Do cấu tạo chắc chắn và dễ điều khiển, động cơ không đồng bộ ba pha được ưa chuộng rộng rãi hơn nhiều động cơ khác cho Các ứng dụng điều khiển động cơ AC . Động cơ ba pha này chịu trách nhiệm cho các hoạt động tải lớn hơn trong một số ứng dụng như vận thăng hàng hóa và thang máy, băng tải, máy nén, máy bơm, hệ thống thông gió, bộ điều khiển quạt công nghiệp, v.v.

Động cơ ba pha

Với việc phát minh ra bộ truyền động tốc độ có thể điều chỉnh và một số các loại khởi động động cơ , động cơ ba pha đã trở thành bộ truyền động thuận lợi cho các ứng dụng tốc độ thay đổi. Vì những động cơ này rất quan trọng trong việc truyền động có tải, nên điều quan trọng là phải đảm bảo an toàn và bảo vệ chúng khỏi dòng khởi động, quá tải, ngắt quãng đơn, quá nhiệt và các tình trạng lỗi khác. Trước khi đi vào chi tiết của các động cơ này và hệ thống bảo vệ của chúng, chúng ta hãy xem xét cơ bản về động cơ ba pha.

Động cơ AC ba pha

Động cơ ba pha hoặc nhiều pha chủ yếu có hai loại: động cơ cảm ứng hoặc động cơ không đồng bộ và động cơ đồng bộ. Động cơ đồng bộ là loại động cơ đặc biệt được sử dụng trong các ứng dụng tốc độ không đổi, trong khi hầu hết các động cơ được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp là loại cảm ứng. Bài viết này chỉ tập trung vào ba giai đoạn động cơ cảm ứng và sự bảo vệ của nó .

Cấu tạo của động cơ cảm ứng

Các động cơ này là động cơ cảm ứng kiểu vòng quay lồng sóc và vòng trượt. Cảm ứng ba pha động cơ bao gồm một stato và một rôto , và không có kết nối điện giữa hai thứ này. Các stato và rôto này được tạo thành từ các vật liệu lõi có từ tính cao với ít tổn thất từ trễ và dòng điện xoáy hơn. Stator bao gồm các cuộn dây ba pha được đặt chồng lên nhau lệch pha 120 độ. Các cuộn dây này được kích thích bởi nguồn cung cấp chính ba pha.

“bộ chuyển đổi điện áp dc sang dc ”

Rôto động cơ xoay chiều ba pha này khác với động cơ cảm ứng vòng trượt và động cơ cảm ứng lồng sóc. Trong động cơ lồng sóc, rôto gồm các thanh nhôm hoặc đồng nặng được nối ngắn ở hai đầu của rôto hình trụ. Trong động cơ cảm ứng kiểu vành trượt, rôto bao gồm các cuộn dây ba pha được đấu vào bên trong ở một đầu, các đầu còn lại được đưa ra bên ngoài và nối với các vành trượt lắp trên trục rôto, như thể hiện trong hình. . Với sự trợ giúp của chổi than, một bộ lưu biến được kết nối với các cuộn dây này để phát triển mô-men xoắn khởi động cao.

Nguyên lý hoạt động: Bất cứ khi nào nguồn ba pha được cấp cho cuộn dây stato ba pha, thì trong nó sẽ tạo ra một từ trường quay với 120 độ dịch chuyển có độ lớn không đổi và quay với tốc độ đồng bộ. Từ trường thay đổi này truyền đến dây dẫn rôto gây ra dòng điện trong dây dẫn rôto theo định luật Faradays về cảm ứng điện từ. Khi các dây dẫn của rôto bị ngắn mạch, dòng điện bắt đầu chạy qua các dây dẫn này.

Theo định luật Lenz, những dòng điện cảm ứng này chống lại nguyên nhân tạo ra nó, tức là từ trường quay. Kết quả là, rôto bắt đầu quay cùng chiều với từ trường quay. Tuy nhiên, tốc độ rôto phải nhỏ hơn tốc độ stato - nếu không, không có dòng điện nào được tạo ra trong rôto vì tốc độ tương đối của từ trường của rôto và stato là lý do cho chuyển động của rôto. Sự khác biệt này giữa trường stato và rôto được gọi là độ trượt. Do sự chênh lệch tốc độ tương đối này giữa stato và rôto, động cơ 3 pha này được gọi là máy điện không đồng bộ.

Các loại bảo vệ cần thiết cho động cơ cảm ứng

Động cơ cảm ứng ba pha chiếm 85% công suất lắp đặt của hệ thống truyền động công nghiệp. Do đó, việc bảo vệ các động cơ này là cần thiết cho hoạt động đáng tin cậy của tải. Các hư hỏng của động cơ chủ yếu được chia thành ba nhóm: điện, cơ và môi trường. Ứng suất cơ học gây ra hiện tượng quá nhiệt dẫn đến hao mòn vòng bi rôto, trong khi tải trọng cơ học quá mức gây ra dòng điện nặng và do đó dẫn đến tăng nhiệt độ. Sự cố điện do các lỗi khác nhau gây ra như lỗi pha-pha và pha-đất, một pha, quá áp và thấp áp, mất cân bằng điện áp và dòng điện, dưới tần số, v.v.

Khởi động dòng điện của động cơ cảm ứng

Ngoài các hệ thống bảo vệ động cơ đối với các lỗi nêu trên, cũng cần sử dụng bộ khởi động động cơ ba pha để hạn chế dòng sao của động cơ cảm ứng. Như chúng ta đã biết - trong mọi máy điện, khi nguồn cung cấp được cung cấp, có sự phản đối nguồn cung cấp này bởi EMF cảm ứng - được gọi là EMF trở lại. Điều này hạn chế việc vẽ hiện tại của máy, nhưng lúc đầu, EMF bằng 0 vì nó tỷ lệ thuận với tốc độ của động cơ. Và do đó, dòng điện cực lớn của EMF bằng không quay trở lại sẽ được động cơ rút ra khi khởi động và điều này sẽ gấp 8-12 lần dòng điện đầy tải như trong hình.

Để bảo vệ động cơ khỏi dòng điện đánh dấu cao, có sẵn các phương pháp đánh dấu khác nhau như giảm điện áp, điện trở rôto, DOL, star-delta starter , bộ biến áp tự động, bộ khởi động mềm, v.v. Và, để bảo vệ động cơ khỏi các lỗi đã thảo luận ở trên, nhiều thiết bị bảo vệ khác nhau như rơ le, bộ ngắt mạch, công tắc tơ và các bộ truyền động khác nhau được thực hiện.
Đây là một số hệ thống bảo vệ cho động cơ cảm ứng ba pha chống lại dòng khởi động, quá nhiệt và các lỗi đơn pha bằng cách sử dụng vi điều khiển cho các ứng dụng cấp thấp để các bạn sinh viên hiểu rõ hơn.

Khởi động mềm điện tử cho động cơ cảm ứng 3 pha

Điều này khởi động mềm của động cơ cảm ứng là phương pháp khởi động hiện đại làm giảm ứng suất cơ và điện gây ra trong bộ khởi động DOL và sao-tam giác. Điều này hạn chế dòng khởi động đến động cơ cảm ứng bằng cách sử dụng các thyristor.

Bộ khởi động động cơ 3 pha này bao gồm hai bộ phận chính: một bộ phận là bộ nguồn và bộ phận điều khiển còn lại. Khối nguồn bao gồm các SCR nối tiếp nhau cho mỗi pha và chúng được điều khiển bởi logic được thực hiện trong mạch điều khiển. Khối điều khiển này bao gồm một mạch cắt ngang điện áp bằng không với các tụ điện để tạo ra thời gian trễ.

Khởi động mềm điện tử cho động cơ cảm ứng 3 pha

Trong sơ đồ khối trên, khi nguồn cung cấp ba pha được cung cấp cho hệ thống, mạch điều khiển sẽ chỉnh lưu từng nguồn cung cấp pha, điều chỉnh nó và so sánh với điện áp giao nhau bằng không bởi bộ khuếch đại hoạt động. Đầu ra Op-Amp này điều khiển bóng bán dẫn, bóng bán dẫn này chịu trách nhiệm tạo ra độ trễ thời gian khi sử dụng tụ điện. Sự phóng điện của tụ điện này cho phép một đầu ra Op-Amp khác trong một thời gian nhất định để các bộ cách ly Opto được điều khiển trong khoảng thời gian đã trôi qua này. Trong thời gian này, đầu ra optoisolator kích hoạt các thyristor nối tiếp và, đầu ra áp dụng cho động cơ bị giảm trong thời gian này. Sau thời gian bắt đầu này, một điện áp đầy đủ được áp dụng cho động cơ cảm ứng và do đó, động cơ chạy ở tốc độ tối đa. Bằng cách này, việc kích hoạt điện áp bằng không trong một khoảng thời gian nhất định khi khởi động động cơ cảm ứng có chủ ý làm giảm dòng khởi động khởi động của động cơ cảm ứng.

Hệ thống bảo vệ động cơ cảm ứng

Hệ thống này bảo vệ động cơ xoay chiều 3 pha từ pha đơn lẻ và quá nhiệt. Khi bất kỳ giai đoạn nào bị mất, hệ thống này sẽ nhận ra nó và ngay lập tức tắt động cơ được cấp điện bằng nguồn điện.

Hệ thống bảo vệ động cơ cảm ứng

Tất cả ba pha được chỉnh lưu, lọc và điều chỉnh và được cấp cho bộ khuếch đại hoạt động trong đó điện áp nguồn này được so sánh với một điện áp nhất định. Nếu bất kỳ pha nào bị bỏ lỡ, thì nó sẽ cung cấp điện áp bằng không ở đầu vào Op-amp, và do đó, nó cung cấp mức logic thấp cho bóng bán dẫn, điều này tiếp tục khử năng lượng cho rơle. Do đó, rơ le chính bị tắt và nguồn điện đến động cơ bị gián đoạn.

Tương tự, khi nhiệt độ của động cơ vượt quá một giới hạn nhất định, đầu ra bộ khuếch đại hoạt động khử năng lượng rơ le thích hợp ngay cả khi rơ le chính cũng bị tắt. Bằng cách này, các lỗi pha đơn lẻ và tình trạng quá nhiệt có thể được khắc phục trong động cơ cảm ứng.

Đây là tất cả về hệ thống bảo vệ động cơ ba pha chống lại dòng khởi động, phân kỳ đơn và quá nhiệt. Chúng tôi thừa nhận rằng thông tin được cung cấp trong bài viết này là hữu ích cho bạn để hiểu rõ hơn về khái niệm này. Hơn nữa, mọi trợ giúp cho việc thực hiện các dự án này hoặc các dự án khác, bạn có thể liên hệ với chúng tôi bằng cách bình luận bên dưới.

Tín ảnh