(NB) Giáo trình Trang bị điện với mục tiêu giúp các bạn có thể đọc, vẽ và phân tích được các thiết bị điện trong sơ đồ điều khiển trong tự động khống chế động cơ 3 pha; Phân tích được nguyên lý hoạt động của sơ đồ làm cơ sở cho việc phát hiện hư hỏng và chọn phương sửa chữa. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung phần 1 giáo trình sau đây.
ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT NAM - HÀN QUỐC THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRẦN QUANG ĐẠT (Chủ biên) NGUYỄN VĂN SÁU - NGUYỄN THỊ NGUYỆT GIÁO TRÌNH TRANG BỊ ĐIỆN Nghề: Kỹ thuật máy lạnh điều hịa khơng khí Trình độ: Cao đẳng (Lưu hành nội bộ) Hà Nội - Năm 2021 LỜI NÓI ĐẦU Để cung cấp tài liệu học tập cho học sinh - sinh viên tài liệu cho giáo viên giảng dạy, Khoa Điện 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 Kỹ thuật máy lạnh điều hịa khơng khí Đây mơn học kỹ thuật chun mơn chương trình đào tạo nghề Kỹ thuật máy lạnh điều hịa khơng khí trình độ Cao đẳng Nhóm biên soạn tham khảo tài liệu: “ Vũ Quang Hồi, Trang bị điện - điện tử máy gia công kim loại, NXB Giáo dục 1996” , Tài liệu “Bùi Quốc Khánh, Hoàng Xuân Bình, Trang bị điện – điện tử tự động hóa cầu trục cần trục, Nxb KHKT 2006” 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, ngày … tháng … năm 2021 Chủ biên: MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC Bài Khái quát chung hệ thống trang bị điện 1.1 Đặc điểm hệ thống trang bị điện 1.2 Yêu cầu hệ thống trang bị điện công nghiệp Bài Tự động khống chế truyền động điện 2.1 Khái niệm tự động khống chế (TĐKC) 2.2 Các yêu cầu TĐKC 2.3 Phương pháp thể sơ đồ điện TĐKC 2.4 Các nguyên tắc điều khiển 11 2.5 Các khâu bảo vệ liên động TĐKC - TĐĐ 18 Bài Các sơ đồ tự động khống chế điển hình 22 3.1 Mạch điều khiển động quay chiều 22 3.3 Mạch đảo chiều trực tiếp (sử dụng nút ấn liên động) 31 3.4 Mạch đảo chiều sử dụng tay gạt khí 35 3.5 Mạch điện điều khiển động theo thứ tự, dừng 38 3.6 Mở máy qua cuộn kháng 38 3.7 Mở máy Y – 44 3.8 Mở máy qua biến áp tự ngẫu 50 3.9 Mạch hãm ngược 54 3.10 Mạch hãm động 57 3.11 Mạch mở máy qua cấp điện trở phụ theo nguyên tắc thời gian 65 3.12 Mạch mở máy qua cấp điện trở phụ theo nguyên tắc thời gian 71 Bài Lắp đặt biến tần 75 4.1 Khái niệm chung 75 4.2 Bộ biến tần gián tiếp 75 4.3 Biến tần trực tiếp 79 4.4 Sự làm việc có dịng điện vịng 85 4.5 Điều khiển biến tần trực tiếp 88 4.6 Bộ biến tần đường bao 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 CHƯƠNG TRÌNH MƠ ĐUN Tên mô đun: TRANG BỊ ĐIỆN Mã mô đun: MĐ 15 Thời gian thực mô đun: 90 giờ; (Lý thuyết: 30 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập: 57 giờ, kiểm tra: 03 giờ) I Vị trí tính chất mơ đun: - Vị trí: Mơ đun Trang bị điện học sau môn học,mô đun: Máy điện, Đo lường điện lạnh, sở kỹ thuật nhiệt – lạnh ĐHKK - Tính chất: Là mô đun sở nghề II Mục tiêu mô đun: * Kiến thức: - Đọc, vẽ phân tích thiết bị điện sơ đồ điều khiển tự động khống chế động pha - Phân tích nguyên lý hoạt động sơ đồ làm sở cho việc phát hư hỏng chọn phương sửa chữa * Kỹ năng: - Lắp đặt, đấu nối sửa chữa mạch điện điều khiển cho động không đồng pha - Vận hành mạch theo nguyên tắc, theo qui trình định Từ vạch kế hoạch bảo trì hợp lý, đảm bảo an tồn vệ sinh công nghiệp * Năng lực tự chủ trách nhiệm: - Rèn luyện đức tính cẩn thận, tỉ mỉ, xác, sáng tạo khoa học - Có tác phong làm việc cơng nghiệp, an tồn thời gian quy định III Nội dung mô đun: Nội dung tổng quát phân bổ thời gian: Thời gian (giờ) TT Tên mô đun Bài 1: Khái quát chung hệ thống trang bị điện – điện tử Tổng Lý Thực hành, Kiểm số thuyết thí nghiệm, tra thảo luận, tập 2 Bài 2: Tự động khống chế truyền động điện 10 2.1.Khái niệm tự động khống chế (TĐKC) 0.5 0.5 2.2.Các yêu cầu TĐKC 0.5 0.5 3 2 1 Bài 3: Các sơ đồ tự động khống chế điển hình 58 16 40 3.1 Mạch điều khiển động quay chiều (1 vị trí, vị trí) 2 2.3.Phương pháp thể sơ đồ điện TĐKC 2.3.1.Phương pháp thể mạch động lực 2.3.2.Phương pháp thể mạch điều khiển 2.3.3.Bảng ký hiệu phần tử sơ đồ TĐKC 2.4.Các nguyên tắc điều khiển 2.4.1.Nguyên tắc điều khiển theo thời gian 2.4.2.Nguyên tắc điều khiển theo tốc độ 2.4.3 Nguyên tắc điều khiển theo dòng điện 2.4.4 Nguyên tắc điều khiển theo điện áp 2.4.5 Nguyên tắc điều khiển theo vị trí 2.5 Các khâu bảo vệ liên động TĐKC 2.5.1 Bảo vệ theo dòng điện 2.5.2 Bảo vệ theo điện áp 2.5.3 Bảo vệ thiếu từ trường 2.5.4 Bảo vệ liên động tín hiệu 3.2 Mạch đảo chiều gián tiếp (sử dụng nút ấn) 2 3.3.Mạch đảo chiều trực tiếp (sử dụng nút ấn liên động) 3.4 Mạch đảo chiều trực tiếp có giới hạn hành trình 3.5 Mạch điện điều khiển động theo thứ tự (nguyên tắc khóa, nguyên tắc bắc cầu) 3.6 Mở máy động gián tiếp qua cuộn kháng điện 3.7.Mở máy Y/ dùng nút ấn (Điều khiển tay) 3.8 Mở máy Y/ dùng Rth (Điều khiển tự động) 3.9 Mạch hãm ngược 3.10 Mạch hãm tái sinh 3.11 Mạch hãm động 3.12 Mạch điện điều khiển động tốc độ Y/YY, /YY 3.13 Mạch mở máy động KĐB pha Roto dây quấn qua cấp điện trở phụ 3.14 Mạch mở máy ĐC chiều qua cấp điện trở phụ Bài 4: Lắp đặt biến tần 20 11 4.1.Khái niệm chung 1 4.2.Bộ biến tần pha 4.3.Bộ biến tần pha 10 Cộng: 90 30 57 Bài Khái quát chung hệ thống trang bị điện Giới thiệu: Động điện sử dụng phổ biến dây truyền tự động q trình sản xuất cơng nghiệp Điều khiển, khống chế động vấn đề ln giới chun mơn quan tâm, tìm hiểu giải cách tối ưu, đa phổ dụng Đối với người công tác lĩnh vực điện cơng nghiệp mảng kiến thức kỹ hệ thống trang bị điện dùng điều khiển, khống chế động điện yêu cầu bắt buộc Nó tiền đề cho việc tiếp thu, thực mạch điều khiển linh kiện điện tử điều khiển lập trình Mục tiêu: - Phân tích đặc điểm hệ thống trang bị điện - Vận dụng yêu cầu hệ thống trang bị điện thiết kế, lắp đặt - Rèn luyện tính cẩn thận, nghiêm túc học tập thực cơng việc Nội dung chính: 1.1 Đặc điểm hệ thống trang bị điện Hệ thống trang bị điện máy sản xuất tổng hợp thiết bị điện lắp ráp theo sơ đồ phù hợp nhằm đảm bảo cho máy sản xuất thực nhiệm vụ sản xuất Hệ thống trang bị điện máy sản xuất giúp cho việc nâng cao suất máy, đảm bảo độ xác gia cơng, rút ngắn thời gian máy, thực công đoạn gia công khác theo trình tự cho trước Hệ thống trang bị điện cần có: Các thiết bị động lực, thiết bị điều khiển phần tử tự động Nhằm tự động hố phần tồn trình sản xuất máy, hệ thống trang bị điện điều khiển phận công tác thực thao tác cần thiết với thông số phù hợp với quy trình sản xuất Kết cấu hệ thống trang bị điện: - Phần thiết bị động lực: Là phận thực việc biến đổi lượng điện thành dạng lượng cần thiết cho q trình sản xuất Thiết bị động lực là: Động điện, nam châm điện, li hợp điện từ truyền động từ động sang máy sản xuất hay đóng mở van khí nén, thuỷ lực, phần tử đốt nóng thiết bị gia nhiệt, phần tử phát quang hệ thống chiếu sáng, phần tử R, L, C, để thay đổi thông số mạch điện để làm thay đổi chế độ làm việc phần tử động lực - Thiết bị điều khiển: Là khí cụ đóng cắt, bảo vệ, tín hiệu nhằm đảm bảo cho thiết bị động lực làm việc theo yêu cầu máy công tác Các trạng thái làm việc thiết bị động lực đặc trưng bằng: Tốc độ làm việc động điện hay máy cơng tác, dịng điện phần ứng hay dịng điện phần cảm động điện, Mômen phụ tải trục động Tuỳ theo q trình cơng nghệ yêu cầu mà động truyền động có chế độ công tác khác Khi động thay đổi chế độ làm việc, thơng số có giá trị khác nhau.Việc chuyển chế độ làm việc động truyền động thực tự động nhờ hệ thống điều khiển Như vậy: Hệ thống khống chế truyền động điện tập hợp khí cụ điện dây nối lắp ráp theo sơ đồ nhằm đáp ứng việc việc điều khiển, khống chế bảo vệ cho phần tử động lực q trình làm việc theo u cầu cơng nghệ đặt 1.2 Yêu cầu hệ thống trang bị điện công nghiệp - Nhận biến đổi lượng điện thành dạng lượng khác để thực nhiệm vụ sản xuất thông qua phận công tác - Khống chế điều khiển phận công tác làm việc theo trình tự cho trước với thơng số kỹ thuật phù hợp - Góp phần nâng cao suất, chất lượng, hiệu trình sản xuất, giảm nhẹ điều kiện lao động cho người - Đảm bảo an toàn cho người thiết bị trình sản xuất Bài Tự động khống chế truyền động điện Mục tiêu: - Đọc, vẽ phân tích sơ đồ mạch điều khiển dùng rơle công tắc tơ dùng khống chế động không đồng pha, động chiều theo yêu cầu - Vận dụng nguyên tắc tự động khống chế phù hợp, linh hoạt, đảm bảo an toàn cho loại động qui trình máy sản xuất - Lắp đặt, sửa chữa số mạch điều khiển đơn giản bảng thực hành đảm bảo an tồn tiết kiệm vệ sinh cơng nghiệp - Phát huy tính tích cực, chủ động tư sáng tạo Nội dung chính: 2.1 Khái niệm tự động khống chế (TĐKC) TĐKC tổ hợp thiết bị, khí cụ điện liên kết dây dẫn nhằm tạo mạch điều khiển phát tín hiệu điều khiển để khống chế hệ thống truyền động điện làm việc theo qui luật định qui trình cơng nghệ đặt 2.2 Các yêu cầu TĐKC 2.2.1 Yêu cầu kỹ thuật - Thỏa mãn tối đa qui trình cơng nghệ máy sản xuất để đạt suất cao q trình làm việc - Mạch phải có độ tin cậy cao, linh hoạt, đảm bảo an toàn 2.2.2 Yêu cầu kinh tế - Giá tương đối, phù hợp với khả khách hàng - Nên sử dụng thiết bị đơn giản, phổ thông, chủng loại tốt để thuận tiện việc sửa chữa, thay sau - Thiết bị phải đảm bảo độ bền, hỏng hóc 2.3 Phương pháp thể sơ đồ điện TĐKC 2.3.1 Phương pháp thể mạch động lực - Tất phần tử thiết bị, khí cụ điện trình bày mạch động lực phải thể dạng ký hiệu qui ước phải trạng thái bình thường (trạng thái khơng điện, chưa tác động) chúng - Phải hạn chế tối đa dây dẫn cắt mạch động lực khơng liên hệ điện (hình 2.1) Đ KB Đ Đ Đ KB KB KB Dây dẫn cắt nhau, hạn chế dùng sơ đồ Dây dẫn khơng cắt nhau, nên dùng sơ đồ Hình 2.1 Hạn chế dây dẫn cắt - Dây dẫn mạch động lực phải có tiết diện chủng loại - Tất phần tử thiết bị mạch động lực phải ký hiệu giống chữ số ký tự - Các điểm dây dẫn nối chung với phải đánh số giống 2.3.2 Phương pháp thể mạch điều khiển - Tất phần tử thiết bị, khí cụ điện trình bày mạch điều khiển phải thể dạng ký hiệu qui ước phải trạng thái bình thường (trạng thái khơng điện, chưa tác động) chúng ví dụ hình 2.2 Trạng thái chưa tác động dùng biểu diễn sơ đồ Trạng thái tác động, không biểu diễn sơ đồ Hình 2.2 Tiếp điểm thường mở, đóng chậm rơ le thời gian - Tất phần tử thiết bị mạch điều khiển phải ký hiệu giống chữ số ký tự giống mạch động lực ví dụ hình 2.3 R K K K H H N H R N Tiếp điểm Cuộn hút Công tắc tơ K1 Tiếp điểm Cuộn hút Công tắc tơ H Tiếp điểm Phần tử đốt nóng rơ le nhiệt Hình 2.3 Các phần tử thiết bị phải ký hiệu giống - Phải hạn chế tối đa dây dẫn cắt mạch điều khiển không liên hệ điện - Các điểm dây dẫn nối chung với mạch điều khiển phải đánh số giống ví dụ hình 2.4 10 3 5 Hình 2.4 Dây dẫn đánh số giống điểm nối chung 2.4 Các nguyên tắc điều khiển 2.4.1 Nguyên tắc điều khiển theo thời gian a Khái niệm Điều khiển theo nguyên tắc thời gian dựa sở thông số làm việc mạch động lực biến đổi theo thời gian Những tín hiệu điều khiển phát theo quy luật thời gian cần thiết để làm thay đổi trạng thái hệ thống Những phần tử nhận biết thời gian để phát tín hiệu cần chỉnh định dựa theo ngưỡng chuyển đổi đối tượng Ví dụ tốc độ, dịng điện, mơmen động điện tính tốn chọn ngưỡng cho thích hợp với hệ thống truyền động điện cụ thể Những phần tử nhận biết thời gian gọi chung rơle thời gian Nó tạo nên thời gian trễ (duy trì) kể từ lúc có tín hiệu đưa vào (mốc 0) đầu vào đến phát tín hiệu đưa vào phần tử chấp hành Cơ cấu trì thời gian là: cấu lắc, cấu điện từ, khí nén, cấu điện tử, tương ứng rơle thời gian kiểu lắc, rơle thời gian điện từ, rơle thời gian khí nén rơle thời gian điện tử b Sơ đồ mạch ứng dụng Xét mạch điều khiển khởi động động điện chiều kích từ độc lập có hai cấp điện trở phụ mạch phần ứng để hạn chế dòng điện khởi động theo nguyên tắc thời gian Hình 2.5 Điều khiển khởi động động điện DC theo nguyên tắc thời gian 11 Trạng thái ban đầu sau cấp nguồn động lực điều khiển rơle thời gian 1RTh cấp điện mở tiếp điểm thường kín đóng chậm RTh(9-11) Để khởi động ta phải ấn nút mở máy M(3-5), cơng tắc tơ Đg hút đóng tiếp điểm mạch động lực, phần ứng động điện đấu vào lưới điện qua điện trở phụ khởi động r1, r2 Dòng điện qua điện trở có trị số lớn gây sụt áp điện trở r1 Điện áp vượt ngưỡng điện áp hút rơle thời gian 2RTh làm cho hoạt động mở tiếp điểm thường kín đóng chậm 2RTh(11-13), mạch 2G với hoạt động rơle 1RTh chúng đảm bảo không cho công tắc tơ 1G 2G có điện giai đoạn đầu q trình khởi động Tiếp điểm phụ Đg(3-5) đóng để tự trì dịng điện cho cuộn dây cơng tắc tơ Đg ta không ấn nút M Tiếp điểm Đg(1-7) mở cắt điện rơle thời gian 1RTh đưa rơle thời gian vào hoạt động để chuẩn bị phát tín hiệu chuyển trạng thái truyền động điện Mốc khơng thời gian t xem thời điểm Đg(1-7) mở cắt điện 1RTh Hình 2.6 Đặc tính khởi động động DC theo nguyên tắc thời ian Thời gian chỉnh định cấp điện trở tính theo cơng thức: Trong Tci - số thời gian điện động đặc tính có điện trở phụ cấp thứ i ∆ω Với ∆ωi khoảng biến thiên tốc độ đường đặc tính có cấp điện trở thứ i mômen chuyển đổi M1, M2 tương ứng J mơmen qn tính hệ thống truyền động động cơ, tính quy đổi trục động 12 Sau rơle thời gian 1RTh nhả, cấu trì thời gian tính thời gian từ gốc không đạt trị số chỉnh định đóng tiếp điểm thường kín đóng chậm RTh(9-11) Lúc cuộn dây công tắc tơ 1G cấp điện hoạt động đóng tiếp điểm mạch động lực cấp điện trở phụ thứ r1 bị nối ngắn mạch Động chuyển sang khởi động đường đặc tính thứ Việc ngắn mạch điện trở r1 làm cho rơle thời gian 2RTh điện cấu trì thời gian tính thời gian tương tự rơle 1RTh, đạt đến trị số chỉnh định đóng tiếp điểm thường đóng đóng chậm 2RTh(11-13) Cơng tắc tơ 2G có điện hút tiếp điểm 2G, ngắn mạch cấp điện trở thứ hai r2, động chuyển sang tiếp tục khởi động đường đặc tính tự nhiên điểm làm việc ổn định A Ưu điểm nguyên tắc điều khiển theo thời gian chỉnh thời gian theo tính tốn độc lập với thơng số hệ thống động lực Trong thực tế ảnh hưởng mômen cản MC điện áp lưới điện trở cuộn dây không đáng kể đến làm việc hệ thống đến trình tăng tốc truyền động điện, trị số thực tế sai khác với trị số thiết kế không nhiều Thiết bị sơ đồ đơn giản, làm việc tin cậy cao phụ tải thay đổi, rơle thời gian dùng đồng loạt cho cơng suất động nào, có tính kinh tế cao Nguyên tắc thời gian dùng rộng rãi truyền động điện chiều xoay chiều 2.4.2 Nguyên tắc điều khiển theo tốc độ a Khái niệm Tốc độ quay trục động hay cấu chấp hành thông số đặc trưng quan trọng xác định trạng thái hệ thống truyền động điện Do vậy, người ta dựa vào thông số để điều khiển làm việc hệ thống Lúc mạch điều khiển phải có phần tử nhận biết xác tốc độ làm việc động gọi rơle tốc độ Khi tốc độ đạt đến trị số ngưỡng đặt rơle tốc độ phát tín hiệu đến phần tử chấp hành để chuyển trạng thái làm việc hệ thống truyền động điện đến trạng thái yêu cầu Rơle tốc độ cấu tạo theo nguyên tắc ly tâm, nguyên tắc cảm ứng, dùng máy phát tốc độ Đối với động điện chiều gián tiếp kiểm tra tốc độ thơng qua sức điện động động Đối với động điện xoay chiều thơng qua sức điện động tần số mạch rôto để xác định tốc độ Hình sau trình bày sơ lược cấu tạo rơle tốc độ kiểu cảm ứng Rơto (1) nam châm vĩnh cửu nối trục với động hay cấu chấp hành Còn stato (2) cấu tạo lồng sóc quay đỡ 13 Trên cần (3) gắn vào stato bố trí má động (11) tiếp điểm có má tĩnh (7) (15) HÌnh 2.7 Cấu tạo rơ le tốc độ kiểu cảm ứng Khi rôto không quay tiếp điểm (7),(11) (15),(11) mở, lị xo giữ cần (3) Khi rơto quay tạo nên từ trường quay qt stato, lồng sóc có dịng cảm ứng chạy qua Tác dụng tương hỗ dòng từ trường quay tạo nên mômen quay làm cho stato quay góc Lúc lị xo cân (4) bị nén hay kéo tạo mômen chống lại, cân với mômen quay điện từ Tuỳ theo chiều quay rôto mà má động (11) đến tiếp xúc với má tĩnh (7) hay (15) Trị số ngưỡng tốc độ điều chỉnh thay đổi trị số kéo nén phận (5) lò xo cân Khi tốc độ quay rôto bé trị số ngưỡng đặt, mômen điện từ cịn bé khơng thắng mơmen cản lị xo cân nên tiếp điểm khơng đóng Từ lúc tốc độ quay rôto đạt giá trị lớn ngưỡng đặt mơmen điện từ thắng mơmen cản lị xo làm cho phần tĩnh quay, đóng tiếp điểm tương ứng theo chiều quay rôto b Sơ đồ mạch ứng dụng Ta lấy trường hợp điều khiển mở máy động để xét ví dụ cụ thể Như thấy ví dụ trước, việc ngắn mạch điện trở khởi động mạch phần ứng động thực tốc độ ω1, ω2 ω3 Để làm phần tử kiểm tra tốc độ, ta dùng công tắc tơ gia tốc 1G, 2G 3G có cuộn dây mắc trực tiếp vào đầu phần ứng động cơ, tiếp thụ điện áp tỷ lệ với tốc độ động với sai lệch nhỏ 14 Hình 2.8 Điều khiển khởi động động DC theo nguyên tắc tốc độ Trên hình 2.8 tiếp điểm chuyển đổi trạng thái cần xảy tốc độ (ω1,I2), (ω2,I2) (ω3,I2) Ở điểm này, điện áp đầu phần ứng là: U1 = Kφω1 + I2.r U2 = Kφω2 + I2.r U3 = Kφω3 + I2.r Giả sử ta cắt điện trở theo thứ tự r1, r2, r3 phải chọn cơng tắc tơ có điện áp hút là: Uhút1G = U1 Uhút2G = U2 Uhút3G = U3 Hoạt động sơ đồ: Sau ấn nút mở máy M, cơng tắc tơ Đg có điện đóng mạch phần ứng động vào nguồn qua điện trở phụ r1, r2 r3 Động tăng tốc đường đặc tính (1) Khi tốc độ động đạt đến trị số ω1 điện áp đầu công tắc tơ 1G đạt trị số hút U1, 1G hút, loại trừ điện trở r1, động chuyển sang tăng tốc đường đặc tính (2) Khi tốc độ động đạt đến trị số ω2(ω2 > ω1) điện áp đầu công tắc tơ 2G đạt trị số hút U2, 2G hút, loại trừ tiếp điện trở r2, động chuyển sang tăng tốc đường đặc tính (3) Khi tốc độ động đạt đến trị số ω3(ω3 > ω2) điện áp 15 đầu công tắc tơ 3G đạt trị số hút U3, 3G hút, điện trở r3 bị ngắn mạch, động chuyển sang tăng tốc đường đặc tính tự nhiên, điểm làm việc ổn định Ưu điểm đơn giản rẻ tiền, thiết bị cơng tắc tơ mắc trực tiếp vào phần ứng động không cần thông qua rơle Nhược điểm thời gian mở máy hãm máy phụ thuộc nhiều vào mơmen cản MC, qn tính J, điện áp lưới U điện trở cuộn dây công tắc tơ Các cơng tắc tơ gia tốc khơng làm việc điện áp lưới giảm thấp, tải cuộn dây q phát nóng, dẫn đến phát nóng điện trở khởi động, làm cháy điện trở Khi điện áp lưới tăng cao có khả tác động đồng thời cơng tắc tơ gia tốc làm tăng dịng điện q trị số cho phép Trong thực tế dùng nguyên tắc để khởi động động cơ, thường dùng nguyên tắc để điều khiển trình hãm động 2.4.3 Nguyên tắc điều khiển theo dòng điện a Khái niệm Dòng điện mạch phần ứng động thông số làm việc quan trọng xác định trạng thái hệ truyền động điện Nó phản ánh trạng thái mang tải bình thường hệ thống, trạng thái mang tải, trạng thái tải phản ánh trạng thái khởi động hay hãm động truyền động Trong trình khởi động, hãm, dòng điện cần phải đảm bảo nhỏ trị số giới hạn cho phép Trong trình làm việc vậy, dịng điện phải giữ khơng đổi trị số theo u cầu q trình cơng nghệ Ta dùng cơng tắc tơ có cuộn dây dịng điện rơle dịng điện kiểu điện từ khóa điện tử hoạt động theo tín hiệu vào trị số dòng điện để điều khiển hệ thống theo yêu cầu Dòng điện mạch phần ứng động dùng làm tín hiệu vào trực tiếp gián tiếp cho phần tử nhận biết dịng điện nói Khi trị số tín hiệu vào đạt đến giá trị ngưỡng xác định điều chỉnh phát tín hiệu điều khiển hệ thống chuyển đến trạng thái làm việc yêu cầu b Sơ đồ mạch ứng dụng Xét mạch điều khiển hãm ngược động xoay chiều pha rôto dây quấn đảo chiều Vì lí tương tự phân tích chương 2, đảo chiều quay động xoay chiều pha rôto dây quấn cần phải đưa thêm vào mạch rôto điện trở phụ lớn trị số điện trở phụ cần thiết đưa vào khởi động Ta dùng mạch điều khiển theo nguyên tắc dòng điện sau để điều khiển việc đưa vào loại phần điện trở phụ lần đảo chiều quay động 16 Hình 2.9 Điều khiển hãm ngược động xoay chiều pha rô to dây quấn đảo chiều theo nguyên tắc dòng điện Yêu cầu rơle hãm RH thụ cảm dịng điện rơto: dịng điện rơto lớn trị số khởi động phải tác động, dịng điện rơto giảm nhỏ gần trị số khởi động (I1) phải nhả để chuẩn bị cho trình khởi động Vậy phải chỉnh định trị số Inhả RH lớn I1 ít, tất nhiên trị số Ihút lớn I1 xác định theo hệ số trở Giả sử động làm việc theo chiều quay thuận, nghĩa khống chế huy vị trí phía phải Muốn đảo chiều quay động cơ, ta quay khống chế KC phía ngược Khi khống chế lướt qua vị trí 0, cơng tắc tơ H, 1G, 2G điện nên tiếp điểm chúng nhả đưa điện trở vào mạch rôto Khi đến vị trí phía trái, dịng điện rơto xuất lúc lớn trị số chỉnh định hút rơle RH, nên RH tác động mở tiếp điểm RH(1-3), bảo đảm cho điện trở tham gia vào việc hạn chế dịng điện, q trình hãm ngược động tiến hành Khi tốc độ động giảm gần đến dịng điện rơto giảm đến trị số nhả rơle RH, rơle RH nhả đóng tiếp điểm RH(1-3), cơng tăctơ H có điện, điện trở hãm ngược rh loại ngoài, động bắt đầu trình khởi động theo chiều ngược với hai cấp điện trở hạn chế rp1 rp2 Ưu điểm: Thiết bị đơn giản, làm việc sơ đồ không chịu ảnh hưởng nhiệt độ cuộn dây công tắc tơ, rơle Nhược điểm: Độ tin cậy thấp, có khả đình gia tốc cấp trung gian động khởi động bị tải, dòng điện khơng giảm xuống đến trị số nhả rơle dịng điện Nguyên tắc dòng điện ứng dụng chủ yếu để tự động điều khiển trình khởi động động chiều kích thích nối tiếp động xoay chiều rôto dây quấn 17 2.4.4 Nguyên tắc điều khiển theo vị trí Khi q trình thay đổi trạng thái làm việc hệ có quan hệ chặt chẽ với vị trí phận động máy (đầu máy, bàn máy, mâm cặp ) ta dùng thiết bị đặc biệt gọi công tắc hành trình, đặt vị trí thích hợp đường phận Khi phận động di chuyển đến vị trí tác động lên cơng tắc hành trình, cơng tắc hành trình phát tín hiệu điều khiển hệ thống đến trạng thái làm việc Ví dụ đặt công tắc cuối để hạn chế hành trình bàn máy bào, máy doa, cầu trục đặt cơng tắc hành trình để đảo chiều, giảm tốc độ cho máy bào giường Hình 2.10 Điều khiển theo ngun tắc hành trình Trong đó: KH cơng tắc hành trình, A B ví trí 2.5 Các khâu bảo vệ liên động TĐKC - TĐĐ Mục tiêu: Vẽ sơ đồ trình bày nguyên lý làm việc phần tử bảo vệ liên động tự động khống chế truyền động điện 2.5.1 Bảo vệ dòng Động điện thường bị dòng trường hợp bị ngắn mạch tải a Bảo vệ ngắn mạch Ngắn mạch tượng pha chạm chập nhau, pha chạm trung tính cực thiết bị chiều chạm Để bảo vệ cho trường hợp thường dùng cầu chì nối tiếp dây pha, đặt cực thiết bị chiều, dùng áp tô mát Đối với động cơng suất lớn dùng rơ le dịng điện để bảo vệ, dòng điện chỉnh định từ (8 - 10) Iđm Khi cuộn dây rơ le dịng mắc nối tiếp mạch động lực tiếp điểm mắc mạch điều khiển b Bảo vệ tải Quá tải tượng dòng điện qua động cơ, thiết bị khí cụ điện tăng cao định mức, không nhiều Động làm việc thường bị tải trường hợp sau đây: 18 - Quá tải đối xứng: Xãy phụ tải đặt lên trục động lớn định mức như: lúc điện áp nguồn bị sụt giảm (tải không đổi), động bị kẹt trục tải đột ngột tăng cao Trường hợp dòng điện pha tăng - Quá tải không đối xứng: Xãy động làm việc mà nguồn điện bị pha nguồn bị cân nghiêm trọng Trường hợp gọi tải pha, trì thời gian lâu gây cháy hỏng động Phương pháp bảo vệ: Quá tải không gây tác hại tức thời, động bị đốt nóng trị số cho phép Nếu tải kéo dài, mức độ tải lớn tuổi thọ động giảm nhanh chóng Để bảo vệ cho trường hợp này, thường dùng rơ le nhiệt Chỉ cần đặt phần tử đốt nóng rơ-le nhiệt pha thiết bị pha cực thiết bị chiều đủ Những động cơng suất lớn hàng trăm KW dùng rơ le dịng điện Khi dịng điện chỉnh định khoảng (1,3 – 1,5) Iđm Sơ đồ mạch hình 2.28 Do dòng điện phải chỉnh định trên, lúc vừa mở máy dòng điện tăng cao (tối thiểu Iđm) nên phải dùng rơ-le thời gian để khống chế trạng thái tác động ban đầu RI; Sau mở máy xong RI đưa vào để bảo vệ 2.5.2 Bảo vệ điện áp Động làm việc điện áp nguồn dao động máy hoạt động trạng thái bất bình thường Cần phải có thiết bị tự động cắt động khỏi lưới trường hợp - Bảo vệ áp: Để bảo vệ cố áp dùng rơ le áp tiếp điểm thường đóng (cuộn dây mắc nơi cần bảo vệ, tiếp điểm mắc mạch điều khiển Sơ đồ hình 2.87a) Hình 2.86 Bảo vệ tải rơ le dòng điện 19 - Bảo vệ thiếu áp: Sự cố thường dùng rơ le thiếu áp tiếp điểm thường mở để bảo vệ (cuộn dây mắc nơi cần bảo vệ, tiếp điểm mắc mạch điều khiển Sơ đồ hình 2.87b) Hình 2.87 Bảo vệ điện 2.5.3 Bảo vệ thiếu từ trường Động chiều vận hành với tải định mức mà dịng điện kích từ suy giảm nhiều động rơi vào tình trạng tải Để bảo vệ cho trường hợp dùng rơ-le dịng điện mắc mạch kích từ, tiếp điểm mắc mạch điều khiển (được gọi rơ le thiếu từ trường) Sơ đồ hình 2.88 Hình 2.88 Bảo vệ thiếu từ trường K 2.5.4 Vấn đề liên động - Liên động trì: Đảm bảo trì nguồn cung cấp cho cơng tắc tơ làm việc cắt mạch có cố sụt áp Muốn trì cho cuộn hút dùng tiếp điểm thường mở cuộn hút mắc nối tiếp với song song với nút mở máy - Liên động khóa chéo: Đảm bảo làm việc tin cậy mạch điện mạch điện có nhiều trạng thái làm việc khác (đảo chiều; mạch hãm ) liên động khóa chéo đảm bảo thời điểm có trạng thái hoạt động mà thơi Khi dùng tiếp điểm thường đóng cuộn dây nối tiếp với cuộn dây ngược lại 20 - Liên động trình tự (tuần tự, thứ tự hóa): Đảm bảo cho mạch làm việc rõ ràng minh bạch, sử dụng mạch điện hoạt động theo qui trình định có tính thứ tự trước sau Dùng tiếp điểm thường mở phần tử phép làm việc trước nối tiếp với với cuộn hút phần tử làm việc sau 21 ... sinh - sinh viên tài liệu cho giáo viên giảng dạy, Khoa Điện 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. .. học sinh - sinh viên nghề Kỹ thuật máy lạnh điều hịa khơng khí Đây mơn học kỹ thuật chun mơn chương trình đào tạo nghề Kỹ thuật máy lạnh điều hịa khơng khí trình độ Cao đẳng Nhóm biên soạn tham... chế hành trình bàn máy bào, máy doa, cầu trục đặt cơng tắc hành trình để đảo chiều, giảm tốc độ cho máy bào giường Hình 2 .10 Điều khiển theo ngun tắc hành trình Trong đó: KH cơng tắc hành trình,