Giới thiệu

Chào mừng bạn đến với các khóa học trong các chương trình giáo dục kỹ thuật của Siemens, được thiết kế dành cho các nhà phân phối của chúng tôi để bán các sản phẩm của Siemens được hiệu quả hơn. Khóa học này bao gồm các vấn đề cơ bản của động cơ xoay chiều ba pha và các sản phẩm có liên quan

Sau khi hoàn thành khóa cơ bản về động cơ xoay chiều ba pha. Bạn có thể

Giải thích các khái niệm về lực,quán tính,tốc độ và momen Giải thích sự khác biệt giữa công và công suất Mô tả cấu trúc của động cơ xoay chiều ba pha lồng sóc Mô tả hoạt động của từ trường quay Tính tốc độ đồng bộ, trượt, và tốc độ rotor Vẽ đường momen khởi động, momen khi tăng tốc, không tải, và momenđầy

tải trên một đường cong momen NEMA Áp dụng các yếu tố giảm tải theo yêu cầu của một ứng dụng Mô tả mối quan hệ giữa V / Hz, mô-men xoắn và công suất Kết nối động cơ xoay chiều giữa một ứng dụng và tải của nó Xác định các vỏ máy NEMA và cấu hình lắp ráp Mô tả Siemens NEMA và động cơ IEC

1

Động cơ xoay chiều

Động cơ AC được sử dụng trên toàn thế giới trong nhiều ứng dụng để biến đổi điện năng thành cơ năng. Có nhiều loại động cơ xoay chiều, nhưng khóa học này tập trung vào động cơ xoay chiều ba pha không đồng bộ, loại động cơ phổ biến nhất được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp.

Một động cơ xoay chiều có thể là một phần của một máy bơm hoặc quạt haykết nối với một số hình thức khác của trang bị cơ khí như một máy cuộn, băng tải, hoặc máy trộn. Siemens sản xuất nhiều loại động cơ AC. Ngoài việc cung cấp thông tin cơ bản về động cơ xoay chiều nói chung, khóa học này cũng bao quát tổng quan về động cơ xoay chiều của Siemens

2

Lực và Chuyển động

Trước khi thảo luận về động cơ xoay chiều để hiểu một số thuật ngữ cơ bản cần thiết liên quan đến hoạt động của động cơ.

Nhiều những thuật ngữ này quen thuộc đối với chúng ta trong văn cảnh khác nào đó. Trong khóa học chúng tôi sẽ sử dung những thuật ngữ này áp dụng như thế nào với động cơ xoay chiều ba pha

Lực

Hiểu theo nghĩa đơn giản, lực là một sự đẩy hay kéo. Lực có thể được gây ra bởi điện từ, trọng lực, hoặc một sự kết hợp của các tác nhân vật lý.

Hợp lực

Hợp lực là tổng vector của tất cả các lực tác dụng lên một vật,bao gồm cả ma sát và trọng lực. Khi các lực dụng cùng một hướng, chúng được thêm vào. Ví dụ, nếu 2 lực 10 pounds tác dụng lên cùng một hướng lực tổng sẽ là 20 pounds

3

Nếu 10 pounds lực được tác dụng theo một hướng và lực 5 pounds tác dụng theo hướng ngược lại, tổng lực là 5 pounds và các đối tượng sẽ di chuyển theo hướng của lực lượng lớn hơn.

Nếu 2 lực cùng phương và ngược hướng thì tổng lực là 0 và lực tác dụng lên vật là 0 và vật đứng yên

Momen

Momen là lực tác động lên một đối tượng và làm xoay. Ví dụ, một lực tác động tới điểm cuối của một đòn bẩy gây ra một tác động quay xung quanh điểm đặt

Momen bằng tích số giữa cánh tay đòn và lực tác động

M=F.r

4

Trong hệ thống tiếng anh thì đại lượng đo cho momen là pound-feet (lb-ft) hoặc lb-inch (lb-in). Ví dụ nếu lực tác động là 10 lbs và cánh tay đòn dài 1 foot thì momen thu được là 10 lb-ft

Nếu giữ nguyên lực tác động và cánh tay đòn tăng lên 2 feet thì momen tác động là 20 lb-ft

Vận tốc

Vận tốc là tỷ số giữa quãng đường đi và thời gian cần để đi hết quãng đường đó

vận tốc=quãngđườngthời gian

Vận tốc dài

5

Vận tốc dài là quãng đường thẳng mà vật đi được trong một đơn vị thời gian. Vận tốc dài được thể hiện bằng đơn vị khoảng cách chia thời gian ví dụ dặm một giờ hoặc mét mỗi giây. Nếu mất 2s để di chuyển 10 m thì vận tốc dài là 5m/s

Vận tốc góc

Vận tốc góc của một vật quay xác định mất bao lâu để vật quay được một góc cố định. Vận tốc góc thường được biễu diễn đơn vị vòng mỗi phút (RPM). Ví dụ, một vật quay mười vòng cần 1 phút, có vận tốc góc là 10 RPM.

Gia tốc

Đối tượng có thể thay đổi tốc độ. Đặc trưng cho sự thay đổi về tốc độ được gọi là gia tốc. Gia tốc chỉ xuất hiện khi có lực tương tác trên đối tượng Đối tượng cũng có thể thay đổi từ tốc độ cao xuống tốc độ thấp.Điều này được gọi là giảm tốc.Một đối tượng quay có thể tăng tốc từ 0 đến 20 RPM, hoặc giảm tốc độ từ 20RPM xuống 0 RPM.

6

Quán tính

Hệ thống cơ khí phải tuân theo luật quán tính. Luật quán tính là đối tượng có xu hướng duy trì trạng thái hiện tại là đứng yên hoặc chuyển động trừ khi có lực tác động từ bên ngoài. Thuộc tính này làm thay đổi gia /làm giảm tốc độ được gọi là momen quán tính. Đơn vị là lb-ft2

Ma sát

Ma sát xuất hiện khi những đối tượng tiếp xúc với một vật thể khác. Như đã biết, khi thử để di chuyển một đối tượng ngang qua bề mặt (của) đối tượng khác, Ma sát tăng dẫn đến phải tăng lực tác động. Ma sát là một trong những nguyên nhân quan trọng nhất của sự tổn hao năng lượng trong máy.

Công

Bất cứ khi nào có một lực gây ra sự chuyển động, công được hoàn thành. Công có thể được tính toán đơn giản bằng việc nhân những lực mà tác động gây ra chuyển động và quãng đường

Công = lực x quãng đường

Vì công là kết quả của lực tác động và quãng đường di chuyển của vật,công phụ thuộc vào hệ quy chiếu. Đơn vị

7

của công là newton-mét. Trong hệ thống đo lường của anh thì công có đơn vị là foot-pounds(ft-lb)

Công suất

Một đại lượng thường dùng đó là công suất. Công suất là tỉ số công thực hiện được chia cho thời gian thực hiện

Mã lực

Công suất được định nghĩa là foot-pounds /thời gian,nhưng đơn vị hay thường dùng đó là mã lực. Đơn vị này được sử dụng từ thế kỷ 19 và xây dựng bởi James Watt. Watt đã bán những động cơ hơi nước và được hỏi là 1 động cơ hơi nước có thể thay thế bao nhiêu con ngựa. Ông ấy đã cho những con ngựa đi bộ kéo một cái bánh xe sẽ nâng một trọng lượng. Ông phát hiện ra rằng một con ngựa sẽ trung bình khoảng 550 foot-pound làm việc mỗi giây. Theo đó, một mã lực tương đương với 550 foot-pound mỗi giây hoặc 33.000 foot-pound mỗi phút.

Khi áp dụng các khái niệm về mã lực cho động cơ, nó rất hữu ích để xác định giá trị mã lực cho giá trị momen và tốc độ. Khi momen được biễu diễn trong lb-ft và tốc độ được thể hiện trong RPM, công thức sau đây có thể được

8

sử dụng để tính toán mã lực (HP). Lưu ý rằng sự gia momen, tốc độ, hoặc cả hai tăng mã lực.

Review 1

1. Nếu tác dụng 1 lực 20 pounds lên một hướng và tác dụng 1 lực 5 pounds theo hướng ngược lại thì lực tổng hợp là 15 pounds

2. Nếu lực tác dụng là3. Nếu lực tác dụng là 40 pounds và cánh tay đòn là 2

feet. Momen là 80 lb-ft4. Luật quán tính là đối tượng có xu hướng duy trì trạng

thái hiện tại là đứng yên hoặc chuyển động trừ khi có lực tác động từ bên ngoài

5. Vận tốc dài bằng quãng đường chia cho thời gian6. Vận tốc góc của một vật quay xác định mất bao lâu để

vật quay được một góc cố định7. Sự thay đổi tốc độ của một đối tượng được gọi là gia

tốc

Cấu trúc của động cơ xoay chiều

Động cơ không đồng bộ thường được sử nhiều trong công nghiệp. Loại động cơ này gồm 3 phần chính rotor,stator,vỏ máy. Stator và rotor là phần làm việc,còn vỏ máy bảo vệ stator và rotor.

9

Lõi stator

Stator là 1 phần mạch điện từ của động cơ. Lõi stator được tạo ra của nhiều tấm kim loại mỏng, gọi là những sự phân lớp. Sự phân lớp nhằm giảm bớt năng lượng tiêu hao

10

Dây quấn stator

Các lõi thép được xếp chồng lên nhau tạo thành một xilanh rỗng. Cuộn dây điện có bọc cách điện được chèn vào các khe của lõi stator.Khi động cơ được lắp ráp vào hoạt động, các cuộn dây statorđược kết nối trực tiếp với nguồn điện. Mỗi nhóm củacuộn dây, cùng với lõi thép bao quanh nó, trở thành một nam châm điện khi có dòng điện chạy qua. Cảm ứng điện từ là các nguyên tắc cơ bản của hoạt động của động cơ.

Cấu trúc rotor

Rotor là phần quay của động cơ điện . Loại phổ biến nhất của rotor được sử dụng trong một động cơ ba pha cảm ứng là rotor lồng sóc.

11

Một lõi rotor lồng sóc được thực hiện bằng cách chồng thép mỏng để tạo thành một hình trụ.

Thay vì sử dụng cuộn dây như dây dẫn, thanh dẫn được đặt vào các khe cách đều nhau xung quanh xi lanh. Hầu hết các rôto lồng sóc được thực hiện bởi đúc nhôm để tạo thành các thanh dẫn.

Vỏ máy

Vỏ máy để bảo vệ và giữ chặt lõi thép stator.Vỏ máy làm bằng nhôm (ở máy nhỏ), bằng gang hay thép đúc (ở máy lớn). Vỏ máy có chân máy để cố định máy trên bệ, hai đầu có nắp máy để đỡ trục rotor và bảo vệ dây quấn . 

12

Vỏ máy bảo vệ các bộ phận của động cơ khỏi nước và các yếu tố môi trường khác. Tùy vào động cơ làm việc ở môi trường khác khác nhau có các loại vỏ máy thích hợp. Trong khóa học này vỏ máy sẽ thảo luận chi tiết hơn ở các phần sau

Review 2

1. Xác định các thành phần sau đây từ các hình minh họa2. Stator là 1 phần mạch điện từ của động cơ3. Rotor là phần quay của động cơ điện

13

4. Loại phổ biến nhất của rotor được sử dụng trong một động cơ ba pha cảm ứng là rotor lồng sóc.

5. Vỏ máy bảo vệ các bộ phận bên trong của động cơ từ nước và các yếu tố môi trường khác.

Từ tính

Các đặc tính của từ tính đóng một vai trò quan trọng trong hoạt động của một AC motor. Do đó, để hiểu rõđộng cơ, bạn phải hiểu nam châm. Để bắt đầu, tất cả các nam châm có hai cực. Chúng hút sắt và các thép, và chúng tương tác với các nam châm khác.Thực tế này sau đó được chứng minh bằng cách một kim la bàn với từ trường của Trái đất.

Đường sức từ

Các lực hút đối tượng sắt hoặc thép tạo nên các đường liên tục từ trường, được gọi là từ thông, chạy qua nam châm, thoát khỏi cực bắc, và đi vào thông qua cực nam. Mặc dù những dòng từ thông là vô hình, những tác động của từ trường có thể trở thành hiện thực. Ví dụ, khi một tờ giấy được đặt trên một nam châm và mạt sắt lỏng lẻo

14

nằm rải rác trên mặt giấy, các hồ sơ tự sắp xếp dọc theo dòng vô hình của từ thông

Hút nhau khi khác cực

Đẩy nhau khi cùng cực

Khi dòng điện chạy qua một dây dẫn, nó tạo ra một từ trường xung quanh cuộn dây. Độ mạnh của từ trường tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện

15

Từ trường

Khi dòng điện chạy qua dây dẫn nó tạo một từ trường xung quanh cuộn dây. Từ trường này tỉ lệ thuận với dòng điện chạy qua cuộn dây

Quy tắc bàn tay trái

Quy tắc nắm bàn tay trái biễu diễn cách xác hướng giữa dòng điện và từ trường được tạo ra. Nắm bàn tay sao cho ngón tay cái chỉ chiều dòng điện chiều của các ngón tay là chiều từ thông

16

Nam châm điện

Một nam châm điện có thể tạo ra bằng cách cho dòng điện một chiều chạy qua một cuộn dây. Các đường từ thông hình thành bởi dòng điện chạy qua cuộn dây kết hợp tạo ra một từ trường. Trung tâm của cuộn dây được gọi là một nam châm điện đơn giản. Nam châm điện đơn giản có lõi không khí

Thêm một lõi sắt

Từ thông khi đưa thêm lõi sắt vào lòng cuộn dây mạnh hơn so với không khí.

17

Số vòng dây

Độ mạnh của từ trường được tăng bằng cách thay đổi số vòng dây. Tăng số vòng dây sẽ cho từ trường mạnh hơn so với dòng điện như nhau

Review 3

1. Đường sức từ đi ra _______ của một nam châm và đi vào

18

2. Trong hình minh họa dưới đây, nam châm nào sẽ hút  nhau và có nam châm nào sẽ đẩy nhau?

3. _______ xuất hiện xung quanh dây dẫn khi có dòng điện chạy qua nó.4. Điều nào sau đây sẽ làm tăng sức mạnh của từ trường nam châm điện

                                A. Tăng dòng điện chạy qua

                                          B. Tăng số vòng dây

                                     C. Thêm một lõi sắt

                                     D. Tất cả các phương án

Sự quay rotor

Nam châm vĩnh cửu

Để xem cách rotor hoạt động, một nam châm gắn trên một trục có thể thay thế cho các rotor lồng sóc. Khi cuộn dây stator được nạp năng lượng, từ trường quay xuất hiện. Các nam châm có từ trường riêng của mình mà tương tác với từ trường quay của stator.Cực bắc của từ trường quay hút cực nam của nam châm, và cực nam của từ trường quay hút cực bắc của nam châm . Khi từ trường quay, nó kéo các nam châm quay cùng. Động cơ xoay chiều sử dụng một nam châm vĩnh cửu cho một rotor được gọi động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu. Có nghĩa

19

rằng sự quay rotor được đồng bộ với từ trường, và tốc độ của rotor giống như tốc độ đồng bộ của động cơ.

Cuộn dây giống như một thanh dẫn rotor, đặt trong từ trường, một điện áp cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây. Các điện áp cảm ứng gây ra dòng điện trong dây dẫn. Trong động cơ rotor lồng sóc , dòng điện chạy qua thanh dẫn rotor và xung quanh vòng kín và tạo ra một từ trường xung quanh mỗi thanh dẫn rotor.

Bởi vì các cuộn dây stator được nối với một nguồn AC, dòng điện cảm ứng trong thanh rotor liên tục thay đổi và các rotor lồng sóc trở thành một nam châm điện với cực bắc và nam.

Hình minh họa sau đây cho thấy ngay lập tức khi quanh co A1 là một cực bắc và cường độ từ trường của nó tăng dần. Kết quả dòng từ thông chảy vào thanh dẫn rotor tạo ra một cực nam. Điều này khiến động cơ xoay về phía A1. Tại bất kỳ thời điểm nào, từ trường cho các cuộn dây stator đang nỗ lực hút và chống lại lực đẩy các thanh rotor khác.Điều này làm cho rotor quay, nhưng không cùng với tốc độ đồng bộ của động cơ.

20

Đối với một động cơ ba pha không đồng bộ, từ trường quay phải quay nhanh hơn so với các rotor để tạo ra dòng điện trong rotor. Khi đó rotor ở trạng thái dừng, sự khác biệt này rất lớn. Sau khi động cơ đã được chạy đủ lâu để có được lên đến tốc độ làm viêc, sự khác biệt giữa tốc độ đồng bộ của từ trường quay và tốc độ rotor là nhỏ hơn.Sự khác biệt đó được gọi là trượt. Độ trượt là đại lượng cần thiết để sản sinh ra momen. Độ trượt cũng phụ thuộc vào tải. Độ rượt được thể hiện như một tỷ lệ phần trăm và có thể được tính bằng công thức sau đây.

Động cơ đồng bộ

Một loại động cơ khac của động cơ xoay chiều ba pha đó là động cơ đồng bộ. Một loại động cơ đồng bộ được xây dựng giống như động cơ rotor lồng sóc. Ngoài thanh dẫn

21

rotor có các cuộn dây. Các cuộn dây được nối với dòng điện một chiêu được cung qua các vành trượt và chổi than

Khi động cơ khởi động điện áp xoay chiều được đặt vào stator và khởi động như một động cơ lồng sóc

Review 4

1.Hình minh họa sau đây được dùng cho động cơ ba pha gồm ____cực. Khi cuộn dây A1 là cực nam,cuộn dây A2 là cực_______.

2.Tốc độ của từ trường quay bằng tốc độ_____ của động cơ

22

3.Tốc độ đồng bộ của một động cơ 60Hz có bốn cực là____RPM

4. Sự khác biệt về tốc độ giữa tốc độ đồng bộvà tốc độ rotor được gọi là ______

5. Một động cơ 2 cực đang hoạt động trên một nguồn cung cấp điện 60 Hz.Rotor quay với vận tốc 3450 RPM. Độ trượt là _______%.

Thông số kỹ thuật của động cơ

Các nhãn tên của một động cơ cung cấp thông tin quan trọng cần thiết cho các ứng dụng thích hợp. Ví dụ sau đây minh họa cho thấy các nhãn của của động cơ xoay chiều ba pha 30 HP

Các thông tin sau đây sẽ giải thích các thông số của động cơ

Điện áp nguồn và dòng điện đầy tải

Động cơ được thiết kế hoạt động ở điện áp tiêu chuẩn. Trong nhãn này động cơ sử dụng điện áp cấp là xoay chiều ba pha 460 V. Dòng điện đầy tải là 35 ampe

Tốc độ định mức và tần số

23

Tốc độ định mức là tốc độ động cơ khi làm việc với công suất định mức khi động cơ được kết nối với tải

Hệ số làm việc

Hệ số làm việc là một số mà được nhân lên bởi mã lực danh định của động cơ để xác định mã lực mà động cơ có thể được vận hành. Bởi vậy, một động cơ được thiết kế để vận hành bằng hoặc thấp hơn mã lực mã lực định mức ghi trên nhãn có một hệ số làm việc 1.0

Lớp cách điên

NEMA định nghĩa các lớp cách điện động cơ để mô tả khả năng cách điện động cơ để xử lý nhiệt.Có bốn lớp cách điện là A, B, F, và H. Tất cả bốn lớp xác định nhiệt độ tăng cho phép từ nhiệt độ môi trường xung quanh 40 ° C (104 ° F). Lớp B và F là phổ biến nhất được sử dụng.

Nhiệt độ môi trường là nhiệt độ của môi trường xung quanh máy. Đây cũng là nhiệt độ của cuộn dây động cơ trước khi khởi động động cơ, giả sử động cơ đã được dừng lại đủ lâu.Nhiệt độ trong các cuộn dây bắt đầu tăng lên khi đông cơ khởi đông. Sự kết hợp của nhiệt độ môi trường và cho phép sự tăng nhiệt độ cân bằng với nhiệt độ cuộn danh định cực đại. Nếu động cơ đang hoạt động một nhiệt dộ cao hơn, tuổi thọ sẽ giảm. Tăng 10 ° C trên nhiệt độ hoạt động tối đa cho phép có thể làm tuổi thọ của động cơ giảm một nửa.

Hình minh họa sau đây cho thấy nhiệt độ cho phép  tăng cho động cơ hoạt động ở hệ số làm việc 1.0 không cao hơn 3300 ft. Mỗi lớp cách nhiệt có một biên độ cho phép để bù đắp cho điểm nóng của động cơ, một điểm tại trung tâm các cuộn dây của động cơ nơi có nhiệt độ cao hơn. Cho động cơ có hệ số làm việc là 1.15 cộng 10oC cho phép tăng nhiêt độ cho mỗi lớp cách ly

24

Hiệu suất động cơ

Hiệu suất động cơ là một vấn để ngày càng quan trọng đặc biệt với động cơ xoay chiều. Sử dụng động cơ xoay chiều hiệu quả là một vấn đề rất quan trọng bởi vì động cơ xoay chiều ngày đang được sử dụng một cách rộng rãi trong các ngành công nghiệp

Đặc điểm động cơ NEMA

Thiết kế động cơ tiêu chuẩn

Động cơ được thiết kế với các đặc tính tốc độ mômen để phù hợp với các yêu cầu của ứng dụng. Bốn tiêu chuẩn A, B, C và D.

Đường cong tốc độ- momen cho động cơ NEMA B

Bởi vì mômen động cơ thay đổi theo tốc độ, các mối quan hệ giữa tốc độ và momen được thể hiện trong đồ thị, được gọi là một đường cong tốc độ -momen. Đường cong này cho thấy mômen của động cơ tỷ lệ phần trăm của mômen đầy tải, phạm vi tốc độ của động cơ, tỷ lệ phần trăm của tốc độ đồng bộ của nó

Momen khởi động

Đối với động cơ NEMA B momen khởi động xấp xỉ 150% momen đầy tải.

Momen kéo

Khi tăng tốc độ động cơ ,momen động cơ giảm nhẹ tới điểm B trên đồ thị. Momen tại đây được gọi là momen kéo. Đối với động cơ NEMA B,momen này thấp hơn so với momen khởi động nhưng lớn hơn so với momen lúc đầy tải

25

Momen dánh thủng

Là momen tối đa mà động cơ có thể đạt được mà vận tốc không bị suy giảm. Khi tốc độ tăng từ điểm B tới điểm C momen tăng lên một giá trị tối đa 200% momen đầy tải. Giá trị tối đa này được gọi là momen đánh thủng. Trong ví dụ này momen đánh thủng là 178,6 lb-ft

Review 5

1. Một động cơ 30 HP với hệ số làm việc 1.15 có thể được vận hành tại _______ HP.

2. Một mô tơ có cách ly lớp F và hệ số làm việc 1.0 có sự tăng nhiệt độ cực đại Của _______ C cộng với Một sự cho phép điểm nóng C..

3. Momen khởi động của động cơ NEMA B là khoảng _______% momen đầy tải.

4. Giá trị momen cực đai trên đường cong momen –tốc độ của động cơ NEMA B được gọi là momen_________

26

Các yếu tố giảm tải

Biến điện áp

Như đã thảo luận trước đó, động cơ AC có một điện áp danh định và tần số. Mỗi một động có một điện áp định mức. Bảng dưới đây cho thấy điện áp danh định chung nhất cho động cơ NEMA.

Tần số

Sự thay đổi về tần sô có thể dẫn tới sự thay đổi tốc độ và momen. Khi tăng tần số lên 5% ở tốc độ đầy tải thì momen giảm 10%

Biên độ

27

Những động cơ tiêu chuẩn được thiết kế để vận hành ở dưới 3300 feet . Không khí mỏng hơn, và nhiệt không thể giảm nhanh khi vận hành trên 3300 feet. Hầu hết các động cơ phải giảm hiệu suất khi vận hành trên 3300 feet. Các biểu đồ sau đây cho thấy các yếu tố mã lực giảm tải điển hình,  nhưng yếu tố giảm tải nên được chọn cho mỗi động cơ

Động cơ xoay chiều và bộ điều khiển

V/Hz

Là tỉ lệ giữa điện áp định mức và tần số định mức của đông cơ. Động cơ có điện áp định mức là 460V là động cơ được sử dụng phổ biến nhất trong các ngành công nghiệp ở Mỹ. Những động cơ này có tần số định mức là 60 Hz. Vậy tỉ lệ V/Hz là 7.67 . Không phải mọi động cơ đều có tỷ số V/Hz là 7.67. Ví dụ động cơ có điện áp là 230 V,60Hz có tỷ lệ V/Hz là 3.8

Đặc tính momen hằng số

Động cơ xoay chiều chạy trên với dòng điện hoạt động với một từ thông không đổi vì điện áp và tần số là không đổi. Động cơ hoạt động với từ thông không đổi được cho là có mô men không đổi. Momen thực tế phụ thuộc vào

28

tải. Một bộ điều khiển động cơ xoay chiều có khả năng hoạt động một động cơ với từ thông không đổi từ khoảng 0 Hz đến tần số định mức ghi trên nhãn của động cơ (thường là 60Hz) .Đây là phạm vi mô men không đổi.

Tính toán momen tải

Cách chính xác nhất để xác định đặc tính momen tải đó là thông tin do các nhà sản xuất cung cấp. Tuy nhiên bằng cách dưới đây có thể xác định được được momen tải. Sử dụng một ròng rọc được gắn chặt vào trục của tải. Một sợi đây được quấn quanh ròng rọc. Lực kéo được đo trên thang đo. Từ lực cần thiết để kéo ròng rọc và bán kính để xác định momen

Máy bơm ly tâm

Trong ví dụ sau đây một máy bơm ly tâm cần momen đầy tải là 600lb-ft. Bơm chỉ cần 20% momen đầy tải để khởi động. Yêu cầu momen thay đổi từ bắt đầu khởi động tới lúc đầy tải. Sau đây là ví dụ một tải có momen thay đổi

29

Review 6

1. Theo bảng giảm tải cung cấp trước đó, một động cơ 200 HP hoạt động ở 5500 feet sẽ giảm hiệu suất còn_______ HP.2. Tỉ lệ V/Hz của một động cơ 460 V,60Hz là-_______V/Hz3. Một bộ điều khiển làm tỷ lệ V/Hz là hằng sốkhi chạy ở tốc độ cơ bản của động cơ4. Nếu bán kính của một ròng rọc gắn vào một trục tải là 2 feet, và lực đặt lên trục là 20 pounds ,giá trị momen cần thiết để nâng tải là _______ lb-ft.5. Trong số các tải trọng trong hình minh họa sau đây phù hợp với động cơ.

30

Vỏ máy

Vỏ máy của động cơ không nhưng kết nổi các bộ phận động cơ với nhau,nó còn có tác dụng bảo vệ các phần tử bên trong khỏi độ ẩm không khí và các chất độc hại

Vỏ máy máng nóc hở

Vỏ máy hở cho phép lấy không khí lưu thông làm mát cho động cơ. Một loại vỏ máy hở đó là vỏ máy hở máng nóc. Vỏ máy này cho phép không khí lưu thông. Quạt được gắn liền với rotor khiến không khí di chuyển vào khi rotor quay. Các lỗ thông hơi được bố trí sao cho các chất rắn và chất lỏng rơi ở bên từ góc 15o tới thẳng đứng không thể rơi vào bên trong động cơ khi động cơ được lắp trên mặt phẳng nằm ngang. Khi động cơ được lắp trên một bề mặt thẳng đứng, như một bức tường hoặc bảng điều khiển, một vỏ bọc đặc biệt có thể cần thiết. Vỏ máy ODP được sử dụng trong các môi trường có ảnh hưởng chất ô nhiễm.

31

Vỏ máy kín sử dụng quạt làm mát

Động cơ khép kín quạt làm mát có cấu trúc tương tự động cơ TENV, nhưng quạt được gắn đối diện ở phần cuối của động cơ. Quạt thổi không khí qua bên ngoài của động cơ cho thêm fan cooling. Động cơ được bao phủ bởi một tấm bảo vệ.TEFC có thể được sử dụng trong môi trường bẩn, ẩm ướt, hoặc dễ ăn mòn.

Kích thước NEMA

NEMA đã được chuẩn hóa kích thước cho các khung máy. Kích thước tiêu chuẩn bao gồm kích thước lỗ ,chiều cao trục ,đường kính trục và chiều dài trục

Sử dụng kích thước tiêu chuẩn cho phép dễ dàng thay thế mà không cần làm lại việc bố trí lắp đặt. Ngoài ra việc lắp đặt mới dễ dàng hơn vì các thông số đã biết trước

Kích thước tiêu chuẩn sử dụng các chữ cái để chỉ ra mối quan hệ kích thước của động cơ. Ví dụ ký tự C chỉ chiều

32

dài tổng thể của động cơ và khoảng cách từ trung tâm của trục tới trung tâm của các lỗ gắn ở đế. Các kích thước cần tìm được trình bày trong một bảng các dữ liệu của động cơ và tham số các chữ cái dựa vào kích thước mong muốn

Các ký hiệu kích thước của khung máy là một mã số giúp xác định số liệu của khung máy. Hai số liệu đầu tiên dùng để xác định chiều cao trục. Chính là khoảng cách từ trung tâm của trục tới bề mặt lắp đặt. Để xác định người ta chia hai chữ sô đầu tiên của kích thước khung cho 4

Review 7

1. Một loại vỏ máy hở có thể ngăn chặn chất lỏng và chất rắn bên ngoài rơi từ góc 15o tới thẳng đứng khi đặt động cơ nằm ngang là vở máy hở chống thấm

2. Một loại vỏ máy kín và sử dụng quạt gắn trên trục động cơ để cung cấp dòng không khí làm mát là vỏ máy_____

33

3. Những ký tự___trong khung về kích thước động cơ cho biết các tiêu chuẩn của động cơ NEMA

4. Chiều cao của trục dựa theo công suất của động cơ có thể xác định được bằng cách chia hai chữ số đầu của kích thước khung máy cho______

Động cơ không đồng bộ của Siemens

Động cơ không đồng bộ của Siemens được sử dụng trong nhiều ứng dụng. Sản phẩm của công ty chúng tôi bao gồm các động cơ được thiết kế theo tiêu chuẩn NEMA hoặc IEC. Dưới đây chúng tôi sẽ cung cấp thông tin giới thiệu về những động cơ này,thông tin bổ sung có thể có sẵn trên trang web Siemens

Động cơ NEMA thông dụng

Động cơ NEMA được sử dụng phổ biến rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực, từ công nghệ xử lý vật liệu,quạt,máy bơm,máy nén và các động cơ hoạt động trong môi trường nguy hiểm

Những động cơ sản xuất phổ biến là loại vỏ máy hở hoặc kín có quạt làm mát tương ứng với hai mức độ hiệu quả,hiệu quả cao và hiệu quả cao cấp NEMA

Động cơ tải nguy hiểm

Trong các môi trường nguy hiểm như trong hóa học chế biến khai thác mỏ,xưởng đúc,giấy và bột giấy,quản lý chất thải và các ngành công nghiệp hóa dầu động cơ phải tuân thủ các thiết bị và môi trường. Các yếu tố khiến động cơ vượt quá các điều kiện tiêu chuẩn an toàn của EPAct và UL được liệt kê là chất khí độc hại(Class I, Group D, Class II, Groups F & G, Division or Class I, Groups C & D, Division)

Động cơ TEFC đế dọc

34

Động cơ Siemens TEFC là sự lựa chọn thích hợp cho các ứng dụng như bơm ly tâm, bơm tuabin, tháp làm mát, quạt, máy trộn, bột giấy và giấy, hóa dầu, thủy lợi, nông nghiệp, xử lý nước thải. Những công việc nặng nề, động cơ đúc bằng sắt vượt quá tiêu chuẩn hiệu quả EPAct và được chế tạo với một trục đặc bình thường, trung bình và bơm đẩy ứng dụng hoặc một trục rỗng cho các ứng dụng lực đẩy cao. Động cơ trục rắn cũng được thiết kế cho công việc nguy hiểm(nguy cơ về cháy, nổ). Được trang bị với một hệ thống cách nhiệt vượt qua yêu cầu của NEMA MG1 Phần 31, động cơ TEFC đế dọc là phù hợp để sử dụng với tải tốc độ thay đổi.

Động cơ theo tiêu chuẩn IEC

Động cơ Siemens theo tiêu chuẩn IEC được đặc trưng bởi sự linh hoạt độ chắc chắn và hiệu suất cao. Nói chung tất cả các động cơ đều phù hợp chuyển đổi với dải điện áp từ 500V +10%. Những động cơ được thiết kế để đáp

35

ứng các yêu cầu của các thị trường châu Âu và quốc tế với đầu ra từ 0.06 đến 250 kW.

Động cơ NEMA cỡ lớn

Những động cơ có kích thước khung máy lớn hơn so với động cơ NEMA tiêu chuẩn được gọi là động cơ NEMA cỡ lớn. Những động cơ này có dải công suất từ 200 đến 7000HP và được xây dựng tùy theo nhu cầu của khách hàng

Động cơ IEC điện áp thấp

Siemens cung cấp đầy đủ các loại động cơ điện áp thấp có dải công suất từ 0.06 đến 1250 kW

Vỏ máy

Trên động cơ NEMA yêu cầu vỏ máy đảm bảo các yêu cầu bảo vệ khỏi các yếu tố môi trường và tản nhiệt hiệu quả. Tuy nhiên động cơ NEMA lớn hơn nên nhiệt tạo ra nhiều hơn dẫn tới vỏ máy trông khác so với các loại động cơ nhỏ hơn

Review 8

1. Động cơ NEMA thông dụng phổ biến với vỏ máy____và____

2. Động cơ NEMA có hai mức đánh giá độ hiệu quả, ____và______

3. Động cơ_____ Siemens phải tuân thủ các  tiêu chuẩn an toàn nghiêm ngặt nhất để bảo vệ thiết bị, và môi trường.

4. Động cơ TEFC đế dọc chế tạo với một ___chuẩn, và bơm nối tiếp đẩy ứng dụng hoặc cho _______

36

5. Động cơ Siemens theo tiêu chuẩn IEC được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu của các thị trường châu Âu và quốc tế với đầu ra giới hạn từ _____ đến_____ kW.

6. Động cơ NEMA cỡ lớn có công suất từ ___đến ___HP

37