báo cáo thực hành điện trong kỹ thuật lạnh cb circuit breaker

đang pháthuy tác dụng thúc đẩy mạnh mẽ nền kinh tế, đời sống đi lênNội dung của giáo trình cung cấp các kiến thức cơ bản nhất về sử dụng các khí cụ điện, thiết bị điện thông dụng được sử

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Bộ môn Công nghệ Nhiệt lạnh



BÁO CÁO THỰC HÀNH

ĐIỆN TRONG KỸ THUẬT LẠNH

Giảng viên hướng dẫn: TS HÀ ANH TÙNG

Thành phố Hồ Chí Minh – 05/20

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Bộ môn Công nghệ Nhiệt lạnh



BÁO CÁO THỰC HÀNH Môn Điện trong Kỹ thuật Lạnh

Danh sách thành viên nhóm 3:

STT MSSV Họ và Tên Nội dung thực hiện % Thực hiện 1 2013851 Phạm Thị Bích Ngân Vẽ sơ đồ nguyên lý và giới

thiệu bài 2 100% 2 2011053 Đặng Thành Đạt Nguyên lý hoạt động và

quy trình thực hành bài 2 100% 3 2012944 Nguyễn Tiến Đạt Nguyên lý hoạt động và

quy trình thực hành bài 1 100% 4 2014460 Phạm Hoàng Tấn Phần mở đầu 100% 5 2012471 Nguyễn Thiên Anh Vẽ sơ đồ nguyên lý và giới

thiệu bài 1 100% 6 2012278 Huỳnh Minh Trí Tổng hợp, viết nhận xét và

kết luận 100%

Thành phố Hồ Chí Minh – 05/2024

ii

LỜI CẢM ƠN

Báo cáo thực hành là bài tổng kết, chắt lọc kiến thức trong suốt quá trình học môn Điện trong kỹ thuật lạnh của chúng em Qua bài báo cáo này, chúng em hiểu rõ hơn về các kiến thức cơ sở của mạch điều khiển ứng dụng trong hệ thống điều hòa không khí

Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến thầy Hà Anh Tùng, người đã tận tình hướng dẫn chúng em trong suốt quá trình thực hành và thực hiện bài báo cáo môn "Điện trong kỹ thuật lạnh" Sự nhiệt tình, kiên nhẫn và kiến thức chuyên sâu của thầy đã giúp chúng em hiểu rõ hơn về các nguyên lý và ứng dụng thực tiễn của hệ thống điều khiển trong kỹ thuật lạnh

Nhờ sự hướng dẫn của thầy, chúng em tích lũy được nhiều kinh nghiệm quý báu trong chuyên ngành Thầy đã luôn sẵn lòng giải đáp những thắc mắc, hỗ trợ chúng em vượt qua những khó khăn, và khuyến khích chúng em phát triển tư duy sáng tạo

Một lần nữa, chúng em xin chân thành cảm ơn thầy và mong rằng thầy sẽ tiếp tục truyền đạt kiến thức và niềm đam mê cho nhiều thế hệ sinh viên tiếp theo

Nhóm sinh viên thực hiện

1 Mục tiêu nội dung bài thực hành 1

2 Giới thiệu dụng cụ và thiết bị thí nghiệm 1

NỘI DUNG BÁO CÁO 6

iii

3.1 Kết luận 18

TÀI LIỆU KHAM KHẢO 19

v

DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Ký hiệu khí cụ điện được sử dụng trong bài thực hành 6

Bảng 2.2: Ký hiệu chữ cái trên sơ đồ mạch điện 7

Bảng 2.3: Ký hiệu khí cụ điện được sử dụng trong bài thực hành 12

Bảng 2.4: Ký hiệu chữ cái trên sơ đồ mạch điện 13

PHẦN MỞ ĐẦU

1

PHẦN MỞ ĐẦU 1 Mục tiêu nội dung bài thực hành

Cùng với công cuộc đổi mới công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước, kỹ thuật lạnh đang phát triển mạnh mẽ ở Việt Nam Tủ lạnh, máy lạnh thương nghiệp, công nghiệp, điều hòa nhiệt độ đã trở nên quen thuộc trong đời sống và sản xuất Các hệ thống máy lạnh và điều hòa không khí phục vụ trong đời sống và sản xuất như: chế biến, bảo quản thực phẩm, bia, rượu, in ấn, điện tử, thông tin, y tế, thể dục thể thao, du lịch đang pháthuy tác dụng thúc đẩy mạnh mẽ nền kinh tế, đời sống đi lênNội dung của giáo trình cung cấp các kiến thức cơ bản nhất về sử dụng các khí cụ điện, thiết bị điện thông dụng được sử dụng trong mạch điện của hệ thống máy lạnh và điều hoà không khí.Hình thành và rèn luyện các kỹ năng sử dụng các dụng cụ điện cầm tay dùng trong lắp đặt mạch điện, sử dụng các đồng hồ đo điện để kiểm tra, sửa chữa những hư hỏngthường gặp trong mạch điện, lắp đặt được mạch điện theo sơ đồ nguyên lý và sơ đồ đi dây

2 Giới thiệu dụng cụ và thiết bị thí nghiệm CB (Circuit breaker)

PHẦN MỞ ĐẦU

2 Nguyên lý làm việc

Ở trạng thái bình thường sau khi đóng điện, CB được giữ ở trạng thái đóng tiếp điểm Bật CB ở trạng thái ON, với dòng điện định mức nam châm điện phần ứng không hút Khi mạch điện quá tải hay ngắn mạch, lực hút điện từ ở nam châm điện lớn hơn lực lò xo làm cho nam châm điện sẽ hút phần ứng xuống các tiếp điểm của CB được mở ra, mạch điện bị ngắt

Cầu chì

Chức năng

Cầu chì là một loại khí cụ điện dùng để bảo vệ thiết bị và lưới điện tránh sự cố ngắn mạch, thường dùng để bảo vệ cho đường dây dẫn, máy biến áp, động cơ điện, thiết bị điện, mạch điện điều khiển, mạch điện thắp sáng

Hình 1.2 Cầu chì

Nguyên lý hoạt động Khi dòng điện tăng lên quá giá trị định mức (tăng đột biến do ngắn mạch) dây chảy cầu chì bị nóng cháy và đứt làm mạch điện bị mở để bảo vệ mạch điện hoặc phụ tải điện

Rơ le nhiệt

Chức năng

Rơle nhiệt là một loại khí cụ để bảo vệ động cơ và mạch điện khi có sự cố quá tải Rơle nhiệt không tác động tức thời theo trị số dòng điện vì nó có quán tính nhiệt lớn, phải có thời gian phát nóng, do đó nó làm việc có thời gian từ vài giây đến vài phút

Contactor

Chức năng:

Contactor là một khí cụ điện dùng để đóng ngắt các tiếp điểm, tạo liên lạc trong mạch điện bằng nút nhấn Như vậy khi sử dụng contactor ta có thể điều khiển mạch điện từ xa có phụ tải với điện áp đến 500V và dòng là 600A (vị trí điều khiển, trạng thái hoạt động của contactor rất xa vị trí các tiếp điểm đóng ngắt mạch điện)

Hình 1.4 Contactor

PHẦN MỞ ĐẦU

4 Nguyên lý hoạt động

Khi cấp nguồn điện bằng giá trị điện áp định mức của contactor vào hai đầu của cuộn dây quấn trên phần lõi từ cố định thì lực từ tạo ra hút phần lõi từ di động hình thành mạch từ kín, làm cho tiếp điểm chính đóng lại, tiếp điểm phụ chuyển đổi trạng thái (thường đóng sẽ mở ra, thường mở sẽ đóng lại) và duy trì trạng thái này Khi ngưng cấp nguồn cho cuộn dây thì contactor ở trạng thái nghỉ, các tiếp điểm trở về trạng thái 15 ban đầu

Rơ le trung gian

Chức năng:

Điều khiển đóng mở các tiếp điểm

Hình 1.5 Rơ le trung gian

Nguyên lý làm việc:

Khi cấp điện cho cuộn dây của rơ le, sẽ tạo từ trường chạy trong mạch từ chính Lực hút điện từ sinh ra thắng được lực hút lò xo phản lực nắp mạch từ được về phía lõi làm thay đổi trạng thái tiếp điểm Khi ngưng cấp điện thì lực điện từ mất, lực hút lò xo lớn nên nhả nắp làm các tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu

Rơ le trung gian (Timer)

Chức năng:

Timer là một khí cụ điện dùng trong lĩnh vực điều khiển tự động, với vai trò điều

khiển trung gian giữa các thiết bị điều khiển theo thời gian định trước

PHẦN MỞ ĐẦU

5

Hình 1.6 Timer

Nguyên lý hoạt động:

Khi cấp nguồn vào cuộn dây Timer, đèn ON sáng, các tiếp điểm tác động không tính thời gian (tiếp điểm thường) chuyển đổi trạng thái tức thời (thường đóng mở ra, thường mở đóng lại), các tiếp điểm tác động có tính thời gian không đổi Sau khoảng thời gian đã định trước, đèn UP sáng, các tiếp điểm tác động có tính thời gian (tiếp điểm trễ) sẽ chuyển trạng thái và duy trì trạng thái này Khi ngưng cấp nguồn vào cuộn dây, tất cả các tiếp điểm tức thời trở về trạng thái ban Đấu

NỘI DUNG BÁO CÁO

6

NỘI DUNG BÁO CÁO 1 BÀI THỰC HÀNH SỐ 1

1.1 Giới thiệu mô hình mạch điện

Ký hiệu khí cụ điện được sử dụng trong bài thực hành

Mạch điện bài thực hành số 1 mô phỏng chế độ làm việc có báo sự cố cho hệ thống lạnh, theo dõi và xử lý sự cố để bảo vệ an toàn thiết bị và điện

Mạch điện sử dụng ký hiệu theo tiêu chuẩn IEC (International Electrotechical Commission) Các ký hiệu trên mạch được liệt kê trên 2 bảng sau:

Bảng 2.1: Ký hiệu khí cụ điện được sử dụng trong bài thực hành

NỘI DUNG BÁO CÁO

7

Bảng 2.2: Ký hiệu chữ cái trên sơ đồ mạch điện

NỘI DUNG BÁO CÁO

- CB đóng, nút nhấn không tự giữ ON được nhấn

- Cuộn dây K1A có điện, làm đóng tiếp điểm thường mở K1A, làm mở các tiếp điểm thường đóng K1A

- Tiếp điểm K1A đóng lại, cấp điện cho cuộn dây K3, cuộn dây timer K1T, Van điện từ SV

- Cuộn dây timer K1T có điện, sau khoảng thời gian được cài đặt làm đóng tiếp điểm thường mở của timer K1T Cuộn dây K3 có điện làm đóng tiếp điểm thường mở K3

NỘI DUNG BÁO CÁO

9

- Timer K1T đóng, cuộn dây K1, K2 có điện làm đóng tiếp điểm thường mở K1, K2 Đèn L3 sáng ,máy nén (MN) chạy và đèn L4 sáng, quạt dàn nóng (QDN) chạy Cuộn dây K3 có điện làm đóng tiếp điểm thường mở K3, đèn L5 sáng, quạt dàn lạnh (QDL) chạy

- Hệ thống hoạt động cho đến khi phòng đủ lạnh (Nhiệt độ được cài đặt trên Bộ điều khiển nhiệt độ B1), công tắc B1 chuyển hướng

- Tiếp điểm thường đóng B1 mở ra và trở thành một đường mở Cuôn dây K3, cuôn dây timer K1T, van điện từ SV mất nguồn Van điện từ , quạt dàn lạnh QDL ngừng hoạt động

- Tiếp điểm thường mở B1 đóng lại, cuộn dây K2T có điện, tiếp điểm thường mở K2T đóng lại, sau khoảng thời gian cài đặt trên timer, tiếp điểm thường đóng của cuôn dây timer K2T mở ra và trở thành đường mở, cuôn dây K1, K2 mất nguồn Máy nén MN, quạt dàn nóng QDN ngừng hoạt động

- Quá trình trên được thực hiện lặp lại khi nhiệt độ vượt quá nhiệt độ cài đặt trên bộ điều khiển nhiệt nhiệt độ B1

1.3.2 Mạch hoạt động khi có sự cố áp suất cao

- Khi có sự cố cáo áp xảy ra, tiếp điểm thường đóng của Rơ le áp suất (HP) mở ra và trở thành đường mở

- K1, K2, K3, L3, L4, L5 mất nguồn

- Máy nén (MN), Quạt dàn lạnh QDL, Quạt dàn nóng QDN ngừng hoạt động - Đèn L1 sáng, cuộn dây K2A có điện

- Tiếp điểm thường mở K2A đóng lại, còi H1 kêu báo sự cố

1.3.3 Mạch hoạt động khi có sự cố quá nhiệt

- Khi có sự cố quá nhiệt sảy ra, tiếp điểm thường đóng của Rơ le nhiệt FR mở ra và trờ thành đường mở

- K1, K2, K3, L3, L4, L5 mất nguồn

- Máy nén (MN), Quạt dàn lạnh QDL, Quạt dàn nóng QDN ngừng hoạt động - Đèn L2 sáng, cuộn dây K3A có điện

NỘI DUNG BÁO CÁO

- Bật công tắc cao áp để giả lập sự cố cao áp → Quạt dàn lạnh QDL, van điện từ SV, quạt dàn nóng QDN, máy nén MN tắt, đèn báo sự cố sáng , còi báo sự cố kêu, bật công tắc S1 để dừng còi

- Bật nút ON để khởi động lại hệ thống, bật công tắc quá nhiệt để giả lập sự cố quá nhiệt → Quạt dàn lạnh QDL,van điện từ SV, quạt dàn nóng QDN , máy nén MN tắt, đèn báo sự cố sáng , còi báo sự cố kêu, bật công tắc để tắt còi báo sự cố bật công tắc S1 để dừng còi

- Bật nút ON để khởi động lại hệ thống.Hạ nhiệt độ tại đầu cảm biến để giả lập nhiệt độ phòng xuống dưới nhiệt độ được cài trên bộ điều khiển B1→ Quạt dàn lạnh QDL và Van điện từ SV tắt, sau khoảng thời gian cài đặt trên timer quạt dàn nóng QDN và máy nén MN tắt

- Nhấn nút OFF để tắt hệ thống, rút nguồn, hoàn thành bài thí nghiệm

1.5 Nhận xét

Ưu điểm

- Mạch có cơ chế bảo vệ khi xảy ra quá nhiệt và áp suất quá cao bằng cách ngắt nguồn điện cung cấp và kích hoạt còi báo động, đảm bảo cho thiết bị và người sử dụng - Mạch có khả năng tự động điều chỉnh hoạt động của các thiết bị dựa trên nhiệt độ cài đặt, giúp duy trì nhiệt độ ổn định và tiết kiệm năng lượng Timer giúp điều chỉnh hoạt động của các thiết bị theo thời gian, giúp mạch hoạt động hiệu quả và giảm tải cho các thiết bị

NỘI DUNG BÁO CÁO

- Các linh kiện cơ khí có tuổi thọ ngắn hơn sơ với các linh kiện điện tử hiện đại - Mạch hoạt động dựa trên nguồn điện ổn định, bất kì sự cố nào về điện cũng có thể ảnh hưởng đến hoạt động của toàn bộ hệ thống

Khả năng cải tiến

- Sử dụng mạch tích hợp (IC) để thay thế cho timer cơ học và sử dụng các IC điều khiển công suất để điều khiển các tải máy nén, quạt thay thế relay

- Cung cấp nguồn điện dự phòng để duy trì hoạt động của hệ thống trong trường hợp mất điện

NỘI DUNG BÁO CÁO

12

BÀI THỰC HÀNH SỐ 2

2.1 Giới thiệu mô hình mạch điện

Mạch điện bài thực hành số 2 là mạch điều khiển đóng mở FCU, giả lập sự cố, theo dõi và xử lý sự cố để bảo vệ an toàn thiết bị và điện

Mạch điện sử dụng ký hiệu theo tiêu chuẩn IEC (International Electrotechnical Commission) Các ký hiệu trên mạch được liệt kê trên 2 bảng sau:Ký hiệu khí cụ điện được sử dụng trong bài thực hành

Bảng 2.3: Ký hiệu khí cụ điện được sử dụng trong bài thực hành

NỘI DUNG BÁO CÁO

13

Bảng 2.4: Ký hiệu chữ cái trên sơ đồ mạch điện

Ký hiệu Diễn giải CB 01 CB nguồn bảo vệ ngắn mạch

S1 Công tắc xoay ON/OFF cho FCU 01 S2 Công tắc xoay ON/OFF cho FCU 02 S3 Công tắc xoay ON/OFF cho điện trở R1 K0 Role nguồn

K1 Role FCU 01 K2 Role FCU 02 K3 Role van Solenoind

Đ01 Đèn báo FCU 01 hoạt động Đ02 Đèn báo FCU 02 hoạt động Đ03 Đèn báo lỗi sự cố thấp áp Đ04 Đèn báo lỗi sự cố quá dòng Đ05 Đèn báo lỗi sự cố cạn môi chất Đ06 Đèn báo lỗi sự cố áp suất hệ thống T1 Transformer

RP 1 Role bảo vệ quá dòng điện áp RT 1 Role nhiệt

V1 Role áp suất

KM1 Role trung gian FCU 01 KM2 Role trung gian FCU 02 KM3 Role trung gian sự cố áp suất KM4 Role trung gian sự cố quá dòng KM5 Role trung gian sự cố cạn môi chất

NỘI DUNG BÁO CÁO

NỘI DUNG BÁO CÁO

15

KT1 đóng lại và duy trì trạng thái để dòng điện đi qua cấp điện cho hai contacter K3 và K4 đóng tiếp điểm thường mở Cấp điện vào đèn Đ03 sáng báo máy nén hoạt động và đèn Đ04, Đ05 sáng báo hiệu lần lượt van điện từ 01, 02 hoạt động

2.3.2 Mạch mô phỏng sự cố điện áp quá cao

Khi mô phỏng sự cố điện áp quá cao, việc ta gạt công tắc xoay S3 sẽ khiến điện trở R1 bắt đầu gia nhiệt, đến khi dòng điện cấp cho R1 vượt ngưỡng cài đặt của rơle RP1 Tiếp điểm tại K0 lập tức mở ngắt dòng điện vận hành hệ thống, đồng thời cấp điện đóng tiếp điểm thường mở của rơle KM4 để bật đèn Đ07 báo sự cố quá dòng

2.3.3 Mô phỏng sự cố điện áp quá thấp

Lúc mô phỏng sự cố điện quá thấp, ta điều chỉnh biến áp T1 làm cho điện áp cấp vào hệ thống thay đổi thấp hơn cài đặt của rơle RP1 Lúc này để bảo vệ hệ thống rơle RP1 lập tức mở tiếp điểm nối với K0 làm ngắt dòng điện vận hành hệ thống

2.3.4 Mô phỏng sự cố cạn môi chất

Khi mô phỏng sự cố bình trung gian chứa môi chất lạnh cạn nước, việc giật dây phao sẽ đổi trạng thái tiếp điểm trong công tắc phao và cấp điện cho rơle KM5 Tiếp điểm thường đóng của Rơle KM5 sẽ mở ngăn dòng điện đi qua S1 và S2, tiếp điểm còn lại thường mở sẽ đóng lại để cấp điện cho đèn Đ08 sáng báo sự cố cạn môi chất

2.4 Quy trình thực hành và giả lập sự cố 2.4.1 Mạch hoạt động bình thường

- Ghim điện cấp nguồn cho hệ thống - Gạt CB01, khởi động hệ thống

- Thiết lập ngưỡng định mức cho dòng điện và điện áp trên rơle RP1 - Cài đặt thời gian cho timer KT1 chạy

- Vặn các công tắc xoay S1 và S2, mô phỏng hệ thống vận hành

2.4.2 Tạo sự cố khi có sự cố điện áp quá cao

- Vận hành hệ thống hoạt động bình thường - Ta gạt công tắc S3 sang ON

- Lúc RP1 ngắt nguồn hệ thống và đèn Đ07 sáng, ta gạt S3 về lại OFF

NỘI DUNG BÁO CÁO

16

- Khi hệ thống trở lại bình thường ,kết thúc mô phỏng, kiểm tra lại hệ thống

2.4.3 Tạo sự cố khi có sự cố điện áp quá thấp

- Lúc K0 ngắt nguồn hệ thống đèn Đ08 sáng, ta giật lại dây phao lần nữa - Khi hệ thống trở lại bình thường , kết thúc mô phỏng, kiểm tra lại hệ thống

NỘI DUNG BÁO CÁO

17

Có thể thay thế role bằng PLC (Programmable Logic Controller) cho phép lập trình và điều chỉnh linh hoạt các chức năng của hệ thống Ngoài ra PLC cho phép tính hợp và mở rộng hệ thống dễ dàng hơn

Sử dụng biến tần (Inverter) để điều chỉnh tốc độ của máy nén và quạt giúp tiết kiệm năng lượng và tăng tuổi thọ thiết bị

Kết luận

18

KẾT LUẬN 3.1 Kết luận

Trong bài thực hành số 1, mạch điều khiển đầu tiên tập trung vào việc điều khiển máy nén, quạt dàn lạnh, quạt dàn nóng và van điện từ thông qua việc sử dụng các relay và contactor cơ khí Mạch này cũng bao gồm các chức năng bảo vệ chống quá áp và quá nhiệt, đảm bảo an toàn cho hệ thống

Mạch điều khiển thứ hai tập trung vào việc điều khiển đóng mở FCU và mô phỏng các sự cố như quá áp, quá thấp, và cạn môi chất Mạch này cũng sử dụng các relay và contactor cơ khí để thực hiện các chức năng điều khiển và bảo vệ Sự mô phỏng các tình huống sự cố giúp người vận hành hiểu rõ hơn về cách thức hệ thống phản ứng và xử lý các tình huống khẩn cấp, tăng cường khả năng bảo vệ thiết bị và an toàn hệ thống

Cả hai mạch điều khiển đều được thiết kế nhằm đảm bảo hoạt động hiệu quả và an toàn của hệ thống, với khả năng mô phỏng và xử lý sự cố Tuy nhiên để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về độ tin cậy và hiệu quả, việc học hỏi liên tục và áp dụng các công nghệ hiện đại, cải tiến để nâng cao hiệu suất, độ bền và khả năng quản lý của hệ thống là vô cùng cần thiết