SVTH: VŨ LẠNH TRUNG

LỚP TỰ ĐỘNG HÓA 10 trang 1

PHỤ LỤC
NHẬN XÉT CỦA GVHD: 3
NHẬN XÉT CỦA GVPB: 4
LỜI NÓI ĐẦU 6
LỜI CẢM ƠN 7
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 8
I. ĐẶT VẤN ĐỀ 8
II.TẦM QUAN TRỌNG CỦA VẤN ĐỀ………………………………………………………………………… ………….…….7
III.GIỚI HẠN VẤN ĐỀ…………………………………………………………………………………8
IV. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 9
V:HÌNH ẢNH VỀ KHỞI ĐỘNG MỀM 10
CHƯƠNG II :CƠ SỞ LÍ THUYẾT 13
I.KHỞI ĐỘNG MỀM VÀ DỪNG MỀM 13
2.1 giới thiệu chung 12
2.2 kỹ thuật khởi động và dừng khởi động 13
2.2.1 những nét chính ……………………………………………………………………… … 13
2.2.2 dừng tự do theo quán tính ………………………………………………………………….14
2.2.3 dừng mềm ………………………………………………………………………………….14
2.2.4 tiết kiệm năng lƣợng khi non tải ………………………………………………………… 15
II.CÁC GIẢI PHÁP KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ VÀ ƢU ĐIỂM CỦA BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM ABB 16
2.3 bộ khởi động mềm không thay đổi tần số nguồn cấp giống nhƣ biến tần. 16
2.3.1Quạtlytâm: 17
2.3.2 Bơm ly tâm: 19
2.3.3 Máy nén : 20
2.4: ứng dụng 22

SVTH: VŨ LẠNH TRUNG

LỚP TỰ ĐỘNG HÓA 10 trang 3

NHẬN XÉT CỦA GVHD:
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………….…………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………….……………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
……….………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………….…………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………….……………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………….…………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

……………….………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
SVTH: VŨ LẠNH TRUNG

LỚP TỰ ĐỘNG HÓA 10 trang 5

………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………….…………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………….……………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
……….………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………….………………
………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………….…………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………….……………………………………………
………………………………………………………………………………………
SVTH: VŨ LẠNH TRUNG

LỚP TỰ ĐỘNG HÓA 10 trang 7

LỜI CẢM ƠN
Chúng em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy cô trong khoa điện
Trường Cao Đẳng Công Thương Thành Phố Hồ Chí Minh, đặc biệt là các thầy cô
trong bộ môn đã truyền thụ cho nhóm chúng em những kiến thức quý báu trong
thời gian qua.
Chúng em xin chân thành cảm ơn ThS. NGUYỄN VĂN PHƯỚC , giảng viên
Trường Cao Đẳng Công Thương Thành Phố Hồ Chí Minh đã tận tâm hướng
dẫn,cung cấp tài liệu và tạo mọi điều kiện thuận lợi để nhóm có thể hoàn thành đồ
án này.
Trường Cao Đẳng Công Thương Thành Phố Hồ Chí Minh.
không đồng bộ sẽ rất lớn từ 5 đến 7 lần đồng định mức.Điều này gây ảnh hƣởng
rất lớn đến các thiết bị dùng điện khác nhất là khi công suất lƣới bị giới hạn hay ở
cuối đƣờng dây có sụt áp lớn.Có thể tăng dần điện áp theo một chƣơng trình thích
hợp để điện áp tăng tuyến tính từ một giá trị xác định đến điện áp định mức.
SVTH: VŨ LẠNH TRUNG

LỚP TỰ ĐỘNG HÓA 10 trang 9 III. GIỚI HẠN VẤN ĐỀ
Đề tài “ NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM CHO ĐỘNG CƠ
KHÔNG 3 PHA” có thể giải quyết đƣợc vấn đề giảm dòng khởi cho động cơ khi
khởi động và điều khiển điện áp ở đầu cực động cơ nhƣng vẫn hạn chế là chƣa thể
nghiên cứu sâu hơn nữa những tính năng thực của bộ khởi động mềm đƣợc bán
trên thị trƣờng hiện nay nhƣ: bảo vệ quá nhiệt cho động cơ, tích hợp hình thức giao
tiếp mạng kiểu Modbus, điều khiển kết hợp với contactor nối tắt khi điều khiển
xong tránh tổn hao nhiệt, có các ngõ vào ra đa chức năng.

IV. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Đề tài chúng em tìm hiểu về động cơ không đồng bộ 3 pha và nghiên cứu và thiết
kế bộ khởi động mềm. Mục đích thực hiện của đề tài là nghiên cứu nguyên lý và
thiết kế mạch điện tử cũng nhƣ tìm hiểu về tập lệnh của vi điều khiển để lập trình
điều khiển động cơ.
Trong quá trình thực hiện đề tài này cũng có nhiều sai sót hy vọng quý thầy thông
cảm và bỏ qua,chúng em xin chân thành cảm ơn quý thầy.


SVTH: VŨ LẠNH TRUNG

LỚP TỰ ĐỘNG HÓA 10 trang 13

CHƯƠNG II :CƠ SỞ LÍ THUYẾT
I.KHỞI ĐỘNG MỀM VÀ DỪNG MỀM
Động cơ không đồng bộ 3 pha dùng rộng rãi trong công
nghiệp, vì chúng có cấu trúc đơn giản, làm việc tin cậy,
nhƣng có nhƣợc điểm dòng điện khởi động lớn là vấn
đề khởi động mềm và dừng mềm động cơ
2.1 GIỚI THIỆU CHUNG
Động cơ không đồng bộ 3 pha dùng rộng rãi trong công
nghiệp, vì chúng có cấu trúc đơn giản, làm việc tin cậy,
nhƣng có nhƣợc điểm dòng điện khởi động lớn, gây ra
sụt áp trong lƣới điện. Phƣơng pháp tối ƣu hiện nay là
dùng bộ điều khiển điện tử để hạn chế dòng điện khởi
động, đồng thời điều chỉnh tăng mô men mở máy một
cách hợp lý, vì vậy các chi tiết của động cơ chịu độ dồn
nén về cơ khí ít hơn, tăng tuổi thọ làm việc an toàn cho
động cơ. Ngoài việc tránh dòng đỉnh trong khi khởi
động động cơ, còn làm cho điện áp nguồn ổn định hơn không gây ảnh hƣởng xấu

2.2.1 Những nét chính
Mạch lực của hệ thống khởi động mềm gồm 3 cặp thyristor đấu song song ngƣợc
cho 3 pha. Vì mô men động cơ tỉ lệ với bình phƣơng điện áp, dòng điện tỉ lệ với
điện áp, mô men gia tốc và dòng điện khởi động đƣợc hạn chế thông qua điều
chỉnh trị số hiệu dụng của điện áp. Quy luật điều chỉnh này trong khi khởi động và
dừng nhờ điều khiển pha (kích, mở 3 cặp thyristor song song ngƣợc) trong mạch
lực. Nhƣ vậy, hoạt động của bộ khởi động mềm hoàn toàn dựa trên việc điều
khiển điện áp khi khởi động và dừng, tức là trị số hiệu dụng của điện áp là thay
đổi.
Nếu dừng động cơ, mọi tín hiệu kích mở thyristor bị cắt và dòng điện dừng tại
điểm qua không kế tiếp của điện áp nguồn. Giải thích:
IA – Dòng điện ban đầu khi khởi động trực tiếp.
SVTH: VŨ LẠNH TRUNG

LỚP TỰ ĐỘNG HÓA 10 trang 15

IS – Dòng điện bắt đầu có ramp điện áp.
In – Dòng điện định mức của động cơ.
Us – Điện áp bắt đầu ramp.
Un – Điện áp định mức của động cơ.
tr - Thời gian ramp.
n - Tốc độ động cơ.
Nếu phát hiện động cơ đạt tốc độ yêu cầu trƣớc khi hết thời gian đặt của bộ khởi
động mềm, điện áp vào lập tức đƣợc tăng lên 100% điện áp lƣới, đó chính là chức
năng phát hiện tăng tốc.
2.2.2 dừng tự do theo quán tính
Nếu điện áp cấp bị cắt trực tiếp, động cơ chạy theo quán tính cho tới khi dừng

2.3 bộ khởi động mềm không thay đổi tần số nguồn cấp giống như
biến tần.
Thay vào đó nó tăng dần điện áp cấp vào động cơ từ 1 mức điện áp định trƣớc lúc
vừa khởi động lên đến điện áp định mức. Với phƣơng pháp khởi động này, ta có
thể điều chỉnh đƣợc chính xác lực khởi động mong muốn, bất kể đó là khởi động
không tải hay có tải. Khởi động mềm giúp giảm dòng khởi động từ đó tránh gây
sụt áp trong hệ thống nguồn điện. Bên cạnh đó nó cũng giúp giảm các xung lực cơ
khí lên thiết bị khi khởi động do vậy giàm đƣợc chi phí bảo trì, bảo dƣỡng. Khởi
động mềm cũng có chức năng dừng mềm nhƣ biến tần, nó loại trừ đƣợc các hiện
tƣợng xấu nhƣ xung áp lực nƣớc, tăng vọt áp suất trong hệ thống bơm và tránh các
hƣ hỏng cho các vật liệu dễ vỡ khi đƣợc tải trên băng chuyền.

SVTH: VŨ LẠNH TRUNG

LỚP TỰ ĐỘNG HÓA 10 trang 17

Tất cả động cơ đều đều đƣợc dùng để khởi động hay lai các ứng dụng khác nhau.
Chúng ta sẽ tìm hiểu vài ứng dụng động cơ thông dụng nhất: bơm ly tâm, quạt và
máynén

2.3.1Quạt ly tâm:
Quạt thƣờng cần momen quán tính lớn khi khởi động do nó có các cánh gió lớn.
Đôi khi để giảm tải khi khởi động, ngƣời ta đóng kín van cấp gió, quạt khởi động ở
chế độ không tải nên việc khởi động dễ dàng hơn . Tuy nhiên momen quán tính
khởi động vẫn cao nên thời gian khởi động vẫn còn khá dài.
Khởi động trực tiếp: monen quán tính cao của cánh quạt sẽ dẫn tới thời gian khởi
động dài. Dòng khi khởi động trực tiếp rất cao có thể làm sụt nghiêm trọng điện áp

Thông số cài đặt khuyến nghị:
Start ramp: 10 sec
Stop ramp: 0 sec Initial
voltage: 30 % Current limit: 4
* Ie
SVTH: VŨ LẠNH TRUNG

LỚP TỰ ĐỘNG HÓA 10 trang 19

2.3.2 Bơm ly tâm:
Có nhiều loại bơm nhƣ bơm pít-tông, bơm ly tâm, bơm trục vít… Trong đó bơm ly
tâm là loại phổ biến nhất, ta sẽ thảo luận về loại bơm này.
Khởi động trực tiếp: khởi động bơm không gây vấn đề gì về điện nhƣng nó sẽ làm
hệ thống ống dẫn bị mòn và trầy xƣớt do các xung áp lực chất lỏng, đặt biệt là khi
dừng đột ngột. Do quán tính cánh bơm nhỏ và momen hãm lớn, dừng trực tiếp
bơm đột ngột sẽ tạo ra các xung búa và áp lực rất lớn. Nếu hê thống ít khi dừng thì
không có vấn đề, nhƣng nếu cần khởi động-dừng liên tục nó sẽ bào mòn toàn bộ hệ
thống bơm. Điều này gây ra chi phí bảo trì lớn, thậm chí phải dừng sản xuất bất
thƣờng để sửa chữa.
Khởi động sao-tam giác: dùng phƣơng pháp này sẽ giảm đƣợc dòng khởi động.
Tuy nhiên động cơ có thể không đủ lực để khởi động và không đạt tới đƣợc tốc độ
định mức ở chế độ sao. Momen xoắn tải bậc hai trở nên quá lớn đối với động cơ
khi nó đạt tới 80-85% tốc độ đinh mức. Để tiếp tục gia tốc lên tốc độ định mức,
chế độ tam giác đƣợc đƣa vào, khi đó côngtắctơ sao mở, côngtắctơ tam giác đóng.
Để tránh ngắn mạch, cần có thời gian trễ khoảng 50ms khi chuyển giữa 2 chế độ.
Tuy nhiên, do momen hãm của bơm lớn, động cơ sẽ giảm tốc trong khoảng thời
gian này. Trong động cơ vẫn có từ trƣờng và khi côngtắctơ tam giác đóng vào,

Stop ramp: 10 - 20 sec
Initial voltage: 30 %
Stop mode: Torque control
Current limit: 3.5 * Ie

2.3.3 Máy nén :
Máy nén loại nhỏ thƣờng là loại pít-tông và momen tải tăng tuyến tính theo tốc độ.
Máy nén trục vít đƣợc dùng khi có yêu cầu lƣu lƣợng khí lớn hơn và momen tải
tăng theo bình phƣơng tốc độ. Truyền động giữa động cơ và đầu nén là loại dây
đai hoặc trực tiếp qua các bánh răng cơ khí. Hầu hết máy nén đƣợc khởi động khi
không tải.
SVTH: VŨ LẠNH TRUNG

LỚP TỰ ĐỘNG HÓA 10 trang 21

Khởi động trực tiếp: máy nén khởi động trực tiếp tạo ra xung cơ học rất lớn không
những lên ngay chính bản thân nó mà còn lên các dây đai, khớp nối. Điều đó làm
giảm độ bền của các thiết bị.Trong trƣờng hợp dùng đai truyền động, đai sẽ bị
trƣợt rất nhiều khi khởi động do momen khởi động lớn.
Khởi động sao-tam giác: giúp giảm xung lực và dòng khởi động nhƣng động cơ sẽ
tạo lực rất yếu khó gia tốc để tăng lên tốc độ định mức. Khi chuyển sang chế độ
tam giác, cả dòng và momen tải tăng vọt sẽ gây ra các xung lực cơ khí lớn.
Khởi động mềm: Khởi động mềm ABB có khả năng giới hạn momen khởi động
tới 1 mức phù hợp với các ứng dụng khác nhau. Nhờ vậy, các khớp nối, ổ đỡ ít
chịu các xung áp lực, đai truyền động cũng không bị trƣợt khi khởi động. Chí phí
bảo trì sẽ giảm xuống mức tối thiểu. Dòng khởi động trong giải pháp này chỉ từ 3-
4 lần dòng định mức.
Lựa chọn khởi động mềm:Chọn bộ khởi động mềm theo công suất thực động cơ.
Nếu máy nén làm việc ở môi trƣờng công nghiệp nặng, cần nâng công suất của bộ
khởi động mềm lên 1 cấp. Tƣơng tự, nếu khởi động máy nén 10 lần/ giờ thì cũng

SVTH: VŨ LẠNH TRUNG

LỚP TỰ ĐỘNG HÓA 10 trang 23
Ứng dụng khởi động mềm trong khai thác và tuyển than – cty CP Than Núi Béo
Share on facebookShare on twitterShare on emailShare on printMore Sharing
Services0
- Tên dự án: Đầu tƣ thiết bị duy trì và phát triển sản xuất năm 2008 – Công ty CP
Than Núi Béo – TKV
- Thời gian thực hiện: Tháng 08 năm 2008
- Nội dung: Cung cấp, vận chuyển, lắp đặt, hiệu chỉnh các tủ biến tần Hitachi
(công suất 45 kW, 55 kW, 75 kW), khởi động mềm trung áp HRVS - DN 6kV,
140A và khởi động mềm hạ áp RVS - DN 210 - 400 110kW, 380V của hãng
Solcon (Israel):
SVTH: VŨ LẠNH TRUNG

LỚP TỰ ĐỘNG HÓA 10 trang 24 HRVS-DN 70A-6000V

Tủ khởi động mềm 6kV – 610 kW
SVTH: VŨ LẠNH TRUNG

LỚP TỰ ĐỘNG HÓA 10 trang 25