Giáo trình Trang bị điện – điện tử trong máy công nghiệp (Ngành CN Kỹ thuật Điện-Điện tử – Trình độ Cao đẳng) - Trường CĐ Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex TP. HCM

Giáo trình Trang bị điện – điện tử trong máy công nghiệp gồm có 5 chương Chương I. Điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha; Chương II: Điều khiển hệ thống máy phát động cơ F-D; Chương III. Điều khiển động cơ 3 pha rotor lồng sóc bằng khởi động mềm; Chương IV. Điều khiển động cơ Servo AC 3 pha; Chương V. Điều khiển động cơ bằng biến tần. Mời các bạn cùng tham khảo để biết thêm nội dung chi tiết.

Trang 1

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG VINATEX TP.HCM

GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ TRONG

MÁY CÔNG NGHIỆP NGÀNH: CN KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG

Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ- ngày …tháng năm… ……… của ………

TP.HCM, năm 2020

Trang 2

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

Trang 3

Giáo trình giảng dạy có ý nghĩa thiết thực cho hoạt động giảng dạy và học tập của sinh viên hệ cao đẳng ngành CNKT điện - điện tử

- Giáo trính giảng dạy Trang bị điện – điện tử trong máy công nghiệp phù hợp chương trình môn học, đáp ứng chất lượng đào tạo, phù hợp với trình độ sinh viên

Xin cám ơn tất cả giáo viên khoa cơ điện đã góp ý và giúp tôi hoàn thiện giáo trình này

TP.HCM, ngày……tháng……năm 2019 Tham gia biên soạn

1 Ths Lữ Thái Hòa

2 Ths Trần Thị Tuyết Nhung

Trang 4

Trang

Lời giới thiệu

Chương I Điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha 1

1 Bài 1: Mạch khởi động trực tiếp ĐCKĐB 3 pha rotor lồng sóc 2

2 Bài 2: Mạch khởi động gián tiếp ĐCKĐB 3 pha rotor lồng sóc 7

3 Bài 3: Mạch đảo chiều quay ĐCKĐB 3 pha rotor lồng sóc 31

4 Bài 4: Mạnh hãm ĐCKĐB 3 pha rotor lồng sóc 39 Chương II: Điều khiển hệ thống máy phát động cơ F-D 47

A Giới thiệu thiết bị thực hành 48

Bài 2 Khảo sát đặc tính hệ thống máy phát động cơ F-D khi có phản

Bài 3 Khảo sát đặc tính hệ thống máy phát động cơ F-D khi có phản

Chương III Điều khiển động cơ 3 pha rotor lồng sóc bằng khởi động mềm 54

I Khái quát các phương pháp điều khiển vị trí 67

II Thuật toán điều khiển vị trí 71

Bài 1 Điều khiển tốc độ động cơ bằng tín hiệu tương tự 79 Bài 2 Điều khiển tốc độ động cơ bằng các thông số đặt tốc độ 80

Chương V Điều khiển động cơ bằng biến tần 85

II Khảo sát mô hình thí nghiệm biến tần SIEMENS MM440 87

Bài 1 Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng Keypad biến tần 96

Trang 5

Bài 3 Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng biến tần kết hợp PLC 100

Trang 6

Tên môn học: TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ TRONG MÁY CÔNG NGHIỆP

Mã môn học: MH18

Thời gian thực hiện môn học: 45 giờ; (Lý thuyết: 15 giờ; Thực hành, thí nghiệm,

thảo luận, bài tập: 28 giờ; Kiểm tra: 02 giờ)

+ Nhận thức được ý nghĩa, giá trị khoa học của môn học

+ Rèn được tính cẩn thận, phương pháp học tư duy, phát huy tính tích cực, chủ động và sáng tạo trong học tập

III Nội dung môn học:

1 Nội dung tổng quát và phân bổ thời gian:

1

Phần A: Điều khiển động cơ không

đồng bộ 3 pha

1 Đại cương về ĐCKĐB 3 pha 1 1

2 Khởi động động cơ không đồng

Trang 7

3 hành động cơ 3 pha rôto lồng sóc

bằng khởi động mềm

4 Phần D: Điều khiển động cơ servo AC 3 pha 5 1 4

5 Phần E: Điều khiển động cơ bằng biến tần 15 7 7 1

2 Nội dung chi tiết:

Phần A: Điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha Thời

gian: 15 giờ

1 Mục tiêu bài:

- Trình bày được quá trình khởi động, hãm, thay đổi tốc độ và đổi chiều quay động cơ không đồng bộ

- Lắp và vận hành được các mạch điều khiển động cơ không đồng bộ

?- Rèn được tính cẩn thận, phương pháp học tư duy, phát huy tính tích cực, chủ động và sáng tạo trong học tập

2 Nội dung bài:

2.1 Đại cương về ĐCKĐB 3 pha Thời

- Lắp và vận hành được mạch hệ thống máy phát động cơ F-Đ

- Rèn được tính cẩn thận, phương pháp học tư duy, phát huy tính tích cực, chủ động và sáng tạo trong học tập

2 Nội dung bài:

2.1 Khảo sát và lắp mạch hệ thống máy phát động cơ F-Đ trong chế độ động

Thời gian: 02 giờ

2.2 Khảo sát và lắp mạch hệ thống máy phát động cơ F-Đ trong chế độ động cơ phản hồi âm điện áp, dương dòng

Thời gian: 1,5 giờ

Trang 8

phản hồi tốc độ

Thời gian: 1,5 giờ

Phần C: Điều khiển khởi động, vận hành động cơ 3 pha rôto lồng sóc bằng

- Lắp và vận hành được động cơ 3 pha rotor lồng sóc bằng khởi động mềm

2 Nội dung bài:

2.1 Giới thiệu các khí cụ điện Thời

gian: 1 giờ

2.2 Điều khiển khởi động, vận hành động cơ 3 pha rotor lồng sóc bằng khởi

Thời gian: 04 giờ

Phần D: Điều khiển động cơ servo AC 3 pha Thời

gian: 05 giờ

1 Mục tiêu bài:

- Trình bày được các phương pháp điều khiển vị trí và thuật toán điều khiển vị trí động cơ servo

- Lắp và vận hành được mạch điều khiển động cơ servo AC 3 pha

2 Nội dung bài:

2.1 Điều khiển tốc độ động cơ bằng tín hiệu tương tự Thời

Trang 9

2.1 Điều chỉnh tốc độ sử dụng keypad biến tần Thời gian: 05 giờ

2.2 Điều chỉnh tốc độ sử dụng biến trở Thời gian: 05 giờ

2.3 Điều chỉnh tốc độ tự động kết hợp biến tần với PLC Thời gian: 04 giờ

Kiểm tra Thời gian: 01 giờ

IV Điều kiện thực hiện môn học:

1 Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Xưởng thực tập điện

2 Trang thiết bị máy móc: Máy tính, màn hình LCD, Mô hình thực hành môn học, bảng phấn

3 Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Tài liệu hướng dẫn môn học, giáo trình môn học, tài liệu tham khảo

4 Các điều kiện khác: Không

V Nội dung và phương pháp, đánh giá:

1 Nội dung đánh giá:

- Cấu tạo, nguyên lý làm việc và các đặc tính của động cơ không đồng bộ

- Các chế độ khởi động, đảo chiều, hãm và thay đổi tốc độ của động cơ không đồng bộ

- Điều khiển động cơ bằng biến tần

- Điều khiển hệ thống máy phát động cơ F-D

- Điều khiển khởi động, vận hành động cơ 3 pha rôto lồng sóc bằng khởi động mềm

- Điều khiển động cơ servo AC 3 pha

- Thiết kế và lắp đặt các mạch điện điều khiển động cơ

- Chấp hành nội quy, quy chế của nhà trường

- Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập

- Chuẩn bị đầy đủ nội dung tự học, tự nghiên cứu

- Tham gia đầy đủ thời lượng của môn học, tích cực trong giờ học

2 Phương pháp đánh giá:

- Điểm kiểm tra thường xuyên gồm: Kiểm tra vấn đáp, kiểm tra viết với thời gian làm bài bằng hoặc dưới 30 phút, kiểm tra một số nội dung thực hành, thực tập, tự nghiên cứu, chấm điểm bài tập

- Điểm kiểm tra định kỳ: Kiểm tra viết từ 45 phút đến 60 phút, chấm điểm bài tập lớn, tiểu luận, làm bài thực hành, thực tập

- Điểm trung bình kiểm tra = (Điểm trung bình kiểm tra thường xuyên x hệ số 1 + Điểm trung bình kiểm tra định kỳ x hệ số 2)/3

- Điểm môn học = Điểm trung bình kiểm tra x 0.4 + Điểm thi kết thúc môn học x 0.6

- Hình thức, thời gian kiểm tra môn học: Thi thực hành (Thời gian: 45÷60 phút)

VI Hướng dẫn thực hiện môn học:

Trang 10

trình độ cao đẳng

2 Hướng dẫn một số điểm chính về phương pháp giảng dạy môn học:

- Đối với giảng viên:

+ Trước khi giảng dạy, giảng viên cần chuẩn bị đầy đủ điều kiện giảng dạy lý thuyết và thiết bị thực hành, hồ sơ bài giảng, phương tiện hỗ trợ, chú trọng sử dụng các phương pháp tích cực hóa người học

+ Hướng dẫn sinh viên phương pháp học tập, tự học, tự nghiên cứu, tự rèn luyện tay nghề

- Đối với sinh viên:

+ Tham dự ít nhất 70% thời gian học lý thuyết và đầy đủ các bài học tích hợp, bài học thực hành, thực tập và các yêu cầu của môn học được quy định trong chương trình môn học

+ Chuẩn bị nội dung thảo luận nhóm, nội dung tự học tự nghiên cứu khi tới lớp

+ Xây dựng kế hoạch tự học, tự nghiên cứu cho cá nhân

3 Những trọng tâm cần chú ý:

- Cấu tạo, nguyên lý hoạt động động cơ không đồng bộ, động cơ servo AC

- Các kỹ thuật điều khiển động cơ bằng mạch điện, mạch điện tử

4 Tài liệu tham khảo:

?[1] Đề cương bài giảng Trang bị điện - điện tử trong máy công nghiệp, Trường

CĐ Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex TPHCM, 2014

?[2] PGS.TS Đặng Thiện Ngôn, Giáo trình Trang bị điện - điện tử trong máy công nghiệp dùng chung, NXB Đại học quốc gia Tp.HCM, 2013

?[3] TS Nguyễn Tấn Phước – Nguyễn Phước Tường Vân, Giáo trình trang bị điện – điện tử trong công nghiệp, NXB Hồng Đức, 2012

?[4] Nhóm biên soạn, Giáo trình thực hành trang bị điện theo phương pháp môđun, Nhà xuất bản xây dựng

?[5] Th.S Lê Minh Phong, Giáo trình thực hành trang bị điện, Trường Cao đẳng

Viễn Đông TP.HCM

?[6] Siemens, MicroMaster 440 Operating Instructions, Issue 10/06

?[7] Siemens, MicroMaster 440 Parameter List, Issue B1

?[8] Siemens, MicroMaster Application Handbook, Issue A1

?[9] Siemens, InverterMicroMaster 440, AG 2007

?[10] Siemens, Quick Start Guide Five steps to easy startup for your MicroMaster 440 drive , Issue 08/03

?[11] Siemens, PLC Logo, Edition 02/2005

?[12] Siemens, Logo!Soft Comfort User Documentation, Version 1.0, AG 1999

?[13] Siemens, Logo Manual, Edition 06/2003

?[14] Tài liệu hướng dẫn thực hành các mô hình của VIELINA.HCM

Trang 12

CHƯƠNG I

ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA

Trang 13

Bài 1 M ẠCH KHỞI ĐỘNG TRỰC TIẾP ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ

3 PHA ROTOR LỒNG SÓC

I KHỞI ĐỘNG TRỰC TIẾP BẰNG CB

Khi đóng cắt động cơ xoay chiều 3 pha công suất nhỏ thì việc sử dụng CB hoặc cầu dao sẽ làm cho mạch điện đơn giản, giảm cho phí công lắp đặt và đặc biệt là làm giảm giá thành

1 Sơ đồ mạch điện

2 Mô tả trang bị điện

- L1-L2-L3: Nguồn điện 3 pha → cấp điện cho mạch động lực

- CB: CB 3 pha mạch động lực → bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho động cơ

- CC: cầu chì mạch động lực → bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho động cơ

- M: Động cơ không đồng bộ 3 pha (ĐCKĐB3P) rotor lồng sóc → đối tượng được điều khiển

- Để bảo vệ cho người và thiết bị thì vỏ động cơ, tủ lắp đặt thiết bị điều khiển phải được nối với hệ thống nối đất thông qua dây tiếp đất PE

Trang 14

Bước 2: Lắp mạch → kiểm tra nguội

Bước 3: Cho mạch hoạt động như sau:

 Đóng CB 3 pha cho động cơ chạy

 Ngắt CB 3 pha để dừng động cơ

5 Đo đạc và lấy số liệu

Lần 1 Lần 2 Lần 3

6 Đánh giá số liệu và nhận xét

………

7 Trả lời câu hỏi

Câu 1: Mạch khởi động trực tiếp bằng CB thường được dùng cho động cơ nào? công suất như thế nào?

Câu 2: Trình bày các dạng bảo vệ của mạch điện?

II KHỞI ĐỘNG TRỰC TIẾP BẰNG KHỞI ĐỘNG TỪ

Đối với động cơ xoay chiều ba pha công suất lớn thì việc đóng cắt trực tiếp sử dụng

CB hoặc cầu dao như mạch điện trên có nhiều hạn chế như:

- Tần số đóng cắt thấp

- Vận hành nặng nề, tốn sức lao động, năng suất thấp

- Khả năng bảo vệ an toàn cho người và động cơ khi có sự cố rất thấp

- Khó tự động hóa quá trình vận hành động cơ

Vì vậy phương pháp mở máy động cơ xoay chiều ba pha bằng khởi động từ sẽ khắc phục được nhược điểm trên

1.1 Mạch động lực

Trang 15

1.2 Mạch điều khiển

Trang 16

- BL: CB 3 pha mạch động lực → bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho động cơ

- CCL: cầu chì mạch động lực → bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho động cơ

- K: tiếp điểm chính của contactor

- RN: thanh lưỡng kim rơle nhiệt → bảo vệ quá tải cho động cơ

- M: ĐCKĐB3P rotor lồng sóc → đối tượng được điều khiển

- K: cuộn dây contactor và các tiếp điểm phụ của contactor

- H1: đèn báo động cơ bị quá tải

- Khi đóng CBK và CBL thì đèn H3 sáng báo có nguồn điện vào mạch điều khiển

- 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 nhấn ON) để duy trì dòng điện luôn cung cấp cho cuộn dây

- Muốn dừng động cơ ta nhấn 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 contactor

- Nếu động cơ đang hoạt động mà bị quá tải thì tiếp điểm phụ của rơle nhiệt RN tác động ngắt dòng điện đi vào contactor làm cho động cơ ngừng hoạt động, đồng thời đèn H1 sáng báo hiệu sự cố quá tải

- Khi có sự cố cần dừng khẩn thì ta nhấn nút RS, mạch điện ngắt điện vào contactor làm cho động cơ ngừng hoạt động, đồng thời đèn H2 sáng báo hiệu sự cố dừng khẩn cấp

4 Lắp mạch và vận hành

Trang 17

Bước 1: Tìm hiểu cấu tạo thực tế và các thông số kỹ thuật cơ bản của thiết bị như:

 Điện áp và dòng điện định mức

 Tính trạng hoạt động của thiết bị (tốt hay hỏng)

Bước 2: Lắp mạch điều khiển → kiểm tra nguội → cho hoạt động thử

Bước 3: Lắp mạch động lực → kiểm tra nguội

 Đóng CB 1 pha (CBK)

 Đóng CB 3 pha (CBL)

 Ấn nút ON cho động cơ chạy

 Ấn nút OFF để động cơ dừng

 Cắt CB 3 pha (CBL)

 Cắt CB 1 pha (CBK)

………

Câu 1 Khi nào sử dụng mạch khởi động trực tiếp bằng khởi động từ ?

Câu 2 So sánh ưu điểm và nhược điểm của mạch khởi động trực tiếp bằng CB và mạch khởi động trực tiếp bằng khởi động từ ?

Trang 18

Bài 2: MẠCH KHỞI ĐỘNG GIÁN TIẾP ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3

PHA ROTOR LỒNG SÓC

I-1 Mạch khởi động gián tiếp qua máy biến áp tự ngẫu sử dụng nút nhấn

Ta biết rằng khi mở máy động cơ rotor lồng sóc, dòng điện mở máy tăng lên 4 đến 7 lần so với dòng định mức Hiện tượng này làm giảm đáng kể điện áp nguồn và gây ảnh hưởng tới các thiết bị điện trong cùng tuyến với động cơ Đặc biệt là khi mở máy các động cơ công suất lớn, tải nặng nề thì ảnh hưởng này càng rõ rệt thậm chí có

thể làm tắt bóng đèn huỳnh quang hoặc làm máy điều nhiệt độ ngừng hoạt động … Đối với động cơ công suất lớn cỡ hàng chục kW, để làm giảm những ảnh hưởng này ta có thể đấu nối tiếp cuộn dây stator động cơ với biến áp tự ngẫu nhằm làm giảm điện áp đặt vào cuộn dây stator khi động cơ mở máy và do vậy sẽ làm giảm được dòng điện mở máy Sau khi kết thức quá trình mở máy, biến áp tự ngẫu được nối tắt để động

cơ làm việc ở chế độ định mức

Ở đây ta sử dụng bộ nút nhấn kép để thực hiện chuyển đổi quá trình mở máy

bằng máy biến áp tự ngẫu sang chế độ làm việc, việc chuyển đổi thực hiện bằng tay

Trang 19

- CBL: CB 3 pha mạch động lực → bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho động cơ

- K1: tiếp điểm chính của contactor 1 → mở máy qua máy biến áp tự ngẫu

- K2: tiếp điểm chính của contactor 2 → nối trực tiếp với lưới điện (không thông qua máy biến áp tự ngẫu)

- T: máy biến áp tự ngẫu

- L-N: Nguồn điện 1 pha → cấp điện cho mạch điều khiển

- CBK: CB mạch điều khiển → bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho mạch điều khiển

- CCK: cầu chì mạch điều khiển → bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho mạch điều

khiển

- RS: nút nhấn dừng khẩn cấp

- RN: tiếp điểm của rơle nhiệt

- OFF: nút nhấn dừng động cơ

Trang 20

- ON1 - OFF1: nút nhấn kép mở máy qua máy biến áp tự ngẫu

- ON2 - OFF2: nút nhấn kép nối trực tiếp với lưới điện (không thông qua máy biến áp tự ngẫu)

- K1: cuộn dây contactor 1 và các tiếp điểm phụ của contactor 1

- Ban đầu để động cơ mở máy qua máy biến áp tự ngẫu, 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 mở máy qua máy biến áp tự ngẫu và đồng thời đóng luôn tiếp điểm phụ K1 (song song với nút nhấn ON1) để duy trì dòng điện luôn cung cấp cho cuộn dây K1 và mở tiếp điểm phụ K1 thường đóng để khóa chéo cuộn dây K2 luôn luôn không có điện

- Sau khi mở máy xong thì nối tắt máy biến áp tự ngẫu bằng cách 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 tiếp điểm phụ K2 (song song với nút nhấn ON2) để duy trì dòng điện luôn cung cấp cho cuộn dây K2 và mở tiếp điểm phụ K2 thường đóng để khóa chéo cuộn dây K1 luôn luôn không có điện

- Muốn dừng động cơ ta nhấn 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 và ON2) cũng mở ra ngắt dòng điện đi vào cuộn dây K1, K2

Trang 21

 Ấn nút nhấn kép (ON1 - OFF1) động cơ mở máy qua máy biến áp tự ngẫu → Đợi vài giây để quá trình mở máy kết thúc → Ấn nút nhấn kép (ON2 – OFF2) cho động cơ nối trực tiếp với lưới điện

 Ấn nút OFF để động cơ dừng

 Cắt CB 3 pha (CBL)

 Cắt CB 1 pha (CBK)

………

Câu 1: Vì sao phải thực hiện khởi động gián tiếp qua máy biến áp tự ngẫu?

Câu 2: Có nhận xét gì về dòng khởi động và dòng làm việc khi khởi động trực tiếp

và khởi động gián tiếp qua máy biến áp tự ngẫu?

I-2 Mạch khởi động gián tiếp qua máy biến áp tự ngẫu sử dụng rơle thời gian

Để khắc phục việc chuyển đổi bằng tay sử dụng nút nhấn kép ta thay thế bằng rơle thời gian thì việc chuyển đổi được thực hiện 1 cách tự động theo thời gian đặt sẵn

Trang 23

- CCK: cầu chì mạch điều khiển → bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho mạch điều khiển

- ON: mở máy động cơ

- T: rơle thời gian → định thời gian mở máy để chuyển sang trạng thái làm việc bình thường

- Đóng CBK và CBL thì đèn H3 sáng báo có nguồn điện vào mạch điều khiển

- Để động cơ mở máy qua máy biến áp tự ngẫu, ta nhấn nút ON ngay lập tức cuộn dây K1 và cuộn dây T có điện (rơle thời gian T bắt đầu đếm thời gian) Khi đó các tiếp điểm chính K1 đóng lại động cơ mở máy qua máy biến áp tự ngẫu và tiếp điểm thường hở không thời gian T đóng lại (song song với nút nhấn ON) để duy trì dòng điện luôn cung cấp cho cuộn dây K1 và mở tiếp điểm phụ K1 thường đóng để khóa chéo cuộn dây K2 luôn luôn không có điện

- Sau khoảng thời gian định trước (mở máy xong) thì tiếp điểm thường đóng có thời gian T mở ra ngắt điện cuộn dây K1 không cho dòng điện chạy qua máy biến áp tự ngẫu và đồng thời tiếp điểm thường hở có thời gian T đóng lại cấp điện cho cuộn

Trang 24

dây K2 làm động cơ được nối trực tiếp với lưới điện, đông thời tiếp điểm phụ thường đóng K2 mở ra khóa chéo cuộn dây K1 luôn luôn không có điện

- Muốn dừng động cơ ta nhấn 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 của rơle thời gian

T (tiếp điểm duy trì – tiếp điểm song song với nút ON) cũng mở ra ngắt dòng điện

đi vào cuộn dây K1, K2

 Ấn nút nhấn ON động cơ mở máy qua máy biến áp tự ngẫu → sau khoảng thời gian định trước (khoảng vài giây) → tự động ngắt máy biến áp tự ngẫu ra và kết nối động cơ với lưới điện

Câu 1: So sánh mạch khởi động gián tiếp qua máy biến áp tự ngẫu khi sử dụng nút nhấn và rơ le thời gian có những ưu, nhược điểm gì?

Trang 25

Câu 2: Thiết kế mạch động lực và điều khiển mạch mở máy động cơ 3 pha rotor dây quấn qua 3 cấp điện trở

II M ẠCH KHỞI ĐỘNG GIÁN TIẾP BẰNG ĐỔI NỐI SAO – TAM GIÁC

II-1 Mạch khởi động gián tiếp bằng đổi nối sao – tam giác sử dụng nút nhấn

Phương pháp mở máy qua cuộn kháng hoặc máy biến áp tự ngẫu có thể áp dụng nhiều loại động cơ nhưng trang bị khá công kền vì cần phải bổ sung thiết bị cho mạch động lực Tuy nhiên đối với các động cơ hoạt động ở chế độ định mức mà có các cuộn dây đấu hình tam giác thì có thể dùng phương pháp mở máy sao – tam giác để giảm dòng khởi động Để hiểu rõ ý nghĩa của phương pháp mở máy sao – tam giác, ta cần phải quan tâm đến sơ đồ đấu động cơ hình sao (Hình 1.a) và sơ đồ đấu động cơ hình tam giác (Hình 1.b)

- Khi mở máy các cuộn dây stator được đấu thành hình sao (Hình 1.a)

Gọi Udl là điện áp dây của lưới điện, Zf là trở kháng của 1 cuộn dây pha

Khi đấu sao thì điện áp đặt trên mỗi cuộn dây pha của động cơ là

3

dl U

ta có dòng diện dây khi nối hình sao tương ứng là:

Kết luận: Khi mở máy sao – tam giác điện áp trên mỗi cuộn dây pha giảm đi 3 lần, khi đó dòng điện dây vào động cơ giảm đi 3 lần

Trang 26

Phương pháp này có nhược điểm là mômen khởi động giảm nhiều (giảm 3 lần) Điều này làm cho thời gian khởi động kéo dài đặc biệt là đối với động cơ làm việc ở chế độ tải nặng nề

Ở đây ta sử dụng bộ nút nhấn kép để thực hiện chuyển đổi chế độ mở máy hình sao sang chế độ làm việc tam giác, việc chuyển đổi thực hiện bằng tay

Trang 27

- K: tiếp điểm chính của contactor → đóng điện cho động cơ

- KY: tiếp điểm chính của contactor Y → động cơ mở máy hình sao

- KΔ: tiếp điểm chính của contactor Δ → động cơ chạy hình tam giác

- M: ĐCKĐB3P rotor lồng sóc (động cơ 6 đầu dây ra) → đối tượng được điều khiển

Trang 28

- ONY: động cơ mở máy hình sao

- ONΔ: động cơ chạy hình tam giác

- KY: cuộn dây contactor Y và các tiếp điểm phụ của contactor Y

- KΔ: cuộn dây contactor Δ và các tiếp điểm phụ của contactor Δ

- Ban đầu để động cơ mở máy hình sao, ta nhấn nút ONY ngay lập tức cuộn dây K

và cuộn dây KY có điện Khi đó các tiếp điểm chính K, KY đóng lại động cơ mở máy hình sao, đồng thời tiếp điểm phụ K thường hở đóng lại (song song với nút nhấn ONY) để duy trì dòng điện luôn cung cấp cho cuộn dây K, KY và mở tiếp điểm phụ KY thường đóng để khóa chéo cuộn dây KΔ luôn luôn không có điện

- Sau khi mở máy xong thì chuyển động cơ sang chạy hình tam giác bằng cách nhấn nút kép ONΔ, thường đóng ONΔ mở ra ngắt điện cuộn dây KY làm tiếp điểm chính của KY mở ra ngắt động cơ khởi động hình sao, đồng thời thường hở ONΔ đóng lại cấp điện cho cuộn dây KΔ làm các tiếp điểm chính KΔ đóng lại động cơ chạy hình tam giác, tiếp điểm phụ thường hở KΔ đóng lại duy trì cho thường hở nút nhấn kép ONΔ, tiếp điểm phụ thường đóng KΔ mở ra khóa chéo cuộn dây KY luôn luôn không có điện

- Muốn dừng động cơ ta nhấn OFF ngay lập tức cuộn dây K, KY, KΔ 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 ONY và ONΔ) cũng mở ra ngắt dòng điện đi vào cuộn dây K, KY, KΔ

 Tính trạng hoạt động của thiết bị (tốt hay hỏng) …

Trang 29

 Ấn nút nhấn ONY động cơ mở máy hình sao → Đợi vài giây để quá trình mở máy kết thúc → Ấn nút nhấn kép ONΔ chuyển động cơ sang làm việc hình tam giác

Câu 1: Vì sao phải thực hiện khởi động gián tiếp bằng đổi nối sao – tam giác?

Câu 2: Tại sao khi khởi động gián tiếp bằng đổi nối sao – tam giác phải sử dụng động cơ Y/Δ – 660/380V?

Câu 3: Có thể sử dụng động cơ thông dụng Y/Δ – 380/220V để thực hiện khởi động gián tiếp bằng đổi nối sao – tam giác đối với mạng điện Việt Nam được không? Nếu được thì trình bày hướng giải quyết?

Câu 4: So sánh ưu và nhược điểm khi khởi động gián tiếp qua máy biến áp tự ngẫu

và bằng đổi nối sao – tam giác?

II-2 Mạch khởi động gián tiếp bằng đổi nối sao – tam giác sử dụng rơle thời gian

Để khắc phục việc chuyển đổi bằng tay sử dụng nút nhấn kép ta thay thế bằng rơle thời gian thì việc chuyển đổi được thực hiện 1 cách tự động theo thời gian đặt sẵn

Trang 30

Trang 31

- ON: động cơ mở máy hình sao

- T: rơle thời gian → động cơ chạy hình tam giác

- Ban đầu để động cơ mở máy hình sao, ta nhấn nút ON ngay lập tức cuộn dây K,

KY có điện và cuộn dây T có điện (rơle thời gian T bắt đầu đếm thời gian) Khi đó các tiếp điểm chính K, KY đóng lại động cơ mở máy hình sao, đồng thời tiếp điểm phụ K thường hở đóng lại (song song với nút nhấn ON) để duy trì dòng điện luôn cung cấp cho cuộn dây K, KY, T và mở tiếp điểm phụ KY thường đóng để khóa chéo cuộn dây KΔ luôn luôn không có điện

Trang 32

- Sau khoảng thời gian định trước (mở máy hình sao xong) thì tiếp điểm thường đóng có thời gian T mở ra ngắt điện cuộn dây KY làm tiếp điểm chính của KY mở

ra ngắt động cơ khởi động hình sao và đồng thời tiếp điểm thường hở có thời gian T đóng lại cấp điện cho cuộn dây KΔ làm các tiếp điểm chính KΔ đóng lại động cơ chạy hình tam giác, tiếp điểm phụ thường đóng KΔ mở ra khóa chéo cuộn dây KY luôn luôn không có điện

- Muốn dừng động cơ ta nhấn OFF ngay lập tức cuộn dây K, KY, KΔ 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 K, KY, KΔ

Trang 33

Câu 1: Trình bày các ưu điểm và nhược điểm khi khởi động gián tiếp bằng đổi nối sao – tam giác sử dụng nút nhấn kép và khi sử dụng rơle thời gian?

Câu 2: Thiết kế mạch động lực và điều khiển mạch điều khiển động cơ 3 pha rotor lồng sóc 2 cấp tốc độ sử dụng rơle thời gian

III MẠCH KHỞI ĐỘNG GIÁN TIẾP QUA MÁY BIẾN ÁP TỰ NGẪU VÀ ĐỔI NỐI SAO – TAM GIÁC CÓ ĐẢO CHIỀU

III-1 M ạch khởi động gián tiếp qua máy biến áp tự ngẫu có đảo chiều quay sử

d ụng rơle thời gian

Trong thực tế thì động cơ thông thường làm việc cả hai chiều ví dụ như: thang máy, palăng điện, băng tải … Vì vậy, việc khởi động gián tiếp qua máy biến áp tự ngẫu

phải được thực hiện cho cả 2 chiều quay

Trang 34

- KT: tiếp điểm chính của contactor T → động cơ quay thuận

- KN: tiếp điểm chính của contactor N → động cơ quay nghịch

Trang 35

- ON-N ― OFF-N: nút nhấn kép dùng mở máy động cơ quay nghịch

- KT: cuộn dây contactor T và các tiếp điểm phụ của contactor T

- KN: cuộn dây contactor N và các tiếp điểm phụ của contactor N

- T: rơle thời gian → định thời gian mở máy để chuyển sang trạng thái làm việc bình thường

- Ban đầu chọn chiều quay động cơ bằng cách nhấn nút nhấn kép (ON-T ― OFF-T) cuộn dây KT có điện (lúc này thường đóng OFF-T mở ra đảm bảo KN không được cấp điện) làm các tiếp điểm chính KT đóng lại động cơ chọn quay theo chiều thuận đồng thời tiếp điểm phụ KT thường hở đóng lại để duy trì cho tiếp điểm thường hở của nút nhấn kép (ON-T ― OFF-T), tiếp điểm phụ KT thường đóng hở ra để khóa chéo cuộn dây KN luôn không có điện hoặc nhấn nút nhấn kép (ON-N ― OFF-N) cuộn dây KN làm có điện (lúc này thường đóng OFF-N mở ra đảm bảo KT không được cấp điện) các tiếp điểm chính KN đóng lại động cơ chọn quay theo chiều nghịch đồng thời tiếp điểm phụ KN thường hở đóng lại để duy trì cho tiếp điểm thường hở của nút nhấn kép (ON-N ― OFF-N), tiếp điểm phụ KN thường đóng hở

ra để khóa chéo cuộn dây KT luôn không có điện

- Đồng thời tiếp điểm phụ KT thường hở đóng lại hoặc tiếp điểm phụ KN thường

hở đóng lại cấp điện cho cuộn dây K1 và cuộn dây T có điện (rơle thời gian T bắt đầu đếm thời gian) Khi đó các tiếp điểm chính K1 đóng lại động cơ mở máy qua máy biến áp tự ngẫu và mở tiếp điểm phụ K1 thường đóng để khóa chéo cuộn dây K2 luôn luôn không có điện

- Sau khoảng thời gian định trước (mở máy xong) thì tiếp điểm thường đóng có thời gian T mở ra ngắt điện cuộn dây K1 không cho dòng điện chạy qua máy biến áp tự ngẫu và đồng thời tiếp điểm thường hở có thời gian T đóng lại cấp điện cho cuộn dây K2 làm động cơ được nối trực tiếp với lưới điện, đông thời tiếp điểm phụ thường đóng K2 mở ra khóa chéo cuộn dây K1 luôn luôn không có điện

- Muốn dừng động cơ ta nhấn OFF ngay lập tức cuộn dây KT, KN, K1, K2 mất điện các tiếp điểm chính mở ra động cơ ngừng hoạt động, đồng thời tiếp điểm phụ của

KT, KN (tiếp điểm duy trì – tiếp điểm song song với nút ON-T và ON-N) cũng mở

ra ngắt dòng điện đi vào cuộn dây KT, KN, K1, K2

- Nếu động cơ đang hoạt động mà bị quá tải thì tiếp điểm phụ của rơle nhiệt RN tác

Trang 36

động ngắt dòng điện đi vào contactor làm cho động cơ ngừng hoạt động, đồng thời đèn H1 sáng báo hiệu sự cố quá tải

Trang 37

Câu 1: Vì sao phải thực hiện khởi động gián tiếp qua máy biến áp tự ngẫu có đảo chiều quay?

Câu 2: Sử dụng máy biến áp cách ly thay máy biến áp từ ngẫu trong mạch điện này được không?

III-2 M ạch khởi động gián tiếp bằng đổi nối sao – tam giác có đảo chiều quay sử

d ụng rơle thời gian

Trong thực tế thì động cơ thông thường làm việc cả hai chiều ví dụ như: thang máy, palăng điện, băng tải … Vì vậy, việc khởi động gián tiếp bằng đổi nối sao – tam giác

phải được thực hiện cho cả 2 chiều quay

Trang 38

- KT: tiếp điểm chính của contactor T → động cơ quay thuận

- KN: tiếp điểm chính của contactor N → động cơ quay nghịch

Trang 39

- ON-T ― OFF-T: nút nhấn kép dùng mở máy động cơ quay thuận

- ON-N ― OFF-N: nút nhấn kép dùng mở máy động cơ quay nghịch

- KT: cuộn dây contactor T và các tiếp điểm phụ của contactor T

- KN: cuộn dây contactor N và các tiếp điểm phụ của contactor N

- T: rơle thời gian → động cơ chạy hình tam giác

- Ban đầu chọn chiều quay động cơ bằng cách nhấn nút nhấn kép (ON-T ― OFF-T) cuộn dây KT có điện (lúc này thường đóng OFF-T mở ra đảm bảo KN không được cấp điện) làm các tiếp điểm chính KT đóng lại động cơ chọn quay theo chiều thuận đồng thời tiếp điểm phụ KT thường hở đóng lại để duy trì cho tiếp điểm thường hở của nút nhấn kép (ON-T ― OFF-T), tiếp điểm phụ KT thường đóng hở ra để khóa chéo cuộn dây KN luôn không có điện hoặc nhấn nút nhấn kép (ON-N ― OFF-N) cuộn dây KN làm có điện (lúc này thường đóng OFF-N mở ra đảm bảo KT không được cấp điện) các tiếp điểm chính KN đóng lại động cơ chọn quay theo chiều nghịch đồng thời tiếp điểm phụ KN thường hở đóng lại để duy trì cho tiếp điểm thường hở của nút nhấn kép (ON-N ― OFF-N), tiếp điểm phụ KN thường đóng hở

ra để khóa chéo cuộn dây KT luôn không có điện

- Đồng thời tiếp điểm phụ KT thường hở đóng lại hoặc tiếp điểm phụ KN thường

hở đóng lại cấp điện cuộn dây K, KY có điện và cuộn dây T có điện (rơle thời gian

T bắt đầu đếm thời gian) Khi đó các tiếp điểm chính K, KY đóng lại động cơ mở máy hình sao, đồng thời mở tiếp điểm phụ KY thường đóng để khóa chéo cuộn dây

KΔ luôn luôn không có điện

- Sau khoảng thời gian định trước (mở máy hình sao xong) thì tiếp điểm thường đóng có thời gian T mở ra ngắt điện cuộn dây KY làm tiếp điểm chính của KY mở

ra ngắt động cơ khởi động hình sao và đồng thời tiếp điểm thường hở có thời gian T đóng lại cấp điện cho cuộn dây KΔ làm các tiếp điểm chính KΔ đóng lại động cơ chạy hình tam giác, tiếp điểm phụ thường đóng KΔ mở ra khóa chéo cuộn dây KY luôn luôn không có điện

- Muốn dừng động cơ ta nhấn OFF ngay lập tức cuộn dây KT, KN, KY, KΔ mất

Trang 40

điện các tiếp điểm chính mở ra động cơ ngừng hoạt động, đồng thời tiếp điểm phụ của KT, KN (tiếp điểm duy trì – tiếp điểm song song với nút ON-T và ON-N) cũng

mở ra ngắt dòng điện đi vào cuộn dây KT, KN, KY, KΔ

- Khi có sự cố cần dừng khẩn thì ta nhấn nút RS, mạch ngắt điện vào contactor làm cho động cơ ngừng, đồng thời đèn H2 sáng báo hiệu sự cố dừng khẩn cấp

 Ấn nhấn nút nhấn kép (ON-T ― OFF-T) động cơ khởi động hình sao theo chiều quay thuận → sau khoảng thời gian định trước (khoảng vài giây) → tự động chuyển sang làm việc hình tam giác quay theo chiều thuận

 Ấn nhấn nút nhấn kép (ON-N ― OFF-N) động cơ khởi động hình sao theo chiều quay nghịch → sau khoảng thời gian định trước (khoảng vài giây) → tự động chuyển sang làm việc hình tam giác quay theo chiều nghịch

Tiêu đề	Giáo Trình Trang Bị Điện – Điện Tử Trong Máy Công Nghiệp
Tác giả	Ths. Lữ Thái Hòa, Ths. Trần Thị Tuyết Nhung
Trường học	Trường Cao Đẳng Vinatex TP.HCM
Chuyên ngành	CN Kỹ Thuật Điện – Điện Tử
Thể loại	giáo trình
Năm xuất bản	2020
Thành phố	TP.HCM

Định dạng
Số trang	113
Dung lượng	4,31 MB