BÀI TIỂU LUẬN TRANG BỊ ĐIỆN

Công tắc tơ Contactor : - Các thành phần contactor bao gồm :  Nam châm điện : gồm 3 thành phần : cuộn dây dùng để tạo ra lực hút nam châm , lõi sắt , lò xo phản lực  Thanh dẫn dùng đ

TỔNG QUAN VỀ CÁC THIẾT BỊ DÙNG TRONG MẠCH ĐIỆN

1.1 Các khí cụ điện :

1.1.1 Nút nhấn :

- Còn gọi là nút điều khiển , là một loại khí cụ điện dùng để đóng ngắt từ xa các thiết bị điện từ khác nhau

; các dụng cụ dùng để báo hiệu và cũng để chuyển đối các mạch điều khiển , tín hiệu liên động bảo vệ , đảo chiều quay động cơ điện

- Có 2 dạng nút nhấn : nút nhấn ON(START) và OFF ( STOP)

1.1.2 Công tắc tơ (Contactor ) :

- Các thành phần contactor bao gồm :

 Nam châm điện : gồm 3 thành phần : cuộn dây dùng để tạo ra lực hút nam châm , lõi sắt , lò

xo phản lực

 Thanh dẫn ( dùng để nối tắt kín mạch điện khi cung cấp điện cho cuộn cây của contactor

 Hệ thống các tiếp điểm , có 2 loại : tiếp điểm thường đóng và tiếp điểm thường mở

1.1.3 Rơ-le thời gian ( Timer Relay) :

- Khi lắp ráp và thiết kế hệ thống mạch điều khiển truyền động , ta thường sử dụng hai dạng rơ-le thời gian sau : Rơ-le thời gian tác động trễ ( On – Delay Timing

Relay ) Rơ-le thời gian ngắt trễ ( Off – Delay Timing Relay ) Rơ-le thường có 8 chân và thường được lắp trên đế chân Dùng để điều khiển thời gian đóng ngắt của các thiết bị trong mạch điều khiển

1.1.4 Aptomat ( CB) :

- Là một thiết bị dùng để đóng cắt mạch điện (1 pha hoặc

3 pha ) động lực được dùng đến trong công nghiệp Ngoài ra Aptomat còn có tác dụng bảo vệ quá tải , bảo

vệ ngắn mạch , bảo vệ thấp áp

1.1.5 Rơ-le trung gian:

 Rơ-le trung gian là một khí cụ điện dùng trong lĩnh vực điều khiển tự động Trong rơ-le có các tiếp điểm thường đóng và tiếp điểm thường mở

1.1.6 Van khóa điện từ

- Van khóa hay van chặn điệntừ là van đóng mở trực tiếp hoặc gián tiếp kết hợp :

Van điện từ tác động trực tiếp : thường có năng suất lưu lượng nhỏ dùng cho cả chất khí và chất lỏng Đường kính van thường < 10 mm Trên đế van có bố trí cửa van vào và

ra cho môi chất

Van điện từ tác động gián tiếp : thường là loại van có đường kính trung bình và lớn ( đến 200 mm ) Thân van có 1 thường làm bằng kim loại đúc nhưng cũng có thể bằng kết cấu hàn hoặc tiện có bố trí đế van liền thân van

1.1.7 Rơ-le áp suất cao :

- Rơ-le áp suất cao là rơ-le hoạt động ở áp suất ngưng tụ của môi chất lạnh và ngắt mạch điện khi áp suất vượt quá mức cho phép để bảo vệ máy nén

1.1.8 Rơ-le hiệu áp dầu :

 Thuật ngữ :

• Differential range : phạm vi hiệu áp

• Scale reading : số đọc trên thang đo

• Operating range : phạm vi hoạt động

• Contact differential : vi sai tiếp điểm

• Realease time : thời gian trễ

 Hoạt động :

- Nếu không có áp suất dầu khi khởi động hoặc khi áp suất dầu giảm xuống dưới giá trị đặt khi vận hành thì máy nén sẽ được ngắt dòng sau khi thời gian trễ trôi qua Mạch điện được chia làm trong hai mạch rẽ , một mạch an toàn và một mạch vận hành Rơ-le thời gian trong mạch an toàn sẽ hoạt động đóng mạch khi hiệu áp suất dầu tụt xuống dưới giá trị đặt và sẽ ngắt mạch khi hiệu áp dầu lại tăng trở lại giá trị đặt

TÍNH TOÁN CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG MẠCH ĐIỆN

- Dựa vào các số liệu tính toán được trong đồ án “ thiết kế máy đá ống” , nhóm đưa

ra bảng công suất cho các thiết bị như sau :

3 Công suất bơm nước lạnh tuần hoàn 0,6

4 Công suất bơm nước giải nhiệt 0,6

5 Công suất quạt tháp giải nhiệt 0,2

- Từ những công suất thu được như trên , nhóm sẽ tính toán các giá trị : trị số dòng điện , hiệu điện thế tương ứng với từng thiết bị để tính toán các giá trị phù hợp

2.2 Đặc điểm các thiết bị trong mạch điện

- Các thiết bị điện trong mạch điện điều khiển :

- 1 aptomat tổng , 1 CB cho mạch điều khiển

- 4 contactor cho máy nén ( MC ) , bơm + quạt tháp giải nhiệt ( MF ) , động cơ bơm nước lạnh tuần hoàn + cấp dịch ( MW ) , động cơ dao cắt đá ( MD )

- 2 timer , 7 rơ-le trung gian , 2 van điện từ , 1 thermostat , 1 chuông báo , các đèn báo , nút nhấn và nút xoay

2.3 Nhiệm vụ của các thiết bị trong mạch điện

o Nút nhấn ON : dùng để khởi động cho mạch

o Nút nhấn OFF : dùng để ngắt điện ngưng hoạt động của mạch

o Nút nhấn BZ STOP : tắt chuông khi sự cố xảy ra

o Nút nhấn RESET : phục hồi mạch khi đã khắc phục sự cố

o Công tắc xoay : dùng để chọn chế độ cấp dịch và xả đá ở chế độ AUTO hay MANUAL

o Contator MC : dùng để khởi động máy nén

o Contactor MF : dùng để khởi động bơm + quạt tháp giải nhiệt

o Contactor MW : dùng để khởi động bơm nước lạnh + cấp dịch

o Contactor MD : dùng để khởi động dao cắt đá

o Timer T1 : dùng để tạo thời gian trễ khi khởi động máy nén

o Timer T2 : dùng để chỉnh thời gian xả đá

o Rơ-le trung gian AX1 : báo sự cố quá tải bơm + quạt tháp giải nhiệt

o Rơ-le trung gian AX2 : báo sự cố quá tải máy nén

o Rơ-le trung gian AX3 : báo sự cố áp suất cao

o Rơ-le trung gian AX4 : điền khiển xả đá

o Rơ-le trung gian AX5 : ngắt máy nén khi có sự cố xảy ra bất kỳ

o Rơ-le trung gian BZX : điều khiển chuông báo

o Rơ-le trung gian RSX : điều khiển phục hồi lại mạch khi đã khắc phục sự cố

o Van điện từ SV1 : cấp dịch cho thiết bị bay hơi ( cối đá )

o Van điện từ SV2 : cấp gas nóng dùng để xả đá

2.4 Tính và chọn các thiết bị điện :

- Hệ thống sử dụng nguồn điện 3 pha 380 V Ta có

P 3U.I.cos

P

I

3U.cos

→ =

ϕ

o Chọn cos ϕ = 0,8

o Công suất máy nén P1 = 5,25 kW ,  I1 = 10 A

o Công suất dao cắt đá P2 = 0,1875 kW ,  I2 = 0,35 A

o Công suất bơm nước lạnh tuần hoàn P3 = 0,6 kW ,  I3 = 1,14 A

o Công suất bơm nước giải nhiệt P4 = 0,6 kW ,  I4 = 1,14 A

o Công suất quạt tháp giải nhiệt P5 = 0,2 kW , I5 = 0,38 A

o Vậy cường độ dòng điện của cối đá :

o It = I1 + I2 + I3 + I4 + I5 = 13,01 A

2.3.1 Chọn Aptomat tổng :

- Việc lựa chọn Aptomat chủ yếu dựa vào dòng điện tính toán trong mạch , dòng điện quá tải , tính thao tác có chọn lọc , đặc tính làm việc của phụ tải :

IAptomat > Itt

Với :

IAptomat : dòng điện định mức của Aptomat

Itt : dòng điện tính toán trong mạch

- Tùy theo đặc tính và điều kiện làm việc của phụ tải , người ta hướng dẫn chọn dòng định mức của mức bảo vệ bằng 125 % , 150 % hay lớn hơn nữa so với dòng tính toán trong mạch

- Ta chọn : IAptomat = 2,5 Itt = 2,5 13,01 = 32,525 A

- Vậy ta chọn Aptomat có dòng định mức bằng 40 A

2.3.2 Chọn contactor

- Khi lựa chọn contactor theo chế độ làm việc ta nên chú ý đến ký hiệu trên Contactor , ý nghĩa và phạm vi sử dụng của Contactor được trình bày như sau :

 Ký hiệu AC1 : quy định giá trị dòng điện qua các tiếp điểm chính của Contactor khi Contactor được lựa chọn để đóng ngoặt các phụ tải xoay chiều có cos ϕ > 0,95

 Ký hiệu AC2 : Contactor khi được lựa chọn theo chế độ này dùng để khởi động nhanh nhấp nhả , hãm ngược cho động cơ không đồng bộ roto dây quấn Khi khởi động :

Ikđ ≥ I đmđc

Với :

I kđ : đồng khởi động đi qua các tiếp điểm của Contactor

I đmđc : dòng điện định mức của động cơ

 Ký hiệu AC3 : Contactor được lựa chọn theo chế độ này dùng để điều khiển động

cơ không đồng bộ roto lồng sóc Khi khởi động : Ikđ = ( 5 ÷ 7 ) Iđmđc

- Chọn theo dòng điện định mức của động cơ :

Iđm ≥ I đmđc

Uđm = ( 380 ÷ 400 ) V

- Chọn điện áp định mức cho cuộn dây Contactor (Ucd )

Ucd = ( 85 ÷ 110 ) %.Uđm

Nếu Ucd = ( 60 ÷ 70 ) %.Uđm thì cuộn dây nhấp nhả và tiếp điểm bị ngắt

2.3.3 Chọn Contactor máy nén

Imn = I đmđc = 10 A

- Contactor máy nén dùng để khởi động làm việc theo chế độ AC2

Iđm ≥ 2,5 I đmđc = 25 A

- Chọn contactor có : Iđm = 30 A và Uđm = 380 V

2.3.4 Chọn contactor bơm + quạt tháp giải nhiệt

Ibq ≥ I đmđc = 1,52 A

- Contactor bơm quạt làm việc theo chế độ AC2

Iđm ≥ 2,5 I đmđc = 3,8 A

- Chọn contactor có : Iđm = 4 A và Uđm = 380 V

2.3.5 Chọn contactor dao cắt đá :

Imn ≥ I đmđc = 0,35 A

- Contactor dao cắt đá làm việc theo chế độ AC2

Iđm ≥ 2,5.I đmđc = 0,875 A

- Chọn contactor có : Iđm = 1 A và Uđm = 380 V

2.3.6 Chọn contactor bơm nước tuần hoàn

Imn = I đmđc = 1,14 A

- Contactor bơm quạt làm việc theo chế độ AC2

Iđm ≥ 2,5.I đmđc = 2,85 A

- Chọn contactor có : Iđm = 3 A và Uđm = 380 V

2.3.7 Chọn rơ-le nhiệt

- Đặc tính cơ bản của rơ-le nhiệt là quan hệ giữa thời gian tác động và dòng điện phụ tải chạy qua ( còn gọi là đường đặc tính thời gian – dòng điện A – s ) Mặt khác các đối ứng cần bảo vệ cũng có đặc tính thời gian – dòng điện Vì vậy ta chọn rơ-le nhiệt sao cho đặc tính A – s của rơ-le thấp hơn và gần sát với đặc tính A – s của đối tượng bảo vệ

- Trong thực tế thường chọn Itđ = ( 1,2 ÷ 1,3 ) Iđm

Với : Itđ – dòng tác động của rơ-le nhiệt

- Thời gian tác động của rơ-le nhiệt : ttđ = 20 phút

- Với động cơ công suất nhỏ và trung bình , có điều kiện khởi động nặng , bội số khởi động lớn , thời gian khởi động tương đối dài Ta chọn hệ số tải Ki = I tải /I đm = 8 có

ttđ = ( 1÷ 5 ) s

- Với mạch động lực có bội số dòng không cao , thời gian khởi động ngắn , thường chọn Ki = 2,5 và ttđ = ( 3÷ 20 ) s

- Dòng tải động của rơ-le nhiệt có thể thay đổi trong phạm vi nhỏ bằng nút điều chỉnh Thường rơ-le nhiệt có hai phần tử đốt nóng đối với 2 pha mạng điện hoặc cả 3 pha

- Khi dòng tải của động cơ quá lớn (Iđc > 100 A ) thì ta dùng biến dòng kết hợp với rơ-le nhiệt

2.3.8 Chọn rơ-le nhiệt máy nén

Itđ = 1,3 I đmmn = 1,3.10 = 13 A

2.3.9 Chọn rơ-le nhiệt bơm quạt tháp giải nhiệt

Itđ = 1,3 I đmbq = 1,3.1,52 = 1,976 A

2.3.10.Chọn rơ-le nhiệt dao cắt đá

Itđ = 1,3 I đmđc = 1,3 0,35 = 0,455 A

2.3.11.Chọn rơ-le nhiệt bơm nước tuần hoàn

Itđ = 1,3 I đmb = 1,3.1,14 = 1,842 A

2.3.12.Chọn CB mạch điều khiển

Uđm = 380 V và : Iđm = 20 A

2.3.13.Chọn rơ-le thời gian

Uđm = 220 V và Iđm = ( 1÷ 5 ) A

Chọn thời gian điều chỉnh tùy trường hợp

2.3.14.Chọn nút nhấn

Uđm = 380 V và Iđm = ( 1÷ 5 ) A

2.3.15.Chọn dây để đi mạch điều khiển

Loại dây 1,5 của CADIVI

2.3.16.Chọn dây cho mạch động lực

Sử dụng cáp CADIVI

MẠCH ĐIỆN HỆ THỐNG MÁY ĐÁ

- Nguyên lý hoạt động của mạch điện ( công tắc xoay ở chế độ AUTO )

3.1 Khởi động

- Khi bật CB : AX5 có điện , tiếp điểm thường đóng của AX5 mở ra và tiếp điểm thường mở của nó đóng lại

- Nhấn nút ON : Contactor MF có điện điều khiển bơm quạt tháp giải nhiệt hoạt động ( tiếp điểm thường mở của MF đóng lại để duy trì cho mạch khởi động ) Đồng thời timer T1 có điện bắt đầu đếm thời gian

- Sau 5s ÷ 10s tiếp điểm thường mở của timer T1 đóng lại cấp điện cho contactor

MC điều khiển cho máy nén hoạt động và đèn L1 sáng Đồng thời tiếp điểm thường mở của MC đóng lại cấp điện cho contactor MW điều khiển bơm nước là đá hoạt động Tiếp điểm thường mở của MW cũng đóng lại cấp điện cho SV1 cấp dịch cho cối đá và đèn L2 sáng Hệ thống khởi động hoàn chỉnh

3.2 Xả đá :

- Khi hệ thống làm đá xong , đầu dò nhiệt độ nước của thermostat ( TH ) gắn phía trên cối đá tác động điều khiển tiếp điểm thường mở của nó đóng lại cấp điện cho AX4 .Tiếp điểm thường đóng của AX4 mở ra ngắt điện của contactor MW để ngưng cấp dịch vào cối , đồng thời tiếp điệm thường mở của AX4 đóng lại cấp điện cho van điện từ SV2

để đưa gas nóng vào cối , contactor MD để dao cắt đá hoạt động , timer T2 để bắt đầu tính thời gian xả đá và đèn L3 bật sáng

- Khi thời gian xả đá kết thúc , tiếp điểm thường đóng mở chậm của timer T2 mở ra ngắt điện của AX4 , tiếp điểm thường mở của AX4 mở ra ngắt điện của SV2 , L2, contactor MD và tiếp điểm thường đóng của nó đóng lại cấp điện cho contactor MW để cấp dịch cho cối bắt đầu một mẻ đá mới

3.3 Bảo vệ

- Bảo vệ quá tải bơm + quạt tháp giải nhiệt : khi xảy ra sự cố quá tải bơm + quạt tháp giải nhiệt , tiếp điểm thường mở của rơ le nhiệt OL1 đóng lại cấp điện cho AX1 , tiếp điểm thường đóng của AX1 mở ra ngắt điện của contactor MF và AX5 đề ngừng bơm quạt tháp giải nhiệt , tiếp điểm thường mở của AX1 đóng lại cấp điện cho chuông

BZ kêu báo sự cố đồng thời duy trì cho AX1 (vì khi contactor MF mất điện thì tiếp điểm OL1 mở ra ) Nếu muốn chuông ngừng kêu thì ta nhấn nút BZSTOP , lúc này BZSTOP được cấp điện và tiếp điềm thườn đóng của nó mở ra ngắt chuông , tiếp điểm thường mở

của nó đóng lại để duy trì cho BZX khi nhấn nút BZSTOP hở ra Khi khắc phục sự cố xong phải phục hồi lại mạch điện về trạng thái ban đầu bằng cách nhấn nút RESET , khi

đó RSX có điện và tiếp điểm thường đóng của nó mở ra ngắt điện của AX1 , tiếp điểm duy trì của nó mở ra và ngắt điện cấp vào chuông báo

- Hoạt động của mạch bảo vệ máy nén và bảo vệ áp suất cao cũng tương tự như hoạt động của mạch bảo vệ quá tải bơm + quạt tháp giải nhiệt

3.4 Dừng máy

- Nhấn nút OFF , contactor MF và timer T1 mất điện kéo theo toàn bộ mạch bị mất điện , hệ thống dừng toàn bộ Tắt CB để ngắt mạch điều khiển

Mạch điện động lực

3.5 Các mạch điện :

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Giáo trình trang bị điện hệ thống lạnh Trường Đại Học Công Nghiệp TP.HCM

Tự động hóa hệ thống lạnh Nguyễn Đức Lợi

Tài liệu Internet : www.hvac.vn