TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH VIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ ==========*****========== BÁO CÁO ĐỒ ÁN HỌC PHẦN KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Đề tài MẠCH KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ BẰNG NÚT NHẤN Người hướng dẫn ThS Tạ Hùng Cường Nh[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH VIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ ==========*****========== BÁO CÁO ĐỒ ÁN HỌC PHẦN KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Đề tài: MẠCH KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ BẰNG NÚT NHẤN Người hướng dẫn: ThS Tạ Hùng Cường Nhóm thực hiện: Nhóm 01 - Lớp 05 – KTĐĐT 14 Thành viên: Nghệ An, 2022 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG CẤU TẠO 1.1 Bảng gỗ 1.2 Aptomat pha 1.2.1 Aptomat pha gì? .4 1.2.2 Nguyên lý hoạt động Aptomat pha 1.3 Aptomat pha 1.3.1 Aptomat pha gì? .5 1.3.2 Nguyên lý hoạt động .6 1.4 Contactor 1.4.1 Contator gì? 1.4.2 Nguyên lý hoạt động Contator 1.5 Nút nhấn tiếp điểm .8 1.5.1 Nút nhấn tiếp điểm gì? .8 1.5.2 Nguyên lý hoạt động .9 1.6 Motor pha 1.6.1 Motor pha gì? 1.6.2 Nguyên lý hoạt động .10 1.7 Đèn báo 10 1.8 Rơle nhiệt .10 1.8.1 Rơle nhiệt gì? 10 1.8.2 Nguyên lý hoạt động Rơle nhiệt 12 CHƯƠNG NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 13 2.1 Sơ đồ nguyên lý mạch khởi động động nút nhấn 13 2.2 Sơ đồ bố trí, đầu nối thiết bị mạch khởi động động nút nhấn 13 2.3.Vai trò ứng dụng 14 2.4.Hướng phát triển 15 2.3 Kết luận 14 TÀI LIỆU THAM KHẢO 16 LỜI MỞ ĐẦU Trong thời gian làm đồ án kết thúc học phần có nhiều vấn đề khó khăn xuất nhờ giúp đỡ bảo tận tình thầy cô môn Kỹ Thuật Điều Khiển Tự Động Hóa với bạn lớp giúp chúng em hoàn thiện đồ án hoàn thiện tiến độ đề Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo trường Đại học Vinh nói chung, thầy giáo ban lãnh đạo môn Kỹ Thuật Điều Khiển Tự Động Hóa nói riêng dạy dỗ cho chúng em kiến thức môn đại cương môn chun ngành, giúp chúng em có sở lí thuyết vững vàng tọa điều kiện giúp đỡ em suốt trình học tập Và đặc biệt em xin chân thành cảm ơn đến thầy Th.S Tạ Hùng Cường giảng viên Bộ môn Kỹ Thuật Điều Khiển Tự Động Hóa tận tình hướng dẫn giúp đỡ chúng em tồn q trình làm đồ án môn Kỹ thuật điện – điện tử Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè, tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em suốt trình học tập hoàn thành đồ án này.Với điều kiện thời gian kinh nghiệm hạn chế học viên, đồ án khơng thể tránh thiếu sót Em mong nhận bảo, đóng góp ý kiến thầy để chúng em có điều kiện bổ sung, nâng cao ý thức mình, phục vụ tốt công tác thực tế sau Em xin chân thành cảm ơn! CHƯƠNG CẤU TẠO Mạch khởi động động nút nhấn gồm linh kiện sau: Hình 1.1 Các linh kiện 1.1 Bảng gỗ Kích thước bảng gỗ: 35cm x 55cm 1.2 Aptomat pha 1.2.1 Aptomat pha gì? Aptomat thiết bị sử dụng để bảo vệ an toàn cho tải mạch điện tránh cố chập cháy, ngắn mặch tải, dòng dò hệ thống điện pha Hình 1.2 Aptomat pha Phân loại Aptomat pha: Aptomat pha có dòng sản phẩm Aptomat pha cực Aptomat pha cực Tuỳ theo mục đích, tính chất cơng trình cơng suất thiết bị điện mà người dùng đưa lựa chọn phù hợp Hình 1.3 Cấu tạo Aptomat pha 1.2.2 Nguyên lý hoạt động Aptomat pha Cho dây pha qua tâm biến dịng có lõi sắt hình xuyến Đây biến lõi xuyến với cuộn sơ cấp vòng dây (2 dây mát & dây nóng qua tâm biến thế) & cuộn thứ cấp nhiều vòng dây. Như biết, dòng dây nóng dây mát ngược nhau, nghĩa từ trường biến thiên chúng sinh lõi sắt biến dòng ngược chiều Nếu dòng nhau, từ trường biến thiên sinh triệt tiêu lẫn làm điện áp cuộn thứ cấp biến dòng = Nếu điện áp qua hai dây bị rò, dòng điện dây khác nhau, từ trường biến thiên sinh khác làm xuất điện cảm ứng cuộn thứ cấp biến dòng Dòng điện đưa vào IC để kiểm tra xem có lớn dịng rị rỉ hay khơng, lớn IC cấp điện cho Triac cấp điện cho cuộn hút Aptomat Để phát dòng rò lớn vài trăm miliampe khơng cần IC mà dùng lực điện từ tạo có dịng điện chạy cuộn dây để đóng ngắt Aptomat. 1.3 Aptomat pha 1.3.1 Aptomat pha gì? Aptomat pha hay cịn gọi cầu dao điện tự động chuyên dùng để đóng ngắt điện, bảo vệ hệ thống điện & thiết bị điện xảy chố chập, cháy nổ điện gây nguy hiểm. Hình 1.4 Aptomat pha 1.3.2 Nguyên lý hoạt động Nguyên lý hoạt động Aptomat pha có chế tương tự loại Aptomat thông thường Khi trạng thái bình thường, chúng cố định trạng thái đóng tiếp điểm nhờ móc vị trí thứ hai khớp với móc vị trí thứ ba nhóm tiếp điểm cộng với Lúc đó, Aptomat trạng thái on, dòng điện định mức nam châm điện với phần ứng khơng hút. Cịn có cố điện tải, chập mạch,… lực hút điện từ nam châm điện Aptomat hút phần ứng xuống làm bật nhả móc vị trí thứ ba thứ năm thả tự lò xo thả lỏng theo tiếp điểm dẫn điện Aptomat pha mở làm ngắt mạch 1.4 Contactor 1.4.1 Contator gì? Contactor (Cơng tắc tơ) hay cịn gọi là Khởi động từ là khí cụ điện hạ áp, thực việc đóng cắt thường xuyên mạch điện động lực Contactor thiết bị điện đặc biệt quan trọng hệ thống điện Nhờ có contactor ta điều khiển thiết bị động cơ, tụ bù, hệ thống chiếu sáng, thông qua nút nhấn, chế độ tự động điều khiển từ xa Hình 1.5 Contator thực tế Hình 1.6 Cấu tạo contator 1.4.2 Nguyên lý hoạt động Contator Nguyên lý hoạt động của contactor như sau: Khi cấp nguồn mạch điện điều khiển với giá trị điện áp định mức của Contactor vào hai đầu cuộn dây quấn phần lõi từ cố định trước lực từ sinh hút phần lõi từ di động hình thành mạch từ kín (lúc lực từ lớn phản lực lò xo) Contactor bắt đầu trạng thái hoạt động Nhờ phận liên động lõi từ di động hệ thống tiếp điểm làm cho tiếp điểm đóng lại tiếp điểm phụ chuyển đổi trạng thái (khi thường đóng mở thường hở đóng lại), trạng thái trì Khi nguồn điện ngưng cấp cho cuộn dây thì contactor ở trạng thái nghỉ tiếp điểm lại trở trạng thái ban đầu 1.5 Nút nhấn tiếp điểm 1.5.1 Nút nhấn tiếp điểm gì? Nút nhấn loại khí cụ dùng để đóng/ngắt thiết bị điện, máy móc số loại q trình điều khiển Hình 1.7 Nút nhấn Cấu tạo nút ấn gồm: hệ thống lò xo, hệ thống tiếp điểm thường hở (NO) – thường đóng (NC) vỏ bảo vệ Đối với nút nhấn nhả: Các tiếp điểm chuyển trạng thái có lực tác động vào nút ấn Ngược lại, tiếp điểm trở lại trạng thái ban đầu khơng cịn lực tác động vào nút ấn Đối với nút nhấn giữ: Các tiếp điểm chuyển trạng thái có lực tác động vào nút nhấn Khi khơng cịn lực tác động vào nút ấn, trạng thái tiếp điểm trì, tác động lực vào nút nhấn thêm lần để tiếp điểm trở lại trạng thái ban đầu Hình 1.8 Cấu tạo nút nhấn 1.5.2 Nguyên lý hoạt động Nguyên lý hoạt động nút ấn quy trình gồm bước nối tiếp nhau, cụ thể sau: Khi người dùng nhấn nút, tiếp điểm động chạm vào tiếp điểm tĩnh làm thay đổi trạng thái tiếp điểm Trong số trường hợp định, người sử dụng cần giữ nút nhấn liên tục vào nút ấn để kích hoạt cho thiết bị hoạt động Một số loại nút nhấn khác có chốt giữ nút bật người sử dụng nhấn thêm lần 1.6 Motor pha 1.6.1 Motor pha gì? Động điện pha là dạng máy điện khơng đồng hoạt động sử dụng dịng điện xoay chiều pha Đây loại động điện sử dụng thông dụng ngành công nghiệp dây chuyền sản xuất công suất lớn, cụ thể loại máy bơm ly tâm trục ngang, máy bơm ly tâm trục đứng… Hình 1.9 Motor pha Hình 1.10 Cấu tạo động pha 1.6.2 Nguyên lý hoạt động Nguyên lý làm việc động điện không đồng ba pha: Khi ta cho dòng điện ba pha tần số f vào ba dây quấn stato tạo từ trường quay với tốc độ n1 = 60f/p.Từ trường quay cắt dẫn dây quấn rôto cảm ứng sức điện động Vì dây quấn rơto nối kín mạch, nên sức điện động cảm ứng sinh dòng điện cácthanh dẫn rôto Lực tác dụng tương hỗ từ trường quay máy với dẫn mang dịng điện rơto, kéo rơto quay với tốc độ n < n1 chiều với n1 Từ trường quay cắt dẫn dây quấn rôto Tốc độ quay rôto n luôn nhỏ tốc độ từ trường quay n1 tốc độ nhauthì dây quấn rơto khơng cịn sức điện động dịng điện cảm ứng, lực điện từ không Hệ số trượt tốc độ: s = (n1-n)/n1 Tốc độ động cơ: n= 60f/p.(1-s) (vòng/phút) 1.7 Đèn báo Đèn báo hiểu đèn thị sử dụng rộng rãi lĩnh vực loại tàu thuỷ, máy móc thiết bị sản xuất, tủ điện điều khiển, tủ điện phân phối Hình 1.11 Đèn báo Trong đồ án này, đèn báo chế độ mạch hoạt động, nhiệt dừng 1.8 Rơle nhiệt 1.8.1 Rơle nhiệt gì? Rơle nhiệt linh kiện điện tử có khả tự đóng, ngắt mạch điện mạch bị tải, góp phần bảo vệ dịng điện chung thiết bị dùng điện Khi 10 nhiệt độ dòng điện tăng cao đột ngột, lưỡng kim giãn nở uốn cong khiến mạch hở nên dòng điện an tồn Hình 1.12 Rơle nhiệt Cấu tạo Rơle nhiệt Hình 1.13 Cấu tạo Rơle nhiệt 11 1.8.2 Nguyên lý hoạt động Rơle nhiệt Phần tử rơ le nhiệt phiến kim loại kép (bimetal) cấu tạo từ hai kim loại, hệ số giãn nở bé (thường dùng invar có 36% Ni, 64% Fe) hệ số giãn nở lớn (thường đồng thau hay thép crôm – niken, đồng thau giãn nở gấp 20 lần invar) Hai phiến ghép lại với thành phương pháp cán nóng hàn Khi đốt nóng dịng điện, phiến kim loại kép uốn phía kim loại có hệ số giãn nở nhỏ hơn, dùng trực tiếp cho dịng điện qua dây điện trở bao quanh Để độ uốn cong lớn yêu cầu phiến kim loại phải có chiều dài lớn mỏng Nếu cần lực đẩy mạnh chế tạo phiến rộng, dày ngắn 12 CHƯƠNG NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 2.1 Sơ đồ nguyên lý mạch khởi động động nút nhấn Nguyên lý mạch điện giải thích sau: Khi bật công tắc, cấp điện cho cuộn dây contactor K, đồng thời đèn báo Run cấp điện sáng lên Contactor K hút làm cho tiếp điểm chuyển sang trạng thái thường đóng, cấp điện cho động chạy Bóng đèn báo sáng Khi tắt công tắc, cuộn dây contactor K khơng cấp điện, tiếp điểm contactor K chuyển sang thường hở (trạng thái ban đầu) Do động ngừng quay, đồng thời đèn báo trạng thái Run tắt Khi động xảy cố tải, dòng điện hoạt động lớn dòng điện định mức động Dòng điện tải làm phát nóng lưỡng kim bên relay nhiệt Khi thời gian đủ dài relay nhiệt ORL tác động, tiếp điểm thường đóng ORL chuyển sang thường hở Ngừng cấp điện cho cuộn dây contactor K, contactor K ngưng cấp điện cho động đồng thời tiếp điểm thường hở ORL đóng lại làm đèn báo lỗi sáng Do Relay nhiệt bảo vệ tải cho động Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý mạch khởi động động nút nhấn 2.2 Sơ đồ bố trí, đầu nối thiết bị mạch khởi động động nút nhấn 13 Hình 2.2 Sơ đồ đầu nối mạch khởi động động nút nhấn Hình 2.3 Sản phẩm thực tế 14 2.3.Vai trò ứng dụng Vai trò - Bảng điều khiển động điện pha cho phép điều khiển động điện pha dễ dàng, cần thao tác nút nhấn cho động chạy hay đứng yên đặc biệt biệt bảng điều khiển báo lỗi cho người điều khiển biết mạch có vấn đề hay xảy cố như: ngắn mạch,sự cố chập cháy hay tải - Bảo vệ cho động không bị hỏng số mạch điện xảy Ứng dụng Bảng mạch điều khiển động điện pha sử dụng nhiều lĩnh vực khác nhờ vào thông minh thuận tiện cho trình vận hành động chẳng hạn như: dây chuyển sản xuất bánh kẹo, máy xát gạo, gia đình, vận hành nhiều thiết bị lúc, 2.4.Hướng phát triển Do số lí mà bạn khơng thể đến trực tiếp bảng điều khiển để bật hay tắt động điện như: địa hình xa hay bận cơng việc khơng thể đến để điều khiển Vì nên tích hợp điều khiển từ xa cách thêm cơng tắc hành trình vào bảng điều khiển Cơng tắc hành trình là thiết bị dùng để đóng cắt mạch điện lưới điện hạ áp Nó có tác động tương tự nút ấn, khác nút ấn phải ấn tay cơng tắc hành trình cần động tác va chạm phận khí, từ q trình chuyển động khí thành tín hiệu điện Nguyên lí hoạt động:Về nguyên lý hoạt động cơng tắc hành trình cụ thể sau: thơng thường cơng tắc có phận hoạt động sau: cần tác động, chân COM, chân thường đóng (NC) chân thường hở (NO) Ở trạng thái bình thường khơng có tác động đến phận truyền động cơng tắc 15 tiếp điểm chân COM chân NC đấu với Nhưng có tác động vào phận truyền động làm cho chân COM chân NC tách sau chân COM tác động vào chân NO Tiếp theo kích hoạt trạng thái hoạt động điều khiển tín hiệu ngõ cơng tắc 2.3 Kết luận Ưu điểm: mạch đơn giản, dễ sử dụng, thay cơng tắc vị trí công tắc thông minh điều khiển từ xa Nhược điểm mạch có cố điện, điện nguồn phục hồi động tự động chạy lại Điều nguy hiểm cho người cấu truyền động Để khắc phục nhược điểm người ta dùng mạch sau nhiều cho ứng dụng công nghiệp đời sống 16 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Niên Aptomat pha cách sử dụng [https://hecico.com.vn/blog/aptomat-3-pha-la-gi-va-cach-su-dung] Kim An [https://hecico.com.vn/blog/cau-tao-chuc-nang-nguyen-ly-aptomat2-pha/] 3.Contactor.[https://dtech.vn/contactor-khoi-dong-tu-la-gi-cau-tao-va-ung-dungcuacontactor-gp-1155.htm] Motor pha.[ https://minhmotor.com/cau-tao-motor-dien-3-pha.html 17 ]