Động cơ không đồng bộ ba pha là gì?
Động cơ không đồng bộ ba pha là động cơ xoay chiều ba pha. Tốc độ quay (n) của rôto nhỏ hơn tốc độ quay (n) của từ trường.
Theo cấu trúc rôto của động cơ, nó có thể được chia thành:
- Động cơ không đồng bộ lồng sóc
- Động cơ không đồng bộ rôto bị quấn.
Ưu điểm của động cơ không đồng bộ ba pha
- Cấu trúc đơn giản và chi phí thấp.
- Dễ vận hành và dễ bảo quản.
- Sử dụng rộng rãi, được sử dụng rộng rãi với công suất vừa và nhỏ trong công nghiệp.
- Được sản xuất ở nhiều mức điện áp khác nhau (từ 24 v đến 10 kv) nên nó hoàn hảo cho mọi người dùng.
Nhược điểm của động cơ không đồng bộ ba pha
- Hệ số công suất thấp gây ra tổn thất lớn công suất phản kháng trong lưới điện.
- Không thể sử dụng ở mức thấp hoặc không tải.
- Rất khó để kiểm soát tốc độ.
- Đặc tính khởi động không tốt, dòng khởi động lớn (gấp 6-7 lần dòng định mức).
- Mômen khởi động nhỏ.
Giải pháp động cơ không đồng bộ ba pha
Tuy nhược điểm của động cơ không đồng bộ ba pha không ít hơn ưu điểm nhưng vẫn có những giải pháp phù hợp để việc sử dụng động cơ đó được tối ưu và tiết kiệm. Vì vậy, động cơ không đồng bộ ba pha được sử dụng rộng rãi. (90% động cơ công nghiệp và 55% công suất).
- Sử dụng các biện pháp khởi động động cơ để giảm tải hiện tại, chẳng hạn như kết nối sao-tam giác, bộ khởi động mềm hoặc bộ biến tần.
- Hạn chế chạy dưới mức.
- Cải thiện hiệu suất khởi động bằng cách điều chỉnh tốc độ (bằng cách thay đổi điện áp, thêm điện trở phụ trong mạch rôto hoặc kết nối nguồn cấp) hoặc sử dụng rôto lồng sóc kép có rãnh sâu để giảm dòng khởi động đồng thời tăng mômen khởi động.
- Khe hở rôto được làm nhỏ để hạn chế dòng điện kích từ và nâng cao hệ số công suất.
Phương pháp khởi động động cơ không đồng bộ ba pha
Có hai vấn đề cần chú ý khi khởi động động cơ trong quá trình vận hành:
- Giảm dòng khởi động khi khởi động (thông qua hệ thống dây chính đến cuộn dây stato của động cơ).
- Phương pháp giảm dòng khởi động thực chất là giảm điện áp cung cấp cho động cơ lúc đầu. Về lý thuyết, chúng ta có quan hệ mômen (hay mômen) khởi động tỷ lệ với bình phương điện áp hiệu dụng đặt vào động cơ, do đó việc hạ giá trị dòng khởi động dẫn đến chi phí thấp hơn. Giá trị mômen khởi động.
Các biện pháp giảm dòng điện khởi động trong thực tế có thể được chia thành hai dạng sau:
- Giảm điện áp cung cấp cho cuộn dây stato bằng máy biến áp hạ bậc, hoặc bằng cách lắp đặt phần tử giới hạn điện áp (bộ chia điện áp) sử dụng điện trở hoặc cuộn cảm.
- Sử dụng bộ biến đổi điện áp xoay chiều ba pha, người ta dùng các linh kiện điện tử để thay đổi điện áp hiệu dụng của nguồn điện áp ba pha đối với động cơ. Hệ thống khởi động này được gọi là khởi động mềm của động cơ.
Khi chọn phương pháp điều khiển khởi động động cơ, hãy xem xét công suất của đường dây điện, công suất của động cơ và tải nặng hay nhẹ. Tùy theo loại rôto của động cơ mà ta có các phương pháp khởi động phù hợp:
– Đối với động cơ rôto dây quấn:
+ Phát trực tiếp
+ Kết nối rôto với biến thể.
– Đối với động cơ rôto lồng sóc:
+ Phát trực tiếp
+ Sử dụng điện kháng nối tiếp stato
+ Sử dụng mạch khởi động sao-tam giác (cuộn dây chuyển mạch)
+ Sử dụng máy biến áp tự động
+ Sử dụng khởi động mềm
+ Sử dụng biến tần
1 lần bắt đầu trực tiếp
Nếu ai đó hỏi bạn có thể khởi động trực tiếp động cơ không đồng bộ ba pha không? Hãy trả lời có. Tuy nhiên, khởi động trực tiếp chỉ có sẵn cho động cơ rôto dây quấn.
Trong phương pháp này, stato của động cơ sẽ được kết nối trực tiếp với nguồn điện ba pha. Động cơ sẽ khởi động ở mức 5-7 lần dòng định mức trong một thời gian ngắn.
Dòng khởi động phụ thuộc vào thiết kế, kích thước và công suất của động cơ. Dòng điện này ít ảnh hưởng đến động cơ, nhưng có khả năng làm sụt áp nguồn cung cấp và ảnh hưởng đến các thiết bị khác.
2 Phương pháp đổi đầu dây quấn (đấu mạch khởi động sao tam giác)
Phương pháp này được thiết kế cho các động cơ chạy ở chế độ sao theo mặc định. Khi khởi động, mạch sẽ điều khiển động cơ chạy theo kiểu nối delta, lúc này dòng điện động cơ giảm 3 lần so với dòng định mức. Khi động cơ chạy đến 75% tốc độ định mức, chuyển sang chế độ tam giác, động cơ hoạt động bình thường dưới các thông số định mức.
Ưu điểm của mạch khởi động sao-tam giác là đơn giản và dễ thực hiện, nhưng nhược điểm là mômen khởi động cũng giảm đi 3 lần.
Phương pháp đấu dây stato động cơ không đồng bộ ba pha:
Động cơ 3 pha với 6 dây đầu ra (được kết nối để hoạt động ở một trong hai mức điện áp nguồn 3 pha tương ứng theo sơ đồ nối dây y hoặc delta) Động cơ đầu ra 3 pha 9 dây (kết nối theo một trong các hai phương pháp sau Một lần chạy: y nối tiếp-y song song, nối tiếp delta-song song delta) Động cơ ba pha 12 dây (được kết nối để hoạt động ở một trong các điện áp cung cấp bốn pha ba pha tương ứng với 1 y nối tiếp, y song song , delta trong chuỗi sơ đồ đấu dây, song song delta)
3 Sử dụng điện trở bậc xuống đặt vào cuộn dây để giảm dòng khởi động
Một trong những biện pháp để giảm ứng suất là đặt điện trở rmm mắc nối tiếp với cuộn dây stato khi khởi động. Vai trò của rmm trong trường hợp này là giảm điện áp đặt vào mỗi pha của cuộn dây stato.
Tương tự như thay đổi sơ đồ đấu dây để giảm dòng khởi động, giảm điện áp đặt vào cuộn dây stato cũng sẽ làm giảm mômen khởi động. Vì đặc tính mômen tỷ lệ với bình phương điện áp đặt vào động cơ. Thông thường ta chọn mức giải nén cho động cơ: 80%, 64%, 50%, tương ứng với các mức giải nén này, mô men mở máy chỉ khoảng 65%, cung cấp là 50% và 25% giá trị mô men khởi động trực tiếp định mức cho cuộn dây stato.
Phương pháp này làm giảm dòng điện và cải thiện hệ số công suất. Trong động cơ rôto dây quấn, 3 vòng trượt được nối với dây quấn rôto. Sơ đồ mạch điện như hình dưới đây, và điện trở được mắc nối tiếp với cuộn dây rôto thông qua vòng trượt.
Khi khởi động, điện trở được điều chỉnh đến giá trị lớn nhất. Do đó, tổng trở của rôto sẽ giảm dần khi giá trị điện trở và gia tốc của rôto giảm dần. Tuy nhiên, trong quá trình tăng tốc của động cơ, mômen động cơ vẫn ở giá trị cực đại. Điện trở giảm xuống 0 và động cơ chạy ở tốc độ định mức.
4 Sử dụng cuộn cảm để giảm dòng khởi động để giảm điện áp đặt vào cuộn dây
Khi khởi động, các cuộn dây stato được mắc nối tiếp với điện kháng. Khi đó điện áp giảm trên các cuộn dây stato giảm, nhưng mômen giảm khi mômen quay tỉ lệ với bình phương điện áp.
Dấu đầu dòng
dưới đây là một ví dụ về mạch khởi động phản kháng sử dụng hai bộ ngắt mạch d1 và d2. Đóng cầu dao d1 khi khởi động và đóng cầu dao d2 sau khi tắt máy để động cơ chạy bình thường.
Trong trường hợp này, để giảm điện áp đặt vào cuộn dây stato khi khởi động. Ta nối điện cảm (có giá trị điện kháng) xmm vào cuộn dây stato.
Do bản chất của mô-men xoắn, thường tỷ lệ với điện áp cung cấp cho động cơ, chúng tôi thường chọn định mức giải nén của động cơ: 80%, 64% và 50%. Khi cấp trực tiếp vào cuộn dây stato đúng điện áp định mức tương ứng với các cấp này thì mômen xoắn chỉ đạt khoảng 65%, 50% và 25% giá trị mômen khởi động.
5 Sử dụng máy biến áp tự làm mát để giảm dòng khởi động
Dùng rmm hoặc xmm để giảm dòng khởi động, dòng khởi động qua cuộn dây cũng là dòng qua dây tải điện. Khi đặt máy biến áp hạ bậc vào cuộn dây stato lúc khởi động, dòng khởi động qua cuộn dây là rất nhỏ, nhưng dòng điện này chỉ xuất hiện ở phía thứ cấp của máy biến áp, và dòng điện qua đường dây dẫn điện là dòng điện qua đường dây điện. sơ đẳng. máy biến áp.
Với máy biến áp hạ bậc, dòng điện phía sơ cấp sẽ có giá trị thấp hơn dòng điện phía thứ cấp. Kết luận, khi sử dụng máy biến áp hạ bậc để giảm dòng khởi động thì dòng khởi động qua đường dây sẽ thấp hơn so với khi sử dụng phương pháp giảm dòng là rmm hoặc xmm.
Khi sử dụng máy biến áp hạ bậc để giảm dòng khởi động, máy biến áp hoạt động trong thời gian ngắn; chúng ta có thể sử dụng một trong các máy biến áp tự ngẫu sau:
- Bộ biến áp tự động ba pha ba cột
- Bộ biến áp tự động ba pha.
Tương tự như tình huống liệt kê ở trên, máy biến áp bậc xuống được bố trí với nhiều cấp điện áp đầu ra, tương ứng với 80%, 64% và 50% giá trị mômen khởi động trực tiếp, tương ứng khoảng 65% mômen khởi động trực tiếp. 50%, 25% (khi nguồn điện được cấp trực tiếp cho stato với đầu vào định mức chính xác).
6 cách khởi động động cơ của bạn bằng Soft Starter
Bộ khởi động mềm là một thiết bị được thiết kế đặc biệt để khởi động động cơ không đồng bộ ba pha lồng sóc.
Cấu trúc bên trong của bộ khởi động mềm là một phần tử công suất bán dẫn scr, hoạt động như một van có thể điều khiển được. Khi khởi động, van scr dần dần mở ra, cho phép dòng điện chạy qua động cơ từ từ tăng tốc. Khi động cơ chạy bình thường, đóng công tắc tơ bên ngoài, không đóng công tắc tơ.
Thời gian để động cơ tăng tốc từ 0 đến tốc độ định mức được gọi là thời gian tăng tốc, có thể thay đổi được bằng cài đặt khởi động mềm. Ngoài ra, khởi động mềm còn có các chức năng khác như dừng mềm giúp động cơ giảm tốc độ theo thời gian dừng cài đặt trước. Chức năng bảo vệ quá dòng, bảo vệ quá áp khi khởi động.
Các phương pháp trên có một điểm chung, đó là khi giảm điện áp thì mômen khởi động cũng sẽ giảm đi rất nhiều. Phương pháp sau thay đổi dòng điện khởi động bằng cách thay đổi tần số và điện áp mà không làm thay đổi tỷ số v / f, giữ cho mômen không đổi.
Sử dụng biến tần
Biến tần là một thiết bị đặc biệt điều khiển tốc độ của động cơ ba pha bằng cách thay đổi tần số dòng điện. Các chức năng bổ sung của bộ biến tần được sử dụng để khởi động mềm, dừng mềm và đảo chiều động cơ. Ngoài ra còn có các chức năng bảo vệ khác nhau như bảo vệ quá áp, bảo vệ quá áp, bảo vệ ngược pha, mất pha, bảo vệ quá dòng …
Nguyên lý hoạt động của bộ nghịch lưu là biến đổi điện áp một chiều thành điện áp xoay chiều có thể thay đổi tần số nên được gọi là bộ nghịch lưu. Điện áp nguồn AC được chỉnh lưu thành điện áp DC, được lọc và ổn định, sau đó được chuyển đổi thành nguồn AC.
Với sự phát triển của công nghệ điện tử công suất ngày nay, biến tần đang phát triển theo hướng thu nhỏ và giá thành rẻ.
Tại sao lại chạy động cơ ở chế độ sao trước?
Mục đích chính là giảm tải áp của dòng điện. Giảm dòng khởi động xuống một phần ba dòng định mức. Nó đã bắt đầu ổn định sau một thời gian. Chúng ta nên chuyển sang chế độ tam giác (tăng u và i) để thiết bị tiếp tục hoạt động.
Như chúng ta đã biết, mạch sao-tam giác được chia thành mạch sao-tam giác kín và mạch tam giác hình sao hở.
- Wye-delta đóng: Khi động cơ khởi động với star-delta đóng, thời gian ở trạng thái ổn định để chuyển đổi từ star-delta sẽ tự động hoàn thành mà không cần chúng tôi ngắt kết nối động cơ từ dòng. Một điện trở sẽ được kết hợp với một công tắc tơ để triệt tiêu dòng điện trong quá trình chuyển đổi.
- Mạch hở tam giác hình sao : Động cơ sử dụng mạch hở tam giác hình sao để khởi động, được sử dụng rộng rãi và phổ biến nhất. Trong quá trình chuyển đổi từ chế độ sao sang chế độ đồng bằng, các cuộn dây của động cơ luôn mở và không cần thêm dụng cụ hoặc thiết bị để giảm điện áp.
8. Mạch sao-tam giác được sử dụng ở đâu? Trong lĩnh vực nào?
Bộ khởi động sao-tam giác được sử dụng rộng rãi trong các động cơ công suất trung bình và cao. Ví dụ:
- Trong lĩnh vực xử lý nước hoặc nhà máy xử lý nước: bơm tưới tiêu, bơm dầu thủy lực hoặc sử dụng bơm nước trong chữa cháy …
- Khởi động thiết bị quạt tạo sự thông thoáng cho nhà xưởng, bãi đậu xe , Đường hầm thiết bị …
- Khởi động các máy nén khí, máy thổi khí …
li>