(NB) Giáo trình biên soạn ngắn gọn, cơ bản tùy theo tính chất của ngành nghề đào tạo mà nhà trường đang tự điều chỉnh cho phù hợp với xu thế mới. Giáo trình gồm 8 bài, với các nội dung chính: giới thiệu một số khí cụ, thiết bị thường được sử dụng trong điều khiển động cơ; trình bày các phương pháp điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha, một pha, động cơ một chiều.
ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BR – VT TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ NGHỀ CƠ ĐIỆN TỬ TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG VÀ TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số: 01 /QĐ-CĐN ngày 04 tháng 01 năm 2016 Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề tỉnh BR - VT Bà Rịa – Vũng Tàu, năm 2016 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Mục đích giáo trình để phục vụ cho đào tạo chuyên ngành Cơ điện tử trường Cao Đẳng Nghề Tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu Nội dung giáo trình xây dựng sở thưà kế nội dung giảng giảng dạy nhà trường, kết hợp với nội dung nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng đào tạo, phục vụ cho đội ngũ giáo viên, học sinh – sinh viên nhà trường Giáo trình biên soạn ngắn gọn đề cập nội dung theo tính chất ngành nghề đào tạo mà nhà trường tự điều chỉnh cho thích hợp khơng trái với quy định chương trình khung đào tạo Tổng Cục Dạy Nghề ban hành Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Điều khiển động môn học dành cho sinh viên ngành điện tử Nội dung giáo trình xây dựng sở kế thừa tài liệu giảng dạy trường, kết hợp với nội dung nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng phục vụ nghiệp cơng nghiệp hóa, đại hóa Giáo trình biên soạn ngắn gọn, tùy theo tính chất ngành nghề đào tạo mà nhà trường tự điều chỉnhcho phù hợp với xu Giáo trình gồm bài, với nội dung chính: giới thiệu số khí cụ, thiết bị thường sử dụng điều khiển động cơ; trình bày phương pháp điều khiển động không đồng pha, pha, động chiều Trong trình biên soạn khơng tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đóng góp ý kiến từ thầy bạn học sinh- sinh viên để hồn thiện sách Bà Rịa – Vũng Tàu, ngày 02 tháng năm 2016 Biên soạn Hà Thị Thu Phương MỤC LỤC NỘI DUNG BÀI 1:MỘT SỐ KHÍ CỤ DÙNG TRONG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ Một số khí cụ thường dùng điều khiển động 1.1 Nhóm khí cụ đóng/ cắt, bảo vệ 1.2 Nhóm khí cụ điều khiển Bảng ký hiệu phần tử sơ đồ nguyên lý TRANG 2 21 33 BÀI 2:ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KĐB PHA QUAY CHIỀU Sơ đồ nguyên lý Lắp đặt mạch điện BÀI 3:LẮP ĐẶT MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐẢO CHIỀU QUAY TRỰC TIẾP ĐỘNG CƠ KĐB PHA Sơ đồ nguyên lý Lắp đặt mạch điện BÀI 4:LẮP ĐẶT MẠCH KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ KĐB PHA BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỔI NỐI SAO- TAM GIÁC Sơ đồ nguyên lý Lắp đặt mạch điện BÀI 5:LẮP ĐẶT MẠCH ĐIỀU KHIỂN TUẦN TỰ HỆ THỐNG ĐC Sơ đồ nguyên lý Lắp đặt mạch điện BÀI 6:ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU Sơ đồ nguyên lý Lắp đặt mạch điện BÀI 7: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ PHA Sơ đồ nguyên lý Lắp đặt mạch điện BÀI 8:ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG BIẾN TẦN 38 38 39 44 Giới thiệu loại biến tần Khảo sát phím chức Khảo sát hoạt động biến tần Điều khiển tốc độ động sử dụng biến tần Simens 44 47 51 51 53 56 56 57 61 61 62 66 66 67 70 70 74 78 85 MÔ ĐUN: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ Mã mơ đun:MĐ15 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trò mơ đun: Đây mô đun chuyên ngành đào tạo Cơ điện tử Mơn học vào kỳ khóa học sau mơn điện bản, an tồn lao động, đo lường điện- điện tử Mục tiêu mô đun: Sau hồn tất mơ đun này, học viên có lực: Kiến thức chuyên môn: - Vận dụng kiến thức khí cụ điện nguyên tắc điều khiển động điện để thiết lập mạch điện - Điều khiển động điện thiết bị công nghiệp Kỹ nghề: - Thiết lập mạch điện điều khiển loại động điện DC, pha, pha roto lồng sóc - Cài đặt thơng số biến tần Siemens, Mitsubishi điều khiển tốc độ động pha roto lồng sóc Nội dung mơ đun: BÀI MỘT SỐ KHÍ CỤ THƯỜNG DÙNG TRONG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ Giới thiệu : Khí cụ điện (KCĐ) thiết bị dùng để đóng ngắt, điều khiển, kiểm tra, tự động điều chỉnh, khống chế đối tượng điện không điện bảo vệ chúng trường hợp cố Trong lĩnh vực điều khiển động cơ, khí cụ điện đóng vai trò vơ quan trọng Mục tiêu : - Nhận dạng số khí cụ thường sử dụng điều khiển, bảo vệ động - Phân tích cấu tạo nguyên lý hoạt động số khí cụ thường dùng điều khiển động - Chọn khí cụ điện phù hợp để điều khiển loại động Nội dung : Một số khí cụ thường dùng điều khiển động Khí cụ điện thiết bị dùng để đóng cắt, bảo vệ, điều khiển, điều chỉnh lưới điện, mạch điện, loại máy điện máy trình sản xuất Khí cụ điện làm việc lâu dài mạch dẫn điện, nhiệt độ khí cụ điện tăng lên gây tổn thất điện dạng nhiệt đốt nóng phận dẫn điện cách điện khí cụ Vì khí cụ điện làm việc chế độ nhiệt độ phận phải không giá trị cho phép làm việc an tồn lâu dài Khí cụ điện phân loại sau: -Khí cụ điện dùng để đóng cắt mạch điện:Cầu dao, Máy cắt, Aptơmat… - Khí cụ điện dùng để điều khiển: Cơng tắc tơ, Khởi động từ, Bộ khống chế huy… - Dùng để bảo vệ ngắn mạch lưới điện: Cầu chì, Aptơmat, Các loại máy cắt, Rơle nhiệt… 1.1 Nhóm khí cụ đóng/ cắt bảo vệ 1.1.1 CB/ áp tô mát a Khái niệm CB (CB viết tắt từ danh từ Circuit Breaker), CB khí cụ điện dùng đóng ngắt mạch điện (một pha, ba pha); có công dụng bảo vệ tải, ngắn mạch, sụt áp b Yêu cầu chế độ làm việc CB Chọn CB phải thoả mãn ba yêu cầu sau: -Chế độ làm việc định mức CB phải chế độ làm việc dài hạn, nghĩa trị số dòng điện định mức chạy qua CB lâu tuỳ ý Mặt khác, mạch dòng điện CB phải chịu dòng điện lớn (khi có ngắn mạch) lúc tiếp điểm đóng hay đóng -CB phải ngắt trị số dòng điện ngắn mạch lớn, vài chục KA Sau ngắt dòng điện ngắn mạch, CB đảm bảo làm việc tốt trị số dòng điện định mức -Để nâng cao tính ổn định nhiệt điện động thiết bị điện, hạn chế phá hoại dòng điện ngắn mạch gây ra, CB phải có thời gian cắt bé Muốn thường phải kết hợp lực thao tác học với thiết bị dập hồ quang bên CB c Cấu tạo Hình 1.1 Cấu tạo CB - võ CB Hộp dập hồquang tiếp điểm cấu truyền động cắt CB móc bảo vệ Vỏ CB: Là kết cấu cách điện để lắp thiết bị CB Vật liệu thường sử dụng nhựa chịu nhiệt thủy tinh, polime Cấu trúc vật liệu phụ thuộc vào thông số định mức CB điện áp định mức, dòng điện định mức, khả cắt kích cỡ vật lý CB - Tiếp điểm: CB thường chế tạo có hai cấp tiếp điểm (tiếp điểm hồ quang), ba cấp tiếp điểm (chính, phụ, hồ quang) Khi đóng mạch, tiếp điểm hồ quang đóng trước, tiếp điểm phụ, sau tiếp điểm Khi cắt mạch ngược lại, tiếp điểm mở trước, sau đến tiếp điểm phụ, cuối tiếp điểm hồ quang Như hồ quang cháy tiếp điểm hồ quang, bảo vệ tiếp điểm để dẫn điện Dùng thêm tiếp điểm phụ để tránh hồ quang cháy lan vào làm hư hại tiếp điểm - Hộp dập hồ quang Để CB dập hồ quang tất chế độ làm việc lưới điện, người ta thường dùng hai kiểu thiết bị dập hồ quang là: Kiểu nửa kín kiểu hở Trong buồng dập hồ quang thông dụng, người ta dùng thép xếp xéo thành lưới ngăn, để phân chia hồ quang thành nhiều đoạn ngắn thuận lợi cho việc dập tắt hồ quang - Cơ cấu truyền động cắt CB Truyền động cắt thường có hai cách: Bằng tay điện (điện từ, động điện) Điều khiển tay thực với CB có dòng điện định mức khơng lớn 600A Điều khiển điện từ (nam châm điện) ứng dụng CB có dòng điện lớn (đến 1000A) Để tăng lực điều khiển tay người ta dùng tay dài phụ theo ngun lý đòn bẩy Ngồi có cách điều khiển động điện khí nén - Móc bảo vệ CB tự động cắt nhờ phần tử bảo vệ - gọi móc bảo vệ, tác động mạch điện có cố q dòng điện (q tải hay ngắn mạch) sụt áp Móc bảo vệ q dòng điện (còn gọi bảo vệ dòng điện cực đại) để bảo vệ thiết bị điện không bị tải ngắn mạch, đường thời gian – dòng điện móc bảo vệ phải nằm đường đặc tính đối tượng cần bảo vệ Người ta thường dùng hệ thống điện tử rơle nhiệt làm móc bảo vệ, đặt bên CB Móc kiểu điện từ có cuộn dây mắc nối tiếp với mạch chính, cuộn dây có tiết diện lớn để chịu dòng tải lớn quấn vòng Khi dòng điện vượt q trị số cho phép phần ứng bị hút móc dập vào khớp rơi tự do, làm tiếp điểm CB mở Điều chỉnh vít để thay đổi lực kháng lò xo, ta điều chỉnh trị số dòng điện tức động Để giữ thời gian bảo vệ tải kiểu điện từ, người ta thêm cấu giữ thời gian Móc kiểu rơle nhiệt đơn giản cả, có kết cấu tương tự rơle nhiệt có phần tử phát nóng đấu nối tiếp với mạch điện chính, kim loại kép giãn nở làm nhả khớp r i rơi tự để mở tiếp điểm CB có q tải Kiểu có nhược điểm qn tính nhiệt lớn nên khơng ngắt nhanh dòng điện tăng vọt có ngắn mạch, bảo vệ dòng điện q tải Vì người ta thường sử dụng tổng hợp móc kiểu điện từ móc kiểu rơle nhiệt CB Loại dùng CB có dòng điện định mức đến 600A Móc bảo vệ sụt áp (còn gọi bảo vệ điện áp thấp) thường dùng kiểu điện từ Cuộn dây mắc song song với mạch điện chính, cuộn dây quấn vòng với dây tiết diện nhỏ để chịu điện áp nguồn d.Nguyên lý hoạt động Sơ đồ nguyên lý CB dòng điện cực đại Ở trạng thái bình thường sau đóng điện, CB giữ trạng thái đóng tiếp điểm nhờ móc khớp với móc cụm với tiếp điểm động Bật CB trạng thái ON, với dòng điện định mức nam châm điện phần ứng không hút Khi mạch điện tải hay ngắn mạch, lực hút điện từ nam châm điện lớn lực lò xo làm cho nam châm điện hút phần ứng xuống làm bật nhả móc 3, móc thả tự do, lò xo thả lỏng, kết tiếp điểm CB mở ra, mạch điện bị ngắt 1.3 Một số điều lưu ý sử dụng biến tần: - Tùy theo ứng dụng mà bạn lựa chọn biến tần cho phù hợp, theo cách bạn phải trả chi phí thấp mà lại đảm bảo độ tin cậy làm việc - Bên biến tần linh kiện điện tử bán dẫn nên nhậy cảm với điều kiện môi trường, mà Việt Nam có khí hậu nóng ẩm nên lựa chọn bạn phải chắn biến tần nhiệt đới hố, phù hợp với mơi trường khí hậu Việt Nam - Bạn phải đảm bảo điều kiện môi trường lắp đặt nhiệt độ, độ ẩm, vị trí Các biến tần khơng thể làm việc trời, chúng cần lắp đặt tủ có khơng gian rộng, thơng gió tốt (tủ phải có quạt thơng gió), vị trí đặt tủ nơi khơ phòng có nhiệt độ nhỏ 50 độC, khơng có chất ăn mòn, khí gas, bụi bẩn - Đọc kỹ hướng dẫn sử dụng, không hiểu khơng chắn khơng tự ý mắc nối thay đổi tham số thiết đặt - Nhờ chuyên gia kỹ thuật hãng cung cấp biến tần cho bạn hướng dẫn lắp đặt, cài đặt để có chế độ vận hành tối ưu cho ứng dụng bạn - Khi biến tần báo lỗi tra cứu mã lỗi tài liệu tìm hiểu nguyên nhân gây lỗi, khắc phục lỗi khởi động lại - Mỗi biến tần có tài liệu tra cứu nhanh, bạn nên ghi chép chi tiết thông số thay đổi lỗi mà bạn quan sát vào tài liệu này, thông tin quan trọng cho chuyên gia khắc phục cố cho bạn 73 Khảo sát phím chức Biến tần sử dụng rộng rãi công nghiệp sinh hoạt ngày để điều khiển loại động Do nhu cầu sử dụng ngày phổ biến, có nhiều hãng chế tạo biến tần thị trường Simiens, ABB, Omrons, LD tài liệu giới thiệu hướng dẫn cài đặt thông số loại biến tần sử dụng phổ biến hãng Simiens Biến tần MM420 Một số dòng biến tần hãng ứng dụng: + MM410: Dùng điều khiển cửa gara, barie , bảng quảng cáo chuyển động linh hoạt, hệ thống máy bơm, quạt gió, sử dụng nguồn điện sẵn có 220VAC +MM420: Điều khiển hệ thống băng tải, hay hệ thống định vị đơn giản, re tiền kết hợp PLC(S7200) Gía thành hạ có nhiều tính tích hợp + MM440: Đây dòng biến tần mạnh mẽ dòng biến tần tiêu chuẩn Khả điều khiển vecto cho tốc độ mô ment, hay khả điều khiển PID cho điều khiển xác cho hệ truyền động quan trọng, đòi hỏi độ xác cao tự động hóa Biến tần MM420 Sơ đồ đấu dây: - Sơ đồ mạch động lực: - Sơ đồ mạch điều khiển 74 75 76 Các phím chức năng: 77 78 Ví dụ: Để cài tham số P004=7 ta làm sau: Khảo sát hoạt động biến tần Các tham số ứng dụng biến tần 79 80 81 82 83 84 85 Điều khiển động sử dụng biến tần Simens 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Vũ Quang Hồi, Trang bị điện - điện tử máy gia công kim loại, NXB Giáo dục 1996 [2] Vũ Quang Hồi, Trang bị điện - điện tử công nghiệp, NXB Giáo dục 2000 [3] Bùi Quốc Khánh, Hồng Xn Bình, Trang bị điện – điện tử tự động hóa cầu trục cần trục, Nxb KHKT 2006 [4] Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Thị Hiền, Nguyễn Văn Liễn, Truyền động điện, Nxb KHKT 2006 [5] Nguyễn Đức Lợi, Giáo trình chuyên ngành điện tập 1,2,3,4, NXB Thống kê 2001 [6] Tài liệu hướng dẫn sử dụng biến tần hãng Simiens [7] http://www.bientan365.com/ 87 ... ĐIỀU KHIỂN TUẦN TỰ HỆ THỐNG ĐC Sơ đồ nguyên lý Lắp đặt mạch điện BÀI 6:ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU Sơ đồ nguyên lý Lắp đặt mạch điện BÀI 7: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ PHA Sơ đồ nguyên lý Lắp đặt mạch điện. .. thường dùng điều khiển động - Chọn khí cụ điện phù hợp để điều khiển loại động Nội dung : Một số khí cụ thường dùng điều khiển động Khí cụ điện thiết bị dùng để đóng cắt, bảo vệ, điều khiển, điều chỉnh... Cơ cấu truyền động cắt CB Truyền động cắt thường có hai cách: Bằng tay điện (điện từ, động điện) Điều khiển tay thực với CB có dòng điện định mức không lớn 600A Điều khiển điện từ (nam châm điện)