Bài 1: LÀM QUYEN VỚI THIẾT BỊ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP (TT)

a)           Áp tô mát

Ø   Khái niệm

Là loại khí cụ điện dùng để đóng ngắt điện bằng tay nhưng có thể tự động ngắt mạch điện khi có sự cố quá tải hoặc ngắn mạch.

Theo cơ cấu tác động tự ngắt người ta chia ra 3 loại sau:

§    Áp tô mát nhiệt: tác động nhờ cơ cấu điện-nhiệt, như vậy thời gian tác động sẽ rất chậm. Loại này thường dùng để bảo vệ quá tải.

§    Ap tô mát điện từ: tác động nhờ cơ cấu điện -từ , như vậy thời gian tác động sẽ rất nhanh. Loại này thường dùng để bảo vệ ngắn mạch.

§    Ap tô mát điện từ nhiệt

Theo kết  cấu người ta chia ra làm các loại sau:

§    Ap tô mát 1 cực

§    Ap tô mát 2 cực

§    Ap tô mát 3 cực

Theo điện áp sử dụng người ta chia ra làm các loại sau:

§    Ap tô mát một pha (có 1 hoặc 2 cực)

§    Ap tô mát ba pha (có 3 cực)

Theo công dụng người ta chia làm các loại sau:

§    Ap tô mát dòng cực đại

§    Ap tô mát điện áp thấp

§    Ap tô mát chống giật

§    Ap tô mát đa năng…

Ø   Cấu tạo và nguyên lý làm việc của áp tô mát dòng cực đại và điện áp thấp

Cấu tạo chung

Hình dáng và cấu tạo của một áp tô mát ba pha thông thường hình 1.4. Tuỳ theo chức năng cụ thể mà áp tô mát có thể  có đầy đủ hoặc một số bộ phận chính như sau:

§    Hệ thống tiếp điểm và bộ phận dập hồ quang

§    Cơ cấu tác động (cơ cấu ngắt mạch) nhiệt: cơ cấu này làm nhiệm vụ ngắt mạch khi quá tải, hoạt động dựa trên sự co giãn vì nhiệt của thanh lưỡng kim tương tự như rơ le nhiệt thông thường.

§    Cơ cấu tác động điện từ: cơ cấu này gồm 1 nam châm điện (cuộn dây điện từ và lõi thép) làm nhiệm vụ ngắt mạch khi có hiện tượng ngắn mạch, hoạt động tương tự rơ le điện từ. Về nguyên tắc khi có hiện tượng ngắn mạch thì cơ cấu tác động điện từ sẽ tác động trước, vì vậy nếu 1 áp tô mát được trang bị cả hai cơ cấu trên thì dòng điện tác động tức thời phải có giá trị lớn hơn nhiều dòng điện tác động chậm.

Hình 1.4

Ø   Nguyên lý làm việc của áp tô mát dòng cực đại

Xem nguyên lý cấu tạo trên hình 1.5.

Hình 1.5.

-                Khi đóng áp tô mát bằng tay thì các tiếp điểm (2) của áp tô mát đóng lại để cấp điện cho phụ tải làm việc.

-                Khi mạch điện bị quá tải, dòng điện quá tải chạy qua phần tử đốt nóng (8) lớn hơn bình thường. Nó sẽ đốt nóng thanh lưỡng kim làm cho thanh lưỡng kim bị cong lên tác động vào đòn bẩy số (4). Đòn bẩy (4) sẽ đập và lẫy (7), mở ngàm (3), lò xo (1) kéo tiếp điểm (2) mở ra – mạch điện bị cắt.

-                Thời gian mở tiếp điểm (2) phụ thuộc vào dòng điện quá tải, dòng điện càng lớn thời gian cắt càng nhanh.

-                Trường hợp phụ tải bị ngắn mạch, dòng điện rất lớn đi qua cuộn dây (5) (tiết diện dây lớn, ít vòng) lập tức hút đòn bẩy (4) tác động làm cho ngàm (3) mở, lò xo (1) kéo tiếp điểm (2)mở ra. Như vậy mạch điện bị cắt tức thời nhờ lực điện từ của cuộn dây (5).

-                Trường hợp mất điện nguồn hoặc điện áp thấp thì lực hút của cuộn dây điện áp (9) (dây nhỏ nhiều vòng) sẻ không thắng lực kéo của lò xo làm đòn (6) bật lên, tác động vào lẫy (7) mở ngàm (3) – tự động ngắt điện khi điện áp thấp hoặc mất điện.

Lưu ý: trên sơ đồ hình 1.5 chỉ minh hoạ cơ cấu tự ngắt của 1 pha, cơ cấu tự ngắt của các pha còn lại tương tự.

Ø   Cấu tạo và nguyên lý làm việc của áp tô mát chống giật

-                Ap tô mát chống giật 1 pha:

·               Cấu tạo

Xem sơ đồ nguyên lý cấu tạo trên hình 1.6a,b.

·               Nguyên lý làm việc

-                Khi không có dòng rò từ dây pha, ta nhận thấy trị số dòng điện tức thời chạy qua dây pha và dây trung tính luôn bằng nhau (i_L=i_N) nhưng luôn ngược chiều nhau. Tương ứng từ thông do 2 dòng điện này sinh ra có cùng độ lớn và ngược chiều nhau nên từ thông tổng chạy trong lõi thép hình xuyến bị triệt tiêu:

o      F_T=F_L+F_N=0

-                Cuộn thứ cấp (8) sẽ không có điện áp cảm ứng cấp cho cuộn dây (6). Hệ thống giữ nguyên trạng thái, phụ tải làm việc bình thường.

-                Khi có người hoặc vật chạm vào dây pha sẽ xuất hiện dòng rò từ dây pha đi qua người hoặc vật xuống đất, khi đó trị số dòng điện chạy qua dây pha lớn hơn dây trung tính (I_L=I_R+I_N) và ngược chiều nhau. Tương ứng, từ thông do hai dòng điện này sinh ra có độ lớn và chiều khác nhau nên từ thông tổng chạy trong lõi thép hình xuyến không bị triệt tiêu (F_T=F_L+F_N>0). Cuộn thứ cấp (8) có điện áp cảm ứng cấp cho cuộn dây (6). Cuộn (6) sẽ hút lõi thép (5), tác động vào lẫy (3) mở ngàm (2) mạch điện tự động cắt điện.

-                Tuy nhiên, nếu có hiện tượng rò điện ở mạch điện phía trên áp tô mát thì dòng I_L và dòng I_N vẫn bằng nhau, áp tô mát sẽ không tự ngắt.

-                Đối với áp tô mát chống giật dây trung tính của phụ tải phải được đấu vào cực dưới của áp tô mát. Còn nếu dây trung tính được đấu ở vị trí khác (cực phía trên hoặc nối đất chẳng hạn) thì áp tô mát sẽ ngắt ngay khi ta đóng mạch điện

Hình 1.6

-                Người ta có thể quấn cuộn sơ cấp của lõi thép vài vòng để tăng độ nhạy cho áp tô mát hoạt động hoặc dùng mạch điện tử. Hình 1.7 giới thiệu hình dáng và sơ đồ mạch điện của áp tô mát chống giật 1 pha hiệu F362 của Mỹ sản xuất.

Hình 1.7.

·               Nguyên lý hoạt động như sau:

-                Khi có người hoặc vật chạm vào dây pha, chỉ cần xuất hiện dòng rò rất nhỏ (cỡ mA) từ dây pha qua người hoặc xuống đất làm xuất hiện trên cuộn thứ cấp một điện áp cảm ứng. Điện áp này sẽ kích vào chân G của thyristor (SCR) làm SCR dẫn. Tuy SCR dẫn dòng điện một chiều nhưng nhờ cầu diode D1÷D4 mà chúng tạo thành khoá điện xoay chiều cấp điện cho cuộn hút (6) làm việc. Cụ thể:

-                Bán kỳ dương dòng điện chạy từ N⁺® cuộn dây (6) ® D₂® SCR® D₃® N^-

-                Bán kỳ âm dòng điện chạy từ N⁺® D₄® SCR® D₁® cuộn dây (6) ® L^-

-                Đối với SCR chỉ cần điện áp kích thích cỡ vài vol là SCR có thể dẫn, khi đó cuộn dây (6) có điện chạy qua (như phân tích trên) và áp tô mát tự ngắt mạch. Như vậy nhờ mạch điện tử mà độ nhạy của áp tô mát chống giật tăng lên rất nhiều.

-                Trong trường hợp muốn cắt khẩn cấp, ta có thể ấn vào nút ấn thường mở (K) để tạo ra sự chênh lệch về trị số dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp, lập tức áp tômát bị ngắt điện.

-                Trong mạch sử dụng SCR mã hiệu BT1690 và diode mã hiệu 1N4007.

·               Ap tô mát chống giật 3 pha:

Xem sơ đồ nguyên lý cấu tạo hình 1.8

-                Kết cấu tương tự áp tô mát chống giật 1 pha, chỉ khác là 3 dây pha và một dây trung tính đều lồng qua lõi thép. Nếu không có hiện tượng rò điện từ các dây pha thì dòng điện qua dây trung tính cân bằng tổng dòng điện qua các dây pha nên từ thông trong lõi thép bị triệt tiêu, cuộn thứ cấp khôngcó điện áp – áp tô mát làm việc bình thường. Nếu có hiện tượng rò điện từ một trong các dây pha thì dòng điện qua dây trung tính không cân bằng với tổng dòng điện qua các dây pha nên từ thông trong lõi thép không bị triệt tiêu, cuộn thứ cấp có điện áp Cuộn hút (6) làm việc, áp tô mát tự ngắt.

Hình 1.8.

Chú ý: khi chọn áp tô mát chống giật bạn phải chú ý đến một thông số rất là quan trọng đó là dòng rò (thường từ 30 – 50mA). Khi lắp đặt hệ thống điện ở nơi có độ ẩm cao, dễ gây tai nạn điện giật như trong nhà tắm, trạm bơm nước … bạn nên sử dụng áp tô mát này.

·               Thông số kỹ thuật và cách lựa chọn áp tô mát

Khi lựa chọn áp tô mát ta cần chú ý đến các thông số kỹ thuật chính như sau:

§    Dòng điện định mức của áp tô mát I_dm (A). Đây là dòng điện nhỏ nhất cho phép áp tô mát làm việc trong thời gian lâu dài mà không bị tác động (không bị ngắt). Dòng điện này không được nhỏ hơn dòng điện tính toán của phụ tải.

§    Dòng điện bảo vệ ngắn mạch của áp tô mát I_nm (A). Đây là dòng điện nhỏ nhất (tác động trong thời gian rất ngắn) đủ để làm cho áp tô mát tự ngắt. Chỉ những áp tô mát có kết cấu ngắt kiểu điện từ mới có các thông số này. Đối với áp tô mát loại này khi chọn để đóng ngắt động cơ thì dòng điện này không được nhỏ hơn dòng khởi động động cơ (I_nm>I_kđ).

§    Dòng điện bảo vệ quá tải của áp tô mát I_qt (A): dòng điện này có thể điều chỉnh được nhờ các vít điều chỉnh đặt bên trong áp tô mát. Thông thường nhà chế tạo đã chỉnh định sẵn và gắn keo, trong một số trường hợp ta có thể chỉnh lại theo giá trị sau.

                        I_qt = (1,1 ÷ 1,2).I_tt

§    Điện áp làm việc của áp tô mát: (điện áp định mức của áp tô mát). Điện áp này được chọn phụ thuộc vào điện áp của lưới điện mà áp tô mát sử dụng.

§    Số cực của áp tô mát: loại 1 cực, hai cực hay ba cực.

Bài 2: CÁC KỸ THUẬT CƠ BẢN KIỂM TRA ĐẤU NỐI ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA

2.1. XÁC ĐỊNH CỰC TÍNH CÁC ĐẦU DÂY ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU 3 PHA

2.1.1. Mục đích

-      Trình bày được bản chất và phương pháp xác định cực tính cuộn dây động cơ xoay chiều 3 pha.

-      Xác định được cực tính các cuộn dây của động cơ xoay chiều 3 pha khi bị mất dấu.

2.1.2. Tóm tắt lý thuyết

Như ta đã biết bộ dây quấn stato động cơ xoay chiều 3 pha gồm 3 cuộn dây giồng nhau và được đặt lệch nhau 120^o trên các rãnh của stato.

        Các cuộn dây này thường được ký hiệu là:

-                Cuộn dây AX tương ứng với pha A

-                Cuộn dây BY tương ứng với pha B

-                Cuộn dây CZ tương ứng với pha C

Theo quy luật lồng dây, các đầu đây ra có trật tự đầu đầu, đầu cuối (hay còn gọi là cực tính). Thường ký hiệu các đầu đầu là A, B, C còn các đầu cuối là X, Y, Z. Động cơ chỉ có thể hoạt động bình thường khi cực tính các đầu dây được xác định đúng. Nhưng trong thực tế ta gặp một số động cơ bị mất ký hiệu cực tính ở các đầu dây như đã quy ước. Do đó ta phải xác định lại.

Việc xác định có thể dung nguồn 1 chiều hoặc xoay chiều dựa trên nguyên lý sau:

2.1.2.1. Dùng nguồn xoay chiều

Giả sử một động cơ 3 pha có 3 cuộn dây đã được xác định cự tính. Ta sẽ biến động cơ thành một máy biến áp cảm ứng như hình 8-1a và 8-1b

-                Xét trường hợp (a) cuộn sơ cấp được tạo bởi hai cuộn dây pha nối tiếp cùng chiều (cuối cuộn nọ nối đầu cuộn kia). Khi cho dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn sơ cấp thì trên cuộn AX và BY  nhận được 2 từ thong tương ứng là Φ_a và Φ_b (chiều từ thông xác định nhờ quy tắc vặn nút chai)

Ta nhận thấy 2 từ thong này biến thiên, cùng móc vòng qua cuộn thứ cấp CZ, chúng lại cùng chiều nên từ thong tổng “móc” qua cuộn thứ cấp lớn nhất. Theo luật cảm ứng điện từ trong cuộn thứ cấp sẽ xuất hiện một sức điện động cảm ứng. Ta có thể kiểm tra sức điện động cảm ứng này bằng vôn mét hay bong đèn.

Tương tự,  xét trường hợp hình 8-1b: do 2 cuộn dây pha đấu ngược chiều nên từ thong móc vòng qua cuộn thứ cấp CZ bị triệt tiêu. Trong cuộn thứ cấp không có sức điện động cảm ứng, đèn sẽ không sang và vôn mét không hiển thị.

Qua phân tích trên ta có thể tìm được cách xác định cực tính của động cơ bằng nguồn xoay chiều nhưng có một số lưu ý sau:

-                Nguồn xoay chiều đưa vào thử chỉ nên lấy từ (20% - 50%) U_đm cuộn dây. Nếu động cơ công suất lớn càng lớn thì giá trị này lấy càng nhỏ.

-                Với một số động cơ công suất nhỏ (số vòng cuộn dây nhiều, tiết diện dây nhỏ, trở kháng cuộn dây lớn), công suất bong đèn lớn (điện trở bóng đèn nhỏ) nên bóng đèn có thể khống sang do phần lớn điện áp cảm ứng sụt trên cuộn dây. Trường hợp này ta phải dung vôn mét thay thế đèn.

-                Thời gian thử phải tiến hành nhanh chống để khỏi ảnh hưởng đến cuộn dây do bị phát nóng

2.1.2.2. Dùng nguồn một chiều

-                Nếu K đang ở trạng thái đóng chiều từ thong  Φ_a do pha A sinh ra được xác định như hình 8-2. Nếu ta đột ngột chuyển K sang trạng thái ngắt sẽ làm cho từ thông Φ_a qua cuộn BY giảm.

-                Theo định luật cảm ứng điện từ thì trong cuộn BY sẽ sinh ra sức điện động E_cư. Do từ thông Φ_a đang giảm nên từ thông Φ_b của dòng điện do E_cư sinh ra phải cùng chiều với Φ_a (để chống lại sự giảm). Vậy chiều của E_cư ở trạng thái K chuyển từ đóng sang ngắt được xác định như hình 8-2

ü   Kết luận: Nếu K chuyển từ trạng thái đóng sang ngắt mà điện áp cảm ứng có giá trị dương (kim vôn mét quay theo chiều dương của thang chia) thì đầu nối với cực (+) của vôn mét có cùng cực tính với đầu dây nối vào cực
(+) của nguồn một chiều.

v   Lưu ý:

-                Phương pháp này được áp dụng cho cả phương pháp xác định cực tính cuộn dây máy biến áp một pha hoặc bap ha.

-                Vì sức điện động cảm ứng rất nhỏ nên đồng hồ thử phải sử dụng loại mili vôn mét DC

2.1.3. NỘI DUNG THỰC HÀNH

2.1.3.1. Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị

1.1.3.2.      Sơ đồ thực hành

Hình 6-1

2.1.3.3. Các bước thực hiện

a)           Xác định cực tính bằng nguồn xoay chiều

Bước 1: Xác định hai đầu dây của từng cuộn dây pha của động cơ bằng ôm mét.

Bước 2: Chọn một pha bất kỳ làm pha A. Trong pha A ta lại chọn một đầu dây bất kỳ làm đầu đầu (đầu A), đầu còn lại là đầu cuối (đầu X).

Bước 3: Đấu nối tiếp pha A với 1 trong 2 pha còn lại (giả sử đó là pha B), pha thứ 3 đấu với đèn hoặc vôn mét. Xem hình 8-3a hoặc 8-3b

Bước 4: Đóng điện, quan sát hoạt động của vôn mét. Nếu:

-                Kim vôn mét nhích lên thì đầu nối với X  là đầu đầu của pha B (đầu B), đầu còn lại của pha B là đầu Y – hình 8-3a

-                Kim vôn mét đứng yên thì đầu nối với X là đầu cuối của pha B (đầu Y), đầu còn lại của pha B là đầu B – hình 8-3b

Bước 5: Đổi vị trí của pha C cho pha B, lập lại các bước 3,4 để tìm đầu C và Z

Bước 6: Hoạt động thử theo các bước sau:

-                Nối các cuộn dây của động cơ theo hình sao hoặc tam giác tùy theo ký hiệu ghi trên nhãn động cơ

-                Đóng nguồn điện

-                Quan sát dòng điện không tải các pha I_a, I_b, I_c ghi kết quả vào bảng

Đổi thứ tự đầu dây một pha bất kỳ (đổi đầu đầu cho đầu cuối). lặp lại bước 6

b)           Xác định cực tính bằng nguồn một chiều

-                Có thể xác định cực tính nguồn một chiều như sơ đồ hình 8-3c

2.1.4.CÂU HỎI KIỂM TRA

1.            Ý nghĩa của việc xác định cực tính động cơ?

2.            Phương pháp xác định cực tính ở trên dựa trên nguyên lý nào?

3.            Trong trường hợp không có ôm mét, chỉ có đèn thử và các phụ kiện khác, ta có thể xác định được cực tính của động cơ không? Nếu được hãy trình bày phương pháp xác định.

2.2. ĐẤU DÂY ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU BA PHA RÔ TO LỒNG SÓC

2.2.1. Mục đích

-      Trình bày được thông số trên nhãn động cơ điện

-      Hiểu được tình trạng hoạt động của động cơ bap ha khi bị mất pha.

-      Đấu nối được các cuộn dây của động cơ hình sao hoặc tam giác.

2.2.2.Tóm tắt lý thuyết

Trên nhãn động cơ thường ghi nhưng ký hiệu như sau:

2.2.2.1. Các ký hiệu trên nhãn động cơ

Δ/Υ - U_Δ/U_Υ (V) - I_Δ/I_Υ (A)

Kí hiệu trên có nghĩa là:

-                Khi điện áp dây của lưới điện 3 pha có giá trị là U_Δ thì cuộn dây của động cơ cần phải được đấu hình tam giác (hình 9-1b), dòng điện dây tương ứng khi đấu tam giác là:

I_dây = I_Δ (A)

-                Ngược lại khi điện áp dây của lưới điện 3 pha là có giá trị là U_Υ thì các cuộn dây động cơ cần phải đấu hình sao (hình 9-1a), dòng điện dây tương ứng khi đấu sao là:

I_dây = I_Υ (A)

Hình 7-1

Nhận xét:

Qua sơ đồ trên ta nhận thấy:

-                Điện áp pha định mức của động cơ (điện áp định mức của cuộn dây pha) có giá trị là U_Δ, dòng điện pha định mức của động cơ có giá trị là I_Υ

-                Bất luận trong trường hợp nào thì điện áp đặt trên một cuộn dây pha cũng phải bằng điện áp định mức (U_Δ), dòng điện tương ứng chạy qua cuộn dây là dòng điện pha định mức (I_Υ)

Ta luôn có tỉ số U_Δ/U_Υ = 1/√3 và I_Δ/I_Υ = √3

Ta cần chú ý điều này khi muốn đấu động cơ bap ha chạy lưới điện 1 pha

2.2.2.2. Các kí hiệu khác

Ngoài các kí hiệu chính như trên, trên nhãn động cơ còn có một số ký hiệu khác như:

P₂: Công suất trên trục động cơ (công suất cơ)

Δ: hiệu suất của động cơ

COS_φ: hệ số công suất

n: Tốc độ quay của trục động cơ

2.2.3.Nội dung thực hành

2.2.3.1. Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị

2.2.3.2. Sơ đồ thực hiện

Hình 7-2

2.2.3.3. Các bước thực hiện

Bước 1: Đấu mạch điện theo sơ đồ hình 9-1 (chú ý các cuộn dây được đấu hình sao)

Bước 2: Kiểm tra kỹ lại mạch

Bước 3: Hoạt động thử lần một theo trình tự các bước sau:

-                Quay nhẹ xem trục động cơ có bị kẹt không

-                Đóng điện nguồn

-                Quan sát chiều quay của động cơ và chỉ số trên am pe mét, vôn mét khi động cơ khởi động và khi tốc độ động cơ ổn định

-                Ghi kết quả vào bảng

Bước 4: Hoạt động thử lần hai theo trình tự các bước sau:

-                Ngắt điện

-                Đảo thứ tự hai trong ba dây pha và động cơ

-                Đóng điện nguồn

-                Quan sát chiều quay của động cơ và chỉ số trên am pe mét, vôn mét khi động cơ khởi động và khi tốc độ động cơ ổn định

-                Ghi kết quả và bảng

Lặp lại các bước 1, 2 ,3 ,4 với sơ đồ hình 9-2

2.2.4. CÂU HỎI KIỂM TRA

1.            Ý nghĩa các thông số trên nhãn động cơ xoay chiều 3 pha

2.            Chứng minh rằng khi đổi 2 trong 3 dây pha vào động cơ xoay chiều 3 pha thì từ trường cuộn dây stato đổi chiều

3.            Một động cơ xoay chiều 3 pha có nhãn sau:

Δ/Υ: 220/380V – 10/5.8A

P:         KW

f=50Hz

COS_φ = 0.85         η= 86%

n=2880 vòng/phút

-                Hãy tính công suất cơ và công suất điện của động cơ trên

-                Hãy đấu động cơ trên và lưới điện 220/380V, 380/660V

-                Động cơ có thể hoạt động ở lưới điện xoay chiều 3 pha 127/220V được không? Tại sao?

2.3. ĐẤU DÂY ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU BA PHA RÔ TO LỒNG SÓC 2 TỐC ĐỘ

2.3.1. MỤC ĐÍCH

-      Trình bày được nguyên lý làm việc của động cơ xoay chiều 3 pha 2 cấp tốc độ

-      Đấu được động cơ hoạt động ở các tốc độ khác nhau

2.3.2. TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Động cơ xoay chiều 3 pha rô to lồng sóc 2 tốc độ có cấu tạo cơ bản giống động cơ 3 pha một tốc độ thông thường, chỉ khác phần dây quấn stato. Bằng cách thay đổi cách đấu nối các cuộn dây stato mà người ta có số cực khác nhau, từ đó sẽ đạt được các tốc độ khác nhau, theo công thức sau:

n = (1-s)  (vòng/phút)

Trong đó:

        n: Tốc độ rô to

        f: Tần số lưới điện

        p: số đôi cực của động cơ

        s: Hệ số trượt

Thông thường mỗi cuộn dây pha sẽ chia thành hai phần tử giống nhau về số vòng và tiết diện dây quấn, chỉ khác vị trí đặt dây quấn. Nguyên lý thay đổi số cực của động cơ như sơ đồ sau:

Hình 8-1

Nhìn vào sơ đồ ta nhận thấy:

-                Nếu 2 phần tử đấu nối tiếp ta sẽ có số cực 2P = 4

-                Nếu 2 phần tử đấu song song ta sẽ có số cực 2P = 2

Theo nguyên lý trên thì ta sẽ có hai dạng thay đổi tốc độ động cơ đó là:

-                Đổi nối cuộn dây từ kiểu sao nối tiếp (Υ) sang kiểu đấu sao song song (ΥΥ). Viết tắt là (Υ/ΥΥ)

-                Đổi nối cuộn dây từ kiểu sao nối tiếp (Δ) sang kiểu đấu sao song song (ΥΥ). Viết tắt là (Δ/ΥΥ)

Khi đấu nối động cơ  2 tốc độ, ta cần chú ý:

-                Mỗi cặp 2 phần tử của 1 pha (ví dụ như cặp 4C₁ – 2C₁ và 2C₁ – X của pha A) đã được đặt ở một vị trí nhất định trên rãnh stato để hình thành cực từ và tạo thành từ trường quay khi có dòng xoay chiều 3 pha đi vào cuộn dây stato. Trong bất cứ cách đấu nào thì dòng điện của 2 phần tử trong cùng một cuộn dây pha cũng phải cùng pha với nhau, vì vậy không thể ghép tùy ý 2 phần tử bất kỳ trong bộ dây quấn stato để tạo thành một pha được. Việc nhầm lẫn này xãy ra sẽ làm cho động cơ quá nóng, có tiếng gầm gừ khi hoạt động ở một tốc độ nào đó.

-                Kiểu đấu (Υ/ΥΥ) thì điện áp trên mỗi phần tử dây quấn sẽ giảm đi hai lần khi chuyển từ sao song song sang sao nối tiếp. Như vậy theo tính toán lý thuyết thì công suất điện tiêu thụ P1 sẽ giảm đi 4 lần. Đương nhiên công suất động cơ và mô men mở máy cũng bị giảm đáng kể.

2.3.3.Nội dung thực hành

2.3.3.1. Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị

2.3.3.2. Sơ đồ thực hiện

Hình 8-2

2.3.3.3. Các bước thực hiện

Bước 1: Tìm hiểu các thông số kỹ thuật trên nhãn động cơ

Bước 2: Đấu động cơ theo sơ đồ mạch điện hình 10-2a

Bước 3: Đo điện trở từng cặp, hai trong 3 pha R_4C1-4C2, R_4C1-4C3, R_4C2-4C3

Ghi kết quả vào bảng

Bước 4: Kiểm tra kỹ lại mạch điện

Bước 5: Hoạt động thử theo các bước sau:

-                Quay nhẹ xem trục động cơ có bị kẹt không

-                Đóng nguồn điện

-                Quan sát hoạt động của động cơ, đọc các giá trị dòng điện, điện áp trên am pe mét và vôn mét.

-                Dung đồng hồ tốc độ đo tốc độ trên trục động cơ. Ghi kết quả vào bảng.

-                Ngắt nguồn điện

Lặp lại các bước trên với sơ đồ 10-2b, 10-2c, 10-2d

2.3.4.Câu hỏi kiểm tra

1.            Với mỗi động cơ điện hãy xác định điện trở trên một phần tử dây quấn dựa vào kết quả đo ở trên?

2.            Nguyên lý thay đổi số cực của cuộn dây stato động cơ 3 pha rô to lồng sóc với tỉ lệ thay đổi số cực là  4/2. Mở rộng cho trường hợp tỉ lệ thay đổi số cực là  8/4

3.            Có thể đấu động cơ hai tốc độ kiểu Δ/ΥΥ như hình 10-3a, 10-3b được không? Tại sao?

Hình 8-3

2.4. ĐẤU  ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA CHAY LƯỚI ĐIỆN MỘT PHA

2.4.1. Mục đích

- Trình bày được các sơ đồ đấu dây động cơ bap ha chạy lưới điện một pha.

- Tính toán chọn được trị số tụ điện phù hợp từng sơ đồ đấu dây

- Đấu được động cơ xoay chiều 3 pha chạy lưới điện một pha.

2.4.2.Tóm tắt lý thuyết

Ø   Động cơ điện xoay chiều 3 pha có thể làm việc ở lưới điện một pha như động cơ một pha có phần tử mở máy hoặc động cơ một pha chạy tụ điện. Khi dung tụ điện mở máy thì động cơ có thể đạt đến 80% công suất định mức. Tuye nhiên, người ta thường áp dụng với động cơ 3 pha công suất nhỏ dưới 2 KW. Khi đó mỗi động cơ cần phải chọn sơ đồ đấu dây và trị số tụ điện phù hợp.

Ø   Nguyên tắc chuyển đổi các cuộn dây 3 pha sang hoạt động ở lưới điện một pha:

-                Điện áp định mức trên cuộn dây không đổi

-                Phải đặt 1 hay 2 cuộn dây pha thành cuộn làm việc, cuộn còn lại thành cuộn khởi động.

-                Trị số tụ được lựa chọn sao cho góc lệch pha giữa dòng điện qua tụ làm việc và dòng điện qua cuộn khởi động đạt xấp xỉ 90⁰.

-                Theo nguyên tắc trên tùy theo điện áp nguồn và điện áp định mức của cuộn dây pha mà ta có thể chọn 1 trong 4 sơ đồ sau.

Hình 9-1

Sơ đồ hình 11-1a và 11-1c áp dụng cho trường hợp điện áp lưới U_L bằng điện áp pha động cơ

Sơ đồ hình 11-1b và 11-1d áp dụng cho trường hợp điện áp lưới U_L bằng điện áp dây động cơ

Ví dụ: giả sử ta có động cơ 3 pha có mã hiệu: Δ/Υ 220/380V

Nếu điện áp nguồn để cắm động cơ (sau khi đấu thành động cơ 1 pha) là 220VAC thì ta có thể chon sơ đồ 11-1a hoặc 11-1c

Nếu điện áp nguồn để cắm động cơ (sau khi đấu thành động cơ 1 pha) là 380VAC thì ta có thể chon sơ đồ 11-1b hoặc 11-1d

Trị số tụ điện được chọ như sau:

Điện dung tụ làm việc: C_LV = K = I_fadm/U_L

Trong đó:

I_fadm là dòng điện pha định mức của động cơ (là trị số nhỏ trên nhãn động cơ:

U_L là điện áp nguồn một pha mà động cơ sẽ hoạt động khi đấu thành một pha

K là hệ số tính toán, phụ thuộc từng sơ đồ đấu dây. Cụ thể:

Sơ đồ hình 11-1a: K = 4800

Sơ đồ hình 11-1b: K = 2800

Sơ đồ hình 11-1c: K = 1600

Sơ đồ hình 11-1d: K = 2740

-                Điện áp tụ điện làm việc U_c > 1,5 U_L

-                Trị số tụ khởi động chọn theo tụ làm việc. Thông thường trị số tụ khởi động

C_KĐ = (2-10).C_LV

-                Điện áp tụ khởi động chọn tương đương với điện áp tụ làm việc

2.4.3.Nội dung thực hành

2.4.3.1. Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị

2.4.3.2. Sơ đồ thực hành

Các sơ đồ đấu dây hình 11-2a, 11-2b, 11-2c, 11-2d tương đương với sơ đồ nguyên lý hình 11-1a, 11-1b, 11-1c, 11-1d

Hình 11-2

2.4.3.3. Các bước thực hiện

Bước 1: Đọc kỹ các thông số trên nhãn động cơ.

Bước 2: Tính toán trị số tụ điện cho mỗi sơ đồ đấu dây.

Bước 3: Đấu mạch điện theo sơ đồ nguyên lý hình 11-1a, tham khảo them sơ đồ đấu dây hình 11-2a

Bước 4: Kiểm tra kỹ lại mạch điện

Bước 5: Hoạt động thử theo các bước sau:

-                Đóng áp tô mát nguồn

-                Đo điện áp trên 3 cuôn dây AX, BY, CZ ghi kết quả vào bảng

-                Cắt áp tô mát

Theo dõi hoạt động của động cơ. So sánh điện áp thực tế trên các cuộn dây pha với điện áp định mức trên nhãn động cơ, rút ra nhận xét.

Lặp lại bước 3, 4, 5 với sơ đồ 11-1b, 11-1c, 11-1d

-                Nếu điện áp thực tế trên mỗi cuộn dây vượt quá điện áp định mức 10% trở lên thì bạn cần phải kiểm tra lại cách đấu và điều chỉnh trị số tụ điện.

-                Tụ điện làm việc (làm việc ở chế độ dài hạn) nên ta phải chọ loại tụ dầu (chất dung môi là dầu) còn tụ khởi động chỉ làm việc ngắn hạn ta có thể chọ loại tụ hóa không cực tính để giảm cực tính và giá thành.

-                Sauk hi ngắt điện, trên tụ khởi động vẫn tích điện rất nguy hiểm. Bạn cần cho tụ phóng hết điện để bảo vệ an toàn hoặc bạn có thể đấu sẵn một điện trở khoảng 100K-1/2W song song với tụ điện này.

2.4.4.Câu hỏi kiểm tra

1.            Có thể thay thế điện trở bằng tụ điện được không? Tại sao?

2.            Điều kiện để động cơ 3 pha chạy ở lưới điện 1 pha là gì?

3.            Một động cơ xoay chiều 3 pha có nhãn hiệu sau:

Δ/Υ 220/380V – 1,73/1A

P: 0.5KW               f: 50Hz

COS_φ = 0.82           φ = 90⁰

n: 2880 vòng / phút

-                Hãy tính trị số tụ điện cho động cơ trên để hoạt động cơ lưới điện 1 pha 220VAC?

-                Vẽ sơ đồ đấu dây động cơ trên vào lưới điện một pha 220VAC