Giáo trình Lý thuyết trang bị điện (Nghề Điện công nghiệp Trình độ CĐTC)

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH AN GIANG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ AN GIANG GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: LÝ THUYẾT TRANG BỊ ĐIỆN NGHỀ : ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ : TRUNG CẤP/CAO ĐẲNG (Ban hành theo Quyết định số: 630/QĐ-CĐN, ngày 05 tháng 04 năm 2022 Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề An Giang) An Giang, Năm ban hành: 2022 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình lý thuyết Trang bị điện gồm hai phần: Phần thứ đề cập đến khí cụ điện thiết bị khơng thể thiếu hệ thống cung cấp điện máy sản xuất Phần giới thiệu cấu tạo, nguyên lý làm việc cách lựa chọn thiết bị Phần thứ hai trình bày chủ yếu mạch máy điện thông dụng Trang bị điện cắt gọt kim loại máy khoan, máy tiện, máy mài, máy doa, máy phay Giáo trình biên soạn nhằm đáp ứng nhu cầu học tập học sinh- sinh viên nghề điện công nghiệp Trường Cao đẳng nghề An Giang Việc biên soạn giáo trình khơng thể tránh thiếu sót cần thiết, mong góp ý từ đồng nghiệp học sinh sinh viên An Giang, ngày tháng năm 20 Tham gia biên soạn Lương Hoàng Vĩnh Thuận MỤC LỤC ĐỀ MỤC TRANG Lời giới thiệu Mục lục Bài 1: Cơ sở lý thuyết khí cụ điện I Khái niệm khí cụ điện II Sự phát nóng khí cụ điện III.Tiếp xúc điện - Hồ quang Bài 2: Khí cụ điện đóng cắt I Cầu dao 9 II Các loại công tắc nút điều khiển 11 III Dao cách ly 17 IV Máy cắt điện 20 V Áp tô mát 22 Bài 3: Khí cụ điện bảo vệ 26 I Nam châm điện 26 II Rơ le điện từ 27 III Rơ le nhiệt 29 IV Cầu chì 31 V Các thiết bị chống rò 34 VI Biến áp đo lường 38 Bài 4: Khí cụ điện điều khiển 46 I Cơng tắc tơ 46 II Khởi động từ 49 III Rơ le trung gian rơ le tốc độ 52 IV Rơle thời gian 55 V Bộ khống chế 59 Bài 5: Điều chỉnh tốc độ động 63 I Khái niệm chung 63 II Điều chỉnh tốc động động chiều kích từ độc lập 66 III Điều chỉnh tốc độ động không đồng ba pha Bài 6: Tự động khống chế truyền động điện 80 91 I Khái niệm chung 91 II Tự động khống chế ĐKB roto lồng sóc 94 III Tự động khống chế ĐKB roto dây quấn 104 IV Tự động khống chế động điện chiều 108 V Vấn đề bảo vệ liên động TĐKC- TĐĐ 111 Bài 7: Trang điện máy công nghiệp 116 I Trang bị điện cho máy cắt gọt kim loại 116 II Trang bị điện cho cấu sản xuất 134 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: LÝ THUYẾT TRANG BỊ ĐIỆN Mã mơn học: MH24 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: - Vị trí: Mơn học cần phải học sau học xong Môn học sở nên học sau Môn học Máy điện, Cung cấp điện - Tính chất: Trang bị cho người học kiến thức loại khí cụ điện, mạch máy điện điều khiển động thông dụng số mạch điện loại máy sản xuất - Ý nghĩa vai trò môn học/mô đun: giúp người học nhận biết công dụng lựa chọn loại khí cụ điện thơng dụng cơng nghiệp Đọc phân tích sơ đồ mạch điện loại máy điện Mục tiêu môn học/mô đun: - Về kiến thức:  Nhận dạng phân loại khí cụ điện  Trình bày cấu tạo nguyên lý hoạt động loại khí cụ điện  Tính chọn loại khí cụ điện  Phân tích nguyên lý, cách thực hiện, phạm vi ứng dụng phương pháp điều chỉnh tốc độ (ĐChTĐ) động pha, động chiều -Về kỹ năng:  Đọc, vẽ phân tích sơ đồ mạch điều khiển dùng rơle công tắc tơ dùng khống chế động pha, động chiều  Lựa chọn loại khí cụ điện yêu cần kỹ thuật  Sử dụng thành thạo loại khí cụ điện -Về lực tự chủ trách nhiệm:  Cẩn thận, xác, nghiêm túc, thực quy trình  Ứng dụng kiến thức học vào thực tế CHƯƠNG - CƠ SỞ LÝ THUYẾT KHÍ CỤ ĐIỆN Giới thiệu: Khí cụ điện sử dụng rộng rãi hệ thống điện dân dụng công nghiệp Tùy theo loại mà dùng với nhiều mục đích khác với nhiều cơng dụng khác Mục tiêu: Sau học xong người học có khả năng: - Trình bày khái niệm khí cụ điện; - Phân loại loại khí cụ điện thường sử dụng phổ biến hệ thống điện - Giải thích tượng khí cụ điện q trình làm việc I Khái niệm khí cụ điện: Khái niệm khí cụ điện: Khí cụ điện (KCĐ) thiết bị dùng để đóng ngắt, điều khiển, kiểm tra, tự động điều chỉnh, khống chế đối tượng điện không điện bảo vệ chúng trường hợp cố Khí cụ điện có nhiều chủng loại với chức năng, nguyên lý làm việc kích thước khác nhau, dùng rộng rãi lĩnh vực sống Cơng dụng khí cụ điện: Khí cụ dùng để đóng cắt lưới điện, mạch điện điều chỉnh tốc độ, điều chỉnh điện áp dịng điện dùng để dùng để trì tham số điện giá trị không đổi, dùng để bảo vệ lưới điện, máy điện, dùng để đo lường Phân loại khí cụ điện: Khí cụ điện thường phân loại theo chức năng, theo nguyên lý môi trường làm việc, theo điện áp a Theo chức KCĐ chia thành nhóm sau: - Nhóm khí cụ đóng cắt: Chức nhóm KC đóng cắt tay tự động mạch điện Thuộc nhóm có: Cầu dao, áptômát, máy cắt, dao cách ly, chuyển đổi nguồn… - Nhóm KC hạn chế dịng điện, điện áp: Chức nhóm hạn chế dịng điện, điện áp mạch khơng q cao Thuộc nhóm gồm có: Kháng điện, van chống sét… - Nhóm KC khởi động, điều khiển: Nhóm gồm khởi động, khống chế, công tắc tơ, khởi động từ… - Nhóm KC kiểm tra theo dõi: Nhóm có chức kiểm tra, theo dõi làm việc đối tượng biến đổi tín hiệu khơng điện thành tín hiệu điện Thuộc nhóm này: Các rơle, cảm biến… - Nhóm KC tự động Đ/C, khống chế trì chế độ làm việc, tham số đối tượng ổn định điện áp, ổn định tốc độ, ổn định nhiệt độ… - Nhóm KC biến đổi dịng điện, điện áp cho dụng cụ đo: Các máy biến áp đo lường, biến dòng đo lường… b Theo nguyên lý làm việc KCĐ chia thành: - KCĐ làm việc theo nguyên lý điện từ - KCĐ làm việc theo nguyên lý cảm ứng nhiệt - KCĐ có tiếp điểm - KCĐ khơng có tiếp điểm c Theo nguồn điện KCĐ chia thành: - KCĐ chiều - KCĐ xoay chiều - KCĐ hạ áp (Có điện áp 1000 V) d Theo điều kiện môi trường, điều kiện bảo vệ KCĐ chia thành: - KCĐ làm việc nhà, KCĐ làm việc ngồi trời - KCĐ làm việc mơi trường dễ cháy, dễ nổ - KCĐ có vỏ kín, vỏ hở, vỏ bảo vệ… II Sự phát nóng khí cụ điện: - Ở trạng thái làm việc, phận thiết bị điện nói chung khí cụ điện nói riêng có tổn hao lượng biến thành nhiệt Một phần nhiệt làm tăng nhiệt độ khí cụ phần tỏa môi trường xung quanh Ở trạng thái xác lập nhiệt, nhiệt độ khí cụ khơng tăng mà ổn định giá trị đó, toàn tổn hao cân với nhiệt tỏa mơi trường xung quanh Nếu khơng có cân nhiệt độ khí cụ tăng cao làm cho cách điện bị già hoá độ bền khí chi tiết bị suy giảm tuổi thọ khí cụ giảm nhanh chóng Độ tăng nhiệt độ khí cụ tính bằng: τ = θ - θ0 (3-1) Với: τ độ tăng nhiệt độ (hay độ chênh nhiệt độ) θ nhiệt độ khí cụ θ0 nhiệt độ mơi trường III Tiếp xúc điện - Hồ quang: Tiếp xúc điện: Khái niệm: -Tiếp xúc điện nơi mà dòng điện từ vật dẫn gọi tiếp xúc điện Các yêu cầu tiếp xúc điện -Nơi tiếp xúc điện phải chắn, đảm bảo -Mối nối tiếp xúc phải có độ bền khí cao Để đảm yêu cầu trên, vật liệu dùng làm tiếp điểm có yêu cầu : - Điện dẫn nhiệt dẫn cao - Độ bền chống rỉ khơng khí khí khác - Độ bền chống tạo lớp màng có điện trở suất cao - Độ bền chịu hồ quang cao (nhiệt độ nóng chảy ) - Đơn giản gia cơng, giá thành hạ - Một số vật liệu làm tiếp điểm đồng, nhôm hợp kim đồng … Phân loại tiếp xúc điện: Dựa vào kết cấu tiếp điểm, có loại tiếp xúc điện sau: - Tiếp xúc cố định: tiếp điểm nối cố định với chi tiết nối dòng điện cái, cáp điện, chỗ nối khí cụ vào mạch q trình sử dụng hai tiếp điểm gắn chặt vào nhờ bulong, hàn nóng hàn nguội - Tiếp xúc đóng mở: Là tiếp xúc để đóng ngắt mạch điện, trường hợp phát sinh hồ quang điện, cần xác định khoảng cách tiếp điểm tĩnh tiếp điểm động dựa vào dòng điện định mức, điện áp định mức chế độ làm việc khí cụ điện - Tiếp xúc trượt: Là tiếp xúc cổ góp vành trượt, tiếp xúc dễ phát sinh hồ quang điện Các yếu tố ảnh hưởng đến điện trở tiếp xúc: -Vật liệu làm tiếp điểm -Kim loại làm tiếp điểm khơng bị oxy hóa -Lực ép tiếp điểm lớn tạo nên nhiều tiếp điểm tiếp xúc -Nhiệt độ tiếp điểm cao điện trở tiếp xúc lớn -Diện tích tiếp xúc -Thông thường dùng hợp kim làm tiếp điểm Hồ quang điện: - Khái niệm : Trong khí cụ điện dùng để đóng ngắt mạch điện cầu dao, công tắc tơ, rơle chuyển mạch phát sinh phóng điện Nếu dịng điện ngắt 0.1A điện áp tiếp điểm khoảng 250V– 300V tiếp điểm phóng điện áp âm ỉ Trường hợp dòng điện điện áp cao trị số bảng sau phát sinh hồ quang điện VL- TĐ U(V) I(A) Paratin 17 0.9 Vàng 15 0.378 Bạc 12 0.4 Von 17 0.9 fram Đồng 12.3 0.43 Than 18.22 0.03 Tính chất phóng điện hồ quang: Phóng điện hồ quang xảy dịng điện có trị số lớn Nhiệt độ trung tâm hồ quang lớn khí cụ đến 60008000 K mật độ dịng điện catốt lớn ( 104 – 105 ) A/cm2 - Quá trình phát sinh dập tắt hồ quang điện: Đối với tiếp điểm có dịng điện bé, ban đầu khoảng cách chúng nhỏ điện áp đặt có trị số định Vì khoảng khơng gian sinh điện trường có cường độ lớn ( 3.107V/cm) Có thể làm bật điện tử catốt gọi phát xạ tự động điện tử (gọi phát xạ nguội điện tử) số điện tử nhiều, chuyển động tác dụng điện trường làm ion hóa khơng khí gây hồ quang điện - Quá trình dập tắt hồ quang : Điều kiện dập tắt hồ quang trình ngược lại với trình phát sinh hồ quang Hạ nhiệt độ hồ quang cách dùng khí dầu làm nguội Chia cắt hồ quang Kéo dài hồ quang thành nhiều đoạn nhỏ cách dùng vách ngăn chia thành nhiều phần nhỏ thổi dập tắt Câu hỏi ôn tập: Hãy trình bày cơng dụng khí cụ điện? Hãy cho biết tiếp xúc điện gì? Hồ quang điện gì? CHƯƠNG - KHÍ CỤ ĐIỆN ĐÓNG CẮT Giới thiệu: Bài giúp sinh viên nhận biết công dụng, cách phân loại, ký hiệu số loại khí cụ điện điều khiển tay thông dụng như: cầu dao, công tắc, nút nhấn Đồng thời hình thành thái độ yêu nghề, tỉ mỉ sinh viên Mục tiêu: sau học xong người học có khả năng: - Nêu cơng dụng loại khí cụ điện dùng để đóng cắt hệ thống điện - Phân loại loại khí cụ dùng để đóng cắt - Trình bày cấu tạo loại khí cụ dùng để đóng cắt hệ thống điện - Nhận dạng loại khí cụ điện dùng để đóng cắt I Cầu dao: Cấu tạo phân loại: a Cấu tạo: Cầu dao gồm có phần tiếp điểm động, tiếp điểm tĩnh, tay nắm cách điện, đế cách điện vỏ bảo vệ b Phân loại: Phân loại cầu dao dựa vào yếu tố sau: - Theo kết cấu: cầu dao chia làm loại cực, hai cực, ba cực 1-tiếp điểm động; 2-tiếp điểm bốn cực tĩnh; 3-lưỡi dao phụ; 4-lị xo; 5- Cầu dao có tay nắm tay cầm (vật liệu cách điện); 6đế cách điện tay bên Ngồi cịn có cầu dao ngả, hai ngả dùng để đảo nguồn cung cấp cho mạch đảo chiều quay động - Theo điện áp định mức : 250V, 500V - Theo dòng điện định mức: dòng điện định mức cầu dao cho trước nhà sản xuất (thường lọai 10A, 15A, 20A, 25A, 30A, 60A, 75A, 100A, 150A, 200A, 350A, 600A, 1000A…) - Theo vật liệu cách điện: có loại đế sứ, đế nhựa, đế đá Tốc độ động điều chỉnh cách thay đổi điện áp chủ đảo Ucđ (nhờ biến trở 1BT) Để làm cứng đặc tính vùng tốc độ thấp, giảm Ucđ phải tăng hệ số phản hồi dương dịng điện Vì vậy, người ta đặt sẵn khâu liên hệ khí trượt 2BT 1BT Nguyên lý làm việc sơ đồ điều khiển tự động sau: Sơ đồ cho phép điều khiển máy chế độ thử máy chế độ làm việc tự động Ở chế độ thử máy cơng tắc 1CT, 2CT, 3CT đóng sang vị trí Mở máy động ĐT nhờ ấn nút MT, sau khởi động đồng thời ĐM ĐB nút ấn MN Động ĐC khởi động nút ấn MC Ở chế độ tự động, trình hoạt động máy gồm giai đoạn theo thứ tự sau: 1) Đưa nhanh ụ đá vào chi tiết gia công nhờ truyền động thuỷ lực, đóng động ĐC ĐB 2) Mài thô, tự động chuyển sang mài tinh nhờ tác động công tắc cữ 3) Tự động đưa nhanh ụ đá khỏi chi tiết cắt điện động ĐC, ĐB Trước hết đóng cơng tắc 1CT, 2CT, 3CT sang vị trí Kéo tay gạt điều khiển (được bố trí máy) vị trí di chuyển nhanh ụ đá vào chi tiết (nhờ hệ thống thuỷ lực) Khi ụ đá đến vị trí cần thiết, cơng tắc hành trình 1KT tác động, đóng mạch cho cuộn dây công tắc tơ KC KB, động ĐC ĐB khởi động Đồng thời truyền động thuỷ lực máy khơi động Q trình gia cơng bắt đầu Khi kết thúc giai đọan mài thơ, cơng tắc hành trình 2KT tác động, đóng mạch cuộn dây rơle 1RTr Tiếp điểm đóng điện cho cuộn dây nam châm 1NC, để chuyển đổi van thuỷ lực, làm giảm tốc độ ăn dao ụ đá Như giai đọan mài tinh bắt đầu Khi kích thước chi tiết đạt yêu cầu, cơng tắc hành trình 3KT tác động, đóng mạch cuộn dây rơle 2RTr Tiếp điểm rơle đóng điện cho cuộn dây nam châm 2NC để chuyển đổi van thuỷ lực, đưa nhanh ụ đá vị trí ban đầu Sau đó, cơng tắc 1KT phục hồi cắt điện công tắc tơ KC KB; động ĐC cắt điện hãm động nhờ công tắc tơ H Khi tốc độ động đủ nhỏ, tiếp điểm rơle tốc độ RKT mở ra, cắt điện cuộn dây công tắc tơ H Tiếp điểm H cắt điện trở hãm khỏi phần ứng động 134 II.Trang bị điện cho cấu sản xuất: Trang bị điện dây chuyền sản xuất liên tục: * Giới thiệu sơ đồ: Mạch điện đảm bảo động cuối dây chuyền làm việc trước, sau động trước làm việc Khi dừng, động đầu dây chuyền dừng trước sau đến động cuối dây chuyền CD CC2 K2 CC1 K1 RN2 Đ2 RN1 Đ1 CC3 K3 Đ3 RN3 CT6 CC4 K4 RN4 Đ4 C CT1 K4 CT2 11 3RTZ CT3 15 5RTZ CT4 D 17 4RTZ 1RTZ 6RTZ 3RTr 3RTr CT5 12 16 2RTZ 2RTZ 1RTZ 1RTr 1RTr 3RTZ 4RTZ 4RTZ K3 10 13 14 2RTr 6RTZ K2 3RTr K4 K3 RN3 RN4 2RTr K2 RN2 5RTZ RN1 6RTZ K1 RTr 135 - Nếu động bị cố (ngừng hoạt động) động trước phải dừng - K1, K2, K3, K4: cơng tắc tơ đóng cắt điện cho động Đ1, Đ2, Đ3, Đ4 - 1RTZ, 3RTZ, 5RTZ rơle thời gian khống chế trình tự khởi động động - 2RTZ, 4RTZ, 6RTZ, 1RTr, 2RTr, 3RTr rơle thời gian rơle trung gian khống chế trình tự dừng động - 1CT ÷ 4CT cơng tắc thử nhấp động Đ4 ÷ Đ1 - 6CT, 5CT công tắc chọn chế độ làm việc thử máy - RN1 ÷ RN4 rơle nhiệt bảo vệ tải cho động Đ1 ÷ Đ4 * Nguyên lý hoạt động: Đóng cầu dao CD - Chế độ thử máy: Bật CT6, CT5 vị trí Thử máy động Đ4 ÷ Đ1 cơng tắc 1CT ÷ 4CT - Chế độ làm việc: Bật CT6, CT5 vị trí dưới, ấn C, 1TRZ K4 có điện, tiếp điểm K4 (1-2) đóng lại để trì, đồng thời tiếp điểm K4 mạch động lực đóng động Đ4 vào làm việc Sau thời gian chỉnh định 1RTZ, tiếp điểm 1RTZ(6-7) đóng lại cấp điện cho K3 tác động đóng động Đ3 vào làm việc, đồng thời tiếp điểm K3(2-8) đóng lại cấp điện cho 3RTZ Sau thời gian chỉnh định 3RTZ, tiếp điểm 3RTZ(11-12) đóng lại cấp điện cho K2 tác động đóng động Đ2 vào làm việc, đồng thời tiếp điểm K2(213) đóng lại cấp điện cho 5RTZ Sau thời gian chỉnh định 5RTZ, tiếp điểm 5RTZ(15-16) đóng lại cấp điện cho K1 tác động đóng động Đ1 vào làm việc Muốn ngừng hệ thống, ta ấn nút D, rơle 3RTr có điện tác động đống tiếp điểm 3RTr(2-17) tự trì, đóng tiếp điểm 3RTr(2-14) cấp điện cho 6RTZ, mở tiếp điểm 3RTr(2-15) cắt điện K1, động Đ1 cắt khỏi lưới dừng 136 Sau thời gian chỉnh định 6RTZ, tiếp điểm 6RTZ(2-11) mở cắt điện công tắc tơ K2, 5RTZ, động Đ2 cắt khỏi nguồn dừng Đồng thời tiếp điểm 6RTZ(2-10) đóng lại cấp điện cho 2RTr tác động đóng tiếp điểm 2RTr(2-9) cấp điện cho 4RTZ Sau thời gian chỉnh định 4RTZ, tiếp điểm 4RTZ(2-6) mở cắt điện công tắc tơ K3, 3RTZ, động Đ3 cắt khỏi nguồn dừng Đồng thời tiếp điểm 4RTZ(2-5) đóng lại cấp điện cho 1RTr tác động đóng tiếp điểm 1RTr(2-4) cấp điện cho 2RTZ Sau thời gian chỉnh định 2RTZ, tiếp điểm 2RTZ(2-3) mở cắt điện công tắc tơ K4, động Đ2 cắt khỏi nguồn dừng Đồng thời tiếp điểm K4(1-2) mở ra, rơle 1RTZ, 2RTZ, 4RTZ, 6RTZ, 1RTr, 2RTr, 3RTr điện Hệ thống ngừng hoạt động Trang bị điện lò điện: Sơ đồ pha khống chế dịch cực lò HQ dùng hệ MĐKĐ-Đ Máy điện khuếch đại MĐKĐ cấp điện cho động Đ để dịch cực có cuộn kích từ: - Cuộn điều chỉnh CĐC1 để khống chế tự động - Cuộn CĐC2 để khống chế tay - Cuộn phản hồi âm áp CFA Cuộn có s.t.đ ngược chiều với cuộn 7R 3CL 8R 4CL 1CL 1R CFA RA 10R 1CD Đ MĐKĐ RD 5R 9R 3R RTh TĐ RĐ F1 KTĐ CĐC1 4R TĐ RA RTh N 2K 2CD 1K 10 H F2 CĐC2 + 2R - 6R 2CL 11 12 H N 137 Ở chế độ tự động TĐ, tiếp điểm 5-6 7-8 kín Mở 1CD đóng 2CD.điện áp chỉnh lưu 1CL tỉ lệ với dòng điện HQ rơi điện trở 5R điện áp chỉnh lưu 2CL tỉ lệ với điện áp HQ rơi điện trở 4R cuộn dây điều chỉnh CĐC1 MĐKĐ nối với hiệu số điện áp lấy phần 5R 4R, nghĩa thực quy luật điều chỉnh (7-3) chưa có HQ, dòng điện áp lớn s.t.đ cuộn CĐC1 có chiều để MĐKĐ phát điện áp cho động Đ hạ điện cực xuống chậm Lúc rơle dòng RD chưa tác động nên 3R tham gia vào mạch CĐC1 s.t.đ CĐC1 nhỏ Mặt khác sơ đồ vẽ, hạ cực động cấp điện với cực tính (+) nên điot 3CL nối tắt 7R làm tăng dòng cuộn phản hồi âm áp CFA, hạn chế bớt s.t.đ CĐC1 (cỡ 50%) Do điện cực hạ xuống chậm Khi điện cực chạm kim loại, dòng lớn điện áp khơng (ngắn mạch làm việc) Rơle dịng RD tác động, nối tắt 3R mạch cuộn CĐC1 s.t.đ cuộn đổi chiềuva2 có giá trị lớn, MĐKĐ phát điện áp cấp cho động Đ kéo điện cực lên nhanh (cực tính (-) điện áp cấp trên) Mặt khác, lúc điot 4CL thông mạch rơle ápRA với điện áp lớn MĐKĐ nên rơle thời gian Rth điện, sau thời gian trì, tiếp điểm thường mở mở chậm Rth đưa điện trở 9R vào mạch kích từ KTĐ động Đ để giảm từ thông tốc độ động nâng cực tăng lên Cũng lúc này, cực tính điện áp (-) nên 3CL không thông mạch điện trở 7R tham gia vảo mạch cuộn phản hồi CFA, làm giảm dòng qua CFA, hạn chế s.t.đ cuộn CĐC1 giảm bớt (còn hạn chế cỡ 30%) Do điện áp phát MĐKĐ tăng lên Điện cực rời khỏi kim loại HQ mời trình điện cực lên, dòng Ihq giảm áp Uhq tăng Hiệu điện áp lấy1 4R, 5R giảm dần s.t.đ cuộn CĐC1 giảm, điện áp MĐKĐ phát giảm động nâng cực lên chậm dần Khi điện áp phát MĐKĐ ngưỡng nhã rơle áp RA điện trở 9R tách khỏi mạch kích từ D, tốc độ động chậm cân bằng, điện áp tỉ lệ với dòng HQ, rơi 5R điện áp tỉ lệ với áp HQ, rơi 4R s.t.đ CĐC1 0, điện áp MĐKĐ 0, động Đ dừng quay HQ chạy ổn định Nếu mắt ổn định, hiệu số điện áp có cuộn CĐC1 có s.t.đ làm MĐKĐ phát điện áp chạy động Đ để dịch cực Chiều tốc độ dịch cực phụ 138 thuộc chiều độ lớn s.t.đ cuộn CĐC1 dòng Ihq tăng (chiều dài cung lửa giảm) động nâng điện cực lên Nếu dịng Ihq giảm ngược lại Khi đứt HQ (Ihq = ), trình diễn biến lúc mồi HQ Ở chế độ khống chế tay, cầu dao 1CD đóng 2CD mở Tay gạt vị trí nâng N hay hạ H tùy yêu cầu nâng hay hạ điện cực Tác dụng cuộn CĐC2 lúc giống CĐC1 chế độ tự động Trang bị điện cầu trục dùng hệ F-Đ: Đối với cầu trục có trọng tải lớn, chế độ làm việc nặng nề, yêu cầu điều chỉnh tốc độ cao hơn, đáp ứng yêu cầu ngặt nghèo công nghệ đặt ra, dùng hệ truyền động với động KĐB điều khiển khống chế động lực khơng đáp ứng thỗ mãn yêu cầu truyền động điều chỉnh tốc độ Trong trường hợp này, thường dùng hệ truyền động F-Đ, T-Đ hệ truyền động với động KĐB cấp nguồn từ biến tần Hình 8- 19 biểu diễn hệ truyền động cấu nâng hạ dùng hệ F-Đ Đây hệ truyền động F-Đ có máy điện khuếch đại trung gian (MĐKĐ), chức tổng hợp khuếch đại tín hiệu điều khiển Hệ truyền động sử dụng phổ biến cho cầu trục xí nghiệp luyện kim, nhà máy lắp ráp sữa chữa Động truyền động cấu nâng – hạ Đ cấp từ nguồn máy phát F Kích từ cho máy phát F cuộn CKTF cấp từ máy điện khuếch đại từ trường ngang MĐKĐ Máy MĐKĐ có cuộn kích từ: - Cuộn chủ đạo CCĐ (9) cấp từ nguồn bên qua cầu tiếp điểm N,H (8) N,H(10) nhằm đảo chiều dòng chủ đảo nghĩa định chiều quay (nâng hạ) cho động cơ, với điện trở hạn chế R6 - Cuộn phản hồi âm điện áp CFA(6) đấu song song với phần ứng động cơ, gồm chức năng: • Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi sức từ động sinh cuộn CFA biến trở R4(6) trường hợp làm việc tốc độ thấp, tiếp điểm công tắc tơ gia tốc G(5) kín, sức từ động sinh cuộn CFA lớn làm giảm sức điện động tổng máy điện khuếch đại, kết điện áp máy phát F giảm dần đến tốc độ động giảm • Khi dừng máy, cuộn CFA (6) nối vào phần ứng động qua hai tiếp điểm thường kín N, H (7) điện trở hạn chế R5(7) Do chiều cuộn 139 CFA ngược chiều với dòng cuộn CCĐ, giúp dừng nhanh động truyền động - Cuộn phản hồi âm dịng có ngắt CFD (2) hạn chế dịng mở máy đảo chiều Khi động chưa bị tải Iư < Ing, dịng ngắt Ing = (2,25 ÷ 2,5)Iđm, điện áp rơi điện trở shun nhỏ điện áp so sánh URsh < Uss Trong đó: URsh = Iư.Rsh (tỉ lệ với dòng điện phần ứng); Uss đặt R2 R3 Khi van 1V 2V khố, dịng qua cuộn dây CFĐ(2) bé (qua R1) Ngược lại, dòng điện động lớn giá trị Ing làm cho van 1V 2V thơng (tuỳ theo cực tính dịng điện) sinh dòng CFA lớn làm giảm sức từ động máy điện khuếch đại hạn chế momen động Để nâng cao chất lượng hệ truyền động có cuộn ổn định CƠĐ Thực chất cuộn phản hồi mềm điện áp máy điện khuếch đại Cuộn dây sơ cấp biến áp vi phân BA nối với đầu MĐKĐ, cuộn thứ cấp nối với cuộn dây CÔĐ Nguyên lý hoạt động sau: Khi điện áp phát MĐKĐ ổn định, dòng cuộn CƠĐ khơng; điện áp phát máy điện khuếch đại thay đổi, cuộn thứ cấp biến áp xuất sức điện động cảm ứng, làm cho dịng cuộn CƠĐ khác 0, chiều dịng cuộn CƠĐ chiều với dịng cuộn CCĐ điện áp phát giảm ngược chiều với cuộn CCĐ điện áp phát tăng, tác dụng dòng chạy cuộn CCĐ làm cho điện áp phát MĐKĐ ổn định Điều khiển hệ truyền động khống chế huy kiểu cam KC, có hai vị trí nâng hạ hàng Đầu tiên khống chế KC đặt vào giữa, đủ điện áp cấp RĐA (13) tác động đóng RĐA(14) để trì RĐA(14,15) đóng cấp điện cho dòng 15 đến 22 Quay khống chế KC sang phải, N(15) có điện, hàng nâng lên với tốc độ thấp vị trí 1, tốc độ cao vị trí lúc có thêm G(17) có điện làm tiếp điểm G(5) mở để giảm phản hồi âm áp 140 Tương tự muốn hạ hàng, quay khống chế KC sang trái, H(16) có điện, hạ chậm KC vị trí 1, hạ nhanh vị trí Khi khởi động, cần phải tăng mômen (để dễ đưa hàng khỏi vị trí ban đầu), ta tăng dịng kích từ động cách nối tắt điện trở R7(12) nối tiếp với cuộn CKĐ trì thời gian rơle thời gian RTh1 RTh2 tuỳ chế độ nâng hạ 141 Trong sơ đồ điều khiển có khâu bảo vệ sau: -Bảo vệ dòng rơle dòng điện cực đại RDC -Bảo vệ điện áp bằng rơle điện áp cao KĐA -Bảo vệ điện áp “không” rơle điện áp RĐA -Bảo vệ từ thơng rơle dịng điện RTT Trang bị điện thang máy: a Đặc điểm công nghệ: Thang máy (máy nâng) thiết bị vận tải dùng để chở hàng người theo phương thẳng đứng Những loại thang máy đại có kết cấu khí phức tạp, hệ truyền động, hệ thống khống chế phức tạp - nhằm nâng cao suất, vận hành tin cậy, an toàn Tất thiết bị điện lắp đặt buồng thang buồng máy Buồng máy thường bố trí tầng giếng thang máy Một yêu cầu hệ truyền động thang máy phải đảm bảo cho buồng thang chuyển động êm Buồng thang chuyển động êm hay không, phụ thuộc vào gia tốc mở máy hãm máy Các tham số đặc trưng cho chế độ làm việc thang máy là: tốc độ di chuyển v(m/s), gia tốc a(m/s2) độ giật ρ(m/s3) Tốc độ di chuyển buồng thang định suất thang máy, có ý nghĩa quan trọng, nhà cao tầng Trong truyền động thang máy người ta sử dụng đối trọng nối với buồng thang sợi cáp, mục đích để động ln làm việc chế độ động giảm lực căng cáp, tăng độ an tồn Buồng thang có trang bị phanh bảo hiểm, mục đích để giữ buồng thang chỗ đứt cáp, điện tốc độ di chuyển vượt q (20÷40)% tốc độ định mức Ngồi số thang máy trang bị phận phanh hãm làm việc theo nguyên tắc: động Đ kéo buồng thang chưa có điện phanh hãm kẹp chặt trục động Khi động Đ có điện phanh hãm giải phóng trục động buồng thang di chuyển Bố trí nút ấn thang máy: Ở cửa tầng có nút ấn gọi tầng, bên buồng thang có nút ấn đến tầng b Hệ thống tự động khống chế thang máy tốc độ trung bình: Hệ thống truyền động điện dùng cho thang máy tốc độ trung bình thường 142 hệ truyền động xoay chiều với động không đồng cấp tốc độ Hệ đảm bảo dừng xác cao, thực cách chuyển tốc độ động xuống thấp (Vo) trước buồng thang đến sàn tầng Cầu dao CD áptơmát Ap: Đóng nguồn cung cấp cho hệ truyền động Đ: Động quay buồng thang Khi tiếp điểm công tắc tơ: N + C : Buồng thang nâng lên với tốc độ cao N + T : Buồng thang nâng lên với tốc độ thấp H + C : Buồng thang hạ với tốc độ cao H + T : Buồng thang hạ với tốc độ thấp NCH: Nam châm phanh hãm điện từ Khi cơng tắc tơ N H có điện làm cho NCH , phanh hãm giải phóng trục cho động Đ kéo buồng thang di chuyển Các đèn Đ1 ÷ Đ5 đèn cửa tầng Đ6 đèn chiếu sáng buồng thang 1CT ÷ 5CT cơng tắc cửa tầng Các cơng tắc chuyển đổi tầng 1CĐT ÷ 5CĐT có vị trí, cảm biến dừng buồng thang xác định vị trí thực buồng thang so với tầng Khi buồng thang tầng cơng tắc CĐT tương ứng mà buồng thang qua gạt bên trái Khi buồng thang tâng cơng tắc CĐT tương ứng mà buồng thang qua gạt bên phải Điều khiển hoạt động thang máy thực từ hai vị trí: Tại cửa tầng nút ấn gọi tầng 1GT÷5GT buồng thang nút bấm đến tầng 1ĐT÷5ĐT Để dừng buồng thang sàn tầng, sơ đồ dùng hãm cuối HC đặt buồng thang HC bị ấn hở chốt khí đặt sàn tầng cuộn dây NC (17) hút tiếp điểm HC(14) Hãm cuối 1HC(1) 2HC(1) liên động với sàn buồng thang Nếu buồng thang có người, tiếp điểm chúng mở 1HC nối song song với công tắc cửa buồng thang CBT, nên dù 1HC mở mạch nối liền qua CBT Khi có người vào buồng thang 2HC (1), làm cho cuộn dây rơle trung gian RTr (1), tiếp điểm thường kín RTr làm đèn Đ1÷Đ6 sáng lên báo hiệu buồng thang làm việc chiếu sáng buồng thang 2HC (1) 143 làm nút ấn gọi tầng 1GT÷5GT tác dụng 2PK÷5PK: Các chốt then cài cửa tầng 1PK: Được đóng nam châm (cuộn dây) 1NC(16) FBH: Cơng tắc hành trình liên động với phanh hãm điện từ * Điều kiện làm việc: Thang máy phép làm việc có đủ điều kiện liên động: + 1D kín, 2D kín, 3D kín, CT kín, FBH kín + 1CT ÷ 5CT kín (các cửa tầng đóng) + Cửa buồng thang đóng: CBT kín * Nguyên lý hoạt động a) Buồng thang tầng số 1, có khách tầng muốn lên tầng 5: Khách vào buồng thang, điều kiện làm việc đủ: tiếp điểm 2HC (1) làm cuộn dây RTr (1) -> tiếp điểm thường kín RTr -> đèn Đ1÷Đ6 sáng lên, nút gọi tầng tác dụng Khách ấn vào nút đến tầng 5ĐT buồng thang -> có xung 5ĐT(2) -> cuộn dâyRT (2) -> tiếp điểm RT (3) -> cuộn dây C (12) -> tiếp điểm C (15) -> cuộn dây NC (17) hút tiếp điểm HC(14) (đặt buồng thang) hở tiếp điểm HC(14) không bị gạt chốt khí sàn tầng 1,2,3,4 Đồng thời tiếp điểm C (15) làm cho cuộn dây NC1 (16) -> hút tiếp điểm khí 1PK (12) -> cuộn dây N (13) (do tiếp điểm RT (20) + tiếp điểm 5CĐT nằm bên trái) Kết ta có cơng tắc tơ N + C : Động quay đưa buồng thang lên với tốc độ cao Khi khách thả nút ấn 5ĐT(2) ra, cuộn dây công tắc tơ nâng N(13) trì tiếp điểm T (13) + N (13) Buồng thang di chuyển nhanh qua tầng 1,2,3,4 làm công tắc chuyển đổi tầng 1CĐT, 2CĐT, 3CĐT, 4CĐT bị gạt bên phải Khi buồng thang chạy đến gần sàn tầng số 5, gạt 5CĐT vào giữa, làm cho cuộn dây C (12) cuộn dây RT (2) -> tiếp điểm C (15) -> cuộn dây NC (17) -> tiếp điểm khí HC (14): phục hồi tiếp điểm có khí HC để chuẩn bị cho HC gạt vào chốt khí sàn tầng Đồng thời lúc tiếp điểm thường kín C (18) -> cuộn dây cơng tắc tơ T (18) Kết công tắc tơ sau có điện: N + T, buồng thang nâng lên với tốc độ thấp 144 Mạch trì lúc HC (14) + N (13) Khi động chạy đến ngang sàn tầng 5, chốt khí sàn tầng gạt vào HC(14) làm HC (14) làm mạch trì bị mất, cuộn dây N (13) -> tiếp điểm N (17) -> cuộn dây công tắc tơ T (18) Cả công tắc tơ N T điện làm động Đ điện phanh hãm kẹp chặt trục động Đ làm động Đ dừng lại b) Buồng thang tầng số 5, có khách tầng muốn dùng 145 thang máy Khách bấm nút gọi tầng 2GT, lúc nút gọi tầng có hiệu thang máy khơng có người, tiếp điểm 2HC (1) Khi ấn 2GT(9) cuộn dây RT (8) -> tiếp điểmRT (9) -> cuộn dây C (12) ->tiếp điểm C (15) -> cuộn dây NC (17) hút tiếp điểm khí HC(14) (đặt buồng thang) hở để khơng gạt vào chốt khí sàn tầng 5,4,3 Đồng thời tiếp điểm C (15) làm cuộn dây NC1 (16) làm hút tiếp điểm1PK (12), cuộn dây cơng tăc tơ H (14) Kết H + C : Buồng thang hạ với tốc độ cao Khi hành khách thả nút ấn 2GT mạch trì tiếp điểm H (14) + T (13) Buồng thang hạ nhanh qua tầng 5,4,3 làm gạt công tắc chuyển đổi tầng 5CĐT, 4CĐT, 3CĐT bên trái Khi buồng thang gần đến sàn tầng số từ phía làm gạt công tắc 2CĐT vào giữa, làm cho cuộn dây C (12) + RT (8), tiếp điểm C (15) -> cuộn dây nam châm NC (17) làm cho tiếp điểm HC(14) phục hồi để chuẩn bị gạt vào chốt khí tầng Đồng thời tiếp điểm thường kín C (18) làm cho cuộn dây T (18) Kết công tắc tơ H + T : buồng thang hạ với tốc độ thấp Mạch trì lúc tiếp điểm HC (14) + H (14) Khi buồng thang hạ đến sàn tầng số 2, chốt khí sàn tầng ấn vào HC(14) làm HC (14), làm hở mạch trì, cơng tắc tơ H T điện làm động Đ bị cắt điện, nam châm điện kẹp chặt trục động làm buồng thang dừng lại Khách vào buồng thang, chọn đến tầng trình diễn tương tự trường hợp từ tầng đến tầng phân tích 146 Trang bị điện trạm bơm dùng cảm biến điện cực: CD1 CC1 C K § RU RU K RN RTG CD2 RN CC2 380/36V § RTG RTG MT MD Phân tích ngun lý hoạt động sơ đồ Chế độ vận hàng tay: + Đóng CD + Ấn nút Đ  rơ le điện áp kiểm tra điện áp nguồn  chuẩn bị cho động hoạt động + Nếu đủ điện áp cho phép  RU tác động  K tác động  động bơm hoạt động + Muốn ngừng bơm: Ấn nút C  RU 1K tác động  động bơm ngừng hoạt động - Chế độ vận hành tự động: + Giả sử mức nước bể chứa mức thấp: MD ; MT mở Muốn bơm nước: Ấn nút Đ  rơ le điện áp kiểm tra điện áp nguồn  chuẩn bị cho động hoạt động - Chế độ vận hành tự động: + Giả sử mức nước bể chứa mức thấp: MD ; MT mở Muốn bơm nước: Ấn nút Đ  rơ le điện áp kiểm tra điện áp nguồn  chuẩn bị cho động hoạt động 147 + Nếu đủ điện áp cho phép  RU tác động  K tác động  động bơm hoạt động  mức nước bể chứa tăng dần Khi mức nước tăng đến giới hạn trên: MD ; MT đóng  RTG tác động  K tác động  động bơm ngừng hoạt động  mức nước giảm dần Khi mức nước giảm tới giới hạn dưới: MD ; MT mở  RTG tác động  K tác động  động bơm hoạt động  mức nước giảm dần trình lặp lại + Muốn ngừng bơm: Ấn nút C  RU 1K tác động  động bơm ngừng hoạt động Phân tích hoạt động bảo vệ tải bảo vệ thấp điện áp sơ đồ: - Hoạt động bảo vệ tải: Khi động bị q tải dịng điện vào động Đ tăng  rơ le nhiệt RN tác động  tiếp điểm thường kín RN mở  RU tác động  K tác động  Động bơm ngừng hoạt động Hoạt động bảo vệ thấp điện áp: + Khi mở máy động cơ: ấn nút Đ  cuộn RU có điện, điện áp lưới giảm thấp  rơ le điện áp không tác động  thả tay khỏi nút ấn  RU K không tác động  động bơm không hoạt động + Khi động hoạt động: điện áp lưới giảm thấp  rơ le RU tác động  khởi động từ K tác động  động bơm ngừng hoạt động Từ sơ đồ mạch điện điều khiển ta thấy: điện áp đặt cuộn dây RU điện áp dây: 380V, Điện áp chỉnh định: Ucd RU = 80% x 380 = 304 V Câu hỏi ôn tập: Câu 1: Hãy vẽ sơ đồ trình bày nguyên lý làm việc máy tiện T616? Câu 2: Hãy vẽ sơ đồ trình bày nguyên lý làm việc máy khoan cần 2A125? Câu 3: Hãy vẽ sơ đồ trình bày nguyên lý làm việc dây chuyền sản xuất liên tục? Câu 4: Hãy vẽ sơ đồ trình bày nguyên lý làm việc trạm bơm dùng cảm biến điện cực? 148 ... Trang điện máy công nghiệp 116 I Trang bị điện cho máy cắt gọt kim loại 116 II Trang bị điện cho cấu sản xuất 134 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên môn học: LÝ THUYẾT TRANG BỊ ĐIỆN Mã mơn học: MH24 Vị trí,... hoạt động bị tải lưỡng kim rơ le nhiệt OL tác động làm mở tiếp điểm thường đóng mạch điều khiển làm cuộn dây K bị điện, động bị ngắt điện Độ bề điện bền tiếp điểm: a Độ bền chịu mòn điện: Độ mòn... dòng điện: Đây nguyên nhân nguy hiểm thật may CB chống giật bạn hoạt động hiệu Các thiết bị điện đường dây dẫn điện bạn trình sử dụng bị chập điện cầu dao tự động nhảy Bạn nên kiểm tra thiết bị điện