Báo cáo khoa học: Thiết kế mạch bảo vệ tự động chống mất pha và đảo pha nguồn điện cho động cơ

Tuyển tập báo cáo nghiên cứu khoa học của trường đại học nông nghiệp 1 đề tài: Thiết kế mạch bảo vệ tự động chống mất pha và đảo pha nguồn điện cho động cơ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo khoa học: "Thiết kế mạch bảo vệ tự động chống mất pha và đảo pha nguồn điện cho động cơ " ThiÕt kÕ m¹ch b¶o vÖ tù ®éng chèng mÊt pha vµ ®¶o pha nguån ®iÖn cho ®éng c¬ Designing an automatic protection circuit to avoid phase loss and reverted phase for motors Ph¹m ViÖt S¬n1, Ng« ThÞ TuyÕn1 Summary Automatic protection for motors in production is of importance. The situation when themotor losses a phase or changes its phase sequence often takes place in reality. In such asituation the motor will be burnt or revert its rotating direction, which causes considerabledamages to production process and human beings. This article is mainly concerned aboutdesigning an automatic protection circuit for a motor when it losses a phase or changes its phasesequence, using semiconductor components. This circuit had a simple design, high accuracy,quick and selective responses, compact character, ease for use and repair, high reliability andhigh durability. Key words: motor, automatic protection, phase loss, reverted phase.1. ®Æt vÊn ®Ò HiÖn nay ®éng c¬ ®iÖn ®−îc sö dông réng r·i trong c¸c ngµnh kinh tÕ quèc d©n: C«ngnghiÖp, n«ng nghiÖp, giao th«ng vËn t¶i, sinh ho¹t… víi c«ng suÊt tõ vµi chôc o¸t (W) ®Õn hµngngh×n kilo o¸t (kW). Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc ®éng c¬ rÊt dÔ bÞ mÊt pha do mét sè lý do hoÆc doc«ng nh©n vËn hµnh thao t¸c nhÇm khi nèi nguån cÊp ®iÖn cho ®éng c¬ nªn thø tù pha cñanguån bÞ thay ®æi. Trong c¶ hai tr−êng hîp ®Òu lµm cho ®éng lµm viÖc kh«ng b×nh th−êng g©yra nh÷ng sù cè nghiªm träng trong s¶n xuÊt. Tõ tr−íc cho ®Õn nay, ng−êi ta th−êng dïng c¸c r¬le ®iÖn tõ (Bïi Hång HuÕ, 2003) hoÆc r¬ le sè ®Ó b¶o vÖ cho ®éng c¬ khi bÞ mÊt pha. Nh−îc®iÓm cña r¬ le ®iÖn tõ lµ ®é tin cËy kh«ng cao, qu¸n tÝnh lín, kh«ng cã kh¶ n¨ng hiÓn thÞ th«ngtin cho ng−êi sö dông, cßn r¬ le sè cã cÊu t¹o phøc t¹p, khã kh¨n cho vËn hµnh vµ söa ch÷a, gi¸thµnh cao. §Ó kh¾c phôc mét sè nh−îc ®iÓm nªu trªn cña r¬ le ®iÖn tõ vµ r¬ le sè, chóng t«i nghiªncøu l¾p r¸p m¹ch ®iÖn tù ®éng b¶o vÖ cho ®éng c¬ chèng mÊt pha vµ tù ®éng ®¶o pha khi thø tùpha cña nguån bÞ thay ®æi b»ng c¸c linh kiÖn b¸n dÉn.2. VËt liÖu, ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu 2.1. VËt liÖu nghiªn cøu §éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha, c¸c linh kiÖn b¸n dÉn: ®ièt, tranzito, c¸c tô, c¸c ®iÖn trël¾p r¸p thµnh c¸c m¹ch æn ¸p, c¸c m¹ch logic c¬ b¶n: AND (Vµ), NOT (§¶o), NAND (§¶o –Vµ), m¹ch vi, tÝch ph©n…2.2. Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu ThiÕt kÕ tÝnh to¸n m¹ch ®iÖn trªn lý thuyÕt: tæ hîp c¸c tÝn hiÖu ph¸t hiÖn mÊt pha vµ ®¶opha trªn chÝnh c¸c pha cña nguån, tõ hai pha liªn tiÕp nhau ®Ó ®¶m b¶o ®óng thø tù c¸c pha.ViÖc tæ hîp c¸c tÝn hiÖu nµy ®−îc thùc hiÖn trªn c¸c m¹ch logic cña NhËt: 1011, 4049, 4081. TiÕn hµnh l¾p r¸p kh¶o nghiÖm trong thùc tÕ ®Ó hiÖu chØnh l¹i m¹ch3. KÕt qu¶ nghiªn cøu3.1. ¶nh h−ëng cña hiÖn t−îng nguån bÞ mÊt pha hoÆc thay ®æi thø tù pha ®Õn qu¸ tr×nhlµm viÖc cña ®éng c¬ Khi vËn hµnh ®éng c¬ ba pha, cã sù cè ®øt mét pha, hai pha d©y quÊn cßn l¹i cña ®éng c¬sÏ t¹o thµnh d©y quÊn mét pha. Lóc ®ã ®éng c¬ ba pha sÏ chuyÓn sang lµm viÖc ë chÕ ®é métpha. NÕu ®éng c¬ kÐo t¶i kh«ng ®æi th× c«ng suÊt ®iÖn ®−a vµo ®éng c¬ ë hai chÕ ®é mét pha vµba pha lµ nh− nhau (Vò Gia Hanh, 2001):1 Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI226 P3p = P1p 3 UdI3 ≈ UdI1 Hay: Trong ®ã: I3 – Dßng ®iÖn stato ë chÕ ®é ba pha; I1 – Dßng ®iÖn stato ë chÕ ®é mét pha; Ud - §iÖn ¸p d©y cña nguån ®Æt vµo ®éng c¬ Ud = 380V. Tõ biÓu thøc trªn ta cã: I1 = 3 I3 Nh− vËy dßng ®iÖn ë ®éng c¬ ba pha lµm viÖc ë chÕ ®é mét pha ®· t¨ng lªn 3 lÇn sovíi khi lµm viÖc ë chÕ ®é b×nh th−êng (ba pha). Khi ®ã tæn hao sÏ t¨ng lªn ba lÇn, nÕu kh«ng c¾t®éng c¬ ra khái l−íi ®iÖn, ®éng c¬ sÏ bÞ ch¸y. Tr−êng hîp thø tù pha cña nguån vµo ®éng c¬ thay ®æi, ®éng c¬ vÉn quay nh−ng chiÒuquay cña ®éng c¬ bÞ thay ®æi do tõ tr−êng quay ®æi chiÒu (Bïi Hång HuÕ, 2003). Nh− vËy quytr×nh s¶n xuÊt bÞ ®¶o lén (vÝ dô b¨ng t¶i ®ang ch¹y tiÕn l¹i ch¹y lïi, cÇn trôc ®ang n©ng th× l¹ih¹…). §iÒu nµy cã thÓ g©y ra nh÷ng hËu qu¶ nghiªm träng dÉn ®Õn nh÷ng thiÖt h¹i kh«ng nhávÒ ng−êi vµ cña.3..2. ThiÕt kÕ s¬ ®å tù ®éng b¶o vÖ ®éng c¬ chèng mÊt pha vµ thø tù pha cña nguån ®iÖnthay ®æi Trong nghiªn cøu nµy chóng t«i chØ tr×nh bµy c¸ch tiÕn hµnh l¾p r¸p m¹ch tù ®éng b¶o vÖcho ®éng c¬ xoay chiÒu ba pha khi bÞ mÊt pha hoÆc thø tù pha cña nguån ®iÖn bÞ thay ®æi víi s¬ ®ånguyªn lý nh− ë h×nh 1.3.2.1. Nguyªn lý ho¹t ®éng cña s¬ ®åa) Khi nguån ®iÖn b×nh th−êng (cã c¶ ba pha theo ®óng thø tù pha A, B, C) TÝn hiÖu ®−îc lÊy trùc tiÕp tõ c¸c pha cña nguån xoay chiÒu ba pha cã Ud = 380V; Up =220V. §éng c¬ ®−îc cÊp ®iÖn tõ nguån ba pha qua mét khëi ® ...