Báo cáo đồ án điện công nghiệp

đồ án môn học điện công nghiệp, Ngành điện công nghiệp là ngành chuyên thực hiện thiết kế, thi công hệ thống truyền tải điện, đảm bảo hoạt động truyền tải điện ổn định trên toàn hệ thống. Kỹ sư Điện Công Nghiệp còn thực hiện đấu nối để đưa điện từ hệ thống truyền tải vào hệ thống sản xuất, vận hành các máy điện cộng nghiệp và các hệ thống sử dụng điện khác.

Trang 1

MỤC LỤC

BÀI 2: MẠCH KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ 2

1 Mạch khởi động trực tiếp động cơ KĐB ba pha 2

1.4 Báo cáo thực hành 2

1.5 Trả lời câu hỏi 3

2 Mạch khởi động động cơ KĐB ba pha có thử nháp 4

2.5 Trả lời câu hỏi 5

BÀI 3: MẠCH KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ (TIẾP THEO) 6

3 MẠCH KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ 3 PHA KIỂU SAO – TAM GIÁC DÙNG 2 TIMER ONDELAY 6

3.5 Câu hỏi kiểm tra 8

4 MẠCH KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ KĐB 3 PHA KIỂU SAO – TAM GIÁC DÙNG TIMER Y/Δ 9

BÀI 4: MẠCH ĐẢO CHIỀU VÀ HÃM TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ 12

1 MẠCH ĐẢO CHIỀU QUAY GIÁN TIẾP ĐỘNG CƠ KĐB 3 PHA 12

2 MẠCH ĐIỆN HÃM ĐỘNG NĂNG ĐỘNG CƠ KĐB 3 PHA 13

BÀI 5: MẠCH ĐIỀU KHIỂN THEO TRÌNH TỰ 15

1 MẠCH MÁY ĐỘNG CƠ THEO TRÌNH TỰ BẰNG NÚT ẤN 15

1.4 Báo Cáo Thực Hành 15

2 MẠCH MỞ MÁY ĐỘNG CƠ THEO TRÌNH TỰ BẰNG THỜI GIAN 18

2.4 Báo Cáo Thực Hành 18

Trang 2

BÀI 2: MẠCH KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ

1 Mạch khởi động trực tiếp động cơ KĐB ba pha

1.4 Báo cáo thực hành

1.4.1 Sơ đồ bố trí khí cụ điện

1.4.2 Thông số kỹ thuật của khí cụ

4 Động cơ xoay chiều ba pha rô ta lồng sốc 01 cái

6 Đồng hồ vạn năng, tuốc nơ vít… 01 bộ

1.4.3 Sơ đồ thực hành

Trang 3

1.4.4 Nguyên lý hoạt động

Đóng CB để cấp nguồn cho mạch động lực và điều khiển Ấn nút ON, cuộn hút K1 có điện nên hút, tiếp điểm động lực K1 đóng lại, động cơ chạy Ấn OFF, cuộn hút K1 mất điện, tiếp điểm động lực K1 mở ra, động cơ ngừng

1.4.5 Nhận xét

Thứ tự điều khiển Trạng thái điều khiển Cuộn hút K1 Hoạt động của các phần tử trong mạch

động

Mở Không hoạt động

động

Mở Không hoạt động

1.5 Trả lời câu hỏi

Câu 1: Trình bày nguyên lý hoạt động của mạch điện trên ?

- Mở MCCB cấp nguồn cho mạch động lực, mở CB cấp nguồn cho mạch điều khiển

- Nhấn ON để khởi động động cơ, cuộn dây Contactor K1 có điện, tiếp điểm K1(43,44) đóng để duy trì trạng thái hoạt động ở mạch động lực khi tiếp điểm chính K1 đóng lại, động cơ khởi động kể cả khi thả nút ON ra

- Để dừng động cơ, ta nhấn OFF, cuộn dây contactor K1 mất điện, tiếp điểm chính K1 ở mạch động lực mở ra, động cơ mất điện nên động cơ dừng quay

- Khi động cơ có sự cố quá tải hay ngắn mạch, phần tử OLR (relay nhiệt) hoạt động, điều khiển tiếp điểm thường đóng TH1 ở mạch điều khiển mở ra, cuộn dây contactor K1 mất điện, tiếp điểm chính K1 ở mạch động lực mở ra nên làm ngắt điện, động cơ dừng quay

Câu 2: Có thể sử dụng công tắc để thay thế cho bộ nút ấn được không ? Nếu được thì mạch điện có nhược điểm gì ?

Có thể thay thế được, dùng nút ấn thay thế có nhược điểm là chi phí đầu tư ban đầu cao Ngoài ra, việc sử dụng công tắc có thể không cho phép bạn kiểm soát chính xác các tham số của động cơ như dòng điện, công suất và tốc độ Điều này có thể dẫn đến việc động cơ hoạt động không ổn định và có thể gây hỏng hóc

Câu 4: Ở mạch điều khiển, nếu ta bỏ tiếp điểm thường mở K1 thì khi ấn ON động cơ M sẽ hoạt động như thế nào ?

Nếu ấn giữ nút ON thì động cơ quay, khi nhả nút ON thì động cơ dừng

Câu 5: Ưu và nhược điểm củ mạch điện mở máy bằng khởi động từ ?

+ Ưu điểm: Thời gian khởi động ngắn, lắp mạch đơn giản, nhanh chóng, hiệu quả

+ Nhược điểm: Dòng khởi động lớn, gây sụt áp lưới Gây sốc và hao mòn cơ khí động cơ

Trang 4

2 Mạch khởi động động cơ KĐB ba pha có thử nháp

2.4.1 Sơ đồ bố trí khí cụ điện

2.4.2 Thông số kỹ thuật

4 Động cơ xoay chiều ba pha rô to lồng sốc 01 cái

Trang 5

2.4.4 Nguyên lý hoạt động

Đóng CB cấp nguồn cho mạch động lực và điều khiển Ấn nút JOG, cuộn hút K1 có điện, tiếp điểm động lực K1 đóng lại, động cơ chạy Nhả nút JOG, cuốn hút K1 mất điện, tiếp điểm động lực K1 mở ra, động cơ ngừng Ấn ON, cuộn hút K1 có điện, tiếp điểm thường mở K1 đóng lại tự giữ, tiếp điểm động lực K1 đóng lại, động cơ chạy Ngược lại, ấn OFF, động cơ ngừng

2.4.5 Nhận xét

Thứ tự

điều

khiển Trạng thái điều khiển

Hoạt động của các phần tử trong mạch

2.5 Trả lời câu hỏi

Câu 1: Tại sao phải tiến hành thử máy thei kiểu xung (ấn, nhả liên tục) ?

Tại vì có những sự cố không xuất hiện liền trong lần thử đầu tiên (có thể nó sẽ xuất hiện trong những lần thử sau đó) Bên cạnh đó, nếu động cơ hoàn toàn không gặp sự cố khi hoạt động

ở điện áp xung thì khi ở điện áp ổn định thì động cơ sẽ hoạt động hoàn toàn bình thường Tóm lại,

ta phải thử máy theo kiểu xung để rà soát những sự cố

Câu 2: Giả sử bạn đấu nhầm tiếp điểm duy trì làtiếp điểm duy trì là tiếp điểm thường đóng huện tượng gì xảy ra khi mạch điều khiển được cấp điện ?

Khi mạch điều khiển được cấp điện thì động cơ lập tức chạy một cách không thể kiểm soát

Câu 3: Sử dụng cuộn hút contactor loại 380V ~ có ưu điểm gì so với cuộn hút contactor loại 220V

Ưu điểm là khả năng cách điện giữa các tiếp điểm tốt hơn

Câu 4: Ưu và nhược điểm của mạch điện mở máy có thử nháp ?

• Ưu điểm: có thể kiểm tra động cơ xem động cơ còn hoạt động tốt hay không, và đồng

thời cũng tạo đà giúp khởi động động cơ dễ dàng hơn và động cơ hoạt động một cách tốt hơn

• Nhược điểm: Khi ta chưa ấn nút JOG mà nhấn nút ON động cơ vẫn hoạt động và khi

động cơ đang chạy mà ta nhấn nút JOG mà khi nhả nút ra thì động cơ ngừng hoạt động

Trang 6

BÀI 3: MẠCH KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ (TIẾP THEO)

3 MẠCH KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ 3 PHA KIỂU SAO – TAM GIÁC DÙNG 2 TIMER ONDELAY

3.4.1 Đặc tính kỹ thuật và các tham số kỹ thuật của các thiết bị

Thiết bị,

dụng cụ

Bộ nguồn 3

pha

-575Vac/480 -820VDC Công suất:

240/480/960W

Contactor/

Relay nhiệt

Bảo vệ quá tải cho động cơ, phải chọn rờ le nhiệt cho phù hợp với động cơ

AC = 20A

U = 690V

Timer

ON-DELAY

Khi cấp nguồn, rờ le đầu ra vẫn không được cấp được cấp điện trong khoảng thời gian trễ cài đặt( với dãy thời gian lựa chọn 7 mức: từ 0.1s đến 100h)

U: 240V

∆/Y 600SD − 2 −

230 AC,50/60Hz T: 0.1s-3h

Bộ nút ấn

Relay trung

gian

Nhiều tiếp điểm và hoạt động với mức điện áp khác nhau, tùy theo nhu cầu của người sử dụng

5A 240VAC 5A 28VDC

Động cơ

xoay chiều

Uđm>=

Rẻ, bền và dễ dàng bảo trì hơn các loại khác Điện áp:

∆/Y-220/380V,3 pha; Tốc độ: 1450 RPM; Công suất: 750W

Dây nối,

giắc cắm

Đồng hồ

vạn năng,

tuốc nơ

vít

Trang 7

3.4.2 Bố trí khí cụ trên bảng điện

Trang 8

3.4.4 Bảng chân lí

Phương pháp mở máy Điện áp đặt vào cuộn dây pha động cơ(V) Dòng điện mở máy

Imm(A)

3.4.5 Nhận xét, rút ra kết luận khi thực hành

- Khi mạch khởi động sẽ chạy theo chế độ sao thì áp cấp vào động cơ là áp pha, khi đó dòng điện sẽ giảm so với khi ta khởi động trực tiếp với chế độ tam giác

- Để ứng dụng được phương pháp khởi động sao/tam giác cho động cơ thì động cơ 3 pha phải thỏa mãn:

+ 3 cuộn dây với 6 đầu đấu dây độc lập + Cuộn dây của động cơ phải có điện áp làm việc >=380V

3.5 Câu hỏi kiểm tra

Câu 1: Tại sao phải khởi động sao – tam giác động cơ không đồng bộ ba pha công suất lớn ?

Giảm dòng khởi động; tránh sụt áp; tạo ra ít momen xoắn hơn; bảo vệ tuổi thọ các thiết bị v.v

Câu 2: So sánh dòng điện mở máy động cơ khi dùng biện pháp đấu nối sao – tam giác với dòng điện mở máy động cơ trực tiếp

Đây là phương pháp khởi động đơn giản nhất,

chỉ việc đóng động cơ điện vào lưới điện với

điện áp thích hợp1 Dòng khởi động của

phương pháp này lớn, thường là từ 5 đến 8 lần

dòng điện định mức

Phương pháp này giúp giảm dòng khởi động xuống còn khoảng 1/3 so với khởi động trực tiếp

=> Vì vậy, khi so sánh hai phương pháp này, ta thấy rằng dòng khởi động khi sử dụng phương pháp sao - tam giác (Y - ∆) thấp hơn nhiều so với khi sử dụng phương pháp khởi động trực tiếp Điều này giúp hạn chế sụt áp lưới và bảo vệ các thiết bị điện

Câu 3: Trong mạch điều khiển ta bỏ tiếp điểm thường đóng K1 và K2 được không ? Tại sao ?

• Trong mạch khởi động sao tam giác sử dụng timer ondelay, việc bỏ tiếp điểm thường đóng K1 và K2 không được khuyến nghị

• Lý do là các tiếp điểm thường đóng của K1-1, K1-2 được bố trí trước các contactor để khóa chéo lẫn nhau nhằm an toàn Nếu K1-1 đóng thì K1-2 nhả và ngược lại Nếu có sự cố gì

đó như mất pha, làm rơ le nhiệt nhảy thì tiếp điểm thường đóng OLR hở, mạch điều khiển mất điện toàn bộ, công tắc tơ nhả hết, động cơ dừng lại Do đó, việc bỏ tiếp điểm thường đóng K1 và K2 có thể gây ra nguy cơ an toàn cho hệ thống

Trang 9

4 MẠCH KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ KĐB 3 PHA KIỂU SAO – TAM GIÁC DÙNG

TIMER Y/Δ

4.4.1 Đặc tính kỹ thuật và các tham số kỹ thuật của các thiết bị:

Tên thiết bị,dụng cụ Đặc tính kỹ thuật Tham số kỹ thuật

Bộ nguồn 3 pha Tốt hơn bộ nguồn 1 pha Điện áp: 3 pha 340-

575Vac/480-820VDC

Công suất: 240/480/960W

Contactor/rơ le nhiệt Bảo vệ quá tải cho động cơ,phải

chọn rơ le nhiệt phù hợp cho

động cơ

AC = 20 (A)

U = 690 (V)

Bộ nút ấn

Động cơ xoay chiều 3 pha Uđm

>= 380V

Rẻ,bền và dễ dàng bảo trì hơn

các loại khác Điện áp: ∆/Y-220/380V,3pha Tốc độ:1450RPM

Công suất: 750W

Dây nối, giắc cắm

Đồng hồ vạn năng,tua vít…

Rơle thời gian Y/ ∆ 600SD −

2 − 230

Chuyển đổi sao/tam giác của

động cơ dễ dàng hơn

Dãi thời gian:3~30 giây,

6~60 giây

Thời gian chuyển từ sao qua

tam giác 5 0/100ms Nguồn cấp: 230VAC (50/60 Hz)

Rờ le trung gian Nhiều tiếp điểm và hoạt động

với mức điện áp khác nhau, tùy

theo nhu cầu của người sử dụng

5A 240VAC 5A 28VDC

4.4.2 Sơ đồ thực hành:

Trang 10

4.4.3 Bảng Nguyên lý hoạt động

Phương pháp mở máy Điện áp đặt vào cuộn dây pha động cơ(V) Dòng điện mở máy

Imm(A)

4.4.4 Nhận xét và kết luận rút ra sau khi thực hành

ƯU ĐIỂM:

• Giảm giá trị dòng khởi động xuống 1/3 so với định mức, sau một khoảng thời gian thì chuyển sang chế độ tam giác để đảm bảo công suất động cơ và nhu cầu của tải

• Không bị giới hạn số lần vận hành động cơ

• Sụt áp dòng điện khởi động, giúp bảo vệ tuổi thọ của các thiết bị trong hệ thống

• Chi phí, giá thành không quá cao, hơn nữa động cơ vận hành và lắp đặt đều dễ dàng

• Dễ dàng thực hiện, chi phí đầu tư thấp và không cần sử dụng thêm các thiết bị giảm áp

KHUYẾT ĐIỂM:

• Mạch khởi động sao tam giác phải được cấp nguồn có cường độ điện áp giống với điện áp định của động cơ

• Dòng điện khởi động giảm 3 lần kéo theo mô-men chỉ đạt một phần ba nên làm ảnh hưởng đến cơ học ban đầu của động cơ

• Dễ làm sốc hệ thống do tạo ra các dòng điện và mô men xoắn đột biến

• Kết quả dòng điện đỉnh nhất có thể gây rủi ro và rung lắc

• Gia tăng sự xuất hiện của mô men xoắn nên tăng đột biến dòng điện ảnh hưởng đến hệ thống hay chụp trục ổ bi

• Với điện lưới ba pha là 380 V, động cơ phải có thông số sao/ tam giác là 380/660 thì mới dùng được phương pháp này, lưu ý khi ký hiệu sao/tam giác là 220/380 thì chúng ta không dùng được

4.5 Câu hỏi kiểm tra

Câu 1: Ưu và nhược điểm của mạch điện mở máy sao – tam giác trên, hướng khắc phục những nhược điểm ?

Ưu điểm:

• Giảm giá trị dòng khởi động xuống 1/3 so với định mức, sau một khoảng thời gian thì chuyển sang chế độ tam giác để đảm bảo công suất động cơ và nhu cầu của tải

• Không bị giới hạn số lần vận hành động cơ

• Sụt áp dòng điện khởi động, giúp bảo vệ tuổi thọ của các thiết bị trong hệ thống

• Chi phí, giá thành không quá cao, hơn nữa động cơ vận hành và lắp đặt đều dễ dàng

Nhược điểm:

• Mạch khởi động sao tam giác phải có cường độ điện áp cung cấp giống với điện áp định của động cơ

• Dòng điện khởi động giảm 3 lần kéo theo mô-men chỉ đạt ⅓ làm ảnh hưởng đến cơ học ban đầu

Trang 11

Hướng khắc phục:

• Một trong những cách khắc phục nhược điểm của mạch khởi động sao tam giác là sử dụng mạch khởi động tối ưu3 Khi động cơ chuyển sang chế độ tam giác, Timer vẫn tiếp tục nhận nguồn điện, dẫn đến lãng phí điện năng và tuổi thọ của Timer

• Có thể thêm điện trở vào dây quấn roto, nối tiếp với cuộn kháng, dùng máy tự biến áp, hoặc dùng khởi động mềm, biến tần

Câu 2: Ưu và nhược điểm của mạch điện mở máy sao – tam giác dùng timer sao – tam giác

so với dùng 2 timer Ondelay ?

Mạch khởi động sao tam giác dùng timer sao tam giác và mạch dùng 2 timer ONDELAY đều có

ưu và nhược điểm riêng:

Mạch khởi động sao tam giác dùng timer sao tam giác:

Ưu điểm:

• Giúp giảm dòng điện khởi động, bảo vệ động cơ và hệ thống thiết bị điện

• Dễ làm sốc hệ thống do tạo ra các dòng điện và mô men xoắn đột biến

• Kết quả dòng điện đỉnh nhất có thể gây rủi ro và rung lắc

• Gia tăng sự xuất hiện của mô men xoắn nên tăng đột biến dòng điện ảnh hưởng đến hệ thống hay chụp trục ổ bi

Mạch khởi động sao tam giác dùng 2 timer ONDELAY:

Ưu điểm:

Hạn chế sự tăng đột ngột dòng điện từ quá trình chuyển đổi, khắc phục được hạn chế của mạch sao tam giác mở

Yêu cầu nhiều thiết bị chuyển mạch nên khá phức tạp trong việc lắp đặt và tốn chi phí hơn

Câu 3: Khi mạch điều khiển đã hoạt động đúng nguyên lý nhưng khi đó ta ấn nút ON hoạt động chế độ Y Sau thời gian đếm t1 không chuyển sang hoạt động ở chế độ tam giác mà lại ngừng hoạt động Hãy nêu những nguyên nhân làm cho động cơ không hoạt động ?

Có một số nguyên nhân có thể khiến mạch khởi động sao tam giác không hoạt động như mong đợi:

• Lỗi về thiết bị: chẳng hạn như timer, contactor hoặc rơ le Nếu timer bị hỏng, nó có thể

không chuyển từ chế độ sao sang chế độ tam giác sau thời gian t1 Tương tự, nếu contactor hoặc rơ le bị hỏng, chúng có thể không đóng hoặc mở đúng cách

• Lỗi về điện áp: Nếu nguồn cung cấp không ổn định hoặc không đủ mạnh, điều này cũng

có thể gây ra sự cố Điện áp thấp hoặc không ổn định có thể làm cho mạch không hoạt động đúng

• Lỗi về cài đặt: Nếu các thiết bị không được cài đặt đúng cách, điều này cũng có thể gây

ra sự cố

• Lỗi về dây nối: Dây nối bị hỏng hoặc không được kết nối đúng cách có thể làm cho mạch

không hoạt động

Trang 12

BÀI 4: MẠCH ĐẢO CHIỀU VÀ HÃM TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ

1 MẠCH ĐẢO CHIỀU QUAY GIÁN TIẾP ĐỘNG CƠ KĐB 3 PHA

1.4.1 Đặc tính kỹ thuật và Thông số kỹ thuật của khởi động từ kép và các thiết bị bảo

vệ

3 Động cơ xoay chiều 3P rô to lồng 01 cái

6 Đồng hồ vạn năng, tuốc nơ vít … 01 cái

1.4.2 Sơ đồ thực hành:

1.4.3 Nguyên lý hoạt động:

• Đóng CB3P để cấp nguồn cho mạch động lực và đóng CB2P để cấp nguồn cho mạch điều khiển

• Nhấn ON1 cuộn hút congtactor K1 có điện -> đóng tiếp điểm thường mở K1 trên mạch động lực -> Động cơ quay theo chiều thuận Đồng thời tiếp điểm thường mở K1 trên mạch điều khiển đóng lại duy trì điện cho cuộn hút K1 làm việc

• Nhấn OFF -> cuộn hút congtactor K1 mất điện -> tiếp điểm thường mở trên 2 mạch (động lực và điều khiển) mở ra -> Động cơ dừng

• Sau khi động cơ dừng hẳn, muốn quay ngược động cơ -> Nhấn ON2 cuộn hút congtactor K2 có điện -> đóng tiếp điểm thường mở K2 trên mạch động lực -> Động cơ quay ngược Đồng thời tiếp điểm thường mở K2 trên mạch điều khiển đóng lại duy trì điện cho cuộn hút K2 làm việc

Tiêu đề	Báo Cáo Đồ Án Điện Công Nghiệp
Thể loại	báo cáo

Định dạng
Số trang	20
Dung lượng	686,82 KB