Luận văn tốt nghiệp: Phương pháp khởi động động cơ dị bộ 3 pha với bộ khởi động mềm ABB

• Tác giả: Đinh Đắc Quang
• Người hướng dẫn: ThS. Đinh Thế Nam
• Trường học: Trường Đại Học Quản Lý Và Công Nghệ Hải Phòng
• Chuyên ngành: Điện Tự Động Công Nghiệp
• Đề tài: Khởi Động Động Cơ Dị Bộ 3 Pha Bằng Bộ Khởi Động Mềm ABB
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hải Phòng

• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: ĐỘNG CƠ DỊ BỘ BA PHA
• 1.1. Máy điện không đồng bộ (dị bộ) 3 pha
• 1.2. Loại rotor dây quấn
• 1.3. Loại rotor lồng sóc (ngắn mạch)
• 1.4. Nguyên lý làm việc của máy điện dị bộ
• 1.5. Ứng dụng của động cơ không đồng bộ
• 2. CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ DỊ BỘ BA PHA
• 2.1. Khởi động trực tiếp
• 2.2. Khởi động gián tiếp
• 2.2.1. Khởi động động cơ dị bộ roto dây quấn
• 2.2.2. Khởi động động cơ dị bộ roto lồng sóc
• 2.2.3. Phương pháp giảm điện áp mở máy
• 2.2.4. Khởi động bằng phương pháp cuộn kháng
• 2.2.5. Khởi động bằng phương pháp sử dụng máy biến áp tự ngẫu
• 2.2.6. Khởi động bằng phương pháp sử dụng nối sao – tam giác (Y-∆)
• 2.2.7. Khởi động bằng phương pháp tần số
• 2.2.8. Khởi động động cơ có rãnh sâu và động cơ hai rãnh
• 3. CHƯƠNG 3: TÌM HIỂU ỨNG DỤNG BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM CỦA ABB TRONG VIỆC KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ
• 3.1. Nguyên lý khởi động mềm
• 3.1.1. Khái niệm về khởi động mềm
• 3.1.2. Cấu trúc bộ khởi động mềm
• 3.1.3. Các chế độ làm việc của bộ khởi động mềm
• 3.1.3.1. Chế độ mode 1: Start Ramp
• 3.1.3.2. Chế độ mode 2: Kick Start
• 3.1.3.3. Chế độ mode 3: Khởi động có giám sát dòng
• 3.1.3.4. Chế độ dừng mềm
• 3.2. Bộ khởi động mềm của hãng ABB
• 3.2.1. Nguyên lý hoạt động của bộ khởi động mềm ABB
• 3.2.2. Ưu, nhược điểm
• 3.2.3. Ứng dụng thực tế của bộ khởi động mềm ABB
• 3.2.3.1. Quạt ly tâm
• 3.2.3.2. Hệ thống làm mát/hút bụi bằng không khí
• 3.2.3.3. Hệ thống băng tải nặng
• 3.3. Mạch khởi động hai động cơ có công suất 800KW sử dụng bộ khởi động mềm PST của ABB
• 3.3.1. Mạch động lực
• 3.3.2. Tính chọn mạch động lực
• 3.3.3. Mạch điều khiển
• 3.3.4. Kiểm nghiệm đánh giá
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Động cơ dị bộ 3 pha

Động cơ dị bộ 3 pha là loại máy điện xoay chiều, hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ. Động cơ này có cấu trúc đơn giản, bao gồm phần tĩnh (stator) và phần quay (rotor). Động cơ dị bộ 3 pha thường được sử dụng trong công nghiệp nhờ vào hiệu suất cao và độ tin cậy. Có hai loại rotor chính: rotor dây quấn và rotor lồng sóc. Rotor dây quấn có khả năng điều chỉnh tốt hơn, trong khi rotor lồng sóc có cấu tạo đơn giản và chi phí thấp hơn. Việc lựa chọn loại rotor phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng. Động cơ dị bộ 3 pha có thể hoạt động ở nhiều công suất khác nhau, từ vài watt đến hàng megawatt, và điện áp từ 100V đến 6000V. Sự phát triển của động cơ này đã góp phần quan trọng vào sự tiến bộ của công nghiệp hiện đại.

1.1. Nguyên lý làm việc của máy điện dị bộ

Nguyên lý làm việc của máy điện dị bộ 3 pha dựa trên sự tương tác giữa từ trường quay và dòng điện trong rotor. Khi cung cấp điện cho stator, từ trường quay được tạo ra, cắt qua các thanh dẫn của rotor, sinh ra sức điện động và dòng điện trong rotor. Sự tương tác giữa dòng điện trong rotor và từ trường tạo ra momen quay, khiến rotor quay. Tốc độ quay của rotor luôn nhỏ hơn tốc độ quay của từ trường, tạo ra độ trượt. Động cơ dị bộ 3 pha có nhiều ứng dụng trong công nghiệp, từ máy bơm đến máy công cụ, nhờ vào khả năng hoạt động ổn định và hiệu suất cao.

II. Các phương pháp khởi động động cơ dị bộ 3 pha

Khởi động động cơ dị bộ 3 pha có thể thực hiện qua nhiều phương pháp khác nhau, mỗi phương pháp có ưu và nhược điểm riêng. Phương pháp khởi động trực tiếp là cách đơn giản nhất, nhưng dòng khởi động lớn có thể gây hại cho động cơ và lưới điện. Phương pháp khởi động gián tiếp, như sử dụng cuộn kháng hoặc máy biến áp tự ngẫu, giúp giảm dòng khởi động và bảo vệ động cơ. Việc lựa chọn phương pháp khởi động phù hợp phụ thuộc vào công suất động cơ và yêu cầu cụ thể của ứng dụng. Các phương pháp khởi động hiện đại như khởi động mềm cũng đang được áp dụng rộng rãi, giúp cải thiện hiệu suất và độ an toàn trong quá trình khởi động.

2.1. Khởi động trực tiếp

Khởi động trực tiếp là phương pháp đơn giản nhất, chỉ cần nối động cơ vào lưới điện mà không cần thiết bị phụ trợ. Tuy nhiên, dòng khởi động lớn có thể gấp 4 đến 8 lần dòng định mức, gây ra nhiệt độ cao và sụt áp lưới điện. Phương pháp này chỉ nên áp dụng cho động cơ có công suất nhỏ và khi momen cản trên trục động cơ thấp. Nếu quán tính của máy lớn, thời gian khởi động có thể kéo dài, dẫn đến nguy cơ cháy cầu chì bảo vệ. Do đó, khởi động trực tiếp không phù hợp cho các ứng dụng nặng.

III. Tìm hiểu ứng dụng bộ khởi động mềm của ABB trong việc khởi động động cơ

Bộ khởi động mềm của ABB là giải pháp hiệu quả cho việc khởi động động cơ dị bộ 3 pha. Bộ khởi động này giúp giảm dòng khởi động, bảo vệ động cơ và lưới điện. Nguyên lý hoạt động của bộ khởi động mềm dựa trên việc điều chỉnh điện áp cung cấp cho động cơ, cho phép khởi động mượt mà và giảm thiểu tác động đến hệ thống điện. Các chế độ làm việc của bộ khởi động mềm bao gồm Start Ramp, Kick Start và chế độ dừng mềm. Việc sử dụng bộ khởi động mềm không chỉ nâng cao hiệu suất động cơ mà còn kéo dài tuổi thọ của thiết bị, giảm chi phí bảo trì và tăng độ tin cậy trong hoạt động.

3.1. Nguyên lý hoạt động của bộ khởi động mềm

Bộ khởi động mềm hoạt động bằng cách điều chỉnh điện áp cung cấp cho động cơ trong quá trình khởi động. Điều này giúp giảm dòng khởi động và momen khởi động, từ đó bảo vệ động cơ khỏi các tác động tiêu cực. Bộ khởi động mềm có thể hoạt động ở nhiều chế độ khác nhau, cho phép người dùng tùy chỉnh theo yêu cầu cụ thể của ứng dụng. Việc sử dụng bộ khởi động mềm không chỉ giúp khởi động động cơ một cách an toàn mà còn cải thiện hiệu suất làm việc của hệ thống.