Bài 1 : hái quát chung về hệ thống trang bị điện điện tử
2. Lắp đặt, kiểm tra, vận hành và sửa chữa các mạch bảo vệ và liên động động cơ hông đồng
2.1. Lắp đặt và sửa chữa tủ điện điều khiển khởi động sao – tam giác động cơ kđb3 pha
2.2.4. Sửa chữa mạch điện điều khiển động cơ kđb3 pha rotor lồng sóc đảo chiều quay có bảo
gián tiếp khi dừng hãm động năng.
tt Hiện tượng Nguyên
nhân
TB, dụng cụ kiểm tra
Phương pháp kiểm tra Biện pháp khắc
phục 1 Nhấn ONT hoặc ONN động cơ hoạt động. Nhƣng khi nhấn OFF KH không làm việc - Nút nhấn OFF không tiếp xúc tốt - Tiếp điểm thƣờng đóng KT, KN không tiếp xúc tốt - Cuộn dây H bị đứt VOM - Ngắt điện
- Đo kiểm tra lại tiếp điểm thƣờng mở nút OFF, thƣờng đóng T, KN, cuộn dây H
- Sửa chữa hoặc thay mới 2 hi hoạt động động cơ bị gừ - Một trong 3 tiếp điểm động lực không tiếp xúc tốt
VOM - Đo thông mạch tiếp điểm
động lực - thay mới contactorSửa chữa hoặc
- Mất pha VOM - Đo kiểm tra lại điện áp
72
Bài 5: Lắp đặt, kiểm tra, vận hành và sửa chữa các mạch bảo vệ và liên động động cơ Không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc
* Giới thiệu
Trong nội dung bài này, hƣớng dẫn cho HSSV tìm hiểu về một số vấn đề về bảo vệ, liên động trong các tủ điện.
* Mục tiêu của bài:
Kiến thức:
- Đọc và phân tích đƣợc sơ đồ các mạch bảo vệ và liên động trong tự động khống chế truyền động điện động cơ ĐB 3 pha rotor lồng sóc.
Kỹ năng:
- Lắp đặt, kiểm tra, vận hành và sửa chữa đƣợc một số tủ điện điều khiển bảo vệ và liên động trong tự động khống chế truyền động điện động cơ ĐB 3 pha rotor lồng sóc đảm bảo an tồn tiết kiệm và vệ sinh cơng nghiệp.
Năng lực tự chủ và trách nhiệm:
- Phát huy tính tích cực, chủ động và tƣ duy sáng tạo.
* Nội dung bài:
1. Các chế độ bảo vệ và liên động động cơ KĐB 3 pha rotor lồng sóc
1.1 Bảo vệ q dịng
Động cơ điện thƣờng bị quá dòng trong trƣờng hợp bị ngắn mạch hoặc quá tải.
a.Bảo vệ ngắn mạch
Ngắn mạch là hiện tƣợng các pha chạm chập nhau, pha chạm trung tính hoặc 2 cực của thiết bị một chiều chạm nhau.
Để bảo vệ cho trƣờng hợp này thƣờng dùng cầu chì nối tiếp ở các dây pha, hoặc đặt ở 1 cực của thiết bị một chiều, hoặc dùng aptômat.
Đối với động cơ cơng suất lớn có thể dùng rơ le dịng điện để bảo vệ, dòng điện chỉnh định từ (8 - 10)Iđm. hi đó cuộn dây của rơ le dịng mắc nối tiếp trong mạch động lực cịn tiếp điểm của nó
mắc trong mạch điều khiển.
b. Bảo vệ quá tải
Quá tải là hiện tƣợng dòng điện qua động cơ, hoặc thiết bị khí cụ điện tăng cao hơn định mức,
nhưng không nhiều. Động cơ đang làm việc thƣờng bị quá tải trong 2 trƣờng hợp sau đây: b1. Quá tải đối xứng:
Xãy ra khi phụ tảiđặt lên trục động cơ lớn hơn định mức nhƣ: lúc điện áp nguồn bị sụt giảm (tải
không đổi), động cơ bị kẹt trục hoặc tải đột ngột tăng cao. Trƣờng hợp này dòng điện ở ba pha tăng đều nhƣ nhau.
73
Xãy ra khi động cơ đang làm việc mà nguồn điện bị mất 1 pha hoặc nguồn bị mất cân bằng nghiêm trọng. Trƣờng hợp này còn gọi là quá tải hai pha, nếu duy trì trong thời gian lâu sẽ gây
cháy hỏng động cơ.
b3. Phƣơng pháp bảo vệ:
Quá tải không gây tác hại tức thời, nhƣng động cơ sẽ bị đốt nóng quá trị số cho phép. Nếu quá tải kéo dài, mức độ quá tải lớn thì tuổi thọ động cơ giảm nhanh chóng.
Để bảo vệ cho trƣờng hợp này, thƣờng dùng rơ le nhiệt. Chỉ cần đặt phần tử đốt nóng của rơle
nhiệt ở 2 pha của thiết bị 3 pha hoặc 1 cực của thiết bị một chiều là đủ.
Những động cơ công suất lớn hàng trăm KW thì dùng rơ le dịng điện. hi đó dịng điện chỉnh
định khoảng (1,3 - 1,5) Iđm. Sơ đồ mạch nhƣ hình 2.29. Do dịng điện phải chỉnh định nhƣ trên,
nhƣng lúc vừa mở máy dòng điện tăng cao (tối thiểu là 2Iđm) nên phải dùng rơ le thời gian để khống chế trạng thái tác động ban đầu của RI; sau khi mở máy xong thì RI mới đƣợc đƣa vào để bảo vệ.
* Mạch điện bảo vệ động cơ kđb 3 pha rotor lồng sóc dùng role dịng điện CPR605
- Sơ đồ đấu dây role dịng điện CPR605 của hóng SELEC:
Tính năng:
* Bảo vệ dịng điện.
* Dùng trong hệ thống 3 pha 4 dây. * Dòng ngắt : 30 ~ 120% của dòng 5A * Thời gian tác động ngắt : 0.2 ~ 10 s
* Có đ n LED hiển thị nguồn và trạng thái ngõ ra * Đƣợc thiết kế nhỏ gọn trên thanh rail
* Phần trăm bảo vệ quá dòng: 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120% * Nguồn cấp : 240VAC/110VAC/24VDC.
* Ngừ ra: 1C/O (NO/5A, NC/3A, 250V AC * Tự động Reset khi mạch hết lỗi.
74
Hình 2.21: Sơ đồ đấu dây role dịng điện CPR605 khi đo trực tiếp
+ Đo gián tiếp: Với dòng điện của tải >5A
Hỡnh 2.22: Sơ đồ đấu dây role dòng điện CPR605 khi đo gián tiếp qua biến dịng
75
Hình 2.23: Sơ đồ đấu dây role dùng điện CPR605 khi đo gián tiếp qua biến dòng
* Mạch bảo vệ quá tải động cơ dùng rơle nhiệt điện tử (EOCR)
hi đƣợc cấp nguồn nuôi vào 2 chân A1- A2 thì EOCR se kiểm tra dịng điện chạy qua động cơ. Nếu dịng điện khơng chênh lệch nhau, khơng vƣợt q giá trị cài đặt bảo vệ thì các tiếp điểm sẽ không tác động.
Sản phẩm phổ thông nhất và đặc trƣng nhất của relay điện tử. Bảo vệ quá tải, mất pha, kẹt rotor.
Điện áp nguồn điều khiển autovolt.
2 timer riêng biệt thời gian quá tải và khởi động giúp cài đặt chính xác dịng bảo vệ. Dùng cho động cơ điện 1 pha, 3 pha.
76
EOCRSS-05S: Dòng từ 0.5A – 6A, Điện áp làm việc 24-240VAC/DC EOCR-SS-05N-440: Dòng từ 0.5A – 6A.
EOCRSS-30S: Dòng từ 3A – 30A, Điện áp làm việc 24-240VAC/DC EOCR-SS-30N-440: Dòng từ 3A – 30A.
EOCRSS-60S: Dòng từ 6A – 60A, Điện áp làm việc 24-240VAC/DC EOCR-SS-60N-440: Dòng từ 6A – 60A.
Trên 60A dùng EOCR-SS-05S với CT phụ tƣơng ứng. Cảm biến dòng điện 3 pha qua 2 CT trên relay. 2 timer độc lập.
D-time: thời gian cho phép khởi động.
O-time: thời gian cho phép quá tải.
Load: Đo dòng điện của động cơ và cài đặt dòng bảo vệ. - Bảo vệ quá tải, mất pha, kẹt rotor.
- Dùng cho động cơ điện: 3 pha, 1 pha
Mã số đặt hàng và phạm vi bảo vệ
Với dòng tải trên 60A dùng mẫu EOCR-DS-05 kết hợp với CT phụ tƣơng ứng. EOCRSS-05S+ 3CT 100/5: Dòng từ 10A – 120A
EOCR-SS-05S + 3CT 600/5: Dòng từ 60A – 720A
- Bảo vệ quá dòng: hi dòng điện của động cơ chạy qua EOCR vƣợt hơn giá trị cài đặt bảo vệ và đến thời gian chỉnh định (O-Timer) thì EOCR sẽ tác động.
- Bảo vệ kẹt rotor: hi bị kẹt rotor dòng điện sẽ tăng cao và khi đó EOCR sẽ tác động.
77
Sơ đồ nguyên lý sử dụng EOCR bảo vệ quá tải cho động cơ với dòng tải lớn hơn 5A
1.2 Bảo vệ kém áp và quá áp
Động cơ làm việc nếu điện áp nguồn dao động thì máy sẽ hoạt động ở trạng thái bất bình thƣờng. Cần phải có thiết bị tự động cắt động cơ ra khỏi lƣới trong trƣờng hợp này.
c1. Bảo vệ kém áp
Sự cố này thƣờng dùng rơ le kém áp và tiếp điểm thƣờng mở của nó để bảo vệ (cuộn dây mắc ở nơi cần bảo vệ, tiếp điểm mắc trong mạch điều khiển. Sơ đồ nhƣ hình 2.36a).
c2: Bảo vệ quá áp
Để bảo vệ sự cố quá áp thì dùng rơ le quá áp và tiếp điểm thƣờng đóng của nó (cuộn dây mắc ở nơi cần bảo vệ, tiếp điểm mắc trong mạch điều khiển. Sơ đồ nhƣ hình 2.36b).
78
Hình 2.25: Hình dạng và sơ đồ đấu dây role điện áp VPR604
* Chức năng:
- ết hợp 4 chức năng trong 1 : Bảo vệ: Thấp áp, Quá áp, Ngƣợc pha, Mất pha - Có đ n LED hiển thị nguồn ra và trạng thái ngõ ra
- Cài đặt thời gian tác động trễ : 0.2 ~ 10 s - Đƣợc thiết kế nhỏ gọn trên thanh rail - Dùng trong hệ thống 3 pha 4 dây.
- Tự động Reset khi gỡ bỏ nguyên nhân gây lỗi.
- Phần trăm bảo vệ thấp áp: -2.5% - 25% của 240V AC (tính theo điện áp pha) - Phần trăm bảo vệ quá áp: -2.5% - 25% của 240V AC (tính theo điện áp pha)
* Sơ đồ đấu dây rơle điện áp SELEC VPRA2M
- Relay bảo vệ điện áp
- Đƣợc thiết kế nhỏ gọn gắn trên thanh Rail - Chức năng: bảo vệ thấp áp, quá áp, ngƣợc pha, mất pha, mất cân bằng pha
- Có LED hiển thị nguồn và trạng thái ngõ ra - Dùng cho mạng điện 1 pha 2 dây, 3 pha 4 dây
- Thời gian tác động trễ: 0 - 15 giây - Phần trăm bảo vệ thấp áp: 55% ~ 95% của 230V AC
- Phần trăm bảo vệ quá áp: 105% ~ 125% của 230VAC
- Mất cân bằng pha: khi điện áp các pha lệch nhau >10%
79
1.3 Bảo vệ thiếu và mất từ trƣờng
Động cơ một chiều nếu vận hành với tải định mức mà dịng điện kích từ suy giảm nhiều thì động cơ sẽ rơi vào tình trạng quá tải. Để bảo vệ cho trƣờng hợp này thì dùng rơ le dịng điện mắc trong mạch kích từ, và tiếp điểm của nó mắc trong mạch điều khiển (đƣợc gọi là rơ le thiếu từ trƣờng).
1.4 Liên động bảo vệ
1.4.1. Liên động duy trì
Đảm bảo duy trì nguồn cung cấp cho các công tắc tơ làm việc và cắt mạch khi có sự cố sụt áp. Muốn duy trì cho cuộn hút nào thì dùng tiếp điểm thường mở của cuộn hút đó mắc nối tiếp với nó và song song với nút mở máy.
80
Đảm bảo sự làm việc tin cậy của mạch điện. Ở các mạch điện có nhiều trạng thái làm việc khác nhau (đảo chiều; các mạch hãm...) thì liên động khóa chéo sẽ đảm bảo tại một thời điểm chỉ có một trạng thái hoạt động mà thơi. hi đó sẽ dùng tiếp điểm thường đóng của cuộn dây này nối tiếp với cuộn dây kia và ngược lại.
1.4.3. Liên động trình tự (tuần tự, thứ tự hóa)
Đảm bảo cho mạch làm việc rõ ràng minh bạch, đƣợc sử dụng trong các mạch điện hoạt động theo những qui trình nhất định có tính thứ tự trước sau. Dùng tiếp điểm thường mở của phần tử được phép làm việc trước nối tiếp với với cuộn hút của phần tử làm việc sau đó.
1.4.4. Vấn đề tín hiệu hóa
Tín hiệu hóa giúp cho ngƣời vận hành biết đƣợc trạng thái làm việc của hệ thống. Thƣờng dùng đ n báo, chng báo hoặc cịi. Mạch tín hiệu phải đảm bảo tính trực quan, rõ ràng
và có độ tin cậy cao. Sơ đồ đ n báo làm việc và quá tải nhƣ hình 2.22.
2. Lắp đặt, kiểm tra, vận hành và sửa chữa các mạch bảo vệ và liên động động cơ Khơng đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc
2.1. Lắp đặt và sửa chữa tủ điện điều khiển khởi động sao – tam giác động cơ kđb 3 pha rotor lồng sóc có bảo vệ q dịng lồng sóc có bảo vệ q dịng
2.1.1. Đọc và phân tích sơ đồ mạch điện điều khiển khởi động sao –tam giác động cơ kđb 3 pha rotor lồng sóc có bảo vệ q dịng
81
2.1.1.2. Nguyên lý hoạt động
- Chỉnh thời gian kiểm soát quá tải lớn hơn thời gian khởi động của động cơ
- Quá trình hoạt động của mạch: xem nguyên lý mạch khởi động sao – tam giác dùng rơle thời gian.
- Nếu động cơ hoạt động bình thƣờng (khơng q tải) thì mạch làm việc bình thƣờng. Nếu xảy ra sự cố quá dòng (chỉnh định trên rơle dịng điện) thì rơle dịng điện RI tác động, tiếp điểm RI mở ra cắt nguồn cung cấp cho mạch điều khiển. Động cơ dừng hoạt động.
2.1.2. Lắp đặt tủ điện điều khiển khởi động sao – tam giác động cơ kđb 3 pha rotor lồng
sóc có bảo vệ quá dòng
- Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ, vật tư
STT Tên dụng cụ, thiết bị Số lượng ĐVT Ghi chú
1 CB 3 pha 1 Cái
2 Công tắc tơ 3 Cái 2NC, 1NO
3 Nút ấn OFF, ON 2 Cái
4 Dây dẫn điện có võ cách điện (2x24) 10 Mét
5 ìm cắt 1 Cây
6 Vít pake, vít dẹp, Ampe kềm, VOM 1 Cây
7 Tủ điện 300X400X200 1 Cái
8 Role dòng điện CPR605 1 Cái
9 Động cơ 3 pha rotor lồng sóc 1 Cái
10 CB 1 pha 1 Cái
11 Đ n báo 2 Cái
12 Dây cáp điện CV2.5mm 15 Mét
82
14 Máy biến dòng 50/5 1 Cái
+ Dựa vào bảng thống kê ta chuẩn bị các dụng cụ, thiết bị, vật tƣ cho đúng chủng loại, thông số theo công suất của tải.
+ Đo kiểm tra các thiết bị và khí cụ trƣớc khi lắp đặt.
- Lắp đặt mạch điện: dựa trên sơ đồ nguyên lý ta tiến hành lắp đặt mạch điện Lắp đặt mạch điện từ trái qua phải, từ trên xuống dƣới.
+ Lắp mạch điều khiển + Lắp mạch động lực
2.1.3. Đo kiểm tra và vận hành tủ điện điều khiển khởi động sao –tam giác động cơ kđb
3 pha rotor lồng sóc có bảo vệ q dịng
* Đo kiểm tra:
- Dùng VOM ở thang đo ohm đo 2 đầu dây cấp nguồn của mạch điều khiển
- Nhấn nút ON, nếu kim đồng hồ hiển thị giá trị điện trở bằng với điện trở cuộn dây công tắc tơ và S đấu song song thì mạch lắp là đúng.
- Dùng tay nhấn tạo tác động giả trên công tắc tơ nếu kim đồng hồ hiển thị giá trị điện trở bằng cuộn dây công tắc tơ K và S đấu song song thì mạch lắp là đúng. Nếu đồng hồ hiển thị giá trị bằng khơng hoặc bằng vơ cùng thì mạch lắp là sai. iểm tra và sửa chữa lại.
* Vận hành mạch điện:
tt Trình tự thao tác Trạng thái hoạt động khí cụ,
thiết bị Kiểm tra
1 Đóng CB1PH CB1PH kín mạch Dùng VOM đo kiểm
tra điện áp nguồn 1 pha
2 Nhấn nút ON Contactor K, KS, đ n D1 hoạt
động Quan sát
3 Sau 5s - Contactor S, D1 dừng hoạt động - Contactor D, đ n D2 hoạt động 4 Nhấn nút OFF - Contactor K, KD, D2 dừng hoạt động Quan sát 5 - Chỉnh dòng điện bảo vệ,
83 dịng điện
6 Đóng CB3PH CB3PH kín mạch Dùng VOM đo kiểm
tra điện áp nguồn 3 pha
7 Nhấn nút ON Động cơ khởi động sao Dùng Ampe kìm đo
kiểm tra dịng điện trên các pha của động cơ và so sánh với giá trị chỉnh định trên rơle dòng điện
8 Sau 5s Động cơ chuyển sang hoạt
động ở chế độ tam giác Quan sát
9 Nhấn OFF Động cơ dừng có thực hiện
hãm động năng Quan sát
10 Chỉnh dòng điện tác động nhỏ hơn dòng điện hoạt động của động cơ ở chế độ tam giác và thời gian trì hỗn là 5s
11 Nhấn nút ON Động cơ khởi động sao Dùng Ampe kìm đo
kiểm tra dịng điện trên các pha của động cơ và so sánh với giá trị chỉnh định trên rơle dòng điện
12 Sau 5s Động cơ chuyển sang hoạt động ở chế độ tam giác
Quan sát
13 Sau 5s Rơle dòng điện tác động, động
cơ dừng hoạt động Quan sát
14 Ngắt CB1PH, CB3PH Các CB hở mạch Quan sát
2.1.4. Sửa chữa mạch điện điều khiển khởi động sao –tam giác động cơ kđb 3 pha rotor