Giáo trình trang bị điện điển tử các máy công nghiệp

v ũ QUANG HỔI GIÁO TRÌNH TRANG BỊ ĐIỆN - ĐIỆN TỞ CÁC M ÁY CỐNG NGHIỆP (Dùng cho trường đào tạo hệ cử nhân Cao đẳng kĩ thuật) TẬP (Tái lần thứ nhất) TRƯỜNG ĐẠI H t c • U Y N H 0N _ THƯ VIỆN ! \ẰỒ9 l ò NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC VIỆT NAM LỜI NĨI ĐẦU Giáo trìn h "T r a n g b ị đ iệ n - đ iệ n tử cá c m y c ô n g n g h iệ p " biên soạn để làm tà i liệu học tập cho sin h viên hệ Cử n h ân Cao đẳng kĩ th u ậ t Giáo trìn h tài liệu th am khảo tố t cho cán h o ạt động lĩn h vực điện máy Giáo trìn h chia th n h h tập theo tru y ền thông m ạch m áy m áy công nghiệp dùng chung (tập 1) m áy gia công kim loại (tập 2) Do đối tượng cuốh sách sinh viên hệ c n h â n Cao đ ẳn g nên nội dung sách không đề cập n ặn g việc tín h tốn, chọn lọc th iế t bị m chủ yếu lý giải chất vấn đề m ang tín h ch ất định tính Nội dung sách bao gồm nhữ ng m ạch m áy b ản nhất, nh ù n g đảm bảo cập n h ậ t nhữ ng m ạch mói tiến thực tế sản x u ất xếp theo thứ tự hợp lý, từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp, từ cũ (vẫn sử dụng phổ bien) đến đại Mỗi m ạch máy, có th ể trìn h bày từ m ạch tổng th ể p h ân tích từ ng vấn đề, m ạch nhỏ đến từ ng linh kiện Thường trước trìn h bày m ột m ạch máy, giáo trìn h có nêu nhữ ng v ấn đề cơng nghệ, u cầu th iế t bị điện mạch điện phải đáp ứng ngược lại, từ m ạch nhỏ độc lập đến m ạch tổng thể Vai trò linh kiện m ạch diều chỉnh m ạch nêu rõ Điều giúp cho người học có th ể dựa vào kho an h vùng cô" giúp sửa mạch n h an h m ạch có vấn đề Sách có phần tổng k ết cuối chương Về phương pháp, đa p h ần người đọc cho rằn g đọc giáo trìn h mạch máy nên ý đến việc đọc m ạch theo hưống dẫn Đó sai lầm đọc mạch nguyên lý điện phần, khơng nói nhỏ Với chủng loại máy thường có nhiều m ạch máy khác n h au yêu cầu phục vụ cho công nghệ loại máy n hau Vì thế, m ạch máy đưa giáo trìn h phải coi ví dụ m inh họa m ang tín h ch ất đặc trưng Người đọc, trước m ạch máy, cần đáp ứng yêu cầu sau: - Mạch máy gì? Cơng nghộ máy thê" nào? - Cơng nghệ m áy đòi hỏi th iế t bị điện m ạch m áy p h ải đáp ứng sao? Xét mạch máy điển hình Nội dung m m ạch thực hiện? Vai trò linh kiện, th iết bị mạch? - M ạch ảnh hương có cơ" linh kiện bị th ay đổi trị sô" chỉnh định chưa đúng? - Tự rú t k ết luận-cần thiơt Giáo trìn h có m ột khối lượng đáng kể thực h àn h nên sử dụng cho cao đẳng tru n g cấp nghề sơ cấp nghề Đ ây giáo tr ĩn h T r a n g b ị đ iệ n - đ iệ n tử m y c ô n g n g h iệ p m ang n h iề u tín h th ự c h n h n ên k h ô n g tr n h khỏi cịn th iế u sót R ất mong thầy, cô giáo b n sin h viên góp ý để giáo tr ìn h h o àn th iệ n lần x u ất b ản sau Mọi ý k iế n đóng góp x in gửi Cơng ty cổ p h ầ n sách Đ ại học - Dạy nghề, N hà x u ấ t b ả n Giáo dục V iệt N am , 25 H n T h u y ên , H Nội X in tr â n trọ n g cảm ơn TÁC GIẢ PHẦN TRANG BỊ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ C Á C MÁY NÂNG - VẬN CHUYÊN Các máy nâng - vận chuyển (MN-VC) m áy dùng để vận chuyển người, hàng hoá từ nơi đến nơi khác, lên cao xuôhg th ấp phạm vi hẹp Chúng không bao gồm phương tiện chuyên chở xa ô tô, xe đường sắt, tà u thuỷ, máy bay bao gồm cần trục ô tô, xe đường sắt, trê n tà u thuỷ Các M N-V C đóng m ột vai trò r ấ t quan trọng việc giới hố q trìn h bốc xếp kho, bãi, bến cảng (m áy xúc, m áy nâng, cần trục, cầu trụ c ) tự động hoá trìn h sản x u ất (băng chuyền, băng tải, xe kíp ) tạo phương tiện tiện nghi (thang máy, th a n g chuyền, băng chuyền ) Nhờ đó, tăng suất lao động, giảm th iểu thời gian, giảm lao động th ủ công, v ận chuyển h àn g n h a n h chóng, vận chuyển người vói tiện nghi tốt N hư vậy, M N -V C m áy mà không th ể th iếu ngành sản x u ất tro n g sinh h o ạt h àng ngày PHÂN LOẠI CÁC MN-VC M N-VC p h ân loại theo nhiều cách (hình 1) 1.1 Theo phương vận chuyển a) Theo phương th ẳ n g đứng: m áy nâng, th a n g máy b) Theo phương nằm ngang: băng chuyền, băng tải c) Theo phương nghiêng - xe kíp, băng chuyền, băng tải d) Theo phương k ết hợp: cầu trục, cần trục, máy xúc, xe nâng 1.2 Theo cách di chuyển a) Đ ặt cô"định: m áy nâng, th a n g máy, th a n g chuyền, băng tải, băng chuyền b) Di chuyển thẳng: cầu trục, cầu trục cảng, cần trụ c c) Quay trịn góc: cần cẩu th áp (xây dựng), cần trụ c cảng d) C huyển động phôi hợp: máy xúc, cần cẩu 1.3 Theo câu bốc hàng a) Cơ cấu bốc h àn g thùng, gầu treo, băng gầu, gầu ngoạm (cho h àng rịi) b) Cơ cấu bơc h àn g móc, xích treo (cho hàng khơi) c) Cơ cấu bỗc h àng nam châm điện (cho hàng vật liệu Fe, Ni, Co hợp kim chúng) 1.4 Theo chê độ làm việc a) C hế độ làm việc dài hạn: b ăn g tải, băng chuyền, th an g chuyền b) C hế độ lam việc n gắn h ạn lặp lại: m áy xúc, cần trục, cầu trục, th an g m áy C hế độ làm việc M N-V C liên q uan trực tiếp tới chế độ làm việc động truyền dọng ĐẶC ĐIỂM ĐẶC TRƯNG CHO CHÊ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA HỆ TRUYỀN ĐỘNG CÁC MN-VC Đó là: 2.1 Điều kiện làm việc nặng nề Điều kiện làm việc M N-V C r ấ t khắc n ghiệt dù tro n g n h h ay tròi Do vậy, th iế t bị điện p h ải chịu đựng làm việc tin cậy tro n g điều kiện đó, đảm bảo an tồn, tầ n s u ấ t đóng cắt lổn, tin cậy Ví dụ: Cần cẩu, m áy trục, m áy xúc làm việc ngồi trị i p h ải chịu mưa, gió, bụi, muối cảng biển, độ ẩm cao, n h iệ t độ cao Các M N-VC làm việc n h máy phải chịu n hiệt độ cao, độ ẩm cao, bụi (kho, nhà máy luyộn kim, n h máy luyện quặng ), chịu axit, bazơ (nhà máy hoá chất) 2.2 Mômen thay đổỉ theo tốc độ Các M N-VC thường p h ải mở máy với tải lớn nên m ôm en mở m áy ycu cầu phải lớn Hơn nữa, môm en cản tĩn h lúc mỏ m áy tăn g m ạnh, n h ấ t k h i n h iệ t độ môi trường giảm vào m ùa lạn h mômen m a s t tă n g ổ đỡ, đặc biệt băng chuyền, b ăng tả i có rấ t nhiều lăn bi H ình Biểu th ị mổì q u an hệ mômen cản tĩn h động truyền động tốc độ MN-VC Khi (0 = 0, mômen cản tĩnh gấp (2 ^ 2,5) M, ỏ tốc độ định mức 2.3 Mômen thay đổi theo tải Trong M N-VC, mơm en cịn phụ thuộc vào tải, n h ấ t đốì với cấu nâng - hạ Như hình 3, cấu nâng - hạ cầu trục khơng tải (khơng có tải trọng) sõ chiếm M0= (15 -ỉ- 25)%Mtlnv Còn đầy tái 100%MtlnvRiêng cấu n ân g -h cần trục gầu ngoạm lại đạt tới M0 = 50% Mtĩm ĐỔI với cấu di chuyển xe con, mang theo cấu nâng—hạ Mo = (35 -T50)% M(lnv Đôi với cấu di chuyển xe cầu M0 - (55 -ĩ- 65)% Mdm Hình Đổ thị M = f(G) Đ ộng di chuyển xe cẩu; Đ ộng di chuyển xe con; Đ ộng cấu n â n g -h 2.4 Yêu cầu trình độ • #I • Yêu cầu q u trìn h q uá độ M N -V C phải h ạn chế gia tôc dương tă n g tốc gia tốc âm k h i giảm tốc mức tốỉ đa cho phép để chuyển động máy xảy êm, n h ằm trá n h chao lắc h n g hoá gâý r a nguy hiểm , trá n h giật máy gây đứt cáp, võ b án h răn g gây khó chịu cho người th a n g máy, th a n g chuyền 2.5 Yêu cẩu độ bền khí khả chịu tải N ăng s u ấ t M N -V C p h ụ thuộc yếu tô": tả i trọng tầ n su ất bốc, xúc Thường tải trọng lần bốc, xúc không n h n h au nhỏ giá trị định mức nên suâ"t m áy đ t (60 70)% đ ịn h mức Với m áy xúc, m áy trụ c lại dễ bị tả i người vận h àn h m áy không lường tải trọng n h p h ía dưói đ ất, đá có vướng nên địi hỏi máy phải có độ bền cao khả chịu tả i lốn M áy cần có đặc tín h "máy xúc" (hình 4) để máy khơng th ắn g tải, tốc độ th ì m ôm en (cũng dòng điện) giảm nhanh, thường không 2,5 giá trị định mức, n ên không gây hỏng động người vận h ành khắc phục cô" kịp thời XU HƯỚNG PHÁT TRIEN c c h ệ t r u y ề n đ ộ n g d ù n g MN-VC Các hệ thông tru y ền động dùng M N-VC thường hệ tru y ền động động điện xoay chiều động điện chiểu Động điện xoay chiều vói ưu điểm rẻ, hiệu kinh tê cao, sư dụng điện lưới, đáp ứng nhiều yêu cầu (không k h khe) vận h àn h nên sử dụng ưu tiên động điện chiều Động điện m ột chiều có cấu tạo phức tạp hơn, giá cao sử dụng cần npuon cLiỐu nên sử dụng có yêu cầu mà dộng điện xoay chiều không đáp ứng Nho iự p h t triển hoàn th iện kỹ th u ậ t điện tư công nghệ chê tạo linh kiện bán d ẫn công s u ấ t lớn, chịu điện áp cao nên nguồn chỉnh lưu có điều khiổn dùng th y risto vói n h ữ n g ưu điểm trội độ tin cậy, tác động n h an h , tuổi thọ cao, phải tu bảo dưỡng d ần th ay th ế nguồn m ột chiều dùng máy điện quay dùng chỉnh lưu diode không điều chỉnh Cũng nhờ kỹ th u ậ t điện tử b án dẫn p h t triển m p h ần tử đóng - cắt mạch không tiếp điểm d ần chiếm ưu th ế th ay cho p h ần tử đóng —cắt có tiếp điểm (rơle, cơng tắc tơ) Nhờ đó, yêu cầu độ tin cậy, an toàn, tuổi thọ cao, phải tu bảo dưỡng đáp ứng tô t Hiện nay, tru y ền động M N-VC, tuỳ yêu cầu tùy công suất, hai loại động điện xoay chiều chiều sử dụng Khi sử dụng động điện chiều, nguồn cấp chỉnh lưu có điều khiển dùng thyristo Khi sử dụng động điện xoay chiều dùng thyristo hay triac câp cho ph ần cảm động cơ, p h ần ứng động rôto dây q u ấn dùng biến đổi xung điện trở m ạch rơto Các biến tầ n địi ngày hồn th iện góp p h ần cải thiộn dáng kể nguồn cấp cho động điện xoay chiều Với lu ậ t điều khiển tốt, đáp ứng cấc you cầu truyền động tiên tiến n ên việc sử dụng biến tầ n M N-VC dã ngày phổ biến Các lu ậ t điều khiển, lệnh điều khiển M N-V C tạo lập thực nhờ m áy vi tín h chỗ (các PLC) k ết hợp n h iều chức năng, n h ấ t dây chuyền sản x u ất tự động .Chương MẲỶ TRỤC 1.1 KHÁI NIỆM CHUNG Cầu trụ c thường sử dụng p h ân xưởng chế tạo khí, nấu thép, lắp ráp ơtơ (hình la , li) sử dụng trời bến, bãi dưối dạng cổng trục (hình lb) 1.1.1 Kết câ'u Cầu trục có p h ận (h ìn h l.l) - Cơ cấu n â n g -h p h ận cầu trục, bao gồm động truyền đông truyền hệ tòi cáp kéo h àn g lên, hạ hàng xuôhg theo phương thẳng đứng Bộ phận lấy hàng có thơ móc 4, gầu nam châm điện - Xe p h ận di chuyển m ang cấu n â n g -h 1, qua lại dọc theo dầm cầu - Xe cầu dầm cầu có bánh xe chạy qua lại hai ray đặt doc hai bên xưởng Xe cầu m ang xe Kơt hợp hai chun động vng góc xe cầu xe với chuyển động lên xng th ăn g đứng cúa móc cầu trục di chuyển hàng ỏ điểm không gian xưởng Cấp điện pha cho cầu trục qua hệ thông tiếp điện trư ợt (trô-lây) với th a n h Điểu khiển cầu trụ c cabin 1.1.2 Chế độ làm việc Chô độ làm việc động truyền động cầu trục ngắn hạn lặp lại? mở máv, dảo chiều hãm liên tục vối trìn h độ xảy êm, dải điều chỉnh tốc độ rộng, dừng xác nơi lấy hàng trả hàng 1.1.3 Điều kiện làm việc Điều kiện làm việc cầu trục nặng nề, tần su ất đóng-cắt lớn, thường xuyên làm viộe chế độ độ Do vậy, động truyền động cầu trục cần phải có cách điện 10 tốt, có độ chịu n h iệ t cao, rơto dài với đường kín h nhỏ để có m ơm en q u án tín h bé, giảm tổn hao năn g lượng k h i th a y đổi tốc độ có k h ả n ăn g chịu tả i cao 1.1.4 Yêu cầu cho hệ truyền động - Các p h ần tử cấu th n h p h ải đơn giản, tin cậy dễ d àng th a y - M ạch điều k h iển p h ải có bảo vệ điện áp "0", bảo vệ tả i n g ắn mạch - Các trìn h độ (mở máy, tă n g giảm tốc độ, h ãm máy) xảy theo lu ậ t định sẵn phù hợp vối h o ạt động cầu trục - Mỗi hệ tru y ề n động (n ân g -h ạ, xe con, xe cầu) có sơ đồ điều k h iển riêng - Các chuyển động lên -x u ô n g cấu n â n g -h , di chuyển xe con, xe cầu phải có cơng tắc h n ch ế h n h trìn h - Đảm bảo h h àn g tốc độ thâ"p - Không cho cầu trụ c h o ạt động có người làm việc ngồi cabin, trơ n xe xe cầu 1.2 ĐỘNG Cơ TRUYỀN ĐỘNG CẦU TRỤC Các động tru y ền động cho cấu p h ải có m ơm en kéo đủ th ắ n g m ôm en cản tĩn h phụ tả i tĩn h tạo (chủ yếu n ân g tải) th ắ n g m ơm en cản động q trìn h q độ (chủ yếu tă n g tốc) 1.2.1 Động cd truyền động câu nâng-hạ chế độ làm việc động T ính mơm en cản tĩn h dựa vào sơ đồ động học (hình 1.2) Khi nâng, m ôm en động cần để quấn cáp là: Mn = (G + G o)j k u i r|c [Nmj ( 1) Trong đó: G - Trọng lượng tả i trọng, [N]; G0 - Trọng lượng móc hệ puli, [N]; Rt- Bán k ín h ta n g quấn cáp, [m]; TỊC— H iệu s u ấ t toàn cấu; i —Tỷ sô" tru y ền _ 71R f n i = - -— u V n - Tốc độ động cơ, [vg/s] V - Tốc độ n âng tải, [m/s]; u - Bội sô"của hệ thơng rịng rọc ( 1.2) Hình 1.2 Sơ đồ động học cảu nâng-hạ dùng móc T rục vít; Bánh* vít; Cặp bánh răng: Tang quấn cáp; Puli; Móc; Cáp: Đ iểm cố định cáp; Đ ộng điện 11 Hình 11.6 Sơ đồ điểu khiển động kéo quạt Bảo vệ: sơ đồ bảo vệ n g ắn m ạch, tả i bảo vệ k h i m ấ t đồng Trường hợp dòng tă n g q u mức k h i động v ận h àn h , rơle dòng IRD 2RD tác động, n g m ạch cuộn bảo vệ điện áp RO Từ d ẫn đến m áy c dầu MC bị cắt Khi điện áp lưới tụ t 80 -5- 85% địn h mức th ì p h ải tă n g dịng kích từ động ĐB để trì ch ế độ chạy đồng Lúc rơle Rộ tác động công tắc tơ (ị) cấp điện (bởi máy FK) tác động nối tắ t điện trở kích từ 2VR để tă n g dịng kích từ cho cuộn KTFK, tă n g điện áp FK p h t tă n g dịng kích từ động ĐB Khi điện áp lưới tă n g lên b ìn h thường th ì rơle R lại tác động, n g cuộn h ú t rơle (ị) để 2VR th am gia giảm dịng kích từ FK Sự cố m ất đồng m khơng khơi phục có th ể dừng máy tay nhò ấn n ú t D 11.4.2 Quạt gió pha có tụ dỉện Q uạt gió p h a có tụ điện dùng làm m át thơng gió n h xương gia đình Đây la loại q u ạt r ấ t phổ biến m ạch điện r ấ t đơn giản Động kéo qu ạt có cuộn dây stato —Cuộn làm việc cuộn sinh từ trường đập mạch —Cuộn khỏi động (cũng đồng thời làm việc với cuộn làm việc) măc noi tiep với tụ điện để tạo dòng điện lệch p với dòng điện cua cuộn lam viẹc mọt goc gần 90ũđiện Từ trường tổng hợp cuộn từ trường quay pha Rơto loại lồng sóc Q u ạt gió pha có nhiều kiểu, loại ng thường sư dụng dươi bon dạng: Q uạt có mơt tôc độ với sơ đồ nguyên lý điện h ìn h 11.7a (quạt cay xương, gia đình) Q u ạt có nhiều tốc độ nhị đổi nối cuộn khởi động với sơ đồ nguyên lý điện hình 11.7b (quạt cây) Q u t có nhiều tốc độ nhị đối nối cuộn dây mắc nơi tiêp với sta to r hình 11.7, c (q u ạt trâ n vối hộp tốc độ bên ngồi) 182 12- GTTBĐ-ĐTCƠNGNGHIỆP-B Hình 11.7 Các dạng sơ đổ nguyên lý diện quạt pha Q u ạt gió đảo chiều quay để thổi h ú t tù y theo yêu cầu sử dụng (hình 11.7d) Q uạt có hai cuộn giống h ệt n h au stato Khi cuộn đóng vai trị cuộn LV chiều quay th ì cuộn đóng vai trị cuộn KĐ Ở chiều quay ngược lại vai trị cuộn đơi cho 11.5 TỔNG KẾT CHƯƠNG Q uạt m ay dun g đê h ú t khơng k h í (hay loại k h í khác) từ nơi đến nơi khác không theo đường ông theo đường ông Khí qua q u ạt coi không chịu nén tỷ số^ nén q u ạt khơng đáng kể Khi khí chun dịch theo đường ơng, tác dụng h ú t hiệu q u ạt đ ặt phía cuối ơng, cịn tác dụng thổi hiệu q u ạt đ ặt phía đầu ong Q uạt có loại q u ạt ly tầm q u ạt hướng trục, (xem kỹ mục 112) Máy qu ạt tương tự m áy bơm (khi coi khí khơng chịu nén) nên đăc tính loại tương tự CÂU HỎI ƠN TẬP CHƯƠNG 11 11.1 T rình bày vể quạt ly tâm 11.2 T rình bày q u ạt hướng trục 11.3 So sánh sơ đồ máy quạt dùng động đồng hình 11.6 với sơ đồ máy bơm dùng động đồng hình 10.21 183 .C h n g MÁY NÉN KHÍ 12.1 KHÁI NIỆM CHUNG VÀ PHÂN LOẠI Khí nén khí có n hiều cơng dụng, thường dùng làm: - N guyên liệu sản x u ất (trong cơng nghiệp hố học); - Tác nh ân m ang n ăn g lượng (sục khí, k h u trộn tạo p h ản ứng); - Tác n h ân m ang tín h iệu điều k h iển (trong kỹ th u ậ t điều k h iển tự động dùng khí nón); - Nguồn động lực (cấp k h í cho tu ab in khí nén, kích k h í nén, động khí nén, xịt bụi, xì khơ sau tẩy rửa ) Máy nén khí m áy nguồn để cấp khí nén 12.1.1 Phân loại máy nén khí a) T h e o n g u y ê n lý m v iệ c c h ia r a ( tư n g t ự n h m y bơm , m y q u a t) - Máy nén th ể tích: m áy này, k hí tăn g áp nhờ giảm th ể tích khơng gian làm việc Thuộc loại có m áy nén pittông, máy nén rôto (cánh gạt, b ánh ) - Máy nén động học: m áy này, tăn g áp nhò guồng động tăn g động chuyền th n h áp Thuộc loại có máy nén ly tâm , máy nén hướng trục b) T h e o n h i ê u c c h p h ả n lo a i k h c - Theo áp suất: cao, tru n g bình, thấp, chân khơng - Theo suất: lớn, vừa, nhỏ - Theo làm lạnh: khơng làm lạnh làm lạnh q trìn h nén - Theo sô" câ"p nén: câ"p, nhiều cấp Bảng 12.1 Cho b iết n ăn g suâT dải áp suâ"t sô" loại m áy nén khí Đ ả n g 12.1 Loại máy nén Dải áp suất (at) Nảng suât (m3/h) - 0 - 100.000 - 30.000 M áy nén cánh gạt 0-12 -6 0 M y nén truc vít 0-10 - 30.000 M áy nén ly tâm 0-50 6.000 - 300.000 M y nén tu a b in 0-20 6.000 - 900.000 M áy nén hướng trụ c 0-10 R ất lớn M áy nén pittông 184 12.1.2 Các thông số máy nén khí M áy nén k h í có thơng sơ" bản: —Tỷ sơ nén 6: tỷ sô áp s u ấ t'k h í p áp s u ấ t k h í vào P vAo m áy nén e=Jr- (12.1) —N ăng s u â t Q: khơi lượng khí nén (kg/s) hay th ể tích k h í nén (m3/h) m máy nén cung cấp tron g đơn vị thời gian —Công su ất P: công su ất nén nén sử dụng (qua động kéo) để nén truyền khí Ngồi ra, cịn có thơng số vê hiệu su â t m áy nén, th ô n g sô" c h ấ t lượng khí nén (như n h iệt độ, áp su ất, dộ ẩm, lý - hố tín h ) 12.1.3 Các đơn vị áp suất thường sử dụng kỹ thuật khí nén cho bảng 12.2 Bảng 12.2 Pa (N/m2) at (kG/cm2) tor (mmHg) mHjO psi (Ib lực/in2) bar 10.2.10-6 7,5.10-3 10.2.10-3 145.10;6 10-5 9,8.103 133,3 1.36.10-3 735,5 10 14,2 0,98 1tor = 1mm/Hg 0,02 1m H ,0 9.8.102 0,1 73,6 13.6.10-3 1,42 13.3.10"4 9.8.10-2 1psi = 1lbf/in2 bar = 105 N/m2 69.103 105 70.3.10-3 51 70.3.10-2 6,9.10-2 1,02 750 10,2 14,5 1Pa = 1N/m2 1at = 1kG/cm2 ✓ 1ỉn = 2,54cm 1lb lực (libra lực) = 1lbf = 1pao lực (pound force) = 0,454kG = 4.448N 12.1.4 Hệ thống phân phối khí nén Một hộ thơng phân phổi khí nén đổ sử dụng th iê t bị k h í nón tron hình 12.1 Máy nén khí cấp khí nen vào bình tích Từ bình tích, k h í nén phân phối theo dường ông dẫn 12 qua van câp 11 Dọc theo đương ơng dân có bình tụ nưóc tạp ch ất lẫn khí nén Nước lắng đọng xa qua van 10 Trước khí nén phân phơi tới th iết b ị sử dụng, k h í chứa bình chứa tru n g gian Từ đây, qua lọc nước 5, qua điêu chinh ap su â t (de CO ap suât phù hợp v ố i t h i ế t b ị sử dụng khí nén) qua tạo dâu boi tiơ n ncu CO J C U cau) tới bình phân plìơl cho thiơt bị sử dụng 1sr> 12.2 MÁY NÉN PITTÔNG M áy nén pittơng loại m áy nén th ể tích Tùy theo áp s u ấ t làm việc m m áy chia ra: m áy h ú t chân không (< lat), m áy nén áp s u ấ t th ấp (100at) Tương tự máy bơm pittông, máy nén pittơng có hai giai đoạn chu kỳ làm việc (hình 12.2) - Giai đoạn h ú t khí: đường h ú t vối áp su ất vào Pv không đổi (van a mơ pittông chuyển dịch sang phải) đường cưỡng đường Giai đoạn nén đẩy khí: nén - với áp su ấ t pv tăng lên pr (van a, b đóng) đẩy - với áp s u ấ t pr không đổi (van b mở) Ớ giai đoạn pittơng dịch chuyển sang trái Hình 12.2 Ngun lý làm việc đổ thị chu trình nén lý thuyết máy nén pit tông Lý th u y ết n h iệ t động học chứng m inh rằn g công tiêu hao chu kỳ nén tương ứng với diện tích h ìn h —2 - —4 - Vói k h í thực th ì cơng tiêu hao lón đồ thị chu trìn h nén có sai khác (hình 12.3) Cuối giai đoạn đẩy, có thổ tích đọng gọi thể tích chổt nên chuyển sang giai đoạn h ú t đô b đầu chu kỳ khí lưu nén ỗ thể tích chết dãn nở (đường 4-1) trình h ú t khơng xảy Đường h ú t (1-2) có cực tiểu đường đẩy (2-3-4) có cực đại khơng th ẳ n g đồ thị hình 12.2 Sự khác n h au do: - Có th ể tích chết pittơng đầu xylanh pittơng khơng thể áp s t đầu xylanh có van Do vậy, giai đoạn h ú t b ắ t đầu khí nén th ể tích chết dãn nỏ giảm áp s u ấ t xuống áp suâ't hút Điổu làm giảm th ể tích khí h ú t vào Hình 12.3 Đơ thị chu trình nén khí thực máy nén pittơng Các van có trở lực (chủ yếu lò xo) nên giai đoạn h ú t bắt đầu áp suất khí xylanh nhỏ áp s u ấ t P r ông h ú t giai đoạn đẩy b ắ t đ ầu áp s u ấ t xylanh lớn áp s u ấ t Pr ống đẩy - Áp s u ấ t ông h ú t ông đẩy dao động theo vị tr í p ittơ n g p ittơng chuyển dịch không (do tác dụng hệ biên —m aniven) n ên dịng k h í chuyển động khơng ổn định - Khi k h í bị h ú t vào xylanh, khí th u n h iệ t xylanh (do q trìn h nén trước đó) Đ ầu giai đoạn nén, k h í th u n h iệt xylanh T rong trìn h nén (2 - 3), khí nóng lên n h iệ t độ cao n h iệt độ xylanh th ì k h í làm nóng xylanh Trong giai đoạn đẩy (3 —4), k h í cấp n h iệt cho xylanh Do có rị k h í qua van, xéc m ăng (giữa pittông xylanh) n ên đường nén thoải đường dãn dốc - Do tích chết máy nén pittơng nên tỷ sô" nén c = — bị hạn che" Khi cần Pv tỷ số nén cao, người ta sử dụng nén nhiều cấp (bằng cách nối tiếp nhiều m áy nén) có làm lạnh Q uan hệ E sô"cấp nén cho bảng 12.3 Đảng 12.3 Số cấp z Tỷ số nén -3 -1 35 - 400 - 1000 0 - 1100 -1 0 H ình 12.4 biểu thị máy nén pittơng h cấp xylanh Hình 12.4 Máy nén pittơng cấp Cửa thơng gió; Pittơng nén cấp 1; Xylanh nén cấp 1; ố n g làm lạnh; Lọc khí; Van an tồn cấp 1; Pittơng nén cấp 2; Xylanh nén cấp 2; ỏ n g làm m át nước; 10 Bánh đà 187 12.3 MÁY NÉN RÔTO M áy nén rôto loại m áy nén th ể tích H ình 12.5 biểu th ị m ột m áy nén rôto cánh gạt v ỏ trụ nắp có nước làm mát Rơto lắp vào trụ c lệch tâm Rơto có nhiều khe hẹp khe có trượt thép (dày 0,8 4- 2,5mm) Khi rôto quay theo chiều m ũi tên n, trượt văng ra, ép vào th n h hai vòng gang tự kéo chúng quay Các cách trư ợt chia không gian làm việc th n h khoảng không gian nhỏ mà th ể tích giảm dần theo chiều quay từ phía h ú t sang phía đẩy (xem th êm h ìn h 10.lg) Ơ đõ trục bịt kín bạc trư ợ t P hía ơng đẩy có van (su páp) chiều ngăn khơng cho k h í nén quay lại Hình 12.5 Máy nén rơto cánh gạt 12.4 MÁY NÉN LY TÂM Máy nén ly tâm loại máy nén động học Nguyên lý làm viộc máy nén ly tâm tương tự bơm ly tâm hay quạt ly tâm Khác ỏ máy nén, khơng khí bị nén qua guồng động nên khối lượng riêng tăng len tạo áp lực tĩnh Đồng thời vận tốc khí tăng nên lực động tăng Máy nén ly tâm có hiệu su ấ t th ấp máy nen pittông n h ất máy có su ất nhỏ mà áp su ất cần cao (ở máy Hình 12.6 Máy nén tua bin nhiều câ'p nén nhiều cấp) Do kêt cấu máy nến ly tâm đơn giản, kích thước khối lượng nhỏ, nơi trực tiếp dược với dộng điện C hất lượng khí máy nén ly tâm tốt máy nén 188 th ể tích (pittơng, cánh gạt) khơng bị b ẩn d ầu bôi trơ n lưu lượng k h í đều, liên tục Do vậy, dù m áy nén ly tâm có hiệu s u ấ t th ấ p n h n g v ẫn sử dụng rộng rãi dải nàn g s u ấ t trê n 100m3/ph với áp s u ấ t nhỏ 12at H ình 12.6 m ặt cắt m ột m áy nén tu ab in cấp, cấp có b án h xe cơng tác, tốc độ quay rôto đến 7600vg/ph, n ăn g s u ấ t 525m 3/ph, áp s u ấ t 9at, cơng s u ấ t 3500kW Đối vói áp s u ấ t nhỏ, người ta dùng tu a b in thổi k h í m ột cấp, tạo áp s u ấ t không qùá 0,15 at v ề b ản chất, q u ạt cao áp Đốì với áp s u ấ t 1,3 4at, có tu a b in thổi k h í n h iều cấp ĐỔI với áp s u ấ t -7- lOat, có m áy nén tuabin 12.5 ĐIỂU CHỈNH LƯU LƯỢNG VÀ ÁP SUẤT MÁY NÉN KHÍ Áp su ấ t h ệt thông k h í nén phụ thuộc vào n ăn g s u ấ t máy nón (khí cấp) lượng khí nén tiêu th ụ hộ thơng Khi lượng khí nón tiêu th ụ n ăn g s u ấ t m áy n én k h í th ì hộ thơng cân áp su ấ t khí hệ ổn dịnh Khi m ất cân bằn g th ì áp s u ấ t k h í nón th ay đổi Cụ th ể neu lượng k hí nén tiêu th ụ lớn n ăn g s u ấ t m áy th ì áp s u ấ t k h í hộ thông giảm ngược lại Đố không chế áp su ất khí nén hộ thống cấp k h í nón, người ta sử dụng phương pháp điều chỉnh tương tự máy bơm n h ng phương pháp thay dổi tô"c độ dộng kéo máy sử dụng mà hay dùng phương p háp dóng - mở van xả Sơ đồ điều chinh áp su ấ t khí nén trơn h ìn h 12.7 Hình 12.7 Hệ diều chỉnh áp suât khỉ nén Khi áp su ất hệ thông cấp khí nón tăng q trị sơ" định mức (do van tiêu dùng đóng nhiổu, máy nén cấp nhiều ) van trư ợ t tro n g xylanh bị day len qua miệng ông lực đẩy th ắn g đốĩ trọng Khí nón từ hệ thơng qua ơng ổhg vào xylanh Pit tông th ắn g lực dẩy lò xo làm van xá mơ Xylanh 10 nốì th ẳn g với khí quyen pittơng 11 máy nón khơng tải Khi áp su ât hệ thơng cap khí nén giảm thâp trị sơ" định mức lực đay lên van trượt yô"u, nhỏ trọng lượng dối trọng nen van trư ợ t tụt xuôVig nỏi 189 thơng ống vói cửa th o t 13 r 'k h í Lị xo 7, đẩy p ittơng lên van đóng P ittông 11 m áy n én h ú t khí cấp k h í vào hệ thơng Khi cần mở m áy không tải, mỏ van 12 để k h í nén từ ơng 5, qua van 12, ông vào xylanh van mở, xylanh 10 thơng với khí Động kéo pittơng mỏ m áy khơng tải Ngồi việc đảm bảo lưu lượng áp suất, khí nén cịn p h ải đảm bảo ch ất lượng độ ẩm, độ M áy nén k hí hệ thơng k h í nén cịn kèm lọc (xem thêm mục 12.1.4) Bình tích khí đảm bảo: - Điều hịa lưu lượng đảm bảo áp suất Khử xung áp kênh tiêu thụ, n h ấ t m áy nén pittông - Điều chỉnh giới h ạn cực đại cực tiểu áp s u ấ t k h í nén dễ dàng H ạn che thiểu tầ n sô" mở m áy động kéo máy nén - T rán h sụ t áp đột biến k h í tiêu th ụ k h i p h an h k h í nén, kích pittơng lớn làm việc - Làm m át nén ngưng tụ nưốc, tạp ch ất lẫn tro n g k h í nén 12.6 Sơ ĐỔ ĐIỀU KHIỂN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN MÁY NÉN KHÍ 12.6.1 Sơ đồ điểu chỉnh tiếp điểm áp khí Sơ đồ thường dùng máy nón khí pittơng lưu lượng nhỏ (hình 12.8) cơng su ất 10kW Tiếp điểm áp khí đảm bảo dừng động bình chứa khí chứa k h í nén đến áp su ấ t đặt cực đại chạy lại động áp su ât khí nén giảm xuống mức cực tiểu cho phép Tiơp điểm áp khí dùng để đóng cắt cơng tắc tơ mạch lực câp điện cho động kéo máy nén khí Bình tru n g gian lắp đường dẫn khí tích tính tốn cho -ỉ- 6s đầu chạy máy mà khơng có áp suất nhằm trán h mở máy có tải (có áp suất) Đầu xả gắn với tiếp diêm áp khí đảm bảo xả khí bình Hỉnh 12.8 Sờ đổ điểu khiển tự động vào khí quyên động dừng Khi máy nén khí tiếp điểm áp khí van bi chiều đóng kín để khơng cho áp s"t khí từ bình tích vào bình tru n g gian chạy lại động Khi công tắc tơ đóng điện cho động th ì đầu xả đóng Tiếp điểm áp khí đóng m ạch động áp su ấ t k h í V b ar n g mạch dộng co' áp su ả t khí tăn g đến -^1 bar 190 12.6.2 Sd đổ điều chỉnh tiếp điểm điện khí Sơ đồ thường dùng m áy nén k h í có cơng s u ấ t trê n 10kW lưu lượng tru n g bình K ết cấu (hình 12.9) gồm: - Một áp k ế có tiếp điểm đóng cắt giới h ạn áp su ấ t từ b ar đến vài chục bar Giới h ạn áp s u ấ t diều chỉnh núm vít th ay đổi lực nón lò xo - Một van điện ngả: ngả nối vối bình chứa khí, ngả nối phía hộ tiêu thụ, ngả thơng vói khí Khi áp su ấ t k h í bình chứa đ ạt giá trị cực đại, tiếp điểm áp k ế mở để dừng động Khi áp su ấ t bình chứa giảm tói giá trị cực tiểu, tiếp điểm áp k ế đóng lại đế chạy động Lúc van điện cấp điộn + 6s để mở cửa xả, giảm tải cho động lúc mở máy Lúc bình thường van điộn bị n g điện đường xả bị đóng kín 12.7 TỔNG KẾT CHƯƠNG Máy nổn khí tương tự máy bơm, máy q u ạt chia hai loại theo nguycn lý làm việc máy nón thơ tích máy nón động học Các m áy nén thường gặp loại thổ tích máy nén pittông, máy nén cánh gạt, loại dộng học m áy nén ly tâm Máy nén pittơng có lưu lượng khí nỏn khơng nơn rấ t cần bình chứa (bình tích) Đieu chỉnh lưu lượng khí nén thường dùng phương pháp dóng - mở van xả Phương pháp thay đổi tốc độ động rấ t sử dụng Máy ncn thường chạy tốc độ mạch điều k hiên k h đơn giản Động chạy máy nón áp su ất khí bình chứa (bình tích) tụ t th ấ p áp su ấ t quy định tối thiểu động dừng áp su ất khí nén đạt tối áp s u ấ t quy định tơì da Điều khiển nhờ van áp khí hay van điộn khí CÂU HỎI ƠN TẬP CHƯƠNG 12 12.1 Khí nón sử dụng làm cơng nghiệp dân dụng? 12.2 Có loại máy nén khí phổ biến? Nêu đặc điểm chúng 12.3 Mô tả nguyên lý làm việc loại máy nón khí: pittơng, cánh gạt ly tâm 12.4 Nêu phương pháp điều chỉnh lưu lượng áp su ất hộ thơng khí nén 12.5 T rình bày hộ điều khiển máy nén khí van áp khí van điộn - khí 191 TÀI LIỆU THAM KHẢO Vũ Q uang Hồi Trang bị điện dục, 2009 - điện tử m áy công nghiệp d ù n g ch u n g, NXB Giáo Vũ Q uang Hồi Giáo trìn h điện - điện tử cơng nghiệp (tái b ản lần thứ 4), NXB Giáo dục, 2007 Nguyễn Văn C hất Giáo trình trang bị đ iện , NXB Giáo dục, 2007 F.A A nnett Elevators Me G raw -H ill Book C om pany New York, 1986 Giles A F Electronic sensing devicer London, 1998 Bost Michel Les fours in d ustriels resistance electronique, P aris, 1989 Các tài liệu, hồ sơ m áy liên q uan 192 MỤC LỤC Lời n ó i đ ầ u PHẦN TRANG BỊ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ CÁC MÁY NÂNG - VẬN CHUYÊN P hân loại MN—v c Đặc điểm dặc trưng cho chế độ làm việc tủ a hệ tru y ền động M N -V C Xu hưống p h át triển hệ truyền động dùng MN—v c Chương MÁY TRỤC 1.1 Khái niệm chung 10 1.2 Động truyền động cầu trụ c 11 1.3 Các thiết bị điện chuyên dùng cầu trụ c 15 1.4 Một sô" sơ đồ điều khiển câu trục điển h ìn h 18 1.5 Tổng k ế t 32 Câu hỏi ôn tập chương 32 Chương THANG MÁY 2.1 Khái niệm chung phân lo i .33 2.2 Các phận thang m y 34 2.3 Yôu cầu dôi vối truyền động điộn thang m y .39 2.4 Động điện hộ truyền động điộn thang m y 41 2.5 Cảm biến vị trí dùng thang m y 42 2.6 Một sơ" sơ đồ điều khiển thang máy điển h ìn h 44 2.7 Tổng k ế t 53 Câu hỏi ôn tập chương 53 Chương MÁY XÚC 3.1 Khái niộm chung phân lo i 54 3.2 Các chuyển động ủ máy xúc 55 3.3 Một sô"yêu cầu bàn dốỉ VỚI hộ truyền động điện máy xúc 57 3.4 Tính cơng suất cực đại động truyền động 58 3.5 Sơ đồ điện máy xúc điển h ìn h 60 3.6 Tổng kết chương 67 Câu hỏi ôn tập chương 67 Chương THIẾT BỊ VẬN TẢI LIÊN TỤC 4.1 Khái niệm chung phản lo i 68 4.2 Cấu tạo thông sô" kỹ th u ậ t TBVTLT .68 4.3 Công suất động truyền dộng TBVTLT 72 193 4.4 Một sổ» sơ đồ điều khiển TBVTLT 74 4.5 Tổng kết chương 79 Câu hỏi ôn tập chương .79 PHẦN TRANG BỊ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ LÒ ĐIỆN Chương LÒ ĐIỆN TRỞ 5.1 Khái niệm chung phân lo i 80 5.2 Sơ kết cấu lò điện trở 82 5.3 Vật liệu làm dây đô"t 85 5.4 Một số sơ đồ điều khiển nhiệt độ lị điển h ìn h 85 5.5 Tổng kết chương 07 Câu hỏi ôn tập chương 07 Chương LÒ HỔ QUANG 6.1 Khái niệm chung phân lo i 08 6.2 Đặc điểm cung cấp lượng cho lò HQ 101 6.3 Các yêu cầu đổi với hệ tự động điều chỉnh công su ất lò H Q 102 6.4 Các sơ đồ điện điều c h ỉn h 103 6.5 Tổng kết chương 110 Câu hỏi ôn tập chương 110 Chương LÒ CẨM ỨNG 7.1 Khái niệm chung phân lo i 7.2 Các nguồn tần số 7.3 Các phụ kiện chuyên dùng lò cảm ứng 7.4 Một sơ sơ đồ lị cảm ứng điển h ìn h 7.5 Tổng kết chương Câu hỏi ôn tập chương 111 114 118 110 126 126 PHẦN TRANG BỊ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ MÁY HÀN ĐIỆN Chương HÀN HƠ QUANG 8.1 Các vêu cầu đơi với nguồn điện để hàn hồ quang (HQ) 8.2 Hệ sô tiêp điểm nguồn h n 8.3 Nguồn hàn HQ xoay chiều 8.4 Nguồn hàn HQ chiều 8.5 Máy hàn HQ 8.6 Tổng kết chương Câu hỏi ôn tập chương 194 128 120 120 184 140 145 146 Chương HÀN TIẾP XÚC 9.1 H àn điểm 147 9.2 H àn nối (hàn giáp m ối) 149 9.3 H àn đưồng 150 9.4 Sơ đồ điều khiển máy h àn tiếp x ú c 151 9.5 Tổng kết chương 155 Câu hỏi ôn tập chương 156 P H Ầ N TRANG BỊ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ C Á C MÁY THU Ỷ - KHÍ Chương 10 MÁY BƠM 10.1 Khái niệm chung phân lo i 157 10.2 Các thông sô" bơm .158 10.3 Bơm tíc h 160 10.4 Điều chỉnh lưu lượng cột áp bơm 165 10.5 Một số sơ đồ điều khiển bơm điển h ìn h 169 10.6 Tổng kết chương 177 Câu hỏi ôn tập chương 177 Chương 11 MÁY QUẠT 11.1 Khái niệm chung phân lo i 178 11.2 Cấu tạo nguyên lý làm việc máy q u t 178 11.3 Công su ất máy q u t 180 11.4 Sơ đồ điều khiển máy q u t 181 11.5 Tổng kết chương 183 Câu hỏi ôn tập chương 11 183 Chương 12 MÁY NÉN KHÍ 12.1 Khái niệm chung phân lo i 184 12.2 Máy nén p ittô n g 186 12.3 Máy nén rô to 188 12.4 Máy nén ly tâ m 188 12.5 Điều chỉnh lưu lượng áp su ât máy nén k h í 189 12.6 Sơ đồ diêu khiển truyền dộng điện máy ncn k h í 190 12.7 Tổng kết chương 191 Câu hỏi ôn tập chương 12 191 Tài liệu tham khảo 192 Mục lụ c 193 195 Chịu trácli nliiệm xuất bản: Chủ tịch Hội đồng Thành viên MẠC VĂN THIỆN Tống Giám đốc kiêm Tổng biên tập GS.TS v ũ VĂN HỪNG Tổ chức bàn thảo chịu trách nhiệm nội dung: Phó Tổng biên tập PHAN DỖN THOẠI Giám đốc Cơng ty CP Sách ĐH-DN NGƠ THỊ THANH BÌNH Biên tập nội dung sửa bán in: NGUYỄN DUY MẠNH Trình bày bìa : ĐINH XUÂN DŨNG Thiết kế sách chê bản: TRỊNH THỤC KIM DUNG Công ty CP Sách Đại học - Dạy nghề, Nhà xuất Giáo dục Việt Nam giữ quyền cõng bố tác phẩm, GIÁO TRÌNH TRANG BỊ ĐIỆN ĐIỆN TỬ CÁC MÁY CÔNG NGHIỆP - TẬP (Dùng cho trường đào tạo hệ cử nhân cao đẳng kĩ thuật) Mã sô: 7B792y5-DAI In 500 (QĐ in s ố : 105/STK), khổ 19 X 27 cm Đơn vị in : In Công ty CP in Phúc Yên Đường Trần Phú, Thị xã Phúc Yên, Tỉnh Vĩnh Phúc Số ĐKXB : 03 - 2015/CXB/74- 1871/GD Số QĐXB : 6957/QĐ-GD-HN ngày 14 tháng 12 năm 2015 In xong nộp lưu chiểu tháng 12 năm 2015 ... , 25 H n T h u y ên , H Nội X in tr â n trọ n g cảm ơn TÁC GIẢ PHẦN TRANG BỊ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ C Á C MÁY NÂNG - VẬN CHUYÊN Các máy nâng - vận chuyển (MN-VC) m áy dùng để vận chuyển người, hàng hoá... có hai cách dùng dây cáp mềm rải theo dường dịch chuyển dùng hệ tiếp điộn cứng (hình 1.10) Hộ ticp điện (hay cấp điện) pha có đường thép góc gá giá đõ cách điện bơi sứ cách điện Bộ lấy điện gắn... thiêt bị điện xe - Hình 1.10 Hệ tiêp điện cứng (trơ—lây) 1.3.3 Nam châm điện bốc hàng a) Đường tiếp điện; b) Bộ lấy điện Cầu trục có cấu bơ"c hàng nam châm điện (hình 1.12) thường dược dùng xí nghiệp