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 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 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

pdf 81 trang chauphong 19/08/2022 14382
Bạn đang xem 20 trang mẫu của 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", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

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

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:

  • pdfluan_van_cac_phuong_phap_khoi_dong_dong_co_xoay_chieu_ba_pha.pdf