Đang tải... (xem toàn văn)
(NB) Giáo trình Trang bị điện với mục tiêu giúp các bạn có thể lắp đặt, đấu nối và sửa chữa được các mạch điện điều khiển cho động cơ không đồng bộ 3 pha; Vận hành được mạch theo nguyên tắc, theo qui trình đã định. Từ đó sẽ vạch ra kế hoạch bảo trì hợp lý, đảm bảo an toàn và vệ sinh công nghiệp. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung phần 2 giáo trình sau đây.
Bài Các sơ đồ tự động khống chế điển hình 3.1 Mạch điều khiển động quay chiều 3.1.1 Sơ đồ nguyên lý mạch điện Hình 2.11 Sơ đồ mạch khởi động trực tiếp ĐKB pha rô to lồng sóc quay chiều 3.1.2 Nguyên lý hoạt động: Đóng cầu dao CD cấp nguồn cho mạch động lực mạch điều khiển Ấn nút mở máy M(3,5), cuộn dây cơng tắc tơ K(5,4) có điện nên tiếp điểm K mạch động lực đóng lại, ĐKB nối nguồn bắt đầu hoạt động Khi tiếp điểm K(3,5) đóng lại để trì nguồn cung cấp cho cuộn dây K (dòng điện theo đường 1;D; K(3,5); K(5,4); RN; 2) Dừng máy ấn nút D (1,3) Bảo vệ: Ngắn mạch: Cầu chì CC Quá tải: Rơ-le nhiệt RN: Khi ĐKB bị tải, dịng điện tăng lên, phần tử đốt nóng tác động làm mở tiếp điểm RN (2,4) nên cuộn dây K (5,4) điện, tiếp điểm K động lực mở ra, động dừng Sụt áp: Trường hợp điện áp mạch động lực mạch điều khiển (hoặc quan hệ với theo tỉ lệ đó) mạch điện bảo vệ sụt áp Do điện áp cấp cho mạch điều khiển sụt giảm cuộn dây K (5,4) khơng làm việc 22 Chống tự động mở máy lại: Khi động làm việc, lý bị nguồn cung cấp, động ngưng hoạt động Nếu sau nguồn điện bình thường trở lại động không tự động làm việc ta chưa thao tác nút ấn M(3,5) Vì trước cuộn hút K(5,4) nguồn làm cho tiếp điểm trì K(3,5) mở nên mạch điều khiển trạng thái hở mạch Liên động: Tiếp điểm trì K(3,5) Ưu điểm: An toàn, mạch hoạt động tin cậy Có buồng dập hồ quang, cho phép thao tác có tải, thao tác với với tần số lớn Bảo vệ cố ngắn mạch, tải đặc biệt chống tự động mở máy lại Trình bày nguyên lý hoạt động, bảo vệ liên động mạch điện hình 2.11 Hình 2.11 Sơ đồ mạch khởi động trực tiếp KĐB pha rô to lồng sóc quay chiều có đèn tín hiệu 3.1.3 Lắp đặt vận hành mạch điện +Bước 1: Vẽ sơ đồ dây thiết bị 23 Hình 2.12 Sơ đồ dây mạch điều khiển KĐB quay chiều +Bước 2: Lựa chọn gá lắp thiết bị Bảng 2.1 Bảng kê trang bị điện hình 2.11b Stt Kí hiệu SL Chức CD Cầu dao nguồn: đóng cắt khơng tải tồn mạch 1CC Cầu chì, bảo vệ ngắn mạch mạch động lực RN Rơ le nhiệt, bảo vệ tải cho động (ĐKB) K Công tắc tơ, điều khiển động làm việc 2CC Cầu chì, bảo vệ ngắn mạch mạch điều khiển M; D Nút ấn thường mở; thường đóng điều khiển mở máy dừng động 1Đ; 2Đ Đèn tín hiệu trạng thái làm việc tải động 24 Chọn chủng loại, số lượng thiết bị, khí cụ điện cần thiết dựa vào công suất động ĐKB Định vị thiết bị lên bảng (giá) tủ điện thực hành +Bước 3: Lắp mạch điều khiển Đọc, phân tích sơ đồ nguyên lý sơ đồ nối dây mạch điều khiển Đấu dây theo thứ tự số 1, số 3, số 5, số 4, số 6, số 8, dây N, số Kiểm tra mạch điều khiển: Sơ đồ kiểm tra hình 2.13, ấn nút M(3,5); quan sát kim Ohm kế kết luận: Ohm kế giá trị đó: Mạch lắp ráp đúng; Ohm kế 0: Cuộn K bị ngắn mạch; Ohm kế không quay: Hở mạch điều khiển Kiểm tra mạch tín hiệu +Bước 4: Lắp ráp mạch động lực Đọc, phân tích sơ đồ nguyên lý sơ đồ nối dây mạch động lực Đấu dây theo thứ tự số A1, B1, C1; số A3, B3, C3; số A5, B5, C5; số A7, B7, C7; số A9, B9, C9; Kiểm tra mạch động lực: dùng đồng hồ Ohm kế đo thông mạch pha A, B, C quan sát kim đồng hồ mắt, lưu ý trường hợp pha Hình 2.13 Sơ đồ kiểm tra mạch điều khiển 25 +Bước 5: Vận hành mạch điện Cô lập mạch động lực (hở dây nối mạch động lực phía sau rơ le nhiệt) Cấp nguồn vận hành mạch điều khiển: Ấn nút M(3,5) cuộn K hút, đèn 1Đ sáng; buông tay ấn nút mạch hoạt động Ấn nút D(1,3) cuộn K nhã, đèn 1Đ tắt; Ấn nút M(3,5); mạch vận hành tác động vào nút test RN, cuộn K điện, đèn 1Đ tắt đèn 2Đ sáng lên Cắt nguồn, liên kết lại dây nối mạch động lực Sau cấp nguồn cho mạch thực lại thao tác Quan sát chiều quay, tốc độ, trạng thái khởi động động Cắt nguồn, hoán vị thứ tự pha nguồn vào cầu dao 1CD vận hành lại Quan sát chiều quay, tốc độ, trạng thái khởi động động Ghi nhận khác trường hợp Giải thích ngun nhân? +Bước 6: Mơ cố Cấp nguồn cho mạch hoạt động Sự cố 1: Mạch vận hành tác động vào nút test RN Quan sát động cơ, ghi nhận tượng, giải thích Sự cố 2: Cắt nguồn, hở mạch tiếp điểm K điểm số Sau cấp lại nguồn, vận hành quan sát tượng, giải thích Sự cố 3: Phục hồi lại cố trên, hở pha mạch động lực Cho mạch vận hành quan sát tượng, giải thích +Bước 7: Viết báo cáo trình thực hành Lược thuật lại trình lắp ráp, sai lỗi mắc phải (nếu có) Giải thích tượng vận hành mạch, nguyên nhân gây hư hỏng mô 3.2 Mạch đảo chiều gián tiếp (sử dụng nút ấn) 3.2.1 Sơ đồ nguyên lý mạch điện (hình 2.16a,b) 26 Hình 2.16 Mạch đảo chiều gián tiếp KĐB pha Hình 2.16b; sơ đồ nguyên lý mạch đảo chiều quay gián tiếp KĐB pha có tín hiệu 3.2.2 Ngun lý hoạt động: Đóng cầu dao CD cấp nguồn cho mạch điều khiển: Mạch chuẩn bị làm việc Ấn nút MT(3,5), cuộn dây T(7,4) có điện nên tiếp điểm T mạch động lực đóng lại, động quay theo chiều thuận Khi tiếp điểm T(3,5) đóng lại để tự trì, đồng thời tiếp điểm T(9,11) mở để cắt điện cuộn dây N(11,4) Quá trình xãy tương tự ấn nút MN (3,9) Cuộn dây N(11,4) cấp nguồn, thứ tự pha đưa vào động hoán đổi nên động quay ngược 27 chiều với ban đầu Lúc tiếp điểm N(5,7) mở cuộn dây T (7,4) cô lập Dừng máy ấn nút D(1,3) Chú ý phải dừng máy trước đảo chiều quay Bảo vệ: Ngắn mạch: Cầu chì CC Quá tải: Rơ-le nhiệt RN Liên động: Duy trì: T(3,5); N(3,9) Khóa chéo T(9,11), N(5,7 ) có tác dụng đảm bảo an tồn cho mạch; thời điểm có cơng tắc tơ làm việc, tránh trường hợp ngắn mạch động lực (nếu cơng tắc tơ hút đồng thời) Sinh viên trình bày nguyên lý hoạt động, bảo vệ liên động mạch điện hình 2.16b 3.2.3 Lắp đặt vận hành mạch điện +Bước 1: Vẽ sơ đồ dây Hình 2.17 Sơ đồ dây mạch đảo chiều gián tiếp KĐB pha có tín hiệu 28 +Bước 2: Lựa chọn gá lắp thiết bị Bảng 2.2: Bảng kê trang bị điện hình 2.16b Stt Kí hiệu SL Chức CD Cầu dao nguồn: đóng cắt khơng tải tồn mạch 1CC Cầu chì bảo vệ ngắn mạch mạch động lực 2CC Cầu chì bảo vệ ngắn mạch mạch điều khiển RN Rơ le nhiệt bảo vệ tải cho động (ĐKB) T, N Công tắc tơ điều khiển động quay thuận, nghịch MT; MN Nút ấn thường mở, điều khiển động quay thuận, quay nghịch D Nút ấn thường đóng, điều khiển dừng động 1Đ;2Đ;3Đ Đèn tín hiệu trạng thái quay thuận, quay nghịch tải động - Chọn chủng loại, số lượng thiết bị khí cụ điện cần thiết - Định vị thiết bị lên bảng (giá) thực hành, tủ điện +Bước 3: Lắp mạch điều khiển - Đọc, phân tích sơ đồ nguyên lý sơ đồ dây mạch điều khiển - Đánh số dây nối thiết bị - Lắp mạch điều khiển theo sơ đồ theo trình tự số dây: - Liên kết nút ấn, đánh số đầu dây (có đầu dây từ nút ấn) - Đấu đầu cuộn hút với cực tiếp điểm thường đóng cơng tắc tơ - Đấu cực cịn lại tiếp điểm thường đóng với đầu dây từ ấn - Đấu tiếp điểm trì, đầu cịn lại cuộn hút, mạch đèn tín hiệu - Kiểm tra mạch điều khiển: Dùng Ohm kế chấm vào điểm số số sơ đồ hình 2.16b Ấn nút MT để kiểm tra thông mạch, ngắn mạch cuộn dây T (nhận xét tương tự phần 1.1.3) Ấn nút MN để kiểm tra thông mạch, ngắn mạch cuộn dây N Kiểm tra mạch tín hiệu 29 +Bước 4: Lắp mạch động lực - Đấu theo sơ đồ dây - Hoán vị thứ tự pha pha công tắc tơ N (xem sơ đồ nối dây) - Kiểm tra mạch động lực: Tiến hành tương tự cần lưu ý trường hợp pha, kết hợp đo kiểm quan sát mắt +Bước 5: Vận hành mạch điện - Cô lập mạch động lực (hở dây nối mạch động lực phía sau rơ le nhiệt) - Cấp nguồn vận hành mạch điều khiển: Ấn nút MT(3,5) cuộn T(7,6) hút, đèn 1Đ sáng; Ấn nút D(1,3) cuộn T(7,6) nhã, đèn 1Đ tắt; Ấn nút MN(3,9) cuộn N(11,6) hút, đèn 2Đ sáng; - Khi cuộn T(7,6) hút, ấn MN(3,9) Quan sát tượng, giải thích? - Tác động vào nút test RN Quan sát tượng, giải thích? - Cắt nguồn, liên kết lại dây nối mạch động lực Sau cấp nguồn cho mạch thực lại thao tác Quan sát chiều quay, tốc độ trạng thái khởi động động +Bước 6: Mô cố - Sự cố 1: Mạch vận hành tác động vào nút test RN Quan sát động cơ, ghi nhận tượng, giải thích - Sự cố 2: Cắt nguồn, lập mạch động lực (hở dây nối mạch động lực phía sau rơ le nhiệt) Nối tắt tiếp điểm N(5,7) T(9,11) Sau cấp lại nguồn, vận hành quan sát tượng, giải thích Chú ý: cố mô cô lập mạch động lực +Bước 7: Viết báo cáo trình thực hành: - Lược thuật lại trình lắp ráp, sai lỗi mắc phải (nếu có) - Giải thích tượng vận hành mạch, nguyên nhân gây hư hỏng mô BÀI TẬP MỞ RỘNG 2.2 Mạch đảo chiều quay gián tiếp ĐKB pha điều khiển nơi - Sinh viên vẽ hoàn chỉnh sơ đồ lắp ráp mạch - Vận hành, quan sát ghi nhận tượng - Mô cố, quan sát ghi nhận tượng - Làm báo cáo thực hành, giải thích tượng 30 2.3 Vẽ sơ đồ, lắp ráp vận hành mạch đảo chiều quay gián tiếp ĐKB pha 2.4 Vẽ sơ đồ (nguyên lý, nối dây) mạch điều khiển chương trình đố vui cho đội A, B, C hoạt động sau: - Mỗi đội có nút ấn đèn tín hiệu - Có chng dùng chung cho đội - Đội ấn nút trước tiên giành quyền ưu tiên để trả lời (chuông reo, đèn sáng); hai đội lại ấn nút tác dụng Hình 2.18 Sơ đồ nguyên lý tập 2.2 3.3 Mạch đảo chiều trực tiếp (sử dụng nút ấn liên động) 3.3.1 Sơ đồ nguyên lý mạch điện Hình 2.20: Mạch đảo chiêu trực tiếp ĐKB pha 31 - Giả sử ban đầu T1 dẫn điện cho dòng qua tải từ dưong nguồn qua T1 qua pha a pha c T2và âm nguồn Các tụ C1, C5 nạp với cực tính Hình vẽ ,tụ C3 chưa nạp , tương tự tụ C6 C2 nạp với cực tính Hình vẽ, tụ C4 chưa nạp - Trong trình làm việc dây quấn pha động điện xuất s.đ.đ ua= U2sin t 2 ub= 2` U2sin( t ) 4 uc= U2sin( + ) -Quá trình chuyển mạch cầu biến tần trình chuyển mạch pha Xét trình chuyển mạch từ T1 đến T3 Giả sử thời điểm xét dòng điện từ T1, D1 qua pha a qua dây quấn pha ac động qua T2, D2 nguồn t≥0 t>1 L ud L Id ud Id T1 T3 uC1 uC3 C1 C3 + - C5 + - D1 uC5 u13 u21 D3 C4 D4 C6 D6 u32 D5 T5 T4 C2 + - T6 + - D2 U V T2 T1 C1 T3 C3 C5 + - + - + - D1 D4 C4 D3 D6 C6 D5 T5 W U T4 C2 + - + - D2 V T6 T2 W t>2 t>3 L ud L Id ud Id T3 T5 C1 C3 + - T1 + - C5 D1 D4 D3 D6 D5 U D2 V C4 T4 C6 + - C2 + - T6 T2 T1 C1 T3 C3 T5 W + - C5 + - D1 D4 C4 D3 D6 C6 D5 U 78 D2 V W T4 + - C2 + - T6 T2 C1 T3 C3 + - T1 C5 + - T5 D1 uVU = u21 D3 D6 D5 D2 U V iT1,T3 W t1 Xs uU uV CT3 CT1 t0 uW t = t1-t0 Maschine Hình 4.4: Quá trình chuyển mạch cầu biến tần - Tại thời điểm t= cho xung điều khiển vào T3, T3 dẫn tụ C1 phóng điện qua T3 làm cho T1 khố lại Lúc dịng tải chuyển từ T1đến T3 , thời điểm t dịng tải có - Ở giai đoạn t > dịng tải pha a đựơc trì, điện áp tụ tạo nên điện áp ngược D3 D3 làm việc Vì chưa có dịng tải qua pha b Tại thời điểm tụ C1 C3 nạp với cực tính Hình vẽ Và C5 phóng hết hay điện áp D3 phân cực thuận trở lại ban đầu dẫn dòng, giai đoạn tụ tiếp tục phóng nạp ngược đầy Khi dịng tải pha a q trình chuyển mạch từ pha a qua pha b coi kết thúc Các tụ C1, C3, C5 phóng nạp tạo nên tụ có điện dung tương đương : Ctđ = C - Khi trình chuyển mạch kết thúc, tụ nạp để chuẩn bị cho trình chuyển mạch T3 vàT5 T2 T4 Đồ thị chuyển mạch dòng điện - Khoảng thời gian t = t1-t0 thời gian cần thiết để khoá T1 4.3 Biến tần trực tiếp a Sơ đồ nguyên lý UI G1 , Z G2 , iz Hình 4.5 Sơ đô nguyên lý biến tần trực tiếp 79 Bộ biền tần gồm hai chỉnh lưu nối song song ngược Các chỉnh lưu sơ đồ pha có điểm trung tính, sơ đồ cầu chỉnh lưu nhiều pha Số pha chỉnh lưu (m) lớn thành phần sóng điều hoà bậc cao giảm Nguyên lý làm việc biến tần sau: Để đơn giản, giả thiết tải trở, van lý tưởng Điện áp tải (u2) gồm hai nửa sóng dương âm Nửa sóng dương tạo nhóm van I làm việc (T1, T2, T3), cịn nửa sóng âm tạo nhóm van II (T4, T5, T6) làm việc Lần lượt đóng mở nhóm van I II, ta tạo tải điện áp xoay chiều có giá trị: 2U pha sin u2 m1 cos m m1- số pha điện áp lưới; - góc điều khiển chỉnh lưu Theo Hình vẽ ta có : 1 n T2 T1 T n T1 2 m1 m1 n = 0, 1, 2, 3,… Tần số điện áp (f2) thấp tần số lưới Từ suy : f2 f1m1 2n m1 Để điều chỉnh f2 , cần tạo thời gian trễ hai chỉnh lưu (góc ) tần số : f2 f1m1 2n m1 m1 Khi biến tần làm việc với tải trở cảm động điện, lượng tích luỹ tải trả lưới Lúc chỉnh lưu làm việc chế độ nghịch lưu phụ thuộc Nhóm I làm việc chế độ nghịch lưu điện áp tải mang dấu âm nhóm II chế độ nghịch lưu điện áp tải mang dấu dương Nếu chỉnh lưu mắc theo sơ đồ cầu điện áp tải lớn gấp lần so với sơ đồ pha có điểm trung tính: 2U pha sin U2 m1 m1 80 Xung điều khiển nhóm van lệch góc /m1 Các biến tần có hiệu suất thấp (vì điều chỉnh ) dịng điện áp có chứa nhiều thành phần sóng điều hoà bậc cao Để loại thành phần bậc cao cần dùng lọc Nếu thay đổi góc nhóm chỉnh lưu I II theo quy luật điện áp thay đổi theo luật Để đảm bảo điện áp gần sin góc điều khiển (chế độ chỉnh lưu) (chế độ nghịch lưu) cần thay đổi theo luật sau: = arccos (Asin 2) A U 2m U 2m0 U2m – giá trị biên độ điện áp tải; U2m0 – giá trị biên độ điện áp tải ứng với trạng thái mở Thyristor ( = 0); A = luật điều chỉnh , tuyến tính Với luật điều khiển m1 tỷ số f1/f2 đủ lớn, điện áp U2( 2t) = U1m sin m1 sin 2t m1 tải có dạng hình sin : Đường cong điện áp có thêm phần sóng điều hồ với tần số f2 Các biến tần trực tiếp có tàn số nhỏ tần số vào (f2