giáo trình truyền động điện, sử dụng cho sinh viên các trường đại học khối kỹ thuật, nghiên cứu.Giáo trình gồm 5 chương. cơ sơ truyền động điện là 1 trong các học phần cơ sở ngành của ngành kỹ thuật điều khiển và tự động hóa.
MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Chƣơng CƠ HỌC TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 1.1 GIỚI THIỆU VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 12 1.1.1 Định nghĩa hệ thống truyền động điện 12 1.1.2 Sơ đồ khối chức hệ truyền động điện 12 1.1.3 Phân loại hệ thống truyền động điện 14 1.2 ĐẶC TÍNH CƠ CỦA HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 15 1.2.1 Đặc tính máy sản xuất 15 1.2.2 Đặc tính động điện 18 1.2.3 Độ cứng đặc tính 20 1.2.4 Sự phù hợp đặc tính động điện đặc tính cấu máy sản xuất 22 1.3 TRẠNG THÁI LÀM VIỆC CỦA HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 22 1.4 QUI ĐỔI CÁC ĐẠI LƢỢNG CƠ HỌC 25 1.4.1 Quy đổi mômen cản lực cản trục động 27 1.4.2 Quy đổi mômen quán tính 27 1.5 PHƢƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC CỦA HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 29 1.6 ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH TĨNH CỦA HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN32 1.7 ĐIỀU CHỈNH CÁC THỐNG SỐ ĐẦU RA CỦA HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 34 1.7.1 Khái niệm chung 34 1.7.2 Các tiêu chất lƣợng điều chỉnh tốc độ hệ truyền động điện 37 Chƣơng 4 ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 4 2.1 ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP VÀ KÍCH TỪ SONG SONG 44 2.1.1 Phƣơng trình đặc tính 44 2.1.2 Ảnh hƣởng thơng số điện đặc tính 47 2.1.4 Mở máy khởi động động điện chiều kích từ độc lập 52 2.1.5 Đảo chiều quay động chiều kích từ độc lập 58 2.1.6 Các trạng thái hãm động điện chiều kích từ độc lập 59 2.2 ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ NỐI TIẾP 67 2.2.1 Phƣơng trình đặc tính 67 2.2.2 Ảnh hƣởng thông số điện đặc tính 69 2.2.3 Mở máy (khởi động) động điện chiều kích từ nối tiếp70 2.2.4 Đảo chiều quay động điện chiều kích từ nối tiếp 73 2.2.5 Các trạng thái hãm động điện chiều kích từ nối tiếp 73 2.3 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA 78 2.3.1 Phƣơng trình đặc tính 78 2.3.2 Ảnh hƣởng thông số điện đặc tính 82 2.3.3 Mở máy động điện KĐB3P 88 2.3.4 Đảo chiều quay động điện KĐB3P 93 2.3.5 Các trạng thái hãm động điện KĐB3P 93 2.4 ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ 99 2.4.1 Đặc tính động đồng 99 2.4.2 Đặc tính góc động đồng 99 2.4.3 Khởi động động đồng 102 2.4.4 Trạng thái hãm 102 2.4 ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 102 2.4.1 Điều chỉnh tốc độ động chiều kích từ độc lập (song song) 103 2.4.2 Điều chỉnh tốc độ động điện xoay chiều pha KĐB 116 Chƣơng 25 TÍNH CHỌN CƠNG SUẤT ĐỘNG CƠ ĐIỆN 25 3.1 SỰ PHÁT NÓNG VÀ NGUỘI LẠNH CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN125 3.2 CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 128 3.2.1 Kiểu chế độ làm việc S1 129 3.2.2 Kiểu chế độ làm việc S2 130 3.2.3 Kiểu chế độ làm việc S3 131 3.2.4 Kiểu chế độ làm việc S4 131 3.2.5 Kiểu chế độ làm việc S5 133 3.2.6 Kiểu chế độ làm việc S6 134 3.2.7 Kiểu chế độ làm việc S7 135 3.2.8 Kiểu chế độ làm việc S8 136 3.2.9 Kiểu chế độ làm việc S9 137 3.2.10 Kiểu chế độ làm việc S10 139 3.3 CÁC BƢỚC TÍNH CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ ĐIỆN 140 3.4 CÁC PHƢƠNG PHÁP KIỂM NGHIỆM ĐỘNG CƠ THEO ĐIỀU KIỆN PHÁT NÓNG 143 3.4.1 Phƣơng pháp tổn hao trung bình (tổn hao tƣơng đƣơng): 144 3.4.2 Phƣơng pháp dòng điện tƣơng đƣơng 148 3.4.3 Phƣơng pháp mômen tƣơng đƣơng 149 3.4.4 Phƣơng pháp công suất tƣơng đƣơng 150 3.5 TÍNH CHỌN CƠNG SUẤT ĐỘNG CƠ CHO CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC 152 3.5.1 Chọn động làm việc chế độ S1 152 3.5.2 Chọn động làm việc chế độ S2 162 3.5.3 Chọn động làm việc chế độ S3 173 3.5.4 Chọn động làm việc chế độ S4-S9 181 3.5.5 Chọn động làm việc chế độ S10 182 Chƣơng 87 QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 87 4.1 KHÁI NIỆM VỀ QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ CỦA TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 187 4.2 QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ TRONG TRUYỀN ĐỘNG DÙNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP 187 4.2.1 Quá trình độ khởi động 187 4.2.2 Quá trình độ hãm ngƣợc đảo chiều quay 191 4.2.3 Quá trình độ hãm động 194 4.3 QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ TRONG TRUYỀN ĐỘNG DÙNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 197 4.3.1 Quá trình độ khởi động 197 4.3.2 Quá trình độ đảo chiều quay 198 4.3.3 Quá trình độ hãm động 199 4.4 TỔN HAO NĂNG LƢỢNG TRONG QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ 200 4.4.1 Tổn hao lƣợng trình độ động điện chiều 200 4.4.2 Tổn hao lƣợng trình độ động không đồng 202 4.4.3 Các biện pháp giảm tổn hao lƣợng trình độ 204 4.5 CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ205 4.5.1 Các phƣơng pháp kinh điển 205 4.5.2 Sử dụng phần mềm MATLAB - Simulink 205 Chƣơng 15 TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 15 5.1 CÁC PHẦN TỬ ĐIỀU KHIỂN VÀ BẢO VỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 215 5.1.1 Các phần tử điều khiển 215 5.1.2 Các phần tử bảo vệ 222 5.2 CÁC NGUYÊN TẮC ĐIỀU KHIỂN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 225 5.2.1 Khái niệm chung 225 5.2.2 Điều khiển tự động theo nguyên tắc thời gian 226 5.2.3 Điều khiển tự động theo nguyên tắc tốc độ 229 5.2.4 Điều khiển tự động theo nguyên tắc dòng điện 233 5.2.5 Nguyên tắc điều khiển theo hành trình 235 5.3 TỰ ĐỘNG BẢO VỆ VÀ TÍN HIỆU HÓA TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 237 5.3.1 Ý nghĩa nhiệm vụ bảo vệ tín hiệu hoá 237 5.3.2 Các dạng bảo vệ 238 5.3.3 Tín hiệu hố 243 5.4.PHÂN TÍCH MỘT SỐ SƠ ĐỒ ĐIỂN HÌNH 244 5.4.1 Sơ đồ khởi động, hãm, đảo chiều quay động chiều 244 5.4.2 Sơ đồ khởi động trực tiếp, hãm, đảo chiều quay động khơng đồng roto lồng sóc 246 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 CHỮ VIẾT TẮT BBĐ ĐC TL CCSX ĐK MĐKĐ EMY CL TĐĐ ĐCMC ĐCKĐB3P ĐCĐB QTQĐ BA ĐKXP KT KTF Bộ biến đổi Động điện Cơ cấu truyền lực Cơ cấu sản xuất Bộ điều khiển Máy điện khuếch đại Máy điện khuếch đại từ trƣờng ngang hai cấp Bộ chỉnh lƣu Truyền động điện Động điện chiều Động không đồng ba pha Động đồng Quá trình độ Biến áp Bộ điều khiển xung pha Cuộn dây kích từ động Cuộn dây kích từ máy phát LỜI NÓI ĐẦU Cơ sở truyền động điện học phần sở ngành ngành Kỹ thuật điều khiển Tự động hóa, ngành Điện, ngành Cơ điện tử Ngày nay, với hệ truyền động điện thủy lực khí nén hệ truyền động điện đƣợc sử dụng rộng rãi phổ biến chiếm phần lớn dây chuyền tự động hóa sản xuất, thiết bị máy móc cơng nghiệp nhƣ nhiều lĩnh vực khác an ninh quốc phòng Để việc sử dụng hợp lý động điện phục vụ trang thiết bị cho máy sản xuất, nhƣ hệ truyền động điện tự động đảm bảo cho mục đích yêu cầu khác thiết bị tự động hóa, cần phải có có kiến thức đối tƣợng động sử dụng kết hợp với máy công tác hay cấu sản xuất Chính vậy, với học phần Truyền động điện tự động thuộc phần chuyên ngành Cơ sở truyền động điện học phần khơng thể thiếu chun ngành Tự động hóa Giáo trình đƣợc chia thành chƣơng nhƣ sau: Chƣơng Cơ học truyền động điện Chƣơng cung cấp kiến thành phần hệ truyền động điện, đặc tính động điện cấu công tác Các trạng thái làm việc hệ truyền động điện, quy đổi đại lƣợng học, phƣơng trình động học nhƣ điều kiện làm việc ổn định hệ truyền động điện Ngoài ra, giới thiệu phân loại, yêu cầu tiêu chất lƣợng hệ truyền động điện Chƣơng Đặc tính động điện Chƣơng trình bày cách xây dựng đặc tính loại động khác nhau: động chiều, động xoay chiều không đồng bộ, đồng Các phƣơng pháp khởi động, trạng thái hãm đảo chiều đối nhƣ phƣơng pháp điều chỉnh tốc độ loại động Chƣơng Tính chọn cơng suất động điện Chƣơng trình bầy phát nóng nguội lạnh động điện để tính chọn cơng suất động dựa chế độ làm việc khác Đồng thời trình bày phƣơng pháp kiểm nghiệm động theo điều kiện phát nóng Chƣơng Quá trình độ truyền động điện Chƣơng trình bày trình độ xảy chế độ khởi động, hãm đảo chiều quay loại động tổn hao lƣợng q trình q độ Ngồi ra, giới thiệu phƣơng pháp khác nghiên cứu trình độ, tập trung vào phƣơng pháp sử dụng phần mềm MatlabSimulink Chƣơng Tự động điều khiển truyền động điện Chƣơng trình bày phần tử sử dụng hệ thống, nguyên tắc điều khiển tự động bảo vệ tín hiệu hóa truyền động điện Đồng thời phân tích số sơ đồ điển hình hệ truyền động chiều xoay chiều Mục tiêu giáo trình nhằm cung cấp cho ngƣời học kiến thức phƣơng pháp điều khiển tốc độ hệ truyền động điện, tính chọn đƣợc động điện cho hệ truyền động, phân tích đƣợc cấu tạo, nguyên lý số thiết bị điển hình nhƣ chỉnh lƣu, nghịch lƣu, biến đổi, sơ đồ điều khiển bản, nhƣ lựa chọn đƣợc biến đổi phù hợp với yêu cầu hệ truyền động Giáo trình đƣợc biên soạn theo nội dung đề cƣơng học phần giảng dạy cho hệ đào tạo kỹ sƣ dài hạn ngành Kỹ thuật điều khiển Tự động hóa Học viện, ngồi ra, sử dụng cho chun ngành điện, điện tử tham khảo cho chuyên ngành khác Trong chƣơng có ví dụ minh họa cuối chƣơng có câu hỏi ôn tập tập luyện tập tƣơng ứng với nội dung lý thuyết Giáo trình đƣợc biên soạn dựa kinh nghiệm giảng dạy giáo viên trực tiếp giảng dậy môn học, dựa tài liệu tham khảo tác giả nƣớc, giảng giảng viên giảng dạy chuyên ngành Điện, Tự động hóa trƣờng Đại học khối kỹ thuật Các tác giả xin chân thành cảm ơn TS Dƣơng Quốc Tuấn có nhiều đóng góp quý báu nội dung giáo trình, cảm ơn thầy Bộ mơn Kỹ thuật điện – Khoa Kỹ thuật điều khiển có góp ý để nội dung giáo trình hồn thiện Giáo 10 trình khơng thể tránh khỏi thiếu sót, mong thầy, giáo bạn đọc đóng góp ý kiến phê bình Mọi góp ý xin gửi Bộ môn Kỹ thuật điện – Khoa Kỹ thuật điều khiển, tác giả xin chân thành cảm ơn! Hà Nội tháng 6/2018 Các tác giả 11 Chƣơng CƠ HỌC TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 1.1 GIỚI THIỆU VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 1.1.1 Định nghĩa hệ thống truyền động điện Hệ truyền động điện tổ hợp thiết bị điện, điện tử, khí, cảm biến đo lƣờng… phục vụ cho việc biến đổi điện thành cung cấp cho cấu công tác máy sản suất, nhƣ gia công truyền tín hiệu thơng tin để điều khiển q trình biến đổi lƣợng theo u cầu cơng nghệ 1.1.2 Sơ đồ khối chức hệ truyền động điện Một hệ thống truyền động điện nói chung có sơ đồ khối nhƣ hình 1.1, bao gồm khâu: Phần điện BBĐ Phần Đ TL CCSX Lƣới điện ĐK Giá trị đặt Hình 1.1 Cấu trúc hệ thống truyền động điện BBĐ: Bộ biến đổi, dùng để biến đổi loại dòng điện (xoay chiều thành chiều ngƣợc lại), biến đổi loại nguồn (nguồn áp thành nguồn dòng ngƣợc lại), biến đổi mức điện áp (hoặc dòng điện), biến đổi pha, biến đổi tần số… Các BBĐ thƣờng dùng máy điện, hệ máy phát – động cơ, chỉnh lƣu khơng điều khiển có điều khiển, biến đổi chiều – chiều, biến tần… Đ: Động điện, dùng để biến đổi điện thành hay 12 an tồn ngƣời ta thƣờng bố trí thiết bị thị trạng thái mạch điện, gọi tín hiệu hố Một hệ thống tự động điều khiển yêu cầu phải đƣợc trang bị đầy đủ thiết bị bảo vệ tín hiệu hố cần thiết 5.3.2 Các dạng bảo vệ a Bảo vệ ngắn mạch Khi có phận xẩy ngắn mạch dẫn đến dòng điện qua phận phận khác nối tiếp từ phận đến nguồn điện tăng mức làm hỏng thiết bị, khí cụ, v.v nơi có dòng ngắn mạch qua Để tránh cố lan tràn, bảo vệ thiết bị khác nguồn điện ngƣời ta tìm cách loại trừ phận bị ngắn mạch khỏi mạch điện Để thực nhiệm vụ ngƣời ta thƣờng sử dụng cầu chì, rơ le dòng điện phối hợp với cơng tắc tơ, áp tơ mát có cấu cắt điện từ Cầu chì tiếp điểm áp tơ mát, cuộn dây rơ le dòng điện đƣợc mắc nối tiếp với phận đƣợc bảo vệ, tiếp điểm rơ le dòng điện đƣợc mắc nối tiếp với cuộn dây cơng tắc tơ đóng nguồn cho phận đƣợc bảo vệ Ví dụ dùng cầu chì aptomat bảo vệ ngắn mạch nhƣ hình 5.21 Hình 5.21 Sơ đồ dùng cầu chì aptomat bảo vệ ngắn mạch b Bảo vệ tải Khi thiết bị điện bị tải thời gian định làm hỏng thiết bị nhiệt lƣợng sinh thiết bị lớn làm nhiệt độ vƣợt khả chịu đựng vật liệu cách điện Để bảo vệ thiết bị điện trƣờng hợp ngƣời ta sử dụng rơ le nhiệt, áp tơ mát có cấu tác động theo kiểu rơ le nhiệt, rơ le dòng điện cực đại Các tiếp điểm áp tơ mát, phần tử đốt nóng rơ le nhiệt, cuộn dây rơ le dòng cực đại mắc nối tiếp với thiết bị cần đƣợc bảo vệ, tiếp điểm rơ le bố trí mạch cuộn dây cơng tắc tơ đóng cắt nguồn cung cấp cho thiết bị Ví dụ sử dụng rơle nhiệt aptomat để bảo vệ tải nhƣ hình 5.22 238 Hình 5.22 Sử dụng rơle nhiệt aptomat để bảo vệ tải c Bảo vệ điện áp thấp điện áp (bảo vệ điện áp không) Trong số mạch điều khiển tự động ngƣời ta không sử dụng nút ấn mà dùng công tắc quay khống chế huy để điều khiển Đặc điểm khí cụ giữ nguyên trạng thái đặt chúng, dẫn đến điện nguồn thiết bị ngừng làm việc ngƣời vận hành không chuyển công tắc điều khiển vị trí dừng có điện lƣới trở lại thiết bị tự khởi động dễ gây nguy hiểm cho ngƣời thiết bị Để bảo vệ trƣờng hợp ngƣời ta sử dụng rơ le điện áp thƣờng mắc theo sơ đồ nhƣ hình 5.23 KC RA KC1 RA KC2 N KC3 T T N Hình 5.23 Sơ đồ bảo vệ điện áp thấp Sơ đồ hình 5.23 biểu diễn ngắn gọn mạch điều khiển khống chế động làm việc theo hai chiều sơ đồ có mạch bảo vệ điện áp rơ le điện áp RA Nhƣ nêu sơ đồ cần mạch bảo vệ điện áp không sơ đồ dùng công tắc điều khiển thay cho nút ấn Với sơ đồ 239 ngƣời ta dùng công tắc KC có tiếp điểm (KC1, KC2 KC3) vị trí (0: dừng; 1: quay thuận 2: quay ngƣợc) Hoạt động bảo vệ thể nhƣ sau: Giả sử ta khống chế cho động quay thuận (KC vị trí 1, lúc KC2 kín mạch KC1 KC3 hở mạch, trƣớc RA đƣợc cấp điện làm việc (qua KC1 kín để cơng tắc vị trí dừng) tự trì qua tiếp điểm RA, cơng tắc tơ T có điện Nếu điện nguồn bị mất, dẫn đến T RA điện, động bị cắt điện ngừng làm việc, đồng thời tiếp điểm thƣờng mở RA mở Do ngƣời công nhân khơng chuyển KC vị trí (dừng) nên KC2 kín, KC1 KC3 hở, nhƣng có điện trở lại động không tự khởi động T nhƣ RA, N chƣa đƣợc cung cấp điện Động làm việc trở lại ta chuyển KC vị trí dừng để RA điều khiển lại Trong sơ đồ rơ le điện áp RA đƣợc sử dụng để bảo vệ điện áp thấp (khi điện áp nguồn giảm thấp cho động làm việc với công suất gần nhƣ cũ dòng động vƣợt q mức cho phép, chất lƣợng q trình gia cơng không đảm bảo, cần tự động cắt điện động cơ): Khi điện áp lƣới thấp làm cho lực hút RA khơng đủ để trì trạng thái đóng tiếp điểm, RA nhả, tiếp điểm thƣờng hở RA mở ra, cắt điện thân RA công tắc tơ, dẫn đến cắt điện động Khi sử dụng nút ấn điều khiển sử dụng rơ le bảo vệ điện áp khơng nút ấn phối hợp với công tắc tơ thực đƣợc nhiệm vụ Cơng tắc tơ có tác dụng bảo vệ điện áp thấp nhƣ RA nhƣng mức độ nhạy d Bảo vệ giảm từ thông động chiều Động chiều kích từ độc lập, song song hỗn hợp giảm mức từ trƣờng cuộn kích thích song song độc lập dòng rơto động tăng mức, cháy động Trong trƣờng hợp ta phải khơng cho phép đóng nguồn vào động động đƣợc cấp nguồn phải tự động cắt nguồn 240 - + CD CD CC CC K K Đ CKĐ D RTT M K RTT K Hình 5.24 Sơ đồ bảo vệ từ thông động chiều Để thực bảo vệ ngƣời ta mắc nối tiếp cuộn kích từ độc lập song song cuộn dây rơ le dòng điện, tiếp điểm bố trí mạch cuộn dây cơng tắc tơ dùng để đóng cắt nguồn cho mạch rơto động Sơ đồ mạch có bảo vệ từ thơng động nhƣ hình 5.24, sơ đồ ngƣời ta mắc nối tiếp với cuộn dây kích thích động (CKĐ) rơ le dòng điện RTT (rơ le thiếu từ trƣờng) Khi từ thông (đứt mạch) q nhỏ rơ le khơng tác động nên tiếp điểm RTT(2-4) hở làm cho mạch cuộn dây công tắc tơ K hở, động không đƣợc cấp điện làm việc bị cắt điện để đảm bảo an toàn e Các khâu liên động làm chức bảo vệ Trong nhiều sơ đồ tự động điều khiển, để đảm bảo an toàn cho phần điện phần khí máy, ngƣời ta thƣờng trang bị thêm số phần tử liên động kết cấu khí máy với mạch điện phần mạch điện với Các liên động thƣờng đƣợc sử dụng là: - Để tránh ngắn mạch nguồn cung cho động hệ thống TĐĐ có đảo chiều cách đảo chiều điện áp đảo chéo hai pha nguồn 241 tác động nhầm lẫn hai công tắc tơ quay thuận quay ngƣợc (ví dụ T N sơ đồ hình 5.25) ngƣời sử dụng liên động tiếp điểm thƣờng đóng cơng tắc tơ (tiếp điểm N mắc nối tiếp với cuộn dây T ngƣợc lại) - Tránh mài mòn q mức phận chuyển động khơng đƣợc bôi trơn, ngƣời ta sử dụng liên động điện: cấp nguồn cho động động bơm dầu bôi trơn làm việc; sử dụng tiếp điểm áp lực dầu: đủ áp lực dầu cho phép cấp điện cho động - Ngoài ra, tuỳ theo loại thiết bị, điều kiện nhƣ mơi trƣờng làm việc ngƣời ta bố trí liên động khác để đảm bảo làm việc an tồn thiết bị Hình 5.25 Sơ đồ có bảo vệ liên động Ví dụ sơ đồ có bảo vệ liên động điện mạch điều khiển động xoay chiều không đồng pha, khởi động trực tiếp có đảo chiều nhƣ hình 5.25 Khi khởi động thuận, ấn nút MT T có điện, đóng điện cho động quay, tiếp điểm thƣờng kín MT mở khơng cho N có điện, đảm bảo không bị ngắn mạch mạch stato Khi T có điện tiếp điểm thƣờng kín T mở ra, đảm bảo cho N có điện nhƣ khơng may có ngƣời tác động vào nút MN 242 Khi Đ quay thuận, muốn đảo chiều, ấn nút MN T điện N có điện, trinh đảo chiều diễn bình thƣờng Nếu khơng may q trình quay thuận, tiếp điểm T mạch stato bị dính tiếp điểm T mạch cuộn dây N khơng kín lại đƣợc, nên ấn MN nhƣng N khơng thể có điện đƣợc, tránh đƣợc ngắn mạch bên phía stato nhƣ T N tác động Nhƣ liên động điện sơ đồ bảo đảm cho sơ đồ hoạt động bình thƣờng, trình tự làm việc đặt ra, tránh thao tác nhầm 5.3.3 Tín hiệu hố Để thị tình trạng vận hành khí cụ thiết bị hệ thống tự động điều khiển ngƣời ta dùng tín hiệu nhƣ sau: - Hình 5.26 Sơ đồ điều khiển có thị tín hiệu Đèn đỏ báo hiệu mạch đƣợc cấp nguồn điện Đèn xanh để báo hiệu mạch điện máy làm việc bình thƣờng Các rơ le thị (cờ) để báo hiệu vị trí, vùng xẩy cố Chng, còi để báo hiệu có cố hệ thống 243 Sơ đồ hình 5.26 hoạt động bình thƣờng, nhƣ tải rơle nhiệt tác động, làm RA đến K điện, loại động khỏi tình trạng nguy hiểm, đồng thời đóng tiếp điểm làm đèn đỏ ĐĐ sáng lên, báo cho ngƣời vận hành biết để xử lý, sau xử lý xong, ngƣời vận hành ấn reset RN vận hành lại đƣợc Còn bị ngắn mạch động rơle bảo vệ dòng cực đại RM tác động, loại động khỏi tình trạng nguy hiểm, đồng thời đóng tiếp điểm làm cho chng Chg kêu lên, báo cho ngƣời vận hành biết để xử lý kịp thời, sau xử lý xong, ngƣời vận hành ấn reset RM vận hành lại đƣợc 5.4.PHÂN TÍCH MỘT SỐ SƠ ĐỒ ĐIỂN HÌNH 2 5.4.1 Sơ đồ khởi động, hãm, đảo chiều quay động chiều Điều khiển động chiều kích từ song song quay hai chiều, hãm động năng, mở máy qua cấp điện trở nhƣ hình 5.27 CD CD 1 KT§ T N T Rh § RH H N MT D T N T MN N 11 RTh N 15 17 N T N RH K 13 T T K 19 H RTh Hình 5.27 Sơ đồ điều khiển động chiều kích từ song song, quay chiều sử dụng hãm động 244 Sau đóng cầu dao CD, động đƣợc cấp điện kích từ Mạch điều khiển đƣợc cấp điện rơle RTh (2-17) có điện tiếp điểm RTh (1-13) mở không cho công tắc tơ K có điện Điện trở phụ RP đƣợc đƣa vào rotor, chuẩn bị mở máy động qua cấp điện trở Ấn nút MT, công tắc tơ T có điện tác động Các tiếp điểm lực cấp điện cho phần ứng động để mở máy quay thuận với điện trở phụ R P Động tăng tốc theo đƣờng đặc tính từ điểm A hình 5.28 Do có điện áp đặt vào phần ứng nên rơ le RH tác động, đóng tiếp điểm thƣờng mở RH (17-19) nhƣng công tắc tơ hãm H khơng thể có điện tiếp điểm thƣờng đóng T(1-15) mở Tiếp điểm thƣờng đóng RH(2-4) trƣớc dùng để nối mạch ấn nút MT mở mạch cuộn hút T đƣợc trì qua tiếp điểm T(3-5) T(2-4) Khi T tác động, rơle thời gian RTh điện đóng tiếp điểm K mắc song song với điện trở phụ RP để loại điện trở khỏi mạch roto Động chuyển điểm làm việc từ điểm B đƣờng đặc tính hình 5.28 sang điểm D đƣờng đặc tính tự nhiên tn tiếp tục tăng tốc tới điểm làm việc LV Tại đây, động chạy ổn định với tốc độ LV ứng với mơmen MĐ = MC Q trình mở máy kết thúc E LV L V D tn B - MC A MC M tn’ LV’ - Hình 5.28 Q trình làm việc đặc tính 245 Khi muốn dừng, ấn nút D Công tắc tơ T điện nhả ngắt mạch phần ứng động Đ Lúc s.đ.đ E (động quay có kích từ) rơ le RH đƣợc trì nên tiếp điểm T(1-15) đón lại cơng tắc tơ H tác động, đóng điện trở hãm động RH vào mạch roto Động tiến hành hãm động chuyển điểm làm việc từ LV sang điểm E đƣờng đặc tính hãm động (Hình 5.28) Tốc độ động giảm nhanh theo đặc tính Khi tốc độ giảm dần 0, điện áp rơle RH thấp dƣới trị số nhả, tiếp diểm RH (2-4) không cho phép mpr máy (thuận ngƣợc) hãm động Việc có nghĩa lơ đồ cho phép đảo chiều quay qua giai đoạn hãm Dòng điện động khơng vƣợt giá trị cho phép định trƣớc 5.4.2 Sơ đồ khởi động trực tiếp, hãm, đảo chiều quay động khơng đồng roto lồng sóc Sơ đồ khởi động trực tiếp động KĐB roto lồng sóc, hãm đảo chiều quay nhƣ hình 5.29 trình làm việc đặc tính nhƣ hình 5.30 Q trình làm việc sơ đồ đƣợc thực nhƣ sau: R S T CD RN CC1 MT D CC2 KN KT KT MN KT KN KN KT KN RN RN K§B Hình 5.29 Sơ đồ khởi động trực tiếp, hãm ngƣợc đảo chiều quay động KĐB roto lồng sóc 246 Hình 5.30 Q trình làm việc đặc tính Khi ấn nút MT, công tắc tơ KT tác động, nối mạch lực cấp điện cho động quay thuận Muốn dừng, ấn nút D, động dừng tự M Khi ấn nút MN, công tắc tơ KN tác động, nối mạch lực có đảo chỗ hai pha R T để động quay ngƣợc Trƣờng hợp động quay thuận ta ấn nút MN, động chuyễn sang hãm nối ngƣợc, tốc độ động lúc động bắt đầu tăng tốc quay ngƣợc Để tránh ngắn mạch hai pha R T hai công tắc tơ KT KN hút, mạch điều khiển cuộn KT KN đƣợc khóa chéo Khóa chéo điện: tiếp điểm thƣờng đóng KT gửi vào mạch cuộn KN ngƣợc lại Khoá chéo nhờ nút ấn liên động Khi ấn nút thƣờng mở MT để đóng mạch cuộn KT quay thuận đồng thời nút ấn thƣờng đóng liên động với mạch cuộn KN mở để khơng cho cuộn KN có điện Tƣơng tự nhƣ vậy, nút thƣờng đóng liên động với nút ấn thƣờng mở MN đƣợc gửi vào cuộn KT Đặc tính làm việc thuận ngƣợc động nhƣ hình 5.30 247 Câu hỏi tập ôn tập Nêu công dụng ký hiệu sơ đồ nguyên lý cầu chảy? Nêu công dụng ký hiệu sơ đồ nguyên lý rơ le nhiệt? Nêu công dụng ký hiệu sơ đồ nguyên lý áp tô mát? Nêu công dụng ký hiệu sơ đồ nguyên lý cầu dao? Nêu công dụng ký hiệu sơ đồ nguyên lý công tắc? Nêu công dụng ký hiệu sơ đồ nguyên lý công tắc hành trình? Nêu cơng dụng ký hiệu sơ đồ nguyên lý nút ấn? Nêu công dụng ký hiệu sơ đồ nguyên lý công tắc tơ? Nêu công dụng ký hiệu sơ đồ nguyên lý rơ le điện từ? 10 Nêu công dụng ký hiệu sơ đồ nguyên lý rơ le dòng điện cực đại? 11 Nêu công dụng ký hiệu sơ đồ nguyên lý rơ le dòng điện cực tiểu? 12 Nêu cơng dụng ký hiệu sơ đồ nguyên lý rơ le thời gian? 13 Nêu nguyên tắc điều khiển (khống chế) truyền động điện theo thời gian? Cho ví dụ minh họa? 14 Nêu nguyên tắc điều khiển (khống chế) truyền động điện theo tốc độ? Cho ví dụ minh họa? 15 Nêu nguyên tắc điều khiển (khống chế) truyền động điện theo dòng điện? Cho ví dụ minh họa? 16 Nêu nguyên tắc điều khiển (khống chế) truyền động điện theo hành trình? Cho ví dụ minh họa? 17 Vai trò bảo vệ tín hiệu hóa truyền động điện? Các yêu cầu bảo vệ thƣờng gặp? 18 Trình bày biện pháp bảo vệ ngắn mạch? 19 Trình bày biện pháp bảo vệ điện áp thấp (điện áp khơng)? 20 Trình bày biện pháp bảo vệ chống từ thông động 248 điện chiều? 21 Vẽ sơ đồ mạch động lực mạch điều khiển động KĐB pha roto dây quấn với yêu cầu sau: a Động đƣợc khởi động theo nguyên tắc thời gian với m = b Động đƣợc hãm động kích từ độc lập c Động đƣợc bảo vệ có cố ngắn mạch, tải d Có đèn hiệu báo nguồn, báo trạng thái làm việc 22 Vẽ sơ đồ mạch động lực mạch điều khiển động KĐB pha roto lồng sóc với yêu cầu sau: a Động quay chiều: thuận, ngƣợc b Động tự động dừng cuối hành trình thuận, ngƣợc c Động đƣợc bảo vệ có cố ngắn mạch, tải, pha d Có đèn hiệu báo nguồn báo chiều quay 23 Vẽ sơ đồ mạch động lực mạch điều khiển động KĐB pha roto lồng sóc theo nguyên tắc thời gian với yêu cầu sau: a Động đƣợc khởi động với m = b Động đƣợc hãm động kích từ độc lập c Động đƣợc bảo vệ có cố ngắn mạch, tải, pha d Có đèn hiệu báo nguồn báo trạng thái làm việc 24 Vẽ sơ đồ trình bày trình làm việc sơ đồ điều khiển động KĐB3P theo nguyên tắc thời gian với yêu cầu sau: a Khi khởi động cuộn dây stato đƣợc đấu (Y) b Khi làm việc cuộn dây stato đƣợc đấu tam giác () c Động đƣợc bảo vệ có cố ngắn mạch d Có đèn hiệu báo nguồn báo trạng thái làm việc 25 Vẽ nêu trình làm việc sơ đồ điều khiển động điện chiều kích từ độc lập theo nguyên tắc tốc độ với yêu cầu sau: a Động khởi động với m = b Động đƣợc hãm động kích từ độc lập c Động đƣợc bảo vệ có cố ngắn mạch, tải, d Có đèn hiệu báo nguồn báo trạng thái làm việc 249 26 Vẽ nêu trình làm việc sơ đồ điều khiển động điện chiều kích từ song song với yêu cầu sau: a Động quay chiều: thuận, ngƣợc b Động HĐN KĐĐL theo nguyên tắc thời gian c Động đƣợc bảo vệ có cố, ngắn mạch, tải, d Có đèn hiệu báo nguồn báo chiều quay 27 Vẽ trình bày trình làm việc sơ đồ điều khiển động chiều kích từ độc lập theo nguyên tắc thời gian với yêu cầu: a Động đƣợc khởi động với m = b Động đƣợc hãm động kích từ độc lập c Động đƣợc bảo vệ có cố ngắn mạch, từ thơng d Có đèn hiệu báo nguồn trạng thái làm việc 250 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bùi Đình Tiếu, Giáo trình Truyền động điện, Nxb Giáo Dục, Hà nội – 2007 Tsilikin M G (sách dịch), Cơ sở truyền động điện tự động, Nxb KH KT - 1977 Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Cơ sở truyền động điện, Nxb Khoa học Kỹ thuật - 2007 Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Nguyễn Thị Hiền, Truyền động điện, Nxb Khoa học Kỹ thuật - 2006 Nguyễn Tiến Ban, Thân Ngọc Hoàn, Điều khiển tự động hệ thống truyền động điện, Nxb Khoa học Kỹ thuật - 2007 Võ Quang Lạp,Trần Thọ, Cơ sở truyền động điện, Nxb Khoa học Kỹ thuật - 2004 Vũ Quang Hồi, Trang bị điện - điện tử công nghiệp, Nxb Giáo Dục - 2000 Bùi Quốc Khánh, Phạm Quốc Hải, Nguyễn Văn Liễn, Dƣơng Văn Nghi, Điều chỉnh từ động truyền động điện, Nxb Khoa học & Kỹ thuật 1998 Khƣơng Cơng Minh, Giáo trình Truyền động điện tự động, Tài liệu lƣu hành nội Bộ môn Tự động-Đo Lƣờng, ĐHBK - Đại học Đà Nẵng, Đà Nẵng – 2005 10 Lê Tiến Dũng, Bài giảng Trang bị điện, Tài liệu lƣu hành nội Bộ môn Tự động hóa ĐHBK - Đại học Đà Nẵng, Đà Nẵng 2007 11 М.Г.Чиликин, А.С.Сандлер, Общий курс электропривода: Учебник для вузов – 6-е изд., доп и перер - М.: Энергоиздат, 1981.576с.: ил 12 В.И.Ключев, Теория электропривода - М.: Энергоатомиздат, 1985.- 560с.: ил 13 С.А.Ковчин, Ю.А.Сабинин, Теория электропривода: Учебник для вузов – Санкт-Петербург Энергоатомиздат, 1994 – 251 496с.: ил 14 Н.Ф.Ильинский, Основы электропривода: Учебное пособие для вузов – 2-е изд., перер И доп – М.: Издательство МЭИ, 2003.-224 с.: ил 15 Кузнецов Б.В., Выбор электродвигателей к роизводственным механизмам, Минск, Беларусь -1984 16 Ключев В.И., Выбор электродвигателей для производственных механизмов, Энергия, Москва - 1974 17 Кабдин Н.Е Основы электропривода, ФГОУ ВПО МГАУ, Москва - 2007 18 Кацман М.М Электрический привод Академия, 2011 19 Москаленко В.В Электрический привод, Академия, Москва - 2007 20 Дюбей Гопал К Основные принципы устройства электроприводов, Техносфера, Москва - 2009 21 Гурин В.В., Бабаева Е.В Электропривод : практикум, БГАТУ, Минск - 2011 22.Austin Hughes Electric Motors and Drives, Oxford UK-2006 23 International Standard IEC 60034-1 252