Giáo trình Mô đun Trang bị điện

Lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ DC bằng cách thay đổi điện trở phụ dùng hai nút nhấn thay đổi cấp tốc độ dùng khóa chéo, tự giữ thông qua nút dừng...18 3.. quá trình thay đổi tốc độ k

Trang 2

Để thực hiện biên soạn giáo trình đào tạo nghề Điện tử công nghiệp ở trình độ Cao Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề, giáo trình Đo Lường Điện Tử làmột trong những giáo trình môn học đào tạo chuyên ngành được biên soạn theo nội dung chương trình khung được Bộ Lao động Thương binh Xã hội và Tổng cục Dạy Nghề phê duyệt Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức và kỹ năng chặt chẽ với nhau, logíc

Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã cố gắng cập nhật những kiến thứcmới có liên quan đến nội dung chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêuđào tạo, nội dung lý thuyết và thực hành được biên soạn gắn với nhu cầu thực

tế trong sản xuất đồng thời có tính thực tiển cao

Nội dung giáo trình được biên soạn với dung lượng thời gian đào tạo 60giờ gồm có:

Bài M15-01: Điều chỉnh tốc độ động cơ điện

Bài M15-02: Tự động khống chế truyền động điện

Bài M15-03: Trang bị điện cho máy công nghiệp

Trong quá trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu cũng như khoa học

và công nghệ phát triển có thể điều chỉnh thời gian và bổ sung những kiênthức mới cho phù hợp Trong giáo trình, chúng tôi có đề ra nội dung thực tậpcủa từng bài để người học cũng cố và áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ năng.Tuy nhiên, tuy theo điều kiện cơ sở vật chất và trang thiết bị, các trường cóthề sử dụng cho phù hợp

Tuy nhiên, tùy theo điều kiện cơ sở vật chất và trang thiết bị, các

trường có thề sử dụng cho phù hợp Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng được mục tiêu đào tạo nhưng không tránh được những khiếm khuyết.Rất mong nhận được đóng góp ý kiến của các thầy, cô giáo, bạn đọc để nhóm biên soạn sẽ hiệu chỉnh hoàn thiện hơn Các ý kiến đóng góp xin gửi về

Trường Cao đẳng nghề Lilama 2, Long Thành Đồng Nai

Đồng Nai, ngày 10 tháng 06 năm 2013

1 Chủ biên TS Lê Văn Hiền

2 KS Trương Thanh Inh

3 KS Lê Hồng Hạnh

Trang 3

MỤC LỤC

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN 1

LỜI GIỚI THIỆU 2

MỤC LỤC 3

MÔ ĐUN ĐÀO TẠO TRANG BỊ ĐIỆN 5

Bài 1: ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN 8

1 Khái niệm chung về điều chỉnh tốc độ 8

1.1 Khái niệm chung 8

1.2 Các chỉ tiêu điều chỉnh tốc độ 8

1.2.1 Dải điều chỉnh tốc độ 9

1.2.2 Độ trơn điều chỉnh 9

1.2.3 Độ ổn định tốc độ (độ cứng của đặc tính cơ) 9

1.2.4 Tính kinh tế 9

1.2.5 Sự phù hợp giữa đặc tính điều chỉnh và đặc tính tải 10

1.3 Yêu cầu chung của việc điều chỉnh tốc độ động cơ điện 10

2 Điều chỉnh tốc độ động cơ điện DC 10

2.1 Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ DC kích từ độc lập 10

2.2 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ 13

2.2.1 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng 13

2.2.2 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông 14

2.2.3 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở ở mạch phần ứng 15

2.3 Nội dung thực hành: 16

2.3.1 Đấu nối mạch điều khiển tốc độ động cơ DC bằng cách thay đổi điện áp dùng hai nút nhấn thay đổi cấp tốc độ 16

2.3.2 Lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ DC bằng cách thay đổi điện trở phụ dùng hai nút nhấn thay đổi cấp tốc độ dùng khóa chéo, tự giữ thông qua nút dừng 18

3 Điều chỉnh tốc độ động cơ điện không đồng bộ ba pha 20

3.1 Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ không đồng bộ 3 pha 20

3.2 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ 23

3.2.1 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số: 23

3.2.2 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi số cực: 23

3.2.3 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp cung cấp cho stato: 23

3.2.4 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở mạch rôto của động cơ rôto dây quấn: 24

3.3.1 Lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ roto lồng sóc bằng cách thay đổi tần số 24

3.3.2 Lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ roto lồng sóc bằng cách thay đổi điện áp cung cấp cho starto Dùng biến áp từ ngẫu 26

3.3.3 Lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ roto lồng sóc bằng cách thay đổi số đôi cực 30

Bài 2: TỰ ĐỘNG KHỐNG CHẾ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 34

1 Khái niệm chung về tự động khống chế 34

1.1 Định nghĩa 34

1.2.Ký hiệu hình vẽ và chữ viết trên sơ đồ TĐKC-TĐĐ 35

1.2.1 Ký hiệu theo tiêu chuẩn đức: 35

1.2.2 Ký hiệu theo tiêu chuẩn pháp 36

Trang 4

1.2.3 Ký hiệu theo tiêu chuẩn mỹ 37

1.2.4 Ký hiệu theo tiêu chuẩn Việt Nam 38

2 Các nguyên tắc tự động khống chế 39

2.1 Nguyên tắc thời gian 39

2.2 Nguyên tắc dòng điện 41

3.Tự động khống chế động cơ không đồng bộ ro-to lồng sóc 43

3.1 Các mạch mở máy trực tiếp 43 3.1.1 Mạch khởi động động cơ điện ba pha bằng khởi động từ đơn 43

3.1.2 Mạch đảo chiều động cơ điện ba pha 45

3.1.3 Mạch điều khiển động cơ rôto lồng sóc qua hai cấp tốc độ kiểu /YYYY 47

3.1.4 Nội dung thực hành: 51

3.2 Các mạch mở máy gián tiếp 57

3.2.1.Dùng điện kháng nối tiếp vào mạch stato 57

3.2.2 Dùng máy biến áp tự ngẫu 59

3.2.3 Phương pháp đổi nối sao–tam giác 62

3.2.4 Nối tiếp điện trở vào rôto (đối với động cơ rôto dây quấn): 64

3.3 Các mạch hãm dừng động cơ 72

3.3.1 Hãm động năng 72

3.3.2 Hãm tái sinh 73

3.3.3 Hãm ngược 75

4 Tự động khống chế động cơ khụng đồng bộ ro-to dây quấn 81

4.1 Khống chế truyền động điện theo nguyên tắc dong điện 81

4.1.1 Khởi động động cơ một chiều kích từ nối tiếp 81

4.1.2 Khởi động động cơ rôtor dây quấn 82

4.2 Khống chế truyền động điện theo nguyên tắc hành trình 83

4.2.1 Hạn chế hành trình của các cơ cấu di chuyển 83

4.2.2 Tự động đảo chiều quay (chiều chuyển động tịnh tiến của các bộ phận di chuyển 84

5 Tự động khống chế động cơ điện một chiều 84

5.1 Khống chế truyền động điện theo nguyên tắc thời gian 84

5.2 Khống chế truyền động điện theo nguyên tắc tốc độ 85

Bài 3: TRANG BỊ ĐIỆN CHO MÁY CÔNG NGHIỆP 87

1 Trang bị điện - điện tử cho máy cắt gọt kim lọai 88

1.1 Trang bị điện cho máy tiện 88

1.1.1 Cấu tạo máy tiện 88

1.1.2 Nguyên lý vận hành máy tiện 89

1.1.3 Trang bị điện trong một số máy tiện 91

1.2 Trang bị điện cho máy phay 101

1.2.1.Khái niệm chung 101

1.2.2 Cấu tạo và cách phân loại máy phay 102

1.2.3 Máy phay 6P81, 6P11, 6P81 103

1.2.4 Mạch điện trong máy phay P82 và 6H82 (là máy phay của Liên Xô Kiểu 6H82, 6H83 và của Việt Nam kiểu P12A, P623, P82) 104

1.3 Trang bị điện cho máy mài 105

1.3.1 Đặc điểm công nghệ 105

1.3.2 Các đặc điểm về truyền động điện và trang bị điện của máy mài 107

Trang 5

2 Trang bị điện - điện tử cho cơ cấu sản xuất 110

2.1 Trang bị điện cho băng tải 110

2.3 Trang bị điện cho cầu trục 115

2.5 Trang bị điện cho thang máy 121

Tài liệu cần tham khảo: 126

Trang 6

MÔ ĐUN TRANG BỊ ĐIỆN

Mã mô đun: MĐ 15

Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của môn học

* Vị trí của môn học: Mô đun được bố trí dạy sau các môn học cơ bản

như linh kiện điện tử, đo lường điện tử, kỹ thuật xung - số, có thể họcsong song với các môn cơ bản khác như máy điện, điện tử công suất, Vimạch tương tự

* Tính chất của môn học: Là mô đun kỹ thuật cơ sở

* Ý nghĩa của mô đun: Là môn học bắt buộc

ứng dụng để lắp đặt và vận các thiết bị điện công nghiệp, động cơ điệntrong nhà máy sản xuất như: Điều khiển động cơ điện AC 1 pha, AC 3 pha,động cơ điện một chiều, có khả năng vận hành sửa chữa một số loại máycông nghiệp

Mục tiêu của Mô đun:

*Về kiến thức:

tốc độ động cơ 3 pha, động cơ một chiều

tơ dùng trong khống chế động cơ 3 pha, động cơ một chiều

* Về kỹ năng:

gọt kim loại (máy khoan, tiện, phay, bào, mài ); cho các máy sản suất(băng tải, cầu trục, thang máy, lò điện )

* Về thái độ:

- Rèn luyện tính tỷ mỉ, cẩn thận, an toàn và vệ sinh công nghiệp

Nội dung mô đun:

Thời gian Tổng

số

Lý thuyết

Thực hành

Kiểm tra 15-01

Điều chỉnh tốc độ động cơ

Trang 7

1 Khái niệm chung về điều

hành được tính vào giờ thực hành

Trang 8

BÀI 1 ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN

Mã bài: MĐ 15 - 01 Giới thiệu:

Do nhu cầu phát triển trong công nghiệp, áp dụng khoa học kỹ thuật vào trong các dây chuyền sản xuất của các nhà máy ngày càng đơn giản hoá trong vận hành để nâng cao hiệu quả sản xuất, giảm chi phí thì việc ứng dụng động cơ điện vào trong sản xuất rất phổ biến Do đó người học cần có những kiến thức về nguyên lý hoạt động và kỹ năng thực hành điều khiển tốc

độ động cơ điện nhằm phục vụ nhu cầu ứng dụng trong sản xuất.

Mục tiêu:

- Thực hiện điều chỉnh tốc độ động cơ 3 pha, động cơ một chiều đúngphương pháp

- Áp dụng các phương pháp điều chỉnh tốc độ phù hợp với từng loại động

cơ, phù hợp với đặc tính, trạng thái làm việc của hệ thống sản xuất

- Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác, an toàn và vệ sinh công nghiệp

Nội dung chính:

1 Khái niệm chung về điều chỉnh tốc độ.

Mục tiêu:

- Hiểu được việc điều chỉnh tốc độ theo phương pháp điện.

- Nắm vững hiệu quả của các phương pháp điều chỉnh tốc độ.

Khái niệm về điều chỉnh tốc độ

- Ngày nay, đại đa số các máy sản xuất từ nhỏ đến lớn, từ đơn lẻ đến cảmột dây chuyền sản xuất đều sử dụng truyền động điện (TĐĐ) Để đảmbảo những yêu cầu của các công nghệ phức tạp khác nhau, nâng cao mức

độ tự động cũng như năng suất, các hệ TĐĐ thường phải điều chỉnh tốc

độ, tức là cần phải điều chỉnh được tốc độ máy theo yêu cầu công nghệ

Có thể điều chỉnh tốc độ máy bằng phương pháp cơ khí hoặc bằng phươngpháp điện qua việc điều chỉnh tốc độ động cơ điện Ở đây, ta chỉ xem xétviệc điều chỉnh tốc độ theo phương pháp điện

1.2 Các chỉ tiêu điều chỉnh tốc độ.

- Chất lượng của một phương pháp điều chỉnh tốc độ được đánh giá quamột số các chỉ tiêu sau đây :

Trang 9

1.2.1 Dải điều chỉnh tốc độ

- Dải điều chỉnh tốc độ (hay phạm vi điều chỉnh tốc độ) là tỉ số giữa cácgiá trị tốc độ làm việc lớn nhất và nhỏ nhất của hệ TĐĐ ứng với mộtmômen tải đã cho :

max min

1.2.5 Sự phù hợp giữa đặc tính điều chỉnh và đặc tính tải

- Khi chọn hệ điều chỉnh tốc độ với phương pháp điều chỉnh nào đó chomột máy sản xuất cần lưu ý sao cho các đặc tính điều chỉnh bám sát yêu

Trang 10

cầu đặc tính của tải máy sản xuất Như vậy hệ làm việc sẽ đảm bảo đượccác yêu cầu chất lượng, độ ổn định

1.3 Yêu cầu chung của việc điều chỉnh tốc độ động cơ điện

- Dãi điều chỉnh phải đủ rộng

- Sự thay đổi tốc độ đáp ứng được yêu cầu thay đổi tốc độ của thiết bịmang tải

2.1 Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ DC kích từ độc lập

- Động cơ điện một chiều kích từ độc lập: Cuộn kích từ được cấp điện từnguồn một chiều độc lập với nguồn điện cấp cho rôto ( hình 1.2, 1.3)

- Nếu cuộn kích từ và cuộn dây phần ứng được cấp điện bởi cùng mộtnguồn điện thì động cơ là loại kích từ song song Trường hợp này nếunguồn điện có công suất rất lớn so với công suất động cơ thì tính chấtđộng cơ sẽ tương tự như động cơ kích từ độc lập

- Khi động cơ làm việc, rôto mang cuộn dây phần ứng quay trong từtrường của cuộn cảm nên trong cuộn ứng xuất hiện một sức điện độngcảm ứng có chiều ngược với điện áp đặt vào phần ứng động cơ Theo sơ

đồ nguyên lý trên hình 1.2 và hình 1.3, có thể viết phương trình cân bằngđiện áp của mạch phần ứng (rôto) như sau:

Trang 11

- R- là điện trở cuộn dây phần ứng

- Rp là điện trở phụ mạch phần ứng

- I- là dòng điện phần ứng động cơ

Rư = rư + rct + rcb + rcp (2.2)

rư - Điện trở cuộn dây phần ứng

rct - Điện trở tiếp xúc giữa chổi than và phiến góp

 - Từ thông qua mỗi cực từ

p - Số đôi cực từ chính

N - Số thanh dẫn tác dụng của cuộn ứng

a - Số mạch nhánh song song của cuộn ứng

Trang 12

Trong đó:

, 2

Phương trình đặc tính cơ (2.6) có dạng hàm bậc nhất y = B + Ax, nên

Đường đặc tính cơ cắt trục tung 0 tại điểm có tung độ:

Tốc độ 0 được gọi là tốc độ không tải lý tưởng khi không có lực cảnnào cả Đó là tốc độ lớn nhất của động cơ mà không thể đạt được ở chế độđộng cơ vì không bao giờ xảy ra trường hợp Mc = 0

Hình 1.4 đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập

Khi phụ tải tăng dần từ Mc = 0 đến Mc = Mđm thì tốc độ động cơ giảm dần

từ 0 đến đm

thể vẽ được từ 2 điểm w0 và A Điểm cắt của đặc tính cơ với trục

hoành 0M có tung độ  = 0 và có hoành độ suy từ phương trình (2.6):

Trang 13

Mômen Mnm và Inm gọi là mômen ngắn mạch và dòng điện ngắn mạch Đó

là giá trị mômen lớn nhất và dòng điện lớn nhất của động cơ khi được cấpđiện đầy đủ mà tốc độ bằng 0 Trường hợp này xảy ra khi bắt đầu mở máy

và khi động cơ đang chạy mà bị dừng lại vì bị kẹt hoặc tải lớn quá

20)Iđm

Nó có thể gây cháy hỏng động cơ nếu hiện tượng tồn tại kéo dài

2.2 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ.

2.2.1 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng

- Sơ đồ nguyên lý được biểu diễn như trên hình 1.6 Từ thông động cơđược giữ không đổi Điện áp phần ứng được cấp từ một bộ biến đổi

- Điện áp U chỉ có thể thay đổi về phía giảm (U<Uđm) nên phương phápnày chỉ cho phép điều chỉnh giảm tốc độ

Hình 1.6 điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập bằng

phương pháp thay đổi điện áp phần ứng

Trang 14

Hình 1.7 quá trình thay đổi tốc độ khi điều chỉnh điện áp

- Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập bằng biệnpháp thay đổi điện áp phần ứng có các đặc điểm sau:

- Điện áp phần ứng càng giảm, tốc độ động cơ càng nhỏ

- Điều chỉnh trơn trong toàn bộ dải điều chỉnh

- Độ cứng đặc tính cơ giữ không đổi trong toàn bộ dải điều chỉnh

- Độ sụt tốc tuyệt đối trên toàn dải điều chỉnh ứng với một mômen là nhưnhau Độ sụt tốc tương đối sẽ lớn nhất tại đặc tính cơ thấp nhất của dảiđiều chỉnh Do vậy, sai số tốc độ tương đối (sai số tĩnh) của đặc tính cơthấp nhất không vượt quá sai số cho phép cho toàn dải điều chỉnh

- Dải điều chỉnh của phương pháp này có thể: D ~ 10:1

- Chỉ có thể điều chỉnh tốc độ về phía giảm (vì chỉ có thể thay đổi với Uu

≤ Uđm

- Phương pháp điều chỉnh này cần một bộ nguồn để có thể thay đổi trơnđiện áp ra

2.2.2 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông

- Muốn thay đổi từ thông động cơ, ta tiến hành thay đổi dòng điện kích từcủa động cơ qua một điện trở mắc nối tiếp ở mạch kích từ Rõ ràngphương pháp này chỉ cho phép tăng điện trở vào mạch kích từ, nghĩa làchỉ có thể giảm dòng điện kích từ Ikt ≤ Iktđm do đó chỉ có thể thay đổi vềphía giảm từ thông Khi giảm từ thông, đặc tính dốc hơn và có tốc độkhông tải lớn hơn Họ đặc tính giảm từ thông như hình 1.8

Trang 15

Hình 1.8 – Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập bằng

phương pháp thay đổi từ thông kích từ

Phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi từ thông có các đặc điểm sau:

- Từ thông càng giảm thì tốc độ không tải lý tưởng của đặc tính cơ càngtăng, tốc độ động cơ càng lớn

- Độ cứng đặc tính cơ giảm khi giảm từ thông

- Chỉ có thể điều chỉnh thay đổi tốc độ về phía tăng

2.2.3 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở ở mạch phần ứng

- Sơ đồ nguyên lý nối dây như hình 1.9 Khi tăng điện trở phần ứng, đặctính cơ dốc hơn nhưng vẫn giữ nguyên tốc độ không tải lý tưởng Họ đặctính cơ khi thay đổi điện trở mạch phần ứng như hình 1.9

- Đặc điểm của phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điệntrở ở mạch phần ứng:

- Điện trở mạch phần ứng càng tăng, độ dốc đặc tính cơ càng lớn, đặctính cơ càng mềm và độ ổn định tốc độ càng kém, sai số tốc độ càng lớn

- Phương pháp chỉ cho phép điều chỉnh thay đổi tốc độ về phía giảm (dochỉ có thể tăng thêm điện trở)

Trang 16

- Vì điều chỉnh tốc độ nhờ thêm điện trở vào mạch phần ứng cho nên tổnhao công suất dưới dạng nhiệt trên điện trở càng lớn.

Hình 1.9 - Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập bằng

phương pháp thay đổi điện trở phần ứng

2.3 Nội dung thực hành:

2.3.1 Đấu nối mạch điều khiển tốc độ động cơ DC bằng cách thay đổi

điện áp dùng hai nút nhấn thay đổi cấp tốc độ.

a Sơ đồ mạch :

Trang 17

b Quy trình kỹ thuật lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ DC bằng cách thay đổi điện áp

bị

Bước 1: Tìm hiểu cấu tạo thực tế

thiết bị điện và các thông số kỹ

thuật cơ bản của thiết bị trong

mạch điện Vẽ lại sơ đồ kết nối

trong mạch

- Các tiếp điểm tiếpxúc của các nút nhấn,relay còn tốt

- điện áp đặt vào cuộndây relay và động cơ

DC phải bằng điện ápđịnh mức

- Đồng hồ vạn năng V.O.M,

- cầu chì

- nút nhấn

- Relay

- động cơ DC

Bước 2: Lắp đặt thiết bị điện và

đấu nối mạch điện theo sơ đồ

nguyên lý

- Đấu mạch động lực

- Đấu mạch điều khiển

- Lắp đặt chắc chắnthiết bị điện vào panelđiện, làm đầu cốt vàđấu dây nối phải chắcchắn

- Thao tác chính xác

- Đúng theo sơ đồ

Panel lắp đặtthiết bị điện, áp

tô mát 1 pha, cầuchì, dây dẫn,relay, nút nhấn,động cơ điệnmột chiều, kềmcắt dây điện,kềm bấm đầucốt, tua vít ba ke(4 chấu), tua vítdẹt, bịt đầu cốt,

Bước 4: Hoạt động thử theo các

Nguồn điện cungcấp

Trang 18

c Hiện tượng, nguyên nhân và cách khắc phục sự cố

họat động

- Đấu dây mạch điềukhiển tiếp xúc khôngtốt

- Chưa cấp nguồn chomạch điều khiển

- chưa đấu tiếp điểmduy trì

Kiểm tra và đấulại tiếp điểm duytrì, kiểm tra lạicác đầu nối, cấpnguồn cho mạch

động

- Đấu dây mạch độnglực tiếp xúc không tốt

- Chưa cấp nguồn chomạch động lực

kiểm tra lại cácđầu nối, cấpnguồn cho mạch

2.3.2 Lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ DC bằng cách thay đổi điện trở phụ dùng hai nút nhấn thay đổi cấp tốc độ dùng khóa chéo, tự giữ thông qua nút dừng

Trang 19

Bước 1: Tìm hiểu cấu tạo thực tế

thiết bị điện và các thông số kỹ

thuật cơ bản của thiết bị trong

mạch điện Vẽ lại sơ đồ kết nối

trong mạch

- điện áp đặt vào cuộndây relay và động cơ

DC phải bằng điện ápđịnh mức

Bước 2: Lắp đặt thiết bị điện và

đấu nối mạch điện theo sơ đồ

nguyên lý

Panel lắp đặtthiết bị điện, áp

tô mát 1 pha,điện trở phụ,cầu chì, dâydẫn, relay, nútnhấn, động cơđiện một chiều,kềm cắt dâyđiện, kềm bấmđầu cốt, tua vít

ba ke (4 chấu),tua vít dẹt, bịtđầu cốt,…

Bước 3: Kiểm tra nguội theo các

Bước 4: Hoạt động thử theo các

Nguồn điệncung cấp

Trang 20

Kiểm tra vàđấu lại tiếpđiểm duy trì,kiểm tra lạicác đầu nối,cấp nguồncho mạch

động

kiểm tra lạicác đầu nối,cấp nguồncho mạch

3 Điều chỉnh tốc độ động cơ điện không đồng bộ ba pha

3.1 Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ không đồng bộ 3 pha.

- Khi coi 3 pha động cơ là đối xứng, được cấp nguồn bởi nguồn xoaychiều hình sin 3 pha đối xứng và mạch từ động cơ không bão hoà thì cóthể xem xét động cơ qua sơ đồ thay thế 1 pha Đó là sơ đồ điện một phaphía stator với các đại lượng điện ở mạch rôto đã quy đổi về stator

Hình 1.10 sơ đồ thay thế một pha động cơ không đồng bộ

pha mà giữ yên rotor (không quay thì mỗi pha của cuộn dây rotor sẽ xuấthiện một sức điện động E2phđm theo nguyên lý của máy biến áp Hệ số quyđổi sức điện động là:

1

2

phdm E

phdm

E K E



- Từ đó ta có hệ số quy đổi dòng điện:

Trang 21

E

K K



và hệ số quy đổi trở kháng:

2 1

- Trên sơ đồ thay thế ở hình 2.25, các đại lượng khác là:

I0 - Dòng điện từ hóa của động cơ

Rm, Xm - Điện trở, điện kháng mạch từ hóa

I1 - Dòng điện cuộn dây stator

R1, X1 - Điện trở, điện kháng cuộn dây stator

Dòng điện rotor quy đổi về stator có thể tính từ sơ đồ thay thế:

1 ,

2

, 2

ph

U I

bằng mômen cơ Mcơ:

2 1

3 2

ph th

nm

U M

Trang 22

Phương trình trên biểu thị mối quan hệ M = f(s) = f[s()] gọi là phươngtrình đặc tính cơ của động cơ điện xoay chiều 3 pha không đồng bộ Vớinhững giá trị khác nhau của s (0= s =1), phương trình đặc tính cơ cho tanhững giá trị tương ứng của M Đường biểu diễn M = f(s) trên hệ trục tọa

độ sOM, đó là đường đặc tính cơ của động cơ xoay chiều ba pha khôngđồng bộ

Đường đặc tính cơ có điểm cực trị gọi là điểm tới hạn K Tại điểm đó:

3 2

ph th

nm

U M

Trang 23

Ta nhận thấy, đường đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ là mộtđường cong phức tạp và có 2 đoạn AK và KB, phân giới bởi điểm tới hạn

K

Đoạn đặc tính AK gần thẳng và cứng Trên đoạn này, mômen động cơtăng thì tốc độ động cơ giảm Do vậy, động cơ làm việc trên đoạn đặc tínhnày sẽ ổn định

Đoạn KB cong với độ dốc dương Trên đoạn này, động cơ làm việc không

ổn định

3.2 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ.

- Tốc độ của từ trường quay (tốc độ đồng bộ) là n1=60f/p

- Tốc độ quay của động cơ điện không đồng bộ là n= n1(1-s) = s), với s là hệ số trượt

60f/p(1 Từ công thức trên ta có thể có các phương pháp điều chỉnh tốc độ động

cơ như sau:

3.2.1 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số:

- Việc thay đổi tần số của dòng điện stato được thực hiện bằng cách dùng

bộ biến đổi tần số Việc điều chỉnh tốc độ quay bằng cách thay đổi tần sốthích hợp cho các động cơ rôto lồng sóc

- Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số cho phép điều chỉnh tốc độmột cách bằng phẳng trong phạm vi rộng, song giá thành của bộ biến tầnkhá cao

3.2.2 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi số cực:

- Số đôi cực p phụ thuộc vào cấu tạo của dây quấn, thường là thay đổicách đấu dây để có được số đôi cực khác nhau Động cơ không đồng bộ

có cấu tạo dây quấn có thể thay đổi số đôi cực từ được gọi là động cơkhông đồng bộ nhiều cấp tốc độ Phương pháp này chỉ sử dụng cho động

cơ rôto lồng sóc

- Mặc dù điều chỉnh tốc độ nhảy cấp, nhưng có ưu điểm chính là giữnguyên độ cứng của đặc tính cơ, động cơ nhiều cấp tốc độ được sử dụngrộng rãi trong các máy luyện kim, máy tàu thuỷ…

3.2.3 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp cung cấp cho stato:

- Phương pháp này chỉ được thực hiện việc giảm điện áp Khi giảm điện

áp đường đặc tính cơ sẽ thay đổi, do đó hệ số trượt thay đổi và làm chotốc độ động cơ thay đổi

Trang 24

- Nhược điểm của phương pháp này là điều chỉnh tốc độ quay bằng điện

áp là làm giảm khả năng quá tải của động cơ, dải điều chỉnh tốc độ hẹp,tăng tổn hao ở dây quấn rôto Phương pháp này chỉ được dùng chủ yếuvới các động cơ công suất nhỏ có hệ số trượt tới hạn lớn

3.2.4 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở mạch rôto của động cơ rôto dây quấn:

- Phương pháp thay đổi điện trở dây quấn rôto, bằng cách mắc biến trở bapha vào mạch rôto Biến trở điều chỉnh tốc độ phải làm việc lâu dài nên

có kích thước lớn hơn so với biến trở mở máy Khi tăng điện trở, tốc độđộng cơ sẽ giảm và ngược lại

- Nếu mômen cản không đổi, dòng rôto không đổi khi tăng điện trở đểgiảm tốc độ, sẽ tăng tổn hao công suất trong biến trở Do đó phương phápnày không kinh tế, tuy nhiên phương pháp này đơn giản, điều chỉnh trơn

và khoảng điều chỉnh rộng, được sử dụng điều chỉnh tốc độ quay của động

cơ công suất cở trung bình

Hình 1.12 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở mạch rôto

3.3 Nội dung thực hành:

3.3.1 Lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ roto lồng sóc bằng cách thay đổi tần số

Trang 25

b Quy trình kỹ thuật lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộroto lồng sóc bằng cách thay đổi tần số

Bước 1: Tìm hiểu cấu tạo

thực tế thiết bị điện và các

thông số kỹ thuật cơ bản

của thiết bị trong mạch

điện Vẽ lại sơ đồ kết nối

trong mạch

- điện áp đặt vào cuộndây công tắc tơ vàđộng cơ phải bằngđiện áp định mức

- Áp tô mát 3 pha

- Áp tô mát 1 pha

- Rơ le nhiệt

- Động cơ KĐB 3pha rô to lồng

- Biến tần Ativar 31ATV31H075N4A0,75KW, 380V

Bước 2: Lắp đặt thiết bị

điện và đấu nối mạch điện

theo sơ đồ nguyên lý

- Panel lắp đặt thiết

bị điện, áp tô mát 3pha, Áp tô mát 1 pha

- Biến tần cầu chì,dây dẫn, relay, nútnhấn, kềm cắt dâyđiện, kềm bấm đầucốt, tua vít ba ke (4chấu), tua vít dẹt, bịtđầu cốt,…

Bước 3: Kiểm tra nguội - Thao tác chính xác Đồng hồ vạn năng

Trang 26

theo các bước sau:

- Kiểm tra mạch động lực

- Kiểm tra mạch điều khiển

Bước 4: Hoạt động thử theo

các bước sau:

- Nối dây nguồn

- Đóng áp tô mát nguồn

- LI1: chạy thuận, LI2:

chạy nghịch, LI3, LI4:

Nguồn điện cung cấp

động

- chưa cài đặt cho biếntầng

kiểm tra lạicác đầu nối,cấp nguồncho mạch,Cài đặt lạibiến tầng

3.3.2 Lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ roto lồng sóc bằng cách thay đổi điện áp cung cấp cho starto Dùng biến áp từ ngẫu

Trang 27

- Sơ đồ đi dây mạch động lực

Trang 28

b Quy trình kỹ thuật lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộroto lồng sóc bằng cách thay đổi điện áp cung cấp cho starto Dùng biến

áp từ ngẫu

Bước 1: Tìm hiểu cấu tạo thực

tế thiết bị điện và các thông số

kỹ thuật cơ bản của thiết bị

trong mạch điện Vẽ lại sơ đồ

kết nối trong mạch

- điện áp đặt vào cuộndây công tắc tơ vàđộng cơ phải bằngđiện áp định mức

- Máy biến áp từ

Trang 29

- Nút nhấn

Bước 2: Lắp đặt thiết bị điện

và đấu nối mạch điện theo sơ

đồ nguyên lý

- Panel lắp đặtthiết bị điện, áp tômát 3 pha, Áp tômát 1 pha

- máy biến áp từngẫu cầu chì, dâydẫn, relay, nútnhấn, kềm cắt dâyđiện, kềm bấm đầucốt, tua vít ba ke (4chấu), tua vít dẹt,bịt đầu cốt,…

Bước 3: Kiểm tra nguội theo

động chuyển sang hoạt động

ở nguồn điện áp lưới (đèn

H2 sáng) Nhấn nút S0 động

cơ dừng

- Khi động cơ đang hoạt

động nếu bị quá tải, động cơ

phải dừng và báo đèn H3

Mạch hoạt động tốt,đúng nguyên lý

Trang 30

- chưa chỉnh định rơlethời gian

Kiểm tra vàđấu lại tiếpđiểm duy trì,kiểm tra lạicác đầu nối,cấp nguồncho mạch,chỉnh lại rơlethời gian

động

kiểm tra lạicác đầu nối,cấp nguồncho mạch,

3.3.3 Lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ roto lồng sóc bằng cách thay đổi số đôi cực

a Sơ đồ mạch :

- Sơ đồ đi dây mạch động lực

Trang 31

b Quy trình kỹ thuật lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ không đồng

bộ roto lồng sóc bằng cách thay đổi số đôi cực

Bước 1: Tìm hiểu cấu tạo thực

tế thiết bị điện và các thông số

kỹ thuật cơ bản của thiết bị

trong mạch điện Vẽ lại sơ đồ

kết nối trong mạch

- điện áp đặt vào cuộndây công tắc tơ vàđộng cơ phải bằng

Trang 32

điện áp định mức - Động cơ KĐB 3

pha rô to lồng sóc

có 6 đầu dây

- Nút nhấn

Bước 2: Lắp đặt thiết bị điện

và đấu nối mạch điện theo sơ

đồ nguyên lý

- Panel lắp đặtthiết bị điện, áp tômát 3 pha, Áp tômát 1 pha

- cầu chì, dây dẫn,relay, nút nhấn,kềm cắt dây điện,kềm bấm đầu cốt,tua vít ba ke (4chấu), tua vít dẹt,bịt đầu cốt,…

Bước 3: Kiểm tra nguội theo

cơ dừng Động cơ M đang

hoạt động nếu bị quá tải thì

động cơ phải dừng và báo

bằng đèn H3

Mạch hoạt động tốt,đúng nguyên lý

Trang 33

TT Hiện tượng Nguyên nhân Cách khắc

động

kiểm tra lạicác đầu nối,cấp nguồncho mạch,

+ Về thái độ: Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác, an toàn và vệ sinh công nghiệp

Phương pháp:

+ Về kiến thức: Được đánh giá bằng hình thức kiểm tra viết, trắc nghiệm.

Trang 34

- Sửa chữa được một số mạch điều khiển đơn giản trên bảng thực hành.

- Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác, an toàn và vệ sinh công nghiệp

để áp dụng những thiết bị và biện pháp bảo vệ cần thiết

- Những trạng thái làm việc của hệ thống truyền động điện tự động cóthể được đặc trưng bằng các thông số như: tốc độ làm việc của cácđộng cơ truyền động hay của cơ cấu chấp hành máy sản xuất, dòng điệnphần ứng của động cơ hay dòng kích thích của động cơ điện một chiều,mômen phụ tải trên trục của động cơ truyền động Tuỳ theo quá trìnhcông nghệ yêu cầ u mà các thông số trên có thể lấy các giá trị khác nhau

Trang 35

Việc chuyển từ giá trị này đến giá trị khác được thực hiện tự động nhờ

hệ thống điều khiể n Kết quả hoạt động của phần điều khiển sẽ đưa hệthống động lực của truyền động điện đến một trạng thái làm việc mới,trong đó có ít nhất một thông số đặc trưng cho mạch động lực lấy giá trịmới

- Như vậy về thực chất điều khiển hệ thống là đưa vào hoặc đưa rakhỏi hệ thống nhữ ng phần tử, thiết bị nào đó (chẳng hạn điện trở , điệnkháng, điện dung, khâu hiệu chỉnh ) để thay đổi một hoặc nhiều thông

số đặc trưng hoặc để giữ một thông số nào đó (chẳng hạn tốc độ quay)không thay đổi khi có sự thay đổi ngẫu nhiên của thông số khác Để tựđộng điều

- khiển hoạt động của truyền động điện, hệ thống điều khiển phải cónhững cơ cấu, thiết bị thụ cảm được giá trị các thông số đặc trưng chochế độ công tác của truyền động điện (có thể là môđun, cũng có thể là

cả về dấu của thông số)

- Trong hệ thống điều khiể n gián đoạn các phần tử thụ cảm này phảilàm việc theo các ngưỡng chỉnh định được Nghĩa là khi thông số đượcthụ cảm

- đến trị số ngưỡng đã đặt, phần tử thụ cảm theo thông số này sẽ bắtđầu làm việc phát ra một tín hiệu đưa đến phần tử chấp hành Kết quả là

sẽ đưa vào hoặc đưa ra khỏi mạch động lực những phần tử cần thiết Nếu

hệ thống điều khiển có tín hiệu phát ra từ phần tử thụ cảm được dòngđiện, ta nói rằng nghệ điều khiển theo nguyên tắc dòng điện Nếu phần

tử thục cảm được tốc độ, ta nói rằng hệ điều khiển theo nguyên tắc tốc

độ , nếu có phần tử thụ cảm được thời gian của quá trình (từ một mốc thờigian nào đó) ta nói rằng hệ điều khiển theo nguyên tắc thời gian Tương tự

có hệ điều khiển theo nguyên tắc nhiệt độ, theo mômen, theo chiều côngsuất

1.2.Ký hiệu hình vẽ và chữ viết trên sơ đồ TĐKC-TĐĐ

1.2.1 Ký hiệu theo tiêu chuẩn đức:

Trang 36

STT HIỆU KÝ CHỨC NĂNG STT KÝ HIỆU CHỨC NĂNG

Tiếp điểm thườngđóng mở nhanh,đóng chậm củatimer off delay

5

Tiếp điểm thường đóng mở chậm của timer on delay

1.2.2 Ký hiệu theo tiêu chuẩn pháp

Tiếp điểm động lực của Máy cắt điện (ACB - OCB )

12

Tiếp điểm điều khiển loại thường đóng ( NC)

3

Tiếp điểm động lực của Cầu dao điện (Q )

Tiếp điểm động lực của Cầu dao - dao cách ly (Q )

Trang 37

Tiếp điểm động lực của Máy cắt điện (Q )

Tiếp điểm động lực của các thiết bị mở tự

Tiếp điểm vị trí của công tắc hành trình LS (loại thường đóng) 7

Tiếp điểm vị trí của công tắc hành trình LS (loại thường mở)8

F

Tiếp điểm thường đóng tác động trực tiếp bằng hiệu ứng nhiệt

Tiếp điểm thường

mở chiệu sự tác động của cầu chì ( cầu chì tự rơi )9

10

Tiếp điểm chịu sự điều khiển của tốc độä

Cầu chì tác động nhanh (có dạng hình viên đạn )

1.2.3 Ký hiệu theo tiêu chuẩn mỹ

mở mở nhanh,đóng chậm củatimer off delay

Tiếp điểm thườngđóng mở nhanh,đóng chậm củatimer off delay

n

Trang 38

3 Relay thời gian

4

mở đóng chậm của timer on delay5

đóng mở chậm của timer on delay

1.2.4 Ký hiệu theo tiêu chuẩn Việt Nam

Động cơ KĐB 3pha Rotor lồng sóc

Động cơ KĐB 3pha Rotor dây quấn

Động cơ điện mộtchiều

thời gian loại On-OffDelay

Trang 39

3 Tiếp điểm rơ le thời

Nút nhấn thườngđóng

- Hiểu rõ mạch điều khiển truyền động điện điển hình.

2.1 Nguyên tắc thời gian.

a Nội dung nguyên tắc điều khiển theo thời gian:

- Điều khiển theo nguyên tắc thời gian dựa trê cơ sở là thông số củamạch động lực biến đổi theo thời gian Những tín hiệu điều khiển phát ratheo một quy luật thời gian cần thiết để làm thay đổi trạng thái của hệthống

- Những phần tử thụ cảm được thời gian để phát tín hiệu cần được chỉnhđịnh dựa theo ngưỡng chuyển đổi của đối tượng Ví dụ như tốc độ, dòngđiện, mô men của mỗi động cơ được tính toán chọn ngưỡng cho thích hợpvới từng hệ thống truyền động điện cụ thể Những phần tử thụ cảm đượcthời gian có thể gọi chung là role thời gian Nó tạo nên được một thời giantrễ ( duy trì) kể từ lúc có tín hiệu đưa vào ( mốc 0) đầu vào của nó đến khi

nó phát được tín hiệu ra đưa vào phần tử chấp hành Cơ cấu duy trì thờigian có thể là: cơ cấu con lắc, cơ cấu điện từ, khí nén cơ cấu điện tử,tương ứng là role thời gian kiểu con lắc, role thời gian điện từ, role thờigian khí nén và role thời gian điện tử

b) Mạch điều khiển truyền động điện điển hình theo nguyên tắc thời gian:

- Xét mạch điều khiển khởi động động cơ điện một chiều kích từ độc lập

có hai cấp điện trở phụ trong mạch phần ứng để hạn chế dòng điện khởiđộng ở trên theo nguyên tắc thời gian Sơ đồ mạch điều khiển:

Trang 40

Hình 2.1 - Điều khiển khởi động động cơ ĐMdl theo nguyên tắc thờigian.

- Trạng thái ban đầu sau khi cấp nguồn động lưc và điều khiển thì rolethời gian 1RTh

- Được cấp điện mở ngay tiếp điểm thường kín đóng chậm RTh(9-11)

Để khởi động ta phải ấn nút mở máy M(3-5), công tắc tơ Đg hút sẽ đóngcác tiếp điểm ở mạch động lực, phần ứng động cơ điện được đấu vào lướiđiện qua các điện trở phụ khởi động r1, r2 dòng điện qua các điện trở cótrị số lớn gây ra sụt áp trên điện trở r1 điện áp đó vượt quá ngưỡng điện

áp hút của role thời gian 2RTh làm cho nó hoạt động sẽ mở ngay tiếpđiểm thường kín đóng chậm 2RTh ( 11-13), trên mạch 2G cùng với sựhoạt động của role 1RTh chúng đảm bảo không cho các công tắc tơ 1G và2G có điện trong giai đoạn đầu của quá trình khởi động Tiếp điểm phụĐg(1-7) mở ra cắt điện rolre thời gian 1RTh đưa role thời gian này vàohoạt động để chuẩn bị phát tín hiệu chuyển trạng thái của truyền độngđiện Mốc không của thời gian t có thể xem là thời điểm Đg(1-7) mở cắtđiện 1RTh

c) Nhận xét về điều khiển truyền động điện theo nguyên tắc thời gian :

- Ưu điểm của nguyên tắc điều khiển theo thời gian là có thể chỉnh đượcthời gian theo tính toán và độc lập với thông số của hệ thống động lực.Trong thực tế ảnh hưởng của mômen cản MC của điện áp lưới và củađiện trở cuộn dây hầu như không đáng kể đến sư k làm việc của hệthống và đến quá trình gia tốc của truyền động điện, vì các trị số thực tếsai khác với trị số thiết kế không nhiều Thiết bị của sơ đồ đơn giản,làm việc tin cậy cao ngay cả khi phụ tải thay đổi, rơ le thời gian dùngđồng loạt cho bất kỳ công suất và động cơ nào, có tính kinh tế cao

- Nguyên tắc thời gian được dùng rất rộng rãi trong truyền động điệnmột chiều cũng như xoay chiều

Định dạng
Số trang	126
Dung lượng	25,23 MB