BÀI M� Đ�U SỞ LAO ĐỘNG TB & XH TỈNH HÀ NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀ NAM GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN NGHỀ Điện công nghiệp TRÌNH ĐỘ Cao đẳng/Trung cấp Ban hành kèm theo Quyết định số 234/QĐ CĐN[.]
SỞ LAO ĐỘNG TB & XH TỈNH HÀ NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀ NAM GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN NGHỀ: Điện cơng nghiệp TRÌNH ĐỘ: Cao đẳng/Trung cấp Ban hành kèm theo Quyết định số 234/QĐ - CĐN ngày 05 tháng năm 2020 Trường Cao Đẳng Nghề Hà Nam Hà Nam, năm 2020 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 Dựa theo giáo trình này, sử dụng để giảng dạy cho trình độ nghề ngành/ nghề khác nhà trường Cần giảng dạy bổ sung môn học, mô đun bắt buộc số môn học, mô đun tự chọn mà chương trình đào tạo trình độ Trung cấp chưa giảng dạy; LỜI GIỚI THIỆU Truyền động điện học phần quan trọng học sinh - sinh viên ngành Điện nói chung, đặc biệt HS - SV ngành điều khiển tự động hóa Để phục vụ tốt cho việc dạy học môn học truyền động điện, tập thể tác giả khoa Điện - Tự động hóa đã tìm hiểu, đúc kết biên soạn ”Truyền động điện” với nội dung bám sát đề cương môn học đã hội đồng nhà trương thông qua Nội dung giảng gồm bài: BÀI KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN BÀI BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM BÀI BỘ BIẾN TẦN BÀI BỘ ĐIỀU KHIỂN MÁY ĐIỆN SERVO Bài giảng dùng làm tài liệu học tập cho HS - SV nghề điện cơng nghiệp Ngồi cũng tài liệu tham khảo cho quan tâm đến lĩnh vực Do hạn chế thời gian kiến thức nên chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhân ý kiến đóng góp bạn đọc Mọi ý kiến đóng góp xin gửi Khoa Điện - trường cao đẳng nghề Hà Nam Chúng xin chân thành cảm ơn! Hà Nam, ngày 10 tháng 06 năm 2020 Tham gia biên soạn Chủ biên Trần Thị Hệ MỤC LỤC TRANG LỜI GIỚI THIỆU BÀI KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Phụ tải phần truyền động điện Các khâu khí truyền động điện, tính tốn qui đổi khâu khí truyền động điện Đặc tính máy sản xuất, động 3.1 Đặc tính máy sản xuất 3.2 Đặc tính động 3.3 Độ cứng đặc tính Các trạng thái làm việc xác lập hệ truyền động điện CÂU HỎI ÔN TẬP: BÀI BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM 10 Khái quát chung khởi động mềm 10 Kết nối mạch động lực 11 Khảo sát chức 12 Hãm động 15 CÂU HỎI ÔN TẬP: 16 BÀI BỘ BIẾN TẦN 17 Giới thiệu loại biến tần 17 1.1 Biến tần trực tiếp 18 1.2 Biến tần gián tiếp 19 Biến tần SV-IG5A 22 Biến tần MICROMASTER 440 26 Các tham số cần thiết q trình cài đặt biến tần 28 Các ngõ vào/ra cách kết nối 35 5.1 Các cổng kết nối 35 5.2 Các chế độ làm việc 36 5.3 Kết nối biến tần 36 Khảo sát hoạt động biến tần 40 CÂU HỎI ÔN TẬP : 43 BÀI BỘ ĐIỀU KHIỂN MÁY ĐIỆN SERVO 44 Giới thiệu điều khiển máy điện Servo 44 1.1 Động Servo 44 1.2 Điều khiển động Servo 47 Kết nối mạch động lực 47 Khảo sát chức 48 CÂU HỎI ÔN TẬP: 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN Tên mơ đun: Truyền Động Điện Mã mơ đun: MĐ - 25 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơ đun: - Vị trí: trước học mơ đun cần hồn thành mơ đun mơn học sở, đặc biệt mô đun môn học: Mạch điện; Trang bị điện; Máy điện - Tính chất: mơ đun kĩ thuật chuyên môn, thuộc mô đun đào tạo bắt buộc - Ý nghĩa vai trị mơ đun: Ngày khoa học kỹ thuật ngày phát triển Trong xí nghiệp có nhiều hệ thống máy sản xuất sử dụng điều khiển truyền động điện Trên giới có nhiều hãng sản xuất sử dụng điều khiển truyền động điện khác Trong tài liệu đề cập đến điều khiển truyền động điện khởi động mềm, biến tần điều khiển máy điện servo Mô đun truyền động điện mô đun chuyên môn học viên chuyên ngành Điện công nghiệp Mô đun nhằm trang bị cho học viên trường dạy nghề kỹ cần thiết để lắp đặt lặp trình điều khiển cho số hệ thống tự động hoá có thực tế , từ có tư kỹ thuật để áp dụng vào thực tiễn sản xuất Mục tiêu mô đun: - Về kiến thức: + Trình bày nguyên tắc phương pháp điều khiển tốc độ hệ truyền động điện + Phân tích cấu tạo, nguyên lý số thiết bị điển hình như: soft stater, inverter, biến đổi - Về kỹ năng: Lựa chọn biến đổi phù hợp với yêu cầu hệ truyền động - Về lực tự chủ trách nhiệm: + Có lực chuyên môn, giải công việc nguyên tắc phương pháp điều khiển tốc độ hệ truyền động điện, phân tích cấu tạo, nguyên lý số thiết bị, vấn đề phức tạp điều kiện lựa chọn biến đổi phù hợp + Có lực thực nhiệm vụ lựa chọn biến đổi; chịu trách nhiệm cá nhân trách nhiệm nhóm + Tự học tập, tích lũy kiến thức, kinh nghiệm để nâng cao trình độ chun mơn nghiệp vụ Nội dung mơ đun: BÀI KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Mã bài: MĐ25 - 01 Giới thiệu: Trong học học sinh cần hiểu cấu trúc hệ truyền động điện tự động, khâu khí, tính tốn qui đổi khâu khí truyền động điện, đặc tính máy sản xuất, động trạng thái làm việc xác lập hệ truyền động điện Mục tiêu: - Kiến thức: Trình bày phụ tải phần truyền động điện, đặc tính máy sản xuất, động - Kĩ năng: + Phân tích trạng thái làm việc xác lập hệ truyền động điện + Tự học tập, tích lũy kiến thức, kinh nghiệm để nâng cao trình độ chun mơn nghiệp vụ - Thái độ: Rèn luyện đức tính cẩn thận, tỷ mỉ, tư sáng tạovaf khoa học, đảm bảo an toàn, tiết kiệm Nội dung chính: Phụ tải phần truyền động điện Hệ truyền động điện tự động tổ hợp thiết bị điện, điện tử, v.v phục vụ cho cho việc biến đổi điện thành cung cấp cho cấu công tác máy sản suất, cũng gia cơng truyền tín hiệu thơng tin để điều khiển q trình biến đổi lượng theo u cầu cơng nghệ Hình 1.1: Cấu trúc hệ truyền động điện BBĐ: Bộ biến đổi; ĐC: Động điện; MSX: Máy sản xuất; R RT: Bộ điều chỉnh truyền động cơng nghệ; K KT: Các Bộ đóng cắt phục vụ truyền động công nghệ; GN: Mạch ghép nối; VH: Người vận hành Cấu trúc hệ TĐĐ TĐ gồm phần chính: - Phần lực (mạch lực): Từ lưới điện nguồn điện cung cấp điện đến biến đổi (BBĐ) động điện (ĐC) truyền động cho phụ tải (MSX) Các biến đổi như: Bộ biến đổi máy điện (máy phát điện chiều, xoay chiều, máy điện khuếch đại), biến đổi điện từ (khuếch đại từ, cuộn kháng bảo hoà), biến đổi điện tử, bán dẫn (Chỉnh lưu tiristor, điều áp chiều, biến tần transistor, tiristor) Động có loại như: động chiều, xoay chiều, loại động đặc biệt - Phần điều khiển (mạch điều khiển) gồm cấu đo lường, điều chỉnh tham số cơng nghệ, khí cụ, thiết bị điều khiển đóng cắt phục vụ cơng nghệ cho người vận hành Đồng thời số hệ TĐĐ TĐ khác có mạch ghép nối với thiết bị tự động khác với máy tính điều khiển Các khâu khí truyền động điện, tính tốn qui đổi khâu khí truyền động điện Phương trình động học hệ truyền động điện Điều kiện quy đổi: đảm bảo cân công suất phần hệ truyền động điện tự động * Khi lượng truyền từ động đến máy sản xuất: Ptr = P + ∆P Trong đó: Ptr cơng suất trục động cơ, Ptr = Mcqđ (Mcqđ - mômen cản tĩnh quy đổi tốc độ góc trục động cơ) Pc công suất máy sản xuất, Pc = Mlv lv (Mlv lv - mômen cản tốc độ góc trục làm việc) ∆P tổn thất khâu khí * Nếu tính theo hiệu suất hộp tốc độ chuyển động quay: Ptr M cqd Trong đó: Pc i M lv lv M cqd i M M lv lv lv i i i i hiệu suất hộp tốc độ gọi tỉ số truyền hộp tốc độ i= lv * Nếu chuyển động tịnh tiến lực quy Mcqđ = Flv Trong : it - Hiệu suất truyền lực t - Hiệu suất tang trống vlv - Tỷ số quy đổi Khi lượng truyền từ máy sản xuất đến động cơ: Ptr = Pc - Đặc tính máy sản xuất, động Trong hệ thống truyền động điện, động điện có nhiệm cụ cung cấp động lực cho cấu sản xuất Động điện có nhiều loại, nhiều kiểu khác với tính năng, thơng số riêng; cấu sản xuất loại máy cũng có u cầu cơng nghệ đặc điểm riêng Để hệ thống truyền động điện làm việc tốt động điện cấu sản xuất phải đảm bảo phù hợp tương ứng, việc lựa chọn hệ truyền động điện động điện đáp ứng đúng yêu cầu cấu sản xuất có ý nghĩa lớn mặt kỹ thuật kinh tế 3.1 Đặc tính máy sản xuất Đặc tính biểu thị mối quan hệ tốc độ quay mômen quay: = f(M) n = F(M) - Tốc độ góc (rad/s) Trong đó: n - Tốc độ quay (vg/ph) M - Mơmen (N.m) Đặc tính máy sản xuất quan hệ tốc độ quay mômen cản máy sản xuất: Mc = f( ) Đặc tính máy sản xuất đa dạng, nhiên phần lớn chúng biểu diễn dạng biểu thức tổng quát: Mc = Mco + (Mcđm - Mco)( q ) (1.1) dm Trong đó: Mc mômen cản cấu sản xuất ứng với tốc độ Mco mômen cản cấu sản xuất ứng với tốc độ = Mcđm mômen cản cấu sản xuất ứng với tốc độ định mức = đm q số mũ đặc trưng cho phụ tải - Trường hợp q = 0, phương trình (1.1) trở thành: Mc = Mcđm Ta thấy mô men cản không phụ thuộc vào tốc độ quay, thường thấy cấu nâng - hạ (máy trục, thang máy), cấu ăn dao máy cắt gọt kim loại - Trường hợp q = 1, phương trình (1.1) trở thành: Mc = M cđđ M co đm +Mco Ta thấy mô men cản tỷ lệ bậc với tốc độ quay , thường thấy máy phát điện chiều với tải trở - Trường hợp q = 2, phương trình (1.1) trở thành: Mc = M cđđ M co đm +Mco Ta thấy mô men cản tỷ lệ bậc với tốc độ quay , thường thấy máy bơm, quạt, máy thủy khí - Trường hợp q = -1, phương trình (1.1) trở thành: Mc = M cđđ M co đm +Mco Ta thấy mô men cản tỷ lệ nghịch với tốc độ quay , thường thấy cấu máy quấn dây, cấu truyền động máy cắt gọt kim loại Đặc tính ứng với q = -1 Đặc tính ứng với q = Đặc tính ứng với q = Đặc tính ứng với q = Hình 1.2: Đặc tính số máy sản xuất 3.2 Đặc tính động Đặc tính động điện quan hệ tốc độ quay mômen =f(M) động cơ: Đặc tính động điện chia đặc tính tự nhiên đặc tính nhân tạo Dạng đặc tính loại động khác khác - Đặc tính tự nhiên: Đó quan hệ = f(M) động điện thơng số điện áp, dịng điện động định mức, theo thông số đã thiết kế chế tạo mạch điện điện, khơng có thay đổi - Đặc tính nhân tạo: Đó quan hệ = f(M) động điện có thay đổi thơng số động Ngồi đặc tính cơ, động điện chiều người ta cịn sử dụng đặc tính điện, biểu diễn quan hệ tốc độ dòng điện mạch động cơ: = f(I) hay n = f(I) 3.3 Độ cứng đặc tính Độ cứng đặc tính tỷ lệ thay đổi mô men thay đổi tốc độ Ký hiệu , tính biểu thức: = M (1.2) Độ cứng dùng để đánh giá đường đặc tính Hình 1.3: Độ cứng đặc tính Nếu | | bé đặc tính mềm (| | < 10) Nếu | | lớn đặc tính cứng (| | = 10 100) Khi | | = đặc tính nằm ngang tuyệt đối cứng Đặc tính có độ cứng lớn tốc độ bị thay đổi mơmen thay đổi Ở hình vẽ trên, đường đặc tính cứng đường đặc tính nên với thay đổi M đặc tính có độ thay đổi tốc độ nhỏ độ thay đổi tốc độ đặc tính 2, ( < 2) Các trạng thái làm việc xác lập hệ truyền động điện Trong hệ truyền động điện tự động ln có q trình biến đổi lượng điện thành cơ, ngược lại, trình định trạng thái làm việc hệ truyền động điện Có trạng thái làm việc: Trạng thái động máy phát - Trạng thái động cơ: Là trạng thái động nhận lượng từ nguồn, biến đổi thành năng, truyền cho máy sản xuất tiêu tán Mơ men động sinh chiều với tốc độ quay trục - Trạng thái máy phát: Là trạng thái máy sản xuất tạo năng, truyền lại cho động cơ, động nhận đó, biến đổi thành điện năng, truyền ngược vê nguồn Mô men động sinh ngược chiều với tốc độ quay CÂU HỎI ÔN TẬP: Thế hệ truyền động điện? Trình bày cấu trúc chung hệ truyền động điện? Vẽ đồ thị đặc tính số máy sản xuất? Giải thích ý nghĩa đường đặc tính đó? Hãy nêu trạng thái làm việc xác lập hệ truyền động điện ... CHUNG VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Phụ tải phần truyền động điện Các khâu khí truyền động điện, tính tốn qui đổi khâu khí truyền động điện Đặc tính máy sản xuất, động ... bị tự động khác với máy tính điều khiển Các khâu khí truyền động điện, tính tốn qui đổi khâu khí truyền động điện Phương trình động học hệ truyền động điện Điều kiện quy đổi: đảm bảo cân công. .. làm việc xác lập hệ truyền động điện Trong hệ truyền động điện tự động ln có q trình biến đổi lượng điện thành cơ, ngược lại, trình định trạng thái làm việc hệ truyền động điện Có trạng thái làm