ n ối vào l ưới điện theo ch ế độ YY t ươ ng ứng v ới s ố c ặp c ực gi ảm 2 l ần, độ ng c ơ quay nhanh. - Ấn nút D, cu ộn dây côngt ắct ơ K 1, K 2 mất điện, các ti ếp điểm chính th ường mở K 1, K 2 trên m ạch độ ng l ực m ở ra c ắt điện vào động c ơ, động c ơ d ừng t ự do. 57
  59. 4. Điều khi ển đả o chi ều quay độ ng c ơ xoay chi ều 3 pha b ằng kh ởi độ ng t ừ kép A B C O CD CC1 M1 D K1 RN CC 2 1 3 5 K2 4 2 7 9 K1 K1 K2 M2 K2 11 K1 13 15 RN K2 §C Hình 29 S ơ đồ nguyên lý điều khi ển độ ng c ơ xoay chi ều 3 pha bằng kh ởi độ ng t ừ kép a. Trang b ị điện c ủa m ạch - Cầu dao CD - Cầu chì m ạch độ ng l ực CC 1 - Cầu chì m ạch điều khi ển CC 2 - Nút b ấm d ừng D, - Nút b ấm đả o chi ều M 1, M 2 - Công t ắc t ơ K 1, K 2 - Rơ le nhi ệt RN - Động c ơ xoay chi ều ba pha rôto l ồng sóc ĐC b. Nguyên lý làm vi ệc - Đóng c ầu dao CD, ấn nút M 1, cu ộn dây côngt ắct ơ K 1 có điện, các ti ếp điểm chính th ường m ở K 1 trên m ạch độ ng l ực đóng l ại c ấp điện điều khi ển độ ng c ơ quay thu ận. 58
  60. - Ti ếp điểm K 1(3 – 5) đóng l ại để duy trì điện cho cu ộn dây côngt ắct ơ K 1 khi thôi ấn nút M 1. - Ấn nút M 2 ti ếp điểm M 2(5 – 7) m ở ra c ắt điện vào cu ộn dây côngt ắct ơ K 1, các ti ếp điểm chính th ường m ở K 1 trên m ạch động l ực m ở ra c ắt điện vào động c ơ. Đồng th ời ti ếp điểm M 2(3 – 11) đóng l ại c ấp điện vào cu ộn dây côngt ắct ơ K 2, các ti ếp điểm chính th ường m ở K 2 trên m ạch độ ng l ực đóng l ại có s ự đả o ch ỗ 2 pha cho nhau c ấp điện điều khi ển độ ng c ơ quay ng ược. - Ti ếp điểm K2(3 – 11) đóng l ại để duy trì điện cho cu ộn dây côngt ắct ơ K 2 khi thôi ấn nút M 2. - Ấn nút D, cu ộn dây côngt ắct ơ K 1, K 2 mất điện, các ti ếp điểm chính th ường mở K 1, K 2 trên m ạch độ ng l ực m ở ra c ắt điện vào động c ơ, động c ơ d ừng t ự do. - Để tránh ng ắn m ạch 2 pha A và C khi c ả 2 côngt ắct ơ K 1, K 2 cùng tác động, trên m ạch điều khi ển cu ộn K 1, K 2 được khoá chéo. - Khoá chéo v ề điện + Dùng 2 ti ếp điểm ph ụ th ường đóng c ủa 2 côngt ắct ơ K 1, K 2 + Khi cu ộn dây K 1 có điện thì ti ếp điểm K 1(13 – 15) m ở ra không cho cuộn dây K 2 có điện và ng ược l ại. - Khoá chéo v ề c ơ + Dùng nút ấn liên động M 1, M 2 + Khi ấn nút M 1 ti ếp điểm thì th ường m ở M 1(3 - 5) đóng la ị, ti ếp điểm th ường đóng M 1(11 – 13) m ở ra không cho cu ộn dây K 2 có điện và ng ược l ại. 5. Kh ởi độ ng qua 2 c ấp điện tr ở dùng r ơle th ời gian b ằng ngu ồn điện m ột chi ều a. Trang b ị điện c ủa m ạch - Cầu dao CD - Cầu chì m ạch độ ng l ực CC 1 - Cầu chì m ạch điều khi ển CC 2 - Nút b ấm d ừng D, - Nút b ấm M - Công t ắc t ơ K, K 1, K 2 59
  61. - Rơ le th ời gian RT 1, RT 2 - Bi ến áp BA - Ch ỉnh l ưu c ầu m ột pha CL - Rơ le nhi ệt RN - Điện tr ở ph ụ R 1, R 2 - Động c ơ xoay chi ều ba pha rôto dây qu ấn ĐC A B C CD CL CC 1 BA D2 D1 D3 D4 K K RN 1 D 3 M 5 4 2 RN CC 2 K K 7 RT 1 §C K1 9 RT 2 RT 1 11 K1 K2 K2 K2 RT 2 13 R2 K1 K1 R1 Hình 30 S ơ đồ nguyên lý khởi độ ng độ ng c ơ qua 2 c ấp điện tr ở dùng r ơle th ời gian b ằng ngu ồn điện m ột chi ều b. Nguyên lý làm vi ệc - Đóng c ầu dao CD, qua máy bi ến áp BA và b ộ ch ỉnh l ưu c ầu m ột pha CL, dòng điện xoay chi ều được n ắn thành dòng điện m ột chi ều để c ấp cho m ạch điều khi ển, các cu ộn dây r ơle th ời gian RT 1, RT 2 có điện nên các ti ếp điểm th ường đóng mở nhanh RT 1(1 – 11) và RT 2(11 – 13) m ở ra c ắt điện vào cu ộn dây côngt ắct ơ K 1, K2. - Ấn nút M c ấp điện vào cu ộn dây K, các ti ếp điểm chính th ường m ở K trên mạch độ ng l ực đóng l ại c ấp điện kh ởi độ ng độ ng c ơ v ới 2 c ấp điện tr ở ph ụ R 1, R 2 mắc trong m ạch rôto. Ti ếp điểm K(3 – 5) đóng l ại để duy trì điện cho cu ộn dây K. Ti ếp điểm K(1 – 7) m ở ra c ắt điện vào cu ộn dây RT 1, sau một kho ảng th ời gian 60
  62. ch ỉnh đị nh ti ếp điểm RT 1(1 – 11) đóng l ại để c ấp điện cho cu ộn dây K 1, ti ếp điểm chính th ường m ở K 1 trên m ạch độ ng l ực đóng l ại lo ại điện tr ở R 1 ra kh ỏi m ạch rôto tốc độ độ ng c ơ t ăng d ần lên. Ti ếp điểm K 1(1 – 9) m ở ra c ắt điện vào cu ộn dây RT 2, sau m ột kho ảng th ời gian ch ỉnh đị nh ti ếp điểm RT 2(11 -13) đóng l ại c ấp điện vào cấp điện cho cu ộn dây K 2, các ti ếp điểm chính th ường m ở K 2 trên m ạch độ ng l ực đóng l ại để lo ại điện tr ở R 2 ra kh ỏi m ạch rôto t ốc độ độ ng c ơ t ăng lên t ới giá tr ị định m ức. - Ấn nút D, cu ộn dây côngt ắct ơ K m ất điện, các ti ếp điểm chính th ường m ở K trên m ạch độ ng l ực m ở ra c ắt điện vào động c ơ, động c ơ d ừng t ự do. 6. Kh ởi độ ng qua 2 c ấp điện tr ở dùng r ơle th ời gian b ằng ngu ồn điện xoay chi ều 1 a. Trang b ị điện c ủa m ạch - Cầu dao CD - Cầu chì m ạch độ ng l ực CC 1 - Cầu chì m ạch điều khi ển CC 2 - Nút b ấm d ừng D - Nút b ấm M - Công t ắc t ơ K, K 1, K 2 - Rơ le th ời gian RT 1, RT 2 - Rơ le nhi ệt RN - Điện tr ở ph ụ R 1, R 2 - Động c ơ xoay chi ều ba pha rôto dây quấn ĐC b. Nguyên lý làm vi ệc 61
  63. A B C CD CC 1 M K RN 1 D 3 5 4 2 CC 2 K K K 7 RT 1 RN K1 9 RT 2 RT 1 13 K1 §C K2 RT 2 15 K2 K2 R2 K1 K1 R1 Hình 31 S ơ đồ nguyên lý khởi độ ng độ ng c ơ qua 2 c ấp điện tr ở dùng r ơle th ời gian b ằng ngu ồn điện xoay chi ều - Đóng c ầu dao CD, Bấm nút M c ấp điện vào cu ộn dây K, các ti ếp điểm chính th ường m ở K trên m ạch độ ng l ực đóng l ại c ấp điện kh ởi độ ng độ ng c ơ v ới 2 cấp điện tr ở ph ụ R 1, R 2 mắc trong m ạch rôto. Ti ếp điểm K(3 – 5) đóng l ại để duy trì điện cho cu ộn dây K. Ti ếp điểm K(1 – 7) đóng l ại c ấp điện vào cu ộn dây RT 1, sau m ột kho ảng th ời gian ch ỉnh đị nh ti ếp điểm th ường m ở đóng ch ậm RT 1(1 – 11) đóng l ại để c ấp điện cho cu ộn dây K 1, ti ếp điểm chính th ường m ở K 1 trên m ạch động l ực đóng l ại lo ại điện tr ở R 1 ra kh ỏi m ạch rôto t ốc độ độ ng c ơ t ăng d ần lên. Ti ếp điểm th ường h ở K 1(1 – 9) đóng l ại c ấp điện vào cu ộn dây RT 2, sau m ột kho ảng th ời gian ch ỉnh đị nh ti ếp điểm RT 2(11 -13) đóng l ại c ấp điện vào c ấp điện cho cu ộn dây K 2, các ti ếp điểm chính th ường m ở K 2 trên m ạch độ ng l ực đóng l ại để lo ại điện tr ở R 2 ra kh ỏi m ạch rôto t ốc độ độ ng c ơ t ăng lên t ới giá tr ị đị nh m ức. - Ấn nút D, cu ộn dây côngt ắct ơ K m ất điện, các ti ếp điểm chính th ường m ở K trên m ạch độ ng l ực m ở ra c ắt điện vào động c ơ, động c ơ d ừng t ự do. 7. Hãm động n ăng độ ng c ơ K ĐB xoay chi ều 3 pha rôto l ồng sóc khi không có ngu ồn m ột chi ều 62
  64. A B C CD CC 1 BA D M K RN CC 2 1 3 5 KH 4 7 2 K CL KH K 2 RT 9 11 D D4 KH RT K 13 D1 D3 KH RN §C A Hình 32 Sơ đồ nguyên lý hãm động n ăng độ ng c ơ K ĐB xoay chi ều 3 pha . rôto l ồng sóc khi không có ngu ồn m ột chi ều a. Trang b ị điện c ủa m ạch - Cầu dao CD - Cầu chì m ạch độ ng l ực CC 1 - Cầu chì m ạch điều khi ển CC 2 - Nút b ấm d ừng D, - Nút b ấm M - Công t ắc t ơ K, KH - Rơ le th ời gian RT - Rơ le nhi ệt RN - Ch ỉnh l ưu c ầu - Bi ến áp BA - Động c ơ xoay chi ều ba pha rôto l ồng sóc ĐC b. Nguyên lý làm vi ệc - Đóng c ầu dao CD, ấn nút M c ấp điện cho cu ộn dây K, các ti ếp điểm chính th ường m ở K trên m ạch độ ng l ực đóng l ại c ấp điện kh ởi độ ng độ ng c ơ. Ti ếp điểm K(3 – 5) đóng l ại để duy trì điện cho cu ộn dây K. Ti ếp điểm ph ụ th ường m ở K(1 – 63
  65. 13) đóng l ại c ấp điện cho cu ộn dây RT chu ẩn b ị cho quá trình hãm động n ăng. Ti ếp điểm RT(1 – 9) đóng l ại nh ưng cu ộn dây côngt ắct ơ KH ch ưa có điện vì ti ếp điểm K(9 – 11) đã m ở ra. - Ấn nút D c ắt điện vào cu ộn dây K, ti ếp điểm chính th ường m ở K trên m ạch động l ực m ở ra c ắt điện vào động c ơ, ti ếp điểm K(1 - 13) m ở ra c ắt điện vào cu ộn dây RT. Ti ếp điểm RT(1 - 9) m ở ch ậm nên cu ộn dây KH có điện vì ti ếp điểm K(9 – 11) đã đóng, ti ếp điểm th ường m ở KH đóng l ại c ấp ngu ồn m ột chi ều vào cu ộn dây stato th ực hi ện quá trình hãm động n ăng. Sau kho ảng th ời gian ch ỉnh đị nh ti ếp điểm RT(1 - 9) m ở ra c ắt điện vào cu ộn dây KH k ết thúc quá trình hãm động n ăng. 8. Hãm ng ược độ ng c ơ điện K ĐB xoay chi ều 3 pha rôto l ồng sóc a. Trang b ị điện c ủa m ạch - Cầu dao CD - Cầu chì m ạch độ ng l ực CC1 - Cầu chì m ạch điều khi ển CC2 - Nút b ấm d ừng D, - Nút b ấm M A B C CD M K1 CC 2 D RN 1 3 5 K2 7 4 2 K CC 1 K2 PKC 9 K1 11 K1 K2 RN PKC K§B Hình 33 Sơ đồ nguyên lý hãm ngược độ ng c ơ điện K ĐB xoay chi ều 3 pha rôto l ồng sóc 64
  66. - Công t ắc t ơ K 1, K 2 - Rơle ki ểm tra t ốc độ PKC - Rơ le nhi ệt RN - Động c ơ xoay chi ều ba pha rôto l ồng sóc ĐC b. Nguyên lý làm vi ệc - Đóng c ầu dao CD, ấn nút M c ấp điện cho cu ộn dây K 1, các ti ếp điểm chính th ường m ở K 1 trên m ạch động l ực đóng l ại c ấp điện kh ởi độ ng độ ng c ơ. Ti ếp điểm K1(3 – 5) đóng l ại để duy trì điện cho cu ộn dây K. Khi t ốc độ độ ng c ơ l ớn h ơn 10% t ốc độ đị nh m ức ti ếp điểm PKC(1 - 9) đóng l ại để chu ẩn b ị cho quá trình hãm ng ược nh ưng cu ộn dây côngt ắct ơ K 2 ch ưa có điện vì ti ếp điểm K 1(9 – 11) đã m ở ra. - Ấn nút D c ắt điện vào cu ộn dây K 1, ti ếp điểm chính th ường m ở K 1 trên mạch độ ng l ực m ở ra c ắt điện vào động c ơ, ti ếp điểm K 1( 9 – 11) đóng l ại c ấp điện cho cu ộn dây K 2. Ti ếp điểm chính th ường m ở K 2 trên m ạch độ ng lực đóng l ại c ấp điện cho độ ng c ơ có đảo ch ỗ 2 pha cho nhau độ ng c ơ ti ến hành hãm ng ược, t ốc độ gi ảm nhanh, khi t ốc độ gi ảm g ần b ằng 0 thì ti ếp điểm PKC(9 – 11) m ở ra c ắt điện vào cu ộn dây K 2 kết thúc quá trình hãm ng ược. 65