Thiết kế bộ tự động chuyển nguồn ATS 1 pha 30A sử dụng công tắc tơ

Khối chuyển mạch

Khối chuyển mạch của ATS có nhiệm vụ chuyển tải từ nguồn này sang nguồn khác khi có tín hiệu từ khối điều khiển (chế độ tự động) hoặc theo ý muốn của ngời vận hành (thao tác bằng tay). Yêu cầu của khối này là phải có công suất chuyển mạch lớn (có thể đóng đợc dòng điện lớn gấp vài lần dòng định mức), thời gian chuyển mạch nhanh, độ tin cậy cao, đơn giản, gọn nhẹ, dễ vận hành bảo dỡng. Hiện nay chuyển mạch kiểu công tắc tơ chỉ đợc chế tạo với dòng định mức đến 800A.Ưu điểm loại chuyển mạch này chính là hoạt động đơn giản,kết cấu gọn nhẹ, dễ dàng điều khiển.

Để thực hiện việc chuyển mạch trong trờng hợp này ngời ta dùng động cơ chấp hành một pha qua hộp giảm tốc và hệ thống tay biên cơ khí biến chuyển động quay thành chuyển động thẳng của tay gạt đóng cắt áp tô mát. Đối với thiết bị chuyển mạch kiểu này có bộ truyền động cơ khí phức tạp , thời gian tác động chậm hơn khi dùng công tắc tơ (do động cơ quay qua bộ giảm tốc). Ưu điểm chính của loại chuyển mạch này là không cần nguồn duy trì trạng thái đóng tiếp điểm , động cơ chấp hành tiêu thụ công suất nhỏ (cỡ vài chục oát), khả năng đóng cắt tốt.

Nhợc điểm của nó là cần nguồn điều khiển có công suất lớn, thời gian làm việc ngắn hạn, tuổi thọ (số lần thao tác) thấp so với loại chuyển mạch dùng công tắc tơ hay áp tô mát do tiếp xúc giữa tiếp điểm động và thanh dẫn ra tải là tiếp xúc động kiểu quay. Nhìn chung mỗi loại chuyển mạch đều có các u nhợc điểm riêng tuỳ theo yêu cầu của phụ tải mà ta lựa chọn cơ cấu chuyển mạch thích hợp với mục tiêu cao nhất đó là đảm bảo sự làm việc tin cậy, an toàn dễ vận hành bảo dỡng , cơ.

Phần mạch điều khiển

Đối tợng điều khiển ở đây chính là các loại chuyển mạch đã nêu trên, do vậy mạch điều khiển cần phải cấp đợc tín hiệu cho các cơ cấu truyền động của bộ chuyển mạch. Với chuyển mạch kiểu aptomat mạch điều khiển cần đa điện vào cuộn dây động cơ. Với chuyển mạch kiểu bập bênh cần cấp tín hiệu xung nối nguồn cho nam châm.

Trên hình I-2 ta thấy rằng mạch điều khiển của ATS gồm có hai khối so sánh (SS1, SS2) và khối điều khiển (ĐK), đối với ATS lới - máy phát còn có thêm bộ phận khởi động máy diezen. Hiện nay công nghệ điện tử bán dẫn đang ngày càng phát triển mạnh mẽ và tỏ rừ u việt của nú. Cỏc mạch điều khiển đợc thiết kế từ cỏc linh kiện điện tử bán dẫn gọn nhẹ làm việc chính xác không quán tính.

Ngoài ra công nghệ kỹ thuật số ra đời đã mang lại sức mạnh to lớn cho ngành tự động, các thiết bị tự. Đối với thiết bị chuyển nguồn tự động ATS ta hoàn toàn có khả năng dùng các linh kiện trên.

ChơngIII

Nhng hiện nay trong thực tế dùng nhiều loại ATS có bộ chuyển mạch dùng áp to mát thực hiện đóng cắt bằng. Qua cách phân tích các phơng án và các u nhợc điểm của nó kết hợp với xem xét thực tế hiện tại ta lựa chọn cơ cấu chuyển mạch dùng áp to mát.

8TCLK

Khi lới gặp sự cố mạch điều khiển phải ra lệnh ngắt tải khỏi lới đồng thời mở van nhiên liệu sẵn sàng cho máy phát khởi động. Đầu ra Q1 có mức logic 1 cấp tín hiệu làm đèn LED1 sáng trong vòng 5 giây tơng đơng với việc cấp tín hiệu khởi động máy phát trong vòng 5 giây. Ngợc lại nếu khởi động không thành công thì sau 3 chu kỳ xung nhịp tơng ứng với 15 giây sẽ có tín hiệu đầu ra Q8 ra lệnh khởi động máy phát lần thứ 3 trong vòng 5 giây(khi này LED3 sáng).

Đầu ra Q9 của bộ đếm đợc đa về chân 13 cấm bộ đếm hoạt động nh vậy bộ khởi động đảm bảo yêu cầu chỉ cho phép khởi động máy phát tối đa ba lần. Khi lới gặp sự cố tín hiệu điện áp lới mất, cực bazơ của transistor T4 không có điện làm cho T4 khoá. RL2 mất điện và RL3 có điện ra lệnh ngắt tải khởi nguồn điện lới, đóng tiết chế cấp nhiên liệu cho máy phát khởi.

Tín hiệu cấp nhiên liệu từ chân Q2 của IC7 đợc đa tới cực bazơ của transistỏ T2 làm cho T2 thông, khi đó chân 15 của IC1 có mức logic 0 kích hoạt bộ đếm. Ba tín hiệu đầu ra là Q1, Q4, Q8 cho phép khởi động máy phát tối đa là ba lần, thời gian mỗi lần khởi động là 5 giây, giữa hai lần khởi động liên tiếp cách nhau lần lợt là hai và ba chu kỳ xung nh đã phân tích ở trên. Nếu lới có điện trở lại, tín hiệu điện áp lới đa tới cực bazơ của Transistor T6 làm cho T6 thông đầu vào chân 15 của IC6 ở mức 0 kích hoạt bộ đếm.

Tín hiệu đóng nguồn lới từ chân Q1 của IC7 đợc đa tới cực bazơ của transistor T7 làm cho T7 dẫn thông. IC3 và IC4 đợc ghép với nhau mục đích là tạo ra khoảng thời gian trễ 300 giây ở đầu ra Q7 của IC4 (là khoảng thời gian chạy. Khi máy phát gặp các sự cố nh: mất áp lực dầu bôi trơn, nhiệt độ nớc làm mát quá trị số cho phép , h hỏng kích từ cổ góp … Tín hiệu báo sự cố sẽ đợc đa ngay tới chân 11 của IC7 ngắt nhiên liệu dừng máy phát.

Dựa trên mạch điều khiển đã thành lập ta tiến hành thi công mạch điều khiển với các loại linh kiện đã chọn nh trên. Thực hiện các thao tác theo đúng giản đồ thời gian từ khi lới mất tới khi có điện lới trở lại, tác động nhanh chính xác. Cha cho phép ngời điều khiển có thể thay đổi đợc các khoảng thời gian trễ một cách linh hoạt và tuỳ theo ý muốn .Để khắc phục điều này có thể thay đổi điện trở R2 ở mạch ghép IC 555 bởi 1 biến trở VR có khoảng.