Giáo trình Trang bị điện (Nghề Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí Cao đẳng)

UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐỒNG THÁP GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: TRANG BỊ ĐIỆN NGÀNH, NGHỀ: KỸ THUẬT MÁY LẠNH VÀ ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định Số: 257/QĐ-TCĐNĐT ngày 13 tháng 07 năm 2017 Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Nghề Đồng Tháp) Đồng Tháp, 2017 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 Quyển giáo trình giới thiệu loại khí cụ điện, mạch điện để điều khiển động pha, pha dùng ngành lạnh; Các sơ đồ mạch điện thực tế Các phương pháp lăp đặt, vận hành, sửa chữa Giáo trình nhằm trang bị cho sinh viên ngành Kỹ thuật máy lạnh điều hịa khơng khí kiế thức, kỹ cần thiết để ứng dụng vào thực tế Ngồi ra, giáo trình tài liệu hữu ích cho muốn nghiên cứu, tìm hiểu mạch điện để điều khiển động dùng công tắc tơ, nút nhấn rơle Tài liệu biên soạn với cố gắng thân, không tránh khỏi thiếu sót Rất mong đóng góp quý đồng nghiệp, quý đọc giả để chỉnh sửa giáo trình hồn thiện Xin trân trọng cảm ơn quý Thầy, Cô tổ môn Điện lạnh quý Thầy, Cô khoa Điện – Điện tử hỗ trợ, giúp đỡ để Tơi hồn thành giáo trình Tham gia biên soạn Chủ biên: Nguyễn Thanh Tùng I MỤC LỤC Trang LỜI GIỚI THIỆU I MỤC LỤC i BÀI 1: KIỂM TRA, SỬ DỤNG VÀ SỬA CHỮA CÁC PHẦN TỬ ĐÓNG CẮT, ĐIỀU KHIỂN, BẢO VỆ, HIỂN THỊ TRONG HỆ THỐNG TRANG BỊ ĐIỆN LẠNH 1 KIỂM TRA, SỬ DỤNG ROLE NHIỆT 1.1 Kí hiệu cơng dụng role nhiệt 1.2 Đo kiểm tra sử dụng role nhiệt KIỂM TRA, SỬ DỤNG CÔNG TẮC 2.1 Kí hiệu cơng dụng cơng tắc 2.2 Đo kiểm tra sử dụng công tắc KIỂM TRA, SỬ DỤNG NÚT NHẤN 3.1 Kí hiệu cơng dụng nút nhấn 3.2 Đo kiểm tra sử dụng nút nhấn 10 KIỂM TRA, SỬ DỤNG CÔNG TẮC TƠ 10 4.1 Kí hiệu công dụng công tắc tơ 10 4.2 Đo kiểm tra sử dụng công tắc tơ 17 KIỂM TRA, SỬ DỤNG CB 17 5.1 Kí hiệu cơng dụng CB 17 5.2 Đo kiểm tra sử dụng CB 19 KIỂM TRA, SỬ DỤNG ROLE TRUNG GIAN dụng trung gian 6.1 Kí hiệu cơng 19 6.2 Đo kiểm tra sử dụng trung gian 21 KIỂM TRA, SỬ DỤNG ROLE DỊNG ĐIỆN 7.1 Đọc phân tích sơ đồ nguyên lý role dòng điện 22 7.2 Đo kiểm tra sử dụng role dòng điện 23 KIỂM TRA, SỬ DỤNG ROLE ĐIỆN ÁP 24 i 8.1 Đọc phân tích sơ đồ nguyên lý role điện áp 24 8.2 Đo kiểm tra sử dụng role điện áp 26 KIỂM TRA, SỬ DỤNG ROLE THỜI GIAN 27 9.1 Đọc phân tích sơ đồ nguyên lý role thời gian 27 9.2 Đo kiểm tra sử dụng role thời gian 28 10 KIỂM TRA, SỬ DỤNG VOLT KẾ 10.1 Đọc phân tích sơ đồ nguyên lý volt kế 29 10.2 Đo kiểm tra sử dụng volt kế 29 11 KIỂM TRA, SỬ DỤNG AMPE KẾ 30 11.1 Đọc phân tích sơ đồ nguyên lý ampe kế 30 11.2 Đo kiểm tra sử dụng ampe kế 32 12.1 Đọc phân tích sơ đồ nguyên lý đồng hồ đa 33 12.2 Cài đặt đồng hồ đa 34 34 12.3 Đo kiểm tra lắp đặt đồng hồ đa 35 13 KIỂM TRA VÀ SỬ DỤNG ROLE ÁP SUẤT 36 13.1 Đọc phân tích sơ đồ nguyên lý 36 13.2 Đo kiểm tra lắp đặt 38 14 KIỂM TRA VÀ SỬ DỤNG ROLE NHIỆT ĐỘ 39 14.1 Đọc phân tích sơ đồ nguyên lý 39 14.2 Đo kiểm tra lắp đặt 42 BÀI 2: LẮP ĐẶT, SỬA CHỮA TỦ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ PHA 45 LẮP ĐẶT TỦ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ PHA ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ 45 1.1 Đọc phân tích sơ đồ 45 1.2 Lắp đặt tủ điện 46 1.3 Đo kiểm tra vận hành tủ điện 47 LẮP ĐẶT TỦ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ PHA ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ 49 ii 2.1 Đọc phân tích sơ đồ 49 2.2 Lắp đặt tủ điện 50 2.3 Đo kiểm tra vận hành tủ điện 51 LẮP ĐẶT TỦ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ PHA HOẠT ĐỘNG THEO TRÌNH TỰ 54 3.1 Đọc phân tích sơ đồ 54 3.2 Lắp đặt tủ điện 55 3.3 Đo kiểm tra vận hành tủ điện 55 LẮP ĐẶT TỦ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ QUẠT PHA CẤP TỐC ĐỘ 58 4.1 Đọc phân tích sơ đồ 58 4.2 Lắp đặt tủ điện 59 4.3 Đo kiểm tra vận hành tủ điện 60 Lắp đặt tủ điện điều khiển động pha điều khiển vị trí 62 - Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ, vật tư 62 - Lắp đặt mạch điều khiển 63 - Lắp đặt mạch động lực 63 - Đo kiểm tra vận hành 63 Lắp đặt tủ điện điều khiển động pha điều khiển vị trí 63 - Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ, vật tư 63 - Lắp đặt mạch điều khiển 63 - Lắp đặt mạch động lực 63 - Đo kiểm tra vận hành 63 Lắp đặt tủ điện điều khiển động pha hoạt động theo trình tự 63 - Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ, vật tư 63 - Lắp đặt mạch điều khiển 63 - Lắp đặt mạch động lực 63 - Đo kiểm tra vận hành 63 Lắp đặt tủ điện điều khiển động quạt pha cấp tốc độ 63 iii - Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ, vật tư 63 - Lắp đặt mạch điều khiển 63 - Lắp đặt mạch động lực 63 - Đo kiểm tra vận hành 63 BÀI 3: LẮP ĐẶT TỦ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KĐB PHA ROTOR LỒNG SÓC 64 LẮP ĐẶT TỦ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KĐB PHA ROTOR LỒNG SÓC QUAY MỘT CHIỀU 64 1.1 Đọc phân tích sơ đồ 64 1.2 Lắp đặt tủ điện 65 1.3 Đo kiểm tra vận hành 66 LẮP ĐẶT TỦ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐẢO CHIỀU QUAY ĐỘNG CƠ KĐB PHA ROTOR LỒNG SÓC CÓ KHỐNG CHẾ HÀNH TRÌNH LÀM VIỆC 68 2.1 Đọc phân tích sơ đồ 68 2.2 Lắp đặt tủ điện 69 2.3 Đo kiểm tra vận hành 70 LẮP ĐẶT TỦ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KĐB PHA ROTOR LỒNG SÓC KHỞI ĐỘNG SAO – TAM GIÁC DÙNG NÚT NHẤN 73 3.1 Đọc phân tích sơ đồ 73 3.2 Lắp đặt tủ điện 74 3.3 Đo kiểm tra vận hành 75 LẮP ĐẶT TỦ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KĐB PHA ROTOR LỒNG SÓC KHỞI ĐỘNG SAO – TAM GIÁC DÙNG ROLE THỜI GIAN 77 4.1 Đọc phân tích sơ đồ 77 4.2 Lắp đặt tủ điện 78 4.3 Đo kiểm tra vận hành 79 Lắp đặt tủ điện điều khiển động kđb pha rotor lồng sóc quay chiều 81 - Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ, vật tư 81 iv Bên biến tần phận có chức nhận điện áp đầu vào có tần số cố định để biến đổi thành điện áp có tần số thay đổi để điều khiển tốc độ động Các phận biến tần bao gồm chỉnh lưu, lọc, nghịch lưu IGBT, mạch điều khiển Ngồi biến tần tích hợp thêm số phận khác như: điện kháng xoay chiều, điện kháng chiều, điện trở hãm, bàn phím, hình hiển thị, module truyền thơng, Hình 6.1: Sơ đồ mạch điện biến tần Nguyên lý hoạt động biến tần: - Đầu tiên, nguồn điện pha hay pha chỉnh lưu lọc thành nguồn chiều phẳng Công đoạn thực chỉnh lưu cầu diode tụ điện Điện đầu vào pha pha, mức điện áp tần số cố định (ví dụ 380V 50Hz) - Điện áp chiều biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều pha đối xứng Mới đầu, điện áp chiều tạo lưu trữ giàn tụ điện Tiếp theo, thông qua q trình tự kích hoạt thích hợp, biến đổi IGBT (viết tắt tranzito lưỡng cực có cổng cách điện hoạt động giống công tắc bật tắt cực nhanh để tạo dạng sóng đầu biến tần) tạo điện áp xoay chiều pha phương pháp điều chế độ rộng xung PWM 98 Hình 6.2: Biến đổi điện áp/tần số qua biến tần Lợi ích việc sử dụng biến tần: - Dễ ràng thay đổi tốc độ động cơ, đảo chiều quay động - Giảm dòng khởi động so với phương pháp khởi động trực tiếp, khởi động sao-tam giác nên khơng gây sụt áp khó khởi động - Q trình khởi động thơng qua biến tần từ tốc độ thấp giúp cho động mang tải lớn khởi động đột ngột, tránh hư hỏng phần khí, ổ trục, tăng tuổi thọ động - Tiết kiệm lượng đáng kể so với phương pháp chạy động trực tiếp - Biến tần thường có hệ thống điện tử bảo vệ q dịng, bảo vệ áp thấp áp, tạo hệ thống an toàn vận hành - Nhờ nguyên lý làm việc chuyển đổi nghịch lưu qua diode tụ điện nên công suất phản kháng từ động thấp, giảm dịng đáng kể q trình hoạt động, giảm chi phí lắp đặt tụ bù, giảm thiểu hao hụt điện đường dây - Biến tần tích hợp module truyền thông giúp cho việc điều khiển giám sát từ trung tâm dễ dàng 1.2 Công dụng biến tần Do ưu điểm vượt trội nên biến tần sử dụng phổ biến công nghiệp dân dụng, đặc biệt công nghiệp Dưới số ứng dụng phổ biến thiếu biến tần: Bơm nước, quạt hút/đẩy, máy nén khí, băng tải, thiết bị nâng hạ, máy cán kéo, máy ép phun, máy cuốn/nhả, thang máy, hệ thống HVAC, máy trộn, máy quay ly tâm, cải thiện khả điều khiển hộp số, thay cho việc sử dụng cấu điều khiển vô cấp truyền thống máy công tác, CÀI ĐẶT BIẾN TẦN 99 2.1 Cài đặt biến tần G110 Hình 6.3 Hình dạng ngồi thơng số kỹ thuật biến tần G110 Cài đặt hướng dẫn sử dụng Hình 6.4 Hình Bàn phím cài đặt biến tần - Màn hình BOP hiển thị số Những Led đoạn trình bày tham số giá trị tham số, tin nhắn cảnh báo lỗi, điểm đặt giá trị hoạt động thông tin tham số khơng lưu màng hình Bop - Có thể cài đặt thông số BOP (Basic Operator Penal) máy tính với phần mềm STATER (chạy HĐH Windows NT/2000/XP Pro) Bảng 6.1 Hướng dẫn cài đặt biến tần G110 Bảng điều khiển/ Nút Ý nghĩa Chức Hiển thị trạng thái Màn hình LCD hiển thị chế độ cài đặt hành biến tần 100 Khởi động biến tần Ấn nút làm cho biến tần khởi động Nút khơng tác dụng mặc định Kích hoạt nút: P0700 = P0719 = 10…15 OFF1 Ấn nút khiến động dừng theo đặc tính giảm tốc chọn Dừng biến tần Đảo chiều Nút không tác dụng mặc định Kích hoạt nút: P0700 = P0719 = 10…15 OFF2 Ấn nút hai lần (hoặc ấn lần giữ khoảng thời gian) khiến động dừng tự Nút ln có tác dụng Ấn nút làm động đảo chiều quay Đảo chiều hiển thị dấu (-) điểm chấm nháy Nút không tác dụng mặc định Kích hoạt nút: P0700 = P0719 = 10…15 Chạy nhấp động Ở trạng thái sẵn sàng chạy, ấn nút này, động khởi động quay với số chạy nhấp cài đặt trước Động dừng thả nút Ấn nút động làm việc khơng có tác động Nút dùng để xem thêm thông tin Khi ta ấn giữ, nút hiển thị thông tin sau, thơng số q trình vận hành: 1.Điện áp chiều mạch DC (hiển thị d- đơn vị V) Tần số (Hz) Điện áp (hiển thị o- đơn vị V) Nút chức 4.Giá trị chọn thông số P0005 (Nếu P0005 cài đặt để hiển thị giá trị số giá trị từ 1-3 giá trị khơng hiển thị lại) Ấ ẽ 101 ị ả ể ị ức nhả ấ ỳ ố ụ ặ ấ Truy Ấn nút cho phép người sử dụng truy nhập tới nhập thông số thông số Tăng giá Ấn nút làm tăng giá trị hiển thị trị Giảm giá Ấn nút làm giảm giá trị hiển thị trị a.Các thông số mặc định khác Bảng 6.2 Hướng dẫn cài đặt thông số biến tần G110 Các nguồn lệnh P0700 Nguồn điểm đặt P1000 Chế độ làm mát động P0335 = (làm mát tự nhiên) Giới hạn dòng điện động P0640 = 150% Tần số nhỏ P1080 = Hz Tần số lớn P1082 = 50 Hz Thời gian tăng tốc P1120 = 10 giây Thời gian giảm tốc P1121 = 10 giây Chế độ điều khiển V/f P1300 = (V/f với đặc tính tuyến tính) b.Cài đặt mặc định Bộ biến tần SINAMICS G110 cài đặt mặc định xuất xưởng (các thông số động P0304, P0305, P0307, P0310), cho ứng dụng điều khiển U/f chuẩn động không đồng cực Siemens 1LA Vì thơng số định mức động phù hợp với thông số biến tần Các thông số mặc định khác Bảng 6.3 Bảng thông số mặc định biến tần G110 Các nguồn lệnh P0700 Nguồn điểm đặt P1000 Chế độ làm mát động P0335 = (làm mát tự nhiên) Giới hạn dòng điện động P0640 = 150% Tần số nhỏ P1080 = Hz Tần số lớn P1082 = 50 Hz 102 Thời gian tăng tốc P1120 = 10 giây Thời gian giảm tốc P1121 = 10 giây Chế độ điều khiển V/f P1300 = (V/f với đặc tính tuyến tính) c Các cài đặt cụ thể cho dạng tương tự Bảng 6.4 Bảng thơng số cài đặt tín hiệu tương tự biến tần G110 Đầu vào số Các đầu nối Thông số Chức Nguồn lệnh Nguồn điểm đặt Đầu vào số Đầu vào số 3, 4, P0700 = P1000 = P0701 = P0702 = 12 Đầu vào số Đầu vào tương tự ON/OFF1 (I/O) Đảo chiều Đầu vào số Phương pháp điều khiển 2.2 Cài đặt biến tần iG5A P0703 = Xóa lỗi (Ack) P0727 = Điều khiển theo tiêu chuẩn Siemens Hình 6.5 Hình dạng Cách nối dây cho dạng tương tự biến tần iG5A 103 a/ Sử dụng phím b/ Các nhóm thơng số 104 105 Các nhóm trình bày bảng hướng dẫn sử dụng cụ thể LẮP ĐẶT TỦ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ PHA DÙNG BIẾN TẦN 3.1 Đọc phân tích sơ đồ mạch điện Lắp đặt vận hành mạch điện điều khiển động pha dùng biến tần G110 3.1.1 Sơ đồ mạch điện 3.1.2 Phân tích hoạt động mạch a Điều khiển bàn phím 106 Chọn P0700 1, sau sử dụng phím để điều khiển tốc độ động b Điều khiển cơng tắc, nút nhấn,biến trở bên ngồi Hình 6.6 Sơ đồ lắp đặt mạch động lực điều khiển dùng biến trở * Các lệnh cài đặt bản: Chọn nguồn lệnh: Vào P0700 107 + P0700 chọn mức 1- Điều khiển bàn phím + P0700 chọn mức 2- Điều khiển công tắc biến trở - Thời gian tăng tốc: Vào P1120 - Thời gian tăng tốc: vào P1121 - Lựa chọn điểm đặt tần số: vào P1000 - Tần số nhỏ nhất: vào P1080 - Tần số lớn nhất: vào P1082 - Dòng điện định mức động : vào P0305 - Công suất định mức động : vào P0307 - Hệ số công suất định mức động : vào P0308 - Hệ số tải động cơ: vào P0640 Lưu ý:Các thông số chọn theo hướng dẫn sử dụng nhà sản xuất 3.2 Lắp đặt tủ điện 3.2.1 Lắp mạch điều khiển Hình 6.7 Sơ đồ kết nối điều khiển biến tần G110 * Kết nối nguồn vào biến tần 108 Trước kết nối nguồn vào cần xem kỹ điện áp đầu vào biến tần phải điện áp nguồn( loại pha hay pha), phần quan trọng không nhầm lẫn Theo sơ đồ kết nối hình 4.7 nguồn vào pha 220V, nối vào chân L,N * Kết nối đầu biến tần với động không đồng Theo sơ đồ kết nối đầu pha 220V chân U,V,W nối với động khôngnđồng pha * Kết nối với chân điều khiển biến tần Các chân điều khiển thể sơ đồ hình 4.8 theo mặc định nhà sản xuất Tùy theo mục đích sử dụng ta chọn chân để đấu nối Bảng 6.5 kết nối chân điều khiển biến tần Đầu dây Ký hiệu Chức DOUT Đầu số (-) - DOUT Đầu số (+) + DIN0 Đầu vào số số DIN1 Đầu vào số số DIN2 Đầu vào số số - Đầu cách ly +24V/50 mA - Đầu V Kiểu Tương tự USS - Đầu +10V RS485 P+ ADC Đầu vào RS485 109 tương tự 10 - N- Đầu 0V 3.2.2 Lắp mạch động lực Hình 6.8 Sơ đồ kết nối mạch động lực 3.3 Đo kiểm tra vận hành tủ điện 3.3.1 Đo kiểm tra - Đo kiểm tra lại nguồn cung cấp: Đảm bảo thông số điện áp 3.3.2 Cấp nguồn vận hành Hình 6.9 Sơ đồ đấu nối để điều khiển biến tần c Một số nguyên nhân hư hỏng biện pháp khắc phục 110 Bảng 6.6 Một số hư hỏng thường gặp TT Hiện tượng Nguyên nhân Khắc phục Biến tần không hoạt động Chưa có nguồn vào - Kiểm tra nguồn Điều khển công tắc, biến trở không - Cài đặt chưa - Kiểm tra lại thông số cài đặt -Đấu nối sai chân điều khiển - Kiểm tra đầu nối chân điều khiển - Kiểm tra đầu nối dây Yêu cầu thực hiện: Lắp đặt tủ điện điều khiển HTL dùng biến tần - Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ, vật tư - Lắp đặt mạch điều khiển - Cài đặt biến tần - Lắp đặt mạch động lực - Đo kiểm tra vận hành Câu hỏi ơn tập: Câu 1: Trình bày cách cài đặt biến tần điều khiển dùng biến trở ngồi cơng tắc ngồi? TÀI LIỆU THAM KHẢO: 111 [1] Vũ Quang Hồi, (1996) Trang bị điện - điện tử máy gia công kim loại, NXB Giáo dục [2] Vũ Quang Hồi (2000) , Trang bị điện - điện tử công nghiệp, NXB Giáo dục [3] Bùi Quốc Khánh, Hồng Xn Bình (2006) Trang bị điện – điện tử tự động hóa cầu trục cần trục, NXB KHKT [4] Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Thị Hiền, Nguyễn Văn Liễn (2006) Truyền động điện, NXB KHKT [5] Nguyễn Đức Lợi (2001), Giáo trình chuyên ngành điện tập 1,2,3,4, NXB Thống kê 112 ... cách sử dụng khí cụ điện dùng hệ thống trang bị điện lạnh * Mục tiêu bài: Kiến thức: - Nhận biết phần tử điều khiển hệ thống trang bị điện Kỹ năng: - Đo kiểm tra sử dụng khí cụ điện điều khiển,... sinh viên ngành Kỹ thuật máy lạnh điều hịa khơng khí kiế thức, kỹ cần thiết để ứng dụng vào thực tế Ngồi ra, giáo trình tài liệu hữu ích cho muốn nghiên cứu, tìm hiểu mạch điện để điều khiển động... Quyển giáo trình giới thiệu loại khí cụ điện, mạch điện để điều khiển động pha, pha dùng ngành lạnh; Các sơ đồ mạch điện thực tế Các phương pháp lăp đặt, vận hành, sửa chữa Giáo trình nhằm trang bị