Giáo trình Trang bị điện 1 (Nghề: Lắp đặt thiết bị điện - Cao đẳng) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí

(NB) Giáo trình Trang bị điện 1 (Nghề: Lắp đặt thiết bị điện - Cao đẳng) cung cấp cho người học những kiến thức như: Lắp đặt cầu chảy; Lắp đặt thiết bị bảo vệ ngắn mạch và quá tải (áp tô mát); Lắp đặt thiết bị bảo vệ nhiệt; Lắp đặt thiết bị so lệch dòng ( RCD); Lắp đặt rơ le dòng điện; Lắp đặt rơ le điện áp; Lắp đặt thiết bị bảo vệ tốc độ (rơ le tốc độ); Lắp đặt kháng điện. Mời các bạn cùng tham khảo!

Trang 1

TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ



GIÁO TRÌNH

MÔ ĐUN: TRANG BỊ ĐIỆN 1 NGHỀ: LẮP ĐẶT THIẾT BỊ ĐIỆN TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG

(Ban hành kèm theo Quyết định số:205/QĐ-CĐDK ngày 1 tháng 3 năm 2022

của Trường Cao Đẳng Dầu Khí)

Bà Rịa - Vũng Tàu, năm 2022

(Lưu hành nội bộ)

Trang 3

Trang 2

LỜI GIỚI THIỆU

Đất nước Việt Nam trong công cuộc công nghiệp hoá - hiện đại hoá, nềnkinh tế đang 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 Dầu Khí Chúng tôi đã biên soạn cuốn

giáo trình Trang bị điện 1 gồm 3 bài với những nội dung cơ bản sau:

- Bài 1: Lắp đặt cầu chảy

- Bài 2: Lắp đặt thiết bị bảo vệ ngắn mạch và quá tải (áp tô mát)

- Bài 3: Lắp đặt thiết bị bảo vệ nhiệt

- Bài 4: Lắp đặt thiết bị so lệch dòng ( RCD)

- Bài 5: Lắp đặt rơ le dòng điện

- Bài 6: Lắp đặt rơ le điện áp

- Bài 7: Lắp đặt thiết bị bảo vệ tốc độ( rơ le tốc độ)

- Bài 8: Lắp đặt kháng 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

Trang 4

Trang 3

MỤC LỤC

BÀI 2: CÁC PHẦN TỬ ĐIỀU KHIỂN TRONG HỆ THỐNG TRANG BỊ ĐIỆN 17

Trang 5

Voltmet đo giá tri ̣ hiệu dụng

Voltmet đo giá tri ̣ trung bình

Biến điện áp

Biến dòng điện

Trang 6

Trang 6

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Hình thực tế hệ thống vận hành sản xuất trong nhà máy 14

Hình 1.2: Hình mô tả dây chuyền vận hành sản xuất 14

Hình 2.1: Công tắc điện 19

Hình 2.2: Nút nhấn 19

Hình 2.3: Cầu dao 19

Hình 2.4: Bộ khống chế truyền động 20

Hình 2.5: Contactor 21

Hình 2.6: Aptomat 21

Hình 2.7: Rơle điện từ 22

Hình 2.8: Rơ le trung gian 22

Hình 2.9: Rơ le dòng điện 23

Hình 2.10: Rơ le điện áp 23

Hình 2.11: Rơ le thời gian 24

Hình 2.12 : Rơ le kiểm tra tốc độ 24

Hình 2.13: Công tắc hành trình không tiếp điểm 25

Hình 2.14: Transitor NPN và PNP 25

Hình 2.15: Cơ cấu nâng hạ 26

Hình 2.16: Bàn nam châm điện 26

Hình 2.17: Bộ ly hợp điện từ 26

Hình 3.1: Hình ảnh mô tả ký hiệu mạch động lực 33

Hình 3.2: Hình ảnh mô tả ký hiệu mạch điều khiển 34

Hình 3.3: Mạch điều khiển động cơ quay 1 chiều 36

Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển động cơ quay thuận nghịch gián tiếp 37

Hình 3.5: Sơ đồ nguyên lý mạch mở máy động cơ tại 2 vị trí 39

Trang 7

Trang 7

Hình 3.6: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển 2 động cơ làm việc theo cơ chế bắc cầu 40

Hình 3.7: Sơ đồ mạch điều khiển động cơ theo cơ chế bắc cầu dùng Timer 41

Hình 3.8: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển 2 động cơ làm việc theo cơ chế khóa 42

Hình 3.9: Sơ đồ nguyên lý mạch khởi động Y ->∆ 44

Hình 3.10: Sơ đồ nguyên lý mạch điện mở máy qua cuộn kháng dùng role thời gian 45 Hình 3.11: Sơ đồ nguyên lý mạch mở máy qua biến áp tự ngẫu 46

Hình 3.12: Sơ đồ nguyên lý mạch khóa dừng 1 47

Hình 3.13: Sơ đồ nguyên lý mạch khóa dừng 2 49

Hình 3.14: Sơ đồ nguyên lý mạch điện tự động giới hạn hành trình 50

Hình 3.15: Sơ đồ nguyên lý mạch điện tự động giới hạn hành trình có đảo chiều 51

Hình 3.16: Sơ đồ dùng rơle dòng cực đại bảo vệ quá tải ngắn hạn 53

Hình 3.17: Sơ đồ có bảo vệ điểm không và cực tiểu 54

Hình 3.18: Sơ đồ bảo vệ thiếu, mất kích từ động cơ 55

Hình 3.19: Sơ đồ có bảo vệ liên động cơ và điện 55

Trang 8

Trang 8

GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: TRANG BỊ ĐIỆN 1

1 Tên mô đun: Trang bị điện 1

2 Mã mô đun: ELET55157

3 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của môn học/mô đun:

- Vị trí: Trang bị điện 1 là mô đun chuyên môn nghề, sau khi học xong các MH/MĐ như Đo lường điện, Máy điện, Cung cấp điện trong danh mục các môn học/mô đun đào tạo bắt buộc của nghề Điện công nghiệp

- Tính chất: Trang bị điện 1 là một mô đun thực hành chuyên môn nghề

4 Mục tiêu của môn học/mô đun:

+ Lắp đặt, đấu dây vận hành các mạch trang bị điện điều khiển máy điện

+ Vận hành và sửa chữa được hư hỏng trong các máy sản suất như băng tải, Vận hành được mạch theo nguyên tắc, theo qui trình đã định Từ đó sẽ vạch

ra kế hoạch bảo trì hợp lý, đảm bảo an toàn và vệ sinh công nghiệp

- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:

+ Rèn luyện đức tính cẩn thận, tỉ mỉ, chính xác, tư duy sáng tạo và khoa học

5 Nội dung môn học/mô đun:

5.1 Chương trình khung:

TT Mã MH/MĐ Tên môn học, mô đun Tín chỉ

Thời gian đào tạo (giờ)

Tổng

số

Lý thuyết

Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập

Kiểm tra

Trang 9

II Các môn học, mô đun

đào tạo nghề bắt buộc 72 1815 435 1299 30 51

II.1 Các môn học, mô đun

kỹ thuật cơ sở 14 270 140 116 10 4

II.2 Các môn học, mô đun

chuyên môn nghề 58 1545 295 1183 20 47

Trang 10

Trang 10

24 ELEC55129 Lắp đặt thiết bị điện dân

STT Nội dung tổng quát

Thời gian (giờ)

Tổng

số

Lý thuyết

Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập

Kiểm tra

LT TH

1 Bài 1: Khái quát chung về hệ

2 Bài 2: Các phần tử điều khiển

3 Bài 3: Tự động khống chế truyền

6 Điều kiện thực hiện mô đun:

6.1 Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng:

- Phòng học lý thuyết/tích hợp

- Phòng thực hành/nhà xưởng/mô hình…

6.2 Trang thiết bị máy móc:

- Máy tính, máy chiếu

- Các thiết bị, máy móc: Contactor, khởi động từ, Động cơ điện…

- Mô hình mô phỏng : Các panel trang bị điện

 Bàn giá thực tập

 Mô hình tháo lắp và đấu dây vận hành biến áp 3 pha

 Mô hình thực hành về hệ thống Trang bị điện

 Mô hình đào tạo về bảo vệ rơle

 Mô hình thực hành lắp ráp mạch: các loại rơle, CB, cầu dao, cầu chì, nút nhấn các loại, thiết bị tín hiệu

 Mô hình thực hành về biến áp phân phối

 Bộ đồ nghề cơ khí cầm tay

Trang 11

+ 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

- Kiểm tra định kỳ:

Số lượng bài: 05, trong đó 02 bài lý thuyết và 03 bài thực hành

Cách thức thực hiện: Do giáo viên giảng dạy môn học/mô đun thực hiện theo theo số 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:

Stt Bài kiểm tra Hình thức kiểm tra Nội dung Thời gian

1 1 Bài kiểm tra số 1 Lý thuyết Bài 1 45÷60 phút

2 2 Bài kiểm tra số 2 Lý thuyết Bài 2 45÷60 phút

3 Bài kiểm tra số 3 Thực hành Bài 3 60 phút

7.3 Thi kết thúc môn học: lý thuyết và thực hành

- Hình thức thi: Tích hợp 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

Trang 12

Trang 12

- Chương trình mô đun này được áp dụng cho nghề điện công nghiệp , hệ cao đẳng nghề và trung cấp nghề

8.2 Hướng dẫn một số điểm chính về phương pháp giảng dạy mô đun đào tạo:

- Đối với giáo viên, giảng viên:

+ Thiết kế giáo án theo thể loại lý thuyết hoặc tích hợp hoặc thực hành phù hợp với 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

+ Tổ chức làm việc nhóm, làm việc độc lập

+ Tuân thủ qui định an toàn, giờ giấc

Những trọng tâm chương trình cần chú ý:

9 Tài liệu cần tham khảo:

- Tài liệu tiếng Việt:

[1] Vũ Quang Hồi, Trang bị điện - điện tử máy gia công kim loại, 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

[5] Nguyễn Đức Lợi, Giáo trình chuyên ngành điện tập 1,2,3,4, NXB Thống kê 2001

Trang 13

BÀI 1: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG TRANG BỊ ĐIỆN

 GIỚI THIỆU BÀI 1:

Bài 1 là bài trình bày về một số nội dung về đặc điểm của hệ thống trang bị điện để người học có được kiến thức nền tảng và dễ dàng tiếp cận nội dung môn học liên quan

 MỤC TIÊU CỦA BÀI 1 LÀ:

 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

- 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

- Phương pháp:

 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: không có

Trang 14

 NỘI DUNG BÀI 1:

1 Đặc điểm của hệ thống trang bị điện:

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 Để đảm bảo những yêu cầu của các công nghệ phức tạp khác nhau, nâng cao mức độ tự động cũng như năng suất của hệ truyền động.Đặc điểm của hệ thống trang bị điện là sử dụng các phần tử điện, điều khiển một dây truyền công nghệ theo yêu cầu sản xuất với mức độ tự động hóa cao và đạt được hiệu suất tối ưu nhất

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:

Yêu cầu đối với hệ thống trang bị điện là các phần tử điện được sử dụng trong hệ thống, dây chuyền công nghệ có tác dụng hỗ trợ và khống chế để hệ truyền động hoạt động được an toàn và đúng theo yêu cầu đề ra

Trang bị điện của hệ thống phải đảm bảo hỗ trợ cho người vận hành điều khiển dây truyền công nghệ trong điều kiện làm việc bình thường cũng như khi sự cố

Hình 1.2: Mô tả dây chuyền vận hành sản xuất

Trang 15

 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?

A) Công tắc tơ

B) Cầu chì

C) Máy cắt điện

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

B) Dòng điện tang cao

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

B) Quá điện áp

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?

Trang 16

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

Trang 17

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

Về kiến thức:

 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

Về kỹ năng:

 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

- 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

- 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

- Nội dung:

 Kiểm tra định kỳ lý thuyết: 1 điểm kiểm tra

Trang 18

 Kiểm tra định kỳ thực hành: 1 điểm kiểm tra

1 Các phần tử bảo vệ:

1.1 Cầu chảy :

Cấu tạo chung của một chiếc cầu chảy là một dây chì mắc nối tiếp với hai đầu dây dẫn trong mạch điện Vị trí lắp đặt cầu chì là ở sau nguồn điện tổng và trước các bộ phận của mạch điện, mạng điện cần được bảo vệ như các thiết bị điện

Hình 2.1: Cầu chì

Dây cầu chì được tạo thành từ rất nhiều kim loại nóng chảy, đặc điểm lớn nhất của

nó là dễ nóng chảy hơn bất kỳ một kim loại nào Như vậy, khi đường điện được lắp dây cầu chì nếu không may dây đường điện bị hỏng, nguồn điện quá lớn, dây cầu chì

sẽ nóng chảy trước tiên rồi cắt nguồn điện Các thiết bị điện, đường dây điện sẽ tránh

bị chập mạch, hỏng hóc và cũng đảm bảo an toàn, tránh các tai nạn về điện cho con người

1.2 Rơ le nhiệt :

Rơle nhiệt là một loại thiết bị điện dùng để bảo vệ động cơ và mạch điện khỏi bị quá tải, thường dùng kèm với khởi động từ, công tắc tơ Dùng ở điện áp xoay chiều đến 500 V, tần số 50Hz, loại mới Iđm đến 150A điện áp một chiều tới 440V Rơle nhiệt không tác động tức thời theo trị dòng điện vì có quán tính nhiệt lớn phải cần thời gian để phát nóng Thời gian làm việc từ khoảng vài giây [s] đến vài phút, nên không dùng để bảo vệ ngắn mạch được Muốn bảo vệ ngắn mạch thường dùng kèm cầu chảy

Trang 19

Hình 2.1: Công tắc điện

2.2 Nút ấn :

Nút ấn còn gọi là nút điều khiển, là loại khí cụ điện dùng để đóng ngắt từ xa các thiết bị điện từ khác nhau, các dụng cụ báo hiệu và cũng để chuyển đổi các mạch điện điều khiển, tín hiệu, liên động , bảo vệ… Ở mạch điện một chiều điện áp đến 440V và mạch điện xoay chiều điện áp đến 500V tần số 50, 60Hz

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

Hình 2.4: Bộ khống chế truyền động

2.5 Công tắc tơ – Khởi động từ :

Công tăc tơ (Contactor) là một loại khí cụ điện dùng để đóng ngắt các tiếp điểm, tạo liên lạc trong mạch điện bằng nút ấn Như vậy khi sử dụng contactor ta có thể điều khiển mạch điện từ xa có phụ tải với điện áp đến 500V và dòng điện là 600A (vị trí điều khiển, trạng thái hoạt động của contactor rất xa vị trí các tiếp điểm đóng ngắt mạch điện)

Trang 21

Hình 2.5: Contactor

2.6 Áp tô mát :

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

CB - Circuit Breaker có tên gọi là cầu dao tự động hay gọi chung là áp tô mát CB dùng để cấp nguồn.CB có thể bảo vệ quá tải, ngắn mạch,được sử dụng rất nhiều trong ngành điện công nghiệp

Sự làm viê ̣c của loa ̣i rơle điện từ dựa trên nguyên lí điê ̣n từ Xét mô ̣t rơle như hình minh họa Khi cho dòng điê ̣n i đi vào cuô ̣n dây của nam châm điê ̣n thì nắp sẽ chịu mô ̣t

lực hút F Làm cho mạch từ động chạy xuống khép kín mạch từ, khi mạch từ động di chuyển là các cặp tiếp điểm thay đổi trạng thái

Trang 22

Hình 2.7: Rơle điện từ

3.2 Rơ le trung gian :

Rơ le trung gian được thiết kế với hệ thống tiếp điểm chịu được dòng điện nhỏ do

đó chỉ sử dụng với vai trò trung gian trong các mạch điều khiển

Hình 2.8: Rơ le trung gian

3.3 Rơ le dòng điện :

Rơ le dòng điện cực đại là một khí cụ điện dùng để bảo vệ mạch điện khi bị quá tải hoặc ngắn mạch và để điều khiển sự làm việc của động cơ

Trang 23

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

6 Kim chỉ định 8

3.4 Rơ le điện áp :

Dùng để bảo vệ sự sụt áp hoặc quá áp cho phụ tải điện, trong sơ đồ dưới đây là rơ

le bảo vệ điện áp 3 pha Rơ le bảo vệ điện áp 3 pha Omron dòng K8AK-VS

Hình 2.10: Rơ le điện áp 3 pha

3.5 Rơ le thời gian :

Nguyên lý làm việc của role thời gian

Khi có nguồn cấp vào hai đầu cuộn hút của rơ le thời gian sẽ làm thay đổi trạng thái của các tiếp điểm không có sự trì hoãn về thời gian sau một khoảng thời gian đặt thì các tiếp điểm có sự trì hoãn về mặt thời gian sẽ thay đổi trạng thái

Trang 24

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 Khi được quay, nam châm vĩnh cửu quay theo Từ trường của nó quét lên các thanh dẫn sẽ sinh ra suất điện động và dòng điện cảm ứng Dòng điện này nằm trong từ trường sẽ sinh ra suất điện động và dòng điện cảm ứng Dòng điện này nằm trong từ trường sẽ sinh ra lực điện từ làm cho phần ứng quay, di chuyển cần tiếp điểm đến đóng tiếp điểm của nó Khi tốc

độ động cơ giảm nhỏ gần bằng không, lực điện từ yếu đi, trọng lượng cần tiếp điểm đưa nó về vị trí cũ và mở tiếp điểm của nó

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

4 Các thiết bị đóng cắt không tiếp điểm:

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

Trang 25

Hình 2.13: Công tắc hành trình không tiếp điểm

Đối với những công tắc loại này không có tiếp điểm cơ khí mà dựa vào các loại cảm biến quang , từ trường và tiệm cận … để xác định hành trình của cơ cấu

4.2 Thiết bị đóng cắt không tiếp điểm :

Transistor gồm ba lớp bán dẫn ghép với nhau hình thành hai mối tiếp giáp P-N, nếu ghép theo thứ tự PNP ta được Transistor thuận, nếu ghép theo thứ tự NPN ta được Transistor ngược; về phương diện cấu tạo Transistor tương đương với hai Diode đấu ngược chiều nhau (không có nghĩa ta dùng 2 diode sẽ ghép thành 1 transistor)

Hình 2.14: Transitor NPN và PNP

5 Các phần tử điện từ:

5.1 Nam châm điện nâng – hạ:

Nam châm điện là một dụng cụ tạo từ trường hay một nguồn sản sinh từ trường hoạt động nhờ từ trường sinh ra bởi cuộn dây có dòng điện lớn chạy qua Nam châm điện gồm hai phần là cuộn dây tạo từ trường và lõi dẫn (khuếch đại) từ Cảm ứng

từ của nam châm điện được dẫn và tạo thành lớn nhờ việc sử dụng một lõi dẫn từ làm bằng vật liệu từ mềm có độ từ thẩm lớn và cảm ứng từ bão hòa cao Khác với nam châm vĩnh cửu có cảm ứng từ cố định, nam châm điện có cảm ứng từ có thể thay đổi được nhờ việc điều khiển dòng điện chạy qua cuộn dây

Trang 26

Hình 2.15: Cơ cấu nâng hạ

5.2 Bàn nam châm điện:

Dưới tác dụng của nam châm điện sinh ra từ trường các vật liệu dẫn từ được hút chặt vào bàn nam châm điện khi nam châm được cung cấp điện, khi muốn lấy vật liệu

ra khỏi bàn từ nam châm điện người ta ngắt điện khỏi nam châm, thì từ trường không còn nữa ta có thể dễ dàng lấy sản phẩm trên bàn từ ra

Hình 2.16: Bàn nam châm điện

5.3 Ly hợp điện từ :

Nguyên lý hoạt động của bộ ly hợp điện từ dựa trên sự tương tác của dòng điện phần cảm trong cuộn dây sinh ra từ trường kết hợp với sự chuyển động của roto sẽ sinh ra sức điện động cảm ứng để sinh ra lực điện từ làm cho các bộ phận được kết nối với nhau hoặc tách rời nhau ra khi không có dòng điện

Hình 2.17: Bộ ly hợp điện từ

 TÓM TẮT NỘI DUNG BÀI 2:

1 Các phần tử bảo vệ

Trang 27

Ký hiệu hình vẽ sau đây là?

A) Áp tô mát 3 pha không có bảo vệ quá tải

B) Áp tô mát 3 pha không có bảo vệ quá dòng

C) Áp tô mát 3 pha có bảo vệ quá dòng và quá tải, ngắn mạch

D) Áp tô mát 3 pha chỉ bảo vệ ngắn mạch

Trang 28

C)

D)

thường được ứng dụng ở đâu?

A) Mạch dừng khẩn cấp

B) Mạch nâng hạ siêu trường, siêu trọng

C) Mạch đỏi hỏi độ chính xác cao

D) Mạch điều khiển tự động đảo chiều hệ thống dập sử dụng trong thủy

AT và AF nói lên ý nghĩa gì sau đây?

Trang 29

Hình a hình b

Đây là sơ đồ nguyên lý của

A) Sơ đồ nguyên lý hoạt động của CB dòng điện cực đại

B) Sơ đồ nguyên lý hoạt động của CB bảo vệ quá áp

C) Sơ đồ nguyên lý hoạt động của CB dòng điện cực tiểu

D) Sơ đồ nguyên lý hoạt động của CB thấp áp

A) Dòng điện cho phép quá tải 15A, B là phân lớp tỉ lệ cấp độ quá dòng

Trang 30

dòng điện và cấp điện áp bao nhiêu?

A) Dùng làm duy trì cho mạch luôn hoạt động

B) Dùng làm nút dừng

C) Làm khóa chọn chế độ (tự động-bằng tay)

D) Dùng làm khóa hành trình

A) Tiếp chính của công tắc tơ

B) Tiếp điểm phụ của công tắc tơ

C) Tiếp điểm phụ gắn thêm của công tắc tơ

D) Tất cả các đáp án đều đúng

Câu 20

Áp tô mát có tác động cắt nhanh khi dòng điện khởi động 25A vượt quá giới hạn áp tô mát có giá trị “C15 “ dòng định mức của phụ tải là 8A?

C) Tùy theo phụ tải

D) Tất cả đều sai

Trang 31

BÀI 3: TỰ ĐỘNG KHỐNG CHẾ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

Bài 3 là bài trình bày về nội dung của phương pháp tự động khống chế truyền động điện để người học có được kiến thức nền tảng và dễ dàng tiếp cận nội dung môn học liên quan

 Phát huy tính tích cực, chủ đô ̣ng và tư duy sáng ta ̣o

- Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình(bài 3) 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

- 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

- Nội dung:

Trang 32

 Kiểm tra định kỳ lý thuyết: 1 điểm kiểm tra

 Kiểm tra định kỳ thực hành: 1 điểm kiểm tra

3.1 Khái niệm về tự động khống chế (TĐKC):

Hệ thống tự động khống chế truyền động điện(TĐKC –TĐĐ) là một tập hợp các thiết

bị điện hình thành các mạch điện , điều khiển sự làm việc của động cơ trong các hệ thống dây truyền công nghệ để đạt được yêu cầu đặt ra Hệ tự động khống chế truyền động điện gồm hai phần chính

Phần động lực: Mạch được lắp vào động cơ có công suất lớn

Phần điều khiển: dùng để điều khiển đóng ngắt điện cho mạch động lực

3.2 Các yêu cầu của TĐKC:

Phù hợp nhất với yêu cầu công nghệ đặt ra: xuất phát từ yêu cầu công nghệ nên mới thiết kế ra hệ thống Chỉ tiêu này thể hiện trên các mặt của quá trình sản xuất: năng suất, chất lượng, hiệu quả

- Điều khiển đơn giản, tin cậy: Tính đơn giản được thể hiện:

+ Thiết bị bảo vệ đầy đủ, tác động phân minh

+ Mạch không được xảy ra sự cố khi nhân viên vận hành thao tác sai

- Điều khiển linh hoạt:

+ Chuyển đổi chế độ làm việc từ tự động sang bằng tay một một cách thuận tiện và nhanh chóng

+ Chuyển từ quá trình sản xuất nay sang quá trình sản xuất khác một cách thuận tiện và nhanh chóng

+ Từ một chỗ có thể điều khiển được nhiều đối tượng và từ nhiều chỗ có thể điểu khiển được một đối tượng

+ Đơn giản cho việc kiểm tra, phát hiện sự cố:

+ Những khí cụ thường xuyên phải bảo dưỡng, kiểm tra được bố trí ở những vị trí thuận lợi

+ Bố trí các thiết bị theo các cụm chức năng mà chúng phục vụ

+ Các đầu nối dây được đánh số thứ tự ở hai đầu đường dây

Trang 33

+ Dùng các dây dẫn có màu khác nhau trong mạch điều khiển

Tác động phân minh lúc bình thường cũng như có sự cố: mạch phải đảm bảo khi bình thường phải hoạt động đúng yêu cầu Khi có sự cố phải có tín hiệu báo sự cố và phải dừng máy ngay

Kích thước và giá thành nhỏ nhất:

- An toàn cho người và thiết bị trong quá trình lắp đặt, vận hành, kiểm tra, sữa chữa:

3.2.1 Phương pháp thể hiện sơ đồ điện TĐKC

Sơ đồ cấu trúc: là sơ đồ biểu diễn sơ đồ điện dưới dạng các khối chức năng và mối quan hệ giữa chúng bằng các mũi tên chỉ hướng liên quan Chỉ dùng trong thiết kế sơ bộ

Sơ đồ khai triển: là sơ đồ thể hiện hệ thống khi đã có thiết kế cụ thể, trên đó các phần

tử của khí cụ được biểu diễn dưới dang khai triển tuỳ theo nhiệm vụ của nó

3.2.3 Phương pháp thể hiện mạch điều khiển

Sơ đồ mạch điều khiển cũng được thể hiện bằng các ký hiệu của các thiết bị điện, trong sơ đồ thể hiện các yêu cầu điều khiển của dây truyền công nghệ, trong hình vẽ dưới đây thể hiện một mạch điện điều khiển cụ thể và cơ bản

Trang 34

Hình 3.2: Hình ảnh mô tả ký hiệu mạch điều khiển

3.3 Bảng ký hiệu các phần tử trong sơ đồ TĐKC

STOP

START

K1 F

Trang 35

3.3.1 Các nguyên tắc điều khiển

- Nguyên tắc điều khiển theo thời gian

Được sử dụng trong trường hợp: mở máy, hãm máy như khi khởi động đổi nối Y/, khởi động động cơ quấn dây qua điện trở (phải có thời gian cách nhau vài giây giữa hai lần cắt điện trở) Khống chế các truyền động điện trongmột dây chuyền, trong một máy, băng tải cần nguyên liệu chạy trước, băng tải cuối chạy sau Ở máy phay giường truyền động chính quay dao phải chạy trước, sau đó mới mở máy truyền động ăn dao Thiết bị dùng để khống chế ở đây là rơle thời gian

- Nguyên tắc điều khiển theo tốc độ

Thiết bị chủ yếu được sử dụng trong dạng tự động khống chế này là rơle tốc độ Khống chế theo tốc độ dùng phổ biến trong trường hợp hãm ngược động

cơ điện ở máy khoan khi nâng hạ xà, phải phối hợp chặt chẽ mỗi khi xà được kẹp chặt thì tốc độ động cơ chậm lại, tiếp điểm của rơle tốc độ mở ra để cắt điện vào động cơ

Ở máy tiện, phay truyền động chính cần hãm nhanh để nâng cao năng suất, dùng rơle tốc độ kiểu cảm ứng lắp cùng trục với máy để đóng mở tiếp điểm

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 này thường sử dụng ở các sơ đồ tự động mở máy động cơ điện, thiết bị làm nhiệm vụ khống chế là rơle dòng điện Nguyên tắc dòng điện khá chính xác, nên được sử dụng ở nhiều lĩnh vực Trong máy cắt gọt kim loại khi cần phải khống

trên bộ phận nào đó như các thiết bị gá lắp, các đồ gá để giữ chặt vật gia công, các cơ cấu kẹp xà ở máy bào giường Ở cần trục, cần khống chế mức nâng tối đa vật nặng với tốc độ nào đó Đây là cách khống chế theo phụ tải bằng rơle dòng điện

- Nguyên tắc điều khiển theo vị trí

Đây là một dạng tự động hóa được sử dụng nhiều tuy mức độ chính xác không cao lắm nhưng đơn giản nên được ứng dụng phổ biến ở máy công cụ như máy phay, máy bào, máy mài, máy tiện các máy tôn cán thép, các cần cẩu,

pa lăng điện, để qui định mức độ giới hạn làm việc theo qui trình công nghệ nhằm đảm bảo an toàn.Thiết bị chính trong mạch điện tự động hóa theo hành trình là các công tắc hành trình, công tắc cuối

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:

+ Sơ đồ nguyên lý:

Hình 3.3: Mạch điều khiển động cơ quay 1 chiều

+ Nguyên lý hoạt động của mạch:

Muốn cho đo động cơ hoạt động trước tiên ta đóng CB sau đó ấn vào nút start Khi nút start 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

STOP

START

K1 F

Trang 37

-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 stop 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 làm động cơ dừng lại

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

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 làm động cơ dừng lại bảo vệ động cơ khỏi sự cố quá tải

b Mạch điều khiển động cơ quay thuận nghịch gián tiếp

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

Muốn cho đo động cơ hoạt động theo chiều thuận 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 theo chiều thuận

Trang 38

-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

Muốn động cơ hoạt động theo chiều nghịch trước tiên ta phải ấn nút SP để dừng động cơ sau đó ấn vào nút SN Khi nút SN được ấn cuộn hút công tắc tơ 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 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 muốn dừng động cơ ta ấn vào nút SP làm mạch điều khiển bị hở cuộn hút công tắc tơ K1&K2 mất điện sẽ mở các cặp tiếp điểm K11,K21 ngừng cung cấp điện vảo động cơ làm động cơ 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 mạch điều khiển bị hở cuộn hút công tắc tơ K1 & K2 mất điện sẽ

mở các cặp tiếp điểm K11&K21 Mở ngừng cung cấp điện vào động cơ làm động cơ dừng lại bảo vệ động cơ khỏi sự cố quá tải

c Mạch mở máy động cơ tại 2 vị trí:

Trang 39

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

+ Nguyên lý hoạt động của mạch :

Muốn điều khiển động cơ tại vị trí 1 Trước tiên ta đóng CB sau đó ấn vào nút ấn ST1 khi ST1 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

Muốn dừng động cơ ta ấn vào nút SP1 làm mạch điều khiển bị hở cuộn hút công tắc

Muốn điều khiển động cơ tại vị trí 2 Trước tiên ta đóng CB sau đó ấn vào nút ấn ST2 khi ST2 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

Muốn dừng động cơ ta ấn vào nút SP2 làm mạch điều khiển bị hở cuộn hút công tắc

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

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 làm động cơ dừng lại bảo vệ động cơ khỏi sự cố quá tải

d Mạch điều khiển 2 động cơ làm việc theo cơ chế bắc cầu:

Tiêu đề	Giáo trình Trang bị điện 1 (Nghề: Lắp đặt thiết bị điện - Cao đẳng)
Tác giả	Phạm Văn Cấp, Ninh Trọng Tuấn, Nguyễn Xuân Thịnh
Trường học	Trường Cao Đẳng Dầu Khí
Chuyên ngành	Lắp đặt thiết bị điện
Thể loại	Giáo trình
Năm xuất bản	2022
Thành phố	Bà Rịa - Vũng Tàu

Định dạng
Số trang	79
Dung lượng	4,36 MB