Lời giải bài tập môn trang bị điện trong máy cắt kim loại

lời giải bộ đề cương môn trang bị điện trong máy cắt kim loại dành riêng cho khoa cơ khí do mình biên soạn có thể sử dụng là tài liệu tam khảo cho việc thì hết môn hoặc tham khảo để ôn tập. Bộ tài liệu này được mình làm theo hướng dẫn của giáo viên bên điện nên là rất chuẩn nhé

Câu 1: cầu chì

Cầu chì là một loại dụng cụ để bảo vệ thiết bị điện và tránh lưới điện khỏi dòng điện ngắn mạch

Bộ phận cơ bản của cầu chì là dây chảy dây chảy thường làm từ vật liệu có nhiệt

độ nóng chảy thấp dây chảy thường là những dây có tiết diện tròn bằng trì, kẽm, thiếc, nhôm hay đồng được dập theo nhiều hình dạng dây chảy được kẹp bằng vít vào đế cầu chì có nắp cách điện để tránh hồ quang bắn ra xung quanh khi dây chảy đứt

Yêu cầu: Igh > Iđm để dây chảy không bị đứt khi làm việc ở dòng định mức

Dây chảy bằng chì Igh /Idm =1.25-1,45

Dây chảy bằng hợp kim chì thiếc Igh /Iđm =1.15

Dây chảy bằng đồng Igh /Idm =1,6-2

Khi chọn cầu chì yêu cầu nó phải thỏa mãn ba điều kiện sau: Dây chảy cầu chì không chảy khi có dòng điện mở máy động cơ chạy qua Cầu chì phải cắt có tính chất chọn lọc, nghĩa là thiết bị điện nào bị ngắn mạch, chỉ cầu chì bảo vệ thiết bị đó cháy, cầu chì bảo vệ đường dây chính, cung cấp cho nhiều thiết bị vẫn không bị cháy

Câu 2: Nút ấn

Nút ấn:

Nút ấn ( nút bấm, nút điều khiển) dùng để đóng – cắt mạch ở lưới điện hạ áp Nút

ấn thường được dùng để điều khiển các rơle, công tắc tơ, chuyển đổi mạch tín hiệu, bảo vệ sử dụng phổ biến nhất là nút ấn trong mạch điều khiển động cơ để mở máy, dừng và đảo chiều quay Nút nhấn gồm hệ thống lò xo, hệ thống các tiếp điểm thường hở - thường đóng và vỏ bảo vệ Khi tác động vào nút nhấn, các tiếp điểm chuyển trạng thái, khi không còn tác động, các tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu Nút dừng khẩn cấp (Emergency) thường là tiếp điểm thường đóng được sử dụng để dừng máy trong các trường hợp khẩn cấp có chốt khoá, khi bị ấn nút tự giữ trạng thái bị ấn Muốn xoá trạng thái này, phải xoay nút đi một góc 45o theo chiều kim đồng hồ

Thông thường tiếp điểm sử dụng là tiếp điểm thường đóng, có nghĩa là lúc nào điện cũng qua tiếp điểm để cho máy hoạt động Khi được tác động thì sẽ ngắt điện ra

- Rơ le nhiệt

Rơ le nhiệt là phần tử dùng để bảo vệ các thiết bị điện khỏi bị quá tải, quá dòng Trong công nghiệp rơ le nhiệt được lắp kèm contactor Nguyên lý cấu tạo của rơ

le nhiệt được biểu diễn ở hình 1.4 Mạch lực cần bảo vệ quá tải được mắc nối tiếp với phần tử đốt nóng 1 Khi có dòng điện quá tải chạy qua, phần tử đốt nóng 1 sẽ nóng lên và tảo nhiệt ra xung quanh Băng kép 2 khi bị đốt nóng sẽ cong lên trên, rời khỏi đòn đầu trên của đòn xoay 3 sẽ quay sang phải và kép thanh cách điện 7 Tiếp điểm thường đóng 4 mở ra, cắt mạch điều khiển đối tượng cần bảo vệ

Áp tô mát

Áptômát là khi cụ điện đóng mạch bằng tay và cắt mạnh tự động khi có sự cố như: quá tải, ngắt mạch, sụt áp Đôi khi trong kỹ thuật cũng sử dụng áp tô mát đóng cắt không thường xuyên các mạch điện làm việc ở chế độ bình thường Kết cấu các áptomát rất đa dạng và được chia theo chức năng bảo vệ: áptomát dòng điện cực đại, áp tomát dòng điện cực tiểu, áptomát điện áp thấp, áptomát công suất ngược Cấu tạo của aptomat gồm 8 phần: 1-Cần gạt 2-Cơ cấu ngắt mạch 3-Hệ thống tiếp điểm 4-Ngõ vào dây điện 5-Thanh lưỡng kim(rơ le nhiệt) 6-Vít cân chỉnh 7-Cuộn hút( rơ le từ) 8-Bộ dập hồ quang

Một aptomat cần thỏa mãn các yêu cầu sau: – Chế độ làm việc định mức của

aptomat phải là chế độ làm việc dài hạn, nghĩa là trị số dòng điện định mức chạy qua aptomat lâu bao nhiêu cũng được

– Aptomat phải ngắt được trị số dòng điện ngắn mạch lớn, có thể đến vài chục kilo Ampere (kA) Sau khi ngắt dòng điện ngắn mạch, aptomat phải đảm bảo vẫn làm việc tốt ở trị số dòng điện định mức (Idm)

– Để nâng tính ổn định nhiệt và điện động của các thiết bị điện, hạn chế sự phá hoại do dòng điện ngắn mạch gây ra, aptomat phải có thời gian cắt bé

Câu 3: Nguyên lý bảo vệ mạch của role nhiệt trong mạch

Khi nút ấn thường mở PB1 cấp điện vào cuộn hút contactor k1 các tiếp điểm của công tắc tơ được đóng lại ( tiếp điểm thường mở k1 đóng lại cung cấp điện cho cuộn hút k các tiếp điểm abc đóng lại cấp điện cho động cơ hoạt động khi dòng điện quá tải chạy qua phần tử dây đốt nóng 7 nóng lên làm thanh lưỡng kim 5 hút vít chỉnh dòng điện tác động 4, tiếp điểm thường đóng 2 được chuyển qua tiếp điểm thường mở 3 ngắt điện cuộn hút contactor k các tiếp điểm được trở lại vị trí ban đầu ngắt điện cho động cơ

Câu 4: role thời gian

Rơle thời gian Rơle thời gian là rơle tạo trễ đầu ra nghĩa là khi đầu vào có tín hiệu điều khiển thì sau một thời gian nào đó đầu ra mới tác động (tiếp điểm rơle mới đóng hoặc mở) Thời gian trễ có thể từ vài phần giây đến hàng giờ hoặc hơn nữa Rơle thời gian có nhiều loại, nhiều kiểu khác nhau dùng cả ở mạch một chiều lẫn xoay chiều - Rơle thời gian kiểu điện từ: Dùng ở mạch một chiều và thường để duy trì thời gian nhả chậm nắp từ động tới 3s - Rơle thời gian kiểu thủy lực: Dùng cho cả cuộn hút một chiều và xoay chiều

Phân loại Rơ le thời gian:

Rơ le thời gian được chia làm 3 loại: Rơ le ON DELAY, Rơ le OFF DELAY, Rơ

le hỗn hợp

- ON DELAY: Khi cấp nguồn vào cuộn dây của rơle thời gian ON DELAY, các tiếp điểm tác động không tính thời gian chuyển đổi trạng thái tức thời (thường đóng hở ra, thường hở đóng lại), các tiếp điểm tác động có tính thời gian không

đổi Sau khoảng thời gian đã định trước, các tiếp điểm tác động có tính thời gian 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 đầu

Ký hiệu trong bản vẽ:

- OFF DELAY: Khi cấp nguồn vào cuộn dây của rơle thời gian OFF DELAY, các tiếp điểm tác động tức thời và duy trì trạng thái này Khi ngưng cấp nguồn vào cuộn dây, tất cả các tiếp điểm tác động không tính thời gian trở về trạng thái ban đầu Tiếp sau đó một khoảng thời gian đã định trước, các tiếp điểm tác động có tính thời gian sẽ chuyển về trạng thái ban đầu

Câu 5 contactor

Contactor (khởi động từ) là khí cụ điện điều khiển từ xa dùng để đóng cắt các mạch điện động lực ở điện áp tới 500V và các dòng điện tới vài trăm, vài nghìn A Tuỳ theo dòng điện sử dụng, contactor chia ra loại 1 chiều và loại xoay chiều Phần

tử chính của một công tác tơ là cuộn hút điện từ K và hệ thống các tiếp điểm Khi cuộn K có điện, lò xo kéo cần C mở các tiếp điểm động lực (tiếp điểm chính)a,b,c

và tiếp điểm phụ 1, đóng tiếp điểm phụ 2 Các tiếp điểm 1, a,b,c, gọi là tiếp điểm thường mở Tiếp điểm 2 gọi là tiếp điểm thường đóng Tiếp điểm chính của Công tắc tơ để có thể chịu được dòng điện lớn (còn gọi là tiếp điểm động lực) Tiếp điểm phụ của Công tắc tơ không có đặc điểm này, vì thế chủ yếu dùng trong mạch điều khiển Tuỳ theo mục đích sử dụng mà các tiếp điểm được nối vào mạch lực hay mạch điều khiển một cách thích hợp

Câu 6 và 7

Ý nghĩa bảo vệ ngắn mạch

Trong quá trình vận hành hệ thống điện có thể có tác động ngẫu nhiên hay do chủ quan của nhân viên vận hành dẫn đến những sự cố hoặc chế độ àm việc xấu, nếu không được loại bỏ kịp thời thì dẫn đến hư hỏng máy móc, thiết bị gây rối loạn qus trình sản xuất thậm trí gây nguy hiểm đến tính mạng con người vì vậy bảo vệ hệ thống điện là không thể thiếu và nó có nhiệm vụ đề phòng, loại trừ sự cố và chế độ lam việc xâu, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

- Các phương pháp bảo vệ ngắn mạch

Khâu bảo vệ ngắn mạch:

+ Bảo vệ ngắn mạch bằng cầu chì: đặt trên 3 pha của mạch điện xoay chiều, mạch

1 chiều thì đặt ở 2 đầu dâu nguồn cấm đặt cầu chì trên dây trung tính vì khi dây chảy thì vỏ máy và các thành phần tử dễ tiếp xúc sẽ gây điện thế nguy hiểm.ưu điểm dễ sử dụng đơn giản rẻ tiền nhược điểm là tác động không chính xác mà thay đổi theo thời gian do han gỉ chỉ dùng cho thiết bị của nhóm hộ tiêu thụ loại 3

+ bảo vệ ngắn mạch bằng aptomat

Thay cho cầu chì ta có aptomat bảo vệ hoàn thiện hơn đóng cắt tin cậy hơn, việc đóng cắt bằng aptomat rất dễ dàng

Aptomat chia làm 3 loại: aptomat vạn năng dùng để bảo vệ quá tải ngắn mạch sụt áp

Aptopmat chuyên dùng: có công dụng đặc biệt để đóng cắt từ xa không thường xuyên hoặc tự động khi quá tải

Aptomat chỉnh định: bảo vệ các mạch điện quá tải và ngắn mạch, nó tương đối rẻ

so với aptomat vạn năng

+bảo vệ ngắn mạch bằng rơ le dòng cực

Bảo vệ quá tải lâu dài:

Quá tải lâu dài vượt trị số cho phép gây nên phát nóng làm nhiệt độ của dây quấn máy điện tăng quá trị số cho phép đối với cách điện của nó sẽ dẫn đến cháy máy điện để bảo vệ máy điện ta có thể dùng aptomat chỉnh định hoặc rơ le nhiệt phần

tử đốt nóng của ro le nhiệt thường được mắc vào 2 pha của hệ thống 3 pha hoặc trên 1 hoặc 2 cực của đc điện 1 chiều

Câu 8 mạch đảo chiều động cơ bằng nút ấn kép

Khi ấn nút s2 ở mạch điều khiển cuộn hút k1 được cấp hiện hút các tiếp điểm thường mở 2-8 , 4-10, 6-12, của contactor bên mạch động lực cấp điện cho động cơ cùng lúc đó tiếp điểm 13-15 của k1 đóng lại làm h1 sáng báo hiện động cơ hoạt động theo chiều 1 tiếp điểm k1 19-21 mở ra ngăn cấp điện cho k2 khi ấn s3 sẽ ngừng cấp điện cho k1 các tiếp điểm k1 trở lại vị trí ban đầuvà cuộn hút k2 có điện , cuộn hút k2 hút các tiếp điểm của contactor k2 động cơ hoạt động theo chiều ngược lại cùng lúc đó tiếp điểm k2 đóng lại đèn h2 sáng báo động cơ hoạt động theo chiều 2 Khi có sự cố dòng quá tải tiếp điểm 3-5 được mở ra và 3-25 đóng lại đèn h3 sáng báo hiệu quá tải động cơ ngưng hoạt động

Câu 9 Mạch khởi động qua 1 cấp điện trở phụ trong mạch stato

Câu 10: Mạch điều khiển tắt mở máy bằng đổi nối sao tam giác theo nguyên tắc thời gian

khi mà bắt đầu mở máy ấn nút s2 rồi cuộn hút k2 có điện ở mạch dl td k2 đóng lại

dc đc nối theo chế độ sao đồng thời rơ le thời gian kt có điện ở mạch động lực tiếp điểm k2 thay đổi trạng thái đóng vào động cơ khởi động ở chế độ sao (đèn h2 sáng) mạch dk khi cuộn hút k2 có điện các td k2 thay đổi trạng thái cấp điện cho k1 đồng thời cấp điện cho k3 các td k3 thay đổi trạng thái ( khóa chéo k3 để đảm

bảo cuộn hút k2 mất điện) ở mạch dl các td k2 trở về vị trí ban đầu đồng thời td k1

và k3 đống lại dc hoạt động theo chế độ tam giác đèn h2 sáng

Câu 11 Mạch mở máy qua 2 cấp điện trở phụ theo nguyên tắc thời gian

ấn s2 cuộn hút k1 có điện đồng thời ro le thời gian kt1 có điện ở mạch dl các td k1 đóng lại động cơ hoạt động qua 2 cấp điện trở phụ r1 r2

ở mạch dk khi rơ le thời gian kt1 có điện các td thường mở đống chậm thay đổi trạng thái cấp điện cho cuộn hút k2

ở mạch dl các td k2 đống vào loại bỏ 1 cấp điện trở phụ ở mạch phần ứng ở mạch

dk cuộn hút k2 có điện duy trì các td k2 thay đổi trạng thái đồng thơi rơ le thời gian k2t có điện làm cho nút ấn thường mở đống chậm thay đổi trạng thái cấp điện cho cuôn hút k3 mạch dl

các td k3 đc đóng lại loại bỏ 2 cấp điện trở ra khỏi mạch phần ứng kết thúc quá trình khỏi động dừng máy ấn s1 ngắt điện các vào cuộn hút làm cho td mạch dl trở

về vị trí ban đầu dẫn tới đc ko đc cấp điện động cơ dừng

*phần quá tải và ngắn mạch dùng cho nhiều câu

-quá tải khi xảy ra sự cố quá tải role nhiệt ở mạch dl tác động vào các td f2 ở mạch

dk làm các td f2 thay đổi trạng thái ( đèn h sáng) mở mạch dl các làm cho các cuộn hút mất điện ở mạch dl các td của cuộn hút tháy đổi trnagj thát trở về vịt trí ban đầu ngắt nguồn động cơ kết thúc quá trình bảo vệ quá tải

-ngắn mạch:

ở mạch dk làm động cơ dừng khi xảy ap2 ở mạch dk thay đổi trạng thái cắt điện vào các cuộn hút ( đèn tắt) ( đèn h3 sáng )

ở mạch dl ap 1 ở mạch dl mà ap1 là aptomat tác động vào mở các td ở mạch dk làm động cơ dừng

Câu 12: Mạch đk theo nguyên tắc dòng điện

ấn nút s2 congtactor k1 có điện tiếp điểm k1 đóng duy trì, tiếp điểm k1 mạch động lực cấp điện cho mạch phần ứng động cơ hoạt động qua RI , lúc này role dòng RI role khóa rk cùng có điện cùng tác động nhưng phải đảm bảo yêu cầu RI có thời gian tác động nhanh hơn RK tiếp điêm thường đóng RI mở ra trước sau đó tiếp điểm thường RK đóng Động cơ hoạt động dòng điện giảm dần thì RI đạt trị số và nhả dẫn đến contactor k2 tác động tiếp điểm k2 đóng lại duy trì và ngắn mạch RI động cơ hoạt động ổn định

Câu 13: Mạch điều khiển theo nguyên tắc thời gian

Mở máy: ấn nút s2 cấp điện cho cuộn hút k1 đóng tiếp điểm k1 duy trì ở mạch động lực, tiếp điểm k1 đóng lại động cơ hoạt động qua 2 cấp điện trở phụ r1 và r2 Dòng điện qua các điện trở phụ lớn gây sụt áp trên điện trở r1 làm cho cuộn hút role thời gian 2kt hoạt động , tiếp điểm 2kt ở mạch dk thay đổi trạng thái sau 1 thời gian hạn định tiếp điểm phụ k1 mở ra cắt điện vào role thời gian 1kt

Sau khi role thời gian 1kt nhả lúc này cuộn dây contactor k1 được cấp điện và hoạt động đóng tiếp điểm chính ở mạch động lực và cấp điện trở phụ khởi động thứ nhất r1 bị nối ngắn mạch làm cho 2kt mât điện đến tiếp điểm 2kt công tắc tơ k3 thay đổi trạng thái động cơ loại bỏ 2 cấp điện trở phụ động cơ hoạt động ổn định

Câu 14: Mạch đk theo nguyên tắc tốc độ

-Mở máy: ấn m cấp điện cho cuộn hút k tiếp điểm k thay đổi trạng thái thành

đóng(duy trì) ở mạch động lực các tiếp điểm k thay đổi trạng thái cấp nguồn cho động cơ hoạt động qua 2 cấp điện trở phụ, tiếp điểm k mở ra để đảm bảo an toàn cho Rtr ko có điện khi tốc độ động cơ tăng dần đến tốc độ n1 nào đó thì role điện

áp G1 tác động đóng tiếp điển g1 loại bỏ caaso điện trở phụ k1 ra khỏi mạch phần ứng động cơ khi tốc độ động cơ tăng dần đến tốc độ n2 nào đó thì role điện áp g2 tác động đóng tiếp điểm g2 loại bỏ 1 cấp điện trở phụ r2 ra khỏi mạch phần ứng động cơ tăng tốc và làm việc với giá trị định mức

-Tắc máy: ấn d cuộn hút K mất điện các tiếp điểm k ở mạch động lực và điều khiển thay đổi động cơ chuyển sang làm việc ở chế độ máy phát.điện áp phát ra cung cấp cho cuộn hút Rtr vì lúc này k đóng làm cho tiếp điểm Rtr thay đổi trạng thái, cấp điện cho cuộn hút H, đóng các tiếp điểm H ở mạch động lực điện trở Rh được nối vào mạch nhằm quá trình hãm động năng Khi tốc độ được giảm nhỏ thì điện áp không đỉ để duy trì cho Rtr tiếp điểm Rtr ở mạch điều khiển mỏ ra ngắt điện cuộn hút H, tiếp điểm H ở mạch động lực mở ra kết thúc quá trình hãm động năng

Câu 19: Phân tích nguyên lý mạch ĐK theo nguyên tắc hành trình

mở máy ấn nút mt các cuộn hút kt có điện các td t thay đổi trạng thái

mạch dl các td t đóng lại cấp nguồn cho động cơ quay thuận

ở mạch dk xe chạy di chuyển sang bên phải ( chiều quay thuận) khi xe chạy tới vị trí hạn định sẽ chạn vào ctac hành trình hct làm cho td hct mở ra cắt điện vào cuộn hút t

mạch dl các tiếp d t mở đc dừng nếu muốn đc quay ngược ta ấn mn cuộn hút n có điện

mạch dl các tiếp đóng lại đc cơ quay ngược

mạch dk khi đc quay ngược đc chạy sang bên trái , xe chạy tới vị trí hạn định td vào ct hành trình hcn các td hcn mở ra cắt điện cuộn hút n

mạch dk cuộn hút n mở ra cắt nguồn vào đc làm đc dừng

đây ko phải đc trực tiếp vì ko có nút ấn kép

Câu 20 Phân tích sơ đồ mạch điện đk động cơ 1 chiều kích từ độc lập

ấn nút ấn thường mở mt trên mạch đk cuộn hút kt có điện làm thay đổi trạng thái của các td kt trong mạch dk và mạch dl cấp điện cho role thời gian Rth1 ở mạch

dl động cơ 1 chiều được khởi động theo chiều thuận qua 2 cấp điện trở Sau 1 khoảng thời gian thì td thường mở đóng chậm của role thời gian Rth1 đóng lại cấp điện cho cuộn hút k1 hút td k1 trên mạch dl loại bỏ 1 cấp điện trở ra khỏi mạch đồng thời lúc này rơ le thời gian Rth2 có điện sau một khoảng thời gian hút tđ thường mở đóng chậm Rth2 đóng lại cấp điện cho cuộn hút k2 hút td k2 để loại bỏ nốt điện trở còn lại trong mạch đl đc hoàn tất quá trình khởi động

quay ngược tương tự

-tắt máy: Ấn nút ấn liên động D mất điện , D’ có điện ngắt điện vào các thành phần trong mạch điều khiển các td trở về trạng thái ban đầu ở mạch dl cuộn hút rh có điện hút td RH đóng lại cấp điện cho cuộn hút H ở mạch dk, td H trên mạch dl đóng lại làm cho điện trở hãm Rh có điện hãm động năng động cơ theo nguyên tắc tốc độ đảo chiều quay động cơ

Câu 22

*máy tiện t616

dk khi mở máy tay gạt ở vị trí 0

*nguyên lý mở máy đóng công tắc đầu và pb khiến role điện áp ph có điện làm thay đổi trạng thái tdiem ph để duy và chuẩn bị cấp điện cho cuộn kp kb kc khi tay gạt sang phải cấp điện có kp đồng thời cấp điện cho kc ở mạch dl các td kp kc thay đổi trạng thái cấp nguồn cho đc m1(quay thuận) m2( bơm dầu) nếu muốn đảo chiều quay đc m1 ta gạt tay gạt sang vị trí số 2 cấp điện cho cuộn hút kb và kc ở mạch dk các td kb và kc đóng lại cáp điện cho đc m1 và m2