Luận văn Các phương pháp khởi động động cơ xoay chiều ba pha. Nghiên cứu bộ khởi động mềm PST 710 hãng ABB
CHưƠNG 1
CÁC PHưƠNG PHÁP KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ XOAY
CHIỀU BA PHA.
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Theo yêu cầu của sản phẩm, động cơ điện lúc làm việc thường phải
khởi động và dừng máy nhiều lần. Tùy theo tính chất của tải và tình hình của
lưới mà yêu cầu về khởi động đối với động cơ điện khác nhau. Có khi yêu cầu
mômen khởi động dòng lớn, có khi cần hạn chế dòng điện khởi động và có
khi cần cả 2. Những yêu cầu trên đòi hỏi phải có tính năng khởi động thích
ứng.
Trong nhiều trường hợp do phương pháp khởi động hay do chọn động
cơ có tính năng khởi động không thích đáng nên thường gây nên những sự cố
không mong muốn.
Nói chung khi khởi động một được cần xét đến để thích ứng với đặc
tính cơ của tải.
- Phải có mômen khởi động đủ lớn để thích ứng với đặc tính cơ của tải
- Dòng điện khởi động càng nhỏ càng tốt
- Phương pháp khởi động và thiết bị cần dùng đơn giản, rẻ tiền, chắc
chắn
- Tổn hao công suất trong quá trình khởi động càng thấp càng tốt.
Những yêu cầu trên thường mâu thuẫn với nhau, khi yêu cầu dòng điện
khởi động nhỏ thường làm cho mômen khởi động giảm theo hoặc cần các
thiết bị phụ tải đắt tiền. Vì vậy căn cứ vào điều kiện làm việc cụ thể mà chọn
phương pháp khởi động thích hợp.5
Với động cơ không đồng bộ hiện nay có các phương pháp sau :
+ Khởi động trực tiếp
1.2. KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU BA PHA
1.2.1. Khởi động động cơ không đồng bộ
1.2.1.1. Khởi động trực tiếp
Khởi động là quá trình đưa động cơ đang ở trạng thái nghỉ (đứng im)
vào trạng thái làm việc quay với tốc độ định mức.
Khởi động trực tiếp, là đóng động cơ vào lưới không qua một thiết bị
phụ nào. Việc cấp một điện áp định mức cho stato động cơ dị bộ rô to lồng
sóc hoặc động cơ dị bộ ro to dây quấn nhưng cuộn dây rô to nối tắt, khi rô to
chưa kịp quay, thực chất động cơ làm việc ở chế độ ngắn mạch. Dòng động
cơ rất lớn, có thể gấp dòng định mức từ 4 đến 8 lần. Tuy dòng khởi động lớn
như vậy nhưng mô men khởi động lại nhỏ do hệ số công suất cos0 rất nhỏ
(cos0 = 0,1- 0,2), mặt khác khi khởi động, từ thông cũng bị giảm do điện áp
giảm làm cho mô men khởi động càng nhỏ.
Dòng khởi động lớn gây ra 2 hậu quả quan trọng:
- Nhiệt độ máy tăng vì tổn hao lớn, nhiệt lượng toả ra ở máy nhiều
(đặc biệt ở các máy có công suất lớn hoặc máy thường xuyên phải khởi động)
Vì thế trong sổ tay kỹ thuật sử dụng máy bao giờ cũng cho số lần khởi
động tối đa, và điều kiện khởi động.6
- Dòng khởi động lớn làm cho sụt áp lưới điện lớn, gây trở ngại cho
các phụ tải cùng làm việc với lưới điện.
Vì những lý do đó khởi động trực tiếp chỉ áp dụng cho các động cơ có
công suất nhỏ so với các công suất của nguồn, và khởi động nhẹ (moment cản
trên trục động cơ nhỏ). Khi khởi động nặng người ta không dùng phương
pháp này
Tóm tắt nội dung tài liệu: Luận văn Các phương pháp khởi động động cơ xoay chiều ba pha. Nghiên cứu bộ khởi động mềm PST 710 hãng ABB
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG Luận văn Các phƣơng pháp khởi động động cơ xoay chiều ba pha. Nghiên cứu bộ khởi động mềm PST 710 hãng ABB 1 MỤC LỤC Trang LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................ 1 CHƢƠNG 1. CÁC PHƢƠNG PHÁP KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU BA PHA ............................... 2 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ ....................................................................................... 2 1.2. KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU BA PHA........................... 3 1.2.1. Khởi động động cơ không đồng bộ ................................................... 3 1.2.1.1. Khởi động trực tiếp ........................................................................ 3 1.2.1.2. Khởi động dùng phƣơng pháp giảm dòng khởi động .................... 4 1.2.1.3. Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ ....................................... 22 1.2.2. Khởi động động cơ đồng bộ ............................................................. 31 1.2.2.1. Khởi động bằng máy ngoài ........................................................... 31 1.2.2.2. Phƣơng pháp khởi động dị bộ ....................................................... 32 1.2.2.3. Khởi động bằng phƣơng pháp tần số ............................................ 35 CHƢƠNG 2. PHƢƠNG PHÁP KHỞI ĐỘNG MỀM .......................... 36 2.1. ĐẶT VẤN ĐỀ ..................................................................................... 36 2.2. NGUYÊN LÝ KHỞI ĐỘNG MỀM ................................................... 36 2.2.1. Khái niêm về khởi động mềm .......................................................... 36 2.2.2. Nguyên lý hoạt động của khởi động mềm ....................................... 41 2.2.2.1. Kỹ thuật khởi động và dừng .......................................................... 41 2.2.2.2. Các đặc tính ................................................................................... 41 2.3. ĐÁNH GIÁ VỀ KHỞI ĐỘNG MỀM ................................................ 46 2.4. MỘT SỐ LOẠI KHỞI ĐỘNG MỀM ................................................. 47 2.5. CÁC KHÁI NIỆM VỀ CÔNG SUẤT KHỞI ĐỘNG MỀM .............. 53 2 CHƢƠNG 3. NGHIÊN CỨU BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM PST 710 HÃNG ABB ....................................................... 55 3.1. ĐẶT VẤN ĐỀ ..................................................................................... 55 3.2. THIẾT KẾ MẠCH KHỞI ĐỘNG HAI ĐỘNG CƠ CÓ CÔNG SUẤT 800KWSỬ DỤNG BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM PST 710 HÃNG ABB ......................................................................... 57 3.2.1. Đề suất sơ đồ hệ thống ..................................................................... 57 3.2.2. Thiết kế mạch động lực .................................................................... 60 3.2.3. Tính chọn mạch động lực ................................................................. 63 3.2.4. Thiết kế mạch điều khiển ................................................................. 63 3.2.5. Kiểm nghiệm đánh giá thiết kế ........................................................ 76 KẾT LUẬN ............................................................................................... 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................... 78 3 LỜI NÓI ĐẦU Trong các ngành công nghiệp, động cơ điện không đồng bộ đƣợc sử dụng phổ biến bởi tính chất đơn giản và tin cậy trong thiết kế chế tạo và sử dụng. Tuy nhiên khi sử dụng động cơ không đồng bộ trong sản xuất đặc biệt với các động cơ có công suất lớn ta cần chú ý tới quá trình khởi động động cơ do khi khởi động rotor ở trạng thái ngắn mạch, dẫn đến dòng điện khởi động và momen khởi động lớn, nếu không có biện pháp khởi động thích hợp có thể không khởi động đƣợc động cơ hoặc gây nguy hiểm cho các thiết bị khác trong hệ thống điện. Vấn đề khởi động động cơ điện không đồng bộ đã đƣợc nghiên cứu từ lâu với các biện pháp khá hoàn thiện để giảm dòng điện cũng và moment khởi động. Đề tài tốt nghiệp: “Các phƣơng pháp khởi động động cơ xoay chiều ba pha. Nghiên cứu bộ khởi động mềm PST 710 hãng ABB”. Đƣợc trình bày trình bày trong ba nội dung : Chƣơng 1 : Các phƣơng pháp khởi động động cơ xoay chiều ba pha. Chƣơng 2 : Phƣơng pháp khởi động mềm. Chƣơng 3 : Nghiên cứu bộ khởi động mềm PST 710 hãng ABB. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS. TS Nguyễn Tiến Ban đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án này. Hải Phòng, ngày 22 tháng 10 năm 2011. Sinh viên thực hiện Nguyễn Anh Tuấn 4 CHƢƠNG 1 CÁC PHƢƠNG PHÁP KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU BA PHA. 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Theo yêu cầu của sản phẩm, động cơ điện lúc làm việc thƣờng phải khởi động và dừng máy nhiều lần. Tùy theo tính chất của tải và tình hình của lƣới mà yêu cầu về khởi động đối với động cơ điện khác nhau. Có khi yêu cầu mômen khởi động dòng lớn, có khi cần hạn chế dòng điện khởi động và có khi cần cả 2. Những yêu cầu trên đòi hỏi phải có tính năng khởi động thích ứng. Trong nhiều trƣờng hợp do phƣơng pháp khởi động hay do chọn động cơ có tính năng khởi động không thích đáng nên thƣờng gây nên những sự cố không mong muốn. Nói chung khi khởi động một đƣợc cần xét đến để thích ứng với đặc tính cơ của tải. - Phải có mômen khởi động đủ lớn để thích ứng với đặc tính cơ của tải - Dòng điện khởi động càng nhỏ càng tốt - Phƣơng pháp khởi động và thiết bị cần dùng đơn giản, rẻ tiền, chắc chắn - Tổn hao công suất trong quá trình khởi động càng thấp càng tốt. Những yêu cầu trên thƣờng mâu thuẫn với nhau, khi yêu cầu dòng điện khởi động nhỏ thƣờng làm cho mômen khởi động giảm theo hoặc cần các thiết bị phụ tải đắt tiền. Vì vậy căn cứ vào điều kiện làm việc cụ thể mà chọn phƣơng pháp khởi động thích hợp. 5 Với động cơ không đồng bộ hiện nay có các phƣơng pháp sau : + Khởi động trực tiếp + Khởi động Khëi ®éng b»ng ph-¬ng ph¸p h¹ ®iÖn ¸p ®Æt vµo stator ®éng c¬ : . Ph-¬ng ph¸p khëi ®éng sö dông cuén kh¸ng . Ph-¬ng ph¸p khëi ®éng sö dông biÕn ¸p tù ngÉu . Ph-¬ng ph¸p khëi ®éng ®æi nèi Sao – Tam gi¸c + Ph-¬ng ph¸p khëi ®éng ®éng c¬ K§B rotor d©y quÊn + Khëi ®éng b»ng ph-¬ng ph¸p tÇn sè 1.2. KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU BA PHA 1.2.1. Khởi động động cơ không đồng bộ 1.2.1.1. Khởi động trực tiếp Khởi động là quá trình đƣa động cơ đang ở trạng thái nghỉ (đứng im) vào trạng thái làm việc quay với tốc độ định mức. Khởi động trực tiếp, là đóng động cơ vào lƣới không qua một thiết bị phụ nào. Việc cấp một điện áp định mức cho stato động cơ dị bộ rô to lồng sóc hoặc động cơ dị bộ ro to dây quấn nhƣng cuộn dây rô to nối tắt, khi rô to chƣa kịp quay, thực chất động cơ làm việc ở chế độ ngắn mạch. Dòng động cơ rất lớn, có thể gấp dòng định mức từ 4 đến 8 lần. Tuy dòng khởi động lớn nhƣ vậy nhƣng mô men khởi động lại nhỏ do hệ số công suất cos 0 rất nhỏ (cos 0 = 0,1- 0,2), mặt khác khi khởi động, từ thông cũng bị giảm do điện áp giảm làm cho mô men khởi động càng nhỏ. Dòng khởi động lớn gây ra 2 hậu quả quan trọng: - Nhiệt độ máy tăng vì tổn hao lớn, nhiệt lƣợng toả ra ở máy nhiều (đặc biệt ở các máy có công suất lớn hoặc máy thƣờng xuyên phải khởi động) Vì thế trong sổ tay kỹ thuật sử dụng máy bao giờ cũng cho số lần khởi động tối đa, và điều kiện khởi động. 6 - Dòng khởi động lớn làm cho sụt áp lƣới điện lớn, gây trở ngại cho các phụ tải cùng làm việc với lƣới điện. Vì những lý do đó khởi động trực tiếp chỉ áp dụng cho các động cơ có công suất nhỏ so với các công suất của nguồn, và khởi động nhẹ (moment cản trên trục động cơ nhỏ). Khi khởi động nặng ngƣời ta không dùng phƣơng pháp này. 1.2.1.2. Khởi động dùng phƣơng pháp giảm dòng khởi động. Dòng khởi động của động cơ xác định bằng biểu thức: 221 2 21 1 '' XXRR U I ngm (1.1) Từ biểu thức này chúng ta thấy để giảm dòng khởi động ta có các phƣơng pháp sau: - Giảm điện áp nguồn cung cấp - Đƣa thêm điện trở vào mạch rô to - khởi động bằng thay đổi tần số. a. Khởi động động cơ dị bộ rô to dây quấn Với động cơ dị bộ rô to dây quấn để giảm dòng khởi động ta đƣa thêm điện trở phụ vào mạch rô to. Lúc này dòng ngắn mạch có dạng: 2'21 2 21 1 XXRRR U I p ngm (1.2) Việc đƣa thêm điện trở phụ Rp vào mạch rô to ta đựoc 2 kết quả: làm giảm dòng khởi động nhƣng lại làm tăng moment khởi động. Bằng cách chọn điện trở Rp ta có thể đạt đƣợc mô men khởi động bằng giá trị mô men cực đại hình (1.1b) 7 a) b) Hình 1.1. Khởi động cơ dị bộ rotor dây quấn a) Sơ đồ b) Đặc tính cơ Khi mới khởi động, toàn bộ điện trở khởi động đƣợc đƣa vào rô to, cùng với tăng tốc độ rô to, ta cũng cắt dần điện trở khởi động ra khỏi rô to để khi tốc độ đạt giá trị định mức, thì điện trở khởi động cũng đƣợc cắt hết ra khỏi rô to, rô to bây giờ là rô to ngắn mạch. Phƣơng pháp này chỉ sử dụng cho động cơ rotor dây quấn vì điện trở ở ngoài mắc nối tiếp với cuộn dây rotor. Hình 1.6 trình bày một sơ đồ mở máy qua 3 cấp điện trở phụ R1 , R2 và R3 ở cả ba pha ở rotor. Đây là một sơ đồ mở máy với các điện trở rotor đối xứng. 8 a) b) Hình 1.2. Sơ đồ khởi động động cơ không đồng bộ qua 3 cấp điện trở a) , b) Đặc tính khởi động Lúc bắt đầu khởi động các tiếp điểm của công tắc tơ 1 , 2 , 3 đều mở, cuộn dây rotor đƣợc nối vào cả 3 điện trở phụ (R1+ R2+ R3) nên đƣờng đặc tính cơ là đƣờng 1, động cơ đƣợc khởi động với moment khởi động Mmn > M1 và bắt đầu tăng tốc từ điểm a trên đƣờng đặc tính 1. Tới điểm b tốc độ động cơ đặt b và moment giảm còn M2, các tiếp điểm 1 đóng lại cắt các điện trở phụ R1 ra khỏi mạch rotor. Động cơ đƣợc tiếp tục khởi động với các điện trở phụ (R2+ R3) trong mạch rotor và chuyển ngang sang làm việc tại điểm c trên đặc tính 2 ít dốc hơn, moment tăng từ M2 lên M1 và tốc độ động cơ lại tiếp tục tăng. Động cơ làm việc trên đƣờng đặc tính 2 từ c đến d. Lúc này các tiếp điểm 2 đóng lại, nối tắt các điện trở R2 . Động cơ chuyển sang khởi động với điện trở R3 trong mạch rotor trên đặc tính 3 tại điểm e và tiếp 9 tục tăng tốc tới điểm f. Lúc này các tiếp điểm 3 đóng lại, điện trở R3 trong mạch rotor bị loại, động cơ chuyển sang làm việc trên đƣờng đặc tính cơ tự nhiên tại g và tăng tốc tới điểm làm việc A ứng với moment cần Mc , quá trình khởi động kết thúc. Để đảm bảo cho quá trình khởi động nhƣ đã xét sao cho các điểm chuyển đặc tính ứng với cùng một moment M2 , M1 thì các điện trở phụ tham gia vào mạch rotor lúc khởi động phải đƣợc tính chọn cẩn thận theo các phƣơng pháp riêng. Ngoài sơ đồ khởi động với điện trở đối xứng ở mạch rotor, trong thực tế còn dùng sơ đồ khởi động với điện trở không đối xứng ở mạch rotor, nghĩa là điện trở khởi động đƣợc cắt giảm không đều trong các pha rotor khi khởi động. Giả sử động cơ rotor đƣợc khởi động với 4 cấp điện trở nhƣ hình 1.3 với các điện trở khởi động R1, ... ện nay của chúng tôi đƣợc xuất khẩu trên toàn khu vực Châu Á Thái Bình Dƣơng, phục vụ khách hàng từ Australia và New Zealand ở phía nam Nhật Bản và Hàn Quốc ở phía bắc. Qua nhiều năm, ABB tại Việt Nam đã thành lập chính nó nhƣ là một đối tác công nghệ đáng tin cậy và có thẩm quyền cho chính phủ, khu vực tƣ nhân trong và ngoài nƣớc và trở thành một trong những tên tuổi nổi tiếng trong công nghệ điện và tự động hóa tại Việt Nam. Khởi động mềm loại PST30PST710, PSTB3701050 Khởi động mềm loại PST đƣợc thiết kế với kĩ thuật tiên tiến nhất cho việc khởi động và dừng mềm động cơ. Khởi động mềm PST có chức năng bảo vệ động cơ cao cấp và tiêu chuẩn. Bốn phím nhấn với cấu trúc menu logic giúp dễ dàng trong lắp đặt, vận hành và sử dụng. Khởi động mềm loại PST có thể sử dụng trực tiếp hay sử dụng contactor By-pass. 59 Loại lớn PSTB370 PSTB1050 (200560kW) đã đƣợc tích hợp sẵn contactor By-pass bên trong. Về nguyên lý thì các bộ khởi động mềm đều sử dụng các thyristor công suất lớn để làm van điều khiển điện áp đặt vào động cơ nhƣ đã trình bày ở các chƣơng trên thực chất bộ khởi động mềm là để tạo nên moment cần thiết thực hiện mục đích khởi động động cơ không đồng bộ công suất lớn trong khi có thể hạn chế dòng điện khởi động trong giới hạn cho phép, giữ cho việc khởi động an toàn các động cơ để thực hiện mục đích kĩ thuật này thì việc điều khiển thực hiện cho thyristor ở đây ngƣời ta phải sử dụng mạch phản hồi dòng điện này tạo nên, khả năng điều khiển chính xác hoàn toàn mang lại lợi ích về kinh tế đặc biệt là các động cơ phải khởi động và dừng liên tục. Trong thực tế bộ khởi động mềm chỉ làm việc ngắn hạn tức là thực hiện khởi động xong động cơ là kết thúc quá trình làm việc. Với một số trƣờng hợp có những động cơ chỉ khởi động một lần và làm việc rất nhiều giờ sau đó. Ở những đơn vị có nhiều nhóm động cơ phƣơng thức làm việc nhƣ vậy để tiết kiệm vốn đầu tƣ ban đầu ngƣời ta có thể sử dụng một bộ khởi động mềm dùng để khởi động cho hai hay nhiều động cơ cùng seri cùng công suất. Trong nhiều trƣờng hợp đó ngƣời ta phải sử dụng một số khí cụ bên ngoài đặc biệt là các thiết bị đóng cắt, để tạo nên một sơ đồ khởi động theo phƣơng thức nhƣ vậy. 3.2. THIẾT KẾ BỘ MẠCH KHỞI ĐỘNG HAI ĐỘNG CƠ CÓ CÔNG SUẤT 800KW SỬ DỤNG MỘT BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM PST 710 HÃNG ABB 3.2.1 Đề suất sơ đồ hệ thống Để thực hiện mục đích sử dụng một bộ khởi động mềm cho hai động cơ cần một số các thiết bị động lực và điều khiển để xây dựng hệ thống cụ thể. Sơ đồ đề xuất nhƣ hình 3.1 60 - Nguyên lý hoạt động : + Khởi động động cơ P1 : Bƣớc 1: Mở cầu dao Q1 & Q10,công tắc tơ K20, K21, K22 phải mở Bƣơc 2: thao tác đóng Q1, Q10 Bƣơc 3: ấn nút để đóng K10, K12. Bƣơc 4: điều khiển cho động cơ mềm hoạt động để khởi động cho động cơ.bộ khởi động mềm sẽ tự khởi động khi quá trình khởi động kết thúc thành công thì tiến hành thao tác tiếp theo. Bƣơc 5: đóng công tắc tơ K11. Bƣớc 6: Mở 2 công tắc tơ K10 & K12 động cơ trực tiếp làm việc với lƣới.Đồng hồ ampe chỉ giá trị dòng của động cơ + Khởi động động cơ P2 : Sau khi P1 khởi động xong các công tắc tơ K10 & K12 đã đƣợc mở nếu P2 có nhu cầu khởi động thì ta sẽ tiến hành theo các bƣớc sau : Bƣơc 1: Đóng Q2 & Q20. Bƣớc 2: Mở công tắc tơ K21,đóng công tắc tơ K20 & K22. Bƣớc 3: Ấn nút khởi động mềm hoạt động. Khởi động mềm sẽ tự khởi động động cơ theo chƣơng trình. Bƣớc 4: Điều khiển đóng công tắc tơ K21 Bƣớc 5: Mở công tắc tơ K20 & K22. Động cơ làm việc với lƣới. đồng hồ ampe chỉ giá trị dòng của động cơ. 61 Hình 3.1. Sơ đồ 1 dây mạch động lực với 1 bộ khởi động mềm dùng 2 động cơ 62 Trong đó : - P1 , P2 là hai động cơ công suất 800kW hai động cơ không đồng bộ xoay chiều ba pha điện áp 380 (V) tần số 50 (Hz) - SSU là bộ khởi mềm Q1 , Q2 là các Aptomat CB trên bảng điện chính cos3UIP (3.1) )(1521 380.8,0.3 800000 cos3 A U P I - Chọn Q1o = 3000 (A) - Q1o , Q2o là hai Aptomat CB - K1o , K2o , K11 , K21 , K12 , K22 là các công tắc tơ - A1, A2 là hai đồng hồ ampe đo dòng điện - TH1 , TH2 là rơle nhiệt bảo vệ quá tải - CT11 , CT21 là hai biến dòng - T1 , T2 là hai biến áp cấp nguồn cho mạch điều khiển ngoài ra còn một số linh kiện phụ tải nhƣ cầu chì F1 , F2 các nút ấn điều khiển Stop, Ctril Hình 3.2. là sơ đồ ba dây của hệ thống khởi động một bộ khởi động mềm hai động cơ. 3.2.2. Thiết kế mạch động lực Sơ đồ hình 3.2. trình bày mạch động lực Trong đó : - F1 , F11 : Cầu chì - OVC : Bảo vệ quá nhiệt - CT11, CT12, CT21, CT22 : Biến dòng - K10, K11, K20, K21 : Aptomat 63 - T1, T2 : Máy biến áp - GND : Nối đất - SSU : Bộ khởi động mềm - R11, S11, T11, R21, S21, T21 : Các điểm nối 64 Hình 3.2. Sơ đồ đầy đủ mạch động lực 1 bộ khởi động mềm dùng cho 2 động cơ 65 3.2.3. Tính chọn mạch động lực Tính chọn Aptomat CB Q1o , Q2o Chọn : CB = 1,3. I =1,3.1521 (3.2) Ta có : cos3UIP )(1521 380.8,0.3 800000 cos3 A U P I - Chọn Q1o = 3000 (A) Có : Q1o = Q1 Q2o = Q2 - Chọn cáp : đmU S I 3 max (3.3) Mà 1000000 8,0 800000 cos P S (VA) = 1000 (KVA ) (3.4) đmU S I 3 max 34,1519 38,0.3 1000 (A) KT KT J I F max 11.490 1,3 34,1519 2mm (3.5) 3.2.4. Thiết kế mạch điều khiển - Sơ đồ hình 3.3. là sơ đồ mạch điều khiển cho bơm xung một. - Trong đó K1oa , Ko1b là rơle đóng điều khiển cho các động công tắc tơ K1o , K12 - K1o , K12 là công tắc tơ - K11 , K1ax là rơle điều khiển cho các công tắc tơ K1o , K12 - Các công tắc lựu chọn S1 , S13 66 S1 : là điều khiển chọn bơm có thể chọn bơm số 1 hoặc số 2 tùy ý chọn bằng tay. S13 : là công tắc lựu chọn vị trí điều khiển có thể chọn vị trí điều khiển tại chỗ, hoặc từ xa. - REMOTE PANEL : là khối điều khiển từ xa. - S1o : là nút khởi động - S11 : là nút stop 67 Hình 3.3. Sơ đồ mạch điều khiển động cơ số 1 với khởi động mềm 68 - Sơ đồ 3.4. là sơ đồ khởi động cho bơm số 2 trong đó K2o và K22 là công tắc tơ chính đã điều khiển cho các công tắc tơ này thì phải sử dụng các rơle Ko2a , Ko2b , K21 , K21ax Tƣơng tự. Nhƣ sơ đồ hình 3.3 - Trong đó K1oa , Ko1b là rơle đóng điều khiển cho các động công tắc tơ K1o , K12 - K1o , K12 là công tắc tơ - K11 , K1ax là rơle điều khiển cho các công tắc tơ K1o , K12 - Các công tắc lựu chọn S1 , S13 S1 : là điều khiển chọn bơm có thể chọn bơm số 1 hoặc số 2 tùy ý chọn bằng tay. S13 : là công tắc lựu chọn vị trí điều khiển có thể chọn vị trí điều khiển tại chỗ, hoặc từ xa. - REMOTE PANEL : là khối điều khiển từ xa. - S1o : là nút khởi động - S11 : là nút stop 69 Hình 3.4. Sơ đồ mạch điều khiển cho động cơ số 2 dùng khởi động mềm 70 - Sơ đồ 3.5 là sơ đồ mạch điều khiển kiểm tra toàn bộ khởi động mềm mạch này đƣợc nối vào bộ khởi động SSU. Trong đó : 1 1 L , 2 3 L , 3 5 L là ba đầu nguồn đến. 1 2 T , 2 4 T là đầu nguồn ra. - GND : nối đất - SSU : bộ khởi động mềm - K01b , K02b là role đóng điều khiển cho các công tắc tơ K11 , K12 , K10 , 71 Hình 3.5. Sơ đồ đấu nối vào, ra bộ khởi động mềm 72 - Sơ đồ hình 3.6. là sơ đồ đo lƣờng và bảo vệ với 220V-5A chính là bộ bảo vệ quá tải cho động cơ cung cấp tín hiệu dòng cho các role nhiệt TH1AX là cuộn tác động còn TRIP1 là cuôn nhả. Ở đây sơ đồ này bảo vệ bơm số 1 73 Hình 3.6. Sơ đồ thiết bị bảo vệ và chỉ báo dùng cho khởi động mềm 74 Sơ đồ hình 3.7. sơ đồ đo lƣờng bảo vệ cho bơm số 2 hoàn toàn giống với hình 3.6. 75 Hình 3.7. Sơ đồ đấu nối khối khởi động từ xa 76 - Sơ đồ hình 3.8. là sơ đồ PANEL điều khiển từ xa với các nút ấn và đèn báo. 77 Hình 3.8. Tủ và sơ đồ lắp ráp các thiết bị trên tủ 78 3.2.5. Kiểm nghiệm đánh giá thiết kế Trên lý thuyết tƣơng đối hoàn chỉnh về bộ khởi động mềm với những tính năng : Hạn chế dòng khởi động động cơ. Điều khiển tăng áp từ từ cho đến khi giá trị định mức của nó. Bảo vệ động cơ, tăng tuổi thọ cho động cơ. Có thể kết hợp với những khí cụ điện khác để tránh quá nhiệt, quá tải cho động cơ. Ứng dụng bộ khởi động mềm sẽ đƣợc ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp đặc biệt là hệ thống bơm, hệ thống quạt, động cơ quán tính lớn, băng chuyền Các doanh nghiệp có thể tiết kiệm điện năng lớn và tăng tuổi thọ động cơ khi sử dụng bộ khởi động mềm. Tuy nhiên bộ khởi động mềmmà chúng em nghiên cứu so với bộ khởi động mềm đƣợc bán trên thị trƣờng thìthiết kế của chúng em còn rất nhiều hạn chế cả về tính năng và chất lƣợng. Qua thời gian em nghiên cứu đã hiểu tính năng và ứng dụng rất tốt của bộ khởi động mềm trên thị trƣờng hiện nay. Những hạn chế qua kết quả đạt đƣợc cho thấy đề tài nghiên cứu của chúng em còn rất nhiềuthiếu sót. Chúng em chỉ mới có thể nghiên cứu đƣợc bộ khởi động mềm để điềukhiển khởi động động cơ. Nghĩa là khi đóng điện thẳng vào lƣới điện để động cơ khởi động trực tiếp, động cơ sẽ giật mạnh và dòng khởi động sẽ tăng lên gấp 7- 8 lần dòng định mức và gây ra sụt áp gây ảnh hƣởng xấu đến các thiết bị điện khácđang hoạt động trong lƣới điện. Chƣa giải đƣợc những vấn đề mà bộ khởi độngmềm trên thị trƣờng đã làm đƣợc. Để hiểu rõ về bộ khởi động mềm thì tìm hiểumục khảo sát tính năng thực tế của bộ khởi động mềm 79 Kết Luận Đề tài : “ Các phƣơng pháp khởi động động cơ xoay chiều ba pha. Nghiên cứu bộ khởi động mềm PST 710 hãng ABB” đã hoàn thành với những công việc đƣợc tác giả thực hiện : - Nghiên cứu tổng quát các phƣơng pháp khởi động động cơ. - Nghiên cứu về nguyên lý các bộ khởi động mềm sử dụng bán dẫn công suất. - Nghiên cứu giới thiệu các bộ khởi động mềm của hãng ABB và các tính năng kỹ thuật của nó. - Thiết kế hệ thống khởi động mềm cho 2 động cơ không đồng bộ 3 pha công suất lớn sử dụng một bộ khởi động mềm hãng ABB. Đây là đề tài mang tính ứng dụng cao rất phù hợp với yêu cầu khai thác hiện nay trong công nghiệp. Khởi động mềm đã mở ra một phƣơng hƣớng ứng dụng mới và rất đa dạng trong tƣơng lai. Nếu có cơ hội tác giả còn tiếp tục nghiên cứu nâng cao để hiểu sâu sắc hơn về mảng thiết bị hiện đại này. 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. TS Nguyễn Tiến Ban (2008), Lý thuyết điều khiển tự động, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. 2. GS TSKH Thân Ngọc Hoàn (2005), Máy điện, Nhà xuất bản xây dựng. 3. GS TSKH Thân Ngọc Hoàn, TS Nguyễn Tiến Ban (2007), Điều khiển tự động các hệ thống truyền động điện, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. 4. GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn, TS Nguyễn Tiến Ban (2008), Trạm phát và lưới điện tàu thuỷ, Nhà xuất bản khoa học - kỹ thuật. 5. Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm (2006), Thiết kế cấp điện, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật. 6. Phan Thị Thanh Bình, Phan Quốc Dũng, Phạm Quang Vinh, Phạm Thị Thu Vân, Phan kế Phúc, Nguyễn Văn Nhờ, Dƣơng Lan Hƣơng, Bùi Ngọc Thƣ, Tô Hứu Phúc, Nguyễn Bá Bạn, Nguyễn Thị Quang, Ngô Hải Thanh dịch (2009), Hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC, Nhà xuất bản khoa học - kỹ thuật
File đính kèm:
- luan_van_cac_phuong_phap_khoi_dong_dong_co_xoay_chieu_ba_pha.pdf