GIÁO TRÌNH TRANG BỊ ĐIỆN (IUH)

Giáo trình Trang Bị Điện Chương I NGUN TẮC CƠ BẢN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN 1.1 KHÁI NIỆM CHUNG Do u cầu cơng nghệ máy, cấu sản xuất, hệ thống truyền động điện tự động thiết kế, tính tốn để làm việc trạng thái xác định Trạng thái hệ thống truyền động điện xác định thơng số hệ thơng số học (mơmen cơ, qn tính ) thơng số điện (dòng điện, điện áp, tần số ) Mỗi thơng số xác định trạng thái xác lập hệ thống Sự thay đổi thơng số kể dẫn đến việc thay đổi trạng thái hệ thống việc chuyển từ giá trị đến giá trị khác thực tự động nhờ hệ thống điều khiển, ví dụ: việc chuyển đổi từ đấu Y sang đấu dây quấn động khơng đồng ba pha q trình mở máy thực tự động nhờ rơle thơi gian, làm thơng số điện áp đặt lên động từ m chuyển thành Uđm động Q trình điểu khiển hệ thống truyền động điện chia thành q trình sau: Tự động điều khiển q trình mở máy (khởi động), tức đưa tốc độ động từ tốc độ lên tới gía trị tốc độ Tự động điều khiển q trình làm việc hệ thống truyền động theo u cầu cho trước, ví dụ trì thơng số theo quy luật cho trước Tự động điều khiển q trình hãm dừng máy 1.2 CÁC NGUN TẮC ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN KIỂU HỞ Giả sử điều khiển mở máy động khơng đồng ba pha rotor lồng sóc phương pháp đổi nối Y sang ∆, nhằm giảm điện áp lúc mở máy, có đặc tính hình 1.1 Hình 1.1 Đặc tính mở máy động KĐB ba pha theo phương pháp đổi nối Y - ∆ Giáo trình Trang Bị Điện a) Đặc tính lúc mở máy b) Giản đồ dòng điện c) Giản đồ tốc độ Ban đầu đặc tính mở máy động theo đường nét đậm (1) hình 1.1a Đến thời điểm t1 (điểm A) thời điểm chuyển đổi nối Y thành ∆, động chuyển đặc tính mở máy từ A sang B Từ đường đặc tính lúc mở máy, suy giản đồ thời gian dòng điện (hình 1.1b) tốc độ (hình 1.1c) Từ đường đặc tính mở máy đồ thị dòng điện , tốc độ theo thời gian lúc mở máy, ta thấy: để đảm bảo diễn biến q trình chuyển đổi đặc tính điểm A dùng giá trị dòng điện (I1) tốc độ (ω 1) thời gian t1 làm mốc chuyển đổi Từ đó, có ngun tắc điều khiển sau: Ngun tắc điều khiển theo thời gian: đổi nối Y sang ∆ sau thời gian t1 Ngun tắc điều khiển theo tốc độ: đổi nối Y sang ∆ động đạt đến tốc độ ω = ωB Ngun tắc điều khiển theo dòng điện: đổi nối Y sang ∆ dòng điện mở máy động giảm I1 Ngồi ra, có ngun tắc điều khiển khác ngun tắc điều khiển theo vị trí (hành trình) (khơng áp dụng cho trường hợp trên) Đó điều khiển hệ truyền động điện cách tự động tuỳ theo vị trí chuyển động hệ 1.2.1 Ngun tắc điều khiển theo thời gian Điều khiển theo thời gian dựa sở thơng số làm việc mạch động lực biến đổi theo thời gian tốc độ quay, mơmen, dòng điện Các tín hiệu điều khiển phát theo quy luật thời gian cần thiết từ phần tử điều khiển làm thay đổi trạng thái hệ thống Các phần tử điều khiển phát tín hiệu theo thời gian chỉnh định rơle thời gian, tạo nên khoảng thời gian trễ (duy trì) kể từ lúc có tín hiệu đưa vào (mốc 0) đầu vào đến phát tín hiệu đưa vào phần tử chấp hành Dưới dây giới thiệu sơ đồ khởi động động khơng đồng pha rotor dây quấn có cấp điện trở phụ (hình 1.2) theo ngun tắc thời gian: Giáo trình Trang Bị Điện G G b) f a) Đt (2) C(LV) c B A Đt (1) Mc Mmm M c) t1 t d) Hình 1.2 (a,b) Sơ đồ ngun lý mạch điện khởi động động khơng đồng pha rotor dây quấn có cấp điện trở phụ (c) Đặc tính (d) Giản đồ tốc độ Ngun lý hoạt động sơ đồ hình 1.2a sau Trạng thái ban đầu sơ đồ sau cấp nguồn động lực nguồn điều khiển khơng thiết bị hoạt động Khởi động: ấn nút M, cơng tắc tơ K cấp điện Các tiếp điểm phụ (duy trì) tiếp điểm (động lực) K đóng lại Động cấp điện khởi động tác dụng momen điện từ ban đầu Mmin làm việc theo đặc tính (1) (hình 1.2c) tính cho trường hợp rotor có điện trở phụ Rf tham gia (đặc tính nhân tạo) Cùng lúc mạch điều khiển cấu định thời gian rơle thời gian Rth bắt đầu tính thời gian để đóng tiếp điểm Rth Sau thời gian chỉnh định tcđ , tiếp điểm Rth đóng lại, cấp điện cho cơng tắc tơ G Cơng tắc tơ G đóng tiếp điểm thường hở mạch rotor, cắt điện trở phụ Rf khỏi rotor, chuyển động sang làm việc đặc tính tự nhiên Điểm chuyển A (hình 1.2c) có tốc độ w1 momen M1 chuyển sang điểm B đặc tính tự nhiên.Từ điểm B động tăng tốc ổn định điểm làm việc C Q trình tăng tốc độ minh họa hình 1.2d (đường w (t)) Giáo trình Trang Bị Điện 1.2.2 Ngun tắc điều khiển theo tốc độ Trong ví dụ minh họa hình 1.2, tốc độ quay trục động hay cấu chấp hành thơng số đặc trưng quan trọng xác định trạng thái hệ thống truyền động điện Dựa vào thơng số để điều khiển làm việc hệ thống, mạch điều khiển phải có phần tử thụ cảm xác tốc độ động cơ, phần tử rơle tốc độ Rơle tốc độ phát tín hiệu cho phần tử chấp hành để chuyển trạng thái làm việc hệ thống tốc độ đạt đến giá trị ngưỡng chỉnh định sẵn Ngồi rơle tốc độ có cấu tạo theo ngun tắc ly tâm ngun tắc cảm ứng Trong thực tế sử dụng thiết bị cảm thụ đại lượng tỉ lệ với tốc độ Các đại lượng sức điện động động điện chiều tỉ lệ thuận với tốc độ Sức điện động vành trượt động điện xoay chiều rotor dây quấn tỉ lệ thuận với hệ số trượt hay tỉ lệ nghịch với tốc độ động Sức điện động máy phát tốc độ tỉ lệ với tốc độ động máy phát tốc độ gắn trục động có kích thích cố định Có thể dùng thiết bị rơle , cơng tắc tơ để cảm thụ sức điện động nêu trên, cách chọn trị số điện áp hút, nhả thích hợp tốc độ cần điều khiển Hình 1.3 trình bày cấu tạo đơn giản rơle tốc độ kiểu cảm ứng Rotor (1) nam châm vĩnh cửu gắn đồng trục với trục quay động hay cấu chấp hành Stator (2) cấu tạo lồng sóc quay đỡ Trên cần (3) gắn vào stator bố trí má động (11) hai tiếp điểm có má tĩnh (7) (15) Khi rotor khơng quay tiếp điểm (7,11) (15,11) mở, lò xo giữ cần (3) Khi rotor quay tạo từ trường quay qt qua stator, lồng sóc xuất dòng điện cảm ứng chạy qua Tác dụng tương hỗ dòng điện từ trường quay hình thành nên momen quay làm cho stator quay góc Lúc lò xo cân (4) bị nén hay kéo tạo momen chống lại cân với momen quay điện từ Trị số ngưỡng tốc độ điều chỉnh phận (5) để thay đổi độ kéo nén lò xo cân (4) 11 15 Khi tốc độ quay rotor nhỏ trị số ngưỡng đặt, momen điện từ khơng thắng momen phản lò xo cân nên tiếp điểm khơng đóng Nếu tốc độ quay rotor đạt giá trị lớn ngưỡng đặt momen điện từ thắng momen phản lò xo làm cho stator quay đóng tiếp điểm tương ứng theo chiều quay rotor Giáo trình Trang Bị Điện Udc + ω CD CD CC ω0 ωc C (2) CC CKT K K (1) K1 K1 D K hú t R Đ B A ω1 M Mc Mmm K K K1 hú t Sơ đồ mạch điện động điện chiều kích từ song song mở máy qua cấp điện trở(hình 1.4a) Tốc độ kiểm sốt qua sức điện động động Khi đóng cầu dao CD, cuộn kích từ động cấp điện Ấn nút mở máy M, cuộn dây cơng tắc tơ K có điện làm đóng tiếp điểm phụ (duy trì) tiếp điểm (động lực) cấp điện cho cuộn K cho phần ứng động Động mở máy với điện trở phụ R đường đặc tính mở máy theo đường (hình 1.4b) Tốc độ động tăng từ đến ω1 (hình 1.4c), thời điểm t1 (ứng với điểm A) điện áp đặt lên cuộn dây cơng tắc tơ K1 là: U1 = E + I2 Rư = K.f.ω1 + I2 Rư (1.1)  Trong U1 : điện áp đặt lên cuộn dây cơngtắctơ K  E : sức điện động phần ứng động  Rư: điện trở dây quấn phần ứng  K: hệ số phụ thuộc kết cấu động K= p.N 2πa Với: + p: số đơi cực từ + N: số dẫn tác dụng cuộn ứng Cơng tắc tơ K1 chỉnh định để tác động điện áp U1 Tiếp điểm K1 mắc song song với điện trở R đóng lại làm điện trở R bị nối tắt Động chuyển sang làm việc điểm B Giáo trình Trang Bị Điện đặc tính tự nhiên với momen lớn tiếp tục tăng tốc từ w1 tới wc điểm làm việc C Q trình mở máy kết thúc 1.2.3 Ngun tắc điều khiển theo dòng điện Dòng điện động thơng số quan trọng, phản ánh trạng thái mang tải bình thường hệ thống, trạng thái non tải, trạng thái q tải, trạng thái khởi động hay trạng thái hãm động Phần tử thụ cảm dòng điện rơle dòng điện khóa điện tử hoạt động theo tín hiệu vào trị số dòng điện Dòng điện động dùng làm tín hiệu vào trực tiếp gián tiếp cho phần tử thụ cảm dòng điện nói Khi trị số tín hiệu vào đạt đến giá trị ngưỡng xác định phần tử thụ cảm phát tín hiệu để điều khiển hệ thống chuyển đến trạng thái làm việc theo u cầu Hình 1.5a sơ đồ mạch điện điều khiển động điện chiều kích từ nối tiếp mở máy qua cấp điện trở phụ Sau đóng cầu dao CD, ấn nút M, cuộn dây cơng tắc tơ K có địên làm đóng tiếp điểm (động lực) K để động mở máy với điện trở phụ R Dòng điện mở máy ban đầu Imm dòng điện chỉnh định rơle dòng RD Icđ < Imm , bắt đầu đóng tiếp điểm K cuộn dây RD tác động ngay, mở tiếp điểm thường đóng RD, ngăn cấp điện cho cuộn dây cơng tắc tơ K1 Rơle khóa RK tính chọn để thời gian tác động lớn thời gian tác động RD Do đó, tiếp điểm thường đóng RD mở trước tiếp điểm thường mở RK đóng Trong q trình tăng tốc theo đường đặc tính (1) (hình 1.5b) từ điểm A đến điểm B, dòng điện động giảm từ Imm xuống I1 (hình 1.5c) làm lực hút cuộn dây RD yếu, dòng điện chỉnh định Icđ = I1 tiếp điểm thường đóng RD đóng lại Khi tiếp điểm RD đóng, cuộn dây cơng tắc tơ K có điện, đóng tiếp điểm K1 loại điện trở mở máy R khỏi mạch động Động chuyển sang làm việc điểm C đường đặc tính tự nhiên (2) tiếp tục tăng tốc đến điểm làm việc Q trình mở máy kết thúc 1.2.4 Ngun tắc điều khiển theo hành trình (vị trí): CD Udc + CD CC CC K Đ CKT R RD K1 RK RK D RD K1 K K1 M K K LV i Imm LV C (2) I1 C B B Ilv (1) A Mc M1 Mmm (Ic) (I1) (Imm) M t1 Sơ đồ điều khiển mở máy động chiều kích từ nối tiếp cấp điện trở theo nguyên tắc dòng điện a) Sơ đồ nguyên lý b) Đặc tính c) Giản đồ dòng điện theo thời gian t Giáo trình Trang Bị Điện Khi q trình thay đổi trạng thái làm việc hệ truyền động có liên quan chặt chẽ với vị trí phận động máy, dùng thiết bị đặc biệt gọi cơng tắc hành trình, đặt vị trí thích hợp đường phận động đó, để phận di chuyển đến vị trí tác động lên cơng tắc hành trình, cơng tắc hành trình phát tín hiệu điều khiển hệ thống đến trạng thái làm việc Ví dụ: Thang máy lên (xuống) đến tầng cần dừng, tác động vào cơng tắc chuyển đổi để giảm tốc dừng lại 1.2.5 Kết luận: Ưu, nhược điểm phạm vi sử dụng phương pháp cho bảng sau Các ngun tắc điều khiển tự động hệ truyền động điện phạm vi sử dụng Ngun tắc điều khiển Khí cụ điều khiển Ưu điểm Nhược điểm thời - Đơn giản Tin Dòng mở máy cậy momen nhảy vọt tăng Mc - Điện từ - Ổn định thời momen qn tính gian mở máy J - Khí hãm Mc, J, Unguồn - Bán dẫn thay đổi -Rơle gian Thời gian - Rơle điện - Đơn giản Rẻ áp Tốc độ Dùng rộng rãi mở máy hãm động - Khó điều chỉnh - Hãm động cơng tắc tơ chiều điện áp hút khác xoay chiều - Rơle kiểm - Khối lượng nhỏ, tra tốc độ kích thước gọn - Thời gian mở máy hãm phụ thuộc Mc, J, Ulưới Rơle dòng điện Dòng điện Phạm vi sử dụng ưu tiên Duy trì dòng điện momen mở máy hãm mức độ định -Khơng giữ ổn định thời gian mở máy hãm có biến động Mc, J, Ulưới -Mở máy động chiều kích từ nối tiếp động KĐB rotor dây quấn Giáo trình Trang Bị Điện Cơng Vị trí (hành hành (Cơng trình) cuối) tắc Đơn giản trình tắc Độ xác khơng cao Chương II MỘT SỐ SƠ ĐỒ CƠ BẢN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG ĐIỆN 2.1 CÁC SƠ ĐỒ ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KĐB ROTOR LỒNG SĨC 2.1.1 Khởi động trực tiếp khơng đảo chiều : - Khởi động động cơ: Đóng CB, nhấn nút M, cuộn dây Contactor K có điện (mạch 1-3-5- cuộn K-4-2) đóng tiếp điểm bên mạch động lực cấp nguồn pha vào động Tiếp điểm K (3-5) đóng để trì dòng điện cho cuộn dây Contactor K ta bng tay khỏi nút nhấn M - Dừng động cơ: Nhấn nút dừng D, cuộn dây Contactor K điện làm mở tiếp điểm Contactor K cắt điện để động dừng lại Bảo vệ ngắn mạch cho tồn mạch CB, bảo vệ q tải cho động rơle nhiệt RN Hình -1: Mạch điện khởi động trực tiếp khơng đảo chiều Giáo trình Trang Bị Điện 2.1.2 Khởi động trực tiếp có đảo chiều : Trong máy cơng nghiệp, nhiều động có nhu cầu phải quay chiều Muốn khơng chế động điện ta phải dùng Contactor: T để động quay thuận, N để động quay ngược Nút nhấn MT để động quay thuận, MN sử dụng động quay ngược Đây nút nhấn kép a Chạy máy chiều thuận: Sau đóng CB, nhấn nút MT, cuộn dây Contactor T có điện (mạch 1-3-5-7-9 – cuộn T-4-2) Các tiếp điểm T bên mạch động lực đóng lại để cấp điện pha vào cho động quay thuận; đồng thời tiếp điểm phụ T(3-5) đóng lại để tự trì (bng tay khỏi MT động tiếp tục quay); tiếp điểm T(13 -15) mở để cấm khơng cho N làm việc T làm việc Hình -2: Mạch điện khởi động trực tiếp có đảo chiều b Chạy máy theo chiều ngược Nhấn nút MN, cuộn dây Contactor N có điện (mạch 1-3-11-13-15-cuộn N-4-2) Các tiếp điểm N bên mạch động lực đóng lại (2 pha A-C đảo cho nhau) để cấp điện pha vào cho động quay ngược; đồng thời tiếp điểm phụ N (11-13) đóng lại để tự trì; tiếp điểm N (7-9) mở để cấm T làm việc N làm việc c Dừng máy: Nhấn nút D, cuộn dây Contactor T (hoặc N) điện tiếp điểm contactor mở cắt điện để động dừng lại Giáo trình Trang Bị Điện d Liên động bảo vệ: Khố liên động (khố chéo) N (7-9) T (13-15) khơng cho T N làm việc đồng thời tránh ngắn mạch nguồn điện Bảo vệ ngắn mạch cho tồn mạch CB Bảo vệ q tải cho động rơ le nhiệt RN 2.1.3 Khởi động động R-L TN (Biến áp tự ngẫu) Đối với động có cơng suất lớn, để hạn chế dòng điện mở máy, ta đấu Stato qua điện trở phụ (hình -3a) qua điện kháng (hình -3b) qua biến áp tự ngẫu (hình -3c) theo sơ đồ mở máy đối xứng Cũng sử dụng điện trở phụ đấu vào pha Stato (gọi mở máy khơng đối xứng) Sau mở máy xong, ta nối tắt điện trở phụ, điện kháng hay biến áp tự ngẫu Mạch điện điều khiển dùng chung sơ đồ (hình -3d) Cụ thể sơ đồ contactor K1 dùng để mở máy contactor K2 để làm việc, rơle thời gian Rth để thực mở máy tự động Hình -3b Giáo trình Trang Bị Điện Động trục a Động trục quay thuận Muốn động trục quay thuận, ta gạt khống chế B2 sang vị trí Chế độ tam giác Gạt tay gạt khống chế B3 sang vị trí để chọn chế độ làm việc cho động trục M1 chế độ ∆ Muốn động trục M1 hoạt động, ta nhấn ba nút nhấn KH4, KH5 KH6, cuộn dây contactor P1 có đien nên tiếp điểm P1 (2 – 27) đóng lại để trì điện cho cuộn dây contactor P1 P4 Bên mạch động lực tiếp điểm P1 P4 đóng lại, động trục cấp điện quay thuận chế độ ∆ Chế độ kép Muốn động trục chuyển sang làm việc chế độ YY, ta gạt tay gạt khống chế B3 sang vị trí 2, cuộn dây contactor P4 điện cuộn dây contactor P5 có điện Các tiếp điểm động lực P4 hở tiếp điểm động lực P5 đóng lại, động trục chuyển sang làm việc chế độ YY b Động trục quay ngược Muốn động trục quay ngược, ta gạt tay gạt khống chế B2 sang vị trí Động trục M1 quay ngược thứ tự pha B pha C bị đảo pha Muốn động M1 hoạt động chế độ (tam giác hay kép) ta thực thao tác tương tự Vận hành động nâng hạ đá mài Muốn nâng đá mài, ta tác động cần gạt khống chế B7(hoặc B8,B9) sang vị trí 1, cuộn dây contactor P2 có điện, tiếp điểm khóa chéo P2(22 – 23) hở ngăn khơng cho cuộn dây contactor P3 có điện Bên mạch động lực, tiếp điểm P2 đóng lại, động M2 cấp điện để nâng đá mài Khi muốn hạ đá mài, ta gạt tay gạt khống chế B7(hoặc B8,B9) sang vị trí 2, cuộn dây contactor P2 điện nên tiếp điểm khóa chéo P2 (22 – 23) đóng lại làm cho cuộn dây contactor P3 có điện tiếp điểm khóa chéo P3 (19 – 20) hở Bên mạch động lực, tiếp điểm P2 hở tiếp điểm P3 đóng lại, động M2 cấp điện để hạ đá mài Để đảm bảo an tồn vận hành động nâng hạ đá mài, người ta lắp thêm hai cơng tắc hành trình BK1 BK2 để hạn chế hành trình nâng hạ đá mài Vận hành động bơm nứơc M3 động hút bụi M4 Khi động trục M1 hoạt động, muốn vận hành động bơm nước, ta xoay cơng tắc xoay B4, động M3 hoạt động Muốn hút bụi ta đóng cầu dao B5 cấp điện cho động M4 hoạt động Page 88 of 93 Giáo trình Trang Bị Điện Muốn dừng động M3 M4, ta gạt khống chế B4 vị trí 0, động M3 M4 ngắt khỏi lưới kết thúc q trình hoạt động Vận hành động quay tròn chi tiết cần mài M5 Muốn động mài tròn M5 quay thuận, ta gạt khống chế B6 sang vị trí Muốn động mài tròn M5 quay ngược, ta gạt khống chế B6 sang vị trí 1, thứ tự pha B pha C đưa vào động bị đảo nên động M5 quay ngược Trong q trình vận hành mạch điện, muốn dừng tồn mạch ta tác động nút dừng KH1, KH2 KH3 Các động M1, M3, M5 bảo vệ q tải rơ le nhiệt PT2, PT3 PT5 Trong q trình vận hành máy, muốn tăng cường độ sáng ta sử dụng đèn chiếu sáng cục λ1 III Những hư hỏng,ngun nhân biện pháp khắc phục HƯ HỎNG NGUN NHÂN BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC - CB ba pha nguồn B1 chưa - Kiểm tra lại CB nguồn điện đóng nguồn điện bị - Kiểm tra sửa chữa hay thay - Các cầu chì ΠP4 bị đứt cầu chì ΠP4 tiếp xúc khơng tốt - Kiểm tra, sửa chữa tiếp điểm - Tiếp điểm thường đóng thường đóng rơ le nhiệt rơ le nhiệt PT2, PT3 PT5 PT2 PT3 PT5 Động quay khơng tiếp xúc bị hỏng - Kiểm tra tiếp điểm nút đá mài M1 khơng - Các nút nhấn KH4, KH5, KH6 nhấn, làm vệ sinh, thay hoạt động tiếp xúc khơng tốt - Đo điện trở cuộn dây contactor P1, P2, P3 - Cuộn dây contactor P1, P4 P5 bị đứt dây, chập vòng - Kiểm tra động M1, kiểm tra dây, bị cháy cọc lấy điện động - Động trục M1 hỏng Động quay - Tiếp điểm khống chế B2 - Kiểm tra lại tiế điểm đá mài M1 mạch động lực bị hư khống chế B2 quay chiều thuận tiếp xúc khơng tốt Động quay - Tiếp điểm mạch khống chế - Kiểm tra lại tiếp điểm khống chế B3 đá mài khơng B3 mạch điều khiển bị hư hoạt động chế Page 88 of 93 Giáo trình Trang Bị Điện độ YY khơng tiếp xúc tốt - Cuộn dây contactor P5 bị đứt tiếp xúc khơng tốt - Các tiếp điểm P5 mạch động lực tiếp xúc khơng tốt - Bị nguồn - Kiểm tra cuộn dây contactor P5 - Kiểm tra lại tiếp điểm P5 mạch động lực - Kiểm tra nguồn - Tiếp điểm khống chế Động nâng B7 B8 B9 tiếp xúc khơng hạ đá mài khơng tốt hoạt động - Cuộn dây contactor P2 P3 bị đứt - Kiểm tra, làm vệ sinh tiep điểm khống chế B7, B8 B9 - Kiểm tra cuộn dây contactor P2 P3 - Các cầu chì ΠP1 bị đứt - Kiểm tra lại cầu chì ΠP1 ( tiếp xúc khơng tốt bên mạch động lực ) Động bơm nứơc động hút bụi khơng hoạt động - Tiếp điểm khống chế B4 - Kiểm tra, làm vệ sinh thay tiếp xúc khơng tốt khống chế B4 - Phích nối dây tiếp xúc - Kiểm tra, làm vệ sinh phích nối khơng tốt dây thay - Động M3 M4 bị cháy - Kiểm tra lại dây quấn động dây quấn M3 M4 - Các cầu trì ΠP1 bị đứt - Kiểm tra lại cầu chì ΠP1 tiếp xúc khơng tốt Động quay tròn chi tiết cần - Tiếp điểm khống chế B6 - Kiểm tra, vệ sinh thay mài khơng hoạt tiếp xúc khơng tốt khống chế B6 động - Cháy dây quấn động - Kiểm tra lại dây quấn M5 Động quay tròn chi tiết cần - Tiếp điểm khống chế B6 - Kiểm tra lại tiếp điểm, làm vệ sinh thay mài khơng quay bị hư ngược Page 88 of 93 Giáo trình Trang Bị Điện Chương V: TRANG BỊ ĐIỆN CHO MÁY NÂNG HẠ, VẬN CHUYỂN 5.1 TRANG BỊ ĐIỆN CHO PALĂNG, CẦU TRỤC Chế độ làm việc cấu palăng, cầu trục xác định từ u cầu q trình cơng nghệ, chức palăng cầu trục dây chuyền sản xuất Cấu tạo kết cấu palăng cầu trục đa dạng Khi thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển hệ thống truyền động điện phải phù hợp với loại cụ thể Cầu trục phân xưởng luyện thép lò Mactanh, phân xưởng nhiệt luyện phải đảm bảo tiêu kỹ thuật chế độ q độ Cầu trục phân xưởng lắp ráp phải đảm bảo q trình mở máy êm, dải điều chỉnh tốc độ rộng, dừng xác nơi hạ hàng lấy hàng… Các cấu cầu trục làm việc chế độ nặng nề: tần số đóng cắt lớn, chế độ q độ xảy nhanh mở máy, hãm đảo chiều Từ đặc điểm đưa u cầu hệ truyền động trang bị điện cho cấu cầu trục: Sơ đồ hệ điều khiển đơn giản Các phần tử cấu thành có độ tin cậy cao, đơn giản cấu tạo, thay dễ dàng Trong sơ đồ điều khiển phải có mạch bảo vệ điện áp “khơng”; q tải ngắn mạch Q trình mở máy diễn theo luật định sẳn Sơ đồ điều khiển cho động riêng biệt, độc lập Có cơng tắc hành trình hạn chế hành trình tiến, lùi cho xe cầu, xe con; hạn chế hành trình lên cấu nâng hạ Đảm bảo hạ hàng tốc độ thấp Tự động ngắt nguồn có người xe cầu 5.1.1 Trang bị điện cho palăng Để điều khiển cho palăng động, thuận tiện người ta dùng hộp nút bấm điều khiển di động, sơ đồ ngun lý làm việc biểu diễn hình 5-1 Động khơng đồng M1 động phục vụ cho việc nâng hạ tải trọng móc treo điều khiển contactor N (nâng) contactor H (hạ), tác động nút nhấn kép MN, MH, KHn cơng tắc hành trình để hạn chế chiều nâng móc treo Ngồi có phanh pha PH Động khơng đồng M2 động phục vụ cho cấu di chuyển với hành trình tiến (T) lùi (L), hệ thống điều khiển nút nhấn kép MT, ML Page 88 of 93 Giáo trình Trang Bị Điện Giữa hành trình nâng, hạ, tiến lùi liên động khố chéo điện tiếp điểm thường kínN,H, L, T Ngồi có phanh pha PH tham gia hãm trục động lúc động M1 khơng có điện Hình 5-1: Sơ đồ mạch điện điều khiển palăng Nâng hàng nhấn nút nhấn Mn(1, 3) contactor N có điện, tiếp điểm N(13, 15) mở ra, tiếp điểm N đóng lại, cuộn dây PH phanh hãm có điện giải phóng cổ trục động cơ, đồng thời động M1 có điện quay trục theo chiều nâng hàng Khi móc nâng hàng di chuyển đến vị trí giới hạn tác động vào cơng tắc hành trình KHn, cuộn dây contactor N điện, động dừng phanh PH giữ cổ trục động Hạ hàng nhấn nút nhấn kép Mh(3, 5) contactor H có điện, tiếp điểm H(5, 7) mở ra, tiếp điểm H mạch động lực đóng lại, thứ tự hai ba pha đưa vào động đảo, cuộn dây phanh PH có điện giải phóng cổ trục động cơ, động M1 quay ngược hạ hàng Cần palăng chạy tiến tác động nút nhấn kép MT(1, 17) cuộn dây contactor tiến (T) có điện cung cấp điện cho động M2, động chạy tiến Cần palăng chạy lùi tác động nút nhấn kép ML(23,25) cuộn dây contactor lùi (L) có điện cung cấp điện cho động M2, động chạy lùi 5.1.2 Trang bị điện cho cầu trục Trong xây dựng có nhiều loại cầu truc như: cầu trục bánh lốp, cầu trục tự nâng, cầu trục tháp…Việc truyền động điều khiển phải đảm bảo cho cầu trục hoạt động động trường xây dựng thỏa mãn tọa độ khơng gian x, y, z Do cần phải có truyền động điều khiển cho di chuyển, quay, nâng hạ cần nâng hạ móc treo (tải trọng) Xét sơ đồ điển hình sơ đồ điều khiển cho cầu trục tháp C 391 Theo sơ đồ động lực điều khiển: Page 88 of 93 Giáo trình Trang Bị Điện M1, M2 hai động cấu di chuyển M3 động nâng hạ tải trọng (móc treo) M4 động cấu quay M5 động nâng hạ cần Theo sơ đồ động lực có: CD cầu dao, MBA máy biến áp hạ điện áp 220 V xuống 12 V cung cấp điện cho mạch điện tín hiệu CC: cầu chì cấp tương ứng 1CT, 2CT: cơng tắc cho còi đèn chiếu sáng PH: phanh hãm tương ứng với cấu A B 6CC C 220 V/12 V 7CC Ổ cắm CD K Còi 1CT CC Đèn 2CT 1CC 5CC T1-2 3CC 4CC N1-2 N5 M1 M5 M2 PH1 PH2 T4 T3 T5 N4 N3 M3 PH5 M4 PH3 PH5 Hình 5-2a: Sơ đồ mạch điện động lực cầu trục tháp K -100 (C391) Page 88 of 93 Giáo trình Trang Bị Điện Hình – 2b: Sơ đồ điều khiển cầu trục tháp K100 (C – 391) Sơ đồ điều khiển điện áp 220 V, nút thường mở 1M, 2M, 3M, 4M để mở máy làm việc cho động tương ứng 1, 2, 3, 4, Còn điều khiển cho động nâng hạ tải trọng (móc treo) khống chế KC gồm vị trí: N – O – T (ngược – khơng – thuận) với tiếp điểm KC1 KC2 Sơ đồ điều khiển có cơng tắc hành trình 1KH, 2KH, 3KH để hạn chế hành trình di chuyển, quay, nâng hạ cần cầu trục Còn cơng tắc hành trình để hạn chế nâng cần, cơng tắc hành trình hạn chế độ cao móc treo Điều khiển cấu nâng – hạ, cấu loại cần trục, thường dùng khống chế hình trống, hình cam, khống chế từ… đặt cabin để người vận hành, lái cần trục thực cho thuận tiện động linh hoạt Trong cầu trục dùng khống chế từ loại T.C Bộ khống chế khơng đối xứng phía nâng phía hạ Điều khiển phanh hãm PH pha contactor M Động Đ l động khơng đồng ba pha rotor dây quấn nối tiếp với số cấp điện trở khởi động, điện trở hãm ngược RK: loại rơle bảo vệ thiếu điện áp, thực khố hệ thống khơng cho làm việc chưa đủ điện áp cần thiết RDĐ: rơle dòng điện H, N: contactor hạ nâng 1KĐN, 2KĐN: contactor đảo ngược 1G ÷ 4G: contactor gia tốc Page 88 of 93 Giáo trình Trang Bị Điện KHN, KHH: cơng tắc hành trình hạn chế nâng, hạ Bộ khống chế KC có 12 tiếp điểm KC1, KC2 … KC12 với vị trí hạ – O – nâng KC1 2CD nang CC1 RDD 1CD RK RK RDD KC2 KHn H KHh KC3 N N H KC4 PH H KC5 N N N N KC6 M H M 4G KC7 KC8 3G 2G H KC9 1G 1G KC10 1G 2G KC11 2G KC12 3G 3G 4G 4G Hình - 3: Sơ đồ khống chế từ loại TC Chế độ nâng Để khống chế KC vị trí nâng KC1 khép kín, RK có điện cung cấp điện cho phía sau Contactor N, M, 1KĐN có điện làm cho động M có điện quay theo chiều nâng với RPhụ nối tiếp mạch rotor (trừ cấp) Nếu để vị trí loại gần hết số điện trở RPhụ (chỉ cấp) Muốn dừng động cần gạt khống chế KC vị trí Contactor N điện cắt stator khỏi lưới pha contactor M điện làm cho PH điện, phanh hãm pha kẹp chặt trục động M Làm việc hạ Hạ với phương pháp hãm ngược cách dùng điện trở tương ứng Hạ hãm cách đảo chéo hai ba pha (hãm tái sinh) KC vị trí hạ 1: contactor H, 1KĐN, 2KĐN có điện, đáng động làm việc đường hạ contactor M điện làm cho PH kẹp chặt trục vị trí sử dụng làm moment tải trọng động hạ tải nặng để ngăn ngừa tự nâng tải nhẹ Nếu để vị trí M có điện động quay 2KĐN điện động có thêm cấp điện trở phụ Page 88 of 93 Giáo trình Trang Bị Điện thực hạ hãm ngược Nếu KC để vị trí 1KĐN, 2KĐN điện tồn Rphụ đưa vào để hãm ngược Nếu mà tải trọng hạ mà nhẹ đổi thành nâng hạ tải trọng nhẹ thực phương pháp hạ động lực (đổi chéo ba pha) tương ứng KC vị trí Ơ vị trí cơng tắc tơ H, 1KĐN, 2KĐN, 1G có điện Ở vị trí cơng tắc tơ H, 1KĐN, 2KĐN, 1G, 2G, 4G có điện Hạn chế hành trình nâng hạ cơng tắc hành trình thường kín KHN KHH Điều khiển mạch động lực 1CD, điều khiển mạch khống chế 2CD 5.2 TRANG BỊ ĐIỆN CHO BĂNG TẢI 5.2.1 Khái niệm chung phân loại Các thiết bị vận tải liên tục thường dùng để vận chuyển hạt, cục có kích thước nhỏ, chun chở hạt dạng thành phẩm, bán thành phẩm, chở hành khách theo cung đường định khơng có trạm dừng đường Thiết bị vận tải liên tục bao gồm: Băng tải (dùng vận chuyển vật liệu hình dạng cục có kích thước nhỏ) Băng chuyền (các phân xưởng, nhà sản xuất theo dây chuyền) Băng gầu (dùng nhà máy sản xuất khai thác quặng, mỏ) Đường gòng treo (được ứng dụng khai thác khu vực núi, đồi) Thang chuyền (được ứng dụng chợ, siêu thị) Các thiết bị vận tải liên tục có suất cao so với phương tiện vận tải khác, khu vực núi non hay địa hình hiểm trở 5.2.2 Cấu tạo, thơng số kỹ thuật thiết bị vận tải liên tục: Băng tải: Băng tải thiết bị vận tải liên tục dùng để vận chun chở hàng dạng cục, hạt theo phương nằm ngang theo phương nghiêng (góc nghiêng khơng lớn 30 0) Năng suất băng tải tính: Q = ∂.V [Kg/s] Q= 3600 ∂.V [tan/ h] 1000 Trong đó: ∂: Khối lượng tải theo chiều dài [Kg/m] ∂ = S γ 103 Page 88 of 93 Giáo trình Trang Bị Điện S: Tiết diện cắt ngang vật liệu băng [m ] γ: Khối lượng riêng vật liệu [Tấn/m3] V: Vận tốc di chuyển băng [m/s Hình 5- 4- Kết cấu băng tải cố định Băng gầu: Hình 5-5-Kết cấu băng gầu Băng gầu dùng để vận tải vật thể dạng hạt theo phương thẳng đứng theo phương nghiêng (góc nghiêng lớn 600), phận bốc hàng gầu nhỏ Năng suất băng gầu xác định theo biểu thức: Page 88 of 93 Giáo trình Trang Bị Điện Q= i.ψ γ V 3600[tan/ h] lk Trong đó: i: thể tích gầu [m3] ψ: hệ số lắp đầy gầu, chọn từ 0.4 ÷ 0.8 γ: khối lượng riêng vật dạng hạt [tấn/m3] lk: cự ly gầu [m] v: vận tốc di chuyển [m/s] chọn (0,85 ÷ 1.25) m/s Đường gòng treo: Đường gòng treo dùng để vận chuyển hàng vận chuyển nguời Đường gòng treo thường chế tạo theo hai kiểu: Đường gòng cáp Đường gòng hai cáp Năng suất đường gòng treo xác định biểu thức: Q= 3600 G [tan/ h ] t t: thời gian cách toa hàng G: khối lượng tải toa hàng Hình 5-6- Kết cấu đường gòng treo Thang chuyền: Thang chuyền loại cầu thang di chuyển liên tục dùng để chun chở hành khách Tốc độ di chuyển thang: v = (0,5 ÷ 1) Năng suất thang chuyền tính theo biểu thức: Q= l m k v.ϕ [nguoi / gio] mb Page 88 of 93 Giáo trình Trang Bị Điện Trong đó: ϕ: hệ số lắp đầy khách thang chuyền v: vận tốc di chuyển [m/s], thơng thường chọn v= (0.5 ÷ 1) m/s l : số bậc thang thang chuyền đơn vị mét dài mb mk: số khách bậc thang Hình 5-7- Kết cấu thang chuyền 5.2.3 Những u cầu hệ truyền động thiết bị vận tải liên tục: Chế độ làm việc thiết bị vận tải liên tục chế độ dài hạn với phụ tải khơng đổi Hệ truyền động thiết bị liên tục cần đảm bảo khởi động đầy tải Moment khởi động động Mkđ = (1.6 ÷ 1.8) Mđm Bởi nên chọn động truyền động thiết bị vận tải liên tục động có hệ số trượt lớn, rãnh stator sâu để có moment mở máy lớn Nguồn cung cấp cho động truyền động thiết bị vận tải liên tục cần có dung lượng đủ lớn, đặc biệt động có cơng suất P > 30 KW, để mở máy khơng ảnh hưởng đến lưới điện q trình khởi động thực nhẹ nhàng, dễ dàng 5.2.4 Trang bị điện cho băng tải Các ngun tắc thiết kế hệ thống băng tải là: Thứ tự chuyển động băng tải ngược chiều với dòng dịch chuyển vật liệu Dừng băng tải phép băng tải trước dừng Phải có cảm biến tốc độ băng tải cảm biến báo có tải băng thùng chứa Trong xây dựng băng tải phục vụ nhiều dây chuyền tự động sản xuất vật liệu xây dựng xi măng, sản xuất gạch, vận chuyển vật liệu xây dựng … Hệ thống băng Page 88 of 93 Giáo trình Trang Bị Điện tải, băng chuyền truyền động số động có liên quan điện chặt chẽ với Hệ thống mơ tả hình 5-7 gồm động M1, M2, M3 Điều khiển động có nút nhấn M D tương ứng, động M1 làm việc kéo theo động M2 kéo theo M3 với điều kiện khơng có chiều ngược lại Tín hiệu cho mạch thị đèn đỏ, đèn xanh Với đèn đỏ sáng báo cho mạch biết có điện chưa làm việc, đèn xanh báo cho biết mạch làm việc ứng với đèn đỏ tắt Để bảo vệ mạch, dùng rơle nhiệt cho động riêng biệt Hệ thống động cho băng tải động ba pha rotor lồng sóc, khơng cần điều chỉnh tốc độ đảo chiều quay Với liên động điện sơ đồ, cần dừng động M3 ta ấn D3 ấn D2 ấn D1 Tương tự muốn dừng động M2 ta ấn D2 ấn D1 Hoặc thấy đèn đỏ sáng khơng thể ấn M2 M3 động M2 M3 làm việc Hình 5-7- Sơ đồ hệ thống điện băng tải Sau hệ thống tự động khống chế băng tải có ba dòng dịch chuyển vật liệu gồm sơ đồ sau: Page 88 of 93 Giáo trình Trang Bị Điện Hình 5-8- Sơ đồ cơng nghệ điều khiển băng tải Page 88 of 93 Giáo trình Trang Bị Điện 5RTr Hình – 9- Sơ đồ mạch điện điều khiển băng tải Page 88 of 93 [...]... hạn lặp lại nên trên sơ đồ sử dụng 2 rơle dòng điện cực đại tác động nhanh 1RM, 2RM để bảo vệ quá tải cho động cơ Rơle 3RM dùng để bảo vệ ngắn mạch Hạn chế hành trình thuận và ngược bằng 2 công tắc hành trình KHT và KHN Hinh2-7: Hãm ĐC KĐB 3 pha rotor lồng sóc bằng cơ cấu cơ khí điều khiển bằng nam châm điện Giáo trình Trang Bị Điện Giáo trình Trang Bị Điện 2.1.8.Điều khiển động cơ nhiều tốc độ: a... chuẩn bị cho K1 và K2 làm việc Tuy vậy K1 vẫn chưa có điện vì ban đầu dòng điện rotor còn lớn nên rơle dòng điện RI1 tác động đã mở tiếp điểm thường đóng RI1 (911) ra Hình 2 -10.: Sơ đồ điều khiển khởi động động cơ rotor dây quấn, hai cấp điện trở theo nguyên tắc dòng điện Giáo trình Trang Bị Điện Lúc dòng điện rotor giảm bằng dòng điện nhả của RI1 thì tiếp điểm RI1 (9-11) đóng lại và K1 có điện để.. .Giáo trình Trang Bị Điện Giáo trình Trang Bị Điện C1 CC 1 RN 3 M D 5 7 K1 K1 2 N Rth Rth 9 K2 Hình 2 -3d Để khởi động động cơ ta đóng CB rồi nhấn nút M Contactor K1 có điện (mạch 1-3-5–7 -cuộn K1-2) sẽ đóng các tiếp điểm chính ở mạch động lực để động cơ khởi động qua biến áp tự ngẫu TN (hoặc L, R) tiếp điểm K1 (5-7) đóng lại để duy trì điện Rơle thời gian Rth cũng có điện sau một thời... động động cơ rotor dây quấn, hai cấp điện trở theo nguyên tắc thời gian Giáo trình Trang Bị Điện b Khởi động động cơ theo nguyên tắc dòng điện Trên hình (2 -10) vẽ mạch điện khống chế mở máy động cơ không đồng bộ rotor dây quấn theo nguyên tắc dòng điện có hai cấp điện trở mở máy Khi khởi động động cơ, ta nhấn nút M, contactor K có điện, động cơ khởi động với 2 cấp điện trở phụ R1 và R2 Đồng thời tiếp... nhờ nhấn nút dừng D Sau khi lùi giá dao về vị trí ban đầu thì các tiếp điểm của công tắc hành trình 1KH, 2KH, 3KH trở về trạng thái thường mở và sơ đồ điều khiển trở về trạng thái ban đầu Hinh2-8d: Sơ đồ điều khiển động cơ ba pha 4 cấp tốc độ Giáo trình Trang Bị Điện Giáo trình Trang Bị Điện BÀI TẬP 1 Vẽ và trình bày nguyên lý các mạch khởi động trực tiếp ở 2, 3 nơi 2 Hãy chỉ ra nhược điểm của mạch... động cơ rotor dây quấn Giáo trình Trang Bị Điện Khi khởi động ta nhấn nút M, contactor T có điện, động cơ được đóng vào lưới điện với 2 cấp điện trở ở mạch rotor Điện trở hãm RH đã được cắt ra do contactor hãm H làm việc ngay khi T có điện Đồng thời lúc này do T (1-11) đóng nên 1Rth làm việc và bắt đầu tính thời gian duy trì Sau thời gian t1 tiếp điểm 1Rth (1-15) đóng cấp điện cho 1K, do đó R1 được... điều chỉnh tuỳ thuộc vào thời gian hãm Giáo trình Trang Bị Điện Để khởi động động cơ ta đóng CB, nhấn nút M, Contactor K có điện (mạch 1-3-5-cuộn K-4-2) để đóng các tiếp điểm chính K bên mạch động lực, động cơ được đóng vào lưới điện để làm việc Khi dừng ta nhấn nút D, Contactor K sẽ mất điện, tiếp điểm K (9 - 11) đóng lại, Contactor H có điện Lúc này động cơ bị cắt khỏi nguồn xoay chiều 3 pha và đóng... mạch cấp điện trở phụ R1 Sau đó dòng điện rotor lại tăng lên và RI2 tác động ngay để không cho K2 có điện Sau đó dòng điện rotor giảm xuống đến trị số nhả của RI2 thì tiếp điểm thường kín RI2 (11-13) đóng lại và K2 có điện để cắt điện trở phụ R2 ra khỏi mạch rotor Quá trình khởi động kết thúc Rơle trung gian RTr có tác dụng đảm bảo khi K có điện rồi thì RTr mới có điện và sau đó K1 mới có điện, như... (1-41) đóng điện cho rơle trung gian RTr Rơle trung gian RTr cho phép có thể đóng điện cho contactor T hoặc N chỉ sau khi đóng điện cho contactor 1K hoặc 2K, 3K (chọn Giáo trình Trang Bị Điện tốc độ) Sau đó khi nhấn nút quay thuận MT hoặc quay ngược MN thì contactor T hoặc N có điện và động cơ bắt đầu khởi động theo chiều thuận hoặc ngược Khi nhấn nút dừng, động cơ được cắt ra khỏi lưới điện xoay chiều... thiệu sơ đồ khởi động và hãm động năng động cơ không đồng bộ rotor Quá trình khởi động đã được trình bày ở mục 2.2.1.1 Giáo trình Trang Bị Điện Khi dừng ta nhấn nút D, tiếp điểm (1-3) mở ra cắt điện contactor K, 1K và 2K, động cơ được cắt khỏi nguồn xoay chiều và toàn bộ điện trở đưa vào mạch rotor Đồng thời tiếp điểm (1-17) đóng cấp điện cho contactor H, động cơ làm việc ở trạng thái hãm động năng và