Ths Kh ơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động hệ thống điều khiển tự động Đ7.1 nguyên tắc điều khiển tự động Xuất phát từ yêu cầu công nghệ: cần thay đổi tốc độ, thay đổi hành trình làm việc cấu sản xuất Xuất phát từ chế độ làm việc HT ĐKTĐ: khởi động, chuyển đổi tốc độ, hÃm, đảo chiều, dừng máy Xuất phát từ yêu cầu kỹ thuật, kinh tế: điều chỉnh tốc độ, ổn định, xác cao, an toàn kinh tế Từ cần có nguyên tắc ĐKTĐ để thực đ ợc yêu cầu trên, đồng thời tự động hạn chế đại l ợng cần hạn chế: dòng điện cho phép, mô men cho phép, tốc độ cho phép, công suất cho phép, 7.1.1a Nội dung Có đồ thị khởi ®éng §M®l víi cÊp ®iƯn trë phơ: d b e (t) c I2 Ic a Ic I2 I1 I + Cấp thứ đ ợc ngắn mạch sau khoảng thời gian t2 kể từ bắt đầu ngắn mạch cấp - Các tín hiệu điều khiển thời điểm đ ợc tạo nhờ rơ le thời gian Thời gian trì rơ le thời gian đạt: td.tr = 0,05s h, lớn - Thời gian thực cấp khởi động (tdtr.kđ) đ ợc xác định theo tính toán trình độ hƯ thèng T§§ T§ Tci ln J I1 + Cấp thứ đ ợc ngắn mạch sau khoảng thời gian t1 kể từ bắt đầu khởi động tụ I - Qua đồ thị khởi động trên, ta thấy: việc ngắn mạch cấp điện trở phụ xảy sau khoảng thời gian định: Khi M( ) [ hay I( ) ] tuyến tính thời gian trình độ hai cấp tốc độ là: 7.1.1 Điều khiển tự động theo nguyên tắc thời gian TN Giáo Trình: Truyền động điện Tự động - Trên hình 7-1, trình bày đặc tính khởi động: (I ), (t), I(t) động ®iƯn mét chiỊu kÝch tõ ®éc lËp, cã cÊp khởi động (dùng điện trở phụ hạn chế dòng khởi động) Ch ơng XL Ths Kh ơng Công Minh I(t) M M J gi gi i M gi ln i M gi ln M M gi gi M M (7-1) gi gi - Thêi gian chỉnh định rơ le thời gian để thực hiƯn gia tèc tõ tèc ®é thø i ®Õn tèc ®é thø i+1 lµ: tc® = tq® - to (7-2) Trong đó: tqđ - thời gian độ cấp tốc độ t1 t2 t3 Hình - 1: Các đặc tính độ khởi động Trang 202 t to - thời gian tác động thiết bị, khí cụ mạch có liên quan đến tác động rơ le thời gian Trang 203 Ths Kh ơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động * Mở máy động điện chiều cấp điện trở phụ 1) Sơ đồ: 1G G L1 K Đ R f2 R f1 CKT L2 2RTh L3 +UL L4 2CD K 2CD D M K 10 K K K 1RTh 11 1G 13 1RTh 15 2RTh 17 2G Hình - 2: Sơ đồ nguyên lý biểu đồ thời gian 2) Nguyên lý làm việc: * Khởi động động cơ: Trang 204 Giáo Trình: Truyền động điện Tự động - Đóng cầu dao 1CD, 2CD, dẫn đến cuộn dây rơ le thời gian 1RTh(11-10) có điện, tiếp điểm 1RTh(13-15) mở ra, đảm bảo cho cuộn dây công tắc tơ 1G(15-10), 2G(17-10) điện, nh điện trở phụ R f1 , R f2 , sÏ ®Ịu tham gia mạch phần ứng 7.1.1b Các mạch điển hình: +UL 1CD Ths Kh ơng Công Minh - ấn nút M cuộn dây K(9-10) có điện, tiếp điểm K(1-3), K(6-8) đóng lại, dẫn đến động Đ đ ợc khởi động với toàn điện trở phụ mạch phần ứng: R f = R f1 + R f2 , theo đặc tính Tiếp điểm K(7-9) đóng lại để trì cho công tắc tơ K ấn M Các tiếp điểm K(1-3), K(6-8) đóng lại, làm cho cuộn dây 2RTh(4-6) có điện, tiếp điểm 2RTh(15-17) mở ra, đảm bảo cho cuộn dây 2G(17-10) điện K(5-11) mở, K(5-13) đóng, làm 1RTh(11-10) điện, sau thời gian chỉnh định 1RTh ( t1) 1RTh(13-15) đóng, làm cho 1G(4-6) đóng, ngắn mạch R f1 , động Đ khởi động sang đặc tính 2, t ơng ứng với R f2 Tiếp điểm 1G(4-6) đóng lại, làm 2RTh(4-6) điện, sau thời gian chỉnh định 2RTh ( t2 - t1), 2RTh(15-17) kín lại, làm 2G(17-10) có điện, 2G(2-4) đóng lại, ngắn mạch R f2 , động Đ chuyển sang đặc tính tự nhiên tới làm việc điểm xác lập XL * Dừng động cơ: - ấn nút D làm cuộn dây K(9-10) điện, K(1-3) mở, K(6-8) mở, làm phần ứng Đ điện, 2RTh(4-6) điện; K(7-9) mở ra, K(5-13) mở, K(5-11) kín lại, làm 1RTh(11-10) có điện lại, chuẩn bị khởi động lần sau * Ph ơng trình đặc tính cơ: U K R R f M (K ) (6-3) * Ph ơng trình đặc tính trình độ khởi động: Trang 205 Ths Kh ơng Công Minh = XL Giáo Trình: Truyền động điện Tự động +( b® + XL ).e-t/Tc (7-4) -t/Tc (7-5) M = Mc + (M1 - Mc).e Trạng thái phần tử 1RTh 1G 2G 2RTh Ths Kh ơng Công Minh - Vì Mc > Mc (hay Ic > Ic) nên M động = (M - Mc ) < Mđộng trình gia tốc chậm lại Ban đầu tăng đến ( < 1), tức cấp điểm b1 đà hết thời gian chỉnh định RTh nên phải chuyển sang cấp 2, tức sang điểm c1, nh vËy chun ®ỉi tõ d1 sang e1, v.v Nh vậy, khởi động mà Mc (hay Ic) tăng lên, dẫn đến tải, hay dòng cho phÐp I I2’’ I1’ t1 t2 t3 t t0 Hình 7-3: Đặc tính hoạt động theo thời gian phần tử sơ đồ điều khiển tự ®éng M Mc tk® = Tc ln M2 Mc TN XL d ’ xl e b e’ c c’ I I Tc ln c I2 Ic (7-6) V× [t(K) , t(1G) , t(2G)] Icp const, - Đối với động không đồng bộ: f = const, M U2 , nên UL giảm M giảm mạnh, mô men động giảm, tốc độ chuyển đổi giảm, thời gian độ tăng (thời gian khởi động, hÃm, đảo chiều, tăng) 4) ảnh h ởng điện trở R (khi UL = const, Mc = const): - Các điện trở dây quấn khởi động từ, công tắc tơ, rơ le, động cơ, nhiệt độ thay đổi ®iƯn trë sÏ bÞ thay ®ỉi, thêi gian chØnh ®Þnh thay đổi, trình khởi động, hÃm, đảo chiều mà dùng điện trở phụ nhiệt độ tăng, điện trở tăng, thời gian chỉnh định giảm, mô men động tăng lớn mô men cho phÐp Trang 208 I XL TN d b I1 xl e Ic I I1 I(t) I2 Ic a (t) c I t1 t2 t3 t H×nh - 6: Các đặc tính khởi động theo nguyên tắc tốc độ - Điều khiển theo tốc độ dựa sở kiểm tra trực tiếp gián tiếp thay ®ỉi cđa tèc ®é - KiĨm tra trùc tiÕp cã thể dùng rơ le kiểm tra tốc độ kiểu ly tâm Cách dùng dùng rơ le kiểm tra tốc độ phức tạp, đắt tiền làm việc chắn - Có thể kiểm tra tốc độ gi¸n tiÕp qua m¸y ph¸t tèc Trang 209 Ths Kh ơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Ths Kh ơng Công Minh Máy phát tốc (FT) máy điện chiều có: = const EFT , loại hay dùng động điện chiều - Đối với động không đồng bộ, th ờng kiểm tra tốc độ gián sức điện động rôto tần số rôto Tại tốc độ cần điều khiển ( 1, 2, ), rơ le kiểm tra tốc độ kiểm tra điện áp FT, Erôto, frôto, tác động tạo tín hiệu ®iỊu khiĨn * Më m¸y cÊp tèc ®é ®éng điện chiều: + CKT I R f2 E UĐ 2G 2G R f1 + D K - Hình 7-7: Nguyên tắc ĐKTĐ mở máy cấp ĐM theo tốc độ * Mỗi công tắc tơ gia tốc (1G, 2G, ) đ ợc chỉnh định với trị số điện áp hút định t ơng ứng với cấp tốc độ định nh 1, , ấn nút M làm K tác động, động Đ khởi động với toàn điện trở mạch phÇn øng (R = R + R f = R + R f1 + R f2), đ ờng đặc tính 1, lúc đầu tốc độ = nhỏ nên: UĐ = EĐ + I R = K + I R < Uh.1G (hc 2G); Trang 210 + I2.(R + R f2) = UL - I2.R f1 = Uh.1G ; (7-14) 1G tác động, ngắn mạch R f1, động chuyển sang đ ờng - Đến = U2G = K 2 th×: + I2.R = UL - I2.R f2 = Uh.2G > Uh.1G ; (7-15) 7.1.2c NhËn xÐt K 1G th×: Nh vËy cã thĨ chän công tắc tơ gia tốc loại, chỉnh định K M 1 - Coi điện áp l íi UL = cosnt, víi I2 = const, vµ R f1 = R f2 , ta có điện áp hút công tắc tơ : Uh.1G = Uh.2G 0V 1G U1G = K = 2G t¸c động, ngắn mạch R f2, động chuyển sang đặc tính tự nhiên 7.1.2b Các mạch điển hình: +UL - Đến Giáo Trình: Truyền động điện Tự động (6-13) 1) Ưu điểm: Ph ơng pháp ĐKTĐ theo tốc độ dùng thiết bị, khí cụ điều khiển dùng công tắc tơ không cần tác động thông qua rơle nên đơn giản, rẻ tiền 2) Nh ợc điểm: Thời gian độ thời gian h·m phơ thc Mc, J, UL, tocđa R, d©y qn, làm thay đổi trình độ (nh UL giảm hay Mc tăng, làm thời gian độ tăng, trình độ chậm, đốt nóng điện trở khởi động, điện trở hÃm, làm khó khăn cho việc chỉnh định điện áp hút công tắc tơ rơ le tốc độ) - Khi điện áp l ới dao động làm thay đổi tốc độ chuyển cấp điện trở ( 1, 2, ) dòng điện nhảy vọt dòng cho phép - Khi điện áp l ới giảm thấp có khả xảy không đủ điện áp để công tắc tơ tác động động dừng lại làm việc lâu dài tốc độ trung gian, làm đốt nóng điện trở khởi động (hay ®iƯn trë h·m, ) vµ nh vËy lµm thay ®ỉi tốc độ chuyển cấp Ths Kh ơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Ths Kh ơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Trang 211 Trang 212 - Công tắc xoay KC có vị trí: giữa; 1, bên thuận 1, bên ng ợc; KC có tiếp điểm: KC1, KC2, KC3, KC4, KC5, 7.1.3 Điều khiển tự động theo nguyên tắc dòng điện 7.1.3a Nội dung - Các công tắc tơ có tiếp điểm trì thời gian H, 1G - Có đồ thị khởi động ĐMđl với cÊp ®iƯn trë phơ: XL d TN xl e I (N) 1 (T) KC1 N T N I(t) I2 Ic a (7-16) (7-17) KC2 ~ UL ~ UL (t) c I1 I1 Ic I Ih·m > Ih.RHn > I1 Inh.RHn = Ir«to = I2 I b - Rơle dòng điện RHn có: N t1 t2 t3 T T RHn t H KC3 Hình 7-8: Các đặc tính khởi động theo nguyên tắc dòng điện Đ - Qua đồ thị hình 7-8 ta thấy rằng: khởi động, dòng khởi động thay đổi khoảng (I1 I2) Nhất lần chuyển cấp điểm chuyển cấp th ờng giá trị dòng điện (I2), nên ta dùng rơle dòng điện công tắc tơ có cuộn dây dòng điện để tạo tín hiệu điều khiển - Tại điểm chuyển cấp b, rơle dòng điện tác động theo dòng chuyển cấp I2 để ngắn mạch cấp điện trở thứ nhất, động chuyển từ đặc tính sang đặc tính Đến điểm d, rơle dòng điện tác động theo dòng I2 để ngắn mạch cấp điện trở thứ hai, động chuyển từ đặc tính sang đặc tính tự nhiên TN lập - Cứ nh vậy, động đ ợc khởi động đến tốc độ xác 7.1.3b Các mạch điển hình: * HÃm ng ợc đảo chiều ĐKdq theo nguyên tắc dòng điện: 2G R2f2 KC4 H 1G KC5 1G 2G 2G 1G 1G H H R2f1 Rh B A (TN,T) RHn I1 Hình 7-9: Sơ đồ điều khiển tự động ĐKdq theo nguyên tắc thời gian dòng điện C Ic2 I2 A (TN,N) Ic1 I - ~ Ths Kh ơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Ths Kh ơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Trang 213 Trang 214 - Hệ thống làm việc điểm A đặc tính ( A), t ơng ứng với vị trí 2(T) công tắc KC, tiếp điểm KC1, KC3, KC4, KC5 kín, công tắc tơ T, H, 1G, 2G có điện, công tắc tơ N điện, toàn điện trở phụ mạch rôto bị ngắn mạch, RHn không tác động Khi H có điện ngắn mạch Rh, làm cho Đ khởi động ng ợc theo đ ờng đặc tính (CD) - Dừng động cách hÃm ng ợc: + Quay tay gạt KC từ vÞ trÝ 2(T) sang 2(N), qua vÞ trÝ tất công tắc tơ rơle điện, động đ ợc tách khỏi l ới điện, toàn điện trở phụ đ ợc đ a vào mạch rôto, mạch điện trạng thái th ờng nh hình vẽ + Khi đến vị trí 2(N), tiếp điểm KC2, KC3, KC4, KC5 kín lại, KC1 hở ra, công tắc tơ T điện; N, H có điện đảo pha stato động cơ, làm động thực trình hÃm ng ợc (giai đoạn đầu trình đảo chiều) Tốc độ đồng động lúc 0N = - 0T , dòng điện rôto tăng lớn: Irôto = IhÃm > Ih.RHn > I1 nên RHn tác ®éng lµm hë tiÕp ®iĨm th êng kÝn cđa nã, đảm bảo cho công tắc tơ H, 1G, 2G điện, toàn R2f1 R2f2 tham gia mạch rôto với Rh để hạn chế dòng đảo chiều dòng hÃm ng ợc động IhÃm Icp (đoạn BC) + Tốc độ động Đ giảm dần, dòng hÃm giảm dần 0), làm cho H có đến I2 RHn nhả (vì Inh.RHn = I2 , lúc điện, ngắn mạch Rh đảm bảo RHn không tác động trở lại, kết thúc trình hÃm ng ợc + Muốn dừng động quay KC vị trí 0, công tắc tơ rơle điện, động dừng tự - Đảo chiều: + Quá trình thực t ơng tự hÃm ng ợc, nh ng dòng điện hÃm giảm đến I2 để KC vị trí 2(N), sau RHn nhả làm cho H có điện, kết thúc trình hÃm ng ợc bắt đầu trình khởi động ng ợc + Sau thêi gian tr× cđa H, nã sÏ tác động làm 1G có điện, tiếp điểm 1G ngắn mạch R2f1, làm cho Đ khởi động tiếp sang đặc tính DE + Sau thời gian trì 1G, tác động làm 2G có điện, ngắn mạch R2f2, Đ khởi động sang đặc tính tự nhiên tới điểm xác lập 7.1.3c Nhận xét 1) Ưu điểm: Có thể trì mô men động giới hạn định Quá trình khởi động, hÃm không phụ thuộc môi tr ờng 2) Nh ợc điểm: Khi UL, Mc thay đổi, Mc lớn làm cho Ic > I2, nh động làm việc đặc tính trung gian, làm phát nóng điện trở, ảnh h ởng đến trình làm việc động 7.1.4 Điều khiển tự động theo nguyên tắc khác 7.1.4a Điều khiển tự động theo nguyên tắc hành trình 1) Nội dung: - Trên hành trình (đ ờng đi) phận làm việc máy móc, thiết bị (nh bàn máy, đầu máy, mâm cặp, ) đ ợc đặt cảm biến, công tắc hành trình, công tắc cực hạn, công tắc điểm cuối, , để tạo tín hiệu điều khiển: khởi động, hÃm, đảo chiều, thay đổi tốc độ 2) Mạch điển hình: Phân tích truyền động bàn máy bào d ờng: Trong sơ đồ dùng công tắc hành trình KH có tiếp điểm KH1, KH2 loại không tự phục hồi Tại vị trí xuất phát ban đầu bàn máy tiếp điểm KH1 kín, KH2 hở Ths Kh ơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Ths Kh ơng Công Minh Trang 215 v Trang 216 Khởi động: ấn nút M RTr có điện, T có điện làm ĐM đ ợc đóng điện kéo bàn chạy thuận, đồngthời 1RTh có điện mở tiếp điểm để chuẩn bị cho đảo chiều vth t T A Bµn N B A Bµn T N B Đi hết hành trình ng ợc, vấu B đập vào công tắc hành trình KH làm cho tiếp điểm KH2 hở, KH1 kín lại, công tắc tơ N điện T ch a có điện, ĐM h·m tù KH KH T D +UL N - Đ N T Hình 7-10: Sơ đồ điều khiển theo nguyên tắc hành trình Khi hết hành trình thuận, vấu A đập vào công tắc hành trình KH làm cho tiếp điểm KH1 mở, KH2 kín, dẫn đến T mÊt ®iƯn nh ng N cịng ch a cã ®iƯn, §M h·m tù Sau thêi gian tr× cđa 1RTh tiếp điểm đóng điện cho N, làm ĐM đảo chiều, kéo bàn chạy ng ợc Khi ®ã 2RTh cã ®iƯn, më tiÕp ®iĨm cđa nã chn bị cho hành trình thuận vng KH UL + Giáo Trình: Truyền động điện Tự động D M Bàn làm việc với chu kỳ thuận/ng ợc nh hình 7-10 Muốn dừng máy: ấn nút D RTr điện, T, N, 1RTh, 2RTh điện, động hÃm tự lúc dừng máy T 1RTh 2RTh 7.1.4b NhËn xÐt N KH2 RTr 2RTh T N - RTr RTr KH1 RTr 2RTh N T Sau thêi gian trì 2RTh, tiếp điểm đóng lại làm cho T có điện ĐM kéo bàn chạy thuận 1RTh có điện mở tiếp điểm nó, chuẩn bị cho hành trình ng ợc KH * Ngoài nguyên tắc ĐKTĐ đà nêu trên, số nguyên tắc ĐKTĐ khác: ĐKTĐ theo mô mem, công suất, sức căng, nhiệt độ, ánh sáng, áp suất, * Đánh giá sơ đồ điều khiển: với yêu cầu kỹ thuật tất sơ đồ cao thì: Công suất lớn trọng l ợng giá thành cao Dùng thiết bị, khí cụ bé, đại giá thành cao Ths Kh ơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Cùng công suất trọng l ợng giá thành lớn nguyên tắc ĐKTĐ theo thời gian, sau nguyên tắc ĐKTĐ theo dòng điện cuối nguyên tắc ĐKTĐ theo tốc độ Trang 217 Nói chung nguyên tắc ĐKTĐ theo tốc ®é th êng dïng ®Ĩ ®iỊu khiĨn h·m ®éng c¬ Nguyên tắc ĐKTĐ theo dòng điện chủ yếu dùng để điều khiển khởi động động cơ, Nguyên tắc ĐKTĐ theo thời gian ứng dụng rộng rÃi đơn giản Đ7.2 Các phần tử bảo vệ tín hiệu hoá Ths Kh ơng Công Minh 7.2.2 Các dạng bảo vệ: 7.2.2a Bảo vệ ngắn mạch: - Bảo vệ ngắn mạch bảo vệ cố gây nên h hỏng cách điện, h hỏng cấu thiết bị, máy móc (khi ngắn mạch gây nên nhiệt độ tăng nhanh gây cháy sức từ động tăng mạnh gây va đập, ) Trang 218 - Các thiết bị bảo vệ th ờng dùng: cầu chì, aptômat, rơle dòng điện cực đại, khâu bảo vệ ngắn mạch bán dẫn, điện tử, - Dòng tác động cầu chì: Idc = Ikđ / 7.2.1 ý nghĩa bảo vệ tín hiệu hoá * Các phần tử bảo vệ tín hiệu hoá có vai trò to lớn: Đảm bảo trình làm việc an toàn cho ng ời máy móc, thiết bị Quá trình làm việc xảy cố chế độ làm việc xấu cho ng ời máy móc, thiết bị, đồng thời báo hiệu cho ng ời vận hành biết tình trạng làm việc hệ thống ĐKTĐ để xử lý * Chức thiết bị bảo vệ tín hiệu ho¸: Ngõng hƯ thèng (m¸y mãc) sù cè nguy hiểm trực tiếp đến ng ời, thiết bị, máy móc: U < Uquy định , U > Ucp , I > Icp , Khi tải cố ch a nguy hiểm đến thiết bị, máy móc thiết bị bảo vệ tín hiệu hoá phải báo cho ng ời vận hành biết để sử lý kịp thời Bảo đảm khởi động, hÃm, đảo chiều , cách bình th ờng, nghĩa phải đảm bảo cho: I < Icp, to < tocp , Giáo Trình: Truyền động điện Tự động (7-18) Trong đó: Idc dòng tác động dây chảy đ ợc chọn Ikđ dòng khởi động động cơ, phụ tải đ ợc bảo vệ hệ số xét đến quán tính nhiệt = 2,5 động khởi động bình th ờng = (1,6 2) động khởi động nặng + Cấm đặt cầu chì dây trung tính, mạch nối đất, đứt dây chì vỏ máy có điện áp cao nguy hiểm Dùng cầu chì bảo vệ ngắn mạch đơn giản, rẻ tiền, nh ng tác động không xác, dòng tác động phụ thuộc vào thời gian, thay lâu, không bảo vệ đ ợc chế độ làm việc pha - Dòng chỉnh định aptômat: Icđ = (1,2 1,3).Ikđ ; (7-19) + Aptômat tác động đóng lại nhanh, cắt đ ợc dòng lớn, bảo vệ đ ợc chế độ làm việc dòng pha (khi bị pha) Ths Kh ơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động - Dùng rơle dòng điện cực đại (RM) bảo vệ ngắn mạch phải chỉnh định dòng tác động cho phù hợp với dòng ngắn mạch Th ờng đặt rơle dòng cực đại pha động không đồng pha, đặt cực động chiều Tiếp điểm RM loại không tự phục hồi Ths Kh ơng Công Minh - Th ờng dùng rơle nhiệt, aptômát có bảo vệ nhiệt, phần tử bảo vệ tải bán dẫn, để bảo vệ tải cho phụ tải dài hạn - Các tiếp điểm rơle nhiệt (RN) loại không tự phục hồi, sau rơle nhiệt đà tác động phải ấn reset tay Phải chọn rơle nhiệt có đặc tính phát nóng gần với đặc tính phát nóng thiết bị, động cần đ ợc bảo vệ (hình 7-13) Trang 219 Trang 220 + Ví dụ dùng cầu chì aptômat bảo vệ ngắn mạch: A 1CC ~ K Icđ = (1,2 1,3)Iđm (7-20) Trong đó: Iđm dòng định mức động cơ, phụ tải 2C M D Đ + Dòng chỉnh định rơle nhiệt, aptômat: ~ 2C Giáo Trình: Truyền động điện Tự động K + Ví dụ dùng rơle nhiệt aptômat bảo vệ tải dài hạn: ~ K A K RN 2CC Hình 7-11: Sơ đồ dùng cầu chì, aptômat bảo vệ ngắn mạch CD RM K § D 2CC M K R K Hình 7-12: Sơ đồ dùng rơle dòng cực đại bảo vệ ngắn mạch 7.2.2b Bảo vệ nhiệt: - Nhằm tránh tải lâu dài, không khí cụ, thiết bị, động phát nóng nhiệt độ cho phÐp 2CC K RN K RN ~ 2CC M D Đ + Ví dụ dùng rơle dòng cực đại bảo vệ ngắn mạch: ~ ~ Hình 7-13: Sơ đồ dùng rơle nhiệt aptômat bảo vệ tải - Dùng rơle dòng cực đại (RI) để bảo vệ tải cho phụ tải ngắn hạn ngắn hạn lặp lại Khi phụ tải làm việc thời gian ngắn, phát nóng phụ tải không phù hợp với đặc tính rơle nhiệt, nên rơle nhiệt không tác động kịp, phải dùng rơle dòng cực đại tác động nhanh + Ví dụ dùng rơle dòng cực đại bảo vệ tải ngắn hạn: A K ~ RI ~ 2CC RM § D 2CC M RI K K RM RI Ths Kh ơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Ths Kh ơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Đặt công tắc xoay KC vị trí tiếp đểm KC1 kín, KC2 hở; Đóng cầu dao CD, nếuđiện áp làm việc đạt giá trị cho phép (Ung > 85%Ung.đm) RA tác động, tự trì thông qua tiếp điểm RA(1-3) Trang 221 Quay công tắc KC đến vị trí trái (T) K có điện, làm cho động quay Khi điện áp Ung 85%Ung.đm RA nhả làm K điện động đ ợc loại khỏi l ới điện, tránh cho động khỏi bị đốt nóng nhiệt độ cho phép (vì điện áp thấp dẫn đến dòng tăng dòng cho phép động cơ) - Dòng chỉnh định rơle dòng cực đại bảo vệ tải: Trang 222 Icđ.RI = (1,4 1,5)Iđm (7-21) - Th ờng dùng rơle dòng cực đại bảo vệ ngắn mạch (RM) rơle dòng cực đại bảo vệ tải (RI) Tiếp điểm rơle dòng cực đại bảo vệ tải loại tự phục hồi (hình 7-14) 7.2.2c Bảo vệ điểm không cực tiểu: - Nhằm tránh làm việc với điện áp nguồn thấp áp nguồn, tránh tự khởi động lại điện áp nguồn phục hồi Khi động làm việc, điện nguồn có điện lại, động không tự khởi động lại đ ợc, KC vị trí trái KC1 hở, RA đà điện điện áp nguồn, có điện lại K điện tiểu: + Ví dụ dùng rơle điện áp (RA) bảo vệ đểm không cực ~Ung - Th ờng dùng rơle điện áp (RA), công tắc tơ (CTT), khởi động từ (KĐT), để bảo vệ đểm không cực tiểu CD - Chỉnh định điện áp hút, nhả rơle điện áp, công tắc tơ: Uh.RA > Ung.sụt.cp (7-22) Unh.RA (7-23) Ung.sụt.cp Trong đó: Uh.RA điện áp hút rơle điện áp, hay công tắc tơ, khởi động từ Unh.RA điện áp nhả RA, CTT, KĐT Ung.sụt.cp = 85%Ung.đm điện áp nguồn sụt cho phép Nguyên lý làm việc bảo vệ sơ đồ hình - 20: 1CC 2CC RA K RN RN § (T) KC1 (P) KC2 2CC RA RN RN K 1 Hình 7-15: Sơ đồ có bảo vệ điểm không cực tiểu Ths Kh ơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Ths Kh ơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động 7.2.2d Bảo vệ thiếu từ tr ờng: - Nhằm bảo vệ thiếu kích từ động Khi điện áp hay dòng kích từ động bị giảm, gây tốc độ động cao tốc độ cho phép, dòng điện động lớn dòng cho phép, dẫn đến h hỏng phần động học máy, làm xấu điều kiện chuyển mạch, - Dùng rơle dòng điện, rơle điện áp, để bảo vệ thiếu từ tr ờng 7.2.2e Bảo vệ liên động: - Nhằm bảo đảm làm việc an toàn cho mạch (bảo đảm nghiêm ngặt trình tự làm việc hợp lý thiết bị, tránh thao tác nhầm) - Các thiết bị bảo vệ liên động khí nh : nút ấn kép, công tắc hành trình kép, Và phần tử bảo vệ liên động điện nh : Trang 223 Trang 224 + Ví dụ dùng rơle dòng điện, rơle điện áp để bảo vệ thiếu từ tr ờng (hình 7-16) Nguyên lý bảo vệ: đủ điện áp rơle thiếu từ tr ờng RTT đóng kín tiếp điểm nó, KC đặt vị trí nên tiếp điểm KC1 kín, RA tác động Quay KC sang vị trí (T) cho động làm việc bình th ờng Khi điện áp sụt giá trị cho phép, dòng kích từ giảm thấp đến giá trị: Ikt.Đ = Inh.RTT , Inh.RTT Ikt.min.cp , nên RTT nhả làm K điện, loại động khỏi l ới điện để bảo vệ động Ung + 1CC K RN K Đ RTT 1CC Các tiếp điểm khoá chéo công tắc tơ, rơle, làm việc chế độ khác Ví dụ: ~ MT MN N CC T T N T - MN T N N CK§ RA RA RN RTT 2CC KC1 K KC2 (T) ~ CC D A § 2CC ~ (P) Hình 7-16: Sơ đồ bảo vệ thiếu, kích từ động Hình - 22: Sơ đồ có bảo vệ liên động điện Khi khởi động thuận, ấn nút MT T có điện, đóng điện cho động quay, tiếp điểm th êng kÝn cđa MT më kh«ng cho N có điện, đảm bảo không bị ngắn mạch mạch stato Khi T đà có điện tiếp điểm th ờng kín T mở ra, đảm bảo cho N có điện nh không may có ng ời tác động vào nút MN Ths Kh ơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Ths Kh ơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Khi Đ quay thuận, muốn đảo chiều, ấn nút MN T điện N có điện, trình đảo chiều diễn bình th ờng Nếu không may trình quay thuận, tiếp điểm T mạch stato bị dính tiếp điểm T mạch cuộn dây N không kín lại đ ợc, nên ấn MN nh ng N có điện đ ợc, tránh đ ợc ngắn mạch bên phía stato nh T N tác động Nh liên động điện sơ đồ đà bảo đảm cho sơ đồ hoạt động bình th ờng, trình tự làm việc đặt ra, tránh thao tác nhầm Trang 225 Trang 226 - Khi xt hiƯn chÕ ®é làm việc xấu nh ng ch a cần phải dừng máy thiết bị bảo vệ hoạt động làm cho thiết bị tín hiệu báo cho ng ời vận hành biết để xử lý kịp thời Sơ đồ hình 6-23 hoạt động bình th ờng Nếu nh 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 ng ời vận hành biết để xử lý, sau xử lý xong, ng êi vËn hµnh Ên reset cđa RN vận hành lại đ ợc 7.2.3 Tín hiệu hoá - Khi tín hiệu đà báo mà không đ ợc xử lý kịp thời thiết bị bảo vệ tác động đình làm việc hệ thống truyền động điện - Thiết bị tín hiệu hoá: Âm thanh: chuông, còi, ; ánh sáng: đèn, mầu, ; Cờ báo: rơle tín hiệu, Ví dụ: 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 chuông Chg kêu lên, báo cho ng ời vận hành biết để xử lý kÞp thêi, sau xư lý xong, ng êi vËn hành ấn reset RM vận hành lại đ ợc ~Ung câu hỏi ôn tập A 2CC RA RM (T) KC1 2CC (P) RA 1 K KC2 RN RN RM K RN Dựa vào sở để ng ời ta đ a nguyên tắc điều khiển tự động theo thông số thời gian, tốc độ, dòng điện, hành trình, v.v ? ĐĐ RN Phân tích nội dung nguyên tắc điều khiển tự động theo thời gian, tốc độ, dòng điện, hành trình ? Giải thích nguyên lý làm việc sơ đồ minh họa cho nguyên tắc ? Ths Kh ơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Tại xảy sù cè hƯ thèng trun ®éng ®iƯn tù ®éng ? cách khắc phục cố nh ? Phân tích bảo vệ ngắn mạch, bảo vệ tải, bảo bệ điểm không cực tiểu, bảo vệ thiếu từ tr ờng, bảo vệ liên động ? Giải thích nguyên lý bảo vệ mạch điển hình t ơng ứng với bảo vệ ? Tín hiệu hóa ? Các mạch tính hiệu hóa có tác dụng hệ thèng trun ®éng ®iƯn tù ®éng ? Trang 227 Ths Kh ơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự ®éng ... Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Ths Kh ơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động 7.2.2d Bảo vệ thiếu từ tr ờng: - Nhằm bảo vệ thiếu kích từ động Khi điện áp hay dòng kích từ động. .. điều khiển tự động ĐKdq theo nguyên tắc thời gian dòng điện C Ic2 I2 A’ (TN,N) Ic1 I - ~ Ths Kh ơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Ths Kh ơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động ®iÖn... động điện chiều: Khi UL giảm = (UL / K ) giảm xống, phụ tải Mc = const mô men động giảm, gia tốc giảm, trình độ kéo dài (hay thời gian khởi động, hÃm, tăng) Giáo Trình: Truyền động điện Tự động