(NB) Giáo trình Trang bị điện 2 (Nghề: Bảo trì thiết bị cơ điện - Cao đẳng) được biên soạn với mục tiêu nhằm giúp sinh viên lắp mạch điều khiển động cơ điện; Trang bị điện nhóm máy nâng vận chuyển; Trang bị điện các máy nén, máy bơm, quạt gió; Các khâu bảo vệ và liên động trong Truyền động khống chế - Truyền động điện. Mời các bạn cùng tham khảo!
Trang 1GIÁO TRÌNH
MÔ ĐUN: TRANG BỊ ĐIỆN 2 NGHỀ: BẢO TRÌ THIẾT BỊ CƠ ĐIỆN TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
(Ban hành kèm theo Quyết định số:203/QĐ-CĐDK ngày 1 tháng 3 năm 2022
của Trường Cao Đẳng Dầu Khí)
Bà Rịa - Vũng Tàu, năm 2022
Trang 2dùng 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 3đang trên đà phát triển Yêu cầu sử dụng điện và thiết bị điện ngày càng tăng Việc trang bị kiến thức về hệ thống điện nhằm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của con người, cung cấp điện năng cho các thiết bị của khu vực kinh thế, các khu chế xuất, các
xí nghiệp là rất cần thiết
Với một vai trò quan trọng như vậy và xuất phát từ yêu cầu, kế hoạch đào tạo, chương trình môn học của Trường Cao Đẳng Dấu Khí Chúng tôi đã biên soạn cuốn
giáo trình Trang bị điện 2 gồm 4 bài với những nội dung cơ bản sau:
- Bài 1: Lắp mạch điều khiển động cơ điện
- Bài 2: Trang bị điện nhóm máy nâng vận chuyển
- Bài 3: Trang bị điện các máy nén, máy bơm, quạt gió
- Bài 4: Các khâu bảo vệ và liên động trong Truyền động khống chế -Truyền
động điện Trong quá trình biên soạn, chúng tôi đã tham khảo và trích dẫn từ nhiều tài liệu được liệt kê tại mục Danh mục tài liệu tham khảo Chúng tôi chân thành cảm ơn các tác giả của các tài liệu mà chúng tôi đã tham khảo
Bên cạnh đó, giáo trình cũng không thể tránh khỏi những sai sót nhất định Nhóm tác giả rất mong nhận được những ý kiến đóng góp, phản hồi từ quý đồng nghiệp, các bạn người học và bạn đọc
Trân trọng cảm ơn./
Bà Rịa – Vũng Tàu, tháng 06 năm 2022
1 Chủ biên: Phạm Văn Cấp
2 Ninh Trọng Tuấn
3 Nguyễn Xuân Thịnh
4
Trang 4BÀI 1: LẮP MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN 14
1.4 Hệ truyền động các cơ cấu của cầu trục dùng bộ biến đổi thyristo - động cơ điện
BÀI 4: CÁC KHÂU BẢO VỆ VÀ LIÊN ĐỘNG TRONG TRUYỀN ĐỘNG
Trang 6Hình 1.2: Sơ đồ nguyên lý điều khiển đảo chiều động cơ 1 pha 16
Hình 1.3: Sơ đồ nguyên lý hãm động năng dùng nguồn DC 17
Hình 1.4: Sơ đồ nguyên lý hãm dùng tụ điện 18
Hình 1.5: Sơ đồ nguyên lý hãm ngược dùng role thời gian 19
Hình 1.6: Sơ đồ nguyên lý mạch hãm ngược dùng role tốc độ 20
Hình 1.7: Sơ đồ nguyên lý mạch hãm ngược quay hai chiều dùng role tốc độ 22
Hình 2.1: Cấu tạo cầu trục 30
Hình 2.2: Cấu tạo các bộ phanh thường dùng trong cầu trục 32
Hình 2.3: Kết cấu của hệ thống tiếp điện cứng 33
Hình 2.4: Sơ đồ động học của cơ cấu nâng – hạ bốc hàng bằng móc 34
Hình 2.5: Sơ đồ bộ khống chế kiểu tay gạt 35
Hình 2.6: Sơ đồ bộ khống chế kiểu vô lăng 35
Hình 2.7: Hộp điện trở 36
Hình 2.8: Các dạng bàn từ bốc hàng 36
Hình 2.9: Sơ đồ hệ thống F - Đ đơn giản 37
Hình 2.10: Hệ truyền động T- Đ 39
Hình 3.1: Các phần tử của hệ thống bơm 48
Hình 3.2: Cấu tạo của bơm ly tâm 49
Hình 3.3: Đặc tính cơ của bơm ly tâm 50
Hình 3.4: Cấu tạo của bơm pittông 51
Hình 3.5: Đặc tính của bơm pit tông 52
Hình 3.6: Đặc tính của máy bơm khoi điều chỉnh lưu lượng 52
Hình 3.7:Sơ đồ điện - thủy động học của một trạm bơm 53
Hình 3.8: Hệ truyền động máy bơm dùng động cơ đồng bộ 55
Trang 7Hình 3.11:: Cấu tạo quạt ly tâm dạng mở 58
Hình 3.12: Cấu tạo quạt hướng trục công suất lớn 59
Hình 3.13: Nguyên lý cơ bản mạch kích từ lúc mở máy động cơ đồng bộ 60
Hình 3.14: Sự phụ thuộc của mômen điện từ khi mở máy không đồng bộ động cơ đồng bộ 61
Hình 3.15: Sơ đồ cấu tạo của máy nén khí 63
Hình 3.16: Biểu đồ chu trình làm việc của máy nén khí kiểu pittông 64
Hình 3.17: Sơ đồ điều chỉnh áp suất của máy nén khí 65
Hình 3.18: Sơ đồ khống chế tự động máy nén khí 66
Hình 4.1: Sơ đồ dùng rơle dòng cực đại bảo vệ quá tải ngắn hạn 75
Hình 4.2: Sơ đồ có bảo vệ điểm không và cực tiểu 76
Hình 4.3: Sơ đồ bảo vệ thiếu, mất kích từ động cơ 77
Hình 4.4: Sơ đồ có bảo vệ liên động cơ và điện 78
Trang 8DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3 1: Công suất và hệ số của quạt li tâm và hướng trục 57Bảng 3.2: Năng suất và áp suất tĩnh 60
Trang 9GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: TRANG BỊ ĐIỆN 2
1 Tên mô đun: Trang bị điện 2
2 Mã mô đun: ELEI62158
Thời gian thực hiện mô đun: 45 giờ; (Lý thuyết:14 giờ; Thực hành: 29 giờ; kiểm tra: 2
giờ)
Số tín chỉ: 2
3 Vị trí, tính chất của mô đun:
như Đo lường điện, Máy điện, Cung cấp điện và Trang bị điện 1 trong danh mục các môn học/mô đun đào tạo bắt buộc của nghề Điện công nghiệp
4 Mục tiêu mô đun:
- Về kiến thức:
điện cho cơ cấu sản xuất trang bị điện nhóm máy nâng vận chuyển, quạt gió bơm nước
- Về kỹ năng:
thang máy
hoạch bảo trì hợp lý, đảm bảo an toàn và vệ sinh công nghiệp
- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
+ Phát huy tính tích cực, chủ đô ̣ng và sáng ta ̣o, đảm bảo an toàn, tiết kiệm
5 Nội dung mô đun:
5.1 Chương trình khung:
Mã
Số tín chỉ
Thời gian học tập (giờ)
Tổng
số
Trong đó
Lý thuyết
Trang 10Mã
Số tín chỉ
Thời gian học tập (giờ)
Tổng
số
Trong đó
Lý thuyết
Trang 11Mã
Số tín chỉ
Thời gian học tập (giờ)
Tổng
số
Trong đó
Lý thuyết
Thời gian (giờ)
Tổng
số
Lý thuyết
Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập
Kiểm tra
LT TH
0
6 Điều kiện thực hiện mô đun:
6.1 Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng:
- Phòng thực hành/nhà xưởng/mô hình
6.2 Trang thiết bị máy móc:
- Máy tính, máy chiếu
- Các thiết bị, máy móc: (Liệt kê cụ thể các thiết bị, máy móc chính)
Trang 12+ Rèn luyện thái độ nghiêm túc, cẩn thận trong công việc;
+ Tuân thủ nghiêm túc các quy định an toàn điện khi sử dụng thiết bị điện và làm việc với các hệ thống điện
7.2 Phương pháp đánh giá:
7.1 Kiểm tra thưởng xuyên:
bất kỳ trong quá trình học thông qua việc kiểm tra vấn đáp trong giờ học, kiểm tra viết với thời gian làm bài bằng hoặc dưới 30 phút, kiểm tra một số nội dung thực hành, thực tập, chấm điểm bài tập
7.2 Kiểm tra định kỳ:
giờ kiểm tra được quy định trong chương trình môn học ở mục III có thể bằng hình thức kiểm tra viết từ 45 đến 60 phút, chấm điểm bài tập lớn, tiểu luận, làm bài thực hành, thực tập Giáo viên biên soạn đề kiểm tra lý thuyết kèm đáp án và đề kiểm tra thực hành kèm biểu mẫu đánh giá thực hành theo đúng biểu mẫu qui định, trong đó:
Trang 13Stt Bài kiểm tra Hình thức kiểm tra Nội dung Thời gian
7.3 Thi kết thúc môn học: lý thuyết và thực hành
Thời giant thi: 90÷120 phút
8 Hướng dẫn thực hiện mô đun
8.1 Phạm vi áp dụng chương trình
- Chương trình mô đun này được áp dụng cho nghề điện công nghiệp,hệ cao đẳng nghề 8.2 Hướng dẫn một số điểm chính về phương pháp giảng dạy mô đun đào tạo:
- Đối với giáo viên, giảng viên:
bài học Giáo án được soạn theo bài hoặc buổi dạy
+ Tổ chức giảng dạy: (mô tả chia ca, nhóm )
+ Thiết kế các phiếu học tập, phiếu thực hành
- Đối với người học:
+ Tài liệu, dụng cụ học tập, vở ghi đầy đủ
+ Hoàn thành các bài thực hành kỹ năng
9 Tài liệu cần tham khảo:
Tài liệu tiếng Việt:
[1] Vũ Quang Hồi, Trang bị điện - điện tử thiết bị công nghiệp dùng chung, NXB Giáo
dục 1996
[2] Vũ Quang Hồi, Trang bị điện - điện tử công nghiệp, NXB Giáo dục 2000
[3] Bùi Quốc Khánh, Hoàng Xuân Bình, Trang bị điện – điện tử tự động hóa cầu trục và cần trục, Nxb KHKT 2006
[4] Bùi Quốc Khánh Nguyễn Thị Hiền Nguyễn Văn Liễn, Truyền động điện, Nxb
KHKT 2006
Trang 15BÀI 1: LẮP MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN
GIỚI THIỆU BÀI 1:
Bài 1 là bài trình bày về một số mạch điều khiển động cơ điện để người học có được kiến thức nền tảng và dễ dàng tiếp cận nội dung môn học liên quan
- Lắp được các mạch điều khiển động cơ điện 1 pha, động cơ điện 1 chiều
- Lắp được các mạch hãm động cơ điện
Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
- Rèn luyện thái độ nghiêm túc, cẩn thận trong công việc;
PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP BÀI 1:
- Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp,
dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận và bài tập bài 1 (cá nhân hoặc nhóm)
- Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình(bài 1) trước buổi học; hoàn thành đầy
đủ câu hỏi thảo luận và bài tập tình huống bài mở đầu theo cá nhân hoặc nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định
ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN BÀI 1:
- Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Phòng trang bị điện
- Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác
- Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu tham
khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan
Trang 16- Các điều kiện khác: Không có
KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI 1:
- Nội dung:
Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức
Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng
Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:
+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp
+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập
+ Tham gia đầy đủ thời lượng môn học
+ Nghiêm túc trong quá trình học tập
Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng)
Kiểm tra định kỳ lý thuyết: không có
Kiểm tra định kỳ thực hành: 1 điểm kiểm tra
NỘI DUNG BÀI 1:
1.1 Mạch điều khiển động cơ điện một pha:
a) Sơ đồ nguyên lý:
Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý điều khiển động cơ 1 pha bằng tụ điện
b) Nguyên lý hoạt động của mạch :
Đánh dấu các đầu dây, chẳng hạn A, B, C, D
Trang 17Dùng Ohm kế (đồng hồ đo ôm, có trong VOM) đo lần lượt từng cặp Sẽ có 2 cặp thông điện với nhau, giá trị điện trở cặp nào lớn hơn thì đó là cuộn đề, cuộn còn lại là cuộn chạy!
Đấu tụ vào giữa dây chạy và dây đề 1 dây nguồn cấp vào dây chung, dây nguồn còn lại cấp vào 1 trong 2 đầu tụ thì động cơ sẽ quay theo 2 chiều khác nhau Lưu ý là nếu cuộn đề và cuộn chạy không giống nhau thì có 1 chiều động cơ sẽ nóng hơn
1.2 Mạch điều khiển đảo chiều động cơ điện một pha
a) Sơ đồ nguyên lý:
Hình 1.2: Sơ đồ nguyên lý điều khiển đảo chiều động cơ 1 pha
b) Nguyên lý hoạt động của mạch
Sau khi xác định dược cuộn chạy và cuộn đề
Đổi đầu nối dây của một trong hai cuộn chạy hoặc cuộn đề sẽ cho động cơ chạy theo chiều ngược lại
1.3 Mạch hãm động năng dùng nguồn một chiều
a) Sơ đồ nguyên lý:
Trang 18Hình 1.3: Sơ đồ nguyên lý hãm động năng dùng nguồn DC
b) Nguyên lý hoạt động của mạch :
Muốn cho động cơ hoạt động trước tiên ta đóng CB sau đó ấn vào nút ST Khi nút ST được ấn cuộn hút công tắc tơ K1 có điện K1có điện làm đóng các cặp tiếp điểm K11,K12
và mở K13 ra
-K11 Đóng cung cấp điện cho động cơ 1 hoạt động
-K12 Đóng duy trì nguồn điện cho cuộn hút của công tắc tơ K1 khi ta không ấn nút start nữa
-K13 mở ra không cho phép K2 làm việc đồng thời với K1 khi contactor K1 đang làm việc
Muốn dừng động cơ DC1 ta ấn vào nút SP khi SP được ấn cặp tiếp điểm thường đóng của nó mở ra cặp tiếp điểm thường hở của nó đóng lại Cặp tiếp điểm thường đóng của
nó mở ra làm K1 mất điện ,cặp tiếp điểm thường mở của nó đóng lại làm contactor K2 ,T1
có điện động cơ thực hiện quá trình hãm động năng dùng nguồn một chiều từ máy biến áp
và chỉnh lưu cầu Sau một thời gian T1 có điện thì tiếp điểm T11 mở ra làm K2 mất điện quá trình hãm kết thúc động dừng lại
Trong quá trình làm việc nếu có sự cố quá tải thì tiếp điểm thường đóng mở chậm OL1( 95-96) mở ra làm làm mạch điều khiển bị hở cuộn hút công tắc tơ K1,K2,T1 mất điện
Trang 19sẽ mở các cặp tiếp điểm ngừng cung cấp điện vảo động cơ làm động cơ dừng lại bảo vệ động cơ khỏi sự cố quá tải
1.4 Mạch hãm động cơ dùng tụ điện
a) Sơ đồ nguyên lý
Hình 1.4: Sơ đồ nguyên lý hãm dùng tụ điện
a) Nguyên lý hoạt động của mạch :
Muốn cho động cơ DC1 hoạt động trước tiên ta đóng CB sau đó ấn vào nút ST Khi nút ST được ấn cuộn hút công tắc tơ K1 có điện làm đóng các cặp tiếp điểm K11,K12
-K11 Đóng cung cấp điện cho động cơ hoạt động ,đồng thời nạp điện cho bộ tụ C1,C2,C3
-K12 Đóng duy trì nguồn điện cho cuộn hút của công tắc tơ K1 khi ta không ấn nút start nữa
Muốn dừng động cơ ta ấn vào nút SP làm mạch điều khiển bị hở cuộn hút công tắc tơ K1 mất điện sẽ mở các cặp tiếp điểm K11&K12 K11 Mở ngừng cung cấp điện vảo động cơ khi đó bộ tụ sẽ xả điện vào động cơ để thực hiện quá trình hãm làm cho động cơ nhanh chóng dừng lại
Trang 20Trong quá trình làm việc nếu có sự cố quá tải thì tiếp điểm thường đóng mở chậm OL1 95-96 mở ra làm làm mạch điều khiển bị hở cuộn hút công tắc tơ K1 mất điện sẽ mở các cặp tiếp điểm K11&K12 K11 Mở ngừng cung cấp điện vảo động cơ khi đó bộ tụ sẽ xả điện vào động cơ để thực hiện quá trình hãm làm cho động cơ nhanh chóng dừng lại bảo vệ động cơ khỏi sự cố quá tải
1.5 Mạch hãm ngược dùng rơ le Timer
a) Sơ đồ nguyên lý
Hình 15: Sơ đồ nguyên lý hãm ngược dùng role thời gian
b) Nguyên lý hoạt động của mạch :
Muốn cho động cơ DC hoạt động trước tiên ta đóng CB sau đó ấn vào nút ST Khi nút ST được ấn cuộn hút công tắc tơ K1 có điện làm đóng các cặp tiếp điểm K11,K12 và mở K13 ra
-K11 Đóng cung cấp điện cho động cơ hoạt động
-K12 Đóng duy trì nguồn điện cho cuộn hút của công tắc tơ K1 khi ta không ấn nút start nữa
-K13 mở ra không cho phép K2 làm việc đồng thời với K1 khi K1 đang hoạt động
Trang 21Muốn dừng động cơ ta ấn vào nút SP khi SP được ấn cặp tiếp điểm thường đóng của
nó mở ra ,cặp tiếp điểm thường mở của nó đóng lại làm cuộn hút công tắc tơ K1 mất điện ,K2 & T1 có điện thực hiện quá trình hãm ngược Sau một khoảng thời gian đặt trước tiếp điểm T11 của timer mở ra để kết thúc quá trình hãm động cơ dừng lại.Nếu động cơ đã dừng lại mà quá trình hãm chưa kết thúc thì động cơ sẽ quay ngược lại
Trong quá trình làm việc nếu có sự cố quá tải thì tiếp điểm thường đóng mở chậm OL1
95-96 mở ra làm làm mạch điều khiển bị hở cuộn hút công tắc tơ K1 mất điện sẽ mở các cặp tiếp điểm K11,K12& K13 trở về trạng thái ban đầu K11 Mở ngừng cung cấp điện vảo động
cơ bảo vệ động cơ khỏi sự cố quá tải
1.6 Mạch hãm ngược dùng rơ le tốc độ
a) Sơ đồ nguyên lý
Hình 1.6: Sơ đồ nguyên lý mạch hãm ngược dùng role tốc độ
b) Nguyên lý hoạt động của mạch :
Muốn cho động cơ DC hoạt động trước tiên ta đóng CB sau đó ấn vào nút ST Khi nút ST được ấn cuộn hút công tắc tơ K1 có điện làm đóng các cặp tiếp điểm K11,K12 và mở K13 ra
-K11 Đóng cung cấp điện cho động cơ hoạt động
Trang 22-K12 Đóng duy trì nguồn điện cho cuộn hút của công tắc tơ K1 khi ta không ấn nút start nữa
-K13 mở ra không cho phép K2 làm việc đồng thời với K1 khi K1 đang hoạt động Động cơ hoạt động tăng dần tốc độ và khi đạt được tốc độ đặt của role tốc độ thì tiếp điểm thường mở của role tốc độ SR1 sẽ đóng lại sẵn sàng cho quá trình hãm khi dừng động cơ
Muốn dừng động cơ ta ấn vào nút SP khi SP được ấn cuộn hút công tắc tơ K1 mất điện K11 mở ra K13 đóng lại làm K2 có điện thực hiện quá trình hãm ngược,động cơ nhanh chóng dừng lại khi tốc độ của động cơ nhỏ hơn tốc độ đặt của role tốc độ thì tiếp điểm của role SR1 sẽ mở ra quá trình hãm kết thúc
Trong quá trình làm việc nếu có sự cố quá tải thì tiếp điểm thường đóng mở chậm OL1 95-96 mở ra làm làm mạch điều khiển bị hở cuộn hút công tắc tơ K1 mất điện sẽ mở các cặp tiếp điểm K11,K12 đóng cặp tiếp điểm K13 K13 đóng lại làm K2 có điện thực hiện quá trình hãm ngược,động cơ nhanh chóng dừng lại khi tốc độ của động cơ nhỏ hơn tốc độ đặt của role tốc độ thì tiếp điểm của role SR1 sẽ mở ra quá trình hãm kết thúc bảo vệ động
cơ khỏi sự cố quá tải
1.7 Mạch điều khiển động cơ 2 cấp tốc độ
-K11 Đóng cung cấp điện cho động cơ hoạt động theo chiều thuận
-K12 Đóng duy trì nguồn điện cho cuộn hút của công tắc tơ K1 khi ta không ấn nút start nữa
-K13 mở ra không cho phép K2 làm việc đồng thời với K1 khi K1 đang hoạt động Động cơ hoạt động tăng dần tốc độ và khi đạt được tốc độ đặt của role tốc độ SR1 thì tiếp điểm thường mở SR11của role tốc độ SR1 sẽ đóng lại tiếp điểm thường đóng SR12 sẽ mở
ra sẵn sàng cho quá trình hãm khi dừng động cơ
Muốn dừng động cơ ta ấn vào nút SP khi SP được ấn cuộn hút công tắc tơ K1 mất điện K11 mở ra, K13 đóng lại làm K2 có điện thực hiện quá trình hãm ngược,động cơ nhanh chóng dừng lại khi tốc độ của động cơ nhỏ hơn tốc độ đặt của role tốc độ thì tiếp điểm của role SR11 sẽ mở, SR21 đóng lại ra quá trình hãm kết thúc
Trang 23Hình 1.7: Sơ đồ nguyên lý mạch hãm ngược quay hai chiều dùng role tốc độ
b) Nguyên lý hoạt động của mạch :
Muốn đảo chiều động cơ trước tiên ta phải dừng động cơ và thực hiện quá trình hãm sau khi động cơ đã dừng ta ấn vào nút SN Khi SN được ấn contactor K2 có điện làm đóng các cặp tiếp điểm K21,K22 và mở K23 ra
-K21 Đóng cung cấp điện cho động cơ hoạt động theo chiều ngược
-K22 Đóng duy trì nguồn điện cho cuộn hút của công tắc tơ K2 khi ta không ấn nút start nữa
-K23 mở ra không cho phép K1 làm việc đồng thời với K2 khi K2 đang hoạt động Động cơ hoạt động tăng dần tốc độ và khi đạt được tốc độ đặt của role tốc độ SR2 thì tiếp điểm thường mở SR21của role tốc độ SR2 sẽ đóng lại, tiếp điểm thường đóng SR22 sẽ mở
ra sẵn sàng cho quá trình hãm khi dừng động cơ
Muốn dừng động cơ ta ấn vào nút SP khi SP được ấn cuộn hút công tắc tơ K2 mất điện K21 mở ra, K23 đóng lại làm K1 có điện thực hiện quá trình hãm ngược,động cơ nhanh chóng dừng lại khi tốc độ của động cơ nhỏ hơn tốc độ đặt của role tốc độ thì tiếp điểm của role SR21 sẽ mở, SR22 đóng lại ra quá trình hãm kết thúc
Trang 24Trong quá trình làm việc nếu có sự cố quá tải thì tiếp điểm thường đóng mở chậm OL1 95-96 mở ra làm làm mạch điều khiển bị hở cuộn hút công tắc tơ K1,K2 mất điện sẽ
mở các cặp tiếp điểm K11,K21ngừng cung cấp điện vào động cơ và thực hiện quá trình hãm bảo vệ cho động cơ khỏi sự cố quá tải
TÓM TẮT NỘI DUNG BÀI 1:
1.1 Mạch điều khiển động cơ điện một pha:
1.2 Mạch điều khiển đảo chiều động cơ điện một pha
1.3 Mạch hãm động năng dùng nguồn một chiều
Bài tập 1: Thiết kế, lắp đặt tủ điều khiển mạch điện đảo chiều quay động cơ 1 pha
1 Mô tả công việc:
- Để đảo chiều quay động cơ 1 pha chúng ta cần phải thay đổi hướng của từ trường quay do cuộn làm việc và cuộn khởi động tạo ra Có hai loại động cơ 1 pha là loại 4 dây
và 3 dây sẽ có cách đảo chiều khác nhau:
Loại động cơ này sẽ có 2 cuộn dây riêng biệt, mỗi cuộn dây được đưa ra 2 đầu dây
Ta có thể xác định cuộn dây làm việc và cuộn dây khởi động bằng cách đo điện trở của từng cuộn dây Cuộn dây có điện trở cao hơn là cuộn khởi động, cuộn dây có điện trở thấp hơn là cuộn làm việc
Để đảo chiều động cơ 4 dây này ta sẽ đảo chiều 1 trong hai cuộn cuộn làm việc hoặc cuộn khởi động Hình dưới đây là cách đảo chiều động cơ 4 dây bằng cách đảo chiều cuộn làm việc
2 Danh mục vật tư, thiết bị:
Trang 263.3 Bản vẽ mạch điều khiển:
4 Thực hiện công việc:
- Bước 1: Gá lắp hộp nối và các thiết bị lên bảng điện
- Bước 2: Gá lắp các loại kẹp cáp
- Bước 3: Cắt dây, Tuốt vỏ và luồn các dây dẫn
- Bước 4: Cố định các dây dẫn với bộ kẹp
Trang 27- Bước 5: Đấu nối các dây dẫn theo sơ đồ:
- Bước 6: Kiểm tra lại toàn bộ mạch điện
- Bước 7: Đóng nắp đậy của hộp nối
5 Đo, kiểm tra và vận hành mạch:
5.1 Kiểm tra đo lường:
5.1.1 Đo thông mạch dây dẫn an
CEE)
Cầu nối PE → Tủ điện
Cầu nối PE → Cánh cửa tủ điện/
Khung lắp đặt
Cầu nối PE → Đế gắn xuống đáy
của tủ điện
Cầu nối PE → Nguồn điện
Đo điện trở cách điện giữa các
Ghi chú
Bảo vệ an toàn khi tiếp xúc trực tiếp (bảo vệ khi chạm
tay)
đạt
Ghi chú
Trang 285.2 Kiểm tra vận hành chức năng mạch điện:
Trang 29BÀI 2: TRANG BỊ ĐIỆN NHÓM MÁY NÂNG VẬN CHUYỂN
GIỚI THIỆU BÀI 2:
Bài 2 là bài trình bày về một số nội dung về trang bị điện nhóm máy nâng vận chuyển để người học có được kiến thức nền tảng và dễ dàng tiếp cận nội dung môn học liên quan
Về kiến thức:
Phân tích được các đặc điểm truyền động và trang bị điện của nhóm máy
Giải thích được nguyên lý làm việc sơ đồ mạch điện
Về kỹ năng:
Tính chọn được các phần tử điều khiển của các máy nâng vận chuyển
Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
Rèn luyện tính tỉ mỉ, cẩn thận trong công việc
PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP BÀI 2:
- Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp,
dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận và bài tập bài 2 (cá nhân hoặc nhóm)
- Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình(bài 2) trước buổi học; hoàn thành đầy
đủ câu hỏi thảo luận và bài tập tình huống bài mở đầu theo cá nhân hoặc nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định
ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN BÀI 2:
- Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Phòng trang bị điện
- Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác
- Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu tham
khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan
- Các điều kiện khác: Không có
KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI 2:
Trang 30 Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức
Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng
Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:
+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp
+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập
+ Tham gia đầy đủ thời lượng môn học
+ Nghiêm túc trong quá trình học tập
Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng)
Kiểm tra định kỳ lý thuyết: 1 điểm kiểm tra
Kiểm tra định kỳ thực hành: 1 điểm kiểm tra
NỘI DUNG BÀI 2:
2.1 Đặc điểm truyền động và trang bị điện cầu trục
2.1.1.Tổng quan:
Chế độ làm việc các cầu trục được xác định từ các yêu cầu của quá trình công nghệ, chức năng cầu trục trong dây chuyền sản xuất Cấu tạo và kết cấu của cầu trục rất đa dạng Khi thiết kế và chế tạo hệ thống điều khiển và hệ thống truyền động điện phải phù hợp với từng loại cụ thể
Cầu trục trong phân xưởng luyện thép lò Mactanh, trong các phân xưởng nhiệt luyện phải đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật trong chế độ quá độ Cầu trục trong các phân xưởng lắp ráp phải đảm bảo quá trình mở máy êm, dải điều chỉnh tốc độ rộng, dừng chính xác đúng nơi
hạ hàng và lấy hàng…
Trang 31Hình 2.1: Cấu tạo cầu trục
Cấu tạo cầu trục được thể hiện trên hình 1.1, gồm 3 bộ phận chính:
+ Xe cầu Là một khung sắt hình chữ nhật,được thiết kế với kết cấu chịu lực, gồm một dầm chính chế tạo bằng thép, đặt cách nhau một khoảng tương ứng với khoảng cách của bánh xe con, bao quanh là một dàn khung Hai dầm cầu được liên kết cơ khí với hai dầm ngang tạo thành một khung hình chữ nhật trong mặt phẳng ngang Các bánh xe của cầu trục được thiết kế trên các dầm ngang của khung để cầu trục có thể chạy dọc suốt nhà xưởng một cách dễ dàng
+ Xe con Là bộ phận chuyển động trên đường ray trên xe cầu, trên đó có đặt cơ cấu nâng hạ và cơ cấu di chuyển cho xe con Tùy theo công dụng của cầu trục mà trên xe con
có một hoặc hai, ba cơ cấu nâng hạ, gồm một cơ cấu nâng chính và một hoặc hai cơ cấu nâng phụ Xe con di chuyển trên xe cầu và xe cầu di chuyển dọc theo phân xưởng hoặc nhà máy sẽ đáp ứng việc vận chuyển hàng hóa đến mọi nơi trong phân xưởng
+ Cơ cấu nâng - hạ Có hai loại chính:
- Loại dùng cho cầu trục một dầm là palăng điện hoặc palăng tay Palăng điện hay palăng tay đều có khả năng di chuyển dọc theo dầm chính để nâng hạ vật Các loại palăng này được chế tạo theo tải trọng và tốc độ nâng yêu cầu
- Đối với các loại dầm thông thường, các cơ cấu nâng hạ được chế tạo và đặt trên xe con để có thể di chuyển dọc theo dầm chính Trên xe con có từ một đến ba cơ cấu nâng hạ
Ngoài ra còn có cơ cấu phanh hãm Phanh dùng trong dùng trong cầu trục có ba loại: phanh guốc, phanh đĩa và phanh đai Nguyên lí hoạt động của các loại phanh này cơ bản giống nhau Cơ cấu phanh hãm gồm có:
- Má phanh
- Cuộn dây nam châm phanh
- Đối trọng phanh
Trang 32Từ những đặc điểm trên có thể đưa ra những yêu cầu cơ bản đối với hệ truyền động
và trang bị điện cho các cơ cấu của cầu trục:
Cầu trục làm việc trong môi trường rất nặng nề như ngoài hải cảng, các nhà máy, xí nghiệp luyện kim Làm việc ở chế độ đóng cắt rất cao Ngoài ra, tùy theo quá trình công nghệ mà ta có một số yêu cầu như:
- Cầu trục vận chuyển được sử dụng rộng rãi, yêu cầu về độ chính xác không cao
- Cầu trục lắp ráp thường được sử dụng trong các phân xưởng cơ khí, dùng để lắp ghép các chi tiết cơ khí nên yêu cầu độ chính xác cao
- Các khí cụ điện, thiết bị điện trong hệ thống phải làm việc tin cậy để nâng cao năng suất, an toàn trong vận hành và khai thác Từ những đặc điểm trên có thể đưa ra những yêu cầu cơ bản đối với hệ thống và trang bị điện của cơ cấu:
- Các phần tử cấu thành của hệ thống phải đơn giản, dễ thay thế, sửa chữa, độ tin cậy cao
- Trong mạch điều khiển phải có mạch bảo vệ điện áp không, bảo vệ quá tải và ngắn mạch
- Quá trình mở máy diễn ra theo một quy luật định sẵn
- Sơ đồ điều khiển cho từng động cơ rieng biệt, độc lập
- Có công tắc hành trình hạn chế hành trình tiến lùi cho xe cầu, xe con, hạn chế hành trình lên của cơ cấu nâng hạ
- Đảm bảo hạ hang ở tốc độ thấp
2.2 Điều khiển cầu trục bằng bộ khống chế động lực
Trang 33Hình 2.2: Cấu tạo các bộ phanh thường dùng trong cầu trục
a Phanh guốc một pha b Phanh đĩa c Sơ đồ động học của phanh đai
1 Cánh tay đòn của cơ cấu phanh; 2 Lõi của lò xo; 3 Lò xo; 4 Giá định hướng; 5 Vòng đệm chặn; 6 Bánh đai phanh; 8.Cuộn dây của nam châm điện; 9 Guốc phanh và má phanh
Cấu tạo của phanh đĩa gồm các phần chính sau: đĩa phanh quay 2 được nối với trục của cơ cấu, lò xo ép 4, nam châm điện 5 Phần ứng của nam châm được bắt chặt với đĩa 3
Số lượng nam châm điện và guiông cùng hướng 1 có 3 cái, phân bố điều theo đường tròn
guiông 1 Khi cấp điện cho cuộn nam châm, lực điện từ sẽ kéo phần ứng cùng đĩa phanh 3,
giải phóng trục của cơ cấu
Nguyên lý làm viêc của phanh đai như sau: Khi cuộn dây nam châm NC có điện, lực hút của nam châm sẽ nâng cánh tay đòn L theo chiều đi lên làm cho đai phanh không ép chặt vào trục động cơ Khi mất điện, do khối lượng phần ứng của nam châm Gnc và đối
Trang 342.2.2 Bộ tiếp điện:
Để cấp điện cho các động cơ truyền động các cơ cấu cầu trục, các thiết bị điều khiển lắp đặt trên cầu trục di chuyển, người ta dùng một hệ thống tiếp điện đặc biệt gọi là đường trônlây (trolley) Có hai hệ thống tiếp điện:
Hệ thống tiếp điện cứng thường dùng cho các loại cầu trục tải trọng lớn, cung đường
di chuyên dài
Hệ thống tiếp điện bằng dây cáp mềm dùng cho cầu trục tải trọng nhỏ, cung đường
di chuyển không dài và thường gặp trong trường hợp cung cấp điện cho pa-lăng điện
Ba đường thép góc 1 [loại (50x50x5) đến (70x70x10)mm] được gá trên giá đỡ đường tiếp điện và cách điện bằng sứ đỡ 2
Bộ lấy điện gồm thép góc 1 gá lên đầu nối cáp bằng gang 3, bằng ba đường cáp
mềm 4 sẽ cấp điện đến động cơ và thiết bị điều khiển
Hình 2.3: Kết cấu của hệ thống tiếp điện cứng
a.Đường tiếp điện b Bộ lấy điện
Trang 352.2.3 Cơ cấu nâng hạ
Hình 2.4: Sơ đồ động học của cơ cấu nâng – hạ bốc hàng bằng móc
1.Trục vít; 2.Bành vít; 3 Truyền động bánh răng; 4.Tang máy; 5 Cơ cấu móc hàng; 6.Móc;
Trong đó:
nâng
Trang 36v – tốc độ nâng hàng ,m/s c hiệu suất cùa cơ cấu truyền lực
2.2.4 Bộ khống chế kiểu tay gạt
Nguyên lý hoạt động: khi đẩy tay gạt 1 sang trái hoặc sang phải sẽ quay trục gắn chặt với tay gạt, trên trục đó có gá lắp hàng chục đĩa cam 2 Trên đầu mút của tay đòn 4 có gắn tiếp điểm động 5 Khi con lăn 3 nằm ở phần lõm của đĩa cam thì tiếp điểm động 5 và tiếp điểm tĩnh 6 kín, còn khi con lăn nằm ở phần lồi của đĩa cam, lò xo 7 sẽ ép vào cánh tay đòn 4 làm cho hai tiếp điểm đó hở ra
Hình 2.5: Sơ đồ bộ khống chế kiểu tay gạt
2.2.5 Bộ khống chế kiểu vô lăng
Hình 2.6: Sơ đồ bộ khống chế kiểu vô lăng
Cấu tạo của nó gồm nhiều đơn nguyên (hình 2.6) lắp trên trục gắn với vô lăng quay
có vỏ bảo vệ bằng xi măng 3 Cấu tạo của một đơn nguyên gồm tiếp điểm tĩnh 1 gắn trên giá
đỡ 10 là chất cách điện Tiếp điểm động 9 gắn trên tay đoàn 8, có thể quay xung quanh trục
5 Đầu cuối của tay đòn 8 có con lăn 6 và bánh cam 2 lắp trên trục 7 Khi quay vô lăng 4, bánh cam 2 sẽ ép vào con lăn 6 (phần lồi của bánh cam 2) làm cho tay đòn 8 quay đi và tiếp
Trang 372.2.6 Hộp điện trở
Hộp điện trở dùng trong cầu trục để hạn chế dòng điện mở máy, hạn chế dòng khi hãm dừng và điều chỉnh tốc độ với các động cơ điện một chiều và động cơ không đồng bộ roto dây quấn
Khi tính chọn điện trở cần chú ý đến hai yếu tố sau:
- Trị số điện trở được chọn phải đảm bảo cho hệ truyền động tạo ra họ đặc tính cơ
để hạn chế được dòng khi khởi động trong giới hạn cho phép, đảm bảo dải điều chỉnh tốc độ yêu cầu
- Độ phát nhiệt của hộp điện trở trong giới hạn cho phép Điện trở thường dùng trong cầu trục có 2 loại: - Điện trở làm từ gang đúc (Hình 2.7a) dùng cho động cơ có dòng điện từ 10 đến hàng trăm ampe Các phần tử điện trở từ gang đúc sẽ lắp thành hộp điện trở
(hình 2.7b) cho phép làm việc ở chế độ dài hạn có trị số dòng làm việc từ (215 ÷ 240)A với
trị số của hộp điện trở tương ứng là (0,1 ÷ 0,7)Ω Đối với động cơ công suất nhỏ dùng dây điện trở tiết diện tròn ( hình 2.7c) hoặc chữ nhật ( hình 2.7d) Điện trở dây được chế tạo từ kim loại hoặc hợp kim có điện trở suất cao như: hợp kim constantan, hợp kim reostan và
hợp kim fecral Dây điện trở được quấn trên tấm kim loại có sứ cách điện
Hình 2.7: Hộp điện trở
2.2.7 Bàn từ bốc hàng
Trang 38Bàn từ hình chữ nhật dùng để vận chuyển các vật liệu nhiễm từ có kích thước dài như thép tấm, đường ray, ống thép dài
Bàn từ dạng xà dùng để vận chuyển các vật liệu nhiễm từ có khối lượng và kích thước lớn
Lực nâng của bàn từ phụ thuộc vào tính chất của vật liệu của hàng cần vận chuyển, vào nhiệt độ của cuộn dây của nam châm điện và nhiệt độ của sắt thép cần vận chuyển Thực tế vận hành cho thấy khi nhiệt độ của sắt thép hoặc gang bằng hoặc lớn hơn 7200C, lực nâng giảm xuống bằng không vì khi đó các vật liệu nhiễm từ mất từ tính
Bàn từ có điện cảm và từ dư rất lớn cho nên khi thiết kế mạch điều khiển cầu trục từ cần chú ý đến bảo vệ quá áp cho cuộn dây nam châm điện khi cắt điện và khử từ dư khi dỡ
hàng
2.3.Truyền động các cơ cấu cầu trục dùng hệ truyền động máy phát động cơ
2.3.1 Hệ thống truyền động máy phát-động cơ(F-Đ)
Hệ thống máy phát - động cơ (F - Đ) là hệ truyền động điện mà BBĐ điện là máy phát điện một chiều kích từ độc lập Máy phát này thường do động cơ sơ cấp không đồng bộ
3 pha kéo quay và coi tốc độ quay của máy phát là không đổi
Hình 2.9: Sơ đồ hệ thống F - Đ đơn giản
Trong đó:
- Đ : Là động cơ điện một chiều kéo cơ cấu sản xuất, cần phải điều chỉnh tốc độ
- F : Là máy phát điện một chiều, đóng vai trò là BBĐ, cấp điện cho động cơ Đ
- ĐK : Động cơ KĐB 3 pha kéo máy phát F, K có thể thay thế bằng một nguồn năng lượng khác
Trang 39 Đối với hệ thống F - Đ ta có thể điều chỉnh tốc độ theo hai hướng như sau:
+ Để cho nĐ < ncb: Điều chỉnh biến trở RKF của máy phát tăng để giảm dòng điện
cho UF giảm, tốc độ động cơ giảm xuống đạt nĐ < ncb
Như vậy, bằng cách điều chỉnh biến trở RKF, ta điều chỉnh điện áp phần ứng động
+ Đảo chiều: Cặp tiếp điểm T đóng hoặc N đóng, dòng điện kích từ máy phát ICKF
+ Hãm động năng khi kích thích máy phát bằng không
+ Hãm tái sinh khi giảm tốc độ hoặc khi đảo chiều dòng kích từ
+ Hãm ngược ở cuối giai đoạn hãm tái sinh khi đảo chiều hoặc khi làm việc ổn định với tải có tính thế năng (khi hạ tải trọng)
+ Ưu điểm nổi bật của hệ thống là khả năng quá tải lớn, sự chuyển đổi trạng thái làm việc rất linh hoạt
+ Do các phần tử trong hệ thống là tuyến tính nên quá trình quá độ của hệ thống rất tốt
+ Có khả năng giữ cho đặc tính có độ cứng cao và không đổi trong suốt giải điều chỉnh
b) Nhược điểm là sử dụng nhiều máy điện quay do đó chiếm diện tích không gian lớn, gây tiếng ồn lớn trong quá trình làm việc Máy phát điện một chiều có từ dư lớn nên điều chỉnh tốc độ ở vùng tốc độ thấp và rất thấp rất khó khăn
Hệ thống F - Đ rất thích hợp với các truyền động có phạm vi điều chỉnh tốc độ lớn, phụ tải biến động trong phạm vi rộng, quá trình quá độ chiếm phần lớn thời gian làm việc của hệ thống (thường xuyên khởi động, hãm, đảo chiều )
2.4 Hệ truyền động các cơ cấu của cầu trục dùng bộ biến đổi Thyristo - động cơ điện
Trang 40Hệ truyền động T - Đ là hệ truyền động, động cơ điện một chiều kích từ động lập Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp đặt vào phần ứng hoặc phần cảm động cơ thông qua các bộ biến đổi (BBĐ) chỉnh lưu dòng thyristor
Hình 2.10: Hệ truyền động T- Đ
Hoạt động của hệ thống:
- Bộ biến đổi (BBĐ) biến đổi nguồn điện xoay chiều 3 pha thành nguồn điện 1 chiều trực tiếp cấp cho phần ứng động cơ Đ
- Tuỳ thuộc vào yêu cầu công nghệ của máy mà BBĐ có thể là 1 bộ hay nhiều bộ,
sử dụng 1 pha hay 3 pha và có thể dùng chỉnh lưu hình tia hay hình cầu
- Để điều chỉnh tốc độ động cơ, ta đặt tín hiệu điều khiển ĐK lên biến trở R và đưa vào bộ phát xung (BFX) rồi đưa tín hiệu đến bộ biến đổi
- Hệ thống sử dụng khâu phản hồi tốc độ, lấy từ máy phát tốc (FT) để nâng cao tính
ổn định tốc độ của động cơ và cả hệ thống
2.4.2.: Đánh giá hệ thống T- Đ:
a) Ưu điểm :
+ Hệ thống sử dụng các phần tử bán dẫn nên có độ tác động nhanh nhạy, hệ số
+ Hệ thống làm việc khá ổn định, không gây ồn ào, gọn nhẹ nên có thể giảm kích thước hình học của máy
+ Vì hệ thống chủ yếu chỉ sử dụng các linh kiện điện tử nên tiêu tốn công suất riêng rất nhỏ, giá thành hệ thống thấp
b) Nhược điểm :
+ Khả năng làm việc ổn định với phụ tải nhỏ khá hạn chế
+ Khi hệ thống truyền động có công suất lớn, dòng điện không sin gây ra tổn hao phụ trong hệ thống và ảnh hưởng đáng kể đến điện áp của lưới
+ Mạch điều khiển phức tạp
TÓM TẮT NỘI DUNG BÀI 2:
1.1 Đặc điểm truyền động và trang bị điện cầu trục