Giáo trình Truyền động 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/MƠ ĐUN: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN NGÀNH/ NGHỀ : ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ : Cao đẳng Trung cấp (Ban hành theo Quyết định số:630/QĐ-CĐN, ngày tháng 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 MỞ ĐẦU Truyền động điện môn học sở kỹ thuật chun ngành điện cơng nghiệp, tự động hóa, điện, Nhằm cung cấp cho người học kiến thức phương pháp điều khiển tốc độ hệ truyền động điện, tính chọn động điện cho hệ truyền động, phân tích cấu tạo, nguyên lý số thiết bị điển hình như: soft stater, inverter, biến đổi, lựa chọn biến đổi phù hợp với yêu cầu hệ truyền động Với mục tiêu trên, nội dung môn học chia thành sau: - Bài 1: Cơ học truyền động điện - Bài 2: Các đặc tính trạng thái làm việc động điện - Bài 3: Truyền động điện dùng động chiều kích từ độc lập song song - Bài 4: Truyền động điện dùng động chiều kích từ nối tiếp - Bài 5: Truyền động điện dùng động không đồng - Bài 6: Chọn công suất động cho hệ truyền động điện Các học xếp theo trình tự phù hợp với nhận thức phát triển nhận thức người học nghề Tuy nhiên để đạt hiệu cao đọc giáo trình này, người học cần nắm vững kiến thức môn học sở khác, đặc biệt môn như: máy điện, mạch điện, điện tử công suất, trang bị điện Giáo trình cung cấp kiến thức làm sở để phát triển nhận thức người học Tuy nhiên giảng cần tăng cường liên hệ, so sánh với cấu sản xuất, hệ thống truyền động công nghiệp để người học có nhìn tổng thể Trong q trình biên soạn, cố gắng tham khảo nhiều tài liệu giáo trình khác tác giả khơng khỏi tránh thiếu sót hạn chế Tác giả chân thành mong đợi nhận xét, đánh giá góp ý để giáo trình ngày hoàn thiện An Giang, ngày 15 tháng 05 năm 2021 Tác giả biên soạn Lý Đa Tạo MỤC LỤC Đề mục LỜI MỞ ĐẦU MỤC LỤC CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Trang BÀI 1: CƠ HỌC TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN BÀI 2: CÁC ĐẶC TÍNH VÀ TRẠNG THÁI LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 16 BÀI 3: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN DÙNG ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP HOẶC SONG SONG 29 BÀI 4: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN DÙNG ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH TỪ NỐI TIẾP BÀI 5: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN DÙNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 40 43 BÀI 6: CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ CHO HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 50 CHƯƠNG TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Mã môn học: MH 19 Thời gian thực môn học: 60 (Lý thuyết: 45 giờ, thực hành, thí nghiệm, thảo luận: giờ, tập: 12 giờ, kiểm tra: giờ) I VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MƠN HỌC Vị trí: Mơn học học sau môn học, mô đun: mạch điện, trang bị điện, máy điện Tính chất: mơn học cung cấp kiến thức hệ thống truyền động điện, đọc hiểu xây dựng sơ đồ tự động dùng rờ le, contactor, hệ thống truyền động điện II MỤC TIÊU CỦA MÔN HỌC Về kiến thức: - Nhận dạng tổ hợp thiết bị điện hệ truyền động điện - Trình bày nguyên tắc biện pháp điều khiển tốc độ hệ truyền động điện - Tính chọn động điện cho hệ truyền động khơng điều chỉnh - Phân tích cấu tạo, nguyên lý số thiết bị điển hình như: soft stater, inverter, biến đổi Về kỹ năng: - Kết nối mạch điều khiển tốc độ loại động điện chiều xoay chiều - Kết nối mạch điều khiển, vận hành hệ thống truyền động điện - Tính tốn thông số kỹ thuật chọn lựa động điện điểu khiển Về lực tự chủ trách nhiệm: - Ứng dụng vận hành, sửa chữa hệ thống truyền động điện thực tế công việc III NỘI DUNG MÔN HỌC Nội dung tổng quát phân bố thời gian: TT Tên chương, mục Tổng số Bài 1: Cơ học truyển động điện Bài 2: Các đặc tính trạng thái làm việc động điện Bài 3: Truyền động điện dùng động chiều kích từ độc lập/song song Kiểm tra định kỳ lần Bài 4: Truyển động điện dùng động chiều kích từ nối tiếp Bài 5: Truyền động điện dùng động không đồng Kiểm tra định kỳ lần Bài 6: Chọn công suất động cho hệ truyển động điện Kiểm tra định kỳ lần Thời gian (giờ) Thực hành, thí Lý nghiệm, thuyết thảo luận, tập Kiểm tra 12 8 12 16 11 1 1 Cộng 60 45 12 Nội dung chi tiết: Bài 1: Cơ học truyền động điện Thời gian: A Mục tiêu: - Nhận dạng khâu khí hệ truyền động điện - Tính tốn qui đổi mơ men cản, lực cản, mơ men qn tính trục động - Xây dựng phương trình chuyển động hệ truyền động điện - Phân biệt trạng thái làm việc hệ truyền động điện B Nội dung: I Phụ tải phần truyền động điện II Các khâu khí truyền động điện, tính tốn qui đổi khâu khí truyền động điện III Đặc tính máy sản xuất, động IV Các trạng thái làm việc xác lập hệ truyền động điện Bài 2: Các đặc tính trạng thái làm việc động điện Thời gian: A Mục tiêu: - Thành lập phương trình vẽ dạng đặc tính cơ, điện động điện chiều (DC), động điện không đồng bộ, động điện đồng - Lập bảng so sánh trạng thái làm việc, phạm vi ứng dụng có động dùng truyền động điện B Nội dung: I Đặc tính động điện DC, trạng thái khởi động hãm II Đặc tính động điện khơng đồng bộ, trạng thái khởi động hãm III Đặc tính động điện đồng bộ, trạng thái khởi động hãm Bài 3: Truyền động điện dùng động chiều kích từ độc lập/song song Thời gian: 12 A Mục tiêu: - Dựa vào phương trình đặc tính cơ, xây dựng phương pháp điều chỉnh tốc độ động chiều kích từ độc lập/song song - Kết nối mạch điều khiển cho ứng dụng thực tế B Nội dung: I Điều chỉnh tốc độ động cách thay đổi điện áp phần ứng II Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi từ thông III Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện trở mạch phần ứng IV Kết nối ứng dụng điều khiển tốc độ động chiều kích từ độc lập/song song Kiểm tra định kỳ lần Thời gian: Bài 4: Truyền động điện dùng động chiều kích từ nối tiếp Thời gian: A Mục tiêu: - Dựa vào phương trình đặc tính cơ, xây dựng phương pháp điều chỉnh tốc độ động chiều kích từ nối tiếp - Kết nối mạch điều khiển cho ứng dụng thực tế B Nội dung: I Điều chỉnh tốc độ động cách thay đổi điện áp phần ứng II Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện trở mạch phần ứng III Kết nối ứng dụng điều khiển tốc độ động chiều kích từ nối tiếp Bài 5: Truyền động điện dùng động không đồng Thời gian: 12 A Mục tiêu: - Dựa vào phương trình đặc tính cơ, xây dựng phương pháp điều chỉnh tốc độ động không đồng - Kết nối mạch điều khiển cho ứng dụng thực tế B Nội dung: I Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện áp stator II Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện trở phụ mạch rotor III Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi số đôi cực p IV Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi tần số V Kết nối ứng dụng điều khiển tốc độ động không đồng Kiểm tra định kỳ lần Thời gian: Bài 6: Chọn công suất động cho hệ truyền động điện Thời gian: 16 A Mục tiêu: - Chọn công suất động cho truyền động không điều chỉnh tốc độ - Chọn gần công suất động cho truyền động có đIều chỉnh tốc độ - Kiểm nghiệm công suất động sau chọn cho phù hợp với máy sản xuất theo nguyên lý phát nhiệt máy điện - Kết nối ứng dụng dùng soft starter mạch bảo vệ động B Nội dung: I Phương pháp chọn động truyền động cho tải theo nguyên lý phát nhiệt II Chọn công suất động cho truyền động không điều chỉnh tốc độ III Chọn công suất động cho truyền động có điều chỉnh tốc độ IV Kiểm nghiệm công suất động V Khởi động dừng mềm dùng soft starter VI Các mạch bảo vệ (bảo vệ pha, bảo vệ đảo thứ tự pha, bảo vệ áp, bảo vệ thấp áp, bảo vệ nhiệt) Kiểm tra định kỳ lần Thời gian: IV ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN MƠN HỌC Phịng học chun mơn hóa/nhà xưởng: Các điều kiện khác: - PC, máy chiếu, Trang thiết bị, máy móc: - Các mơ hình mơ điều khiển hệ thống truyền động điện - Các động điện chiều, xoay chiều - Bộ khởi động mềm, biến tần, bảo vệ động cơ, Học liệu, dụng cụ, nguyên liệu: - Dụng cụ thực hành điện, dây điện, contactor, rờ le, nút nhấn, V NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ Nội dung: - Về kiến thức: + Các đặc tính động cơ, phương pháp điều khiển tốc độ truyền động điện + Các phương pháp ổn định tốc độ truyền động điện + Chọn công suất động phù hợp yêu cầu tải + Các đặc tính kỹ thuật biến tần, khởi động mềm - Về kỹ năng: + Lắp đặt vận hành mạch khởi động, điều chỉnh tốc độ, mạch hãm động điện + Tính chọn cơng suất động phù hợp với phụ tải + Nhận dạng thiết bị điều khiển truyền động + Xử lý lỗi điều khiển truyền động + Kết nối dây điều khiển loại động khác mơ hình thí nghiệm - Về lực tự chủ trách nhiệm: + Rèn luyện tính cẩn thận, xác, chủ động công việc Phương pháp: Áp dụng hình thức kiểm tra tự luận Các nội dụng trọng tâm cần kiểm tra là: - Xây dựng phương trình đặc tính loại động - Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động điện - Tính chọn cơng suất động phù hợp với phụ tải - Kết nối điều khiển hệ thống mơ hình thí nghiệm VI HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN MƠN HỌC Phạm vi áp dụng môn hoc: - Chương trình mơn học sử dụng để giảng dạy cho trình độ Cao đẳng Hướng dẫn phương pháp giảng dạy, học tập môn học: - Trước giảng dạy, giáo viên cần vào nội dung học để chuẩn bị đầy đủ điều kiện cần thiết nhằm đảm bảo chất lượng giảng dạy - Nên áp dụng phương pháp đàm thoại để Học viên ghi nhớ kỹ - Khi giải tập, làm thực hành Giáo viên hướng dẫn, thao tác mẫu sửa sai chỗ cho Học viên - Nên sử dụng mơ hình, học cụ mô để minh họa tập ứng dụng hệ truyền động điện, loại thiết bị điều khiển Những trọng tâm cần ý: - Các đặc tính làm việc, khởi động, hãm loại động - Các phương pháp điều chỉnh, ổn định tốc độ truyền động điện - Cấu tạo, nguyên lý, nhận dạng thiết bị điều khiển: biến tần, khởi động mềm, bảo vệ động - Sửa chữa số hư hỏng thường gặp Tài liệu tham khảo: - Truyền động điện, Bùi Quốc Khánh – Nguyễn Văn Liễn – Nguyễn Thị Hiền, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2013 - Cơ sở truyền động điện tự động, Bùi Đình Tiếu - Phạm Duy Nhi, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2008 - Cơ sở truyền động điện tự động, Nguyễn Xuân Phú - Nguyễn Công Hiền Nguyễn Bội Khê, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 1998 - Trang bị điện – điện tử, Vũ Quang Hồi – Nguyễn Văn Chất – Nguyễn Thị Liên Anh, NXB Giáo dục, Hà Nội 2011 - Phân tích tổng hợp hệ thống điều khiển tự động truyền động điện, Trịnh Đình Đề, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 1996 - Các sách báo tạp chí điện Ghi giải thích (nếu có) BÀI 1: CƠ HỌC TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Mục tiêu bài: - Nhận dạng khâu khí hệ truyền động điện - Tính tốn qui đổi mơ men cản, lực cản, mơ men qn tính trục động - Xây dựng phương trình chuyển động hệ truyền động điện - Phân biệt trạng thái làm việc hệ truyền động điện I Phụ tải phần truyền động điện Định nghĩa hệ thống truyền động điện Hệ truyền động điện tập hợp thiết bị như: thiết bị điện, thiết bị điện từ, thiết bị điện tử,… phục vụ cho việc biến đổi điện thành cung cấp cho cấu công tác máy sản xuất Phụ tải truyền động điện Phụ tải cấu công tác hệ truyền động điện Phụ tải hệ truyền động điện đa dạng Tính chất loại phụ tải khác tạo nên hệ truyền động điện khác Đặc trưng cho phụ tải hệ truyền động điện hình thành mơmen cản tác động lên trục động Mỗi cấu công tác khác tạo mơmen cản khác nhau, ví dụ như: mơmen cản năng, mômen cản phản kháng, a Lực cản mômen cản Lực cản mômen cản bao gồm thành phần chính: Fc  F1  F2  F3  F4 Trong đó: F1, M1 F2, M2 F3, M3 chất lỏng tạo F4, M4 biệt M c  M1  M  M  M thành phần hữu ích cơng tiêu thụ phận làm việc sinh thành phần ma sát khí thành phần ma sát dính phận làm việc chuyển động thành phần lực cản mômen cản sinh chuyển động đặc b Phân loại phụ tải truyền động điện + Mômen cản phụ thuộc vào chiều chuyển động - Mơmen phản kháng: loại mơmen mà chiều chống lại chiều chuyển động mômen ma sát trục máy sản xuất Qui ước chiều âm mômen trùng chiều dương tốc độ - Mô men cản năng: loại mômen cản tải trọng sinh máy - Các module thực hành: a) Module cấp nguồn pha b) Module biến tần 48 Đấu dây theo sơ đồ Bật nguồn nuôi cho mạch Tiến hành cài đặt thông số biến tần (xem hướng dẫn cài đặt)  Cho P0010=1 : cho phép thay đổi thông số biến tần  P0304: Điện áp định mức động  P0305: Dòng điện định mức động  P0307: Công suất định mức động  P0310: Tần số định mức động  P0311: Tốc độ định mức động  P0700=1: chọn lệnh điều khiển BOP  P0700=2: chọn lệnh điều khiển dùng cơng tắc ngồi  P1000=1: chọn lệnh điều khiển tăng giảm tần số BOP  P1000=2: chọn lệnh điều khiển tăng giảm tần số dùng biến trở  P1080: chọn tần số nhỏ động  P1082: chọn tần số lớn động  P1120: Thời gian tăng tốc  P1121: Thời gian giảm tốc Sau cài đặt xong thông số theo yêu cầu cho P0010=0 biến tần chuyển sang chế độ sẵn sàng hoạt động Cho hiển thị chế độ thông số tần số r00000 Nhấn nút hình BOP cho biến tần RUN (động quay) Muốn tăng giảm tốc độ nhấn nút Muốn đảo chiều động nhấn nút Muốn dừng nhấn nút hình BOP hình BOP hình BOP Nhận xét 49 BÀI 6: CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ CHO HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Mục tiêu bài: - Chọn công suất động cho truyền động không điều chỉnh tốc độ - Chọn gần công suất động cho truyền động có đIều chỉnh tốc độ - Kiểm nghiệm cơng suất động sau chọn cho phù hợp với máy sản xuất theo nguyên lý phát nhiệt máy điện - Kết nối ứng dụng dùng soft starter mạch bảo vệ động I Phương pháp chọn động truyền động cho tải theo nguyên lý phát nhiệt Mục đích việc tính tốn cơng suất động Nguồn động lực hệ thống truyền động điện động điện Các yêu cầu kỹ thuật, độ tin cậy trình làm việc tính kinh tế hệ thống truyền động điện phụ thuộc vào lựa chọn động điện phương pháp điều khiển động Chọn động điện cho hệ thống truyền động điện bao gồm nhiều tiêu chuẩn phải đáp ứng: - Động phải có đủ cơng suất kéo - Tốc độ phù hợp đáp ứng phạm vi điều chỉnh tốc độ với phương pháp điều chỉnh thích hợp - Thỏa mãn yêu cầu mở máy hãm điện - Phù hợp với nguồn điện sử dụng (loại dịng điện, cấp điện áp ) - Thích hợp với điều kiện làm việc (điều kiện thơng thống, nhiệt độ, độ ẩm, khí độc hại, bụi bặm, ngồi trời hay nhà, ) Việc chọn công suất động có ý nghĩa lớn hệ truyền động điện Nếu nâng cao công suất động chọn so với phụ tải động kéo dễ dàng giá thành đầu tư tăng cao, hiệu suất làm tụt hệ số công suất cos lưới điện động chạy non tải Ngược lại, chọn công suất động nhỏ công suất tải u cầu động khơng kéo tải hay kéo tải cách nặng nề, dẫn tới cuộn dây bị phát nóng mức, làm giảm tuổi thọ động làm động bị cháy hỏng nhanh chóng Việc tính cơng suất động cho hệ truyền động điện phải dựa vào phát nóng phần tử động cơ, đặc biệt cuộn dây Muốn vậy, tính cơng suất động phải dựa vào đặc tính phụ tải quy luật phân bố phụ tải theo thời gian Động chọn cơng suất làm việc bình thường tải mức cho phép, nhiệt độ động không tăng trị số giới hạn cho phép cp 50 Sự phát nóng làm nguội động điện Khi máy điện làm việc, phát sinh tổn thất ∆P tổn thất lượng t W   P.dt Tổn thất đốt nóng máy điện Đối với vật thể đồng nhất, ta có quan hệ: P.dt  C d  A. dt (6-1) Dùng phương pháp phân ly biến số, giải phương trình (6-1), với điều kiện đầu t = 0,  = bđ, ta nhận nghiệm: t    ôđ  ( bđ   ôđ )e T n (6-2) Trong đó:  nhiệt sai máy điện môi trường (0C) C nhiệt dung máy điện, nhiệt lượng cần thiết để nâng nhiệt độ máy điện lên 10C (J/độ) A hệ số tỏa nhiệt (W/độ) phụ thuộc vào tốc độ truyền nhiệt khơng khí làm mát máy điện (ở máy điện có quạt làm mát, hệ số A phụ thuộc vào tốc độ quay) bđ nhiệt sai ban đầu động ứng với t = ôđ nhiệt sai ổn định động ứng với t = ∞  ôđ  Tn P A (6-3) số thời gian phát nóng động Tn  C A (6-4) Giả sử ban đầu, nhiệt độ động nhiệt độ môi trường, suy bđ = Từ (62), ta có: t Tn    ôđ (1  e ) (6-5) Đây phương trình biểu diễn đường cong phát nóng động Khi động làm việc, ngắt động khỏi lưới điện động ngừng hoạt động nguội dần nhiệt độ môi trường, suy ôđ = Từ (6-2) ta có    bđ e t Tn (6-6) Đây phương trình biểu diễn đường cong làm nguội động 51 Hình 6.1: Đường cong phát nóng (a) làm nguội (b) động Động lớn, Tn lớn Ngoài ra, Tn phụ thuộc vào điều kiện làm mát động kiểu vỏ bảo vệ Đối với loại động tự quạt mát, Tn phụ thuộc vào tốc độ làm việc Sau giá trị số loại động cơ: - Động nhỏ, kiểu hở: Tn   20 phút - Động cơng suất trung bình, kiểu hở, quạt gió ngồi: Tn  20  40 phút - Động công suất lớn, kiểu hở, quạt gió ngồi: Tn  30  50 phút - Động kiểu kín, làm mát bề mặt: Tn  50  120 phút Các chế độ làm việc động Căn vào đặc tính phát nóng l m nguội máy điện, người ta chia chế độ làm việc truyền động thành loại: dài hạn, ngắn hạn ngắn hạn lặp lại a Chế độ dài hạn: phụ tải trì thời gian dài, nhiệt độ động đủ thời gian đạt tới trị số ổn định b Chế độ ngắn hạn: phụ tải trì thời gian ngắn, thời gian nghỉ dài, nhiệt độ động chưa kịp đạt tới giá trị ổn định nhiệt độ động giảm giá trị ban đầu c Chế độ ngắn hạn lặp lại: phụ tải làm việc có tính chất chu kỳ, thời gian làm việc thời gian nghỉ xen kẽ Nhiệt độ động chưa kịp tăng đến trị số ổn định giảm tải, nhiệt độ động suy giảm chưa kịp giá trị ban đầu lại tăng lên có tải 52 Hình 6.2: Đồ thị phụ tải đường cong nhiệt sai chế độ làm việc động a) dài hạn b) ngắn hạn c) ngắn hạn lặp lại II Chọn công suất động cho truyền động không điều chỉnh tốc độ Để chọn công suất động cơ, ta cần phải biết đồ thị phụ tải Mc(t) Pc(t) quy đổi trục động giá trị tốc độ yêu cầu Từ đồ thị phụ tải, chọn sơ công suất động cơ, tra sổ tay tham số động Từ tiến hành xây dựng đồ thị phụ tải xác Sau đó, tiến hành kiểm nghiệm động chọn Chọn động làm việc dài hạn Đối với phụ tải dài hạn có loại khơng đổi, có loại biến đổi a Phụ tải dài hạn khơng đổi Động cần chọn phải có công suất định mức Pđm ≥ Pc ωđm phù hợp với tốc độ yêu cầu Thông thường Pđm = (11,3)Pc Trong trường hợp việc kiểm nghiệm động đơn giản, không cần kiểm nghiệm tải mômen, cần phải kiểm nghiệm điều kiện khởi động phát nóng b Phụ tải dài hạn biến đổi Để chọn động phải xuất phát từ đồ thị phụ tải, tính giá trị trung bình mơmen công suất n M tb  M t i i i 0 n t i 0 (6-7) i n Ptb   Pt i0 n i i t i 0 (6-8) i Động chọn phải có: Mđm = (11,3)Mtb ho ặc Pđm = (11,3)Ptb Điều kiện kiểm nghiệm: kiểm nghiệm phát nóng, khởi động, q tải mơmen 53 Chọn động làm việc ngắn hạn Trong chế độ làm việc ngắn hạn sử dụng động dài hạn sử dụng động chuyên dùng cho chế độ làm việc ngắn hạn a Chọn động dài hạn làm việc với phụ tải ngắn hạn Trong trường hợp khơng có động chun dụng cho chế độ ngắn hạn, ta chọn động thông thường chạy dài hạn để làm việc chế độ ngắn hạn Nếu chọn động dài hạn theo phương pháp thơng thường có Pđm = (11,3)Pc làm việc ngắn hạn khoảng thời gian t lv nhiệt độ động tăng tới nhiệt độ  động nghỉ làm việc sau hạ nhiệt độ đến nhiệt độ mơi trường  mt Rõ ràng việc gây lãng phí không tận dụng hết khả chịu nhiệt (tới nhiệt độ ơđ) động Vì dùng động dài hạn để làm việc chế độ ngắn hạn, cần chọn công suất động nhỏ để động phải làm việc tải thời gian làm việc t lv , động tăng nhiệt độ nhanh Nhưng kết thúc thời gian làm việc, nhiệt độ động không nhiệt độ ôđ cho phép Như vậy, để chọn động dài hạn làm việc với phụ tải ngắn hạn, ta phải dựa vào công suất làm việc yêu cầu P lv giả thiết hệ số tải công suất x để chọn sơ công suất động dài hạn (Plv = x.Pđm hay Mlv = x.Mđm) Từ xác định thời gian làm việc cho phép động vừa chọn Việc tính chọn lập lại nhiều lần cho tlv tính tốn tlv u cầu b Chọn động ngắn hạn làm việc với phụ tải ngắn hạn Động ngắn hạn chế tạo có thời gian làm việc tiêu chuẩn là: 15, 30, 60, 90 phút Như ta phải chọn tlv = tchuẩn công suất động Pđm chọn ≥ Plv hay Mđm chọn ≥ Mlv Nếu tlv  tchuẩn sơ chọn động có tchuẩn Pđm gần với giá trị tlv Plv Sau xác định tổn thất động ∆Pđm ∆Plv Quy tắc chọn động là: Pđm  1 e 1 e t lv T  t ch T Plv (6-9) Đồng thời tiến hành kiểm nghiệm động theo điều kiện tải mômen mômen khởi động điều kiện phát nóng Chọn động làm việc ngắn hạn lặp lại Cũng tương tự trường hợp phụ tải ngắn hạn, ta chọn động dài hạn làm việc với phụ tải ngắn hạn lặp lại, chọn động chuyên dụng ngắn hạn lặp lại a Động ngắn hạn lặp lại Động ngắn hạn lặp lại, chế tạo chun dùng có độ bền khí cao, quán 54 tính nhỏ (để đảm bảo chế độ khởi động hãm thường xuyên) khả tải lớn (từ 2,53,5) Đồng thời chế tạo chuẩn với thời gian đóng điện ε% = 15%, 25%, 40% 60% Động chọn cần đảm bảo tham số: - Pđmchọn ≥ Plv - %đm chọn phù hợp với ε% làm việc Trong trường hợp lv% không phù hợp với %đm chọn cần hiệu chỉnh lại cơng suất định mức theo công thức: Pđmchon  Plv  lv %  %đmchon (6-10) Sau phải kiểm tra mơmen q tải, mơmen khởi động phát nóng b Động dài hạn làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại Trường hợp này, động chạy dài hạn chọn với công suất nhỏ để tận dụng khả chịu nhiệt Động chạy dài hạn coi có thời gian đóng điện tương đối 100% nên công suất động cần chọn là: Pđmchon  Plv  lv % (6-11) 100% Sau phải kiểm tra mơmen q tải, mơmen khởi động phát nóng III Tính chọn cơng suất động cho truyền động có điều chỉnh tốc độ Để tính chọn cơng suất động trường hợp cần phải biết yêu cầu sau: - Đặc tính phụ tải Pyc(), Myc() đồ thị phụ tải: Pc(t), Mc(t), (t) - Phạm vi điều chỉnh tốc độ: max min - Loại động (một chiều xoay chiều) dự định chọn - Phương pháp điều chỉnh biến đổi hệ thống truyền động cần phải định hướng xác định trước Hai yêu cầu nhằm xác định tham số P yc ma x M yc ma x Ví dụ phụ tải truyền động yêu cầu phạm vi điều chỉnh, P = số (const) Ta có cơng suất yêu cầu cực đại Pmax = Pđm = const, mômen yêu cầu cực đại lại phụ thuộc vào phạm vi điều chỉnh M max  Pđm min Đối với phụ tải truyền động yêu cầu phạm vi điều chỉnh M = const Ta có cơng suất u cầu cực đại Pmax  M đm max Hai yêu cầu loại động loại truyền động có ý nghĩa đặc biệt quan trọng Nó xác định kích thước cơng suất lắp đặt truyền động, hai yêu cầu cho biết hiệu suất truyền động đặc tính điều chỉnh Pđc(), Mđc() truyền động Thơng thường đặc tính thường phù hợp với đặc tính phụ tải yêu cầu Pyc(), Myc() 55 Tuy vậy, có trường hợp người ta thiết kế hệ truyền động điện có đặc tính điều chỉnh khơng phù hợp mục đích đơn giản cấu trúc điều chỉnh Ví dụ: Đối với tải P = const, sử dụng động chiều, phương pháp điều chỉnh thích hợp điều chỉnh từ thơng kích từ Nhưng ta dùng phương pháp điều chỉnh điện áp phần ứng tính chọn cơng suất động cần phải xét yêu cầu M max Như công suất động lúc khơng phải Pđm = Pyc mà là:  P1đm  M maxmax  max Pyc  D.Pyc (6-12) min Như công suất đặt lớn D lần so với Pyc Mặt khác việc tính chọn công suất động phụ thuộc vào phương pháp điều chỉnh tốc độ, ví dụ loại động động không đồng bộ, phương pháp điều chỉnh khác có đặc tính hiệu suất truyền động khác nhau, phương pháp điều chỉnh điện áp dùng Thyristor có hiệu suất thấp so với phương pháp điều chỉnh tần số dùng biến đổi Thyristor Vì tính chọn cơng suất động bắt buộc phải xét tới tổn thất công suất ∆P tiêu thụ công suất phản kháng Q suốt dải điều chỉnh Do vậy, việc tính chọn cơng suất động cho truyền động có điều chỉnh tốc độ cần gắn với hệ truyền động điện cho trước để có đầy đủ yêu cầu cho việc tính chọn IV Kiểm nghiệm cơng suất động Việc tính chọn công suất động phần coi giai đoạn chọn sơ ban đầu Để khẳng định chắn việc tính chọn chấp nhận ta cần kiểm nghiệm lại việc tính chọn u cầu kiểm nghiệm việc tính chọn cơng suất động gồm có: - Kiểm nghiệm phát nóng: P  Pcp - Kiểm nghiệm tải mômen: M.Mđm động > Mcmax - Kiểm nghiệm mômen khởi động: Mkđ động ≥ Mc mở máy Ta thấy việc kiểm nghiệm theo yêu cầu tải mômen mơmen khởi động thực dễ dàng Riêng yêu cầu kiểm nghiệm phát nóng khó khăn, khơng thể tính tốn phát nóng động cách xác (vì tính tốn phát nóng động toán phức tạp) V Thực hành kết nối ứng dụng dùng soft starter mạch bảo vệ động Thí nghiệm dùng soft starter - Sơ đồ khối: 56 - Các module thực hành a) Module cấp nguồn pha b) Module khởi động mềm, module nút nhấn 57 Đấu dây theo sơ đồ Bật CB nguồn pha Nhấn nút start (5-6) để khởi động động Nhấn nút stop (3-4) để dừng động Trong trình khởi động quan sát đồng hồ ampe kế đo dòng, quan sát động Vặn biến trở chỉnh thời gian khởi động, quan sát lại q trình hoạt động Nhận xét Thí nghiệm mạch bảo vệ động - Sơ đồ khối: - Các module thực hành: a) Module cấp nguồn pha b) Module relay nhiệt 58 c) Module relay bảo vệ điện áp Bài 1: Lắp mạch bảo vệ pha Lắp mạch theo sơ đồ Bật CB nguồn pha, bật công tắt nguồn (board cung cấp nguồn pha) Bật CB nguồn chuẩn pha Quan sát MU (rơle bảo vệ áp): khơng có đèn TRIP: rơle hoạt động bình thường Khởi động từ cấp nguồn: đóng lại cấp nguồn cho tải hoạt động Bây ta thí nghiệm pha sau: Tắt tất CB Rút dây nguồn W (mất pha W) khỏi Module bảo vệ áp Bật CB theo thứ tự Quan sát MU250: đèn TRIP nhấp nháy hình hiển thị số (đọc mục hướng đẫn cài đặt cho MU250) Và khởi động từ khơng đóng lại: tải chưa có nguồn Cấp lại nguồn W cho rơle bảo vệ áp: mạch hoạt động bình thường Ở tháo nguồn U, V rơle bảo vệ áp nguồn ni cho rơle: ta ngắt hiển nhiên MU250 điện, tải chắn ngắt Nhận xét 59 Bài 2: Lắp mạch bảo vệ đảo thứ tự pha Lắp mạch theo sơ đồ Bật CB nguồn pha, bật công tắt nguồn (board cung cấp nguồn pha) Bật CB nguồn chuẩn pha Quan sát MU (rơle bảo vệ áp): khơng có đèn TRIP: rơle hoạt động bình thường Khởi động từ cấp nguồn: đóng lại cấp nguồn cho tải hoạt động Bây ta thí nghiệm đảo thứ tự pha sau: tắt tất CB Đảo dây nguồn U, V với (đảo nguồn chuẩn AC) Bật CB theo thứ tự Quan sát MU250: đèn TRIP nhấp nháy hình hiển thị số (đọc mục hướng dẫn cài đặt cho MU250) Và khởi động từ khơng đóng lại: tải chưa có nguồn Cấp lại nguồn theo thứ tự ban đầu: mạch hoạt động bình thường Nhận xét Bài 3: Lắp mạch bảo vệ không đối xứng pha Lắp mạch theo sơ đồ Vặn biến trở module điện trở tải (variac) cho điện áp ngõ W khoảng 220VAC – công tắc chuyển mạch vị trí WN, đo trước cắm dây vào điểm W module cầu chì Bật CB nguồn pha, bật công tắt nguồn (board cung cấp nguồn pha) Bật CB nguồn chuẩn pha Quan sát MU (rơle bảo vệ áp): khơng có đèn TRIP: rơle hoạt động bình thường Khởi động từ cấp nguồn: đóng lại cấp nguồn cho tải hoạt động Bây ta thí nghiệm cân pha sau Vặn biến trở module điện trở tải (variac) cho điện áp ngõ W nhỏ 220VAC, vặn thấy đèn TRIP MU250 nháy ngừng lại Quan sát MU250: đèn TRIP nhấp nháy hình hiển thị Ub (đọc mục hướng dẫn cài đặt cho MU250) Và khởi động từ khơng đóng lại: tải chưa có nguồn Cấp lại nguồn W (220V) cho rơ le bảo vệ áp: mạch hoạt động bình thường Thí nghiệm vài lần để hiểu rõ chế hoạt động Nhận xét 60 Bài 4: Lắp mạch bảo vệ áp Lắp mạch theo sơ đồ Vặn biến trở module điện trở tải (variac) cho điện áp ngõ W khoảng 220VAC – công tắc chuyển mạch vị trí WN, đo trước cắm dây vào điểm W module cầu chì Bật CB nguồn pha, bật công tắt nguồn (board cung cấp nguồn pha) Bật CB nguồn chuẩn pha Quan sát MU (rơle bảo vệ áp): khơng có đèn TRIP: rơle hoạt động bình thường Khởi động từ cấp nguồn: đóng lại cấp nguồn cho tải hoạt động Bây ta thí nghiệm áp sau Vặn biến trở nguồn vô cấp cho điện áp ngõ WN lớn 220VAC, vặn thấy đèn TRIP MU250 nháy ngừng lại Quan sát MU250: đèn TRIP nhấp nháy hình hiển thị số (đọc mục hướng dẫn cài đặt cho MU250) Và khởi động từ khơng đóng lại: tải chưa có nguồn Vặn biến trở cho điện áp 220V pha: rơle bảo vệ áp hết nháy đèn TRIP: mạch hoạt động bình thường Thí nghiệm vài lần để hiểu rõ chế hoạt động Nhận xét Bài 5: Lắp mạch bảo vệ thấp áp Lắp mạch theo sơ đồ Vặn biến trở module điện trở tải (variac) cho điện áp ngõ W khoảng 220VAC – công tắc chuyển mạch vị trí WN, đo trước cắm dây vào điểm W module cầu chì Bật CB nguồn pha, bật công tắt nguồn (board cung cấp nguồn pha) Bật CB nguồn chuẩn pha Quan sát MU (rơle bảo vệ áp): khơng có đèn TRIP: rơle hoạt động bình thường Khởi động từ cấp nguồn: đóng lại cấp nguồn cho tải hoạt động Bây ta thí nghiệm thấp áp sau Vặn biến trở nguồn vô cấp cho điện áp ngõ WN nhỏ 220VAC, vặn thấy đèn TRIP MU250 nháy ngừng lại 61 Quan sát MU250: đèn TRIP nhấp nháy hình hiển thị số (đọc mục hướng dẫn cài đặt cho MU250) Và khởi động từ khơng đóng lại: tải chưa có nguồn Vặn biến trở cho điện áp 220V pha: rơle bảo vệ áp hết nháy đèn TRIP: mạch hoạt động bình thường Thí nghiệm vài lần để hiểu rõ chế hoạt động Nhận xét Bài 6: Lắp mạch bảo vệ nhiệt Đấu dây theo sơ đồ Ta thử tải cách nhấn nút test relay nhiệt Nhận xét 62 ... truyền động điện, thời gian mở máy Khởi động hệ truyền động điện Khởi động hệ truyền động điện khởi động động truyền động cho hệ truyền động Trong q trình khởi động xảy tượng độ học Khi khởi động (mở... việc động điện Bài 3: Truyền động điện dùng động chiều kích từ độc lập/song song Kiểm tra định kỳ lần Bài 4: Truyển động điện dùng động chiều kích từ nối tiếp Bài 5: Truyền động điện dùng động. .. vệ động B Nội dung: I Phương pháp chọn động truyền động cho tải theo nguyên lý phát nhiệt II Chọn công suất động cho truyền động không điều chỉnh tốc độ III Chọn công suất động cho truyền động