Giáo trình Trang bị điện (Nghề: Điện tử công nghiệp - Trung cấp) - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội

(NB) Giáo trình Trang bị điện giúp người học có thể ứng dụng để lắp đặt và vận các thiết bị điện công nghiệp, động cơ điện trong nhà máy sản xuất như: Điều khiển động cơ điện AC 1 pha, AC 3 pha, động cơ điện một chiều, có khả năng vận hành sửa chữa một số loại máy công nghiệp.

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT NAM - HÀN QUỐC THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRƯƠNG VĂN HỢI (Chủ biên) TRẦN VĂN NAM – NGUYỄN THANH HÀ GIÁO TRÌNH TRANG BỊ ĐIỆN Nghề: Điện tử cơng nghiệp Trình độ: Trung cấp (Lưu hành nội bộ) Hà Nội - Năm 2019 LỜI NÓI ĐẦU Để cung cấp tài liệu học tập cho học sinh - sinh viên tài liệu cho giáo viên giảng dạy, Khoa Điện tử Trường CĐN Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội chỉnh sửa, biên soạn giáo trình “TRANG BỊ ĐIỆN” dành riêng cho học sinh - sinh viên nghề Điện tử công nghiệp Đây mơn học kỹ thuật sở chương trình đào tạo nghề Điện tử cơng nghiệp trình độTrung cấp Nhóm biên soạn tham khảo tài liệu: Giáo trình “Trang bị điện điện tử cho máy cơng nghiệp’’, Vũ quang Hồi, NXB giáo dục Hà Nội 1996 Giáo trình “Điều khiển tự động truyền động điện’’, Trịnh Đình Đề, NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp 1983 nhiều tài liệu khác Mặc dù nhóm biên soạn có nhiều cố gắng khơng tránh thiếu sót Rất mong đồng nghiệp độc giả góp ý kiến để giáo trình hồn thiện Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 09 năm 2019 Chủ biên: Trương Văn Hợi MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN Bài 1Điều chỉnh tốc độ động điện 1.1.Khái niệm chung điều chỉnh tốc độ 1.2 Điều chỉnh tốc độ động điện DC 1.3 Điều chỉnh tốc độ động điện không đồng ba pha 16 Bài 2Tự động khống chế truyền động điện 29 2.1 Khái niệm chung tự động khống chế 29 2.2 Các nguyên tắc tự động khống chế 33 2.3.Tự động khống chế động khơng đồng ro-to lồng sóc 36 2.4 Tự động khống chế động khụng đồng ro-to dây quấn 72 2.5 Tự động khống chế động điện chiều 75 Bài 3Trang bị điện cho máy công nghiệp 78 3.1 Trang bị điện - điện tử cho máy cắt gọt kim lọai 78 3.2 Trang bị điện - điện tử cho cấu sản xuất 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO 111 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN Tên mơ đun: Trang bị điện Mã số mô đun: MĐ 15 Thời gian mô đun: 60 (LT 20 giờ; BT: 37 giờ; KT: giờ) I Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơ đun Vị trí mơn học: Mơ đun bố trí dạy sau môn học linh kiện điện tử, đo lường điện tử, kỹ thuật xung - số, học song song với môn khác máy điện, điện tử công suất, Vi mạch tương tự Tính chất mơn học: Là mơ đun kỹ thuật sở Ý nghĩa mô đun: Là môn học bắt buộc Vai trò mô đun: Sau học xong mơ đun này, người học ứng dụng để lắp đặt vận thiết bị điện công nghiệp, động điện nhà máy sản xuất như: Điều khiển động điện AC pha, AC pha, động điện chiều, có khả vận hành sửa chữa số loại máy công nghiệp II Mục tiêu mô đun Về kiến thức: - Phân tích nguyên lý, cách thực phương pháp điều chỉnh tốc độ động pha, động chiều Đọc, vẽ phân tích sơ đồ mạch điều khiển dùng rơle công tắc tơ dùng khống chế động pha, động chiều Về kỹ năng: - - Phân tích qui trình làm việc yêu cầu trang bị điện cho máy cắt gọt kim loại (máy khoan, tiện, phay, bào, mài ); cho máy sản suất (băng tải, cầu trục, thang máy, lò điện ) Lắp mạch điều khiển tốc độ động theo sơ đồ nguyên lý Kiểm tra, xác định hư hỏng mạch điện điều khiển xác Về thái độ: - Rèn luyện tính tỷ mỉ, cẩn thận, an tồn vệ sinh công nghiệp III Nội dung mô đun Thời gian Mã 15-01 Tên mô đun Điều chỉnh tốc độ động điện Tổng số Lý thuyết Thực hành Kiểm tra 20 13 1 Khái niệm chung điều chỉnh tốc độ Điều chỉnh tốc độ động điện DC Điều chỉnh tốc độ động điện không đồng ba pha 15-02 Tự động khống chế truyền động 20 điện 11 Khái niệm chung tự động khống chế Các nguyên tắc tự động khống chế Tự động khống chế động khơng đồng ro-to lồng sóc Tự động khống chế động không đồng ro-to dây quấn 5 Tự động khống chế động điện chiều 15-03 Trang bị điện cho máy công 20 nghiệp 13 Trang bị điện - điện tử cho máy 10 cắt gọt kim lọai Trang bị điện - điện tử cho cấu sản xuất 1 Bài Điều chỉnh tốc độ động điện Mục tiêu Thực điều chỉnh tốc độ động pha, động chiều phương pháp Áp dụng phương pháp điều chỉnh tốc độ phù hợp với loại động cơ, phù hợp với đặc tính, trạng thái làm việc hệ thống sản xuất Rèn luyện tính tỷ mỉ, xác, an tồn vệ sinh công nghiệp 1.1.Khái niệm chung điều chỉnh tốc độ 1.1.1.Khái niệm chung Ngày nay, đại đa số máy sản xuất từ nhỏ đến lớn, từ đơn lẻ đến dây chuyền sản xuất sử dụng truyền động điện (TĐĐ) Để đảm bảo yêu cầu công nghệ phức tạp khác nhau, nâng cao mức độ tự động suất, hệ TĐĐ thường phải điều chỉnh tốc độ, tức cần phải điều chỉnh tốc độ máy theo u cầu cơng nghệ Có thể điều chỉnh tốc độ máy phương pháp khí phương pháp điện qua việc điều chỉnh tốc độ động điện Ở đây, ta xem xét việc điều chỉnh tốc độ theo phương pháp điện 1.1.2 Chất lượng phương pháp điều chỉnh tốc độ đánh giá qua số tiêu sau a Dải điều chỉnh tốc độ Dải điều chỉnh tốc độ (hay phạm vi điều chỉnh tốc độ) tỉ số giá trị tốc độ làm việc lớn nhỏ hệ TĐĐ ứng với mômen tải cho : D max min b Độ trơn điều chỉnh Độ trơn điều chỉnh tốc độ điều chỉnh biểu thị tỷ số giá trị tốc độ cấp dải điều chỉnh: c Độ ổn định tốc độ (độ cứng đặc tính cơ) Để đánh giá so sánh đặc tính cơ, người ta đưa khái niệm độ cứng đặc tính cơ: ( hình 1.1)  M  Hình 1.1 độ cứng đặc tính d Tính kinh tế - Hệ điều chỉnh có tính kinh tế vốn đầu tư nhỏ, tổn hao lượng ít, phí tổn vận hành không nhiều e Sự phù hợp đặc tính điều chỉnh đặc tính tải - Khi chọn hệ điều chỉnh tốc độ với phương pháp điều chỉnh cho máy sản xuất cần lưu ý cho đặc tính điều chỉnh bám sát yêu cầu đặc tính tải máy sản xuất Như hệ làm việc đảm bảo yêu cầu chất lượng, độ ổn định 1.1.3 Yêu cầu chung việc điều chỉnh tốc độ động điện Dãi điều chỉnh phải đủ rộng Sự thay đổi tốc độ đáp ứng yêu cầu thay đổi tốc độ thiết bị mang tải Điều chỉnh dễ dàng 1.2 Điều chỉnh tốc độ động điện DC 1.2.1 Đặc tính tự nhiên động DC kích từ độc lập Động điện chiều kích từ độc lập: Cuộn kích từ cấp điện từ nguồn chiều độc lập với nguồn điện cấp cho rơto ( hình 1.2, 1.3) Hình 1.3 Sơ đồ ngun lý động điện chiều kích từ song song Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý động điện chiều kích từ độc lập Nếu cuộn kích từ cuộn dây phần ứng cấp điện nguồn điện động loại kích từ song song Trường hợp nguồn điện có cơng suất lớn so với cơng suất động tính chất động tương tự động kích từ độc lập Khi động làm việc, rơto mang cuộn dây phần ứng quay từ trường cuộn cảm nên cuộn ứng xuất sức điện động cảm ứng có chiều ngược với điện áp đặt vào phần ứng động Theo sơ đồ nguyên lý hình 1.2 hình 1.3, viết phương trình cân điện áp mạch phần ứng (rôto) sau: U = E + (R + R ).I (2.1) Trong đó: U- điện áp phần ứng động cơ, (V) E- sức điện động phần ứng động (V) R- điện trở cuộn dây phần ứng Rp điện trở phụ mạch phần ứng I- dòng điện phần ứng động Rư = rư + rct + rcb + rcp (2.2) rư - Điện trở cuộn dây phần ứng rct - Điện trở tiếp xúc chổi than phiến góp rcb - Điện trở cuộn bù rcp - Điện trở cuộn phụ Sức điện động phần ứng tỷ lệ với tốc độ quay rôto: Eu  p.N *  *  K *  * 2 a ( 2.3) K p.N 2 a hệ số kết cấu động  - Từ thông qua cực từ p - Số đơi cực từ N - Số dẫn tác dụng cuộn ứng a - Số mạch nhánh song song cuộn ứng Hoặc ta viết: Ee  Ke N ( 2.4 ) Và Vậy: Ke = K/ 9,55 = 0,105K Nhờ lực từ trường tác dụng vào dây dẫn phần ứng có dòng điện, rôto quay tác dụng mômen quay: M  K I u (2.5) Từ hệ phương trình (2.1) (2.3) ta rút phương trình đặc tính điện biểu thị mối quan hệ động điện chiều kích từ độc lập sau:  Uu Ru  Rp  *M k  ( K ) ( 2.6 ) Có thể biểu diễn đặc tính dạng khác: Sth   Trong đó:   0   R,2 R 21  X nm gọi tốc độ không tải lý tưởng ( 2.7 )   Ru  Rp ( K ) *M gọi độ sụt tốc độ Phương trình đặc tính (2.6) có dạng hàm bậc y = B + Ax, nên đường biểu diễn hệ tọa độ M0  đường thẳng với độ dốc âm Đường đặc tính cắt trục tung  điểm có tung độ: Tốc độ  gọi tốc độ không tải lý tưởng khơng có lực cản Đó tốc độ lớn động mà đạt chế độ động khơng xảy trường hợp Mc = Hình 1.4 đặc tính động điện chiều kích từ độc lập Khi phụ tải tăng dần từ Mc = đến Mc = Mđm tốc độ động giảm dần từ  đến  đm Điểm A(Mđm,  đm) gọi điểm định mức Rõ ràng đường đặc tính vẽ từ điểm w0 A Điểm cắt đặc tính với trục hồnh 0M có tung độ  = có hồnh độ suy từ phương trình (2.6): M  M nm  Kdm U dm  Kdm* I nm Ru ( 2.7 ) Hình 1.5 Đặc tính tự nhiên động điện chiều kích từ độc lập Mơmen Mnm Inm gọi mơmen ngắn mạch dòng điện ngắn mạch Đó giá trị mômen lớn dòng điện lớn động cấp điện đầy đủ mà tốc độ Trường hợp xảy bắt đầu mở máy động chạy mà bị dừng lại bị kẹt tải lớn kéo không Dòng điện Inm lớn thường bằng: Inm = (10 đến 20)Iđm Nó gây cháy hỏng động tượng tồn kéo dài 1.2.2 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ a Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện áp phần ứng Sơ đồ nguyên lý biểu diễn hình 1.6 Từ thơng động giữ không đổi Điện áp phần ứng cấp từ biến đổi Điện áp U thay đổi phía giảm (U