Sử dụng động cơ cảm ứng trong mỏ (với sơ đồ)

Sau khi đọc bài viết này, bạn sẽ tìm hiểu về: - 1. Động cơ cảm ứng trong mỏ 2. Nguyên lý của động cơ cảm ứng trong mỏ 3. Hiệu ứng cảm ứng trong rôto 4. Khởi động động cơ cảm ứng 5. Khởi động thiết bị cho động cơ cảm ứng 6 . Động cơ cảm ứng trượt 7. Động cơ đồng bộ được sử dụng trong mỏ 8. Điện trở cách điện của động cơ cảm ứng.

Nội dung:

  1. Động cơ cảm ứng trong mỏ
  2. Nguyên lý của động cơ cảm ứng trong mỏ
  3. Hiệu ứng cảm ứng trong rôto
  4. Khởi động động cơ cảm ứng
  5. Thiết bị khởi động cho động cơ cảm ứng
  6. Động cơ cảm ứng trượt
  7. Động cơ đồng bộ được sử dụng trong mỏ
  8. Điện trở cách điện của động cơ cảm ứng


1. Động cơ cảm ứng trong mỏ:

Trong các mỏ, động cơ cảm ứng chủ yếu được sử dụng trong vỏ bọc flameproof. Bên cạnh vỏ, hiệu suất của các động cơ cảm ứng cũng giống như các động cơ khác, theo thiết kế cụ thể. Chúng tôi biết từ kinh nghiệm và kiến ​​thức của mình rằng, trong số các động cơ cảm ứng, các loại lồng sóc là loại đơn giản nhất trong tất cả các động cơ điện.

Động cơ cảm ứng chỉ bao gồm hai phần. Một là stato, một cuộn dây cố định được kết nối với nguồn cung cấp, và một là một rôto - một cuộn dây quay quay trong stato và truyền tải.

Các động cơ lồng sóc có thể được thiết kế để hoạt động từ nguồn cung cấp một hoặc ba pha. Một động cơ cảm ứng ba pha sẽ bắt đầu dưới tải ngay khi nguồn được bật. Bộ khởi động chỉ được sử dụng nếu cần thiết để giảm dòng khởi động.

Vì đơn giản, động cơ lồng sóc được sử dụng rộng rãi trong các mỏ và cả trong các ngành công nghiệp khác. Chúng được sử dụng dưới lòng đất để lái máy khoan, máy cắt than; máy xúc, băng tải và vận chuyển, và chúng cũng có thể được tìm thấy được sử dụng rộng rãi trong máy bơm, quạt phụ và máy nén nhỏ.

Stator bao gồm một hình trụ rỗng được xây dựng từ cán sắt mềm. Phần bên trong của xi lanh được xẻ rãnh để nhận các dây dẫn của cuộn dây ba pha. Các dây dẫn của cuộn dây được cách điện với nhau và toàn bộ cách điện của stato được tẩm đúng cách bằng vecni hoặc nhựa có cấp điện đặc biệt để ngăn sự xâm nhập, hơi ẩm và bụi bẩn và bất kỳ hạt lạ nào khác.

Lõi và cuộn được làm việc trong một ách thép hoặc gang. Hình 11.1 (a) cho thấy một bản phác thảo của stato.

Hình 11.1 (b) cho thấy một bản phác thảo của rôto lồng sóc. Rôto bao gồm một lồng hình trụ gồm các thanh đồng hoặc thanh nhôm (đúc trong trường hợp động cơ nhỏ) và ngắn mạch bằng vòng đồng hoặc đồng thau ở mỗi đầu, tạo cho nó hình dạng của một cái lồng. Đây là lý do tại sao các động cơ cảm ứng còn được gọi là động cơ lồng sóc vì chúng trông giống như lồng của một con sóc.

Ngoài ra, toàn bộ lồng có thể được đúc trong một mảnh từ hợp kim nhôm. Lồng được đặt trong một lõi hình trụ, được xây dựng từ các lớp sắt mềm, được gắn vào trục, đã được gia công đúng cách. Rôto được đỡ bởi vòng bi ở mỗi đầu của trục.

Nó được ghép với stato sao cho có một khe hở không khí rất nhỏ vài phần nghìn inch (thường thay đổi từ 0, 015 đến 0, 28 ở mỗi bên) giữa bề mặt của rôto và bề mặt bên trong của stato.

Một khe hở không khí nhỏ nhưng đồng đều là điều cần thiết nhất cho toàn bộ hoạt động của động cơ cảm ứng. Trong thực tế, tầm quan trọng của khe hở không khí lớn đến mức nếu không được gia công đúng cách, toàn bộ động cơ sẽ thay đổi đặc tính và hiệu suất của nó.


2. Nguyên lý của động cơ cảm ứng trong mỏ:

Tương tự như tất cả các động cơ điện khác, động cơ lồng tạo ra một năng lượng cơ học thông qua nguyên lý động cơ như được mô tả bởi phản ứng của các dây dẫn mang dòng điện trong rôto với từ trường. Đặc điểm xác định của động cơ cảm ứng là dòng điện trong dây dẫn rôto được cảm ứng bởi cùng một trường với trường mà chúng phản ứng.

Hiệu suất và hoạt động của động cơ cảm ứng phụ thuộc vào khả năng tạo ra từ trường quay, trong khi các cuộn dây tạo ra nó, vẫn đứng yên.

Một trường như vậy chỉ có thể được tạo ra bởi một cuộn dây được kết nối với nguồn cung cấp xoay chiều trong khi, nếu một dòng điện trực tiếp được sử dụng cho một cuộn dây để tạo ra một từ trường điện, vị trí của trường trong không gian được xác định hoàn toàn bởi vị trí của quanh co. Trường có thể được thực hiện để xoay chỉ bằng cách tự xoay cuộn dây.

Chúng ta có thể thiết kế stato của một động cơ cảm ứng để tạo ra một trường quay gồm hai, bốn, sáu hoặc bất kỳ số cực chẵn nào, và sau đó thiết kế của cuộn dây sẽ phụ thuộc vào số lượng cực cần thiết. Mỗi giai đoạn của nguồn cung cấp được kết nối với một cuộn dây trong stato.

Các cuộn dây được thiết kế sao cho mỗi cung cấp số cực cần thiết và các cuộn dây được kết nối với nhau theo hình sao hoặc đồng bằng. Trong sự hình thành sao, ba đầu của cuộn dây không được kết nối với nguồn cung được kết nối với nhau.

Các cuộn dây trong mỗi pha được sắp xếp sao cho, trong mỗi nửa chu kỳ của pha của chúng, một nửa cuộn dây tạo ra các cực bắc trong khi nửa còn lại tạo ra các cực nam. Cực tính của mỗi cuộn dây đảo ngược ở mỗi nửa chu kỳ.

Các cuộn dây cách đều nhau xung quanh stato theo thứ tự các pha. Các cuộn dây tạo ra một cực bắc trong nửa chu kỳ dương của pha của chúng. Một cách bố trí điển hình của cuộn dây được thể hiện bằng sơ đồ trong Hình 11.2 (a).

Tuy nhiên, hình 11.2 (b) cho thấy trường quay hai cực được tạo ra như thế nào bởi stato có sáu cuộn dây. Do mối quan hệ giữa các chu kỳ xen kẽ trong ba pha, cường độ hiện tại sẽ đạt cực đại trong các cuộn dây liên tiếp quanh stato.

Sau đó, cực của trường tổng hợp tại một thời điểm sẽ ở quanh co 1A (phía bắc) và IB (phía nam), sau đó chúng sẽ ở cuộn 3B (phía bắc) và IB quanh co (phía bắc), và 1A (phía nam), v.v. Hiệu quả của việc kết nối nguồn cung cấp ba pha với stato có sáu cuộn dây là tạo ra từ trường hai cực, hoàn thành một vòng quay cho mỗi chu kỳ cung cấp.

Tốc độ quay của trường:

Để một trường hai cực hoàn thành một cuộc cách mạng, mỗi cuộn dây trong stato phải có cực bắc một lần và cực nam một lần. Một trường hai cực quay một lần trong mỗi chu kỳ, bởi vì mỗi cuộn dây thay đổi cực một lần trong quá trình của một chu kỳ.

Để một trường bốn cực hoàn thành một cuộc cách mạng, mỗi cuộn dây phải có mỗi cực hai lần. Đối với trường sáu cực, một cuộc cách mạng đòi hỏi các cuộn dây phải có mỗi cực ba lần, v.v.

Bây giờ khi chúng ta thấy rằng các cuộn dây chỉ thay đổi cực một lần trong mỗi chu kỳ, theo sau đó càng có nhiều cực thì tốc độ quay của trường và tốc độ của rôto càng chậm. Ví dụ: khi được kết nối với 50 c / s. cung cấp, một trường hai cực quay với tốc độ 3000 vòng / phút., trường bốn cực ở 1500 vòng / phút, trường sáu cực ở 1000 vòng / phút và trường cực thứ tám ở 750 vòng / phút.

Tốc độ của trường quay này được gọi là tốc độ đồng bộ và điều này có thể được mô tả theo các công thức;

Trường có thể được thực hiện để xoay theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ. Trong thực tế, để đảo ngược hướng quay, chỉ cần đảo ngược thứ tự của hai pha bất kỳ. Do đó, ví dụ, nếu các kết nối pha là 1-2-3 và tạo ra một vòng quay theo chiều kim đồng hồ, thì xoay ngược chiều kim đồng hồ sẽ được tạo ra bởi các kết nối 3-2-1, 2-1-3 hoặc 1-3-2.


3. Hiệu ứng cảm ứng trong rôto:

Khi cuộn dây stato được nối với stato, từ trường quay sẽ quét qua các dây dẫn của rôto. Những dây dẫn này, do đó, trong một từ trường thay đổi. Mỗi dây dẫn có một emf cảm ứng trong đó, và vì tất cả các dây dẫn rôto đều bị chập, và do đó được kết nối với nhau bởi các vòng cuối, dòng điện có thể lưu thông.

Hiệu ứng này giống hệt như khi các trường đứng yên và các dây dẫn rôto được quay theo hướng ngược lại với trường mà trường stato quay.

Do đó, hướng của dòng chảy trong dây dẫn rôto có thể được tìm thấy bằng cách áp dụng Quy tắc bàn tay phải của Fleming cho máy phát điện. Hình 11.3 minh họa rõ ràng để giải thích cảm ứng của dòng điện và tác động của nó gây ra lực và cuối cùng là sự quay của rôto.

Do nguyên lý cảm ứng, dòng điện được cảm ứng chảy trong dây dẫn rôto, nguyên lý động cơ đi vào hoạt động và một lực được tác dụng lên mỗi dây dẫn. Bằng cách áp dụng Quy tắc tay trái Flemings cho động cơ, có thể thấy rằng, trong bất kỳ dây dẫn nào, lực động cơ hoạt động theo hướng ngược lại với dây dẫn trong đó dây dẫn phải di chuyển để tạo ra dòng điện động lực.

Trong một động cơ cảm ứng, lực tác dụng lên mỗi dây dẫn có xu hướng di chuyển nó theo cùng hướng với trường mà trường stato quay cắt ngang qua nó. Hiện tượng này được giải thích trong hình 11.4. Các lực tác dụng lên các dây dẫn được tổng hợp lại với nhau tạo ra một mô-men xoắn làm cho rôto quay theo hướng quay của trường, và do đó rôto tiếp tục quay miễn là cuộn dây stato được nối với nguồn cung cấp lành mạnh.

Mô-men xoắn được tạo ra bởi một động cơ phụ thuộc vào cường độ dòng điện chạy trong rôto. Dòng điện nặng phản ứng với trường quay để tạo ra một mô-men xoắn lớn; và, theo cùng một nguyên tắc, dòng ánh sáng chỉ tạo ra một mô-men xoắn nhỏ.

Lần lượt, cường độ dòng điện cảm ứng trong rôto phụ thuộc vào tốc độ mà trường quay đang quét qua các dây dẫn, tức là dựa trên chuyển động tương đối giữa rôto và trường, được gọi là trượt.

Trong thực tế, một lượng lớn trượt dẫn đến dòng điện cảm ứng nặng, nhưng nếu rôto đạt tốc độ đồng bộ, dòng điện cảm ứng sẽ giảm và mô-men xoắn rơi ra. Rôto không bao giờ có thể đạt tốc độ đồng bộ, bởi vì ở tốc độ này, không có chuyển động tương đối giữa rôto và trường, và sẽ không có mô-men xoắn nào được cung cấp.

Lượng trượt và do đó, tốc độ của động cơ liên quan trực tiếp đến mô-men xoắn cần thiết để truyền tải. Trong một máy bốn cực chạy trong 50 c / s. hệ thống cung cấp và phát triển cho biết 50 mã lực, tốc độ của trường stato sẽ là 1500 vòng / phút.

Bây giờ khi chạy trên tải đầy, tốc độ của động cơ sẽ nằm trong khoảng từ 1450 đến 1470 vòng / phút., Tùy thuộc vào hiệu quả của động cơ. Tuy nhiên, nếu giảm tải, động cơ sẽ tăng tốc nhẹ và không tải, động cơ sẽ chỉ chạy dưới 1500 vòng / phút., Nói khoảng 1490 đến 1495 vòng / phút

Do đó, tốc độ của động cơ phụ thuộc chủ yếu vào tốc độ đồng bộ của trường stato và được điều chỉnh một chút bởi tải điều khiển. Không có phương tiện thành công thỏa đáng và đã được chứng minh để kiểm soát hoặc thay đổi tốc độ của động cơ cảm ứng đơn giản, do đó, cho tất cả các mục đích thực tế, nó là một động cơ tốc độ không đổi.

Vì lý do này, động cơ cảm ứng đã trở nên rất phổ biến, vì hầu hết các ổ đĩa cần tốc độ không đổi. Nền văn minh công nghiệp hiện đại nên cảm ơn nhà khoa học rất nhiều vì phát minh ra động cơ cảm ứng vào năm 1885.


4. Khởi động động cơ cảm ứng:

Một động cơ cảm ứng lồng sẽ khởi động dưới tải nếu nó được chuyển trực tiếp sang điện áp cung cấp đầy đủ hơn. Phương thức bắt đầu được gọi là chuyển mạch trực tiếp (DOL) hoặc bắt đầu. Tại thời điểm bắt đầu, độ trượt (và do đó là dòng rôto cảm ứng) là lớn nhất, để động cơ hút một dòng điện nặng từ nguồn cung cấp cho đến khi nó đạt tốc độ chạy bình thường.

Một động cơ lồng có thể mất từ ​​năm đến sáu lần dòng tải đầy bình thường của nó.

Tất cả các động cơ lồng nhỏ hơn được sử dụng trong mỏ, chẳng hạn như các động cơ trong thiết bị mặt, được bắt đầu bằng cách chuyển đổi đường dây trực tiếp. Để phù hợp với dòng khởi động, tất cả các thiết bị bảo vệ trong mạch động cơ được thiết kế sao cho chúng sẽ không bị ngắt trong thời gian bắt đầu.

Trong khoảng thời gian khi động cơ khởi động và chạy với tốc độ, dòng điện nặng lấy làm giảm năng lượng có sẵn cho các máy khác chia sẻ các đường phân phối. Vì lý do này, các cánh quạt của nhiều động cơ ngầm được thiết kế để hạn chế sự tăng vọt ban đầu của dòng điện càng nhiều càng tốt.

Một phương pháp hạn chế dòng khởi động là cung cấp cho rôto một lồng kép, hoặc thậm chí là ba lồng. Hiện tại cũng có thể được giới hạn bởi thiết kế cẩn thận của các thanh lồng.

Hình 11, 5 cho thấy một bản phác thảo của Rôto lồng đôi và Hình 11.6 minh họa các phần Rôto thanh thường được sử dụng trong Rôto lồng đôi. Trong thực tế, rôto lồng đôi được chế tạo với một lồng có điện trở cao được đặt vào bề mặt của lõi, và một lồng đồng có điện trở thấp được đặt tốt vào lõi.

Tại thời điểm bắt đầu, khi rôto đứng yên, tần số của emf gây ra trong các thanh lồng, phụ thuộc vào sự khác biệt giữa tốc độ của rôto và trường quay, là khoảng 50 c / sie tần số cung cấp.

Ở tần số này, lồng đồng được bao quanh bởi sắt có phản ứng cảm ứng rất cao, ngăn dòng điện nặng chảy trong nó. Dòng điện cảm ứng trong lồng ngoài đủ để cho phép động cơ khởi động với mô-men xoắn cao (gấp đôi mô-men xoắn tải thông thường), nhưng điện trở của lồng giới hạn dòng khởi động.

Khi động cơ tập hợp tốc độ, sự khác biệt giữa tốc độ của rôto và trường quay được giảm đáng kể và tần số của emf cảm ứng trở nên thấp hơn nhiều. Do đó, độ phản ứng của lồng đồng ít hơn rất nhiều, do đó dòng điện cảm ứng trong nó mạnh hơn (mặc dù emf cảm ứng trở nên nhỏ hơn nhiều) và lồng đảm nhận nhiệm vụ chính là tạo ra mô-men xoắn.

Ngoài ra còn có ba cánh quạt lồng, trong đó có ba lồng riêng biệt. Nó bắt đầu trên một cái lồng có sức đề kháng rất cao, và một cái lồng trung gian thứ hai tiếp quản trước khi cái lồng chạy chính cuối cùng đi vào hoạt động. Tuy nhiên, có một loại rôto khác có một lồng duy nhất hoạt động theo cách rất giống với rôto lồng đôi. Nó có các thanh với các mặt cắt được thiết kế đặc biệt như trong Hình 11.6 cho thấy hai hình dạng có thể.

Một phần lớn của mỗi thanh được đặt sâu trong lõi và phần này có độ phản ứng cao khi bắt đầu. Dòng điện chỉ chảy trong các phần nhỏ gần bề mặt có khả năng chống dòng điện lớn. Do đó, động cơ bắt đầu với một mô-men xoắn cao và dòng khởi động vừa phải.

Khi động cơ tập hợp tốc độ, độ phản ứng của các bộ phận sâu của các thanh giảm xuống, do đó dòng điện có thể chảy tự do qua toàn bộ mỗi thanh. Các lồng sau đó hoạt động như một lồng kháng thấp.

Chúng ta hãy thảo luận ngắn gọn về các biểu thức của mô-men xoắn khởi động (T s ) và dòng điện khởi động (I s ), theo sơ đồ tương đương như trong Hình 11.7. Những biểu hiện này được đưa ra vì chúng sẽ hữu ích cho các kỹ sư điện trong việc hiểu hiệu suất và các vấn đề của động cơ cảm ứng.

Nếu P 1 = Đầu vào nguồn, V 1 = Điện áp đầu vào của stato và I 1, = dòng điện đầu vào của stato và cos 1 là hệ số công suất, thì

Công suất đầu vào mỗi pha

Trong số này, I 1 2 R, bị tiêu tán trong cuộn dây stato và tổn thất (-E 1 ) I 1 làm nóng lõi, do trễ và dòng điện xoáy. Ở đây R 1 = Điện trở của Stator và E 1 = Stf cảm ứng emf mỗi pha.

Do đó P 1 có thể được biểu thị theo cách sau:

Góc giữa các vectơ (-E 1 ) và (-) I 2 là (như trong hình 11.7 (b), hiển thị sơ đồ vectơ của động cơ cảm ứng) nằm giữa E 2 và I 2 trong rôto, được hiển thị là 2 . Vì (-E 1 ) là thành phần điện áp được liên kết với từ thông lẫn nhau và (-I 2 ) là thành phần hiện tại tương đương với dòng rôto, nên (-E 1, ) (-I 2 ) Cos 2 phải là năng lượng được cung cấp bởi hành động biến áp đến rôto, tức là

Điều này có thể được giải thích là hết năng lượng được cung cấp cho rôto, phần s được sử dụng trong chính rôto và bị mất trong rôto dưới dạng nhiệt. Bây giờ (2-s) P 2 còn lại, không xuất hiện trong sơ đồ vectơ giữa các đại lượng rôto.

Trong thực tế, nó được chuyển đổi thành năng lượng cơ học, và được phát triển tại trục rôto, do đó có thể được biểu thị như sau:

P m = (ls) P 2 (và điều này bao gồm ma sát và sức mạnh của tuổi gió).

. . . Toàn bộ điều có thể được thể hiện như:

Đó là, công suất rôto sẽ luôn được chia theo tỷ lệ này. Trong thực tế, mô-men xoắn tỷ lệ thuận với đầu vào công suất rôto, P 2 ; và bản thân nó tỷ lệ thuận với đầu vào của stato, coi tổn thất của stato là nhỏ. Do đó, đầu vào động cơ tỷ lệ thuận với mô-men xoắn cho một từ thông chính và điện áp stator nhất định.


5. Thiết bị khởi động cho động cơ cảm ứng:

Thiết bị khởi động được yêu cầu chủ yếu để giảm dòng khởi động của động cơ. Và điều này được thực hiện với sự trợ giúp của thiết bị điều khiển bên ngoài. Các phương thức này là star-delta start và autotransformer bắt đầu.

Đôi khi chúng được sử dụng với động cơ nặng hơn như động cơ dùng để điều khiển máy bơm hạng nặng v.v ... Trong những động cơ như vậy nếu nguồn cung cấp trực tiếp được sử dụng để khởi động động cơ, do dòng khởi động nặng, nguồn điện sẽ bị gián đoạn.

Star-Delta Bắt đầu:

Một máy được thiết kế để khởi động sao-delta (không giống như máy được thiết kế để bắt đầu đường dây trực tiếp hoặc khởi động máy biến áp tự động) sẽ có hai đầu của mỗi pha được đưa ra khỏi các đầu cuối riêng biệt, tạo ra tổng cộng sáu đầu cuối cho trường stato. Sau đó, một công tắc được kết nối với mạch, như trong Hình 11.8 để có thể thay đổi kết nối trường stato bằng cách thay đổi vị trí của công tắc.

Hệ thống hoạt động theo cách này - thiết bị được khởi động với stato được kết nối theo sao; Khi máy đạt tốc độ tối đa, công tắc được thay đổi, để các cuộn dây stato được kết nối ở chế độ delta và máy chạy trong suốt quá trình hoạt động bình thường với kết nối delta.

Đối với bất kỳ cuộn dây trường đã cho nào được sử dụng dòng điện khi các pha được kết nối trong sao ít hơn (bởi

) so với hiện tại được sử dụng khi các pha được kết nối trong delta. Với kết nối sao, điện áp pha-pha được áp dụng cho hai cuộn dây nối tiếp trong khi đó, với kết nối delta, điện áp đầy đủ chỉ được áp dụng trên một cuộn dây một pha.

Do đó, bắt đầu hiện tại là khoảng hai lần tải hiện tại đầy đủ. Star delta start cũng làm giảm mô-men xoắn khởi động, ở một mức độ nào đó, nhưng có thể không thể khởi động động cơ khi đầy tải.

Trong khi bắt đầu khi cuộn dây được kết nối tạm thời trong sao, điện áp pha giảm xuống còn

= 0, 58 bình thường và động cơ hoạt động như thể máy biến áp tự động được sử dụng với tỷ lệ 0, 58. Dòng bắt đầu trên mỗi pha là I S = 0, 58I Sc, dòng điện là (0, 58) 2 x I = 0, 33I Sc . Mô-men xoắn khởi động là một phần ba giá trị ngắn mạch

Phương pháp khởi động này rẻ và hiệu quả, miễn là mô-men xoắn khởi động không bắt buộc vượt quá khoảng 50 phần trăm mô-men xoắn toàn tải. Nó có thể được sử dụng cho các công cụ máy móc, máy bơm, vv

Bắt đầu kháng Stator: (SRS) :

Như chúng ta đã biết từ các nguyên tắc của động cơ cảm ứng, rằng đầu ra và mô-men xoắn cho một lần trượt nhất định thay đổi theo bình phương của điện áp đặt vào. Do đó, bất kỳ sự giảm điện áp nào có nghĩa là giảm đồng thời mô-men xoắn khởi động.

Và nguyên tắc này được tuân theo trong phương pháp khởi động điện trở stator bằng cách kết nối ba đơn vị điện trở ngoài pha nối tiếp với đầu cực stato. Hình 11.8 (a) cho thấy mạch đơn giản cho kiểu khởi động này.

Khi điện áp đầu vào của stator bị giảm (bằng cách điều chỉnh đơn vị điện trở của stator bên ngoài) từ giá trị bình thường của nó, đến phần x, dòng không tải và dòng ngắn mạch sẽ bị thay đổi theo tỷ lệ gần như nhau. Nhưng thông lượng chính, trong phạm vi của các tải thông thường, gần như không đổi được xác định bởi điện áp được áp dụng và sẽ giảm đáng kể tỷ lệ với điện áp giảm.

Dòng từ hóa sẽ giảm tương tự, miễn là mạch từ không bão hòa cao. Hơn nữa, tổn thất lõi tỷ lệ thuận với bình phương mật độ từ thông, và do đó, của điện áp; thành phần hoạt động của dòng không tải sẽ bị giảm tỷ lệ với sự sụt giảm điện áp.

Trong khi đó, ngắn mạch được đưa ra bởi thương số của điện áp ứng dụng và trở kháng ngắn mạch, sẽ có một xấp xỉ gần đúng với hàm tuyến tính của điện áp được cung cấp. Do đó, nếu dòng điện khởi động giảm đi một phần, x, có giá trị bình thường, mô-men xoắn khởi động cũng sẽ giảm x 2 giá trị bình thường của nó.

Khởi động máy biến áp tự động:

Dòng khởi động cũng có thể được giảm bằng cách kết nối hai máy biến áp tự động trong 'V' qua ba pha của cuộn dây stato như trong Hình 11.9. Máy biến áp tự động có tác dụng giảm điện áp đặt vào cuộn dây stato, do đó dòng điện ban đầu được lấy bởi động cơ bị giảm.

Khi máy đạt đến tốc độ tối đa, các máy biến áp tự động sẽ được tắt, do đó điện áp cung cấp đầy đủ sẽ được áp dụng cho stato. Ở đây cũng vậy, bắt đầu mô-men xoắn, ở một mức độ nào đó, được giảm. Hình 11.9 cho thấy máy biến áp tự động được sử dụng để giảm điện áp pha xuống phân số x của giá trị bình thường. Khi đó dòng điện động cơ khi bắt đầu là I s = xl sc và mô-men xoắn khởi động T s = X 2 T sc

Điều này giống hệt như trường hợp đặt điện trở trong mạch stato để giảm điện áp. Nhưng trong phương pháp này, ưu điểm là điện áp được giảm bằng máy biến áp chứ không phải bởi điện trở.


6. Động cơ cảm ứng trượt:

Động cơ cảm ứng trượt hoạt động theo nguyên tắc cảm ứng giống như động cơ lồng sóc. Tuy nhiên, chúng khác với động cơ lồng sóc ở dạng rôto được sử dụng và trong phương pháp khởi động. Không giống như động cơ lồng, tốc độ của động cơ trượt có thể được kiểm soát.

Nói chung, động cơ trượt được sử dụng cho các nhiệm vụ nặng nề, chẳng hạn như lái máy nén khí lớn và vận chuyển chính, trong đó công suất cao và kiểm soát chặt chẽ dòng điện khởi động là rất cần thiết. Ngay cả trong động cơ cuộn dây chính động cơ trượt được sử dụng.

Các stato của động cơ trượt giống như của động cơ lồng sóc, nhưng rôto của động cơ trượt bao gồm một cuộn dây ba pha được hình thành từ các dây dẫn bằng đồng, và đặt vào lõi sắt mềm nhiều lớp.

Các dây dẫn và cuộn dây được cách điện với nhau và từ lõi, và toàn bộ cách điện được tẩm bằng vecni đặc biệt của lớp điện. Một đầu của mỗi cuộn dây pha được nối với một điểm sao trong rôto, các đầu còn lại của cuộn dây được đưa ra ba điểm trượt được gắn trên trục rôto.

Các dây trượt rôto được kết nối với ba thiết bị đầu cuối thông qua ba bộ bàn chải. Một bộ phận khởi động, được kết nối với các thiết bị đầu cuối, hoàn thành bên ngoài mạch rôto.

Đơn vị khởi động bao gồm ba điện trở thay đổi được kết nối trong sao. Nó được kết nối với ba cực trượt để mỗi pha của cuộn dây rôto có điện trở thay đổi nối tiếp với nó, như trong Hình 11.10.

Do đó, điện trở của mạch rôto có thể được thay đổi bằng điều khiển bên ngoài. Để khởi động động cơ, các điện trở được đặt ở giá trị cao nhất của chúng. Khi nguồn cung cấp cho cuộn dây stato được bật, động cơ khởi động chậm với mô-men xoắn cao và dòng điện stato tương đối thấp.

Các điện trở được giảm dần, do đó cho phép động cơ tăng tốc, cho đến khi ba thiết bị đầu cuối, thực tế, được ngắn mạch và động cơ chạy ở tốc độ tối đa. Một động cơ trượt có thể được chế tạo để chạy dưới tốc độ tối đa của nó bằng cách để các phần của điện trở bên ngoài nối tiếp với cuộn dây rôto.

Tốc độ thực tế của động cơ sẽ phụ thuộc vào tải nó đang lái và lượng điện trở còn lại trong mạch. Phương pháp này có thể kiểm soát một phạm vi tốc độ đáng kể, nhưng cần chú ý đến các đặc tính tốc độ mô-men xoắn của động cơ, nếu không động cơ có thể bị hỏng.

Thiết bị ngắn mạch:

Một động cơ dự định chạy liên tục ở một tốc độ, chẳng hạn như động cơ điều khiển máy nén, đôi khi được trang bị một cơ chế ngắn mạch dây trượt, để có thể hoàn thành mạch rôto trong máy. Bàn chải có thể được nâng lên cùng một lúc, do đó độ hao mòn của bàn chải giảm đến mức tối thiểu.

Nếu một máy được lắp một công tắc ngắn mạch, bộ khởi động chỉ được kết nối với rôto trong khoảng thời gian bắt đầu thực tế như trong Hình 11.10. Khi động cơ đã chạy đến tốc độ, công tắc ngắn mạch hoạt động, thường là bằng một tay cầm ở phía bên của vỏ chống trượt, và sau đó động cơ chạy như một máy kết nối bên trong.

Hệ số công suất:

Tất cả các lồng sóc và động cơ cảm ứng trượt chạy ở một hệ số công suất trễ. Động cơ cảm ứng chạy trên toàn tải thường có hệ số công suất từ ​​0, 8 đến 0, 9 tùy thuộc vào thiết kế của máy. Nếu một động cơ truyền động ít hơn toàn bộ tải của nó, hệ số công suất sẽ giảm, dưới một nửa tải, nó có thể giảm xuống mức 0, 5 hoặc đôi khi thậm chí thấp hơn.


7. Động cơ đồng bộ được sử dụng trong mỏ:

Giống như một động cơ cảm ứng, một động cơ đồng bộ cũng bao gồm một stato với một rôto chạy bên trong nó. Stator, giống như của động cơ cảm ứng, được quấn để khi kết nối với nguồn cung cấp xoay chiều ba pha, một trường quay được tạo ra. Tốc độ quay phụ thuộc vào tần số của nguồn cung và số cực trong trường.

Tuy nhiên, rôto, không giống như động cơ cảm ứng, có một cuộn dây kích thích được cung cấp năng lượng bằng nguồn cung cấp trực tiếp. Nguồn cung cấp được cung cấp cho nó bằng các chổi quét trên hai dây trượt và rôto được quấn sao cho một trường phân cực ổn định, có cùng số cực như trường stato, được tạo ra.

Bây giờ khi trường stato được cung cấp năng lượng bằng nguồn cung cấp xoay chiều ba pha và rôto được cung cấp năng lượng bằng nguồn cung cấp trực tiếp, mỗi cực của rôto bị hút vào một cực đối diện của trường quay.

Do đó, các cực của rôto tuân theo các cực quay tương ứng, sao cho rôto quay cùng tốc độ với trường stato, tức là nó quay với tốc độ đồng bộ và do đó động cơ này được gọi là động cơ đồng bộ. Tốc độ của loại động cơ này là bất biến.

Bắt đầu:

Một động cơ đồng bộ, như vậy, không thể tự khởi động vì nó không tạo ra mô-men xoắn khởi động. Thực tế mô-men xoắn chỉ được sản xuất khi các cực rôto đi theo các cực của trường quay, do đó; trước khi động cơ có thể lái tải, rôto phải chạy ở tốc độ đồng bộ xấp xỉ. Để khởi động một động cơ đồng bộ, một số phương pháp phải được sử dụng để chạy nó lên tốc độ trước khi cấp năng lượng cho rôto.

Các phương pháp khác nhau đã được sử dụng để chạy các động cơ đồng bộ lên đến tốc độ khi bắt đầu. Một phương pháp là chế tạo một động cơ cảm ứng riêng biệt nhỏ, được gọi là động cơ ngựa trên trục chính, nhưng phương pháp này hiện nay hiếm khi được sử dụng. Hầu hết các động cơ đồng bộ được sử dụng tại các máy va chạm đều có một cuộn dây được tích hợp trong rôto chính, để nó có thể chạy lên như động cơ cảm ứng, sử dụng trường chính.

Ba loại động cơ đồng bộ phổ biến nhất được sử dụng tại các máy va chạm là động cơ cảm ứng đồng bộ, động cơ đồng bộ tự động và động cơ đồng bộ lồng. Trong thực tế, những điều này được phân biệt bởi các phương pháp bắt đầu của họ.

Động cơ cảm ứng đồng bộ:

Một loại động cơ cảm ứng đồng bộ có một rôto với hai cuộn dây. Một cuộn dây là cuộn dây kích thích được kết nối với nguồn cung cấp trực tiếp thông qua hai dây trượt. Các cuộn dây khác là một cuộn dây cảm ứng ba pha được kết nối với điện trở bắt đầu thông qua ba dây trượt tiếp theo. Do đó, động cơ có năm dây trượt như trong hình 11.11 (a).

Động cơ được khởi động như một động cơ cảm ứng trượt, sử dụng điện trở khởi động. Khi động cơ đã chạy đến tốc độ đồng bộ xấp xỉ, nguồn cung cấp kích thích dòng điện trực tiếp được bật và cuộn dây cảm ứng được mở mạch.

Trong một loại động cơ cảm ứng đồng bộ khác, rôto có cuộn dây ba pha với ba dây trượt. Động cơ được khởi động giống như một máy trượt sử dụng 7 điện trở khởi động. Khi động cơ đạt đến tốc độ đồng bộ, nguồn cung cấp kích thích trực tiếp được bật và cuộn dây cảm ứng được mở mạch.

Với một số động cơ, chỉ có hai dây trượt được sử dụng bởi nguồn cung cấp excitor, một pha của cuộn dây rôto không hoạt động. Ngoài ra, trong các động cơ khác, cả ba dây trượt được sử dụng, hai pha của cuộn dây song song và thứ ba nối tiếp như trong hình 11.11 (b).

Động cơ đồng bộ tự động:

Một động cơ đồng bộ tự động tương tự như một động cơ cảm ứng đồng bộ, ngoại trừ việc nó được thiết kế để loại bỏ nhu cầu chuyển đổi khi động cơ đạt tốc độ chạy bình thường. Các cuộn dây rôto được kết nối vĩnh viễn với bộ kích từ thông qua trượt và bàn chải.

Động cơ khởi động như một động cơ cảm ứng, với mạch rôto được hoàn thành thông qua máy phát điện dc. Khi động cơ tập hợp tốc độ, dòng điện trực tiếp chạy trong cuộn dây rôto ngoài dòng điện xoay chiều cảm ứng. Khi rôto đạt tốc độ đồng bộ, không có dòng điện nào được tạo ra trong rôto, vì không có chuyển động tương đối giữa trường và rôto.

Động cơ đồng bộ lồng:

Rôto của loại này chỉ có cuộn dây kích thích được đưa ra dây trượt, nhưng cũng có một dạng lồng được nhúng trong lõi rôto. Động cơ được bắt đầu như một động cơ lồng. Khi động cơ đạt tốc độ đồng bộ, nguồn điện trực tiếp được bật.

Khi động cơ đang chạy, lồng hoạt động như một cuộn dây giảm xóc và ngăn chặn mọi hoạt động săn bắn khác, tức là những thay đổi nhỏ về tốc độ động cơ có thể gây ra rung động. Tự động khởi động máy biến áp thường được sử dụng, nhưng một số máy loại này được khởi động bằng cách chuyển trực tiếp trên công tắc đường dây.

Mạch kích thích:

Dòng kích thích cho rôto thường được lấy từ một máy phát kích thích nhỏ gắn trên cùng trục với rôto và tạo thành một phần không thể thiếu của máy. Do đó, nguồn cung bên ngoài duy nhất cần thiết là nguồn cung cấp chính thông thường.

Một bộ điều khiển được cung cấp, cho phép dòng điện chạy trong cuộn dây rôto có thể thay đổi. Đối với bất kỳ tải cho trước, một dòng kích thích tối thiểu nhất định là bắt buộc. Mô-men xoắn mà động cơ có khả năng tạo ra phụ thuộc vào cường độ của trường rôto. Nếu trường này quá yếu, nó sẽ không phát triển đủ mô-men xoắn để lái tải và do đó, tình trạng đình trệ xảy ra.

Hệ số công suất:

Ở mức kích thích tối thiểu, động cơ chạy ở hệ số công suất trễ thấp, trong khoảng 0, 6 đến 0, 8, tùy thuộc vào tải và thiết kế của máy. Nếu dòng điện kích thích tăng lên trên mức tối thiểu cần thiết để lái tải, tốc độ và mô-men xoắn không đổi, nhưng hệ số công suất được cải thiện.

Tại một giá trị nhất định của dòng điện kích thích, hệ số công suất thống nhất đạt được. Nếu dòng điện kích thích vẫn tăng hơn nữa, một yếu tố công suất hàng đầu sẽ phát triển và từ đó, công suất hàng đầu trở nên thấp hơn khi dòng điện kích thích được tăng lên. Bằng cách kích thích quá mức, một động cơ đồng bộ có thể chạy với hệ số công suất hàng đầu thấp đến 0, 6 hoặc ít hơn.

Sử dụng:

Do đặc điểm khởi động khó khăn của chúng và thực tế là tốc độ của chúng là bất biến, động cơ đồng bộ chỉ được sử dụng khi cần một ổ đĩa liên tục ở tốc độ không đổi.

Tại các máy va chạm, động cơ đồng bộ thường được sử dụng để lái máy cuốn chính, quạt thông gió chính và để lái máy nén khí hạng nặng. Do khả năng chạy ở một hệ số công suất hàng đầu, các động cơ này cung cấp một phương pháp hiệu chỉnh hệ số công suất cho hệ thống điện của máy va chạm.


8. Điện trở cách điện của động cơ cảm ứng:

Kiểm tra và bảo dưỡng dòng điện xoay chiều đều đặn là điều cần thiết nhất nếu mỏ phải chạy trơn tru. Hoạt động của dịch vụ thường xuyên được đưa ra dưới đây. Tuy nhiên, không phải tất cả các hoạt động này có thể được thực hiện trong khuôn mặt hoặc mặt than, nghĩa là bên trong mỏ và vì lý do này, động cơ được sử dụng dưới lòng đất tại mặt than hoặc trong cổng được đưa lên bề mặt định kỳ để đại tu triệt để.

Lịch bảo trì cho từng động cơ riêng lẻ đưa ra tần suất kiểm tra và kiểm tra phải được thực hiện mỗi lần phải được chuẩn bị bởi kỹ sư điện của bộ phận xem xét tầm quan trọng và hiệu suất của từng máy. Và điều này phải được tuân thủ nghiêm ngặt bởi ban quản lý cũng như các thợ điện và người vận hành và các kỹ sư.

Kiểm tra điện trở cách điện:

Trong trường hợp động cơ cảm ứng lồng sóc, cách điện của cuộn dây stato và trong trường hợp động cơ cảm ứng trượt, đôi khi điện trở cách điện của rôto và trượt Khoảng thời gian này nên được thiết lập bởi kỹ sư điện colliery xem xét hoạt động xung quanh và hiệu suất của động cơ. Nói chung, khoảng thời gian là hai tháng một lần.

Tuy nhiên, là một hướng dẫn, cần chú ý thường xuyên trong các lĩnh vực sau:

Tình trạng của động cơ do bụi bẩn xâm nhập:

(1) Thường xuyên kiểm tra bụi than và lắng đọng độ ẩm.

(2) Cần kiểm tra độ co của lớp cách điện làm cho cuộn dây bị lỏng trong các khe của chúng.

Biện pháp khắc phục:

(i) Trong các khoảng thời gian đều đặn, động cơ nên được làm sạch bằng cách thổi khí nóng và khô hoặc bằng cách làm nóng hoặc đốt nóng bằng bóng đèn có công suất cao.

(ii) The winding should be cleared of moisture.

(iii) After this operation the winding should be dried, varnished, then baked at 90° to 100°C for minimum of 6 to 8 hours.

(3) Cracked and worn out varnish will render the insulation vulnerable to penetration of dirt and moisture.

Remedy:

The winding should be baked properly and then varnished.

(4) Ageing or wearing out of the insulation, leads, sliprings, bearings, terminal blocks and bars, should be checked.

Remedy:

Aged and worn-out insulation leads, sliprings, bearing, terminal should be replaced.

(5) Sign of rubbing between rotor and stator and its cause should be noticed.

Remedy:

Bearing should be replaced and / or end brackets with worn out or damaged bearing housing should be replaced by new ones.

(6) Above all, a record of test results of insulation resistance should be kept at a regular interval.

Important Test:

(1) The insulation resistance between the stator windings and earth is tested periodically using a standard insulation resistance tests, such as Megger or Metro. The value of successive tests is recorded, so that any tendency for the insulation to deteriorate can be noted.

If the phases of the stator winding are not interconnected internally, ie if there are six leads to the stator, the insulation resistance between each pair of phases may also be taken and recorded. In case of a wound rotor motor the insulation resistance between the sliprings and the rotor shaft is measured and recorded.

(2) At regular intervals, it is advisable to check the resistance of the windings when the stator is connected internally, that is, in that case there will be three leads, the resistance between each pair of leads is ascertained with a direct reading ohm meter.

However if the stator has six leads, the resistance of each phase is found by testing between the two ends of each winding. In either test, the three readings obtained should be approximately equal. The makers usually state the value in their test certificate. The measured resistance should be equal to that value. By this test, inter-turn short, or even some defect develop in the connection, can be determined.