Tiểu luận
Mạch khởi động sao - tám giác
Tiểu Luận Tốt Nghiệp
GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
Contents Chương I ................................................................................................ 4
1.1 Giới thiệu chung ............................................................................... 4
1.2 Mục đích của đề tài .......................................................................... 4
1.3 Phương pháp thực hiện đề tài ......................................................... 4
1.4 Thời gian và địa điểm thực hiện đề tài ............................................ 4
Chương II ............................................................................................... 5
2.1 Giới thiệu về phương pháp khởi động động cơ đổi nối sao – tam
giác .......................................................................................................... 5
2.1.1 Khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác (Y/∆). ........................... 5
2.1.2 Dòng điện khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác (Y/∆) ........... 5
2.1.3 Moment khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác (Y/∆) .............. 7
2.1.3.1 Moment quay của động cơ .......................................................... 7
2.1.3.2 Moment khởi động của động cơ khi đấu sao (Y) ........................ 8
2.1.3.3 Moment khởi động của động cơ khi chuyển sang đấu tam giác
(∆)............................................................................................................ 8
2.1.3.4 Moment khởi động của động cơ cần tìm là :.............................. 9
Mà, .......................................................................................................... 9
Suy ra, ..................................................................................................... 9
2.1.4 Đặc tính cơ khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác (Y/∆) ......... 9
M = f(s).................................................................................................. 10
2.1.5 Thời gian khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác (Y/∆).......... 11
2.1.6 Nhận xét ...................................................................................... 14
2.1.7 Ứng dụng ..................................................................................... 14
2.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của một số khí cụ điện thường sử
dụng trong mạch khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác.............. 14
Dòng định mức trên contactor thường chọn : Iđm = (1.2 :1.5).Itt ....... 17
Đặc tính của rơle ON DELAY............................................................. 23
SVTH : Trần Văn Dẫn
Trang 2
Tiểu Luận Tốt Nghiệp
GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
2.3 Mạch khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác dùng 2 contactor
và 1 timer .............................................................................................. 28
2.4 Mạch khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác dùng 2 contactor
và 2 timer .............................................................................................. 31
2.5 Mạch khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác dùng 3 contactor
và 1 timer .............................................................................................. 34
SVTH : Trần Văn Dẫn
Trang 3
Tiểu Luận Tốt Nghiệp
GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
Chương I
ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1 Giới thiệu chung
Nước ta là một nước đi lên từ nền nông nghiệp, công nghiệp kém phát triển và lạc hậu.Tuy nhiên, những năm gần đây ngành công nghiệp nước ta đã thay đổi tích cực, nhanh chóng và hiện đại hóa mạnh mẽ. Nhưng so với các nước công nghiệp phát triển khác và các nước công nghiệp trong khu vực thì nền công nghiệp nước ta còn một khoảng cách khá xa. Để đảm bảo chất lượng phát triển công nghiệp như thời buổi hiện nay thì việc nâng cao tính năng hoạt động và năng suất của các thiết bị máy móc là yêu cầu chủ yếu, thiết thực nhất. Đó là đưa thiết bị máy móc vào dây truyền tự động và bán tự động bằng các mạch điều khiển điện công nghiệp hiện nay. Trong đó, mạch khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác (Y/∆) là rất quan trọng và cần thiết.Vì vậy, việc tìm hiểu và vận hành kiểm tra thử nghiệm thực tế các thiết bị công nghiệp là vốn kiến thức không thể thiếu cho sinh viên ngành điện. Do đây là một vấn đề chủ yếu và cần thiết cho việc vận hành bão dưỡng kinh tế các thiết bị công nghiệp nhằm nâng cao năng suất sản xuất của các xí nghiệp vừa và nhỏ hiện tại.
Về cấu tạo thì các mạch điều khiển điện công nghiệp nói chung và mạch khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác (Y/∆) nói riêng thực chất là tổ hợp của các thiết bị điện cơ bản đơn giản. Nhưng việc tìm hiểu và nắm bắt phương pháp vận hành các thiết bị công nghiệp có hiệu quả là một sự trãi nghiệm không thể xem nhẹ, coi thường.
1.2 Mục đích của đề tài
Nhằm tìm hiểu sâu cơ sở lý thuyết và nắm bắt phương pháp vận hành thực tế mạch điều khiển động cơ bằng mạch khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác (Y/∆). Từ kết quả đạt được có thể tìm ra hướng khắc phục hoặc hạn chế sự sai lệch giữa cơ sở lý thuyết và thực tập thực tế nhằm để vận hành bảo dưỡng các thiết bị công nghiệp làm việc ổn định, lâu dài và kinh tế.
1.3 Phương pháp thực hiện đề tài
Tham khảo tài liệu, nghiên cứu thực tế và kết hợp với vốn kiến thức đã học để vận hành kiểm tra thử nghiệm đem đến kết quả xác thực trên các thiết bị điện công nghiệp về mạch khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác (Y/∆).
1.4 Thời gian và địa điểm thực hiện đề tài
Thời gian : Từ ngày 04/09/2010 đến ngày 19/11/2010.
Địa điểm thực hiện : Tại phòng thí nghiệm điện công nghiệp – Bộ môn Kỹ thuật điện - Khoa Công Nghệ - Trường Đại học Cần Thơ.
SVTH : Trần Văn Dẫn
Trang 4
Tiểu Luận Tốt Nghiệp
GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
Chương II
LÝ THUYẾT VỀ MẠCH KHỞI ĐỘNG SAO – TAM GIÁC (Y/∆)
2.1 Giới thiệu về phương pháp khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác
2.1.1 Khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác (Y/∆).
Khởi động - sao tam giác là một trong các biện pháp khởi động của động cơ có công suất trung bình. Chỉ áp dụng được với động cơ hoạt động với sơ đồ tam giác. Khi khởi động, động cơ được nối sao, lúc này điện áp trên mỗi cuộn dây chỉ là U pha (220V với lưới điện hạ áp của Việt nam). Sau một khoảng thời gian thì chuyển sang đấu tam giác, lúc này điện áp trên các cuộn dây là U dây. Bằng cách này giúp cho dòng khởi động nhỏ xuống, nhưng có nhược điểm là moment khởi động cũng giảm theo. Về sơ đồ đấu dây thì chúng ta có thể dễ dàng tìm kiếm, thiết bị sử dụng cũng đơn giản. Tuy nhiên đòi hỏi người vận hành phải được hướng dẫn cẩn thận. Đối với động cơ nhỏ tới 7.5KW thì khởi động trực tiếp. Đối với động cơ từ 11KW tới 45KW thì khởi động sao - tam giác (Y/∆) và thường là các loại động cơ không đồng bộ ba pha như động cơ rotor dây quấn, động cơ lồng sóc v.v…
Ta có mạch khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác như sau :
2.1.2 Dòng điện khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác (Y/∆)
2.1.2.1 Dòng điện khởi động của động cơ khi đấu sao (Y)
Gọi UdY là điện áp dây của lưới điện.
SVTH : Trần Văn Dẫn
Trang 5
Tiểu Luận Tốt Nghiệp
GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
U
U pY
dY 3
ZN là trở kháng của một cuộn dây pha. Lúc này điện áp đặt lên mỗi cuộn dây pha của động cơ là :
I
I
dY
pY
Ta có dòng diện dây khi động cơ đấu sao là :
2.1.2.2 Dòng điện khởi động của động cơ khi đấu tam giác (∆)
U
U d
p
Kết thúc quá trình khởi động sao, động cơ được chuyển sang đấu tam giác. Khi đó, điện áp đặt lên mỗi cuộn dây pha của động cơ là :
3
I
I d
p
Và dòng điện dây khi động cơ đấu tam giác là :
2.1.2.2 Dòng điện khởi động cần tìm của động cơ
U
pY
I
U
Z
pY
dY
n U
I I
U
pY I
3
1 3
d
p
p
3
p Z
n
Với :
dY UU
p
1 3
1 3
U dY 3 U
p
I
I d dY 3
Lấy tỷ lệ giữa dòng điện khởi động của động cơ khi đấu sao (Y) và dòng điện khởi động của động cơ khi đấu tam giác (∆), ta có kết quả như sau :
Vậy dòng điện khởi động động cơ đổi nối sao – tam gác là :
SVTH : Trần Văn Dẫn
Trang 6
Tiểu Luận Tốt Nghiệp
GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
I
I
kđ
dY
I d 3
2.1.3 Moment khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác (Y/∆)
2.1.3.1 Moment quay của động cơ
jX
' 2
' 2R
'
j
I
1 oI
2
I
'
'
2
1
2
I
E
E
Sơ đồ mạch tương đương gần đúng của động cơ không đồng bộ như sau:
3
2 1
' R 2
MM
dt
pU 2
P dt 1
X
X
1
2' 2
R 1
' R 2 s
s
Ở chế độ động cơ điện, moment điện từ đóng vai trò moment quay, được tính theo công thức sau :
2 2
'3 I
Pdt
' R là công suất điện từ. 2 s
3
2 1
' R 2
I
' 2
Trong đó,
pU 2
X
X
2'
R 1
1
2
' R 2 s
là dòng điện pha lúc mở máy.
1
p
là tần số góc của từ trường quay.
SVTH : Trần Văn Dẫn
Trang 7
Tiểu Luận Tốt Nghiệp
GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
là tần số góc của dòng điện stator.
’ là điện trở dây quấn rotor quy đổi về stator.
P là số đôi cực từ.
R1 là điện trở dây quấn stator R2
’ là điện kháng tản dây quấn rotor quy đổi về stator.
X1 là điện kháng tản dây quấn stator.
X2
n
n1 là tốc độ từ trường quay. n là tốc độ động cơ.
s
là hệ số trượt. n 1 n 1
3
M mm
X
2
1
' 2 RpU 1 2 2' RR X 2 1
Với s = 1, ta có moment mở máy động cơ là :
2'
2.1.3.2 Moment khởi động của động cơ khi đấu sao (Y)
Động cơ không đồng bộ ba pha có moment khởi động. Để khởi động được, moment khởi động động cơ phải lớn hơn moment cản của tải lúc khởi động, đồng thời moment động cơ phải đủ lớn để thời gian khởi động trong phạm vi cho phép.
3
2 pY
M
kdY
X
X
' R 2
2
1
pU 2' RR 2 1
Với hệ số trượt s = 1, ta có moment khởi động của động cơ khi đấu sao là:
2'
pY cũng nhỏ và moment khởi động MkdY giảm xuống. Vì moment khởi động tỷ lệ với bình phương điện áp đặt vào động cơ.
Do dòng khởi động IkdY nhỏ nên điện áp U2
2.1.3.3 Moment khởi động của động cơ khi chuyển sang đấu tam giác (∆)
Kết thúc quá trình khởi động thì động cơ chuyển sang đấu tam giác ngay tức thì. Lúc này, dòng điện đi vào cuộn dây động cơ tăng lên tương đương với
SVTH : Trần Văn Dẫn
Trang 8
Tiểu Luận Tốt Nghiệp
GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
3
2 p
M
kd
X
X
' R 2
1
2
1
pU 2' RR 2
dòng điện định mức và điện áp cũng tăng theo. Từ đó, moment động cơ tăng lên rất nhanh và được tính theo công thức sau :
2'
2.1.3.4 Moment khởi động của động cơ cần tìm là :
U
kdY
M M
U
kd
2 pY 2 p
Lấy moment khởi động của động cơ khi đấu sao (Y) và moment khởi động của động cơ khi chuyển sang đấu tam giác (∆). Ta được kết quả như sau :
U
U
pY
dY 3
U
U
p
d
U
kdY
M M
U
U
2 dY U
3
1 3
kd
2 pY 2 p
2 d
Mà,
M
kdY
M kd 3
Suy ra,
M
M
kd
kdY
M kd 3
Vậy moment khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác là :
2.1.4 Đặc tính cơ khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác (Y/∆)
SVTH : Trần Văn Dẫn
Trang 9
Tiểu Luận Tốt Nghiệp
GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
2.1.4.1 Đặc tính cơ khởi động động cơ không đồng bộ ba pha
M = f(s)
n
Ta có hàmquan hệ moment theo hệ số trượt là :
s
n 1 n 1
Thay ta sẽ có quan hệ n = f(M)
Động cơ làm việc
Động cơ bắt đầu khởi động
và đây là đường đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ như giản đồ sau :
Từ hình vẽ a) ta thấy động cơ sẽ làm việc khi moment mở máy (Mmở) lớn hơn hoặc bằng moment cản (MC). Vì khi động cơ được cấp điện thì xuất hiện moment mở máy và moment động cơ (M) xuất hiện sau đó, nhưng đến khi hệ số trượt s = 1 thì động cơ bắt đầu khởi động. Khi động cơ khởi động thì moment mở máy và moment động cơ giám vì xuất hiện moment cản, do đó chúng ta cần xác định thời gian phù hợp để moment cản không lớn hơn moment động cơ.
2.1.4.2 Đặc tính cơ khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác (Y/∆)
Do đây là phương pháp dùng cho những động cơ không đồng bộ ba pha khi làm việc bình thường dây quấn stator nối hình tam giác nên cũng có đặc tính cơ tương tự. Nhưng chúng ta cần xem xét quá trình khởi động động cơ cũng như mối liên hệ mật thiết giữa các moment xuất hiện trong động cơ cùng với việc điều chỉnh thời gian.
Để hiểu rõ hơn, chúng ta có thể xem xét giản đồ biểu thị đường đặc tính cơ khởi động sao – tam giác như sau :
SVTH : Trần Văn Dẫn
Trang 10
Tiểu Luận Tốt Nghiệp
GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
Ikd∆
Mkd∆
IkdY
MkdY
Mcản
Hình a Hình b
Khi mở máy ta nối cuộn dây hình sao để điện áp đặt vào giảm xuống. Khi đó, moment mở máy (Mmở), moment động cơ (Mđc) và moment cản (Mcản) lần lượt xuất hiện. Ở hình a ta thấy rằng, nếu để thời gian chạy lúc các cuộn dây nối sao (Y) quá lâu thì moment cản (Mcản) sẽ lớn hơn moment mở máy (Mmở). Vì khi đó, động cơ bắt đầu khởi động thì hệ số trượt giảm xuống từ s = 1 đến còn khoảng s = ( 0.02 : 0.06). Trong trường hợp này, dòng điện khởi động sẽ giảm nhưng không có lợi về moment động cơ do moment cản sẽ tăng lên.
Còn ở hình b ta thấy rằng nếu chuyển các cuộn dây của động cơ từ đấu sao (Y) sang đấu tam giác (∆) sớm thì dòng khởi động tăng lên rất cao sẽ gây ra hiện tượng sụt áp của mạng điện.
Từ đó, ta có thể kết luận rằng không nên để thời gian chạy sao lâu quá và cũng không nên chuyển sang tam giác sớm. Chính vì vậy, ta cần xác định và tính toán thời gian phù hợp của quá trình khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác (Y/∆).
2.1.5 Thời gian khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác (Y/∆)
Nếu ta khởi động cơ bằng phương pháp trực tiếp thì dòng điện khởi động rất cao sẽ gây ra hiện tượng sụt áp trên mạng điện. Do đó, ta phải khởi động động cơ bằng cách đổi nối sao – tam giác. Như vậy, dòng điện khởi động sẽ giảm xuống nhưng không thể thiếu đến việc điều chỉnh thời gian khởi động hợp lí và khả thi.
M
đc M
c
max
Khi ta bắt đầu khởi động động cơ, dòng điện đi vào các cuộn dây stator được đấu sao (Y). Lúc này, moment quay trong lòng stator xuất hiện và có moment cản cũng xuất hiện chống lại nó, do động cơ trong quá trình làm việc thì kéo tải theo. Nhưng ta tính toán khả năng mà động cơ kéo tải phải đảm bảo yêu cầu sau:
SVTH : Trần Văn Dẫn
Trang 11
Tiểu Luận Tốt Nghiệp
GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
MM đc
dt
P dt 1
Mc là moment cản xuất hiện trong lúc động cơ kéo tải hay không tải và thường thì nó phụ thuộc vào trọng lượng của tải. Khi tải lớn thì công suất P2 trên rotor lớn nên tổn hao ∆Pr ở dây quấn rotor tăng lên và moment cản Mc cũng tăng lên cao. Cụ thể như sau :
Ms
P r
th
1
Mđc là moment quay chủ động của động cơ và phụ thuộc vào giá trị công suất điện từ, được tính như sau :
M
th
P r 1 s
Ta thấy moment cản Mth tỷ lệ thuận với tổn hao trên trục rotor ∆Pr nên chúng có quan hệ tuyến tính với nhau.
Khi đó, moment cản ban đầu Mcb của phụ tải bằng tổng moment cản trên
M
M
Cb
MM r
th
qt
trục rotor Mcr, moment tổn hao MCk và moment quán tính Mqt như sau :
Với Mqt = m.d2 = 4J
J = mr2 là moment quán tính phụ thuộc vào khối lượng tải và khoảng cách đặt tải gần hay xa trục quay.
Mặt khác, giá trị moment cản Mr trên trục rotor theo thông số cho sẵn trên mỗi động cơ mà nhà chế tạo đã tính.
MM
M
a
đc
cb
Khi đó, moment gia tốc (Ma) được tính :
t
67,2
310
nM qt M
a
Vậy công thức tính thời gian khởi động động cơ đổi nối sao tam giác là :
SVTH : Trần Văn Dẫn
Trang 12
Tiểu Luận Tốt Nghiệp
GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
o Trường hợp động cơ không kéo tải
o Trường hợp động cơ kéo tải nhỏ
o Trường hợp động cơ kéo tải lớn
SVTH : Trần Văn Dẫn
Trang 13
Tiểu Luận Tốt Nghiệp
GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
2.1.6 Nhận xét
2.1.6.1 Ưu điểm
Giảm dòng khởi động giảm đi một phần ba lần so với phương pháp khởi động trực tiếp. Chi phí không đắt hơn khi so sánh với các phương pháp khởi động làm giảm dòng điện khác. Đơn giản và tiết kiệm điện năng.
2.1.6.2 Nhược điểm
Làm giảm mô men khởi động một phần ba lần so với mô men đủ tải, điều này cho phép sử dụng phương pháp này khởi động động cơ với chế độ tải trọng nhỏ.
Xuất hiện nhiễu trên đường dây khi chỉnh lại từ chế độ Sao thành Tam giác (Loại chuyển hở). Do xuất hiện hồ quang điện trong quá trình chuyển mạch từ sao sang tan giác.Chỉ làm việc với động cơ nối Δ, tốn công tắc tơ khi chuyển từ Y → Δ động cơ bị giật do xung dòng điện lớn.
2.1.7 Ứng dụng
Sử dụng phương pháp này để khởi động động cơ dưới chế độ không tải như là bơm, các máy trong ngành gỗ. Ngoài ra, nếu có tải thì phải sử dụng phù hợp với tải không yêu cầu moment khởi động lớn.
2.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của một số khí cụ điện thường sử dụng trong mạch khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác
2.2.1 Áp to mát (CB – Circuit breaker)
Áp to mát là loại khí cụ điện dùng để đóng, ngắt điện bằng tay nhưng có thể tự ngắt mạch điện khi có sự cố quá tải hoặc ngắn mạch.
SVTH : Trần Văn Dẫn
Trang 14
Tiểu Luận Tốt Nghiệp
GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
Theo cơ cấu tắc động tự ngắt có 3 loại : CB nhiệt, CB điện từ và CB từ - điện.
Theo kết cấu có 3 loại : CB 1 cực, CB 2 cực và CB 3 cực.
Theo điện áp sử dụng có 2 loại : CB 1 pha (có cực hoặc không có cực) và CB 3 pha (có 3 cực)
Theo công dụng có nhiều loại : CB dòng cực đại, CB điện áp thấp, CB chống giật, CB đa năng…
2.2.1.1 Cấu tạo
Tùy theo chức năng cụ thể mà CB có đầy đủ bộ phận và thường có các bộ phận chính sau :
+ Hệ thống tiếp điểm và bộ phận dập hồ quang
+ Cơ cấu tác động nhệt
+ Cơ cấu tác động từ.
Trường hợp cụ thể như hình sau :
1) Vỏ bên ngoài
2) Ngõ vào dây điện trên
3) Bộ phận dập hồ quang
4) Cuộn dây nam châm điện
5) Cần gạt
6) Tiếp điểm cố định
7) Tiếp điểm di động
8) Thanh dẫn hồ quang
9) Thanh lưỡng kim
10) Ngõ vào dây điện dưới
11) Kẹp thanh ray
( dùng để gài cầu dao )
Dòng điện bảo vệ ngắn mạch của CB : Inm > Ikd
Dòng điện bảo vệ quá tải của CB thường là : Iqt = (1,1 : 1,2) Itt Điện áp làm việc của CB phải là : UCB > ULưới điện
2.2.1.2 Nguyên lý hoạt động chung
Ở trạng thái bình thường sau khi đóng điện, CB được giữ ở trạng thái đóng tiếp điểm nhờ móc 2 khớp với móc 3 cùng một điểm với tiếp điểm động. Bật CB ở trạng thái ON, với dòng điện định mức nam châm điện 5 và phần ứng 4 không hút. Nếu mạch điện bị quá tải hay ngắn mạch, lực điện từ ở nam châm điện 5 lớn hơn lò xo 6 làm cho nam châm điện sẽ hút phần ứng 4 xuống làm
SVTH : Trần Văn Dẫn
Trang 15
Tiểu Luận Tốt Nghiệp
GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
nhả móc 3, móc 5 được thả tự do, lò xo 1 được thả lỏng. Kết quả các tiếp điểm
của CB mở ra và mach điện bị ngắt ra.
Bật CB ở trạng thái ON, với điện áp cùng phần ứng nam châm điện 11 và phần ứng 10 hút lại với nhau. Khi sụt áp định mức nam châm điện sẽ nhả phần ứng 10 ra, lò xo 9 kéo móc 8 bật lên, thả lỏng và lò xo 1 được thả lỏng. Kết quả các tiếp điểm của CB mở ra và mach điện bị ngắt ra.
2.2.2 Công tắc tơ (Contactor)
Công tắc tơ là một loại khí cụ điện dùng để đóng cắt từ xa, tự động hoặc bằng nút ấn các mạch điện lực có phụ tải điện áp đến 500V, dòng điện đến 600A. Công tắc tơ có hai vị trí là đóng và cắt. Tần số đóng có thể tới 1500 lần một giờ.
Công tắc tơ hạ áp thường là kiểu không khí được phân ra các loại sau:
+ Phân theo nguyên lí truyền động
Công tắc tơ điện từ (truyền động bằng lực hút điện từ )
Công tắc tơ kiểu hơi ép.
SVTH : Trần Văn Dẫn
Trang 16
Tiểu Luận Tốt Nghiệp
GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
Công tắc tơ kiểu thủy lực.
+ Phân theo dạng dòng điện
Công tắc tơ một chiều.
Công tắc tơ xoay chiều
+ Phân theo kiểu kết cấu
Công tắc tơ hạn chế chiều cao (dùng ở gầm xe,...)
Công tắc tơ hạn chế chiều rộng (như lắp ở buồng tàu điện,...)
Dòng định mức trên contactor thường chọn : Iđm = (1.2 :1.5).Itt
Điện áp định mức trên contactor thường chọn theo mạch điều khiển
U = 220V AC.
2.2.1.1 Cấu tạo
Công tắc tơ điện từ có các bộ phận chính như sau:
Hệ thống tiếp điểm chính.
Hệ thống dập hồ quang.
Cơ cấu điện từ.
Hệ thống tiếp điểm phụ.
2.2.1.2 Nguyên lý hoạt động
SVTH : Trần Văn Dẫn
Trang 17
Tiểu Luận Tốt Nghiệp
GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
Khi cuộn hút của công tắc tơ chưa được cấp điện, lò xo 5 đẩy lõi thép động số (4) tách ra khỏi lõi thép tĩnh. Các cặp tiếp điểm chính (1) và tiếp điểm phụ (3) ở trạng thái mở, cặp tiếp điểm phụ ở trạng thái đóng. Vì vậy tiếp điểm (1) và (3) gọi là tiếp điểm thường mở.
Khi cấp điện cho cuộn hút, trong cuộn hút sẽ có dòng điện chạy qua. Dòng điện này sẽ sinh ra từ thông móc vòng qua cả hai lõi thép và khép làm kín mạch từ. Chiều và trị số của từ thông sẽ biến thiên theo chiều và trị số của dòng điện sinh ra nó, nhưng xét tại một thời điểm nhất đinhj thì từ thông đi qua bề mặt tiếp xúc của hai lõi thép là cùng chiều nên sẽ tạo thành ở 2 bề mặt này hai cực N –S trái dấu nhau. Kết quả là lõi thép sẽ bị hút về phía lõi thép tĩnh, kéo theo tay đòn (2) làm cho các tiếp điểm chính (1) và tiếp điểm phụ (3) đóng lại, tiếp điểm phụ (2) mở ra. Khi cắt điện vào cuộn hút, lò xo hồi vị đẩy lõi thép động (4) về trở lại vị trí ban đầu.
2.2.3 Rơle nhiệt (OLR – Overload relay)
Rơle nhiệt là loại khí cụ điện tự động đóng, cắt tiếp điểm nhờ sự co dãn vì nhiệt của các thanh kim loại. Trong mạch điện công nghiệp , nó thường được dùng để bảo vệ quá tải cho các động cơ điện. Khi đó, rơle nhiệt được lắp kèm với công tắc tơ và được gọi là “ khởi động từ”.
Dòng điện tác động thường chọn để bảo vệ động cơ : Itđ = (1,1 : 1,2) . Iđm Thông thường chọn dòng tác động như trên, ở nhiệt độ môi trường là 250C và dòng quá tải tăng 20% thì rơle nhiệt sẽ tác động làm ngắt mạch sau khoảng 20 phút. Nếu nhiệt độ môi trường cao hơn thì rơle tác động nhanh hơn.
SVTH : Trần Văn Dẫn
Trang 18
Tiểu Luận Tốt Nghiệp
GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
2.2.1.1 Cấu tạo
Gồm các bộ phận sau :
+ Thanh lưỡng kim gồm hai lá kim loại có hệ số dãn nở vì nhiệt khác nhau được gắn chặt và ép sát vào nhau.
+ Dây đốt nóng làm nhiệm vụ tăng cường nhiệt độ cho thanh lưỡng kim.
+ Cơ cấu đóng ngắt nhận năng lượng trực tiếp từ sự co dãn của thanh lưỡng kim để đóng ngắt tiếp điểm.
2.2.1.2 Nguyên lý hoạt động chung
SVTH : Trần Văn Dẫn
Trang 19
Tiểu Luận Tốt Nghiệp
GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
Ấn nút điều khiển PB1, cuộn hút công tắc tơ có điện. Nó đóng các tiếp điểm cho động cơ hoạt động. Ở chế độ định mức hoặc không tải thì dòng điện qua động cơ không vượt quá dòng định mức nên nhiệt lượng trên dây đồng nóng mức bình thường và nhiệt độ trên thanh lưỡng kim (5) bình thường. Thanh lưỡng kim chưa bị cong, các tiếp điểm thường đóng (2) và thường mở (3) của rơle nhiệt chưa tác động, động cơ vẫn hoạt động bình thường.
Khi động cơ M bị quá tải, dòng điện qua động cơ vượt dòng điện định mức làm cho nhiệt lượng trên dây đốt nóng (7) tăng lên, nhiệt độ trên thanh lưỡng kim cũng tăng lên cao. Do thanh lưỡng kim được làm từ hai vật liệu có hệ số dãn nở vì nhiệt khác nhau và được ép sát vào nhau. Lá kim loại bên phải có hệ số dãn nở nhiệt lớn hơn nên làm thanh lưỡng kim cong về bên trái. Khi thanh lưỡng kim cong về phía bên trái sẽ đẩy cần gạt (8) sang trái tác động vào đòn bấy (1) mở tiếp điểm thường đóng (2) ngắt điện mạch điều khiển, cuộn hút công tắc tơ bị ngắt điện, các tiếp điểm K1 mở ra, bảo vệ an toàn cho động cơ.
Muốn điều chỉnh tiếp điểm đóng cắt ở các mức độ tải khác nhau, ta điều chỉnh vít (4) để tăng hay giảm lực căng của lò xo ép vào đòn bẩy (1).
2.2.4 Rơle thời gian (TR – Timer relay)
Rơle thời gian được dùng nhiều trong các mạch tự động điều khiển. Nó có tác dung làm trễ quá trình đóng, mở các tiếp điểm sau một thời gian chỉ định nào đó.
SVTH : Trần Văn Dẫn
Trang 20
Tiểu Luận Tốt Nghiệp
GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
Thông thường rơle thời gian không tác động trực tiếp trên mạch động lực mà nó tác động gián tiếp qua mạch điều khiển. Vì vậy, dòng điện định mức của các tiếp điểm trên rơle thời gian không lớn, chỉ cỡ vài ampe. Bộ phận chính của rơle thời gian là cơ cấu tác động trễ và hệ thống tiếp điểm.
Theo thời điểm trễ thì có 3 loại sau :
+ Trễ vào thời điểm cuộn hút được đóng điện (ON DELAY). Loại này chỉ có tiếp điểm thường đóng, mở chậm (TS11) hoặc thường mở, đóng chậm (TS12).
+ Trễ vào thời điểm cuộn hút được mất điện (OFF DELAY). Loại này chỉ có tiếp điểm thường đóng, đóng chậm (TS21) hoặc thường mở, đóng chậm (TS22).
+ Trễ vào thời điểm cuộn hút được đóng điện (ON/OFF DELAY). Loại này chỉ có tiếp điểm thường đóng, mở đóng chậm (TS31) hoặc thường mở, đóng mở chậm (TS32).
Ngoài ra trên rơle thời gian còn bố trí các thêm các tiếp điểm tác động tức thời thường đóng và thường mở.
Theo cơ cấu tác động trễ thì có 4 loại sau :
+ Rơle thời gian kiểu con lắc.
+ Rơle thời gian kiểu khí nén.
+ Rơle thời gian kiểu điện từ.
+ Rơle thời gian kiểu điện tử.
2.2.1.1 Cấu tạo
Theo như hình cấu tạo của rơle điện tử sau :
SVTH : Trần Văn Dẫn
Trang 21
Tiểu Luận Tốt Nghiệp
GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
Khối rơle
Đế cắm
2.2.1.2 Nguyên lý hoạt động
Các rơle điện tử thông thường hoạt động dựa trên cơ sở mạch “RC” như hình sau :
_
U
+
R
C
K1
K2
R1
Khi K2 đang ở trạng thái ngắt, đóng K1, tụ điện C được nạp cho đến khi bằng điện áp nguồn EC thì qua trình nạp kết thúc. Hằng số τ = RC sẽ quyết địh thời gian nạp của tụ điện. Sau đó, nếu ta ngắt K1 và đóng K2 thì tụ C sẽ phóng điện qua R1.
o Nguyên lý hoạt động của rơle ON DELAY
SVTH : Trần Văn Dẫn
Trang 22
Tiểu Luận Tốt Nghiệp
GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
Khi khóa SW chưa đóng, rơle chưa có điện và T1 mở, T2 đóng lại. Khóa SW đóng, rơle sẽ tác động khi Tụ C được nạp đầy. Khi đó, T1 chuyển sang đóng và T2 mở ra. Tụ C phóng điện qua R, do lúc này công tắc 2 vị trí đã chuyển lên trên nên trạng thái của các tiếp điểm được duy trì. Ngắt khóa SW, rơle ngưng hoạt động và hệ thống trở lại trạng thái ban đầu. Như vậy, T1 và T2 đều tác động trễ ở thời điểm khóa SW đóng. Tương ứng T1 là tiếp điểm thường mở, đóng chậm và T2 là tiếp điểm thường đóng, mở chậm.
Đặc tính của rơle ON DELAY
Cuộn dây
Thường đóng, mở chậm Thường mở, đóng chậm Thường đóng phụ
Thường mở phụ
SVTH : Trần Văn Dẫn
Trang 23
Tiểu Luận Tốt Nghiệp
GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
o Nguyên lý hoạt động của rơle OFF DELAY
Khi khóa SW chưa đóng, rơle chưa có điện và T1 mở, T2 đóng lại. Khóa SW đóng, rơle sẽ tác động. Khi đó, T1 chuyển sang đóng và T2 mở ra. Bây giờ ngắt khóa SW, tụ C phóng điện qua RL và duy trì trạng thái hiện tại của các tiếp điểm thêm một thời gian nữa. Cho đến khi điện áp trên tụ C nhỏ hơn điện áp định mức của rơle thì rơle ngừng hoạt động và hệ thống trở lại trạng thái ban đầu. Như vậy, T1 và T2 đều tác động trễ ở thời điểm khóa SW mở. Tương ứng T1 là tiếp điểm thường mở, mở chậm và T2 là tiếp điểm thường đóng, đóng chậm.
Đặc tính của rơle OFF DELAY
Cuộn dây
Thường đóng, đóng chậm
Thường mở, mở chậm
Thường đóng phụ
Thường mở phụ
SVTH : Trần Văn Dẫn
Trang 24
Tiểu Luận Tốt Nghiệp
GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
2.2.5 Công tắc chuyển mạch
Công tắc là loại khí cụ điện đóng, ngắt nhờ ngoại lực (có thể bằng tay hoặc điều khiển qua một cơ cấu nào đó…). Trạng thái của công tắc sẽ thay đổi khi có ngoại lực tác động và giữ nguyên khi bỏ ngoại lực tác động. Thông thường công tắc (hay chuyển mạch nói chung) dùng để đóng, ngắt mạch điện có công suất nhỏ, điện áp thấp.
Theo cơ cấu tác động người ta chia thành các loại sau:
+ Công tắc gạt.
+ Công tắc hành trình.
+ Công tắc xoay.
+ Công tắc ấn.
+ Công tắc ấn – xoay ( nút ấn dừng khẩn cấp).
+ Công tắc tắc có khóa ( khóa điện).
Theo phương thức kết nối mạch người ta chia thành các loại sau:
+ Công tắc 1 ngã.
+ Công tắc 2 ngã.
+ Công tắc 3 ngã.
Khi lựa chọn công tắc cần chú ý đến hai thông số kỹ thuật sau:
+ Dòng điện định mức.
+ Điện áp định mức.
SVTH : Trần Văn Dẫn
Trang 25
Tiểu Luận Tốt Nghiệp
GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
2.2.6 Bộ nút ấn (PB –Pushbutton)
Nút ấn là loại khí cụ điện dùng để đóng ngắt các thiết bị điện bằng tay. Các cặp tiếp điểm trong nút ấn sẽ chuyển trạng thái khi có ngoại lực tác động, còn khi bỏ lực tác động thì nút ấn sẽ trở lại trạng thái cũ. Đó chính là điểm khác biệt cơ bản giữa nút ấn và công tắc.
Trong mạch điện công nghiệp, nút ấn thường được dùng để khởi động, dừng đảo chiều quay động cơ thông qua công tắc tơ hoặc rơle trung gian.
Theo kết cấu người ta chia thành các loại sau :
+ Nút ấn đơn (một tầng tiếp điểm).
+ Nút ấn kép ( hai tầng tiếp điểm).
Theo phương thức kết nối mạch người ta chia thành các loại sau:
+ Nút ấn đơn thường mở.
+ Nút ấn đơn thường đóng.
+ Nút ấn kép sẽ tồn tại đồng thời hai tiếp điểm ở trạng thái trên.
Khi lựa chọn nút ấn, ta cần chú ý đến các thông số kỹ thuật sau:
+ Dòng điện định mức
+ Điện áp định mức.
+ Trạng thái của các cặp tiếp điểm khi có ngoại lực tác động và khi không có ngoại lực tác động.
Trên sơ đồ nguyên lý, nút ấn thường được ký hiệu như sau :
SVTH : Trần Văn Dẫn
Trang 26
Tiểu Luận Tốt Nghiệp
GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
2.2.7 Cầu chì (Fuse)
Cầu chì là loại khí cụ điện dùng để bảo vệ thiết bị điện và lưới điện khi bị ngắn mạch.
Về nguyên lý thì dây chảy ( bộ phận chính của cầu chì ) sẽ được chế tạo sao cho khả năng chịu dòng điện của nó kém hơn phần tử khác trong mạch điện mà nó được dùng để bảo vệ ngắn mạch.
Như vậy nếu dây chảy được chế tạo bằng vật liệu như dây dẫn thì tiết diện của nó phải bé hơn tiết diện dây dẫn. Ngoài ra dây chảy cn được chế tạo từ vật liệu có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn nhiều so với nhiệt độ nóng chảy của dây dẫn. Nếu chọn được cầu chì có thông số dây chảy thích hợp thì khi xảy ra ngắn mạch dây chảy của cầu chì sẽ bị đứt trước khi các bộ phận khác trong mạch bị phá hỏng.
2.2.7 Bộ dây dẫn (Conductor wire)
Nên hiểu rõ các thông số ghi trên dây điện như tiết diện, lõi đồng, số sợi đồng, điện áp, dòng điện... để tính toán và lựa chọn dòng điện phụ tải chính xác để chọn dây dẫn thích hợp. Nếu chọn dây dẫn có dòng điện nhỏ hơn dòng điện phụ tải sẽ gây cháy nổ, chập mạch... Ngược lại sẽ gây lãng phí.
Để kiểm tra chất lượng của dây dẫn thì đếm số sợi của lõi có chính xác như đã ghi ở bên ngoài vỏ của dây điện hay không. Nếu số sợi đếm được không đủ so với số sợi đã ghi bên ngoài thì dây dẫn không đảm bảo độ an toàn. Dây đồng bên trong chất lượng tốt thì có màu vàng đỏ, bóng và mềm. Ngược lại, nếu dây đồng kém chất lượng thì có màu vàng đen và dễ gãy khi bị uốn cong.
Kiểm tra lớp vỏ nhựa bên ngoài, nếu nhựa tốt thì rất mềm mại khi uốn cong, ngược lại nếu nhựa có chất lượng kém thì sẽ giòn và cứng.
Tốt nhất nên chọn mua dây dẫn điện của những nhà sản xuất có uy tín.
SVTH : Trần Văn Dẫn
Trang 27
Tiểu Luận Tốt Nghiệp
GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
2.3 Mạch khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác dùng 2 contactor và 1 timer
2.3.1 Trang bị điện của mạch như bảng sau :
STT Tên thiết bị Viết tắt Số lượng
1 Áp to mát ba pha CB 1 cái
2 Công tắc tơ 2 cái KY, K∆
3 Cầu chì Fuse 1 cái
4 Role thời gian 1 cái T1
5 Role nhiệt 2 cái OLR1, OLR2
6 1 cái Động cơ KDDB ba pha M
7 1 bộ Bộ nút ấn 2 phím PB (ON, OFF)
8 Dây nối, phích cắm - 1 bộ
9 Đồng hồ vạn năng - 1 cái
- 10 Panel đa năng MEP - 1 1 chiếc
SVTH : Trần Văn Dẫn
Trang 28
Tiểu Luận Tốt Nghiệp
GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
2.3.2 Mạch khởi động động cơ và nguyên lý hoạt động
2.3.2.1 Mạch động lực
OLR1
K∆2
OLR2
KY
KY
K∆1
T11
T13
K∆
KY1
T12
2.3.2.2 Mạch điều khiển
SVTH : Trần Văn Dẫn
Trang 29
Tiểu Luận Tốt Nghiệp
GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
2.3.2.3 Nguyên lý hoạt động
o Giai đoạn mở máy
Đóng áp to mát nguồn, ấn nút ON, cuộn hút công tắc tơ KY và role thời gian T1 có điện. Tiếp điểm T13 và KY2 đóng điện cho động cơ làm việc ở chế độ các cuộn dây stato được đấu sao.
Sau một khoảng thời gian định trước t1 thì role thời gian tác động, tiếp điểm thường đóng mở chậm T11 của role thời gian mở ra và tiếp điểm thường mở đóng chậm T12 đóng lại. Lúc này cuộn hút công tắc tơ KY mất điện đồng thời cuộn hút công tắc tơ K∆ có điện. Động cơ chuyển sang chế độ chạy với các cuộn dây stato đấu tam giác (Δ) một khoảng thời gian t3 rồi tắt máy.
Cụ thể như giản đồ thời gian sau :
o Giai đoạn tắt máy
Ấn nút OFF, cuộn hút công tắc tơ K∆ và role thời gian T1 mất điện, ngắt mạch động lực. Động cơ ngừng hoạt động.
2.3.3 Nhận xét
2.3.3.1 Ư u điểm
Công đoạn lắp ráp mạch trong phương pháp này tương đối đơn giản và theo dõi quá trình khởi động dễ dàng. Từ đó, ta có thể tìm ra nguyên nhân xảy ra sự cố và khắc phục một cách nhanh chóng, rõ ràng.
Đối với phương pháp này thì cũng không cần nhiều khí cụ điện nên giá thành không đắc hơn những mạch khởi động khác.
2.3.3.2 Khuyết điểm
Phương pháp khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác dùng 2 contactor và 1 timer có một nhược điểm rất lớn là xảy ra hồ quang điện trong quá trình chuyển mạch từ sao sang tam giác và có thể xảy ra ngắn mạch tại thời điểm
SVTH : Trần Văn Dẫn
Trang 30
Tiểu Luận Tốt Nghiệp
GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
này. Do đó, khi khởi động thường xảy ra sự cố động cơ không hoạt động được và không an toàn cho các thiết bị điện của mạch.
Khó khăn trong phương pháp này là không dễ xác định thời điểm bắt đầu khởi động đến khi chuyển mạch từ sao sang tam giác với thời gian cho hợp lí. Nếu thời gian chuyển mạch từ sao sang tam giác sớm hoặc muộn vài giây thì sẽ ảnh hưởng không tốt đến động cơ và mạng điện.
Ngoài ra, phương pháp này vận hành phức tạp và tốn sức lao động. Vì người vận hành phải hiểu rõ nguyên lý hoạt động của mạch và xem xét cẩn thận từng chi tiết các thiết bị điện.
2.3.4 Ứng dụng
Dùng để khởi động động cơ công suất nhỏ hoặc không tải như máy bơm nước, các máy trong ngành gỗ, hàn tiện v.v…nhưng không phổ biến vì trong lúc vận hành thường xảy ra hồ quang điện nên không an toàn.
2.4 Mạch khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác dùng 2 contactor và 2 timer
2.4.1 Trang bị điện của mạch như bảng sau :
Tên thiết bị Viết tắt Số lượng STT
1 Áp to mát ba pha CB 1 cái
2 Công tắc tơ 2 cái KY, K∆
3 Cầu chì Fuse 1 cái
4 Role thời gian 2 cái T1, T2
5 Role nhiệt 2 cái OLR1, OLR2
6 1 cái Động cơ KDDB ba pha M
7 1 bộ Bộ nút ấn 2 phím PB (ON, OFF)
8 Dây nối, phích cắm - 1 bộ
9 Đồng hồ vạn năng - 1 cái
- 10 Panel đa năng MEP - 1 1 chiếc
2.4.2 Mạch khởi động động cơ và nguyên lý hoạt động
2.4.2.1 Mạch động lực
SVTH : Trần Văn Dẫn
Trang 31
Tiểu Luận Tốt Nghiệp
GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
OLR1
K∆2
OLR2
2.4.2.2 Mạch điều khiển
SVTH : Trần Văn Dẫn
Trang 32
Tiểu Luận Tốt Nghiệp
GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
2.4.2.3 Nguyên lý hoạt động
o Giai đoạn mở máy
Đóng áp to mát nguồn, ấn nút ON, cuộn hút công tắc tơ KY và role thời gian T1 có điện, bắt đầu đếm thời gian. Tiếp điểm T13 và KY2 đóng điện cho động cơ làm việc ở chế độ các cuộn dây stato được đấu sao (Y) nhưng chưa chạy.
Sau một khoảng thời gian định trước t1 thì role thời gian tác động, tiếp điểm thường đóng mở chậm T11 của role thời gian mở ra và tiếp điểm thường mở đóng chậm T12 đóng lại. Lúc này cuộn hút công tắc tơ KY mất điện đồng thời role thời gian T2 có điện và bắt đầu đếm thời gian. Lúc này, động cơ chưa chạy hoặc có thể chạy với tốc độ rất chậm.
Sau một khoảng thời gian định trước t2 nhưng thường phải ngắn hơn khoảng thời gian t1 nhiều lần. Lúc này, tiếp điểm thường mở đóng chậm T21 của role thời gian T2 đóng lại đồng thời cuộn hút công tắc tơ K∆ có điện và động cơ chuyển sang chế độ chạy nhanh với các cuộn dây stato được đấu tam giác (∆) một khoảng thời gian t3 rồi tắt máy.
Cụ thể như sơ đồ thời gian sau :
o Giai đoạn tắt máy
Ấn nút OFF, cuộn hút công tắc tơ K∆ và role thời gian T1, T2 mất điện, ngắt mạch động lực. Động cơ ngừng hoạt động.
2.4.3 Nhận xét
2.4.3.1 Ư u điểm
Ở phương pháp này có thêm một role thời gian nên quá trình chuyển mạch từ sao sang tam giác sẽ hạn chế hiện tượng hồ quang điện xảy ra và khả năng an toàn thiết bị trên mạch điện cao hơn. Động cơ ít bị giật mạnh khi chuyển mạch do xung lực gây ra.
SVTH : Trần Văn Dẫn
Trang 33
Tiểu Luận Tốt Nghiệp
GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
Đối với phương pháp này thì cũng không cần nhiều khí cụ điện nên giá thành không đắc hơn những mạch khởi động khác. Nhưng chỉ thêm một timer nên giá thành đắc hơn mạch trên.
2.4.3.2 Khuyết điểm
Phương pháp khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác dùng 2 contactor và 2 timer cũng có một nhược điểm là chưa triệt tiêu toàn bộ hiện tượng hồ quang điện xảy ra trong quá trình chuyển mạch từ sao sang tam giác. Do đó, khi khởi động cũng sẽ có khả năng xảy ra sự cố động cơ không hoạt động được nhưng rất hiếm.
Khó khăn trong phương pháp này là không dễ xác định thời điểm bắt đầu khởi động đến khi chuyển mạch từ sao sang tam giác với thời gian cho hợp lí. Vì thời điểm này phải cho động cơ làm việc theo hai khoảng thời gian khác nhau t1, t2 mà t2 < t1 nhiều lần . Nếu thời gian chuyển mạch từ sao sang tam giác sớm hoặc muộn vài giây thì sẽ ảnh hưởng không tốt đến động cơ và mạng điện.
Ngoài ra, phương pháp này vận hành phức tạp và tốn sức lao động hơn phương pháp trên. Vì người vận hành phải hiểu rõ nguyên lý hoạt động của mạch và nghiên cứu thật kỹ để tránh sai xót đáng tiếc có thể xảy ra.
2.3.4 Ứng dụng
Dùng để khởi động động cơ công suất nhỏ hoặc động cơ kéo tải vừa và được sử dụng phổ biến trong công nghiệp như máy phát, kéo dây truyền sản xuất v.v…. Ngoài ra, phương pháp này còn dùng để khởi động cơ công suất lớn phổ biến hơn những phương pháp khởi động khác như máy nén của Chiller, hệ máy bơm của Mỹ.Vì trong lúc vận hành ít xảy ra hồ quang điện nên tương đối an toàn cho tải và thiết bị trên mạch.
2.5 Mạch khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác dùng 3 contactor và 1 timer
2.5.1 Trang bị điện của mạch như bảng sau :
STT Tên thiết bị Viết tắt Số lượng
Áp to mát ba pha 1 CB 1 cái
Công tắc tơ 2 3 cái KY, K∆, KM
Cầu chì 3 Fuse 1 cái
Role thời gian 4 1 cái T1
Role nhiệt 5 OLR 2 cái
Động cơ KDDB ba pha 6 M 1 cái
7 1 bộ Bộ nút ấn 2 phím PB (ON, OFF)
SVTH : Trần Văn Dẫn
Trang 34
Tiểu Luận Tốt Nghiệp
GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
8 Dây nối, phích cắm - 1 bộ
9 Đồng hồ vạn năng - 1 cái
10 Panel đa năng MEP - 1 - 1 chiếc
2.4.2 Mạch khởi động động cơ và nguyên lý hoạt động
2.4.2.1 Mạch động lực
KM2
OLR1
K∆2
OLR2
SVTH : Trần Văn Dẫn
Trang 35
Tiểu Luận Tốt Nghiệp
GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
2.4.2.2 Mạch điều khiển
2.4.2.3 Nguyên lý hoạt động
o Giai đoạn mở máy
Đóng áp to mát nguồn, ấn nút ON, cuộn hút công tắc tơ KM, và role thời gian T1 có điện, bắt đầu đếm thời gian. Đồng thời tiếp điểm T13, KM1, KM2, KY2 đóng điện và cuộn hút công tắc tơ KY có điện cho động cơ làm việc ở chế độ các cuộn dây stato được đấu sao (Y) nhưng chưa chạy.
Sau một khoảng thời gian định trước t1 thì role thời gian tác động, tiếp điểm thường đóng mở chậm T11 của role thời gian mở ra, cuộn hút công tắc tơ KM mất điện, tiếp điểm KM1, KM2 mở ra nhưng tiếp điểm KM2 đóng lại với thời gian t2 rất ngắn cùng thời điểm mà tiếp điểm T12 đóng lại. Lúc này cuộn hút công tắc tơ KM có điện lại đồng thời cuộn hút công tắc tơ K∆ có điện. Lúc này, tiếp điểm K∆2 đóng lại cho động cơ chạy với các cuộn dây stato được đấu tam giác (∆) một khoảng thời gian t3 rồi tắt máy.
Cụ thể như giản đồ thời gian sau :
SVTH : Trần Văn Dẫn
Trang 36
Tiểu Luận Tốt Nghiệp
GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
o Giai đoạn tắt máy
Ấn nút OFF, cuộn hút công tắc tơ K∆, KM và role thời gian T1 mất điện, ngắt mạch động lực. Động cơ ngừng hoạt động.
2.4.3 Nhận xét
2.4.3.1 Ư u điểm
Ở phương pháp này có thêm một công tắc tơ KM nên quá trình chuyển mạch từ sao sang tam giác gần như triệt tiêu hết hiện tượng hồ quang điện xảy ra và khả năng an toàn thiết bị trên mạch điện cao hơn. Động cơ có thể không còn bị giật mạnh khi chuyển mạch do xung lực gây ra.
Đối với phương pháp này thì cũng không cần nhiều khí cụ điện nên giá thành không đắc hơn những mạch khởi động khác. Nhưng đối với mạch khởi động động cơ có công suất nhỏ thì sử dụng công tắc tơ nhỏ nên giá thành rẻ hơn.
2.4.3.2 Khuyết điểm
Phương pháp khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác dùng 3 contactor và 1 timer có nhược điểm là không sử dụng phổ biến cho điều khiển động cơ với công suất lớn. Vì khi đó, công tắc tơ trong mạch điều khiển phải lớn nên giá thành đắc hơn và có thêm nhiều công tắc đóng mở cồng kềnh.
Ngoài ra, phương pháp này vận hành phức tạp và tốn sức lao động hơn phương pháp trên. Thời điểm bắt đầu khởi động động cơ đến khi chuyển mạch từ sao sang tam giác phải qua nhiều công đoạn nên đòi hỏi các thiết bị luôn hoạt động tốt và độ nhạy cao, chính xác. Mặt khác, người vận hành phải hiểu rõ nguyên lý hoạt động của mạch và nghiên cứu thật kỹ để vận hành theo đúng trình tự của mạch và tránh sai xót đáng tiếc có thể xảy ra.
2.3.4 Ứng dụng
SVTH : Trần Văn Dẫn
Trang 37
Tiểu Luận Tốt Nghiệp
GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
Dùng để khởi động động cơ công suất nhỏ hoặc động cơ kéo tải vừa và được sử dụng phổ biến trong công nghiệp như máy nén khí, kéo dây truyền sản xuất v.v…. Vì trong lúc vận hành rất hiếm xảy ra hiện tượng hồ quang điện nên tương đối an toàn cho tải và thiết bị trên mạch.
