Động cơ không đồng bộ 3 pha

Động cơ không đồng bộ ba pha ( AC Induction Motor ) có vai trò chuyển đổi năng lượng điện thành cơ năng, cung cấp moment lực, với ưu điểm dễ dàng điều khiển, lắp đặt, chi phí đầu tư thấp, nó rất phổ biến trong các máy móc công nghiệp hiện nay. Bài viết này, chúng mình sẽ tìm hiểu rõ hơn về động cơ ba pha này nhé.

Nguyên lý, cấu tạo động cơ không đồng bộ 3 pha

Động cơ không đồng bộ ba pha được khái quát như hình trên, có hai phần chính để cho động cơ hoạt động là

• Phần Stato (đứng yên) gồm cuộn dây đồng quấn trên khung được ghép lại bởi các lá thép kỹ thuật điện.Khi cho dòng điện chạy qua đó, điện năng sẽ biến đổi thành hệ thống các đường sức từ trường lông có hướng, khép kín trên mạch từ.
• Phần quay của động cơ (Rotor) được chia làm hai dạng, rotor lồng sóc và dây quấn. Nhưng trong thực tế, động cơ rotor lồng sóc chiến ưu thế hơn cả vì dễ dàng chế tạo và lắp đặt, chi phí giá thành rẻ hơn. Nó gồm các thanh đồng được đúc xuyên qua các rãnh của rotor và được nối tắt ở hai đầu, kèm theo cánh tản nhiệt và quạt làm mát.

Hình trên mô tả nguyên lý tạo ra từ trường quay của stator. Khi chúng ta cấp điện áp 3 pha vào đầu cuộn dây của động cơ, trong stator sẽ có một từ trường như hình vẽ, từng trường này quét qua các thanh đồng của rotor, sẽ tạo ra dòng điện kín bên trong đó, làm xuất hiện các suất điện dộng và dòng điện cảm ứng. Hai lực tương tác giữa từ trường quay và dòng điện cảm ứng này tạo ra momen quay tác động lên rotor, làm rotor quay theo chiều của từ trường với tốc độ gần bằng tốc độ của từ trường quay

Để hiểu rõ hơn, các bạn thao khảo nguyên lý tạo từ trường quay trên hình vẽ.

Video này chỉ rõ từng chi tiết khi về cấu tạo cũng như cách vận hành của motor điện 3 pha không đồng bộ.

Công suất định mức được ghi trên máy là công suất trên đầu trục động cơ. Nó gồm các thông số cơ bản sau

• Công suất định mức Pđm (kW, W)
• Điện áp định mức Uđm ( V )
• Dòng điện động cơ Iđm (A)
• Tốc độ quay định mức nđm
• Hiệu suất làm việc định mức l %
• Hệ số công suất định mức Cos

Trên hình là giản đồ năng lượng khấu hao trong quá trình chạy của động cơ không đồng bộ. Các tổn hao gây nên được cộng dồn, vậy nên chúng ta phải tính toán công suất động cơ dư ra dựa trên các số liệu trên ấy, để bảo đảm công suất động cơ đầu ra đủ để cho tải hoạt động bền bỉ và ổn định

Tùy theo cấp điện áp, và đặc tính của phụ tải, người ta đấu động cơ hình sao hay tam giác cho phù hợp quá trình hoạt động

Cách đấu tam giác cho động cơ

Đấu hình sao

Nhưng chúng ta phải lưu ý về công suất của động cơ khi thay đổi hai các nối này.

 

Coi nguyên bài viết ở : Động cơ không đồng bộ 3 pha

Các loại cảm biến

Cảm biến là thiết bị điện đo đạc các tín hiệu như nhiệt độ, áp suất, ánh sáng, tốc độ, những hiện tượng thay đổi bên ngoài chuyển thành tín hiệu điện tiêu chuẩn để cung cấp cho các bộ điều khiển phân tích

Cấu tạo cảm biến

Hiện nay trên thị trường có hàng trăm ngàn cảm biến phục vụ các mục đích khác nhau, nhưng nó có mẫu số chung là được làm từ các senso phần tử điện thay đổi tính chất theo sự biến đổi của môi trường gọi là đầu dò

Cấu tạo gồm các phần tử mạch điện tạo thành một hệ thống hoàn chỉnh, được đóng gói nhỏ gọn trong một vỏ hộp. Các tín hiệu phát ra được quy chuẩn theo các mức điện áp, và dòng điện thông dụng nhất phù hợp với các bộ điều khiển.

 

Các loại cảm biến thông dụng

Mặc dù có hàng ngàn loại cảm biến khác nhau, nhưng thực tế khi chúng ta đi làm, thiết kế các máy móc, đặc biệt là ngành điện tự động hóa, chỉ có vài chục cảm biến công nghiệp thông dụng mà chúng ta dùng nhiều, thường thấy như cảm biến nhiệt độ, cảm biến quang, cảm biến áp suất, cảm biến tiện cận, cảm biến siêu âm, cảm biến độ ẩm vv. Đó là những sensor mà chúng ta thường thấy trên thị trường.

Cảm biến nhiệt độ

Nó được dùng để đo đạc nhiệt độ môi trường, nước,vv Dưới đây là một hình ví dụ về cảm biến nhiệt độ công nghiệp.

Nó được bao bọc cẩn thận bằng lớp vỏ kim loại bên ngoài, rất công nghiệp, mục đích để đo sự thay đổi tín hiệu nhiệt độ từ môi trường sau đó cung cấp cho bộ điều khiển  bằng tín hiệu điện

Cấu tạo 

Gồm hai đây kim loại khác nhau được hàn lại  xong bọc trong vỏ bảo vệ được gọi là đầu nóng, chính là nơi tiếp xúc với môi trường cần đo nhiệt độ. Còn một đầu được đấu dây ra phía ngoài cho bộ điều khiển được gọi là đầu lạnh.

Nguyên lý hoạt động của can nhiệt này là khi có sự thay đổi nhiệt độ môi trường cần đo dẫn đến thay đổi nhiệt độ của đầu nóng và đầu lạnh, sẽ xuất hiện hiệu điện thế ở đầu lạnh. Vậy tín hiệu thay đổi này sẽ cung cấp cho bộ điều khiển phân tích như plc.

Sự ổn định và dải sức điện động đo đạc phụ thuộc vào chất liệu đầu do nóng, do vậy nên mới có nhiều loại can nhiệt với tên gọi khác nhau như E, J, K, R vv. tương ứng xuất ra các sức điện động khác nhau. Mục đích này để đa dạng hóa lựa chọn cảm biến nhiệt tương thích với bộ điều khiển khác nhau.

Thường thì cảm biến nhiệt độ được cấu tạo từ Platium có giá trị nhiệt độ là 100 ôm khi nhiệt độ là 0 độ C. Và khi nhiệt độ biến đổi thì điện trở cũng tỷ lệ biến đổi theo.

Mộ lưu ý để sử dụng can nhiệt là phải cung cấp một nguồn điện đúng như thông số và ổn định liên tục. Đầu cảm biến này được bọc trong vỏ bằng kim loại đồng, sứ dẫn nhiệt hay thủy tinh để bảo vệ đầu dò.

Thực tế cảm biến này còn có một bộ chuyển đổi tín hiệu và bù nhiễu đằng sau đó để bù sai số và tạo ra tín hiệu đo chuẩn và không giao động, hiệu suất làm việc cao và dễ lắp đặt

 Cảm biến quang

Cảm biến quang ( Photoelectric Sensor ) là được cấu tạo bởi linh kiện bán dẫn quang điện, khi có anh sáng chiếu vào bề mặt bán dẫn sẽ thay đổi tính chất của light sensor . Tín hiệu quang này được chuyển đổi sang tín hiệu điện quy chuẩn thông qua một bảng mạch điện tử, nhờ hiện tượng phát xạ điện tử ở cực catot.

Thưởng thì cảm biến quang có một đầu thu và phát tín hiệu quang, và được chia làm nhiều loại theo nguyên lý làm việc.

• Loại cảm biến quang thu phát gồm một bộ phát ánh sáng như hồng ngoại, laze vv. Và bộ thu là sensor quang rất nhạy, để chuyển đổi tính hiệu quang sang tín hiệu điện
• Cảm biến quang phản xạ gương tức là nó thu phát và nhận tín hiệu qua chiếc gương được đặt đối diện, nguyên lý là nếu không có vật chạy qua thì tín hiệu từ đầu phát sẽ phản xạ lại vào đầu thu. Tín hiệu thường xuất ra NPN or PNP

Ưu điểm của loại cảm biến quang phản xạ gương này là phát hiện vật rất xa cho với cảm biến quang thu phát thông thường, hay cảm biến quang độc lập . Tiết kiện chi phí lắp đặt, kinh phí đầu tư vv

Trên hình là sơ đồ kết nối Optical sensor reflects the mirror gồm 3 đầu ra, dây xanh kết nối nguồn âm, dây nâu kết nối nguồn dương, dây đen là ngõ ra output dạng tín hiệu.

• Cảm biến quang dạng khuếch tán.

Về thiết bị cảm biến quang điện này có nhiều nhà cung cấp tên tuổi, điển hình là cảm biến quang omron .

Các sản phẩm tiêu biểu như cảm biến sợi quang omron, cảm biến quang thu phát chung omron, hay mã hàng cảm biến quang omron e3z, chúng ta có thể tham khảo bảng giá cảm biến quang omron trên trang web : http://www.omron.com.vn/. của họ

Hay của hãng autonics, eyence, panasonic

Thường được dùng cho các máy dây chuyển đếm sản phẩm, đếm hàng hóa chạy trên các băng tải, vvv. rất phổ biến trong môi trường công nghiệp.

 

Cảm biến áp suất

Cảm biến áp suất dùng để đo áp suất trong các bình hơi, thiết bị khí nén trong công nghiệp, chuyển áp lực hơi thành tín hiệu điện, dòng điện với các định mức quy chuẩn công nghiệp  4-20mA và 0-20mA theo dòng điện hoặc 0-10V hay 0.5-4.5V  1-5V  theo mức điện áp.

Thường gặp nhiều trong các máy sử dụng cơ cấu khí nén, ngoài ra nó còn được đo  áp suất nước , cảm biến áp suất không khí, đo áp suất hơi , cảm biến áp suất khí nạp, cảm biến áp suất lốp xe hơi rất thông dụng

Như chúng ta đã biết áp suất định nghĩa là áp lực của chất lỏng hoặc khí lên một đơn vị diện tích. P=F/A, trong đó F là lực tác động với đơn vi là Newton (N), A là diện tích m2. Vây P sẽ có đơn vị là N/m2 hay Pascal.

 

Xem nguyên bài viết tại : Các loại cảm biến

Tụ bù

Chúng ta đã được nghe nhiều đến tủ bù vô công được lắp trong các nhà máy để nâng cao hệ số công suất, trong đó có thành phần quan trọng nhất là tụ bù có chức năng bù công suất phản kháng. Vậy cấu tạo và mục đích chính của tụ bù điện để làm gì, cách lựa chọn như thế nào, mình sẽ chia sẻ cho các bạn được rõ hơn.

Tụ bù là gì

Nó là một khối tụ công nghiệp có kích thước lớn hơn rất nhiều so với những tụ giấy mà chúng ta thường thấy trong các bảng mạch điện tử. Với mục đích là lắp vào mạng lưới điện năng để lọc sóng hài và nâng cao hệ số công suất ( bù cos phi )  nhằm giảm tổn hao, cải thiện chất lương điện năng.

Đơn vị tụ điện ( Tụ bù phản kháng )

 

 

 

 

Cấu tạo tụ bù ( Cấu tạo tụ điện)

Tụ điện nói chung được gồm hai bản cực bằng lá nhôm mỏng, ở giữa được cách điện bằng lớp giấy, để tăng diện tích giữa hai bản cực, người ta cuộn tròn (hoặc dẹt) các lớp đó vào với nhau rất dài. Sau đó được đút vào trong hộp kim loại hàn kín mít chứa ngập dầu cách điện đặc biệt. Hai đầu dây được hàn dây điện chắc chắn và đưa ra ngoài như hình vẽ.

Tụ điện có nhiều hình dạng, và chức năng khác nhau, đặc biệt là tụ bù, hạy tụ cao thế được chế tạo có dung lượng từ vài chục đến vài trăm kVar , với mức chịu điện áp rất lớn

 

 

Các loại tụ bù (các loại tụ điện thông dụng)

Tụ giấy

Tụ bù trung thế

Tụ bù trung thế thường được dùng cho điện cao thế, những hệ thống lưới điện lớn 7.2kV, 22kV, 35kV, với mục đích nâng cao hệ số công suất, giảm tổn hao trên đường dây tải điện, và lọc sóng hài.

Khác với tụ bù thông thường, các bản cực được cách điện bằng dầu, sản suất theo tiêu chuẩn  IC đảm bảo độ bền bỉ, giảm nhiệt độ khi vận hành và chống cháy nổ. Và đặc biệt phải nói đến khả năng tự phục hồi chức năng hoạt động, khi điện áp tăng quá cao đánh thủng chất điện môi.

Hiện nay trên thị trường, tụ bù trung thế gồm hai loại.

• Tụ trung thế một pha hai sứ
• Tụ trung thế ba pha ba sứ

Được sản xuất với dung lượng lớn từ 50 kVar đến 500kVar. Tụ bù trung thế được sử dụng cho mạng lưới điện cao áp, trung áp  kèm theo hệ thống đón cắt, điều khiển tốn kém và phức tạp.

Các thông số của tụ bù trung thế

• U_dm : Điện áp làm việc định mức của tụ điện ( kV )
•  C_dm :  Điện dụng của tụ điện ( μF )
• f_dm :  Tần số làm việc định mức ( Hz )
• Q_dm : Công suất phản kháng định mức ( KVAR )

 

 

 

Tụ bù hạ thế

Tụ bù hạ thế một pha

 

Tụ bù hạ thế ba pha

Tụ bù công suất phản kháng

(tại sao phải bù công suất phản kháng)

(bù công suất phản kháng trong hệ thống điện)

Tụ bù mikro

Catalog tụ bù mikro

Tụ bù tiết kiệm điện thế hệ thứ 3

 

công dụng tụ bù

(tác dụng của tụ bù)

(tác dụng của tụ điện)

(tụ điện có tác dụng gì)

(công dụng của tụ điện)

(Tụ điện để làm gì)

Cách lắp tụ bù một pha

Mua tụ điện

Giá tụ bù hạ thế

Cách chọn tụ điện

 

Tham khảo bài viết gốc ở : Tụ bù

Cách đấu khởi động từ 3 pha

Thiết bị đóng cắt contactor quá phổ biến và thông dụng với môi trường công nghiệp và được dùng, nhìn thấy ở mọi nơi. Nó là khí cụ điện trung gian để đóng cắt các thiết bị tải thông qua bộ điều khiển. Bài viết này mình xin chia sẻ rõ hơn về cấu tạo, chức năng, phân loại và cách đấu khởi động từ 3 pha.

Cấu tạo và chức năng của khởi động từ

Nó gồm hai bộ phận chính là tiếp điểm động lực dùng đóng ngắn dòng điện cho tải và cuộn hút để điều khiển các tiếp điểm.

Nó khác biệt với aptomat là khởi động từ dùng để đóng cắt tải liên tục theo tín hiệu của bộ điều khiển. Và nó được điều khiển bằng mạch điện mang dòng điện thấp hơn rất nhiều so với dòng điện đóng cắt tải.

Thực tế những bộ khởi động từ công suất lớn cấu tạo phức tạp hơn gồm nhiều bộ phận kèm theo đó, nhằm đảo bảo độ bền cho khí cụ điện hạ áp.

• Tiếp điểm contactor được chia làm tiếp điểm chính, tiếp điểm phụ và lò xo các tiếp điểm, nó là bộ mang dòng điện đi qua tải, mục đích là để dập hồ quang phát sinh khi đóng cắt dòng điện tải lớn, đảm bảo độ bền cho tiếp điểm chính. Tiếp điểm phụ dùng để duy trì, làm giảm dòng điện qua cuộn dây sau khi tiếp điểm chính đóng. Bởi vì năng lượng lúc đầu cung cấp để đóng khởi động từ lớn hơn rất nhiều so với duy trì chúng. Điều đó làm giảm lượng điện năng đáng kể, và luôn duy trì cuộn coil ở trạng thái mát. Thực tế các mạch điện tiết kiệm này luôn có ở trên khởi động từ công suất lớn .
• Nam châm điện ( thường được gọi là cuộn hút ) nó cung cấp lực để hút các tiếp điểm động lực. Nó gồm nhiều vòng dây được quấn trên một lõi thép kỹ thuật điện, khi dòng điện chạy quá nó từ hóa lõi sắt biến thành nam châm điện.
• 
• Bộ triệt từ, nó gồm các cuộn dây dùng để triệt hồ quang điện, điều này rất quang trọng vì hồ quang luôn sinh ra khi có sự thay đổi dòng điện lớn giữa các tiếp điểm động lực. Nó tạo sỉ và đánh  mòn các điểm cực, đặc biệt đối với dòng điện DC, vì thế những bộ contactor amper lớn thường được cấu tạo phức tạp hơn nhiều.

Cách đấu khởi động từ 3 pha như thế nào

 

Hình trên khái quát một cách chi tiết nhất cho các bạn cách đấu khởi động từ ba pha rất quen thuộc trong điện dân dụng để điều khiển máy bơm nước.

Phần động lực của contactor có 2 tiếp điểm vào được nối với nguồn điện, hai tiếp điểm ra được nối với động cơ ( load ). Một bộ timer thời gian được điều chỉnh theo khung giờ người dùng đã chọn đấu nối tiếp với cuộn hút của khởi động từ.

Quá trình hoạt động như sau. Khi bộ timer đóng mạch sẽ cấp điện cho cuộn hút contactor điện sẽ được cấp vào máy bơm sẽ hoạt động trong khoảng thời gian định sẵn sau đó nhả ra và kết thúc.

Dòng điện trong mạch điều khiển tín hiệu nhỏ hơn rất nhiều so với mạch động lực, nhờ đó đảm bảo an toàn cho khâu vận hành, và linh hoạt trong vấn đề ghép nối.

Lưu ý trong khi lắp ghép khởi động từ

Phải phân biệt và cách li rõ ràng mạch động lực và mạch điều khiển để thuận tiện trong việc sửa chữa sau này. Các đầu cos kết nối đảm bảo chắc chắn, an toàn, thẩm mỹ.

Lựa chọn contactor phù hợp với công suất của tải, tránh lãng phí trong khâu lựa chọn thiết bị điện. Và cuối cùng nên có một bản sơ đồ nguyên lý và lắp ráp để phục vụ cho việc bảo dưỡng, sửa chữa sau này thuận tiện hơn.

Trên hình là sơ đồ và cách đi dây mạch điện điều khiển dùng khởi động từ với hai trạng thái ON và OFF. Một ví dụ điển hình rất thông dụng hiện nay.

Coi nguyên bài viết ở : Cách đấu khởi động từ 3 pha

Bachkhoatech2806 0982803528

Các loại cảm biến

Cảm biến là thiết bị điện đo đạc các tín hiệu như nhiệt độ, áp suất, ánh sáng, tốc độ, những hiện tượng thay đổi bên ngoài chuyển thành tín hiệu điện tiêu chuẩn để cung cấp cho các bộ điều khiển phân tích

Cấu tạo cảm biến

Xem nguyên bài viết tại : Các loại cảm biến