Giáo trình Trang bị điện - Lê Văn Hiền

127 trang ngocly 1510

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Trang bị điện - Lê Văn Hiền", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

giao_trinh_trang_bi_dien_le_van_hien.doc

Nội dung text: Giáo trình Trang bị điện - Lê Văn Hiền

1 BỘ LAO ĐỘNG THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TỔNG CỤC DẠY NGHỀ GIÁO TRÌNH Mô đun: TRANG BỊ ĐIỆN NGHỀ: ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số:120/QĐ-TCDN ngày 25 tháng 02 năm 2013 của Tổng cục trưởng Tổng cục Dạy nghề NĂM 2013
2 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
3 LỜI GIỚI THIỆU Để thực hiện biên soạn giáo trình đào tạo nghề Điện tử công nghiệp ở trình độ Cao Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề, giáo trình Đo Lường Điện Tử là một trong những giáo trình môn học đào tạo chuyên ngành được biên soạn theo nội dung chương trình khung được Bộ Lao động Thương binh Xã hội và Tổng cục Dạy Nghề phê duyệt. Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức và kỹ năng chặt chẽ với nhau, logíc. Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới có liên quan đến nội dung chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết và thực hành được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế trong sản xuất đồng thời có tính thực tiển cao. Nội dung giáo trình được biên soạn với dung lượng thời gian đào tạo 60 giờ gồm có: Bài M15-01: Điều chỉnh tốc độ động cơ điện Bài M15-02: Tự động khống chế truyền động điện Bài M15-03: Trang bị điện cho máy công nghiệp Trong quá trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu cũng như khoa học và công nghệ phát triển có thể điều chỉnh thời gian và bổ sung những kiên thức mới cho phù hợp. Trong giáo trình, chúng tôi có đề ra nội dung thực tập của từng bài để người học cũng cố và áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ năng. Tuy nhiên, tuy theo điều kiện cơ sở vật chất và trang thiết bị, các trường có thề sử dụng cho phù hợp. Tuy nhiên, tùy theo điều kiện cơ sở vật chất và trang thiết bị, các trường có thề sử dụng cho phù hợp. Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng được mục tiêu đào tạo nhưng không tránh được những khiếm khuyết. Rất mong nhận được đóng góp ý kiến của các thầy, cô giáo, bạn đọc để nhóm biên soạn sẽ hiệu chỉnh hoàn thiện hơn. Các ý kiến đóng góp xin gửi về Trường Cao đẳng nghề Lilama 2, Long Thành Đồng Nai Đồng Nai, ngày 10 tháng 06 năm 2013 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên TS. Lê Văn Hiền 2. KS. Trương Thanh Inh 3. KS. Lê Hồng Hạnh
4 MỤC LỤC TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN 1 LỜI GIỚI THIỆU 2 MỤC LỤC 3 MÔ ĐUN ĐÀO TẠO TRANG BỊ ĐIỆN 5 Bài 1: ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN 8 1. Khái niệm chung về điều chỉnh tốc độ 8 1.1. Khái niệm chung 8 1.2. Các chỉ tiêu điều chỉnh tốc độ. 8 1.2.1. Dải điều chỉnh tốc độ 9 1.2.2. Độ trơn điều chỉnh 9 1.2.3. Độ ổn định tốc độ (độ cứng của đặc tính cơ) 9 1.2.4. Tính kinh tế 9 1.2.5. Sự phù hợp giữa đặc tính điều chỉnh và đặc tính tải 10 1.3. Yêu cầu chung của việc điều chỉnh tốc độ động cơ điện. 10 2. Điều chỉnh tốc độ động cơ điện DC 10 2.1 Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ DC kích từ độc lập 10 2.2 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ. 13 2.2.1. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng 13 2.2.2. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông 14 2.2.3. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở ở mạch phần ứng 15 2.3. Nội dung thực hành: 16 2.3.1. Đấu nối mạch điều khiển tốc độ động cơ DC bằng cách thay đổi điện áp dùng hai nút nhấn thay đổi cấp tốc độ 16 2.3.2. Lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ DC bằng cách thay đổi điện trở phụ dùng hai nút nhấn thay đổi cấp tốc độ dùng khóa chéo, tự giữ thông qua nút dừng 18 3. Điều chỉnh tốc độ động cơ điện không đồng bộ ba pha. 20 3.1 Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ không đồng bộ 3 pha. 20 3.2 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ. 23 3.2.1. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số: 23 3.2.2. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi số cực: 23 3.2.3. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp cung cấp cho stato: 23 3.2.4. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở mạch rôto của động cơ rôto dây quấn: 24 3.3. Nội dung thực hành: 24 3.3.1. Lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ roto lồng sóc bằng cách thay đổi tần số 24 3.3.2. Lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ roto lồng sóc bằng cách thay đổi điện áp cung cấp cho starto. Dùng biến áp từ ngẫu 26 3.3.3. Lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ roto lồng sóc bằng cách thay đổi số đôi cực 30 Bài 2: TỰ ĐỘNG KHỐNG CHẾ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 34 1. Khái niệm chung về tự động khống chế 34 1.1. Định nghĩa 34 1.2.Ký hiệu hình vẽ và chữ viết trên sơ đồ TĐKC-TĐĐ 35 1.2.1. Ký hiệu theo tiêu chuẩn đức: 35 1.2.2. Ký hiệu theo tiêu chuẩn pháp 36
5 1.2.3. Ký hiệu theo tiêu chuẩn mỹ 37 1.2.4. Ký hiệu theo tiêu chuẩn Việt Nam 38 2. Các nguyên tắc tự động khống chế. 39 2.1. Nguyên tắc thời gian 39 2.2. Nguyên tắc dòng điện 41 3.Tự động khống chế động cơ không đồng bộ ro-to lồng sóc. 43 3.1 Các mạch mở máy trực tiếp. 43 3.1.1. Mạch khởi động động cơ điện ba pha bằng khởi động từ đơn 43 3.1.2. Mạch đảo chiều động cơ điện ba pha 45 3.1.3. Mạch điều khiển động cơ rôto lồng sóc qua hai cấp tốc độ kiểu /YY 47 3.1.4. Nội dung thực hành: 51 3.2. Các mạch mở máy gián tiếp 57 3.2.1.Dùng điện kháng nối tiếp vào mạch stato 57 3.2.2. Dùng máy biến áp tự ngẫu 59 3.2.3. Phương pháp đổi nối sao–tam giác 62 3.2.4. Nối tiếp điện trở vào rôto (đối với động cơ rôto dây quấn): 64 3.2.5. Nội dung thực hành: 66 3.3 Các mạch hãm dừng động cơ 72 3.3.1. Hãm động năng 72 3.3.2. Hãm tái sinh 73 3.3.3. Hãm ngược 75 3.3.4. Nội dung thực hành: 77 4. Tự động khống chế động cơ khụng đồng bộ ro-to dây quấn. 81 4.1. Khống chế truyền động điện theo nguyên tắc dong điện 81 4.1.1. Khởi động động cơ một chiều kích từ nối tiếp 81 4.1.2. Khởi động động cơ rôtor dây quấn 82 4.2. Khống chế truyền động điện theo nguyên tắc hành trình 83 4.2.1. Hạn chế hành trình của các cơ cấu di chuyển 83 4.2.2. Tự động đảo chiều quay (chiều chuyển động tịnh tiến của các bộ phận di chuyển 84 5. Tự động khống chế động cơ điện một chiều 84 5.1. Khống chế truyền động điện theo nguyên tắc thời gian 84 5.2. Khống chế truyền động điện theo nguyên tắc tốc độ 85 Bài 3: TRANG BỊ ĐIỆN CHO MÁY CÔNG NGHIỆP 87 1. Trang bị điện - điện tử cho máy cắt gọt kim lọai 88 1.1 Trang bị điện cho máy tiện 88 1.1.1. Cấu tạo máy tiện 88 1.1.2. Nguyên lý vận hành máy tiện 89 1.1.3. Trang bị điện trong một số máy tiện 91 1.1.4. Nội dung thực hành: 101 1.2 Trang bị điện cho máy phay 101 1.2.1.Khái niệm chung 101 1.2.2. Cấu tạo và cách phân loại máy phay 102 1.2.3. Máy phay 6P81, 6P11, 6P81 103 1.2.4. Mạch điện trong máy phay P82 và 6H82 (là máy phay của Liên Xô Kiểu 6H82, 6H83 và của Việt Nam kiểu P12A, P623, P82) 104 1.2.5. Nội dung thực hành: 105 1.3. Trang bị điện cho máy mài. 105 1.3.1. Đặc điểm công nghệ 105 1.3.2. Các đặc điểm về truyền động điện và trang bị điện của máy mài 107
6 1.3.3. Nội dung thực hành: 110 2. Trang bị điện - điện tử cho cơ cấu sản xuấ t 110 2.1 Trang bị điện cho băng tải 110 2.2. Nội dung thực hành: 114 2.3. Trang bị điện cho cầu trục 115 2.4. Nội dung thực hành: 120 2.5. Trang bị điện cho thang máy 121 2.6. Nội dung thực hành: 124 Tài liệu cần tham khảo: 126
7 MÔ ĐUN TRANG BỊ ĐIỆN Mã mô đun: MĐ 15 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của môn học * Vị trí của môn học: Mô đun được bố trí dạy sau các môn học cơ bản như linh kiện điện tử, đo lường điện tử, kỹ thuật xung - số, có thể học song song với các môn cơ bản khác như máy điện, điện tử công suất, Vi mạch tương tự * Tính chất của môn học: Là mô đun kỹ thuật cơ sở * Ý nghĩa của mô đun: Là môn học bắt buộc * Vai trò của mô đun: Sau khi học xong mô đun này, người học có thể ứng dụng để lắp đặt và vận các thiết bị điện công nghiệp, động cơ điện trong nhà máy sản xuất như: Điều khiển động cơ điện AC 1 pha, AC 3 pha, động cơ điện một chiều, có khả năng vận hành sửa chữa một số loại máy công nghiệp Mục tiêu của Mô đun: *Về kiến thức: - Phân tích được nguyên lý, cách thực hiện phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ 3 pha, động cơ một chiều. - Đọc, vẽ và phân tích các sơ đồ mạch điều khiển dùng rơle công tắc tơ dùng trong khống chế động cơ 3 pha, động cơ một chiều. * Về kỹ năng: - Phân tích qui trình làm việc và yêu cầu về trang bị điện cho máy cắt gọt kim loại (máy khoan, tiện, phay, bào, mài ); cho các máy sản suất (băng tải, cầu trục, thang máy, lò điện ) -Lắp được các mạch điều khiển tốc độ động cơ theo sơ đồ nguyên lý - Kiểm tra, xác định hư hỏng trên các mạch điện điều khiển chính xác * Về thái độ: - Rèn luyện tính tỷ mỉ, cẩn thận, an toàn và vệ sinh công nghiệp Nội dung mô đun: Thời gian Mã bài Tên các bài trong mô đun Tổng Lý Thực Kiểm số thuyết hành tra Điều chỉnh tốc độ động cơ 15-01 điện 20 6 13 1
8 Khái niệm chung về điều 1 4 4 0 chỉnh tốc độ Điều chỉnh tốc độ động cơ 2 8 1 7 điện DC. Điều chỉnh tốc độ động cơ điện 3 7 1 6 không đồng bộ ba pha. Tự động khống chế truyền 15-02 20 8 11 1 động điện Khái niệm chung về tự động 1 1 1 0 khống chế Các nguyên tắc tự động khống 2 1 1 0 chế. Tự động khống chế động cơ 3 7 2 5 không đồng bộ ro-to lồng sóc. Tự động khống chế động cơ 4 không đồng bộ ro-to dây quấn. 5 2 3 Tự động khống chế động cơ 5 5 2 3 điện một chiều Trang bị điện cho máy công 15-03 20 6 13 1 nghiệp Trang bị điện - điện tử cho 1 10 3 7 máy cắt gọt kim lọai. Trang bị điện - điện tử cho cơ 2 9 3 6 cấu sản xuất Tổng cộng: 60 20 37 3 Ghi chú: Thời gian kiểm tra được tích hợp giữa lý thuyết với thực hành được tính vào giờ thực hành
9 BÀI 1 ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN Mã bài: MĐ 15 - 01 Giới thiệu: Do nhu cầu phát triển trong công nghiệp, áp dụng khoa học kỹ thuật vào trong các dây chuyền sản xuất của các nhà máy ngày càng đơn giản hoá trong vận hành để nâng cao hiệu quả sản xuất, giảm chi phí thì việc ứng dụng động cơ điện vào trong sản xuất rất phổ biến. Do đó người học cần có những kiến thức về nguyên lý hoạt động và kỹ năng thực hành điều khiển tốc độ động cơ điện nhằm phục vụ nhu cầu ứng dụng trong sản xuất. Mục tiêu: - Thực hiện điều chỉnh tốc độ động cơ 3 pha, động cơ một chiều đúng phương pháp. - Áp dụng các phương pháp điều chỉnh tốc độ phù hợp với từng loại động cơ, phù hợp với đặc tính, trạng thái làm việc của hệ thống sản xuất. - Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác, an toàn và vệ sinh công nghiệp Nội dung chính: 1. Khái niệm chung về điều chỉnh tốc độ. 1.1. Khái niệm chung. Mục tiêu: - Hiểu được việc điều chỉnh tốc độ theo phương pháp điện. - Nắm vững hiệu quả của các phương pháp điều chỉnh tốc độ. Khái niệm về điều chỉnh tốc độ. - Ngày nay, đại đa số các máy sản xuất từ nhỏ đến lớn, từ đơn lẻ đến cả một dây chuyền sản xuất đều sử dụng truyền động điện (TĐĐ). Để đảm bảo những yêu cầu của các công nghệ phức tạp khác nhau, nâng cao mức độ tự động cũng như năng suất, các hệ TĐĐ thường phải điều chỉnh tốc độ, tức là cần phải điều chỉnh được tốc độ máy theo yêu cầu công nghệ. Có thể điều chỉnh tốc độ máy bằng phương pháp cơ khí hoặc bằng phương pháp điện qua việc điều chỉnh tốc độ động cơ điện. Ở đây, ta chỉ xem xét việc điều chỉnh tốc độ theo phương pháp điện. 1.2. Các chỉ tiêu điều chỉnh tốc độ. - Chất lượng của một phương pháp điều chỉnh tốc độ được đánh giá qua một số các chỉ tiêu sau đây :
10 1.2.1. Dải điều chỉnh tốc độ -Dải điều chỉnh tốc độ (hay phạm vi điều chỉnh tốc độ) là tỉ số giữa các giá trị tốc độ làm việc lớn nhất và nhỏ nhất của hệ TĐĐ ứng với một mômen tải đã cho :  D max min 1.2.2. Độ trơn điều chỉnh - Độ trơn điều chỉnh tốc độ khi điều chỉnh được biểu thị bởi tỷ số giữa 2 giá trị tốc độ của 2 cấp kế tiếp nhau trong dải điều chỉnh: U R R  u u p * M k (K )2 Trong đó:  i : tốc độ ổn định ở cấp i i 1 : tốc độ ổn định ờ cấp i+1 1.2.3. Độ ổn định tốc độ (độ cứng của đặc tính cơ) - Để đánh giá và so sánh các đặc tính cơ, người ta đưa ra khái niệm độ cứng đặc tính cơ: ( hình 1.1) M   Hình 1.1 độ cứng của đặc tính cơ 1.2.4. Tính kinh tế - Hệ điều chỉnh có tính kinh tế khi vốn đầu tư nhỏ, tổn hao năng lượng ít, phí tổn vận hành không nhiều.
11 1.2.5. Sự phù hợp giữa đặc tính điều chỉnh và đặc tính tải - Khi chọn hệ điều chỉnh tốc độ với phương pháp điều chỉnh nào đó cho một máy sản xuất cần lưu ý sao cho các đặc tính điều chỉnh bám sát yêu cầu đặc tính của tải máy sản xuất. Như vậy hệ làm việc sẽ đảm bảo được các yêu cầu chất lượng, độ ổn định 1.3. Yêu cầu chung của việc điều chỉnh tốc độ động cơ điện. - Dãi điều chỉnh phải đủ rộng. -Sự thay đổi tốc độ đáp ứng được yêu cầu thay đổi tốc độ của thiết bị mang tải. -Điều chỉnh dễ dàng. 2. Điều chỉnh tốc độ động cơ điện DC. Mục tiêu: - Hiểu rõ đặc tính cơ tự nhiên của động cơ DC - Nắm vững các phương pháp điều chỉnh tốc độ. 2.1 Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ DC kích từ độc lập. - Động cơ điện một chiều kích từ độc lập: Cuộn kích từ được cấp điện từ nguồn một chiều độc lập với nguồn điện cấp cho rôto. ( hình 1.2, 1.3) Hình 1.2. Sơ đồ nguyên lý Hình 1.3. Sơ đồ nguyên lý động cơ điện một chiều động cơ điện một chiều kích từ độc lập kích từ song song -Nếu cuộn kích từ và cuộn dây phần ứng được cấp điện bởi cùng một nguồn điện thì động cơ là loại kích từ song song. Trường hợp này nếu nguồn điện có công suất rất lớn so với công suất động cơ thì tính chất động cơ sẽ tương tự như động cơ kích từ độc lập. - Khi động cơ làm việc, rôto mang cuộn dây phần ứng quay trong từ trường của cuộn cảm nên trong cuộn ứng xuất hiện một sức điện động cảm ứng có chiều ngược với điện áp đặt vào phần ứng động cơ. Theo sơ đồ nguyên lý trên hình 1.2 và hình 1.3, có thể viết phương trình cân bằng điện áp của mạch phần ứng (rôto) như sau: U = E + (R + R ).I (2.1)
12 Trong đó: - U- là điện áp phần ứng động cơ, (V) - E- là sức điện động phần ứng động cơ (V). - R- là điện trở cuộn dây phần ứng - Rp là điện trở phụ mạch phần ứng. - I- là dòng điện phần ứng động cơ. Rư = rư + rct + rcb + rcp (2.2) rư - Điện trở cuộn dây phần ứng. rct - Điện trở tiếp xúc giữa chổi than và phiến góp. rcb - Điện trở cuộn bù. rcp - Điện trở cuộn phụ. Sức điện động phần ứng tỷ lệ với tốc độ quay của rôto: p.N Eu ** K ** ( 2.3) 2 a p.N K là hệ số kết cấu của động cơ 2 a  - Từ thông qua mỗi cực từ. p - Số đôi cực từ chính. N - Số thanh dẫn tác dụng của cuộn ứng. a - Số mạch nhánh song song của cuộn ứng. Hoặc ta có thể viết: E e K e  N ( 2.4 ) Và Vậy: Ke = K/ 9,55 = 0,105K Nhờ lực từ trường tác dụng vào dây dẫn phần ứng khi có dòng điện, rôto quay dưới tác dụng của mômen quay: M KIu (2.5) Từ hệ 2 phương trình (2.1) và (2.3) ta có thể rút ra được phương trình đặc tính cơ điện biểu thị mối quan hệ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập như sau: U R R  u u p *M k (K)2 ( 2.6 )
13 Có thể biểu diễn đặc tính cơ dưới dạng khác:  0  R , S 2 Trong đó: th 2 2 gọi là tốc độ không tải lý tưởng ( R 1 X n m 2.7 ) Ru Rp  *M gọi là độ sụt tốc độ (K)2 Phương trình đặc tính cơ (2.6) có dạng hàm bậc nhất y = B + Ax, nên đường biểu diễn trên hệ tọa độ M0 là một đường thẳng với độ dốc âm. Đường đặc tính cơ cắt trục tung 0 tại điểm có tung độ: Tốc độ  0 được gọi là tốc độ không tải lý tưởng khi không có lực cản nào cả. Đó là tốc độ lớn nhất của động cơ mà không thể đạt được ở chế độ động cơ vì không bao giờ xảy ra trường hợp M c = 0. Hình 1.4. đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập Khi phụ tải tăng dần từ M c = 0 đến Mc = Mđm thì tốc độ động cơ giảm dần từ  0 đến  đm Điểm A(M đm, đm) gọi là điểm định mức. Rõ ràng đường đặc tính cơ có thể vẽ được từ 2 điểm w0 và A. Điểm cắt của đặc tính cơ với trục hoành 0M có tung độ  = 0 và có hoành độ suy từ phương trình (2.6): Udm M M nm Kdm Kdm*Inm ( 2.7 ) Ru
14 Hình 1.5. đặc tính cơ tự nhiên của động cơ điện một chiều kích từ độc lập Mômen Mnm và Inm gọi là mômen ngắn mạch và dòng điện ngắn mạch. Đó là giá trị mômen lớn nhất và dòng điện lớn nhất của động cơ khi được cấp điện đầy đủ mà tốc độ bằng 0. Trường hợp này xảy ra khi bắt đầu mở máy và khi động cơ đang chạy mà bị dừng lại vì bị kẹt hoặc tải lớn quá kéo không được. Dòng điện Inm này lớn và thường bằng: I nm = (10 đến 20)Iđm Nó có thể gây cháy hỏng động cơ nếu hiện tượng tồn tại kéo dài. 2.2 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ. 2.2.1. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng -Sơ đồ nguyên lý được biểu diễn như trên hình 1.6. Từ thông động cơ được giữ không đổi. Điện áp phần ứng được cấp từ một bộ biến đổi. -Điện áp U chỉ có thể thay đổi về phía giảm (U<U đm) nên phương pháp này chỉ cho phép điều chỉnh giảm tốc độ. Hình 1.6. điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập bằng phương pháp thay đổi điện áp phần ứng
15 Hình 1.7. quá trình thay đổi tốc độ khi điều chỉnh điện áp -Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập bằng biện pháp thay đổi điện áp phần ứng có các đặc điểm sau: -Điện áp phần ứng càng giảm, tốc độ động cơ càng nhỏ. -Điều chỉnh trơn trong toàn bộ dải điều chỉnh. - Độ cứng đặc tính cơ giữ không đổi trong toàn bộ dải điều chỉnh. - Độ sụt tốc tuyệt đối trên toàn dải điều chỉnh ứng với một mômen là như nhau. Độ sụt tốc tương đối sẽ lớn nhất tại đặc tính cơ thấp nhất của dải điều chỉnh. Do vậy, sai số tốc độ tương đối (sai số tĩnh) của đặc tính cơ thấp nhất không vượt quá sai số cho phép cho toàn dải điều chỉnh. -Dải điều chỉnh của phương pháp này có thể: D ~ 10:1. - Chỉ có thể điều chỉnh tốc độ về phía giảm (vì chỉ có thể thay đổi với U u ≤ Uđm - Phương pháp điều chỉnh này cần một bộ nguồn để có thể thay đổi trơn điện áp ra. 2.2.2. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông - Muốn thay đổi từ thông động cơ, ta tiến hành thay đổi dòng điện kích từ của động cơ qua một điện trở mắc nối tiếp ở mạch kích từ. Rõ ràng phương pháp này chỉ cho phép tăng điện trở vào mạch kích từ, nghĩa là chỉ có thể giảm dòng điện kích từ I kt ≤ Iktđm do đó chỉ có thể thay đổi về phía giảm từ thông. Khi giảm từ thông, đặc tính dốc hơn và có tốc độ không tải lớn hơn. Họ đặc tính giảm từ thông như hình 1.8.
16 Hình 1.8. – Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập bằng phương pháp thay đổi từ thông kích từ. Phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi từ thông có các đặc điểm sau: -Từ thông càng giảm thì tốc độ không tải lý tưởng của đặc tính cơ càng tăng, tốc độ động cơ càng lớn. - Độ cứng đặc tính cơ giảm khi giảm từ thông. - Có thể điều chỉnh trơn trong dải điều chỉnh: D ~ 3:1. - Chỉ có thể điều chỉnh thay đổi tốc độ về phía tăng. 2.2.3. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở ở mạch phần ứng -Sơ đồ nguyên lý nối dây như hình 1.9. Khi tăng điện trở phần ứng, đặc tính cơ dốc hơn nhưng vẫn giữ nguyên tốc độ không tải lý tưởng. Họ đặc tính cơ khi thay đổi điện trở mạch phần ứng như hình 1.9. - Đặc điểm của phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở ở mạch phần ứng: -Điện trở mạch phần ứng càng tăng, độ dốc đặc tính cơ càng lớn, đặc tính cơ càng mềm và độ ổn định tốc độ càng kém, sai số tốc độ càng lớn. - Phương pháp chỉ cho phép điều chỉnh thay đổi tốc độ về phía giảm (do chỉ có thể tăng thêm điện trở).
17 - Vì điều chỉnh tốc độ nhờ thêm điện trở vào mạch phần ứng cho nên tổn hao công suất dưới dạng nhiệt trên điện trở càng lớn. Hình 1.9 - Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập bằng phương pháp thay đổi điện trở phần ứng. 2.3. Nội dung thực hành: 2.3.1. Đấu nối mạch điều khiển tốc độ động cơ DC bằng cách thay đổi điện áp dùng hai nút nhấn thay đổi cấp tốc độ. a. Sơ đồ mạch :
18 b. Quy trình kỹ thuật lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ DC bằng cách thay đổi điện áp Dụng cụ, thiết Nội dung công việc Yêu cầu kỹ thuật bị Bước 1: Tìm hiểu cấu tạo thực tế - Các tiếp điểm tiếp - Đồng hồ vạn thiết bị điện và các thông số kỹ xúc của các nút nhấn, năng V.O.M, thuật cơ bản của thiết bị trong relay còn tốt. -cầu chì mạch điện. Vẽ lại sơ đồ kết nối - điện áp đặt vào cuộn - nút nhấn trong mạch dây relay và động cơ - Relay DC phải bằng điện áp - động cơ DC. định mức Bước 2: Lắp đặt thiết bị điện và - Lắp đặt chắc chắn Panel lắp đặt đấu nối mạch điện theo sơ đồ thiết bị điện vào panel thiết bị điện, áp nguyên lý. điện, làm đầu cốt và tô mát 1 pha, cầu - Đấu mạch động lực đấu dây nối phải chắc chì, dây dẫn, - Đấu mạch điều khiển chắn relay, nút nhấn, - Thao tác chính xác động cơ điện - Đúng theo sơ đồ một chiều, kềm cắt dây điện, kềm bấm đầu cốt, tua vít ba ke (4 chấu), tua vít dẹt, bịt đầu cốt, Bước 3: Kiểm tra nguội theo các - Thao tác chính xác Đồng hồ vạn bước sau: - Đúng theo sơ đồ năng V.O.M - Kiểm tra mạch động lực. - Kiểm tra mạch điều khiển. Bước 4: Hoạt động thử theo các Mạch hoạt động tốt, Nguồn điện cung bước sau: đúng nguyên lý. cấp - Nối dây nguồn. - Đóng áp tô mát nguồn. - Ấn nút S1 động cơ hoạt động ở điện áp 12VDC. - Ấn nút S2 động cơ hoạt động ở điện áp 24VDC.
19 c. Hiện tượng, nguyên nhân và cách khắc phục sự cố TT Hiện tượng Nguyên nhân Cách khắc phục 1 Mạch điều khiển không - Đấu dây mạch điều Kiểm tra và đấu họat động. khiển tiếp xúc không lại tiếp điểm duy tốt trì, kiểm tra lại - Chưa cấp nguồn cho các đầu nối, cấp mạch điều khiển nguồn cho mạch - chưa đấu tiếp điểm duy trì 2 Mạch động lực không họat - Đấu dây mạch động kiểm tra lại các động lực tiếp xúc không tốt đầu nối, cấp - Chưa cấp nguồn cho nguồn cho mạch mạch động lực 2.3.2. Lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ DC bằng cách thay đổi điện trở phụ dùng hai nút nhấn thay đổi cấp tốc độ dùng khóa chéo, tự giữ thông qua nút dừng a. Sơ đồ mạch : b. Quy trình kỹ thuật lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ DC bằng cách thay đổi điện trở phụ Dụng cụ, thiết Nội dung công việc Yêu cầu kỹ thuật bị
20 Bước 1: Tìm hiểu cấu tạo thực tế - Các tiếp điểm tiếp - Đồng hồ vạn thiết bị điện và các thông số kỹ xúc của các nút nhấn, năng V.O.M, thuật cơ bản của thiết bị trong relay còn tốt. -cầu chì mạch điện. Vẽ lại sơ đồ kết nối - điện áp đặt vào cuộn - nút nhấn trong mạch dây relay và động cơ - Relay DC phải bằng điện áp - động cơ DC. định mức -Điện trở phụ Bước 2: Lắp đặt thiết bị điện và - Lắp đặt chắc chắn Panel lắp đặt đấu nối mạch điện theo sơ đồ thiết bị điện vào panel thiết bị điện, áp nguyên lý. điện, làm đầu cốt và tô mát 1 pha, - Đấu mạch động lực đấu dây nối phải chắc điện trở phụ, - Đấu mạch điều khiển chắn cầu chì, dây - Thao tác chính xác dẫn, relay, nút - Đúng theo sơ đồ nhấn, động cơ điện một chiều, kềm cắt dây điện, kềm bấm đầu cốt, tua vít ba ke (4 chấu), tua vít dẹt, bịt đầu cốt, Bước 3: Kiểm tra nguội theo các - Thao tác chính xác Đồng hồ vạn bước sau: - Đúng theo sơ đồ năng V.O.M - Kiểm tra mạch động lực. - Kiểm tra mạch điều khiển. Bước 4: Hoạt động thử theo các Mạch hoạt động tốt, Nguồn điện bước sau: đúng nguyên lý. cung cấp - Nối dây nguồn. - Đóng áp tô mát nguồn. - Ấn nút S1 động cơ hoạt động có điện trở phụ. - Ấn nút S2 động cơ hoạt động không có điện trở phụ. - Ấn nút S3 động cơ dừng c. Hiện tượng, nguyên nhân và cách khắc phục sự cố TT Hiện tượng Nguyên nhân Cách khắc
21 phục 1 Mạch điều khiển không họat - Đấu dây mạch điều Kiểm tra và động. khiển tiếp xúc không đấu lại tiếp tốt điểm duy trì, - Chưa cấp nguồn cho kiểm tra lại mạch điều khiển các đầu nối, - chưa đấu tiếp điểm cấp nguồn duy trì cho mạch 2 Mạch động lực không họat - Đấu dây mạch động kiểm tra lại động lực tiếp xúc không tốt các đầu nối, - Chưa cấp nguồn cho cấp nguồn mạch động lực cho mạch 3. Điều chỉnh tốc độ động cơ điện không đồng bộ ba pha. 3.1 Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ không đồng bộ 3 pha. - Khi coi 3 pha động cơ là đối xứng, được cấp nguồn bởi nguồn xoay chiều hình sin 3 pha đối xứng và mạch từ động cơ không bão hoà thì có thể xem xét động cơ qua sơ đồ thay thế 1 pha. Đó là sơ đồ điện một pha phía stator với các đại lượng điện ở mạch rôto đã quy đổi về stator. Hình 1.10. sơ đồ thay thế một pha động cơ không đồng bộ - Khi cuộn dây stator được cấp điện với điện áp định mức U1 phđm trên 1 pha mà giữ yên rotor (không quay thì mỗi pha của cuộn dây rotor sẽ xuất hiện một sức điện động E 2phđm theo nguyên lý của máy biến áp. Hệ số quy đổi sức điện động là: E1phdm KE E2 phdm -Từ đó ta có hệ số quy đổi dòng điện:
22 1 K1 KE và hệ số quy đổi trở kháng: KE 2 KR Kx KE K1 -Với các hệ số quy đổi này, các đại lượng điện ở mạch rotor có thể quy đổi về mạch stator theo cách sau: - Dòng điện: I' 2 = kII2 - Điện kháng: X' 2 = kXX2 - Điện trở: R' 2 = kRR2 - Trên sơ đồ thay thế ở hình 2.25, các đại lượng khác là: I0 - Dòng điện từ hóa của động cơ. Rm, Xm - Điện trở, điện kháng mạch từ hóa. I1 - Dòng điện cuộn dây stator. R1, X1 - Điện trở, điện kháng cuộn dây stator. Dòng điện rotor quy đổi về stator có thể tính từ sơ đồ thay thế: U I , 1ph , 2 2 R2 , R1 X1 X 2 s Khi động cơ hoạt động, công suất điện từ P 12 từ stator chuyển sang rotor thành công suất cơ P cơ đưa ra trên trục động cơ và công suất nhiệt P đốt nóng cuộn dây: P12 = Pcơ + P2 Nếu bỏ qua tổn thất phụ thì có thể coi mômen điện từ M đt của động cơ bằng mômen cơ M cơ: Mđt = Mcơ = M Trong đó: P12 M 0 M P2 . Suy ra P P M 2 2 0  s*0 Công suất nhiệt trong cuộn dây 3 pha là: 2 P2 = 3R'2I' 2 Thay vào phương trình tính mômen ta có được: 2 3U 1ph M th 2 R R2 X 2 0 1 1 nm Trong đó:Xnm = X1 + X'2 là điện kháng ngắn mạch.
23 Phương trình trên biểu thị mối quan hệ M = f(s) = f[s( )] gọi là phương trình đặc tính cơ của động cơ điện xoay chiều 3 pha không đồng bộ. Với những giá trị khác nhau của s (0= s =1), phương trình đặc tính cơ cho ta những giá trị tương ứng của M. Đường biểu diễn M = f(s) trên hệ trục tọa độ sOM, đó là đường đặc tính cơ của động cơ xoay chiều ba pha không đồng bộ. Đường đặc tính cơ có điểm cực trị gọi là điểm tới hạn K. Tại điểm đó: dM 0 ds R, Giải phương trình ta có: S 2 th 2 2 R 1 X nm Thay vào phương trình đặc tính cơ ta có: 2 3U 1ph M th 2 R R2 X 2 0 1 1 nm Vì ta đang xem xét trong giới hạn 0 ≤ s ≤ 1 nên giá trị s th và Mth của đặc tính cơ chỉ ứng với dấu (+). 1.11. Đặc tính cơ động cơ KĐB
24 Ta nhận thấy, đường đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ là một đường cong phức tạp và có 2 đoạn AK và KB, phân giới bởi điểm tới hạn K. Đoạn đặc tính AK gần thẳng và cứng. Trên đoạn này, mômen động cơ tăng thì tốc độ động cơ giảm. Do vậy, động cơ làm việc trên đoạn đặc tính này sẽ ổn định. Đoạn KB cong với độ dốc dương. Trên đoạn này, động cơ làm việc không ổn định. 3.2 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ. -Tốc độ của từ trường quay (tốc độ đồng bộ) là n1=60f/p -Tốc độ quay của động cơ điện không đồng bộ là n= n1(1-s) = 60f/p(1- s), với s là hệ số trượt. -Từ công thức trên ta có thể có các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ như sau: 3.2.1. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số: - Việc thay đổi tần số của dòng điện stato được thực hiện bằng cách dùng bộ biến đổi tần số. Việc điều chỉnh tốc độ quay bằng cách thay đổi tần số thích hợp cho các động cơ rôto lồng sóc. -Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số cho phép điều chỉnh tốc độ một cách bằng phẳng trong phạm vi rộng, song giá thành của bộ biến tần khá cao. 3.2.2. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi số cực: -Số đôi cực p phụ thuộc vào cấu tạo của dây quấn, thường là thay đổi cách đấu dây để có được số đôi cực khác nhau. Động cơ không đồng bộ có cấu tạo dây quấn có thể thay đổi số đôi cực từ được gọi là động cơ không đồng bộ nhiều cấp tốc độ. Phương pháp này chỉ sử dụng cho động cơ rôto lồng sóc. -Mặc dù điều chỉnh tốc độ nhảy cấp, nhưng có ưu điểm chính là giữ nguyên độ cứng của đặc tính cơ, động cơ nhiều cấp tốc độ được sử dụng rộng rãi trong các máy luyện kim, máy tàu thuỷ 3.2.3. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp cung cấp cho stato: - Phương pháp này chỉ được thực hiện việc giảm điện áp. Khi giảm điện áp đường đặc tính cơ sẽ thay đổi, do đó hệ số trượt thay đổi và làm cho tốc độ động cơ thay đổi.
25 - Nhược điểm của phương pháp này là điều chỉnh tốc độ quay bằng điện áp là làm giảm khả năng quá tải của động cơ, dải điều chỉnh tốc độ hẹp, tăng tổn hao ở dây quấn rôto. Phương pháp này chỉ được dùng chủ yếu với các động cơ công suất nhỏ có hệ số trượt tới hạn lớn. 3.2.4. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở mạch rôto của động cơ rôto dây quấn: - Phương pháp thay đổi điện trở dây quấn rôto, bằng cách mắc biến trở ba pha vào mạch rôto. Biến trở điều chỉnh tốc độ phải làm việc lâu dài nên có kích thước lớn hơn so với biến trở mở máy. Khi tăng điện trở, tốc độ động cơ sẽ giảm và ngược lại. -Nếu mômen cản không đổi, dòng rôto không đổi khi tăng điện trở để giảm tốc độ, sẽ tăng tổn hao công suất trong biến trở. Do đó phương pháp này không kinh tế, tuy nhiên phương pháp này đơn giản, điều chỉnh trơn và khoảng điều chỉnh rộng, được sử dụng điều chỉnh tốc độ quay của động cơ công suất cở trung bình. Hình 1.12. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở mạch rôto 3.3. Nội dung thực hành: 3.3.1. Lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ roto lồng sóc bằng cách thay đổi tần số a. Sơ đồ mạch :
26 b. Quy trình kỹ thuật lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ roto lồng sóc bằng cách thay đổi tần số Nội dung công việc Yêu cầu kỹ thuật Dụng cụ, thiết bị Bước 1: Tìm hiểu cấu tạo - Các tiếp điểm tiếp - Đồng hồ vạn năng thực tế thiết bị điện và các xúc của các nút nhấn, V.O.M, thông số kỹ thuật cơ bản relay còn tốt. - Áp tô mát 3 pha của thiết bị trong mạch - điện áp đặt vào cuộn - Áp tô mát 1 pha điện. Vẽ lại sơ đồ kết nối dây công tắc tơ và -Rơ le nhiệt trong mạch động cơ phải bằng - Động cơ KĐB 3 điện áp định mức pha rô to lồng - Biến tần Ativar 31 ATV31H075N4A 0,75KW, 380V Bước 2: Lắp đặt thiết bị - Lắp đặt chắc chắn - Panel lắp đặt thiết điện và đấu nối mạch điện thiết bị điện vào panel bị điện, áp tô mát 3 theo sơ đồ nguyên lý. điện, làm đầu cốt và pha, Áp tô mát 1 pha - Đấu mạch động lực đấu dây nối phải chắc - Động cơ KĐB 3 - Đấu mạch điều khiển chắn pha rô to lồng - Thao tác chính xác - Biến tần cầu chì, - Đúng theo sơ đồ dây dẫn, relay, nút nhấn, kềm cắt dây điện, kềm bấm đầu cốt, tua vít ba ke (4 chấu), tua vít dẹt, bịt đầu cốt, Bước 3: Kiểm tra nguội - Thao tác chính xác Đồng hồ vạn năng
27 theo các bước sau: - Đúng theo sơ đồ V.O.M - Kiểm tra mạch động lực. - Kiểm tra mạch điều khiển. Bước 4: Hoạt động thử theo Mạch hoạt động tốt, Nguồn điện cung cấp các bước sau: đúng nguyên lý. - Nối dây nguồn. - Đóng áp tô mát nguồn. - LI1: chạy thuận, LI2: chạy nghịch, LI3, LI4: chạy 3 cấp tốc độ ( tốc độ 1: 10 Hz, tốc độ 2: 15 Hz, tốc độ 3: 20 Hz) Ngõ vào analog AI1: từ 0V đến 10V AI2: từ 0V đến 10V c. Hiện tượng, nguyên nhân và cách khắc phục sự cố Cách khắc TT Hiện tượng Nguyên nhân phục 1 Mạch điều khiển không họat - Đấu dây mạch điều Kiểm tra và động. khiển tiếp xúc không đấu lại tiếp tốt điểm duy trì, - Chưa cấp nguồn cho kiểm tra lại mạch điều khiển các đầu nối, - chưa đấu tiếp điểm cấp nguồn duy trì cho mạch 2 Mạch động lực không họat - Đấu dây mạch động kiểm tra lại động lực tiếp xúc không tốt các đầu nối, - Chưa cấp nguồn cho cấp nguồn mạch động lực cho mạch, - chưa cài đặt cho biến Cài đặt lại tầng biến tầng 3.3.2. Lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ roto lồng sóc bằng cách thay đổi điện áp cung cấp cho starto. Dùng biến áp từ ngẫu a. Sơ đồ mạch :
28 - Sơ đồ đi dây mạch động lực
29 b. Quy trình kỹ thuật lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ roto lồng sóc bằng cách thay đổi điện áp cung cấp cho starto. Dùng biến áp từ ngẫu Nội dung công việc Yêu cầu kỹ thuật Dụng cụ, thiết bị Bước 1: Tìm hiểu cấu tạo thực - Các tiếp điểm tiếp - Đồng hồ vạn tế thiết bị điện và các thông số xúc của các nút nhấn, năng V.O.M, kỹ thuật cơ bản của thiết bị relay còn tốt. - Áp tô mát 3 pha trong mạch điện. Vẽ lại sơ đồ - điện áp đặt vào cuộn - Áp tô mát 1 pha kết nối trong mạch dây công tắc tơ và -Rơ le nhiệt động cơ phải bằng -Rơle thời gian điện áp định mức - Động cơ KĐB 3 pha rô to lồng - Máy biến áp từ
30 ngẫu - Nút nhấn Bước 2: Lắp đặt thiết bị điện - Lắp đặt chắc chắn - Panel lắp đặt và đấu nối mạch điện theo sơ thiết bị điện vào panel thiết bị điện, áp tô đồ nguyên lý. điện, làm đầu cốt và mát 3 pha, Áp tô - Đấu mạch động lực đấu dây nối phải chắc mát 1 pha - Đấu mạch điều khiển chắn - Động cơ KĐB 3 - Thao tác chính xác pha rô to lồng - Đúng theo sơ đồ - máy biến áp từ ngẫu cầu chì, dây dẫn, relay, nút nhấn, kềm cắt dây điện, kềm bấm đầu cốt, tua vít ba ke (4 chấu), tua vít dẹt, bịt đầu cốt, Bước 3: Kiểm tra nguội theo - Thao tác chính xác Đồng hồ vạn năng các bước sau: - Đúng theo sơ đồ V.O.M - Kiểm tra mạch động lực. - Kiểm tra mạch điều khiển. Bước 4: Hoạt động thử theo Mạch hoạt động tốt, Nguồn điện cung các bước sau: đúng nguyên lý. cấp - Nối dây nguồn. - Đóng áp tô mát nguồn. - Nhấn nút S động cơ hoạt động quay với nguồn cung cấp của MBA (đèn H1 sáng). Sau 5s chỉnh định động cơ tự động chuyển sang hoạt động ở nguồn điện áp lưới (đèn H2 sáng). Nhấn nút S0 động cơ dừng. - Khi động cơ đang hoạt động nếu bị quá tải, động cơ phải dừng và báo đèn H3.
31 c. Hiện tượng, nguyên nhân và cách khắc phục sự cố Cách khắc TT Hiện tượng Nguyên nhân phục 1 Mạch điều khiển không họat - Đấu dây mạch điều Kiểm tra và động. khiển tiếp xúc không đấu lại tiếp tốt điểm duy trì, - Chưa cấp nguồn cho kiểm tra lại mạch điều khiển các đầu nối, - chưa đấu tiếp điểm cấp nguồn duy trì cho mạch, - chưa chỉnh định rơle chỉnh lại thời gian rơle thời gian 2 Mạch động lực không họat - Đấu dây mạch động kiểm tra lại động lực tiếp xúc không tốt các đầu nối, - Chưa cấp nguồn cho cấp nguồn mạch động lực cho mạch, 3.3.3. Lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ roto lồng sóc bằng cách thay đổi số đôi cực a. Sơ đồ mạch :
32 - Sơ đồ đi dây mạch động lực b. Quy trình kỹ thuật lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ roto lồng sóc bằng cách thay đổi số đôi cực Nội dung công việc Yêu cầu kỹ thuật Dụng cụ, thiết bị Bước 1: Tìm hiểu cấu tạo thực - Các tiếp điểm tiếp - Đồng hồ vạn tế thiết bị điện và các thông số xúc của các nút nhấn, năng V.O.M, kỹ thuật cơ bản của thiết bị relay còn tốt. - Áp tô mát 3 pha trong mạch điện. Vẽ lại sơ đồ - điện áp đặt vào cuộn - Áp tô mát 1 pha kết nối trong mạch dây công tắc tơ và -Rơ le nhiệt
33 động cơ phải bằng -Rơle thời gian điện áp định mức - Động cơ KĐB 3 pha rô to lồng sóc có 6 đầu dây - Nút nhấn Bước 2: Lắp đặt thiết bị điện - Lắp đặt chắc chắn - Panel lắp đặt và đấu nối mạch điện theo sơ thiết bị điện vào panel thiết bị điện, áp tô đồ nguyên lý. điện, làm đầu cốt và mát 3 pha, Áp tô - Đấu mạch động lực đấu dây nối phải chắc mát 1 pha - Đấu mạch điều khiển chắn - Động cơ KĐB 3 - Thao tác chính xác pha rô to lồng - Đúng theo sơ đồ - cầu chì, dây dẫn, relay, nút nhấn, kềm cắt dây điện, kềm bấm đầu cốt, tua vít ba ke (4 chấu), tua vít dẹt, bịt đầu cốt, Bước 3: Kiểm tra nguội theo - Thao tác chính xác Đồng hồ vạn năng các bước sau: - Đúng theo sơ đồ V.O.M - Kiểm tra mạch động lực. - Kiểm tra mạch điều khiển. Bước 4: Hoạt động thử theo Mạch hoạt động tốt, Nguồn điện cung các bước sau: đúng nguyên lý. cấp - Nối dây nguồn. - Đóng áp tô mát nguồn. - Nhấn S1 động cơ M hoạt động quay ở tốc độ thấp báo đèn H1. Sau đó nhấn nút S2 động cơ M chuyển sang hoạt động ở tốc độ cao báo đèn H2. Khi nhấn nút S0 động cơ dừng. Động cơ M đang hoạt động nếu bị quá tải thì động cơ phải dừng và báo bằng đèn H3.
34 c. Hiện tượng, nguyên nhân và cách khắc phục sự cố Cách khắc TT Hiện tượng Nguyên nhân phục 1 Mạch điều khiển không họat - Đấu dây mạch điều Kiểm tra và động. khiển tiếp xúc không đấu lại tiếp tốt điểm duy trì, - Chưa cấp nguồn cho kiểm tra lại mạch điều khiển các đầu nối, - chưa đấu tiếp điểm cấp nguồn duy trì cho mạch 2 Mạch động lực không họat - Đấu dây mạch động kiểm tra lại động lực tiếp xúc không tốt các đầu nối, - Chưa cấp nguồn cho cấp nguồn mạch động lực cho mạch,  YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP BÀI 1 Nội dung: + Về kiến thức: Điều chỉnh được tốc độ động cơ 3 pha, động cơ một chiều đúng phương pháp. + Về kỹ năng: Áp dụng các phương pháp điều chỉnh tốc độ phù hợp với từng loại động cơ, phù hợp với đặc tính, trạng thái làm việc của hệ thống sản xuất. + Về thái độ: Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác, an toàn và vệ sinh công nghiệp Phương pháp: + Về kiến thức: Được đánh giá bằng hình thức kiểm tra viết, trắc nghiệm.
35 BÀI 2 TỰ ĐỘNG KHỐNG CHẾ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Mã bài: MĐ 15-02 - Giới thiệu: - Theo yêu cầu công nghệ của máy, cơ cấu sản xuất, các hệ thống truyền động điện tự động đều được thiết kế tính toán để làm việc ở những trạng thái (hay chế độ) xác định. Những trạng thái sự cố hay hư hỏng khác thông thường đã được dự đoán khi thiết kế tính toán chúng để áp dụng những thiết bị và biện pháp bảo vệ cần thiết -Mục tiêu: - Đọc, vẽ và phân tích các sơ đồ mạch điều khiển dùng rơle công tắc tơ dùng trong khống chế động cơ 3 pha, động cơ một chiều theo yêu cầu. - Vận dụng các nguyên tắc tự động khống chế phù hợp, linh hoạt, đảm bảo an toàn cho từng loại động cơ và qui trình của máy sản xuất. -Sửa chữa được một số mạch điều khiển đơn giản trên bảng thực hành. - Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác, an toàn và vệ sinh công nghiệp Nội dung chính: 1. Khái niệm chung về tự động khống chế Mục tiêu: - Phân biệt các trạng thái làm việc của hệ thống truyền động điện 1.1. Định nghĩa - Theo yêu cầu công nghệ của máy, cơ cấu sản xuất, các hệ thống truyền động điện tự động đều được thiết kế tính toán để làm việc ở những trạng thái (hay chế độ) xác định. Những trạng thái sự cố hay hư hỏng khác thông thường đã được dự đoán khi thiết kế tính toán chúng để áp dụng những thiết bị và biện pháp bảo vệ cần thiết. - Những trạng thái làm việc của hệ thống truyền động điện tự động có thể được đặc trưng bằng các thông số như: tốc độ làm việc của các động cơ truyền động hay của cơ cấu chấp hành máy sản xuất, dòng điện phần ứng của động cơ hay dòng kích thích của động cơ điện một chiều, mômen phụ tải trên trục của động cơ truyền động Tuỳ theo quá trình công nghệ yêu cầ u mà các thông số trên có thể lấy các giá trị khác nhau.
36 Việc chuyển từ giá trị này đến giá trị khác được thực hiện tự động nhờ hệ thống điều khiể n. Kết quả hoạt động của phần điều khiển sẽ đưa hệ thống động lực của truyền động điện đến một trạng thái làm việc mới, trong đó có ít nhất một thông số đặc trưng cho mạch động lực lấy giá trị mới - Như vậy về thực chất điều khiển hệ thống là đưa vào hoặc đưa ra khỏi hệ thống nhữ ng phần tử, thiết bị nào đó (chẳng hạn điện trở , điện kháng, điện dung, khâu hiệu chỉnh ) để thay đổi một hoặc nhiều thông số đặc trưng hoặc để giữ một thông số nào đó (chẳng hạn tốc độ quay) không thay đổi khi có sự thay đổi ngẫu nhiên của thông số khác. Để tự động điều - khiển hoạt động của truyền động điện, hệ thống điều khiển phải có những cơ cấu, thiết bị thụ cảm được giá trị các thông số đặc trưng cho chế độ công tác của truyền động điện (có thể là môđun, cũng có thể là cả về dấu của thông số). - Trong hệ thống điều khiể n gián đoạn các phần tử thụ cảm này phải làm việc theo các ngưỡng chỉnh định được. Nghĩa là khi thông số được thụ cảm - đến trị số ngưỡng đã đặt, phần tử thụ cảm theo thông số này sẽ bắt đầu làm việc phát ra một tín hiệu đưa đến phần tử chấp hành. Kết quả là sẽ đưa vào hoặc đưa ra khỏi mạch động lực những phần tử cần thiết. Nếu hệ thống điều khiển có tín hiệu phát ra từ phần tử thụ cảm được dòng điện, ta nói rằng nghệ điều khiển theo nguyên tắc dòng điện. Nếu phần tử thục cảm được tốc độ, ta nói rằng hệ điều khiển theo nguyên tắc tốc độ , nếu có phần tử thụ cảm được thời gian của quá trình (từ một mốc thời gian nào đó) ta nói rằng hệ điều khiển theo nguyên tắc thời gian. Tương tự có hệ điều khiển theo nguyên tắc nhiệt độ, theo mômen, theo chiều công suất 1.2.Ký hiệu hình vẽ và chữ viết trên sơ đồ TĐKC-TĐĐ 1.2.1. Ký hiệu theo tiêu chuẩn đức:
37 KÝ CHỨC NĂNG STT KÝ HIỆU STT CHỨC NĂNG HIỆU Tiếp điểm thường 1 Nút nhấn thường mở 6 mở Tiếp điểm thường Nút nhấn thường đóng mở nhanh, 2 7 đóng đóng chậm của timer off delay Thường đóng ( mở 3 Relay nhiêt chậm) Động cơ xoay chiều 3 Thường mở ( đóng 4 pha chậm) Tiếp điểm thường 5 đóng mở chậm của timer on delay 1.2.2. Ký hiệu theo tiêu chuẩn pháp STT KÝ HIỆU CHỨC NĂNG STT KÝ HIỆU CHỨC NĂNG Tiếp điểm động lực Tiếp điểm điều 1 của Contactor ( K ) 11 khiển loại thường mở ( NO ) Tiếp điểm động lực Tiếp điểm điều 2 của Máy cắt điện 12 khiển loại thường (ACB - OCB ) đóng ( NC) Tiếp điểm động lực Tiếp điểm điều 3 của Cầu dao điện (Q khiển của thiết bị ) 13 có tính thời gian ( Tiếp điểm động lực KT ) 4 của Cầu dao - dao cách ly (Q )
38 Tiếp điểm động lực 5 của Máy cắt điện (Q ) Tiếp điểm động lực Tiếp điểm vị trí của các thiết bị mở tự của công tắc hành 6 14 động ( CB ) trình LS (loại thường đóng) Tiếp điểm vị trí của công tắc hành 7 Thiết bị phân đoạn 15 LS trình LS (loại thường mở) Tiếp điểm thường Tiếp điểm thường đóng tác động trực mở chiệu sự tác 8 F 16 F tiếp bằng hiệu ứng động của cầu chì ( nhiệt cầu chì tự rơi ) Tiếp điểm thường Cầu chì kết hợp 9 F đóng tác động trực 17 F tiếp bằng hiệu ứng từ với dao cách ly n Tiếp điểm chịu sự Cầu chì tác động 10 điều khiển của tốc 18 F nhanh (có dạng độä hình viên đạn ) 1.2.3. Ký hiệu theo tiêu chuẩn mỹ STT KÝ HIỆU CHỨC NĂNG STT KÝ HIỆU CHỨC NĂNG Tiếp điểm thường Cuộn dây của Relay mở mở nhanh, 1 6 hoặc Contactor đóng chậm của timer off delay Tiếp điểm thường đóng mở nhanh, 2 Relay trung gian 7 đóng chậm của timer off delay
39 3 Relay thời gian Tiếp điểm thường 4 mở đóng chậm của timer on delay Tiếp điểm thường 5 đóng mở chậm của timer on delay 1.2.4. Ký hiệu theo tiêu chuẩn Việt Nam STT KÝ HIỆU CHỨC NĂNG STT KÝ HIỆU CHỨC NĂNG Cuộn dây của Relay Động cơ KĐB 3 1 6 M hoặc Contactor pha Rotor lồng sóc K Động cơ KĐB 3 Cuộn dây của Relay 2 KT 7 pha Rotor dây loại Off - Delay M quấn Cuộn dây của Relay Động cơ điện một 3 8 M loại On Delay chiều Cuộn dây của Relay 4 thời gian loại On-Off 9 Chuông điện Delay Bóng đèn ký Phần tử nhiệt của 5 E hiệu 10 rơ le nhiệt (sử chung (E) dụng hiệu ứng từ ) Tiếp điểm thường Tiếp điểm rơ le 1 mở 6 thời gian ( on ( NO) delay)
40 Tiếp điểm thường Nút nhấn thường 2 đóng 7 hở ( NC) Tiếp điểm rơ le thời Nút nhấn thường 3 8 gian ( off delay) đóng 4 Rơ le nhiệt 9 CB 1 pha và 3 pha 5 Rơ le nhiệt 2. Các nguyên tắc tự động khống chế. Mục tiêu: - Hiểu rõ mạch điều khiển truyền động điện điển hình. - Nguyên tắc điều khiển theo thời gian. 2.1. Nguyên tắc thời gian. a. Nội dung nguyên tắc điều khiển theo thời gian: -Điều khiển theo nguyên tắc thời gian dựa trê cơ sở là thông số của mạch động lực biến đổi theo thời gian. Những tín hiệu điều khiển phát ra theo một quy luật thời gian cần thiết để làm thay đổi trạng thái của hệ thống. - Những phần tử thụ cảm được thời gian để phát tín hiệu cần được chỉnh định dựa theo ngưỡng chuyển đổi của đối tượng. Ví dụ như tốc độ, dòng điện, mô men của mỗi động cơ được tính toán chọn ngưỡng cho thích hợp với từng hệ thống truyền động điện cụ thể. Những phần tử thụ cảm được thời gian có thể gọi chung là role thời gian. Nó tạo nên được một thời gian trễ ( duy trì) kể từ lúc có tín hiệu đưa vào ( mốc 0) đầu vào của nó đến khi nó phát được tín hiệu ra đưa vào phần tử chấp hành. Cơ cấu duy trì thời gian có thể là: cơ cấu con lắc, cơ cấu điện từ, khí nén cơ cấu điện tử, tương ứng là role thời gian kiểu con lắc, role thời gian điện từ, role thời gian khí nén và role thời gian điện tử b) Mạch điều khiển truyền động điện điển hình theo nguyên tắc thời gian: - Xét mạch điều khiển khởi động động cơ điện một chiều kích từ độc lập có hai cấp điện trở phụ trong mạch phần ứng để hạn chế dòng điện khởi động ở trên theo nguyên tắc thời gian. Sơ đồ mạch điều khiển:
41 Hình 2.1 - Điều khiển khởi động động cơ ĐM dl theo nguyên tắc thời gian. - Trạng thái ban đầu sau khi cấp nguồn động lưc và điều khiển thì role thời gian 1RTh - Được cấp điện mở ngay tiếp điểm thường kín đóng chậm RTh(9-11). Để khởi động ta phải ấn nút mở máy M(3-5), công tắc tơ Đg hút sẽ đóng các tiếp điểm ở mạch động lực, phần ứng động cơ điện được đấu vào lưới điện qua các điện trở phụ khởi động r1, r2. dòng điện qua các điện trở có trị số lớn gây ra sụt áp trên điện trở r1. điện áp đó vượt quá ngưỡng điện áp hút của role thời gian 2RTh làm cho nó hoạt động sẽ mở ngay tiếp điểm thường kín đóng chậm 2RTh ( 11-13), trên mạch 2G cùng với sự hoạt động của role 1RTh chúng đảm bảo không cho các công tắc tơ 1G và 2G có điện trong giai đoạn đầu của quá trình khởi động. Tiếp điểm phụ Đg(1-7) mở ra cắt điện rolre thời gian 1RTh đưa role thời gian này vào hoạt động để chuẩn bị phát tín hiệu chuyển trạng thái của truyền động điện. Mốc không của thời gian t có thể xem là thời điểm Đg(1-7) mở cắt điện 1RTh. c) Nhận xét về điều khiển truyền động điện theo nguyên tắc thời gian : -Ưu điểm của nguyên tắc điều khiển theo thời gian là có thể chỉnh được thời gian theo tính toán và độc lập với thông số của hệ thống động lực. Trong thực tế ảnh hưởng của mômen cản MC của điện áp lưới và của điện trở cuộn dây hầu như không đáng kể đến sư k làm việc của hệ thống và đến quá trình gia tốc của truyền động điện, vì các trị số thực tế sai khác với trị số thiết kế không nhiều. Thiết bị của sơ đồ đơn giản, làm việc tin cậy cao ngay cả khi phụ tải thay đổi, rơ le thời gian dùng đồng loạt cho bất kỳ công suất và động cơ nào, có tính kinh tế cao.
42 - Nguyên tắc thời gian được dùng rất rộng rãi trong truyền động điện một chiều cũng như xoay chiều. 2.2. Nguyên tắc dòng điện. a) Nội dung nguyên tắc điều khiển theo dòng điện - Dòng điện trong mạch phần ứng động cơ cũng là một thông số làm việc rấ t quan trọng xác định trạng thái của hệ truyền động điện. Nó phản ánh trạng thái mang tải bình thường của hệ thống, trạng thái mang tải, trạng thái quá tải cũng như phản ánh trạng thái đang khởi động hay đang hãm của động cơ truyền động. Trong quá trình khởi động, hãm, dòng điện cần phải đảm bảo nhỏ hơn một trị số giới hạn cho phép. Trong quá trình làm việc cũng vậy, dòng điện - có thể phải giữ không đổi ở một trị số nào đó theo yêu cầu của quá trình công nghệ . Ta có thể dùng các công tăc tơ có cuộn dây dòng điện hoặc rơle dòng điện kiểu điện từ hoặc các khóa điện tử hoạt động theo tín hiệu vào là trị số dòng điện để điều khiển hệ thống theo các yêu cầu trên. - Dòng điện mạch phần ứng động cơ dùng làm tín hiệu vào trực tiếp hoặc gián tiếp cho các phần tử thụ cảm dòng điện nói trên. Khi trị số tín hiệu vào đạt đến giá trị ngưỡng xác định có thể điều chỉnh được của nó thì nó sẽ phát tín hiệu điều khiển hệ thống chuyển đến những trạng thái làm việc yêu cầu. b) Mạch điều khiển truyền động điện điển hình theo nguyên tắc dòng điện: - Xét mạch điều khiển hãm ngược động cơ xoay chiều 3 pha rôto dây quấn khi đảo chiều. Vì những lí do tương tự như đã phân tích trong chương 2, khi đảo chiều quay động cơ xoay chiều 3 pha rôto dây quấn cần phải đưa thêm vào mạch rôto một điện trở phụ lớn hơn trị số điện trở phụ cần thiết đưa vào khi khởi động. - Ta có thể dùng mạch điều khiển theo nguyên tắc dòng điện sau đây để điều khiển việc đưa vào và loại ra phần điện trở phụ đó mỗi lần đảo chiều quay động cơ .
43 Hình 2.2 - Điều khiển hãm ngược động cơ xoay chiều 3 pha rôto dây - quấn khi đảo chiều theo nguyên tắc dòng điện. - Yêu cầu đối với rơle hãm RH thụ cảm dòng điện rôto: khi dòng điện rôto lớn hơn trị số khởi động thì nó phải tác động, khi dòng điện rôto đã giả m nhỏ về gần trị số khởi động (I 1) thì nó phải nhả để chuẩn bị cho quá trình khởi động tiếp theo. Vậy phải chỉnh định trị số I nhả của RH lớn hơn I1 một ít, tất nhiên trị số I hút của nó sẽ lớn hơn I1 và xác định theo hệ số trở về của nó. - Trong mạch hình 2.2. không vẽ phần điều khiển các công tăctơ thuận (T) và ngược (N). - Giả sử động cơ đang làm việc theo chiều quay thuận, nghĩa là bộ khống chế chỉ huy đang ở v ị trí 2 phía phải. Muốn đảo chiều quay động cơ , ta quay bộ khống chế KC về phía ngược. Khi bộ khống chế lướt qua vị trí 0, các côngtăctơ H, 1G, 2G mất điện nên các tiếp điểm của chúng nhả ra đưa cả 3 điện trở vào mạch rôto. Khi lướt đến vị trí 2 phía trái, dòng điện rôto xuất hiện lúc này lớn hơn trị số chỉnh định hút của rơle RH, nên RH tác động mở tiếp điểm RH(1-3), bảo đảm cho cả 3 điện trở tham gia vào việc hạn chế dòng điện, quá trình hãm ngược động cơ được tiến hành. - Khi tốc độ động cơ giảm gần đến 0 thì dòng điện rôto cũng giảm đến trị số nhả của rơle RH, rơ le RH nhả đóng tiếp điểm RH(1-3), côngtăctơ H có điện, điện trở hãm ngược rh được loại ra ngoài, động cơ
44 bắt đầu quá trình khởi động theo chiều ngược với hai cấp điện trở hạn chế rp1 và rp2 c) Nhận xét về điều khiển truyền động điện theo nguyên tắc dòng điện: -Ưu điểm: Thiết bị đơn giản, sự làm việc của sơ đồ không chịu ảnh hưởng của nhiệt độ cuộn dây côngtăc ơ , r ơle. - Nhược điểm: Độ tin cậy thấp, có khả năng đình chỉ gia tốc ở cấp trung gian nếu động cơ khởi động bị quá tải, dòng điện không giảm xuống đến trị số nhả của rơle dòng điện. - Nguyên tắc dòng điện được ứng dụng chủ yếu để tự động điều khiển quá trình khởi động động cơ một chiều kích thích nối tiếp và động cơ xoay chiều rôto dây quấn. 3.Tự động khống chế động cơ không đồng bộ ro-to lồng sóc. Mục tiêu: -Nắm vững các phương pháp mở máy và thiết bị cần dùng. 3.1 Các mạch mở máy trực tiếp. Các yêu cầu khi mở máy: - Mômen mở máy đủ lớn để thích ứng với đặc tính cơ của tải. - Imm càng nhỏ càng tốt - Phương pháp mở máy và thiết bị cần dùng đơn giản, rẻ tiền, chắc chắn. -Tổn hao công suất trong quá trình mở máy càng thấp càng tốt. 3.1.1. Mạch khởi động động cơ điện ba pha bằng khởi động từ đơn 1. Mạch động lực (mạch nhất thứ) 2. Mạch điều khiển (mạch nhị thứ)
45 3. Mô tả mạch điện -Mạch động lực - L1L2L3: dòng điện 3 pha - CB: máy cắt dòng điện 3 pha - K: tiếp điểm chính của công tắc tơ - RN: tiếp điểm chính của rơ le nhiệt - M: động cơ 3 pha rô to lồng sóc -Mạch điều khiển - LN: dòng điện 1 pha - CB: máy cắt 1 pha - Rs: nút dừng khẩn cấp - RN: tiếp điểm phụ của rơ le nhiệt - ON: nút nhấn thường hở - OFF: nút nhấn thường đóng - K (A1A2): cuộn dây công tắc tơ - K: tiếp điểm phụ của công tắc tơ - H1, H2, H3, H4: các đèn báo hiệu 4. Giải thích - Khi chưa đóng CB 1 pha và CB 3 pha thì động cơ chưa hoạt động, vì mạch chưa được cung cấp điện. Các đèn chưa sáng. - Khi đóng CB 1 pha và CB 3 pha, đèn H4 sáng báo có nguồn điện vào mạch điều khiển.
46 - Muốn động cơ hoạt động, ta nhấn nút ON ngay lập tức cuộn dây K có điện. Khi đó các tiếp điểm chính K đóng lại động cơ hoạt động và đồng thời đóng luôn tiếp điểm phụ K (song song với nút ON) để duy trì dòng điện luôn cung cấp cho cuộn dây. Lúc này đèn H1 sáng báo hiệu động cơ đang hoạt động. - Muốn dừng động cơ, ta nhấn nút OFF ngay lập tức cuộn dây K mất điện các tiếp điểm chính mở ra động cơ ngừng hoạt động, đồng thời tiếp điểm phụ (tiếp điểm duy trì – tiếp điểm song song với nút ON) cũng mở ra ngắt dòng điện đi vào cuộn dây công tắc tơ. Lúc này đèn H1 không sáng. -Nếu động cơ đang hoạt động, mà quá tải thì tiếp điểm phụ của rơ le nhiệt RN tác động ngắt dòng điện đi vào công tắc tơ làm cho động cơ ngừng hoạt động, đồng thời đèn H2 sáng báo hiệu sự cố quá tải. - CB bảo vệ quá tải, ngắn mạch, quá áp - Khi có sự cố cần dừng khẩn, ta nhấn nút RS, mạch điện ngắt điện vào công tắc tơ làm cho động cơ ngừng hoạt động, đồng thời đèn H3 sáng báo hiệu có sự cố phải dừng khẩn. 3.1.2. Mạch đảo chiều động cơ điện ba pha 1. Mạch động lực (mạch nhất thứ) 1. Mạch điều khiển (mạch nhị thứ)
47 3. Mô tả mạch điện  Mạch động lực - L1L2L3: dòng điện 3 pha - CB: máy cắt dòng điện 3 pha - K1:tiếp điểm chính của công tắc tơ quay thuận - K2:tiếp điểm chính của công tắc tơ quay nghịch - RN: tiếp điểm chính của rơ le nhiệt - M: động cơ 3 pha rô to lồng sóc -Mạch điều khiển - LN: dòng điện 1 pha - CB: máy cắt 1 pha - Rs: nút dừng khẩn cấp - RN: tiếp điểm phụ của rơ le nhiệt - ON1 – OFF1:nút nhấn kép thường hở- thường đóng điều khiển quay thuận - ON2 – OFF2:nút nhấn kép thường hở- thường đóng điều khiển quay nghịch - OFF: nút nhấn thường đóng điều khiển dừng - K1 (A1A2): cuộn dây công tắc tơ quay thuận - K2 (A1A2): cuộn dây công tắc tơ quay nghịch - K1,K2: các tiếp điểm phụ của công tắc tơ K1,K2 - H1, H2, H3, H4, H5: các đèn báo hiệu 4. Giải thích - Khi chưa đóng CB 1 pha và CB 3 pha thì động cơ chưa hoạt động, vì mạch chưa được cung cấp điện. Các đèn báo hiệu chưa sáng.
48 - Khi đóng CB 1 pha và CB 3 pha, đèn H5 sáng báo có nguồn điện vào mạch điều khiển. - Muốn động cơ quay thuận, ta nhấn nút ON1 ngay lập tức cuộn dây K1 có điện (lúc này OFF1 mở ra để đảm bảo K2 không được cung cấp điện). Khi đó các tiếp điểm chính K1 đóng lại động cơ quay thuận và đồng thời đóng luôn các tiếp điểm phụ K1(song song với nút ON1) để duy trì dòng điện luôn cung cấp cho cuộn dây K1 và mở tiếp điểm phụ K1 thường đóng để khoá chéo cuộn dây K2 luôn luôn không có điện. Lúc này đèn H1 sáng báo hiệu động cơ đang quay thuận. - Muốn động cơ quay nghịch, ta nhấn nút ON2 ngay lập tức cuộn dây K2 có điện (lúc này OFF2 mở ra để đảm bảo K1 không được cung cấp điện). Khi đó các tiếp điểm chính K2 đóng lại động cơ quay nghịch và đồng thời đóng luôn các tiếp điểm phụ K2 (song song với nút ON2) để duy trì dòng điện luôn cung cấp cho cuộn dây K2 và mở tiếp điểm phu K2 thường đóng để khoá chéo cuộn dây K1 luôn luôn không có điện. Lúc này đèn H2 sáng báo hiệu động cơ đang quay nghịch. - Muốn chuyển đổi động cơ đang quay thuận qua nghịch hoặc ngược lại ta không cần phải nhấn nút OFF, vì khi ta nhấn ON1 thì OFF1 đã mở không cho điện vào K2 (hoặc khi ta nhấn ON2 thì OFF2 đã mở không cho điện vào K1) – mạch điều khiển đảo chiều quay trực tiếp. - Muốn dừng động cơ, ta nhấn nút OFF ngay lập tức cuộn dây K1 (quay thuận) hoặc K2 (quay nghịch) mất điện các tiếp điểm chính mở ra động cơ ngừng hoạt động, đồng thời tiếp điểm phụ (tiếp điểm duy trì–tiếp điểm song song với nút ON1, ON2) cũng mở ra ngắt dòng điện đi vào cuộn dây công tắc tơ cuộn dây K1 (quay thuận) hoặc K2 (quay nghịch). Lúc này đèn H1 hoặc H2 không sáng báo hiệu động cơ không hoạt động. -Nếu động cơ đang hoạt động, bị quá tải thì tiếp điểm phụ của rơ le nhiệt RN tác động ngắt điện đi vào công tắc tơ làm cho động cơ ngừng hoạt động, đồng thời đèn H3 sáng báo hiệu sự cố quá tải. - CB bảo vệ quá tải, ngắn mạch, quá áp - Khi có sự cố cần dừng khẩn, ta nhấn nút RS, mạch điện ngắt điện vào công tắc tơ làm cho động cơ ngừng hoạt động, đồng thời đèn H4 sáng báo hiệu có sự cố phải dừng khẩn. 3.1.3. Mạch điều khiển động cơ rôto lồng sóc qua hai cấp tốc độ kiểu /YY I. Khái niệm chung - Muốn tốc độ chậm ta nối điện 3 pha vào A, B, C và đồng thời để trống A1, B1, C1.
49 - Muốn tốc độ nhanh ta nối điện 3 pha vào A1, B1, C1 và đồng thời nối chung A, B, C lại với nhau. II. Mạch điều khiển sử dụng nút nhấn 1. Mạch động lực (mạch nhất thứ 2. Mạch điều khiển (mạch nhị thứ)
50 3. Mô tả mạch điện -Mạch động lực - L1L2L3: dòng điện 3 pha - CB: máy cắt dòng điện 3 pha - K1: tiếp điểm chính của công tắc tơ đóng tam giác (quay chậm) - K2 K3: tiếp điểm chính của công tắc tơ đóng sao kép (quay nhanh) - RN: tiếp điểm chính của rơ le nhiệt - M: động cơ 3 pha rô to lồng sóc -Mạch điều khiển - LN: dòng điện 1 pha - CB: máy cắt 1 pha - Rs: nút dừng khẩn cấp - RN: tiếp điểm phụ của rơ le nhiệt - ON1–OFF1:nút nhấn kép thường hở- thường đóng điều khiển quay chậm - ON2–OFF2:nút nhấn kép thường hở- thường đóng điều khiển quay nhanh - OFF: nút nhấn thường đóng điều khiển dừng - K1 (A1A2): cuộn dây công tắc tơ quay chậm - K2 (A1A2), K3 (A1A2): cuộn dây công tắc tơ quay nhanh - K1,K2,K3: các tiếp điểm phụ của công tắc tơ K1,K2,K3
51 - H1, H2, H3, H4, H5: các đèn báo hiệu 4. Giải thích - Khi chưa đóng CB 1 pha và CB 3 pha thì động cơ chưa hoạt động, vì mạch chưa được cung cấp điện. Các đèn báo hiệu chưa sáng. - Khi đóng CB 1 pha và CB 3 pha, đèn H5 sáng báo có nguồn điện vào mạch điều khiển. - Muốn động cơ quay chậm, ta nhấn nút ON1 ngay lập tức cuộn dây K1 có điện (lúc này OFF1 mở ra để đảm bảo K2 không được cung cấp điện). Khi đó các tiếp điểm chính K1 đóng lại động cơ quay thuận và đồng thời đóng luôn các tiếp điểm phụ K1(song song với nút ON1) để duy trì dòng điện luôn cung cấp cho cuộn dây K1 và mở tiếp điểm phụ K1 thường đóng để khoá chéo cuộn dây K2 luôn luôn không có điện. Lúc này đèn H1 sáng báo hiệu động cơ đang quay chậm. - Muốn động cơ quay nhanh, ta nhấn nút ON2 ngay lập tức cuộn dây K2 có điện (lúc này OFF2 mở ra để đảm bảo K1 không được cung cấp điện), kéo theo cuộn dây K3 có điện. Khi đó các tiếp điểm chính K2 và K3 đóng lại động cơ quay nhanh và đồng thời đóng luôn các tiếp điểm phụ K2 (song song với nút ON2) để duy trì dòng điện luôn cung cấp cho cuộn dây K2 , K3 và mở tiếp điểm phu K2 thường đóng để khoá chéo cuộn dây K1 luôn luôn không có điện. Lúc này đèn H2 sáng báo hiệu động cơ đang quay nhanh. - Muốn chuyển đổi động cơ đang quay chậm qua nhanh hoặc ngược lại ta nhấn trực tiếp ON1 thì OFF1 đã mở không cho điện vào K2, K3 (hoặc khi ta nhấn ON2 thì OFF2 đã mở không cho điện vào K1) – mạch điều khiển thay đổi tốc độ nhờ nút nhấn kép. - Muốn dừng động cơ, ta nhấn nút OFF ngay lập tức cuộn dây K1 (quay chậm) hoặc K2, K3 (quay nhanh) mất điện các tiếp điểm chính mở ra động cơ ngừng hoạt động, đồng thời tiếp điểm phụ (tiếp điểm duy trì –tiếp điểm song song với nút ON1, ON2) cũng mở ra ngắt dòng điện đi vào cuộn dây công tắc tơ cuộn dây K1 hoặc K2, K3. Lúc này đèn H1 hoặc H2 không sáng báo hiệu động cơ không hoạt động. -Nếu động cơ đang hoạt động, bị quá tải thì tiếp điểm phụ của rơ le nhiệt RN tác động ngắt điện đi vào công tắc tơ làm cho động cơ ngừng hoạt động, đồng thời đèn H3 sáng báo hiệu sự cố quá tải. - CB bảo vệ quá tải, ngắn mạch, quá áp - Khi có sự cố cần dừng khẩn, ta nhấn nút RS, mạch điện ngắt điện vào công tắc tơ làm cho động cơ ngừng hoạt động, đồng thời đèn H4 sáng báo hiệu có sự cố phải dừng khẩn
52 3.1.4. Nội dung thực hành: Bài 1: Lắp mạch điều khiển khởi động động cơ điện ba pha bằng khởi động từ đơn a. Sơ đồ mạch :  Sơ đồ nối dây mạch động lực
53 b. Quy trình kỹ thuật lắp mạch điều khiển khởi động động cơ điện ba pha bằng khởi động từ đơn Dụng cụ, Nội dung công việc Yêu cầu kỹ thuật thiết bị Bước 1:Tìm hiểu cấu tạo thực tế và - Các tiếp điểm tiếp xúc Đồng hồ các thông số kỹ thuật cơ bản của tốt. vạn năng thiết bị như: - Cuộn dây còn tốt, thông V.O.M - Điện áp và dòng điện định mức. mạch.Đúng điện áp, đúng - Tình trạng hoạt động của thiết bị ( dòng điện định mức. tốt hay hỏng ) Bước 2: Lắp đặt thiết bị điện vào - Lắp đặt các thiết bị điện Panel lắp panel điện, đấu mạch điện theo sơ chắc chăn, là đầu cốt và đặt thiết đồ nguyên lý: đấu dây phải đảm bảo tiếp bị điện, áp - Đấu mạch động lực theo thứ tự từ xúc tốt tô mát, cầu chì, công tắc tơ, rơ le nhiệt - Thao tác chính xác cầu dao, bót đấu dây nối đến động cơ. - Đúng sơ đồ cầu chì, - Đấu mạch điều khiển theo thứ tự dây dẫn, từ cầu chì, bộ nút nhấn, tiếp điểm công tắc thường đóng của rơ le nhiệt, cuộn tơ, rơ le hút công tắc tơ, dây trung tính ( với nhiệt, nút cuộn hút 220V ~ ). nhấn, động cơ điện 3 pha, kềm cắt dây điện, kềm bấm đầu cốt, tua vít 3 ke, tua vít det Bước 3: Kiểm tra nguội theo các - Thao tác chính xác Đồng hồ bước sau: - Đúng sơ đồ vạn năng - Kiểm tra mạch động lực. V.O.M + Ấn vào núm của công tắc tơ, đo lần lượt các cặp pha bằng đồng hồ vạn năng để thang điện trở x 1, đồng hồ chỉ giá trị điện trở giữa hai đầu
54 cực ra dây động cơ. - Kiểm tra mạch điều khiển: + Đặt que đo của ôm mét vào hai đầu mạch điều khiển, mạch điều khiển sẽ nối đúng nếu ôm mét chỉ giá trị “ ” khi chưa tác động và chỉ giá trị tương đương với điện trở cuộn hút của công tắc tơ trong các trường hợp sau: + Ấn nút PB1. + Ấn vào núm của công tắc tơ ( để đóng tiếp điểm duy trì ). Bước 4: Hoạt động thử theo các Mạch hoạt động tốt, đúng bước sau: nguyên lý. - Nối dây nguồn. - Đóng áp tô mát nguồn. - Ấn nút PB1 quan sát hoạt động của động cơ. - Ấn nút PB0 dừng động cơ. - Cắt áp tô mát. - Theo dõi hoạt động của động cơ c. Hiện tượng, nguyên nhân và cách khắc phục sự cố Cách TT Hiện tượng Nguyên nhân khắc phục 1 Nhấn nút nhấn mạch hoạt Tiếp điểm duy trì tiếp xúc Kiểm tra động; buông tay mạch mất không tốt hoặc chưa đ6ú và đấu lại điện. tiếp điểm duy trì tiếp điểm duy trì 2 Mạch điều khiển có điện Chưa cấp nguồn cho mạch Đóng cầu nhưng động cơ không chạy động lực. Hoặc rơ le nhiệt dao mạch bị hỏng động lực hoặc thay rơ le nhiệt 3 Khởi động động cơ chạy nhưng Đấu dây mạch động lực Kiểm tra phát ra tiếng kêu lớn không chặt dẫn đến mất lại mạch
55 pha cấp vào động cơ. động lực và đấu nối lại cho chắc chắn Bài 2: : Mạch điều khiển động cơ KĐB 3 pha quay hai chiều dùng khởi động từ kép a. Sơ đồ mạch :  Sơ đồ nối dây mạch động lực
56 b. Quy trình kỹ thuật lắp mạch điều khiển động cơ KĐB 3 pha quay hai chiều dùng khởi động từ kép Dụng cụ, thiết Nội dung công việc Yêu cầu kỹ thuật bị Bước 1: Tìm hiểu cấu tạo thực tế - Các tiếp điểm tiếp Đồng hồ vạn và các thông số kỹ thuật cơ bản xúc tốt. năng V.O.M của thiết bị trong mạch điện - Cuộn dây còn tốt, thông mạch. Đúng điện áp, đúng dòng điện định mức. Bước 2: Lắp đặt các thiết bị điện - Lắp đặt các thiết bị Panel lắp đặt vào panel điện, đấu mạch điện điện chắc chắn, làm thiết bị điện, áp theo sơ đồ nguyên lý. đầu cốt và đấu dây tô mát 3 pha, cầu - Đấu mạch động lực phải đảm bảo điều dao, cầu chì, dây - Đấu mạch điều khiển kiện tiếp xúc tốt, an dẫn, công tắc tơ, toàn rơ le nhiệt, nút - Thao tác chính xác nhấn, động cơ
57 - Đúng sơ đồ điện 3 pha, kềm cắt dây điện, kềm bấn đầu cốt, tua vít 3 ke, tua vít dẹt, bịt đầu cốt Bước 3: Kiểm tra nguội theo các - Thao tác chính xác Đồng hồ vạn bước sau: - Đúng sơ đồ năng V.O.M - Kiểm tra mạch động lực. - Kiểm tra mạch điều khiển. + Đặt que đo của ôm mét vào hai đầu mạch điều khiển, mạch điều khiển sẽ nối đúng nếu ôm mét chỉ giá trị “ ” khi chưa tác động và chỉ giá trị tương đương với điện trở cuộn hút của công tắc tơ trong các trường hợp sau: + Ấn nút PB1. + Ấn nút PB2. + Ấn vào núm của công tắc tơ ( để đóng tiếp điểm duy trì ). Bước 4: Hoạt động thử theo các Mạch hoạt động tốt, bước sau: đúng nguyên lý. - Nối dây nguồn. - Đóng áp tô mát nguồn. - Vận hành động cơ quay theo chiều thuận: + Ấn nút PB1. + Dừng động cơ. + Ấn nút PB0. - Vận hành động cơ quay theo chiều ngược lại: + Ấn nút PB2. + Dừng động cơ. + Ấn nút PB0. - Cắt áp tô mát. Theo dõi hoạt động của động cơ.
58 c. Hiện tượng, nguyên nhân và cách khắc phục sự cố TT Hiện tượng Nguyên nhân Cách khắc phục 1 Mạch điều khiển làm việc tốt - Đấu sai mạch động Kiểm tra và đấu nhưng động cơ không quay lực. lại tiếp điểm duy - Đấu dây mạch động trì. lực tiếp xúc không tốt - Chưa cấp nguồn cho mạch động lực. 2 Động cơ quay nhưng một Các đầu dây tiếp xúc Kiểm tra lại thời gian dừng không đảo không tốt mạch động lực chiều và đấu nối lại cho chắc chắn 3 Khởi động động cơ chạy Đấu dây mạch động Kiểm tra lại nhưng phát ra tiếng kêu lớn lực không chặt dẫn mạch động lực đến mất pha cấp vào và đấu nối lại động cơ. cho chắc chắn 3.2. Các mạch mở máy gián tiếp. 3.2.1.Dùng điện kháng nối tiếp vào mạch stato. 1. Mạch động lực (mạch nhất thứ)
59 2. Mạch điều khiển (mạch nhị thứ) 3. Mô tả mạch điện -Mạch động lực - L1L2L3: dòng điện 3 pha - CB: máy cắt dòng điện 3 pha - K1 :công tắc tơ đóng điện có cuộn kháng - K2: công tắc tơ đóng điện không có cuộn kháng - RN: tiếp điểm chính của rơ le nhiệt - M: động cơ 3 pha rô to lồng sóc -Mạch điều khiển - LN: dòng điện 1 pha - CB: máy cắt 1 pha - Rs: nút dừng khẩn cấp - RN: tiếp điểm phụ của rơ le nhiệt - ON1 :nút nhấn đơn thường hở - ON2 :nút nhấn đơn thường hở - OFF: nút nhấn thường đóng điều khiển dừng - K1 (A1A2):cuộn dây công tắc tơ - K2 (A1A2): cuộn dây công tắc tơ - K1, K2 : các tiếp điểm phụ của công tắc tơ K1, K2
60 - H1, H2, H3, H4, H5: các đèn báo hiệu - 4. Giải thích - Khi chưa đóng CB 1 pha và CB 3 pha thì động cơ chưa hoạt động, vì mạch chưa được cung cấp điện. Các đèn báo hiệu chưa sáng. - Khi đóng CB 1 pha và CB 3 pha, đèn H5 sáng báo có nguồn điện vào mạch điều khiển. - Muốn động cơ quay chậm (chế độ có nối cuộn kháng) ta nhấn nút ON2 ngay lập tức cuộn dây K2 có điện. Khi đó các tiếp điểm chính K2 đóng lại động cơ quay chế độ chạy chậm và đồng thời đóng luôn các tiếp điểm phụ K2 (song song với nút ON2) để duy trì dòng điện luôn cung cấp cho cuộn dây K2 . Lúc này đèn H2 sáng báo hiệu động cơ đang quay chế độ chậm (do nối tiếp cuộn kháng). - Muốn động cơ quay nhanh, ta nhấn nút ON1 ngay lập tức cuộn dây K1 có điện. Khi đó các tiếp điểm chính K1 đóng lại động cơ quay chế độ nhanh hơn (do ngắn mạch cuộn kháng, nên dòng điện 3 pha không khi qua K2 mà đi qua K1) và đồng thời đóng luôn các tiếp điểm phụ K1 (song song với nút ON1) để duy trì dòng điện luôn cung cấp cho cuộn dây K1. Lúc này đèn H1 sáng báo hiệu động cơ đang quay chế độ nhanh (đã mở máy xong). - Muốn dừng động cơ, ta nhấn nút OFF ngay lập tức cuộn dây K1, K2 mất điện các tiếp điểm chính mở ra động cơ ngừng hoạt động, đồng thời tiếp điểm phụ (tiếp điểm duy trì –tiếp điểm song song với nút ON1, ON2) cũng mở ra ngắt dòng điện đi vào các cuộn dây công tắc tơ. Lúc này đèn H1 hoặc H2 không sáng báo hiệu động cơ không hoạt động. -Nếu động cơ đang hoạt động, bị quá tải thì tiếp điểm phụ của rơ le nhiệt RN tác động ngắt điện đi vào công tắc tơ làm cho động cơ ngừng hoạt động, đồng thời đèn H3 sáng báo hiệu sự cố quá tải. - CB bảo vệ quá tải, ngắn mạch, quá áp - Khi có sự cố cần dừng khẩn, ta nhấn nút RS, mạch điện ngắt điện vào công tắc tơ làm cho động cơ ngừng hoạt động, đồng thời đèn H4 sáng báo hiệu có sự cố phải dừng khẩn. 3.2.2. Dùng máy biến áp tự ngẫu 1. Mạch động lực (mạch nhất thứ)
61 2. Mạch điều khiển (mạch nhị thứ) 3. Mô tả mạch điện -Mạch động lực - L1L2L3: dòng điện 3 pha - CB: máy cắt dòng điện 3 pha - K1 :công tắc tơ đóng điện có máy biến áp - K2: công tắc tơ đóng điện không có máy biến áp (trực tiếp) - RN: tiếp điểm chính của rơ le nhiệt
62 - M: động cơ 3 pha rô to lồng sóc -Mạch điều khiển - LN: dòng điện 1 pha - CB: máy cắt 1 pha - Rs: nút dừng khẩn cấp - RN: tiếp điểm phụ của rơ le nhiệt - ON1 :nút nhấn đơn thường hở - ON2 :nút nhấn đơn thường hở - OFF: nút nhấn thường đóng điều khiển dừng - K1 (A1A2):cuộn dây công tắc tơ - K2 (A1A2): cuộn dây công tắc tơ - K1, K2 : các tiếp điểm phụ của công tắc tơ K1, K2 - H1, H2, H3, H4, H5: các đèn báo hiệu 4. Giải thích - Khi chưa đóng CB 1 pha và CB 3 pha thì động cơ chưa hoạt động, vì mạch chưa được cung cấp điện. Các đèn báo hiệu chưa sáng. - Khi đóng CB 1 pha và CB 3 pha, đèn H5 sáng báo có nguồn điện vào mạch điều khiển. - Muốn động cơ quay chậm (chế độ có nối máy biến áp) ta nhấn nút ON2 ngay lập tức cuộn dây K2 có điện. Khi đó các tiếp điểm chính K2 đóng lại động cơ quay chế độ chạy chậm và đồng thời đóng luôn các tiếp điểm phụ K2 (song song với nút ON2) để duy trì dòng điện luôn cung cấp cho cuộn dây K2 (lúc này ta có thể điều chỉnh máy biến áp để thay đổi tốc độ). Lúc này đèn H2 sáng báo hiệu động cơ đang quay chế độ chậm (do nối tiếp cuộn kháng). - Muốn động cơ quay nhanh, ta nhấn nút ON1 ngay lập tức cuộn dây K1 có điện. Khi đó các tiếp điểm chính K1 đóng lại động cơ quay chế độ nhanh hơn (do ngắn mạch máy biến áp, nên dòng điện 3 pha không khi qua K2 mà đi qua K1, lúc này động cơ chạy trực tiếp băng với điện áp định mức) và đồng thời đóng luôn các tiếp điểm phụ K1 (song song với nút ON1) để duy trì dòng điện luôn cung cấp cho cuộn dây K1. Lúc này đèn H1 sáng báo hiệu động cơ đang quay chế độ nhanh (đã mở máy xong). - Muốn dừng động cơ, ta nhấn nút OFF ngay lập tức cuộn dây K1, K2 mất điện các tiếp điểm chính mở ra động cơ ngừng hoạt động, đồng thời tiếp điểm phụ (tiếp điểm duy trì –tiếp điểm song song với nút ON1, ON2) cũng mở ra ngắt dòng điện đi vào các cuộn dây công tắc tơ. Lúc này đèn H1 hoặc H2 không sáng báo hiệu động cơ không hoạt động.
63 -Nếu động cơ đang hoạt động, bị quá tải thì tiếp điểm phụ của rơ le nhiệt RN tác động ngắt điện đi vào công tắc tơ làm cho động cơ ngừng hoạt động, đồng thời đèn H3 sáng báo hiệu sự cố quá tải. - CB bảo vệ quá tải, ngắn mạch, quá áp - Khi có sự cố cần dừng khẩn, ta nhấn nút RS, mạch điện ngắt điện vào công tắc tơ làm cho động cơ ngừng hoạt động, đồng thời đèn H4 sáng báo hiệu có sự cố phải dừng khẩn. 3.2.3. Phương pháp đổi nối sao–tam giác 1. Mạch động lực (mạch nhất thứ) 2. Mạch điều khiển (mạch nhị thứ)
64 3. Mô tả mạch điện -Mạch động lực - L1L2L3: dòng điện 3 pha - CB: máy cắt dòng điện 3 pha - K1 :công tắc tơ đóng điện - K2: công tắc tơ chạy sao - K3: công tắc tơ chạy tam giác - RN: tiếp điểm chính của rơ le nhiệt - M: động cơ 3 pha rô to lồng sóc -Mạch điều khiển - LN: dòng điện 1 pha - CB: máy cắt 1 pha - Rs: nút dừng khẩn cấp - RN: tiếp điểm phụ của rơ le nhiệt - ON1 – OFF1:nút nhấn kép thường hở- thường đóng điều khiển chạy sao - ON2 – OFF2:nút nhấn kép thường hở- thường đóng điều khiển chạy tam giác - OFF: nút nhấn thường đóng điều khiển dừng - K1 (A1A2):cuộn dây công tắc tơ đóng điện - K2 (A1A2): cuộn dây công tắc tơ chạy sao - K3 (A1A2): cuộn dây công tắc tơ chạy tam giác - K1, K2 , K3: các tiếp điểm phụ của công tắc tơ K1, K2 , K3 - H1, H2, H3, H4, H5: các đèn báo hiệu 4. Giải thích - Khi chưa đóng CB 1 pha và CB 3 pha thì động cơ chưa hoạt động, vì mạch chưa được cung cấp điện. Các đèn báo hiệu chưa sáng.
65 - Khi đóng CB 1 pha và CB 3 pha, đèn H5 sáng báo có nguồn điện vào mạch điều khiển. - Muốn động cơ quay chậm (chế độ đấu sao), ta nhấn nút ON1 ngay lập tức cuộn dây K2 có điện (lúc này OFF1 mở ra để đảm bảo K3 không được cung cấp điện). Khi đó các tiếp điểm chính K2 và K1 đóng lại động cơ quay chế độ sao và đồng thời đóng luôn các tiếp điểm phụ K1 và K2 (song song với nút ON1) để duy trì dòng điện luôn cung cấp cho cuộn dây K2 và K1 và mở tiếp điểm phụ K2 thường đóng để khoá chéo cuộn dây K3 luôn luôn không có điện. Lúc này đèn H1 sáng báo hiệu động cơ đang quay chế độ sao. - Muốn động cơ quay nhanh, ta nhấn nút ON2 ngay lập tức cuộn dây K3 có điện (lúc này OFF2 mở ra để đảm bảo K2 không được cung cấp điện, còn K1 vẫn còn duy trì điện). Khi đó các tiếp điểm chính K3 đóng lại động cơ quay chế độ tam giác và đồng thời đóng luôn các tiếp điểm phụ K3 (song song với nút ON2) để duy trì dòng điện luôn cung cấp cho cuộn dây K3 và mở tiếp điểm phu K3 thường đóng để khoá chéo cuộn dây K2 luôn luôn không có điện. Lúc này đèn H2 sáng báo hiệu động cơ đang quay chế độ tam giác. - Ta muốn chuyển đổi lại tốc độ động cơ đang quay nhanh qua quay chậm (rồi ngược lại), ta nhấn ON1 thì OFF1 đã mở không cho điện vào K3 (hoặc khi ta nhấn ON2 thì OFF2 đã mở không cho điện vào K2) còn K1 luôn luôn đóng điện từ đầu –với điều kiện ban đầu ta phải mở máy sao –tam giác. - Muốn dừng động cơ, ta nhấn nút OFF ngay lập tức cuộn dây K1 K2 hoặc K1 K3 mất điện các tiếp điểm chính mở ra động cơ ngừng hoạt động, đồng thời tiếp điểm phụ (tiếp điểm duy trì –tiếp điểm song song với nút ON1, ON2) cũng mở ra ngắt dòng điện đi vào các cuộn dây công tắc tơ. Lúc này đèn H1 hoặc H2 không sáng báo hiệu động cơ không hoạt động. -Nếu động cơ đang hoạt động, bị quá tải thì tiếp điểm phụ của rơ le nhiệt RN tác động ngắt điện đi vào công tắc tơ làm cho động cơ ngừng hoạt động, đồng thời đèn H3 sáng báo hiệu sự cố quá tải. - CB bảo vệ quá tải, ngắn mạch, quá áp - Khi có sự cố cần dừng khẩn, ta nhấn nút RS, mạch điện ngắt điện vào công tắc tơ làm cho động cơ ngừng hoạt động, đồng thời đèn H4 sáng báo hiệu có sự cố phải dừng khẩn. 3.2.4. Nối tiếp điện trở vào rôto (đối với động cơ rôto dây quấn): 1. Mạch động lực
66 3. Mạch điều khiển 3. Mô tả mạch điện -Mạch động lực - L1L2L3: dòng điện 3 pha - CB: máy cắt dòng điện 3 pha - K1: tiếp điểm chính của công tắc tơ - K2 : tiếp điểm chính của công tắc tơ - K3 : tiếp điểm chính của công tắc tơ - RN:tiếp điểm chính của rơ le nhiệt - M: động cơ 3 pha rô to lồng sóc -Mạch điều khiển
67 - LN: dòng điện 1 pha - CB: máy cắt 1 pha - Rs: nút dừng khẩn cấp - RN: tiếp điểm phụ của rơ le nhiệt - ON2 :nút nhấn đơn thường hở - ON4 :nút nhấn đơn thường hở - OFF1:nút nhấn đơn thường đóng - OFF3 :nút nhấn đơn thường đóng - OFF: nút nhấn thường đóng điều khiển dừng - K1 (A1A2): cuộn dây công tắc tơ - K2 (A1A2): cuộn dây công tắc tơ - K3 (A1A2): cuộn dây công tắc tơ - K1,K2,K3: các tiếp điểm phụ của công tắc tơ K1,K2,K3 - H1, H2, H3, H4, H5, H6: : các đèn báo hiệu 4. Giải thích - Khi chưa đóng CB 1 pha và CB 3 pha thì động cơ chưa hoạt động, vì mạch chưa được cung cấp điện. Các đèn báo hiệu chưa sáng. - Khi đóng CB 1 pha và CB 3 pha, đèn H6 sáng báo có nguồn điện vào mạch điều khiển. - Muốn động cơ hoạt động, ta nhấn nút ON1, K1 có điện, H1 sáng. Một khoảng thời gian sau ta nhấn ON2 để đóng K2, H2 sáng, và cuối cùng ta nhấn ON3 để đóng K3, H3 sáng và quá trình mở máy kết thúc. Lúc này đèn H3 sáng báo hiệu động cơ đã mở máy xong qua 2 cấp điện trở. - Muốn dừng động cơ, ta nhấn nút OFF điện ngừng cung cấp vào cuộn dây công tắc tơ động cơ ngừng hoạt động. Lúc này đèn H3 không sáng báo hiệu động cơ ngừng hoạt động. -Nếu động cơ đang hoạt động, bị quá tải thì tiếp điểm phụ của rơ le nhiệt RN tác động ngắt điện đi vào công tắc tơ làm cho động cơ ngừng hoạt động, đồng thời đèn H4 sáng báo hiệu sự cố quá tải. - CB bảo vệ quá tải, ngắn mạch, quá áp - Khi có sự cố cần dừng khẩn, ta nhấn nút RS, mạch điện ngắt điện vào công tắc tơ làm cho động cơ ngừng hoạt động, đồng thời đèn H5 sáng báo hiệu có sự cố phải dừng khẩn. 3.2.5. Nội dung thực hành: Bài 1: Lắp mạch điều khiển khởi động động cơ xoay chiều KĐB 3 pha khởi động qua cuộn kháng a. Sơ đồ mạch :
68 b. Quy trình kỹ thuật lắp mạch điều khiển khởi động động cơ xoay chiều KĐB 3 pha khởi động qua cuộn kháng Thiết bị và Nội dung công việc Yêu cầu kỹ thuật dụng cụ Bước 1:Tìm hiểu cấu tạo thực tế - Các tiếp điểm tiếp xúc Đồng hồ và các thông số kỹ thuật cơ bản tốt. vạn năng của thiết bị như: - Cuộn dây còn tốt, thông V.O.M - Điện áp và dòng điện định mức. mạch.Đúng điện áp, đúng - Tình trạng hoạt động của thiết dòng điện định mức. bị ( tốt hay hỏng ) Bước 2: Lắp đặt các thiết bị điện - Lắp đặt các thiết bị điện Panel lắp vào panel điện, đấu mạch điện chắc chắn, làm đầu cốt và đặt thiết bị theo sơ đồ nguyên lý: nối dây nối phải đảm bảo điện , dây - Đấu mạch động lực. điều kiện tiếp xúc tốt và dẫn, công - Đấu mạch điều khiển an toàn tắc tơ, rơ le - Thao tác chính xác thời gian, - Đúng sơ đồ nút nhấn, cầu dao, cầu chì, kềm cắt dây điện, kềm bấn đầu cốt, Tua
69 vít dẹt, tua vít 3 ke, động cơ điện, trở kháng Bước 3: Kiểm tra nguội theo các - Thao tác chính xác Đồng hồ bước sau: - Đúng sơ đồ vạn năng - Kiểm tra mạch động lực. V.O.M + Ấn vào núm của công tắc tơ, đo lần lượt các cặp pha bằng đồng hồ vạn năng để thang điện trở x1, đồng hồ chỉ giá trị điện trở giữa hai đầu cực ra dây động cơ. - Kiểm tra mạch điều khiển: + Đặt que đo của ôm mét vào hai đầu mạch điều khiển, mạch điều khiển sẽ nối đúng nếu ôm mét chỉ giá trị “ ” khi chưa tác động và chỉ giá trị tương đương với điện trở cuộn hút của công tắc tơ trong các trường hợp sau: + Ấn nút PB1. + Ấn vào núm của công tắc tơ ( để đóng tiếp điểm duy trì ). Bước 4: Hoạt động thử theo các Mạch hoạt động tốt, đúng bước sau: nguyên lý. - Nối dây nguồn. - Đóng áp tô mát nguồn. - Ấn nút PB1 quan sát hoạt động của động cơ. - Ấn nút PB0 dừng động cơ. - Cắt áp tô mát. - Theo dõi hoạt động của động cơ c. Hiện tượng, nguyên nhân và cách khắc phục sự cố Nguyên nhân Cách khắc TT Hiện tượng phục
70 1 Mạch không hoạt động - Chưa cấp nguồn cho Kiểm tra, mạch đóng điện - Các dây tiếp xúc không cho mạch. tốt Đấu lại 2 Khởi động động cơ chạy Đấu dây mạch động lực Kiểm tra lại nhưng phát ra tiếng kêu lớn không chặt dẫn đến mất mạch động pha cấp vào động cơ. lực và đấu nối lại cho chắc chắn 3 Khởi động động cơ chạy Chưa cài đặt thời gian cho Cài đặt thời nhưng tốc độ động cơ rơ le gian cho rơ không thay đổi le Bài 2: Mạch điện khởi động sao – tam giác cho động cơ xoay chiều KĐB 3 pha a. Sơ đồ mạch :  Sơ đồ nối dây mạch động lực
71 b. Quy trình kỹ thuật lắp mạch điện khởi động sao – tam giác cho động cơ xoay chiều KĐB 3 pha Thiết bị và Nội dung công việc Yêu cầu kỹ thuật dụng cụ Bước 1:Tìm hiểu cấu tạo thực tế - Các tiếp điểm tiếp xúc Đồng hồ và các thông số kỹ thuật cơ bản tốt. vạn năng của thiết bị như: - Cuộn dây còn tốt, thông V.O.M - Điện áp và dòng điện định mức. mạch.Đúng điện áp, đúng - Tình trạng hoạt động của thiết dòng điện định mức. bị ( tốt hay hỏng ) Bước 2: Lắp đặt các thiết bị điện - Lắp đặt các thiết bị điện Panel lắp vào panel điện, đấu mạch điện chắc chắn, làm đầu cốt và đặt thiết bị theo sơ đồ nguyên lý: nối dây nối phải đảm bảo điện , dây - Đấu mạch động lực. điều kiện tiếp xúc tốt và dẫn, công - Đấu mạch điều khiển an toàn tắc tơ, rơ le - Thao tác chính xác thời gian, - Đúng sơ đồ nút nhấn, cầu dao, cầu chì, kềm cắt dây điện, kềm bấn đầu cốt, Tua
72 vít dẹt, tua vít 3 ke, động cơ điện, trở kháng Bước 3: Kiểm tra nguội theo các - Thao tác chính xác Đồng hồ bước sau: - Đúng sơ đồ vạn năng - Kiểm tra mạch động lực. V.O.M + Ấn vào núm của công tắc tơ, đo lần lượt các cặp pha bằng đồng hồ vạn năng để thang điện trở x1, đồng hồ chỉ giá trị điện trở giữa hai đầu cực ra dây động cơ. - Kiểm tra mạch điều khiển: + Đặt que đo của ôm mét vào hai đầu mạch điều khiển, mạch điều khiển sẽ nối đúng nếu ôm mét chỉ giá trị “ ” khi chưa tác động và chỉ giá trị tương đương với điện trở cuộn hút của công tắc tơ trong các trường hợp sau: + Ấn nút S1. + Ấn vào núm của công tắc tơ ( để đóng tiếp điểm duy trì ). Bước 4: Hoạt động thử theo các Mạch hoạt động tốt, đúng bước sau: nguyên lý. - Nối dây nguồn. - Đóng áp tô mát nguồn. - Nhấn nút S1 động cơ hoạt động quay ở chế độ Y báo đèn H1. Sau đó nhấn nút S2 động cơ hoạt quay ở chế độ Δ báo đèn H2. Nhấn nút S0 động cơ dừng. - Khi động cơ đang hoạt động nếu bị quá tải, động cơ phải dừng và báo đèn H3.
73 c. Hiện tượng, nguyên nhân và cách khắc phục sự cố Nguyên nhân Cách khắc TT Hiện tượng phục 1 Mạch không hoạt động - Chưa cấp nguồn cho Kiểm tra, mạch đóng điện - Các dây tiếp xúc không cho mạch. tốt Đấu lại 2 Khởi động động cơ chạy Đấu dây mạch động lực Kiểm tra lại nhưng phát ra tiếng kêu lớn không chặt dẫn đến mất mạch động pha cấp vào động cơ. lực và đấu nối lại cho chắc chắn 3 Khởi động động cơ chạy Chưa cài đặt thời gian cho Cài đặt thời nhưng tốc độ động cơ rơ le gian cho rơ không thay đổi le 3.3 Các mạch hãm dừng động cơ. 3.3.1. Hãm động năng I. Khái niệm chung - Vì động cơ khi dừng vẫn còn quán tính nên vẫn còn chạy sẽ gây khó khăn trong một số máy công cụ hay trong các băng tải công nghiệp, nên cần phải dừng động cơ tức thời. Người ta dùng phương pháp hãm động năng là dùng dòng điện một chiều đưa vào động cơ lúc động cơ ngừng hoạt động (nhưng vẫn còn quay do động cơ vẫn còn quán tính) để sinh ra từ trường ngược so với từ trường do còn quán tính của động cơ, làm triệt tiêu nên động cơ sẽ dừng tức thời. II. Hãm động năng cho động cơ một chiều quay 1. Mạch động lực (sơ đồ nhất thứ)
74 2. Mạch điều khiển (sơ đồ nhị thứ)
75 3.3.2. Hãm tái sinh I. Khái niệm chung - Hãm điện (hay còn gọi là hãm từ) là phương pháp dùng nam châm để hút giữ trục rôto hay cơ cấu liên động về cơ khí với trục rôto trong một thời gian ngắn (thường bằng thời gian nhấn nút dừng) khi động cơ dừng hoạt động nhưng vẫn còn quay do quán tính. II. Mạch hãm cho động cơ một chiều quay 1. Mạch động lực (mạch lực) 2. Mạch điều khiển (mạch điều khiển)
76 3.3.3. Hãm ngược I. Khái niệm chung - Để dừng động cơ tức thời người ta dùng rơ le tốc độ PCK để đảo chiều quay tức thì để động cơ có tốc độ về không. Rơ le tốc độ được gắn trên trục rôto của động cơ, sẽ đóng mở tiếp điểm khi mà tốc độ đạt được từ (10–15)% tốc độ định mức của động cơ. Khi đó nó sẽ chuyển tiếp điểm đóng thành mở và ngược lại. Tùy theo chiều quay của động cơ mà tiếp điểm thuận hay nghịch sẽ tác động. Thường người ta sử dụng hãm ngược cho động cơ quay thuận nghịch. II. Mạch hãm động cơ đảo chiều quay 1. Mạch động lực
77 2. Mạch điều khiển
78 3.3.4. Nội dung thực hành: Bài 1: Lắp mạch điều khiển hãm động năng động cơ KĐB 3 pha ( Dùng nguồn một chiều ) a. Sơ đồ mạch : b. Quy trình kỹ thuật lắp mạch điều khiển hãm động năng động cơ KĐB 3 pha ( Dùng nguồn một chiều ) Dụng cụ, Nội dung công việc Yêu cầu kỹ thuật thiết bị Bước 1: Tìm hiểu cấu tạo thực - Các tiếp điểm tiếp xúc Đồng hồ tế và các thông số kỹ thuật cơ tốt. vạn năng bản của thiết bị trong mạch điện - Cuộn dây còn tốt, thông V.O.M mạch.Đúng điện áp, đúng dòng điện định mức. Bước 2: Lắp đặt các thiết bị điện - chắc chắn, làm đầu cốt Panel lắp vào panel điện, đấu mạch điện và nối dây nối phải đảm đặt thiết bị theo sơ đồ nguyên lý. bảo điều kiện tiếp xúc tốt điện, dây - Mạch động lực và an toàn dẫn, đầu - Mạch điều khiển - Thao tác chính xác cốt, bịt đầu - Đúng sơ đồ cốt, băng keo, công tắc tơ, rơle
79 nhiệt, rơle thời gian, đồng hồ Ampe kế, vôn kế, cầu dao, cầu chì, động cơ 3 pha, kềm cắt, kềm ép đầu cốt, tua vít 3 ke, tua vít dẹt, Bước 3: Kiểm tra nguội - Thao tác chính xác Đồng hồ - Đúng sơ đồ vạn năng V.O.M Bước 4:: Hoạt động thử lần 1: Mạch hoạt động tốt, đúng - Nối dây nguồn. nguyên lý. - Đóng áp tô mát nguồn. - Mở máy động cơ: Ấn nút PB1. - Dừng động cơ: Ấn nút PB0. - Cắt áp tô mát. Bước 5: Hoạt động thử lần hai Mạch hoạt động tốt, đúng theo các bước sau: nguyên lý. - Mắc đồng hồ A,V để đo điện áp và dòng điện hãm -Đóng áp tô mát nguồn - Mở máy động cơ: + Ấn nút PB1. + Theo dõi hoạt động của động cơ: A, V và động cơ điện . - Thay đổi điện áp hãm, lặp lại bước 5 c. Hiện tượng, nguyên nhân và cách khắc phục sự cố Nguyên nhân Cách khắc TT Hiện tượng phục 1 Mạch không hoạt động - Chưa cấp nguồn cho Kiểm tra, mạch đóng điện
80 - Các dây tiếp xúc không cho mạch. tốt Đấu lại 2 Khi động cơ dừng hẳn mà - Đấu nhầm tiếp điểm - Kiểm tra và vẫn có dòng điện một ( 8-5 ) thành ( 1-4) của rơ đấu nối lại chiều vào động cơ le thời gian cho chắc - Để thời gian của rơ le chắn thời gian quá dài - Chỉnh lại thời gian của rơ le thời gian 3 Khởi động động cơ chạy Đấu dây mạch động lực Kiểm tra lại nhưng phát ra tiếng kêu không chặt dẫn đến mất mạch động lớn pha cấp vào động cơ. lực và đấu nối lại cho chắc chắn Bài 2: Lắp mạch điều khiển mạch điện hãm ngược động cơ KĐB 3 pha (Hãm ngược dùng Timer) a. Sơ đồ mạch : b. Quy trình kỹ thuật lắp mạch điều khiển mạch điện hãm ngược động cơ KĐB 3 pha (Hãm ngược dùng Timer) Nội dung công việc Yêu cầu kỹ thuật Dụng cụ, thiết
81 bị Bước 1: Tìm hiểu cấu tạo thực tế - Các tiếp điểm tiếp xúc Đồng hồ vạn và các thông số kỹ thuật cơ bản tốt. năng V.O.M của thiết bị trong mạch điện - Cuộn dây còn tốt, thông mạch. Đúng điện áp, đúng dòng điện định mức. Bước 2: Lắp đặt các thiết bị điện - Lắp đặt các thiết bị Panel lắp đặt vào panel điện, đấu mạch điện điện chắc chắn, làm đầu thiết bị điện, dây theo sơ đồ nguyên lý. cốt và nối dây nối phải dẫn, đầu cốt, bịt - Mạch động lực, mạch điều khiển đảm bảo điều kiện tiếp đầu cốt, băng xúc tốt và an toàn keo, công tắc tơ, - Thao tác chính xác rơle nhiệt, rơle - Đúng sơ đồ thời gian, cầu dao, cầu chì, động cơ 3 pha, kềm cắt dây điện, tua vít dẹt, tua vít 3 ke, Bước 3: Kiểm tra nguội - Thao tác chính xác Đồng hồ vạn - Đúng sơ đồ năng V.O.M Bước 4:: Hoạt động thử: Mạch hoạt động tốt, - Nối dây nguồn. đúng nguyên lý. - Đóng áp tô mát nguồn. - Mở máy động cơ: Ấn nút PB1. - Dừng động cơ: Ấn nút PB0. - Cắt cầu dao - Cắt áp tô mát. c. Hiện tượng, nguyên nhân và cách khắc phục sự cố TT Hiện tượng Nguyên nhân Cách khắc phục 1 Mạch không hoạt động - Chưa cấp nguồn cho Kiểm tra, đóng mạch điện cho mạch. - Các dây tiếp xúc Đấu lại không tốt 2 Khi nhấn nút PB0 không xảy - Tiếp điểm của rơ le - Kiểm tra và ra quá trình hãm ngược thời gian tiếp xúc không đấu nối lại cho
82 tốt chắc chắn 3 Động cơ quay ngược lâu - Để thời gian của rơ le - Chỉnh lại thời thời gian quá dài gian của rơ le thời gian 4. Tự động khống chế động cơ khụng đồng bộ ro-to dây quấn. 4.1. Khống chế truyền động điện theo nguyên tắc dong điện Nội dung nguyên tắc - Dòng điện phần ứng của động cơ truyền động là thông số quan trọng xác định trạng thái làm việc của truyền động điện. Khi động cơ thay đổi chế độ làm việc thì dòng điện thay đổi theo. Dựa vào các quan hệ n(I), I(t), M(I) người ta xác định các giá trị dòng điện tại các thời điểm chuyển đổi theo yêu cầu, vì vậy ta có thể khống chế truyền động điện theo dòng điện. 4.1.1. Khởi động động cơ một chiều kích từ nối tiếp a. Giới thiệu sơ đồ - Cuộn kích từ CKT của động cơ nối nối tiếp với phần ứng -Điện trở khởi động rkđ -Rơle dòng điện RI để khống chế quá trình chuyển động -Rơle khoá RK - Công tắc tơ làm việc K, công tắc tơ khởi động K1 -Điều kiện tác động của các rơle nhằm đảm bảo trình tự khởi động là: b. Hoạt động của sơ đồ -Ấn nút M, công tắc tơ K có điện nên nối phần ứng động cơ vào lưới, cả RI và RK đều tác động như điều kiện (2) mà K1 mất điện, động cơ khởi động qua với điện trở phụ rf. - Khi Iư = I2 thì RI nhả nên tiếp điểm RI đóng lại dẫn đến công tắc tơ K1 có điện đóng lại ngắn mạch rf, tiếp điểm K1 duy trì để không cho rơle RI tham gia vào quá trình làm việc.
83 H×nh 2.3. S¬ ®å khèng chÕ 4.1.2. Khởi động động cơ rôtor dây quấn a. Giới thiệu sơ đồ - H3.4 Sơ đồ khởi động cơ rotor dây quấn bằng dòng điện - Các công tắc tơ K1, K2, K - Các điện trở khởi động r1, r2 - Các rơle dòng điện RI1, RI2 để khống chế quá trình khởi động Điều kiện tác động của rơle ItđRI tRI1,2 (2) - Các nút ấn dừng M, D b. Nguyên lý hoạt động -Ấn nút M, công tắc tơ K có điện nối động cơ vào lưới, RK, RI1, RI2 đều tác động. Theo điều kiện (2) nên K1, K2 mất điện nên động cơ khởi động với hai điện trở r1, r2 trong mạch rotor. - Khi dòng điện rotor giảm đến I2 dẫn đến các rơ le RI1, RI2 nhả nên K1 có điện làm ngắn mạch điện trở r1, động cơ tiếp tục khởi động với điện trở r2 cho đến khi dòng điện rotor giảm đến trị số dòng của RI2 dẫn đến
84 Hình 2.4 Chú ý: Để đảm bảo trình tự khởi động người ta chọn R I2 có dòng điện nhỏ hơn I2 khoảng 5%. 4.2. Khống chế truyền động điện theo nguyên tắc hành trình Nội dung nguyên tắc - Khi quá trình thay đổi trạng thái làm việc của hệ thống có quan hệ chặt chẽ với vị trí của các bộ phận di chuyển thì sử dụng công tắc hành trình để khống chế truyền động điện. -Tại những vị trí thích hợp trên đường đi của các bộ phận di chuyển người ta bố trí các công tắc hành trình để khống chế sự di chuyển của chính nó. - Khi các bộ phận di chuyển đén các vị trí bố trí nguyên tắc hành trình sẽ tác động lên công tắc làm đóng hoặc mở tiếp điểm của nó điều khiển hệ thống đến trạng thái làm việc. 4.2.1. Hạn chế hành trình của các cơ cấu di chuyển - Đối với các bộ phận di chuyển của các máy sản xuất cần phải hạn chế sự di chuyển của chúng trong một phạm vị nào đó. Nếu vượt ra khỏi phạm vị đó có thể làm hóng hóc hặc gây tai nạn. Khi đó người ta sử dụng công tắc hành trình bố trí ở đoạn cuối cùng của hành trình di chuyển. Khi bộ phận chuyển động đến vị trí công tắc, nếu vì một lý do gì đó mà động cơ truyền động không bị cắt thì bộ phận di chuyển sẽ tác động lên công tắc
85 hành trình để mơt iếp điểm cắt điện cuộn dây công tắc tơ để cắt động cơ ra khỏi lưới. Công tắc hành trình lúc này được gọi là công tắc điểm cuối (công tắc cục hạn). 4.2.2. Tự động đảo chiều quay (chiều chuyển động tịnh tiến của các bộ phận di chuyển -Với những bộ phận di chuyển, chuyển động theo chu kỳ thuận , ngược trong thời gian làm việc người ta sử dụng công tắc hành trình để tự động đảo chiều chuyển động của cơ cấu. Thông thường công tắc hành trình có hai tiếp điểm( một thường kín và một thường mở). a.Giới thiệu sơ đồ b. Hoạt động của sơ đồ - Tuỳ thuộc vào vị trí của cơ cấu di chuyển để ấn nút ấn khởi động MT hoặc MN. - Giả sử cơ cấu đang ở đầu hành trình thuận công tắc KH2 sẽ bị ấn làm cho tiếp điểm thường hở của nó đóng lại và thường kín mở ra. Công tắc tơ N không thể có điện, còn công tắc tơ T có điện để động cơ quay theo chiều thuận. Đến cuối hành trình thuận công tắc hành trình KH1 lại bị ấn, tiếp điểm thường kín của nó mở ra, còn tiếp điểm thường hở đóng lại nên công tắc tơ N có điện thực hiện đảo chiều quay động cơ để cơ cấu di chuyển theo hành trình ngược. Quá trình cứ lặp đi lặp lại như vậy trong ca làm việc. 5. Tự động khống chế động cơ điện một chiều 5.1. Khống chế truyền động điện theo nguyên tắc thời gian 1. Nội dung nguyên tắc khống chế theo thời gian - Các thông số n, M, I xác định trạng thái làm việc của truyền động điện, khi thay đổi trạng thái làm việc của truyền động điện thì n, M, I đều thay đổi theo thời gian với một quy luật nào đó n(t), M(t). Các quy luật này được xác định bằng các bài toán truyền động điện.
86 -Dựa vào các yêu cầu của quá trình chuyển đổi người ta tính đợc các giá trị dòng điện mômen tốc độ ở các thời điểm cần chuyển đổi và tị thời điểm đó hệ thống khống chế phải có thiết bị tác động để làm thay đổi tham số của mạch điện cấp cho động cơ. Dẫn đến động cơ thay đổi chế độ làm việc. 2. Sơ đồ ứng dụng truyền động điện theo nguyên tắc thời gian 2.1. Giới thiệu sơ đồ H 2.5. S¬ ®å khëi ®éng ®éng c¬ mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp qua hai cÊp ®iÖn trë phô 2.2. Nguyên lý làm việc - Động cơ khởi động qua hai giai đoạn: - Giai đoạn 1: Đóng điện vào mạch cuộn kích từ, CKT có điện, rơ le thời gian Rth1 có điện, dẫn đến Rth1 mở, K1, K2 không có điện. Điện trở phụ r1, r2 được nối vào mạch trước khi động cơ khởi động. -Ấn nút M , công tắc tơ K có điện nên tiếp điểm thường đóng K mở làm Rth1 mất điện và tiếp điểm thường mở K đóng lại nối phần ứng động cơ vào lưới. động cơ bắt đầu khởi động qua hai cấp điện trở r1, r2. 5.2. Khống chế truyền động điện theo nguyên tắc tốc độ 1. Nội dung nguyên tắc khống chế theo tốc độ -Tốc độ của động cơ truyền động hoặc của cơ cấu sản xuất là thông số quan trọng xác định trạng thái làm việc của hệ thống truyền động điện. Khi động cơ điện thay đổi chế độ làm việc dẫn đến tốc độ thay đổi theo. Vì vậy có thể khống chế truyền động điện theo nguyên tắc tốc độ.
87 -Bằng các bài toán truyền động điện, thông qua các quan hệ n(t), n(I), n(M) người ta xác định được các trị số tốc độ mà ở đó tiến hành thay đổi tham số của mạch điện dẫn đến hệ thống sẽ thay đổi tốc độ làm việc. 2. Sơ đồ khống chế truyền động điện theo nguyên tắc tốc độ 2.1. Giới thiệu sơ đồ - Các rơ le tốc độ RG1, RG2 vừa là phần tử tín hiệu vừa là phần tử chấp hành. - Các điện trở khởi động r1, r2. - Công tắc tơ làm việc K Hình 2.6: Sơ đồ khởi động động cơ một chiều 2.2. Hoạt động của sơ đồ - Điện áp đặt lên các rơle RG1, RG2 là URG1 = U - Ir1 URG2 = U - I(r1+ r2) -Tại thời điểm ban đầu của phần ứng I = I1 = (2 - 2.5)Iđm nên URG1, URG2 0, các rơle không tác động nên r1, r2 được nối vào mạch phần ứng, lúc này động cơ khởi động với hai cấp điện trở phụ.
88 - Khi tốc độ động cơ tăng làm I giảm và tại n = n1 thì URG1 = Uh làm r- le RG1 tác động ngắn mạch điện trở r1. Động cơ chuyển sang khởi động với một điện trở r2 trong mạch phần ứng. - Khi tốc độ động cơ n= n2 thì URG2 = Uh làm RG2 tác động ngắn mạch điện trở r2, lúc này động cơ tăng tốc đến đặc tính tự nhiên và đạt đến tốc độ làm việc.  YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP BÀI 2 Nội dung: + Về kiến thức: Đọc, vẽ và phân tích các sơ đồ mạch điều khiển dùng rơle công tắc tơ dùng trong khống chế động cơ 3 pha, động cơ một chiều theo yêu cầu. + Về kỹ năng: Sửa chữa được một số mạch điều khiển đơn giản trên bảng thực hành. + Về thái độ: Đảm bảo an toàn và vệ sinh công nghiệp Phương pháp: + Về kiến thức: Được đánh giá bằng hình thức kiểm tra viết, trắc nghiệm. + Về kỹ năng: Đánh giá kỹ năng thực hành + Về thái độ: Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác, an toàn và vệ sinh công nghiệp
89 BÀI 3 TRANG BỊ ĐIỆN CHO MÁY CÔNG NGHIỆP Mã bài: MĐ 15-03 Giới thiệu: - Sau khi học xong bài này người học hiểu được một số vấn đề sau: Nắm được cấu tạo nguyên lý làm việc của các máy công nghiệp. Đủ khả năng thực hiện các quy trình công nghệ trong việc trang bị điện cho các máy công nghiệp , bên cạnh đó còn có khả năng phân tích hư hỏng làm cơ sở cho việc chọn phương án cải tiến quy trình công nghệ mới đạt tiêu chuẩn kỹ thuật, phù hợp điều kiện kinh tế của Việt Nam. Mục tiêu: - Thực hiện được qui trình công nghệ và yêu cầu về trang bị điện cho máy cắt gọt kim loại như: máy khoan, tiện, phay, bào, mài - Thực hiện được qui trình công nghệ và yêu cầu về trang bị điện cho các máy sản suất như: băng tải, cầu trục, thang máy, lò điện - Đọc, vẽ và phân tích sơ đồ của các loại máy nói trên. - Rèn luyện tính tư duy, sáng tạo trong học tập Nội dung chính: 1. Trang bị điện - điện tử cho máy cắt gọt kim lọai. Mục tiêu: -Nắm vững cấu tạo máy tiện - Nguyên lý vận hành máy tiện 1.1 Trang bị điện cho máy tiện 1.1.1. Cấu tạo máy tiện Nhóm máy tiện rất đa dạng, gồm các máy tiện đơn giản, máy tiện vạn năng,chuyên dùng, máy tiện đứng Trên máy tiện có thể thực hiện được nhiều công nghệ tiện khác nhau: tiện trụ ngoài, tiện trụ trong, tiên mặt đầu, tiện côn, tiện định hình. Trên máy tiện cũng có thể thực hiện doa, khoan và tiện ren bằng các dao cắt, dao doa, tarô ren Kích thước gia công trên máy tiện có thể từ cỡ vài mili đến hàng chục mét Dạng bên ngoài của máy tiện như hình 3.1. Trên thân máy 1 đặt ụ trước 2, trong đó có trục chính quay chi tiết. Trên gờ trượt đặt bàn dao 3 và ụ sau 4. Bàn dao thực hiện sự di chuyển dao cắt dọc và ngang so với chi tiết. Ở ụ sau đặt mũi chống tâm dùng để giữ chặt chi tiết dài trong quá trình gia công, hoặc để giá mũi khoan, mũi doa khi khoan, doa chi tiết. Ở máy tiện, chuyển động quay chi tiết với tốc độ góc ωct là chuyển động chính, chuyển động di chuyển của dao 2 là chuyển động ăn dao. Chuyển động ăn dao có thể là ăn dao dọc, nếu dao di chuyển dọc chi tiết (tiện dọc) hoặc ăn dao ngang, nếu dao di
90 chuyển ngang (hướng kính) chi tiết. Chuyển động phụ gồm có xiết nới xà, trụ, di chuyển nhanh của dao, bơm nước, hút phôi. Hình 3.1. hình dạng bên ngòai máy tiện 1.1.2. Nguyên lý vận hành máy tiện Các máy tiện đứng và máy tiện cỡ nặng có một trong các chế độ làm việc cơ bản là tiện mặt đầu. Để đạt được năng suất lớn nhất ứng với các thông số của chế độ cắt tối ưu, yêu cầu phải duy trì tốc độ cắt không đổi. Để đạt được điều đó, khi đường kính D của chi tiết giảm dần, cần phải điều chỉnh tốc độ góc của chi tiết ω ct theo luật hyperbol: ω ct.D = const. Sau đây ta xét một số sơ đồ điều khiển điển hình.
91 Hình 3.2. các sơ đồ điều khiển duy trì tốc độ cắt là hằng số. Đattric đường kính chi tiết gia công khi tiện mặt đầu là biến trở DD. Con trượt của nó liên hệ với bàn dao qua bộ điều tốc P. Phạm vi di chuyển lớn nhất của con trượt sẽ tương ứng với đường kính lớn nhất của chi tiết gia công trên mặt máy. Điện áp đặt lên biến trở RD được lấy từ máy phát tốc FT1 tỉ lệ với tốc độ góc của chi tiết, vì vậy UD~ ωct D. Điện áp đặt lên biến trở R V là điện áp ổn định. Điện áp lấy ở con trượt của R V sẽ tỉ lệ với tốc độ cắt. Hình 3.2. Các sơ đồ điều khiển duy trì tốc độ cắt là hằng số (v = const) Hiệu điện áp ở các đầu con trượt của biến trở RV và RD là UV-UD được đặt vào rơle 3 vị trí RTr2. Rơ le này sẽ điều khiển động cơ ĐX đặt tốc độ quay của động cơ chính ĐC. Khi khởi động, biến trở Rc ở vị trí tương ứng với tốc độ góc mâm cặp nhỏ nhất, còn UD = 0. Sau khi khởi động, động cơ chính (rơle K T hoặc KN tác động), do tiếp điểm R Tr2(T) kín nên rơle RT tác động, động cơ ĐX quay theo chiều thuận ứng với sự tăng tốc của động cơ chính và điện áp máy phát tốc FT1. Khi điện áp UD=Uv, rơle RTr2 mất điện nên RT ngắt nên động cơ ĐX dừng được hãm động năng. Tốc độ của động cơ chính sẽ tương ứng với tốc độ cắt đặt trước và vị trí bàn dao khi bắt đầu gia công. Khi gia công, bàn dao di chuyển tới tâm, con trượt của biến trở di chuyển về hướng giảm UD, do đó rơle RTr2, RT lại tác động; động cơ ĐX lại quay theo chiều tăng tốc độ động cơ trục chính, như vậy duy trì được điện áp U D~ωct.D là hằng số. Khi tốc độ góc động cơ chính đạt giá trị lớn nhất, côngtắc hành trình 1BK tác động, động cơ ĐX dừng quay. Khi dừng mâm cặp, rơle R Tr2 tác động tương ứng với tiếp điểm RTr2 (N) đóng và động cơ ĐX quay theo chiều giảm tốc độ động cơ chính, con trượt biến trở Rc được di chuyển về vị trí ban đầu, công tắc hành trình 2BK sẽ bị tác động dừng động cơ ĐX. Tốc độ cắt được duy trì không đổi với độ chính xác phụ thuộc độ chính xác chế tạo bộ phận liên hệ giữa bàn dao và biến trở RD, mức độ tuyến tính của đặc tính biến trở R D và phát tốc, độ
92 nhạy điểm không của rơle cực tính RTr2, và độ ổn định của các thông số của sơ đồ khi nhiệt độ và điện áp lưới thay đổi. Trên hình 3.2.b. là sơ đồ điều khiển tốc độ quay của động cơ ĐC theo hàm của đường kính chi tiết gia công theo nguyên lý Ucđ ≈ Uph ≈ ωD. Điện áp chủ đạo Ucđ tỉ lệ với tốc độ cắt được đặt bằng biến trở RV. Điện áp phản hồi U ph ≈ ωD . Nếu hệ thống điều chỉnh có bộ điều chỉnh PI thì luôn luôn có: Ucđ ≈ Uph ≈ ωD nghĩa là Vz = ωD Trên hình 3.2.c là sơ đồ điều khiển duy trì tốc độ cắt là hằng số thực hiện bằng các đattric đường kính và tốc độ kiểu không tiếp điểm. Điện áp phát ra của đattric X31 tỉ lệ với tốc độ dài Vz. Điện áp phản hồi lấy từ máy phát tốc FT, cuộn dây kích từ phát tốc được cấp từ đattric X32 qua cầu chỉnh lưuCL2 tỉ lệ với đường kính của chi tiết UCL2 = K1D; như vậy điện áp phát tốc UFT = K2ωD. Sơ đồ điều khiển đảm bảo U cđ= Uph = K2 ωD và điều khiển ω.D = const Độ chính xác duy trì tốc độ cắt phụ thuộc vào những yếu tố: Đặc tính phi tuyến của đattric X32 và phát tốc, đường cong từ trễ của phát tốc. Để thực hiện phép nhân các tín hiệu tỉ lệ với ω và D, có thể dùng bộ nhân bằng điện tử thay cho máy phát tốc. Ưu điểm của nó là điều chỉnh trơn, độ tin cậy cao. Nhược điểm là khó chỉnh định mạch sao cho quá trình quá độ tối ưu trong toàn bộ điều chỉnh. Một yêu cầu đặc biệt đối với máy tiện cỡ nặng và máy tiện đứng là duy trì lượng ăn dao không đổi. Điều đó có thể thực hiện bằng sơ đồ 3.3. Điện áp chủ đạo của hệ thống truyền động ăn dao được lấy từ máy phát tốc FT1 nối cứng với trục động cơ truyền động chính ĐC. Khi đó U cdD = K 1ωD = K 2ωC và ωD/ ωc= const. Chiết áp RD sẽ đặt lượng ăn dao Hình 3.3. sơ đồ duy trì lượng ăn dao là hằng số 1.1.3. Trang bị điện trong một số máy tiện 1. Sơ đồ điều khiển truyền động chính máy tiện nặng 1A660 Máy tiện năng 1A660 đươc dùng để gia công chi tiết bằng gang hoặc thép có trọng lượng 250N, đường kính chi tiết lớn nhất có thể gia công trên máy là 1,25m. Động cơ truyền động chính có công suất 55kW. Tốc độ trục chính được điều chỉnh trong phạm vi 125/1 với công suất không đổi, trong đó phạm vi điều chỉnh tốc độ động cơ là 5/1 nhờ thay đổi từ thông động cơ. Tốc độ trục chính ứng với 3 cấp của hộp tốc độ có giá trị như sau:
93 cấp 1: ntc = 1,6 ÷ 8 vòng / phút cấp 2: ntc = 8 ÷ 40 vòng/ phút cấp 3: ntc = 40 ÷ 200 vòng/ phút Truyền động ăn dao được thực hiện từ động cơ truyền động chính. Lượng ăn dao được điều chỉnh trong phạm vi 0,064 ÷ 26,08 mm/vg Truyền động chính được thực hiện từ hệ thống F-Đ. Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi dòng điện kích từ của động cơ, còn sức điện động của máy phát giữ không đổi. a/ Mạch động lực Động cơ Đ quay truyền động chính được cấp điện từ máy phát F. Động cơ sơ cấp quay máy phát F không thể hiện trên sơ đồ. Kích từ của động cơ Đ là cuộn CKĐ(2). Kích từ của máy phát là cuộn CKF(9).Để động cơ Đ làm việc được cần ĐG(đl) = 1, nối điện áp máy phát với động cơ đồng thời K2 (đl) = 0, để giải phóng mạch hãm động năng. Cuộn kích từ CKĐ(2) được cấp đủ điện để đảm bảo từ thông ФĐ và cuộn kích từ máy phát CKF(9) có điện để tạo từ thông ФF làm cho máy phát F tạo ra điện áp UF. Rơle RC(đl) bảo vệ quá dòng có tiếp điểm là RC(27). Khi dòng điện qua động cơ lớn hơn giá trị cho phép, RC(đl) = 1, → RC(9) = 0, → cắt điện mạch điều khiển ( dòng 27) Rơle RH(đl) và RCB(đl) có giá trị tác động khác nhau. Gía trị tác động của RCB bằng giá trị định mức của điện áp máy phát; còn giá trị tác động của RH bằng 10% giá trị định mức của điện áp máy phát. RG1 và RD1 là hai cuộn dòng của rợle RG và RD. Hai cuộn áp tương ứng là RG2(9) và RD2(8). Hai cuộn dòng và áp nối ngược cực tính nhau. Bình thường khi cuộn áp có điện sẽ làm cho tiếp điểm của rơle tương ứng đóng lại. Nều dòng điện trong động cơ lớn hơn giá trị cho phép thì cuộn dòng sẽ tạo ra lực đẩy lớn hơn lực hút của cuộn áp làm cho tiếp điểm của nó mở ra. Cụ thể khi: RG(9) = 1, → RG(8) = 1; nếu IĐ> Icf1 → Fđẩy RG1> FhútRG2 → RG(8) = 0; RD(8) = 1, → RD(4) = 1, nếu IĐ> Icf2 → Fđẩy RD>Fhút RD2→ RD(4) = 0, b/ Mạch kích từ động cơ Cuộn CKĐ(2) là cuộn kích từ của động cơ Đ được cấp từ nguồn một chiều cùng nguồn với cuộn CKF(9) và là nguồn cấp cho mạch khống chế. Biến trở ĐKT(2) nối tiếp với cuộn CKĐ để thay đổi dòng điện chạy qua nó,làm thay đổi từ thông ФĐ để thay đổi tốc độ động cơ trên tốc độ cơ bản. Khi RKT(2) và Rđ(2) bị nối tắt thì dòng CKĐ bằng định mức. Rơle dòng RT(2) có giá trị tác động bằng dòng định mức của CKĐ. Rơle dòng RTT(2) là rơle bảo vệ