Giáo trình Trang bị điện 1 (Nghề: Điện công nghiệp - Cao đẳng) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí

(NB) Giáo trình Trang bị điện 1 (Nghề: Điện công nghiệp - Cao đẳng) được biên soạn với mục tiêu nhằm giúp sinh viên lắp đặt, sửa chữa được các mạch mở máy, dừng máy cho động cơ 1 pha, 3 pha, động cơ một chiều; Lắp đặt, đấu dây vận hành các mạch trang bị điện điều khiển máy điện. Mời các bạn cùng tham khảo!

KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG TRANG BỊ ĐIỆN 13

Đặc điểm của hệ thống trang bị điện 14 2 Yêu cầu đối với hệ thống trang bị điện công nghiệp 14 BÀI 2: CÁC PHẦN TỬ ĐIỀU KHIỂN TRONG HỆ THỐNG TRANG BỊ ĐIỆN 17

Hiện nay, hầu hết các máy móc sản xuất từ nhỏ đến lớn đều sử dụng truyền động điện để nâng cao tự động hóa và năng suất Hệ thống trang bị điện sử dụng các phần tử điện để điều phối dây chuyền công nghệ theo yêu cầu sản xuất, giúp đạt hiệu suất tối ưu Các hệ thống truyền động điện đảm bảo đáp ứng các yêu cầu của công nghệ phức tạp, nâng cao mức độ tự động hóa và hiệu quả của quá trình sản xuất.

Hình 1.1: Hình thực tế hệ thống vận hành sản xuất trong nhà máy

2 Yêu cầu đối với hệ thống trang bị điện công nghiệp:

Hệ thống trang bị điện cần có các phần tử điện phù hợp để đảm bảo hoạt động an toàn và đúng yêu cầu kỹ thuật Dây chuyền công nghệ sử dụng các thiết bị điện nhằm hỗ trợ và kiểm soát quá trình vận hành của hệ truyền động Việc lựa chọn và lắp đặt các thành phần điện đúng tiêu chuẩn giúp hệ thống vận hành ổn định, giảm thiểu rủi ro và tối ưu hóa hiệu suất hoạt động.

Hệ thống điện cần được trang bị phù hợp để hỗ trợ người vận hành điều khiển dây truyền công nghệ hiệu quả trong mọi tình huống, bao gồm cả khi hoạt động bình thường và khi xảy ra sự cố Điều này đảm bảo tính liên tục và an toàn của quá trình sản xuất, giảm thiểu rủi ro và tăng khả năng ứng phó nhanh chóng trong các tình huống khẩn cấp.

Hình 1.2: Mô tả dây chuyền vận hành sản xuất

 TÓM TẮT NỘI DUNG BÀI 1:

1 Đặc điểm của hệ thống trang bị điện

2 Yêu cầu đối với hệ thống trang bị điện công nghiệp

 CÂU HỎI CỦNG CỐ BÀI 1:

Câu 1 Khí cụ điện nào dưới đây dùng để đóng ngắt không có buồng dập hồ quang?

Câu 2 Phân loại theo công dụng thiết bị nào sau đây dùng để đóng cắt, điều chỉnh tốc độ chiều quay của máy phát điện

A) Thiết bị điện bảo vệ

B) Thiết bị điện khống chế

C) Thiết bị điện tự động điều khiển từ xa

D) Thiết bị điện hạn chế dòng điện ngắn mạch

Câu 3 Quá trình làm việc của khí cụ điện khi xảy ra sự cố là?

A) Gây sụt áp trên lưới điện

C) Pá hủy hoặc giảm tuổi thọ của khí cụ điện

D) Tất cả các đáp án còn lại đều đúng

Câu 4 Ngắn mạch trực tiếp là gì?

A) Là ngắn mạch tại chổ thiết bị bảo vệ

B) Là ngắn mạch qua một điện trở trung gian rất bé, có thể bỏ qua

C) Là dạng ngắn mạch vẫn duy trì được hệ thống dòng, áp 3 pha ở tình trạng đối xứng

D) Là dạng ngắn mạch là cho hệ thống dòng, áp 3 pha mất đối xứng

Câu 5 Hậu quả của ngắn mạch gây ra ?

A) Cách điện của các thiết bị già cỗi, hư hỏng

C) Các ngẫu nhiên khác, thao tác nhầm hoặc do được dự tính trước

D) Phát nóng, giảm điện áp, gây nhiễu, tăng lực điện động, mất ổn định…

Câu 6 Hồ quang điện là gì?

A) Là hiện tượng phóng điện trong chất khí với mật độ dòng điện rất lớn

B) Là hiện tượng phóng điện trong chất rắn với mật độ dòng điện rất lớn

C) Là hiện tượng phát sáng do nhiệt

D) Là hiện tượng phát nhiệt và ánh sáng

Câu 7 Để dập được hồ quang điện người ta dùng phương pháp nào sau đây?

C) Cho hồ quang tiếp xúc với bề mặt có nhiều ion

D) Thổi hồ quang bằng từ

Câu 8 Dập hồ quang bằng khí được sử dụng trường hợp nào sau đây?

A) Điện áp thấp, dòng điện nhỏ

B) Điện áp cao, dòng điện lớn

C) Các khí cụ điện nhỏ

D) Các khí cụ điện lớn

Câu 9 Phân loại theo tính chất dòng điện khí cụ điện làm việc theo mấy loại ?

Câu 10 Phân loại theo điều kiện làm việc khí cụ điện về cấp điện áp?

A) Thiết bị hạ áp dưới 3kV

B) Thiết bị trung áp dưới 3kV- 36kV

C) Thiết bị cao áp từ 36kV- đến dưới 500kV

D) Tất cả các đáp án đều đúng

BÀI 2: CÁC PHẦN TỬ ĐIỀU KHIỂN TRONG HỆ THỐNG TRANG BỊ ĐIỆN

Bài 2 là bài trình bày về một số nội dung về các phần tử bảo vệ để người học có được kiến thức nền tảng và dễ dàng tiếp cận nội dung môn học liên quan

 MỤC TIÊU CỦA BÀI 2 LÀ:

 Nhận biết được các phần tử điều khiển trong một hệ thống trang bị điện

 Mô tả được cấu tạo và giải thích được nguyên lý làm việc của các khí cụ điện điều khiển có trong sơ đồ

 Sửa chữa được hư hỏng thông thường của các khí cụ điện điều khiển

Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:

 Rèn luyện tính tỉ mỉ, cẩn thận, chính xác và an toàn trong công việc

 PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP BÀI 2:

Đối với người dạy, việc sử dụng phương pháp giảng dạy tích cực như diễn giảng, hỏi đáp và dạy học theo vấn đề là rất quan trọng để nâng cao hiệu quả giảng dạy Ngoài ra, yêu cầu người học thực hiện các câu hỏi thảo luận và bài tập bài 2, có thể làm việc theo nhóm hoặc cá nhân, nhằm phát triển kỹ năng tư duy phản biện và vận dụng kiến thức một cách linh hoạt.

Người học cần chủ động đọc trước giáo trình (Bài 2) để chuẩn bị kiến thức trước buổi học, từ đó nâng cao hiệu quả tiếp thu Thêm vào đó, là hoàn thành đầy đủ các câu hỏi thảo luận và bài tập tình huống mở đầu, có thể thực hiện theo cá nhân hoặc nhóm, và đảm bảo nộp lại đúng thời gian quy định cho người dạy.

 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:

 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

Các phần tử bảo vệ 18 Cầu chảy

Cầu chì có cấu tạo gồm một dây chì mắc nối tiếp giữa hai đầu dây dẫn trong mạch điện, giúp bảo vệ hệ thống điện khỏi quá tải hoặc ngắn mạch Vị trí lắp đặt cầu chì quan trọng nằm sau nguồn điện tổng và trước các thiết bị trong mạch, đảm bảo an toàn và ngăn chặn sự cố gây hư hỏng các thiết bị điện tử Cầu chì đóng vai trò then chốt trong việc bảo vệ mạng điện và các thiết bị điện khỏi các rủi ro về quá dòng hoặc sự cố kỹ thuật.

Dây cầu chì được làm từ nhiều kim loại nóng chảy, có đặc điểm dễ nóng chảy hơn các kim loại khác Khi dây điện bị quá tải hoặc hư hỏng, dây cầu chì sẽ nóng chảy trước tiên để ngắt nguồn điện, bảo vệ thiết bị và đường dây khỏi chập mạch và hỏng hóc Việc sử dụng dây cầu chì giúp đảm bảo an toàn điện, tránh các tai nạn nguy hiểm cho người dùng và kéo dài tuổi thọ của hệ thống điện.

Rơle nhiệt là thiết bị điện dùng để bảo vệ động cơ và mạch điện khỏi quá tải, thường hoạt động cùng với khởi động từ và công tắc tơ Nó hoạt động ở điện áp xoay chiều lên đến 500 V, tần số 50Hz, với các loại mới có Iđm đến 150A và điện áp một chiều tới 440V Do có quán tính nhiệt lớn, rơle nhiệt không tác động ngay lập tức theo trị dòng điện mà cần thời gian từ vài giây đến vài phút để phát nóng, nên không phù hợp để bảo vệ ngắn mạch Để bảo vệ ngắn mạch, thường sử dụng kèm cầu chảy cùng rơle nhiệt.

Các phần tử điều khiển 18 1 Công tắc

Thiết bị điện đóng/ngắt mạch điện, đặc biệt phổ biến trong chiếu sáng dân dụng, đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điện Trong quá trình lắp đặt, công tắc thường được lắp vào dây pha của mạch điện để đảm bảo an toàn và tiện lợi khi kiểm soát nguồn sáng.

Nút ấn, hay còn gọi là nút điều khiển, là thiết bị khí cụ điện dùng để đóng ngắt từ xa các thiết bị điện khác nhau, giúp điều khiển hệ thống một cách thuận tiện và an toàn Nó còn được sử dụng để chuyển đổi các mạch điện điều khiển, tín hiệu, liên động, và bảo vệ trong hệ thống điện Nút ấn phù hợp cho mạch điện một chiều có điện áp lên đến 440V và mạch điện xoay chiều với điện áp tối đa 500V, tần số 50-60Hz, đảm bảo hoạt động ổn định trong các ứng dụng công nghiệp và dân dụng.

Cầu dao là thiết bị điện có khả năng ngắt mạch thủ công nhằm bảo vệ hệ thống điện khỏi quá tải hoặc ngắn mạch Nó thường được sử dụng trong các mạch điện có nguồn điện áp cung cấp cao, như 440V điện một chiều và 660V điện xoay chiều Việc sử dụng cầu dao giúp đảm bảo an toàn và ổn định cho hệ thống điện công nghiệp và dân dụng.

Trang 20 Đa số các loại cầu dao được đóng ngắt mạch điện có công suất nhỏ Với các mạch điện có công suất trung bình và lớn, chúng chỉ được dùng để đóng ngắt không tải

Dùng trong các mạch điện điều khiển là chủ đạo, có vai trò đóng ngắt mạch điện điều khiển nhằm điều khiển cho mạch động lực làm việc

Nguyên lý hoạt động của bộ khống chế dựa trên công tắc xoay điều khiển thay đổi vị trí để mở hoặc đóng mạch điện Khi công tắc xoay đến vị trí có dấu chấm, tiếp điểm tương ứng được nối kín, cho phép dòng điện lưu thông Ngược lại, khi không có dấu chấm, tiếp điểm mở, ngăn chặn dòng điện đi qua Hệ thống này giúp kiểm soát và điều chỉnh dòng điện một cách chính xác, đảm bảo hiệu quả vận hành của thiết bị.

Hình 2.4: Bộ khống chế truyền động

2.5 Công tắc tơ – Khởi động từ :

Công tắc tơ (Contactor) là thiết bị điện dùng để đóng ngắt các tiếp điểm, giúp tạo liên lạc trong mạch điện thông qua nút ấn Nó cho phép điều khiển mạch điện từ xa, phù hợp với phụ tải có điện áp lên đến 500V và dòng điện tối đa 600A Khi hoạt động, contactor duy trì trạng thái từ xa, cách xa vị trí các tiếp điểm đóng ngắt của mạch điện, đảm bảo an toàn và tiện lợi trong vận hành hệ thống điện.

Aptomat là tiếng Liên Xô ,CB (Circuit breaker) là tiếng Anh

CB, hay còn gọi là cầu dao tự động hoặc áp tô mát, là thiết bị dùng để cấp nguồn điện an toàn và hiệu quả Chức năng chính của CB là bảo vệ quá tải, ngắn mạch, giúp ngăn ngừa các rủi ro điện và đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định Với ứng dụng rộng rãi trong ngành điện công nghiệp, CB đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì an toàn và hiệu quả của hệ thống điện.

Rơ le 21 1 Rơ le điện từ

Rơle là một thiết bị điện tự động hoạt động dựa trên sự biến đổi tín hiệu đầu ra, nhảy cấp nhằm phản ứng với các giá trị đầu vào đạt ngưỡng xác định Nó được sử dụng để đóng mở mạch điện, điều khiển, bảo vệ và kiểm soát hoạt động của các máy điện trong hệ thống điện Rơle đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn và vận hành chính xác của hệ thống điện tự động.

Rơle điện từ hoạt động dựa trên nguyên lý điện từ, sử dụng lực hút của nam châm điện khi có dòng điện chạy qua dây coil Khi dòng điện i đi vào cuộn dây, nắp sẽ chịu lực hút F, làm cho mạch từ động chạy xuống và khép kín mạch từ Sự chuyển động của mạch từ động dẫn đến các cặp tiếp điểm thay đổi trạng thái, tạo ra chức năng điều khiển tự động của rơle.

Rơ le trung gian được thiết kế với hệ thống tiếp điểm chịu dòng điện nhỏ, giúp đảm bảo hoạt động ổn định trong các mạch điều khiển Với vai trò như một thiết bị trung gian, Rơ le này đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi tín hiệu giữa các phần của hệ thống điều khiển tự động Việc sử dụng Rơ le trung gian giúp nâng cao độ bền và độ ổn định của hệ thống, phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu dòng điện nhỏ.

Hình 2.8: Rơ le trung gian

Rơ le dòng điện cực đại là thiết bị điện quan trọng trong hệ thống điện, có chức năng chính là bảo vệ mạch điện khỏi tình trạng quá tải hoặc ngắn mạch, đảm bảo an toàn cho hệ thống Ngoài ra, rơ le còn được sử dụng để điều khiển hoạt động của động cơ, giúp duy trì hiệu quả và độ bền của thiết bị điện Việc lắp đặt và sử dụng rơ le dòng điện cực đại đúng cách góp phần nâng cao độ tin cậy và ổn định của hệ thống điện công nghiệp và dân dụng.

Hình 2 9: Rơ le dòng điện

1 Mạch từ 1 dạng hình chữ E hoặc U gồm nhiều lá thép kĩ thuật điện có bề dầy 0,35mm hoặc 0,5mm ghép lại

2 Cuộn dây 2: Thường có hai cuộn dây bằng dây đồng hoặc dây nhôm

3 Phần ứng 4: là miếng sắt từ hình chữ Z ghắn chặt trên trục quay 3 nhờ hai ổ đỡ

4 Vít điều chỉnh 5: để điều chỉnh trị số tác động của dòng điện

5 Hệ thống tiếp điểm 6: làm bằng bạch kim

Rơ le bảo vệ điện áp 3 pha Omron dòng K8AK-VS được sử dụng để bảo vệ hệ thống điện khỏi các sự cố mất ổn định như sụt áp hoặc quá áp cho phụ tải điện Thiết bị này giúp duy trì ổn định điện áp, đảm bảo an toàn và tuổi thọ cho các thiết bị điện trong hệ thống Rơ le bảo vệ điện áp 3 pha Omron là giải pháp tin cậy trong các sơ đồ điều khiển và phân phối điện năng, giúp phòng tránh các thiệt hại do rối loạn điện áp.

Hình 2.10: Rơ le điện áp 3 pha

Nguyên lý làm việc của role thời gian

Khi nguồn cấp được cung cấp vào hai đầu của cuộn hút rơ le thời gian, trạng thái của các tiếp điểm sẽ thay đổi mà không có sự trì hoãn về mặt thời gian Tuy nhiên, sau một khoảng thời gian đặt trước, các tiếp điểm có trì hoãn về thời gian sẽ bắt đầu thay đổi trạng thái Điều này giúp rơ le thời gian hoạt động chính xác theo thiết kế, đảm bảo hoạt động điện tự động và an toàn.

Hình 2.11: Rơ le thời gian

3.6 Rơ le kiểm tra tốc độ :

Hình 2.12 : Rơ le kiểm tra tốc độ

Làm việc theo nguyên tắc phản ứng điện từ được dùng trong các mạch hãm của động cơ

Rơle được mắc đồng trục với động cơ và mạch điều khiển, hoạt động dựa trên nguyên lý quay của nam châm vĩnh cửu khi được cấp nguồn Khi nam châm quay, từ trường quét lên các thanh dẫn để sinh ra suất điện động và dòng điện cảm ứng, tạo ra lực điện từ làm phần ứng quay hoặc di chuyển cần tiếp điểm Khi tốc độ động cơ giảm xuống gần bằng không, lực điện từ yếu đi, trọng lượng cần tiếp điểm đưa nó về vị trí ban đầu và mở tiếp điểm, giúp hệ thống hoạt động chính xác và an toàn.

- Rơle vận tốc thường dùng trong các mạch điều khiển hãm ngược động cơ.

Các thiết bị đóng cắt không tiếp điểm 24 1 Công tắc hành trình không tiếp điểm (các loại cảm biến vị trí)

4.1 Công tắc hành trình không tiếp điểm (các loại cảm biến vị trí) :

Công tắc hành trình không tiếp điểm sử dụng cảm biến quang, từ trường hoặc cảm biến tiệm cận để xác định vị trí của cơ cấu Loại công tắc này không có tiếp điểm cơ khí truyền thống mà hoạt động dựa trên công nghệ cảm biến hiện đại Hình 2.13 minh họa rõ các loại công tắc hành trình không tiếp điểm này, phù hợp cho các ứng dụng cần độ chính xác cao và độ tin cậy cao trong quá trình hoạt động.

4.2 Thiết bị đóng cắt không tiếp điểm :

Transistor là thiết bị bán dẫn gồm ba lớp ghép lại tạo thành hai mối tiếp giáp P-N Nếu ghép theo thứ tự PNP, ta có transistor thuận, còn ghép theo thứ tự NPN sẽ tạo ra transistor ngược Về cấu tạo, transistor tương đương với hai diode đấu ngược chiều nhau nhưng không phải dùng hai diode để tạo thành một transistor.

Hình 2.14: Transitor NPN và PNP

TỰ ĐỘNG KHỐNG CHẾ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 31

Bảng ký hiệu các phần tử trong sơ đồ TĐKC

3.3.1 Các nguyên tắc điều khiển

Nguyên tắc điều khiển theo thời gian được sử dụng trong các hoạt động như mở máy, hãm máy, đổi nối Y/Δ, khởi động động cơ quấn dây qua điện trở (đảm bảo có khoảng thời gian cách nhau vài giây giữa hai lần cắt điện trở) Nó giúp khống chế các truyền động điện trong quá trình vận hành, như trong các hệ thống sản xuất, băng tải hoặc máy móc công nghiệp, để đảm bảo tiến trình làm việc tuần tự đúng thứ tự Trong máy phay, nguyên tắc này được áp dụng để đảm bảo dao chính quay trước, sau đó mới mở máy truyền động ăn dao, đảm bảo an toàn và hiệu quả vận hành Thiết bị thường dùng để điều khiển theo thời gian là rơle thời gian, giúp kiểm soát chính xác quá trình thao tác.

- Nguyên tắc điều khiển theo tốc độ

Rơle tốc độ là thiết bị chủ yếu trong hệ thống tự động khống chế, đặc biệt dùng để điều khiển tốc độ động cơ Trong quá trình hãm ngược của cơ điện trên máy khoan, rơle tốc độ giúp phối hợp chặt chẽ, khi xà được kẹp chặt, tốc độ động cơ giảm và tiếp điểm của rơle mở ra để ngắt điện, tăng tính an toàn và hiệu quả Đối với máy tiện, phay truyền động chính yêu cầu hãm nhanh để nâng cao năng suất; rơle tốc độ cảm ứng lắp cùng trục được sử dụng để đóng ngắt tiếp điểm tự động, đảm bảo vận hành linh hoạt và tối ưu.

Trang 36 mạch điều khiển đảo chiều hai dây vào động cơ gây ra từ trường hãm ngược cho máy đứng lại ngay

- Nguyên tắc điều khiển theo dòng điện

Phương pháp sử dụng rơle dòng điện trong sơ đồ tự động mở máy động cơ điện giúp kiểm soát chính xác dòng điện, phù hợp với nhiều lĩnh vực Trong các máy cắt gọt kim loại, phương pháp này được áp dụng để tự động điều chỉnh lực tác động trên các bộ phận như thiết bị gá lắp và đồ gá giữ chặt vật gia công Ngoài ra, trong các cơ cấu kẹp xà của máy bào, rơle dòng điện đảm bảo tự động kiểm soát lực kẹp phù hợp Trong cần trục, phương pháp này giúp kiểm soát mức nâng tối đa của vật nặng theo tốc độ đã định Đây là phương pháp điều khiển theo phụ tải, sử dụng rơle dòng điện để đảm bảo hoạt động hiệu quả và an toàn.

Nguyên tắc điều khiển theo vị trí là một dạng tự động hóa phổ biến trong các máy công cụ như máy phay, máy bào, máy mài, máy tiện, cũng như trong các thiết bị tôn cán thép, cần cẩu và pa lăng điện Hình thức này giúp giới hạn mức độ làm việc dựa trên qui trình công nghệ nhằm đảm bảo an toàn cho vận hành Thiết bị chính trong hệ thống tự động hóa theo hành trình bao gồm các công tắc hành trình và công tắc cuối, đảm bảo hoạt động chính xác và an toàn của máy móc.

3.3.2 Các mạch mở máy trực tiếp động cơ KĐB3 pha rô to lồng sóc: a Mạch điều khiển động cơ quay 1 chiều:

Hình 3.3: Mạch điều khiển động cơ quay 1 chiều

+ Nguyên lý hoạt động của mạch:

Để động cơ hoạt động, trước tiên bạn cần đóng cầu dao (CB), sau đó nhấn nút Start Khi nút Start được ấn, cuộn hút của công tắc tơ K1 sẽ có điện, khiến các tiếp điểm K11 và K12 đóng lại Trong đó, tiếp điểm K11 đóng để cung cấp điện cho động cơ, giúp động cơ bắt đầu hoạt động một cách hiệu quả và an toàn.

-K12 Đóng duy trì nguồn điện cho cuộn hút của công tắc tơ K1 khi ta không ấn nút start nữa

Để dừng động cơ, ta nhấn nút dừng làm mạch điều khiển bị hở, khiến cuộn hút công tắc K1 mất điện Khi đó, các cặp tiếp điểm K11 và K12 sẽ mở, trong đó K11 ngắt nguồn cung cấp điện cho động cơ, giúp động cơ dừng lại an toàn và chính xác.

Trong quá trình làm việc nếu có sự cố quá tải thì tiếp điểm thường đóng mở chậm 95-

Mạch điều khiển motor chủ yếu hoạt động dựa trên nguyên lý mở rộng của mạch 96, trong đó sự hở cuộn hút của công tắc tơ K1 sẽ khiến các tiếp điểm K11 và K12 mất điện, ngưng cung cấp điện cho động cơ Khi K11 ngừng hoạt động, nguồn điện không còn cấp cho động cơ, giúp dừng máy an toàn và bảo vệ motor khỏi các sự cố quá tải Ngoài ra, mạch điều khiển cho phép motor vận hành theo hai chiều quay thuận và nghịch thông qua cách điều khiển gián tiếp, đảm bảo khả năng vận hành linh hoạt và an toàn cho hệ thống.

Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển động cơ quay thuận nghịch gián tiếp

+ Nguyên lý hoạt động của mạch :

Gỉa sử contactor K1 có điện động cơ quay theo chiều thuận contactor K2 có điện động cơ quay theo chiều nghịch

Để động cơ hoạt động theo chiều thuận, đầu tiên bạn cần đóng cầu dao CB và sau đó nhấn nút ST Khi nút ST được nhấn, cuộn hút của công tắc tơ K1 sẽ có điện, làm đóng các tiếp điểm K11 và K12, đồng thời mở tiếp điểm K13 ra Quá trình này giúp đảm bảo động cơ sẽ chạy theo chiều mong muốn, phù hợp với các quy trình kiểm soát điện an toàn và hiệu quả.

-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 ST1 nữa

-K13 mở ra không cho phép công tắc tơ K2 làm việc đồng thời với công tắc tơ K1 khi công tắc tơ K1 đang hoạt động

Để động cơ hoạt động theo chiều nghịch, trước tiên bạn cần nhấn nút SP để dừng động cơ, sau đó nhấn vào nút SN Khi nút SN được nhấn, cuộn hút của công tắc tơ K2 sẽ có điện, làm đóng các cặp tiếp điểm K21 và K22, đồng thời mở tiếp điểm K23 ra, đảm bảo quá trình đảo chiều motor hoạt động đúng cách.

-K21 Đóng cung cấp điện cho động cơ hoạt động theo chiều nghịch

-K22 Đóng duy trì nguồn điện cho cuộn hút của công tắc tơ K2 khi ta không ấn nút ST2 nữa

-K23 mở ra không cho phép công tắc tơ K1 làm việc đồng thời với công tắc tơ K2 khi công tắc tơ K2 đang hoạt động

Khi động cơ đang hoạt động, người dùng có thể dừng động cơ bằng cách nhấn nút SP để làm mạch điều khiển bị hở, khiến cuộn hút của công tắc tơ K1 và K2 mất điện Khi đó, các cặp tiếp điểm K11 và K21 sẽ ngừng cung cấp điện, dẫn đến động cơ ngừng hoạt động một cách an toàn và chính xác.

Trong quá trình hoạt động, khi xảy ra quá tải, các tiếp điểm thường đóng mở chậm, dẫn đến mạch điều khiển bị hở Khi OL1 mở ra, nguồn điện bị cắt, khiến cuộn hút của các contactor K1 và K2 mất điện, dẫn đến mở các cặp tiếp điểm K11 và K21, ngừng cung cấp điện cho động cơ để bảo vệ khỏi quá tải Hệ thống mở máy động cơ có hai vị trí mở chính, đảm bảo ngắt nguồn hiệu quả khi cần thiết để bảo vệ động cơ khỏi hư hỏng do quá tải.

Hình 3.5: Sơ đồ nguyên lý mạch mở máy động cơ tại 2 vị trí + Nguyên lý hoạt động của mạch :

Để điều khiển động cơ tại vị trí 1, bạn cần đóng cầu dao CB trước, sau đó nhấn nút ST1 Khi nút ST1 được nhấn, cuộn hút của công tắc tơ K1 sẽ có điện, gây đóng các cặp tiếp điểm K11 và K12 Trong đó, tiếp điểm K11 đóng để cung cấp điện cho động cơ hoạt động, đảm bảo motor chạy đúng vị trí mong muốn.

Để dừng động cơ, người dùng cần nhấn vào nút SP1, làm mạch điều khiển bị hở và mất điện nguồn cấp cho cuộn hút công tắc tơ K1 Khi đó, các tiếp điểm K11 và K12 sẽ mở, trong đó K11 ngừng cung cấp điện cho động cơ, giúp động cơ dừng hoạt động an toàn và hiệu quả.

Để điều khiển động cơ tại vị trí 2, đầu tiên đóng CB và nhấn nút ST2 Khi nút ST2 được nhấn, cuộn hút của công tắc tơ K1 có điện, làm đóng các cặp tiếp điểm K11 và K12 Tiếp theo, tiếp điểm K11 đóng lại, cung cấp điện cho động cơ hoạt động hiệu quả tại vị trí 2.

Để dừng động cơ, ta nhấn nút SP2, làm mạch điều khiển bị hở cuộn hút của công tắc tơ K1 mất điện Khi đó, các cặp tiếp điểm K11 và K12 sẽ mở ra, ngừng cấp nguồn điện cho động cơ Nhờ đó, động cơ sẽ dừng hoạt động một cách an toàn và hiệu quả.

Trong quá trình làm việc nếu có sự cố quá tải thì tiếp điểm thường đóng mở chậm 95-

Các khâu bảo vệ và liên động trong TĐKC - TĐĐ 52 1 Bảo vệ quá dòng

 BÀI TẬP CỦNG CỐ BÀI 3:

Bài tập 1: Mạch điện điều khiển đóng - cắt động cơ điện 3 pha

Một hệ thống tủ điều khiển dùng để tắt, mở động cơ 3 pha với yêu cầu sau:

Yêu cầu: Lập kế hoạch, thiết kế, lắp đặt, đo kiểm tra, vận hành mạch

1.2 Danh sách vật tư - thiết bị:

STT Số lượng Chủng loại Thông số Ghi chú

Loại B 6 A hoặc 10A / 400V hoặc Cầu chì

4 1 Áp tô mát 3 pha Loại B 10 A hoặc

Hoặc 2 nút bấm đơn (1NO + 1NC)

8 24 Cầu nối dây mầu xám

9 2 Cầu nối dây mầy xanh

10 4 Cầu nối dây tiếp địa

H07V-K 1,5 mm² mầu đen (mạch động lực)

H07V-K 1,5 mm² mầu đỏ (mạch điều khiển)

14 4m Máng đi dây xẻ rãnh

15 10 Bulon đai ốc + Long đen các loại

17 2m Dây điện 3*1,5 mm 2 Nối ra động cơ

18 1 Động cơ không đồng bộ

19 1 Hộp nối dây động cơ 6 đầu dây 1.3 Bản vẽ thiết kế:

1.3.1 Sơ đồ nguyên lý mạch điện:

1.3.2 Sơ đồ bố trí mạch điện:

1x Not Aus + 1xH (đèn báo)

- 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 5: Cố định các dây dẫn với bộ kẹp

- Bước 6: Đấu nối các dây dẫn theo sơ đồ:

- Bước 7: Kiểm tra lại toàn bộ mạch điện

- Bước 8: Đóng nắp đậy của hộp nối

1.5 Đo, kiểm tra và vận hành mạch:

1.5.1 Kiểm tra đo lường: Đo thông mạch dây dẫn an toàn: Giá trị đo được Giá trị cho phép Đạt Không đạt

Cầu nối PE → Nguồn cấp (Ổ cắm

Cầu nối PE → Tủ điện

Cầu nối PE → Cánh cửa tủ điện/

Cầu nối PE → Đế gắn xuống đáy của tủ điện

Cầu nối PE → Nguồn điện Đo điện trở cách điện giữa các pha:

Giá trị đo được Giá trị cho phép Đạt Không đạt

Thử nghiệm bảo vệ tự động cắt điện của RCD: Đạt Không đạt

Bảo vệ an toàn khi tiếp xúc trực tiếp (bảo vệ khi chạm tay) Đạt Không đạt

1.5.2 Phiếu vận hành chức năng mạch điện:

Ghi chú STT Chức năng thành phần trong mạch điện

Chức năng đưa ra Đúng Sai

1 Nhấn S1, động cơ M1 chạy, đèn P1 sáng

2 Nhấn S0, tắt hệ thống bất kỳ

3 Thử nghiệm hoạt động của nút dừng khẩn cấp E-

Bài tập 2: Thiết kế, lắp đặt tủ điều khiển động cơ 3 pha:

2.2 Danh mục vật tư, thiết bị:

2.5 Đo, kiểm tra và vận hành mạch:

Trang 64 Đo thông mạch dây dẫn an toàn: Giá trị đo được Giá trị cho phép Đạt Không đạt

Cầu nối PE → Nguồn cấp (Ổ cắm

Giá trị cho phép Đạt Không đạt

2.5.2 Kiểm tra vận hành chức năng mạch điện:

Ghi chú STT Chức năng thành phần trong mạch điện

2 Sau 5 giây, động cơ M1 tắt, động cơ M2 chạy

4 Sau 5 giây, động cơ M3 tắt

Bài tập 3: THIẾT KẾ, LẮP ĐẶT TỦ ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 3 PHA

Thiết kế hệ thống điều khiển động cơ khởi động tuần tự với yêu cầu sau:

Nhấn S1, động cơ M1 chạy, sau 5 giây, động cơ M1 dừng, động cơ M2 chạy, sau 5 giây, động cơ M2 dừng, động cơ M3 chạy, sau 5 giây động cơ M3 dừng

Nhấn S0 để dừng động cơ bất kỳ

Yêu cầu: Lập kế hoạch, thiết kế, lắp đặt, đo kiểm tra, vận hành hệ thống

3.2 DANH MỤC VẬT TƯ, THIẾT BỊ:

- Các thao tác trong quá trình đấu nối lắp đặt luôn đảm bảo không có điện

Trước khi vận hành thử hệ thống, cần kiểm tra kỹ lưỡng các nguy cơ bên ngoài và hư hỏng dễ nhận biết như hỏng lớp cách điện Những thay đổi nhằm đảm bảo an toàn phải được thực hiện ngay lập tức để tránh rủi ro và đảm bảo hoạt động an toàn của hệ thống.

- Điện áp vận hành phải được tắt trước khi kết nối các phần tử điện với các cáp thí nghiệm

3.4 CÁC BƯỚC THỰC HIỆN CÔNG VIỆC:

3.4.1 Mô tả nguyên lý hoạt động của mạch điện:

3.4.2 Thực hiện công việc lắp đặt mạch điện:

3.5 ĐO, KIỂM TRA VÀ VẬN HÀNH MẠCH:

5.1.1 Đo thông mạch dây dẫn an toàn:

Giá trị cho phép Đạt Không đạt

Ghi chú Cầu nối PE → Nguồn cấp (Ổ cắm

STT Chức năng thành phần trong mạch điện

4 Sau 5 giây, động cơ M3 tắt

Bài tập 4: THIẾT KẾ, LẮP ĐẶT TỦ ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 3 PHA ĐẢO

CHIỀU QUAY KẾT HỢP SAO/ TAM GIÁC

- Sơ đồ mạch động lực là sự kết hợp giữa mạch đảo chiều động cơ và mạch khởi động sao tam giác động cơ 3 pha

+ Dùng một MCB 3P để đóng cắt nguồn điện bằng tay và bảo vệ ngắn mạch cho mạch động lực

Trong hệ thống điều khiển động cơ, sử dụng hai contactor K1 và K2 để thực hiện chức năng thay đổi chiều quay Contactor K1 được kết nối để cấp nguồn cho 3 dây động cơ, đảm bảo cung cấp điện liên tục và ổn định Trong khi đó, contactor K2 thực hiện nhiệm vụ đảo thứ tự của hai trong ba pha, cụ thể bằng cách đổi vị trí pha 1 và pha 3, nhằm điều chỉnh chiều quay của động cơ một cách dễ dàng và chính xác Việc kết hợp hai contactor này giúp đảm bảo hoạt động linh hoạt, hiệu quả và an toàn trong hệ thống điều khiển motor.

+ Rơ le nhiệt nối tiếp với 2 contactor K1 và K2 sẽ bảo vệ quá tải co động cơ cả khi quay thuận hay nghịch, cả khi chạy sao hoặc tam giác

Contactor K3 đấu dây chạy chế độ sao bằng cách kết nối 3 tiếp điểm trên thành một điểm chung, còn 3 tiếp điểm dưới được nối với 3 đầu dây cuối của động cơ Đồng thời, 3 đầu dây của động cơ được kết nối vào đuôi rơ le nhiệt để đảm bảo bảo vệ an toàn cho hệ thống.

Contactor K4 thực hiện đấu dây chế độ tam giác, với 3 tiếp điểm trên của contactor kết nối đến 3 đầu dây của động cơ, trong khi 3 tiếp điểm dưới nối với các đầu cuối của cuộn dây động cơ Hệ thống này được cấu hình sao cho đầu cuộn dây nối với cuối cuộn dây phù hợp trong mạch, cụ thể: U2 nối với W2, V1 nối với U2, và W1 nối với V2, đảm bảo hoạt động hiệu quả và an toàn cho hệ thống động cơ.

4.2 DANH MỤC VẬT TƯ, THIẾT BỊ:

- Các thao tác trong quá trình đấu nối lắp đặt luôn đảm bảo không có điện

Trước khi vận hành thử hệ thống, cần kiểm tra kỹ các nguy cơ từ bên ngoài và các hư hỏng dễ phát hiện như hỏng lớp cách điện Các thay đổi phù hợp nhằm đảm bảo an toàn phải được thực hiện ngay lập tức để đảm bảo an toàn cho hệ thống và người vận hành.

- Điện áp vận hành phải được tắt trước khi kết nối các phần tử điện với các cáp thí nghiệm

4.4.1 Mô tả nguyên lý hoạt động của mạch điện:

4.4.2 Thực hiện công việc lắp đặt mạch điện:

4.5 ĐO, KIỂM TRA VÀ VẬN HÀNH MẠCH:

4.5.1 Kiểm tra đo lường: Đo thông mạch dây dẫn an toàn: Giá trị đo được Giá trị cho phép Đạt Không đạt

Ghi chú Cầu nối PE → Nguồn cấp (Ổ cắm

Cầu nối PE → Nguồn điện

Trang 77 Đo điện trở cách điện giữa các pha:

STT Chức năng thành phần trong mạch điện

1 Chức năng bảo vệ nối đất hoạt hoạt động tốt

2 Chức năng bảo vệ gián tiếp của CB, RCD hoạt động tốt

3 Nhấn S1, K1cos điện, động cơ M1 thuận ở chế độ sao (Y)

4 Sau 5 giây, động cơ M1 chuyển sang chế độ tam giác

Nhấn S0 (OFF) để dừng động cơ

Nhấn S2, K2 có điện động cơ M1 chạy nghịch ở chế độ sao (Y)

6 Sau 5 giây, động cơ M1 chuyển sang chế độ tam giác

7 Nhấn S0, để dừng động cơ

Tiêu đề	Trang bị điện 1 (Nghề: Điện công nghiệp - Cao đẳng)
Tác giả	Nhóm tác giả
Trường học	Trường Cao Đẳng Dầu Khí
Chuyên ngành	Điện công nghiệp
Thể loại	Giáo trình
Năm xuất bản	2022
Thành phố	Bà Rịa - Vũng Tàu

Định dạng
Số trang	80
Dung lượng	4,31 MB