Giáo trình Trang bị điện máy điện cung cấp cho người học những kiến thức như: Máy biến áp; Máy điện không đồng bộ; Máy điện đồng bộ; Máy điện một chiều; Các phần tử điều khiển truyền động điện; Các mạch điều khiển động cơ điện thường gặp. Mời các bạn cùng tham khảo!
Trang 1TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP VÀ THƯƠNG MẠI
GIÁO TRÌNH Tên mô đun: Trang bị điện – máy điện NGHỀ: ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP/CAO ĐẲNG NGHỀ
Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-CĐCNPY, ngày tháng năm 2018
của Hiệu trưởng trường Cao đẳng Công nghiệp và Thương mại
Vĩnh Phúc, năm 2018
Trang 2MỤC LỤC
BỘ CÔNG THƯƠNG Error! Bookmark not defined.
MỤC LỤC 1
Chương I Máy biến áp Thời gian: 06 giờ 8
1.1 Khái niệm về máy biến áp 8
1.1.1 Khái niệm chung .8
1.1.2 Các chỉ tiêu điều chỉnh tốc độ .8
1 1.2.1 Dải điều chỉnh tốc độ 8
1 1.2.2 Độ trơn điều chỉnh 9
1.1.3 Yêu cầu chung của việc điều chỉnh tốc độ động cơ điện .9
1.1.4 Điều chỉnh tốc độ động cơ điện DC .9
1.1.5 Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ DC kích từ độc lập .9
1.2 Cấu tạo máy biến áp 12
1.2.1 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng 12
1.2.2 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông 13
1.2.3 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở ở mạch phần ứng 14
1.3 Nguyên lý làm việc của máy biến áp : 15
1.3.1 Đấu nối mạch điều khiển tốc độ động cơ DC 15
1.3.2 Lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ DC 16
1.4 Các chế độ làm việc của máy biến áp 18
1.4.1 Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ không đồng bộ 3 pha 18
1.4.2 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ 21
1.4.3 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số: 21
1.5 Máy biến áp 3 pha 21
1.5.1 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp cung cấp cho stato: 22
1.5.2 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở mạch rôto của động cơ rôto dây quấn: 22
1.5.3 Lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ roto lồng sóc bằng cách thay đổi tần số 23
Chương 2 Máy điện không đồng bộ Thời gian : 07 giờ 25
2.1 Khái niệm về máy điện không đồng bộ 26
2.1.1 Định nghĩa 26
2.1.2.Ký hiệu hình vẽ và chữ viết trên sơ đồ TĐKC-TĐĐ 27
2.1.2.1 Ký hiệu theo tiêu chuẩn đức: 27
2.1.2.2 Ký hiệu theo tiêu chuẩn pháp 27
2.1.2.3 Ký hiệu theo tiêu chuẩn mỹ 28
2.1.2.4 Ký hiệu theo tiêu chuẩn Việt Nam 29
M 29
M 29
2.2 Cấu tạo máy điện không đồng bộ 30
2.2.1 Nguyên tắc thời gian 30
a Nội dung nguyên tắc điều khiển theo thời gian: 30
2.2.2 Nguyên tắc dòng điện 31
2.3 Nguyên lý làm việc của máy điện không đồng bộ 33
2.3.1 Các mạch mở máy trực tiếp 33
2.3.1.1 Mạch khởi động động cơ điện ba pha bằng khởi động từ đơn 33
2.3.2 Mô tả mạch điện 34
2.4 Điều chỉnh tốc độ động cơ điện không đồng bộ 35
2.4.1.Mạch điều khiển (mạch nhị thứ) 36
2.4.2 Mô tả mạch điện 36
2.5 Các đặc tính làm việc của động cơ điện không đống bộ 36
Trang 32.6 Động cơ điện không đống bộ 2 pha 37
2.7 Động cơ điện không đống bộ 1 pha 38
Chương 3 Máy điện đồng bộ 41
3.1 Định nghĩa và công dụng của máy điện đồng bộ 42
3.1.1 Trang bị điện cho máy tiện 42
3.1.1.1 Cấu tạo máy tiện 42
3.1.1.2 Nguyên lý vận hành máy tiện 43
3.1.2 Trang bị điện trong một số máy tiện 45
3.2 Cấu tạo máy điện đồng bộ 53
3.2.1 Trang bị điện cho máy phay 53
3.2.1.1.Khái niệm chung 53
3.2.1.2 Cấu tạo và cách phân loại máy phay 54
3.2.2 Máy phay 6P81, 6P11, 6P81G 55
3.3 Nguyên lý làm việc máy điện đồng bộ 55
3.3.1 Thiết bị dẫn động 55
3.3.2.Thiết bị điều khiển 55
3.4 Động cơ điện đồng bộ 55
3.4.1 Chạy máy 55
3.4.2 Dừng máy 55
3.4.3 Thử nhấp 55
3.4.4 Bảo vệ mạch điện 56
3.4.5 Bảo vệ mạch điện 56
1.2.4 Mạch điện trong máy phay P82 và 6H82 (là máy phay của Liên Xô Kiểu 6H82, 6H83 và của Việt Nam kiểu P12A, P623, P82) 56
Chương 4 Máy điện một chiều Thời gian : 12 giờ 57
4.1 Khái niện về máy điện một chiều 57
4.1.1 Các mạch mở máy trực tiếp 57
4.1.1 1 Mạch khởi động động cơ điện ba pha bằng khởi động từ đơn 57
4.1.2 Mạch đảo chiều động cơ điện ba pha 59
4.2 Cấu tạo máy điện một chiều 62
4.2.1 Khái niệm chung 62
4.2.2 Mạch điều khiển sử dụng nút nhấn 62
4.3 Nguyên lý làm việc của máy điện một chiều 64
4.3.1 Sơ đồ mạch : 64
4.3.2 Quy trình kỹ thuật lắp mạch điều khiển khởi động động cơ điện ba pha bằng khởi động từ đơn 65
4.3.3 Hiện tượng, nguyên nhân và cách khắc phục sự cố 67
4.4 Máy phát điện một chiều 67
4.4.1 Sơ đồ mạch : 67
4.4.2 Quy trình kỹ thuật lắp mạch điều khiển động cơ KĐB 3 pha quay hai chiều dùng khởi động từ kép 69
4.4.3 Hiện tượng, nguyên nhân và cách khắc phục sự cố 70
4.5 Động cơ điện một chiều 71
4.5.1 Mạch động lực (mạch nhất thứ) 71
4.5.2.Mạch điều khiển (mạch nhị thứ) 71
4.5.3 Mô tả mạch điện 72
4.6 Động cơ vạn năng 73
4.6.1 Mạch động lực (mạch nhất thứ) 73
4.6.2 Mạch điều khiển (mạch nhị thứ) 74
4.6.3 Mô tả mạch điện 74
4.6.4 Giải thích 75
Chương 5 Các phần tử điều khiển truyền động điện Thời gian : 06 giờ 76
Trang 45.1 Các phần tử bảo vệ 76
5.1.1 Khái niệm chung 76
5.1.2 Các chỉ tiêu điều chỉnh tốc độ 76
5.2 Các phần tử điều khiển có tiếp điểm 77
5.2.1 Điều chỉnh tốc độ động cơ điện DC 77
5.2.2 Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ DC kích từ độc lập 77
5.3 Các rơ le 80
5.3.1 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng 80
5.3.2 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông 81
5.3.3 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở ở mạch phần ứng 82
5.4 Thiết bị đóng cắt không tiếp điểm 83
5.4.1 Đấu nối mạch điều khiển tốc độ động cơ DC bằng cách thay đổi điện áp dùng hai nút nhấn thay đổi cấp tốc độ 83
5.4.2 Lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ DC bằng cách thay đổi điện trở phụ dùng hai nút nhấn thay đổi cấp tốc độ dùng khóa chéo, tự giữ thông qua nút dừng 84
5.5 Công tắc hành trình không tiếp điểm 86
5.5.1 Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ không đồng bộ 3 pha 86
5.5.2 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ 89
Chương 6 Các mạch điều khiển động cơ điện thường gặp Thời gian : 06 giờ 90
6.1 Mạch điện điều khiển động cơ không đồng bộ, mở máy trực tiếp 91
6.1.1 Trang bị điện cho máy tiện 91
6.1.2 Nguyên lý vận hành máy tiện 91
6.1.3 Trang bị điện trong một số máy tiện 93
6.2 Mạch điện điều khiển động cơ không đồng bộ, mở máy gián tiếp 98
6.2.1 Mạch động lực: 99
6.2.2 Mạch kích từ 99
6.2.3 Điều kiện làm việc của máy 100
6.3 Mạch điện hãm động cơ không đồng bộ rô to lồng sóc 100
6.3.1 Hãm máy 100
6.3.2.Thử máy 101
6.3.3 Mạch tín hiệu: 102
6.4 Mạch điện điều khiển động cơ không đồng bộ rôto dây quấn dùng công tắc tơ bán dẫn 102
6.5 Mạch điện điều khiển động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc dùng biến tần 102
6.5.1.Khái niệm chung 102
6.5.2 Cấu tạo và cách phân loại máy phay 103
6.6 Mạch điện điều khiển động cơ điện một chiều 104
6.6.1.Thiết bị dẫn động 104
6.6.2.Thiết bị điều khiển 104
6.6.3 Nguyên lý làm việc của máy 104
Tài liệu cần tham khảo: 106
1 Đặng Văn Đào, Trần Khánh Hà, Nguyễn Hồng Thanh (2002), Giáo trình máy điện, Vụ THCN và DN 106
2 Vũ Quang Hồi (2002), Giáo trình kỹ thuật điều khiển động cơ điện, Vụ THCN và DN 106
Trang 5CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC
Tên môn học: TRANG BỊ ĐIỆN - MÁY ĐIỆN
Mã môn học: MHTC16010151
Thời gian thực hiện môn học: 60 giờ (Lý thuyết: 30 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo
luận, Chương tập: 27 giờ: Kiểm tra: 3 giờ)
I VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MÔN HỌC
- Vị trí: Học phần giới thiệu về máy biến áp, máy điện xoay chiều, máy điện mộtchiều, các phần tử điều khiển truyền động điện và một số mạch điện điều khiển động
cơ điện
- Tính chất: Môn học nằm trong nhóm kiến thức cơ sở và được học ở học kỳ I
II MỤC TIÊU MÔN HỌC
1 Kiến thức: Giúp sinh viên có kiến thức cơ bản về
+ Hiểu được cơ sở lý thuyết về máy điện và kỹ thuật điều khiển động cơ điện+ Hiểu và phân tích được cấu tạo, nguyên lý làm việc, phạm vi ứng dụng một sốmáy điện
+ Đọc, phân tích được một số sơ đồ trang bị điện
2 Kỹ năng:
+ Nhận biết được kí hiệu điện trên sơ đồ
+ Đọc được sơ đồ và lắp ráp
3 Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Yêu nghề, cẩn thận, sáng tạo, có tinh thần
đoàn kết và tác phong công nghiệp Đồng thời nghiêm túc, khoa học, tỉ mỉ
III NỘI DUNG MÔN HỌC
1 Nội dung tổng quát và phân bổ thời gian
thuyết
Thực hành
Kiểm tra
5 Chương V Các phần tử điều khiển
6 Chương VI Các mạch điều khiển
Trang 6Tổng số 60 30 27 3
2 Nội dung chi tiết
* Mục tiêu:
+Kiến thức: Trang bị cho sinh viên các khái niệm cơ bản và lý thuyết cơ sở về máy
biến áp
+ Kỹ năng: Nhận biết được các chế độ làm việc của máy biến áp
+ Thái độ: Rèn luyện thái độ cẩn thận, tỉ mỉ, tác phong công nghiệp.
* Nội dung:
1.1 Khái niệm về máy biến áp
1.2 Cấu tạo máy biến áp
1.3 Nguyên lý làm việc của máy biến áp
1.4 Các chế độ làm việc của máy biến áp
1.5 Máy biến áp 3 pha
Chương 2 Máy điện không đồng bộ Thời gian : 07 giờ
* Mục tiêu:
+Kiến thức: Trang bị cho sinh viên kiến cơ bản về máy điện không đồng bộ
+ Kỹ năng: Nhận biết được các loại động cơ điện
+ Thái độ: Rèn luyện thái độ cẩn thận, tỉ mỉ, tác phong công nghiệp.
* Nội dung:
2.1 Khái niệm về máy điện không đồng bộ
2.2 Cấu tạo máy điện không đồng bộ
2.3 Nguyên lý làm việc của máy điện không đồng bộ
2.4 Điều chỉnh tốc độ động cơ điện không đồng bộ
2.5 Các đặc tính làm việc của động cơ điện không đống bộ
2.6 Động cơ điện không đống bộ 2 pha
2.7 Động cơ điện không đống bộ 1 pha
Chương 3 Máy điện đồng bộ Thời gian: 14 giờ
* Mục tiêu:
+ Kiến thức: Trang bị cho sinh viên kiến cơ bản về động cơ đồng bộ
+ Kỹ năng: Nhận biết được các loại động cơ điện đồng bộ
+ Thái độ: Rèn luyện thái độ cẩn thận, tỉ mỉ, tác phong công nghiệp
* Nội dung:
Trang 73.1 Định nghĩa và công dụng của máy điện đồng bộ
2.2 Cấu tạo máy điện đồng bộ
3.3 Nguyên lý làm việc máy điện đồng bộ
3.4 Động cơ điện đồng bộ
* Mục tiêu:
+Kiến thức: Trang bị cho sinh viên kiến cơ bản về máy điện 1 chiều
+ Kỹ năng: Nhận biết được các máy điện một chiều
+ Thái độ: Rèn luyện thái độ cẩn thận, tỉ mỉ, tác phong công nghiệp.
* Nội dung:
4.1 Khái niện về máy điện một chiều
4.2 Cấu tạo máy điện một chiều
4.3 Nguyên lý làm việc của máy điện một chiều
4.4 Máy phát điện một chiều
4.5 Động cơ điện một chiều
+ Kỹ năng: Nhận biết được một số thiết bị bảo vệ thông dụng
+ Thái độ: Rèn luyện thái độ cẩn thận, tỉ mỉ, tác phong công nghiệp.
* Nội dung:
5.1 Các phần tử bảo vệ
5.2 Các phần tử điều khiển có tiếp điểm
5.3 Các rơ le
5.4 Thiết bị đóng cắt không tiếp điểm
5.5 Công tắc hành trình không tiếp điểm
Chương 6 Các mạch điều khiển động cơ điện thường gặp Thời gian : 06 giờ
* Mục tiêu:
+Kiến thức: Trang bị cho học sinh một số mạch điều khiển thong dụng
+ Kỹ năng:
Trang 8- Nhận biết được các ký hiệu điện
- Đọc được sơ đồ điện
+ Thái độ: Rèn luyện thái độ cẩn thận, tỉ mỉ, tác phong công nghiệp.
* Nội dung:
6.1 Mạch điện điều khiển động cơ không đồng bộ, mở máy trực tiếp
6.2 Mạch điện điều khiển động cơ không đồng bộ, mở máy gián tiếp
6.3 Mạch điện hãm động cơ không đồng bộ rô to lồng sóc
6.4 Mạch điện điều khiển động cơ không đồng bộ rôto dây quấn dùng công tắc tơbán dẫn
6.5 Mạch điện điều khiển động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc dùng biến tần 6.6 Mạch điện điều khiển động cơ điện một chiều
Trang 9Chương I Máy biến áp Thời gian: 06 giờ
Giới thiệu:
Do nhu cầu phát triển trong công nghiệp, áp dụng khoa học kỹ thuật vào trongcác dây chuyền sản xuất của các nhà máy ngày càng đơn giản hoá trong vận hành đểnâng cao hiệu quả sản xuất, giảm chi phí thì việc ứng dụng động cơ điện vào trong sảnxuất rất phổ biến Do đó người học cần có những kiến thức về nguyên lý hoạt động và
kỹ năng thực hành điều khiển tốc độ động cơ điện nhằm phục vụ nhu cầu ứng dụngtrong sản xuất
1.1 Khái niệm về máy biến áp
1.1.1 Khái niệm chung.
Mục tiêu:
- Hiểu được việc điều chỉnh tốc độ theo phương pháp điện
- Nắm vững hiệu quả của các phương pháp điều chỉnh tốc độ
Khái niệm về điều chỉnh tốc độ
- Ngày nay, đại đa số các máy sản xuất từ nhỏ đến lớn, từ đơn lẻ đến cả một dâychuyền sản xuất đều sử dụng truyền động điện (TĐĐ) Để đảm bảo những yêu cầucủa các công nghệ phức tạp khác nhau, nâng cao mức độ tự động cũng như năngsuất, các hệ TĐĐ thường phải điều chỉnh tốc độ, tức là cần phải điều chỉnh đượctốc độ máy theo yêu cầu công nghệ Có thể điều chỉnh tốc độ máy bằng phươngpháp cơ khí hoặc bằng phương pháp điện qua việc điều chỉnh tốc độ động cơ điện
Ở đây, ta chỉ xem xét việc điều chỉnh tốc độ theo phương pháp điện
Trang 101.1.3 Yêu cầu chung của việc điều chỉnh tốc độ động cơ điện.
- Dãi điều chỉnh phải đủ rộng
- Sự thay đổi tốc độ đáp ứng được yêu cầu thay đổi tốc độ của thiết bị mang tải
1.1.5 Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ DC kích từ độc lập.
- Động cơ điện một chiều kích từ độc lập: Cuộn kích từ được cấp điện từ nguồnmột chiều độc lập với nguồn điện cấp cho rôto ( hình 1.2, 1.3)
- Nếu cuộn kích từ và cuộn dây phần ứng được cấp điện bởi cùng một nguồn điệnthì động cơ là loại kích từ song song Trường hợp này nếu nguồn điện có côngsuất rất lớn so với công suất động cơ thì tính chất động cơ sẽ tương tự như động
cơ kích từ độc lập
- Khi động cơ làm việc, rôto mang cuộn dây phần ứng quay trong từ trường củacuộn cảm nên trong cuộn ứng xuất hiện một sức điện động cảm ứng có chiềungược với điện áp đặt vào phần ứng động cơ Theo sơ đồ nguyên lý trên hình 1.2
Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý
động cơ điện một chiều
kích từ độc lập
Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lýđộng cơ điện một chiềukích từ song song
Trang 11và hình 1.3, có thể viết phương trình cân bằng điện áp của mạch phần ứng (rôto)như sau:
rư - Điện trở cuộn dây phần ứng
rct - Điện trở tiếp xúc giữa chổi than và phiến góp
= là hệ số kết cấu của động cơ
F - Từ thông qua mỗi cực từ
p - Số đôi cực từ chính
N - Số thanh dẫn tác dụng của cuộn ứng
a - Số mạch nhánh song song của cuộn ứng
u p
u R R U
M
w = - +
F F ( 2.6 )
Trang 12Có thể biểu diễn đặc tính cơ dưới dạng khác:
0
w w = - D w
Trong đó:
, 2
= ±
+ gọi là tốc độ không tải lý tưởng ( 2.7 )
2 * ( )
u p
R R
M K
cơ cắt trục tung 0w tại điểm có tung độ:
Tốc độ w0 được gọi là tốc độ không tải lý tưởng khi không có lực cản nào cả
Đó là tốc độ lớn nhất của động cơ mà không thể đạt được ở chế độ động cơ vìkhông bao giờ xảy ra trường hợp Mc = 0
Hình 1.4 đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập
Khi phụ tải tăng dần từ Mc = 0 đến Mc = Mđm thì tốc độ động cơ giảm dần từ w0đến wđm
Điểm A(Mđm,wđm) gọi là điểm định mức Rõ ràng đường đặc tính cơ có thể vẽđược từ 2 điểm w0 và A Điểm cắt của đặc tính cơ với trục
hoành 0M có tung độ w = 0 và có hoành độ suy từ phương trình (2.6):
Trang 13Hình 1.5 đặc tính cơ tự nhiên của động cơ điện một chiều kích từ độc lậpMômen Mnm và Inm gọi là mômen ngắn mạch và dòng điện ngắn mạch Đó là giátrị mômen lớn nhất và dòng điện lớn nhất của động cơ khi được cấp điện đầy đủ
mà tốc độ bằng 0 Trường hợp này xảy ra khi bắt đầu mở máy và khi động cơđang chạy mà bị dừng lại vì bị kẹt hoặc tải lớn quá
kéo không được Dòng điện Inm này lớn và thường bằng: Inm = (10 đến 20)Iđm
Nó có thể gây cháy hỏng động cơ nếu hiện tượng tồn tại kéo dài
1.2 Cấu tạo máy biến áp
1.2.1 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng
- Sơ đồ nguyên lý được biểu diễn như trên hình 1.6 Từ thông động cơ được giữkhông đổi Điện áp phần ứng được cấp từ một bộ biến đổi
- Điện áp U chỉ có thể thay đổi về phía giảm (U<Uđm) nên phương pháp này chỉcho phép điều chỉnh giảm tốc độ
Hình 1.6 điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập bằng phương pháp
thay đổi điện áp phần ứng
Trang 14Hình 1.7 quá trình thay đổi tốc độ khi điều chỉnh điện áp
- Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập bằng biện pháp thayđổi điện áp phần ứng có các đặc điểm sau:
- Điện áp phần ứng càng giảm, tốc độ động cơ càng nhỏ
- Điều chỉnh trơn trong toàn bộ dải điều chỉnh
- Độ cứng đặc tính cơ giữ không đổi trong toàn bộ dải điều chỉnh
- Độ sụt tốc tuyệt đối trên toàn dải điều chỉnh ứng với một mômen là như nhau
Độ sụt tốc tương đối sẽ lớn nhất tại đặc tính cơ thấp nhất của dải điều chỉnh Dovậy, sai số tốc độ tương đối (sai số tĩnh) của đặc tính cơ thấp nhất không vượt quásai số cho phép cho toàn dải điều chỉnh
- Dải điều chỉnh của phương pháp này có thể: D ~ 10:1
- Chỉ có thể điều chỉnh tốc độ về phía giảm (vì chỉ có thể thay đổi với Uu ≤ Uđm
- Phương pháp điều chỉnh này cần một bộ nguồn để có thể thay đổi trơn điện ápra
1.2.2 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông
- Muốn thay đổi từ thông động cơ, ta tiến hành thay đổi dòng điện kích từ củađộng cơ qua một điện trở mắc nối tiếp ở mạch kích từ Rõ ràng phương pháp nàychỉ cho phép tăng điện trở vào mạch kích từ, nghĩa là chỉ có thể giảm dòng điệnkích từ Ikt ≤ Iktđm do đó chỉ có thể thay đổi về phía giảm từ thông Khi giảm từthông, đặc tính dốc hơn và có tốc độ không tải lớn hơn Họ đặc tính giảm từ thôngnhư hình 1.8
Trang 15Hình 1.8 – Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từđộc lập bằng phương
pháp thay đổi từ thông kích từ
Phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi từ thông có các đặc điểm sau:
- Từ thông càng giảm thì tốc độ không tải lý tưởng của đặc tính cơ càng tăng, tốc
độ động cơ càng lớn
- Độ cứng đặc tính cơ giảm khi giảm từ thông
- Có thể điều chỉnh trơn trong dải điều chỉnh: D ~ 3:1
- Chỉ có thể điều chỉnh thay đổi tốc độ về phía tăng
1.2.3 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở ở mạch phần ứng
- Sơ đồ nguyên lý nối dây như hình 1.9 Khi tăng điện trở phần ứng, đặc tính cơdốc hơn nhưng vẫn giữ nguyên tốc độ không tải lý tưởng Họ đặc tính cơ khi thayđổi điện trở mạch phần ứng như hình 1.9
- Đặc điểm của phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở ởmạch phần ứng:
- Điện trở mạch phần ứng càng tăng, độ dốc đặc tính cơ càng lớn, đặc tính cơcàng mềm và độ ổn định tốc độ càng kém, sai số tốc độ càng lớn
- Phương pháp chỉ cho phép điều chỉnh thay đổi tốc độ về phía giảm (do chỉ cóthể tăng thêm điện trở)
- Vì điều chỉnh tốc độ nhờ thêm điện trở vào mạch phần ứng cho nên tổn haocông suất dưới dạng nhiệt trên điện trở càng lớn
Hình 1.9 - Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kíchtừ độc lập bằng phương
pháp thay đổi điện trở phần ứng
Trang 161.3 Nguyên lý làm việc của máy biến áp :
1.3.1 Đấu nối mạch điều khiển tốc độ động cơ DC
a Sơ đồ mạch :
b Quy trình kỹ thuật lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ DC bằng cách thay đổiđiện áp
Nội dung công việc Yêu cầu kỹ thuật Dụng cụ, thiết bị
Bước 1: Tìm hiểu cấu tạo thực tế
thiết bị điện và các thông số kỹ
thuật cơ bản của thiết bị trong
mạch điện Vẽ lại sơ đồ kết nối
trong mạch
- Các tiếp điểm tiếp xúccủa các nút nhấn, relaycòn tốt
- điện áp đặt vào cuộndây relay và động cơ DCphải bằng điện áp địnhmức
- Đồng hồ vạnnăng V.O.M,
- cầu chì
- nút nhấn
- Relay
Bước 2: Lắp đặt thiết bị điện và
đấu nối mạch điện theo sơ đồ
Trang 17bịt đầu cốt,…Bước 3: Kiểm tra nguội theo các
Bước 4: Hoạt động thử theo các
Nguồn điện cungcấp
c Hiện tượng, nguyên nhân và cách khắc phục sự cố
1 Mạch điều khiển không họat
2 Mạch động lực không họat
động
- Đấu dây mạch độnglực tiếp xúc không tốt
- Chưa cấp nguồn chomạch động lực
kiểm tra lại cácđầu nối, cấpnguồn cho mạch
1.3.2 Lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ DC
a Sơ đồ mạch :
Trang 18b Quy trình kỹ thuật lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ DC bằng cách thay đổiđiện trở phụ
Nội dung công việc Yêu cầu kỹ thuật Dụng cụ, thiết bị
Bước 1: Tìm hiểu cấu tạo thực
tế thiết bị điện và các thông số
kỹ thuật cơ bản của thiết bị
trong mạch điện Vẽ lại sơ đồ
kết nối trong mạch
- Các tiếp điểm tiếpxúc của các nút nhấn,relay còn tốt
- điện áp đặt vàocuộn dây relay vàđộng cơ DC phảibằng điện áp địnhmức
- Đồng hồ vạn năngV.O.M,
- cầu chì
- nút nhấn
- Relay
- độngcơDC
- Điệntrởphụ
Bước 2: Lắp đặt thiết bị điện và
đấu nối mạch điện theo sơ đồ
nguyên lý
- Đấu mạch động lực
- Đấu mạch điều khiển
- Lắp đặt chắc chắnthiết bị điện vào panelđiện, làm đầu cốt vàđấu dây nối phải chắcchắn
- Thao tác chính xác
- Đúng theo sơ đồ
Panel lắp đặt thiết bịđiện, áp tô mát 1 pha,điện trở phụ, cầu chì,dây dẫn, relay, nút nhấn,động cơ điện một chiều,kềm cắt dây điện, kềmbấm đầu cốt, tua vít ba
ke (4 chấu), tua vít dẹt,
Trang 19Bước 4: Hoạt động thử theo các
Nguồn điện cung cấp
c Hiện tượng, nguyên nhân và cách khắc phục sự cố
2 Mạch động lực không họat động - Đấu dây mạch động lực
1.4 Các chế độ làm việc của máy biến áp.
1.4.1 Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ không đồng bộ 3 pha.
- Khi coi 3 pha động cơ là đối xứng, được cấp nguồn bởi nguồn xoay chiều hìnhsin 3 pha đối xứng và mạch từ động cơ không bão hoà thì có thể xem xét động cơqua sơ đồ thay thế 1 pha Đó là sơ đồ điện một pha phía stator với các đại lượngđiện ở mạch rôto đã quy đổi về stator
Trang 20Hình 1.10 sơ đồ thay thế một pha động cơ không đồng bộ
- Khi cuộn dây stator được cấp điện với điện áp định mức U1phđm trên 1 pha màgiữ yên rotor (không quay thì mỗi pha của cuộn dây rotor sẽ xuất hiện một sứcđiện động E2phđm theo nguyên lý của máy biến áp Hệ số quy đổi sức điện động là:
1 2
phdm E
phdm
E K E
=
- Từ đó ta có hệ số quy đổi dòng điện:
11
E
K K
- Trên sơ đồ thay thế ở hình 2.25, các đại lượng khác là:
I0 - Dòng điện từ hóa của động cơ
Rm, Xm - Điện trở, điện kháng mạch từ hóa
I1 - Dòng điện cuộn dây stator
R1, X1 - Điện trở, điện kháng cuộn dây stator
Dòng điện rotor quy đổi về stator có thể tính từ sơ đồ thay thế:
( )
1 ,
2 ,
2 , 2
ph U I
Trang 21Khi động cơ hoạt động, công suất điện từ P12 từ stator chuyển sang rotor thànhcông suất cơ Pcơ
đưa ra trên trục động cơ và công suất nhiệt rP đốt nóng cuộn dây:
-rP2 = 3R'2I'2
Thay vào phương trình tính mômen ta có được:
2 1
3 2
ph th
nm
U M
M Đường biểu diễn M = f(s) trên hệ trục tọa độ sOM, đó là đường đặc tính cơcủa động cơ xoay chiều ba pha không đồng bộ
Đường đặc tính cơ có điểm cực trị gọi là điểm tới hạn K Tại điểm đó:
0
dM
ds =Giải phương trình ta có:
, 2
3 2
ph th
nm
U M
Trang 221.11 Đặc tính cơ động cơ KĐB
Ta nhận thấy, đường đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ là một đường congphức tạp và có 2 đoạn AK và KB, phân giới bởi điểm tới hạn K
Đoạn đặc tính AK gần thẳng và cứng Trên đoạn này, mômen động cơ tăng thì tốc
độ động cơ giảm Do vậy, động cơ làm việc trên đoạn đặc tính này sẽ ổn định.Đoạn KB cong với độ dốc dương Trên đoạn này, động cơ làm việc không ổnđịnh
1.4.2 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ.
- Tốc độ của từ trường quay (tốc độ đồng bộ) là n1=60f/p
- Tốc độ quay của động cơ điện không đồng bộ là n= n1(1-s) = 60f/p(1-s), với s
là hệ số trượt
- Từ công thức trên ta có thể có các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ nhưsau:
1.4.3 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số:
- Việc thay đổi tần số của dòng điện stato được thực hiện bằng cách dùng bộ biếnđổi tần số Việc điều chỉnh tốc độ quay bằng cách thay đổi tần số thích hợp chocác động cơ rôto lồng sóc
- Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số cho phép điều chỉnh tốc độ mộtcách bằng phẳng trong phạm vi rộng, song giá thành của bộ biến tần khá cao
1.5 Máy biến áp 3 pha
- Số đôi cực p phụ thuộc vào cấu tạo của dây quấn, thường là thay đổi cách đấudây để có được số đôi cực khác nhau Động cơ không đồng bộ có cấu tạo dây
Trang 23quấn có thể thay đổi số đôi cực từ được gọi là động cơ không đồng bộ nhiều cấptốc độ Phương pháp này chỉ sử dụng cho động cơ rôto lồng sóc.
- Mặc dù điều chỉnh tốc độ nhảy cấp, nhưng có ưu điểm chính là giữ nguyên độcứng của đặc tính cơ, động cơ nhiều cấp tốc độ được sử dụng rộng rãi trong cácmáy luyện kim, máy tàu thuỷ…
1.5.1 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp cung cấp cho stato:
- Phương pháp này chỉ được thực hiện việc giảm điện áp Khi giảm điện ápđường đặc tính cơ sẽ thay đổi, do đó hệ số trượt thay đổi và làm cho tốc độ động
cơ thay đổi
- Nhược điểm của phương pháp này là điều chỉnh tốc độ quay bằng điện áp làlàm giảm khả năng quá tải của động cơ, dải điều chỉnh tốc độ hẹp, tăng tổn hao ởdây quấn rôto Phương pháp này chỉ được dùng chủ yếu với các động cơ công suấtnhỏ có hệ số trượt tới hạn lớn
1.5.2 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở mạch rôto của động cơ rôto dâyquấn:
- Phương pháp thay đổi điện trở dây quấn rôto, bằng cách mắc biến trở ba phavào mạch rôto Biến trở điều chỉnh tốc độ phải làm việc lâu dài nên có kích thướclớn hơn so với biến trở mở máy Khi tăng điện trở, tốc độ động cơ sẽ giảm vàngược lại
- Nếu mômen cản không đổi, dòng rôto không đổi khi tăng điện trở để giảm tốc
độ, sẽ tăng tổn hao công suất trong biến trở Do đó phương pháp này không kinh
tế, tuy nhiên phương pháp này đơn giản, điều chỉnh trơn và khoảng điều chỉnhrộng, được sử dụng điều chỉnh tốc độ quay của động cơ công suất cở trung bình
Trang 24Hình 1.12 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở mạch rôto
1.5.3 Lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ roto lồng sóc bằng cáchthay đổi tần số
a Sơ đồ mạch :
b Quy trình kỹ thuật lắp mạch điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ roto lồngsóc bằng cách thay đổi tần số
Nội dung công việc Yêu cầu kỹ thuật Dụng cụ, thiết bị
Bước 1: Tìm hiểu cấu tạo
thực tế thiết bị điện và các
thông số kỹ thuật cơ bản của
thiết bị trong mạch điện Vẽ
lại sơ đồ kết nối trong mạch
- Các tiếp điểm tiếp xúccủa các nút nhấn, relaycòn tốt
- điện áp đặt vào cuộndây công tắc tơ và động
cơ phải bằng điện ápđịnh mức
- Đồng hồ vạn năngV.O.M,
- Áp tô mát 3 pha
- Áp tô mát 1 pha
- Rơ le nhiệt
- Động cơ KĐB 3pha rô to lồng
- Biến tần Ativar 31ATV31H075N4A0,75KW, 380VBước 2: Lắp đặt thiết bị điện
và đấu nối mạch điện theo sơ
- Thao tác chính xác
- Đúng theo sơ đồ
- Panel lắp đặt thiết bịđiện, áp tô mát 3 pha,
Áp tô mát 1 pha
- Động cơ KĐB 3pha rô to lồng
- Biến tần cầu chì, dâydẫn, relay, nút nhấn,kềm cắt dây điện, kềmbấm đầu cốt, tua vít ba
ke (4 chấu), tua vít dẹt,bịt đầu cốt,…
Trang 25Bước 3: Kiểm tra nguội theo
Bước 4: Hoạt động thử theo
các bước sau:
- Nối dây nguồn
- Đóng áp tô mát nguồn
- LI1: chạy thuận, LI2: chạy
nghịch, LI3, LI4: chạy 3 cấp
Nguồn điện cung cấp
c Hiện tượng, nguyên nhân và cách khắc phục sự cố
2 Mạch động lực không họat động - Đấu dây mạch động lực
Ø YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP BÀI 1
Trang 26+ Về kiến thức: Được đánh giá bằng hình thức kiểm tra viết, trắc nghiệm.
Chương 2 Máy điện không đồng bộ Thời gian : 07 giờ
- Giới thiệu:
- Theo yêu cầu công nghệ của máy, cơ cấu sản xuất, các hệ thống truyền độngđiện tự động đều được thiết kế tính toán để làm việc ở những trạng thái (hay chếđộ) xác định Những trạng thái sự cố hay hư hỏng khác thông thường đã được dựđoán khi thiết kế tính toán chúng để áp dụng những thiết bị và biện pháp bảo vệcần thiết
- Mục tiêu:
+Kiến thức: Trang bị cho sinh viên các khái niệm cơ bản và lý thuyết cơ sở về máybiến áp
+ Kỹ năng: Nhận biết được các chế độ làm việc của máy biến áp
+ Thái độ: Rèn luyện thái độ cẩn thận, tỉ mỉ, tác phong công nghiệp
Nội dung chính:
Trang 272.1 Khái niệm về máy điện không đồng bộ
- Những trạng thái làm việc của hệ thống truyền động điện tự động có thểđược đặc trưng bằng các thông số như: tốc độ làm việc của các động cơ truyềnđộng hay của cơ cấu chấp hành máy sản xuất, dòng điện phần ứng của động cơhay dòng kích thích của động cơ điện một chiều, mômen phụ tải trên trục củađộng cơ truyền động Tuỳ theo quá trình công nghệ yêu cầ u mà các thông sốtrên có thể lấy các giá trị khác nhau Việc chuyển từ giá trị này đến giá trị khácđược thực hiện tự động nhờ hệ thống điều khiể n Kết quả hoạt động của phầnđiều khiển sẽ đưa hệ thống động lực của truyền động điện đến một trạng thái làmviệc mới, trong đó có ít nhất một thông số đặc trưng cho mạch động lực lấy giátrị mới
- Như vậy về thực chất điều khiển hệ thống là đưa vào hoặc đưa ra khỏi hệthống nhữ ng phần tử, thiết bị nào đó (chẳng hạn điện trở , điện kháng, điệndung, khâu hiệu chỉnh ) để thay đổi một hoặc nhiều thông số đặc trưng hoặc đểgiữ một thông số nào đó (chẳng hạn tốc độ quay) không thay đổi khi có sự thayđổi ngẫu nhiên của thông số khác Để tự động điều
- khiển hoạt động của truyền động điện, hệ thống điều khiển phải có những cơcấu, thiết bị thụ cảm được giá trị các thông số đặc trưng cho chế độ công tác củatruyền động điện (có thể là môđun, cũng có thể là cả về dấu của thông số)
- Trong hệ thống điều khiể n gián đoạn các phần tử thụ cảm này phải làm việctheo các ngưỡng chỉnh định được Nghĩa là khi thông số được thụ cảm
- đến trị số ngưỡng đã đặt, phần tử thụ cảm theo thông số này sẽ bắt đầu làmviệc phát ra một tín hiệu đưa đến phần tử chấp hành Kết quả là sẽ đưa vàohoặc đưa ra khỏi mạch động lực những phần tử cần thiết Nếu hệ thống điềukhiển có tín hiệu phát ra từ phần tử thụ cảm được dòng điện, ta nói rằng nghệđiều khiển theo nguyên tắc dòng điện Nếu phần tử thục cảm được tốc độ, ta nóirằng hệ điều khiển theo nguyên tắc tốc độ , nếu có phần tử thụ cảm được thời gian
Trang 28của quá trình (từ một mốc thời gian nào đó) ta nói rằng hệ điều khiển theo nguyêntắc thời gian Tương tự có hệ điều khiển theo nguyên tắc nhiệt độ, theo mômen,theo chiều công suất
2.1.2.Ký hiệu hình vẽ và chữ viết trên sơ đồ TĐKC-TĐĐ
2.1.2.1 Ký hiệu theo tiêu chuẩn đức:
2.1.2.2 Ký hiệu theo tiêu chuẩn pháp
1
Tiếp điểm động lựccủa Contactor ( K ) 11
Tiếp điểm điềukhiển loại thường
mở ( NO )2
Tiếp điểm động lựccủa Máy cắt điện(ACB - OCB )
12
Tiếp điểm điều khiểnloại thường đóng (NC)
mở
Tiếp điểm thườngđóng mở nhanh,đóng chậm của timeroff delay
chậm)
pha
Thường mở ( đóngchậm)
mở chậm của timer ondelay
Trang 29Tiếp điểm động lựccủa Cầu dao điện (Q )
13
Tiếp điểm điềukhiển của thiết bị cótính thời gian ( KT )4
Tiếp điểm động lựccủa Cầu dao - dao cách
ly (Q )
5
Tiếp điểm động lựccủa Máy cắt điện (Q )
6
Tiếp điểm động lựccủa các thiết bị mở tự
Tiếp điểm vị trí củacông tắc hành trình
LS (loại thườngđóng)
Tiếp điểm vị trí củacông tắc hành trình
LS (loại thườngmở)
8 F
Tiếp điểm thường đóngtác động trực tiếp bằnghiệu ứng nhiệt 16 F
Tiếp điểm thường
mở chiệu sự tácđộng của cầu chì (cầu chì tự rơi )
9 F
Tiếp điểm thườngđóng tác động trực tiếpbằng hiệu ứng từ 17 F
Cầu chì kết hợp vớidao cách ly
khiển của tốc độä 18 F
Cầu chì tác độngnhanh (có dạng hìnhviên đạn )
2.1.2.3 Ký hiệu theo tiêu chuẩn mỹ
Tiếp điểm thường
mở mở nhanh, đóngchậm của timer offdelay
n
Trang 302.1.2.4 Ký hiệu theo tiêu chuẩn Việt Nam
Tiếp điểm rơ le thờigian ( on delay)
Tiếp điểm thườngđóng mở nhanh,đóng chậm của timeroff delay
Động cơ KĐB 3 phaRotor lồng sóc
loại Off - Delay 7
Động cơ KĐB 3 phaRotor dây quấn
Động cơ điện mộtchiều
4
Cuộn dây của Relay
thời gian loại On-OffDelay
KT
M
M
Trang 31gian ( off delay) 8
Nút nhấn thườngđóng
5
Rơ le nhiệt
2.2 Cấu tạo máy điện không đồng bộ
Mục tiêu:
- Hiểu rõ mạch điều khiển truyền động điện điển hình
- Nguyên tắc điều khiển theo thời gian
2.2.1 Nguyên tắc thời gian.
a Nội dung nguyên tắc điều khiển theo thời gian:
- Điều khiển theo nguyên tắc thời gian dựa trê cơ sở là thông số của mạch độnglực biến đổi theo thời gian Những tín hiệu điều khiển phát ra theo một quy luậtthời gian cần thiết để làm thay đổi trạng thái của hệ thống
- Những phần tử thụ cảm được thời gian để phát tín hiệu cần được chỉnh địnhdựa theo ngưỡng chuyển đổi của đối tượng Ví dụ như tốc độ, dòng điện, mô mencủa mỗi động cơ được tính toán chọn ngưỡng cho thích hợp với từng hệ thốngtruyền động điện cụ thể Những phần tử thụ cảm được thời gian có thể gọi chung
là role thời gian Nó tạo nên được một thời gian trễ ( duy trì) kể từ lúc có tín hiệuđưa vào ( mốc 0) đầu vào của nó đến khi nó phát được tín hiệu ra đưa vào phần tửchấp hành Cơ cấu duy trì thời gian có thể là: cơ cấu con lắc, cơ cấu điện từ, khínén cơ cấu điện tử, tương ứng là role thời gian kiểu con lắc, role thời gian điện từ,role thời gian khí nén và role thời gian điện tử
b) Mạch điều khiển truyền động điện điển hình theo nguyên tắc thời gian:
- Xét mạch điều khiển khởi động động cơ điện một chiều kích từ độc lập có haicấp điện trở phụ trong mạch phần ứng để hạn chế dòng điện khởi động ở trên theonguyên tắc thời gian Sơ đồ mạch điều khiển:
Trang 32Hình 2.1 - Điều khiển khởi động động cơ ĐMdl theo nguyên tắc thời gian.
- Trạng thái ban đầu sau khi cấp nguồn động lưc và điều khiển thì role thời gian1RTh
- Được cấp điện mở ngay tiếp điểm thường kín đóng chậm RTh(9-11) Để khởiđộng ta phải ấn nút mở máy M(3-5), công tắc tơ Đg hút sẽ đóng các tiếp điểm ởmạch động lực, phần ứng động cơ điện được đấu vào lưới điện qua các điện trởphụ khởi động r1, r2 dòng điện qua các điện trở có trị số lớn gây ra sụt áp trênđiện trở r1 điện áp đó vượt quá ngưỡng điện áp hút của role thời gian 2RTh làmcho nó hoạt động sẽ mở ngay tiếp điểm thường kín đóng chậm 2RTh ( 11-13),trên mạch 2G cùng với sự hoạt động của role 1RTh chúng đảm bảo không cho cáccông tắc tơ 1G và 2G có điện trong giai đoạn đầu của quá trình khởi động Tiếpđiểm phụ Đg(1-7) mở ra cắt điện rolre thời gian 1RTh đưa role thời gian này vàohoạt động để chuẩn bị phát tín hiệu chuyển trạng thái của truyền động điện Mốckhông của thời gian t có thể xem là thời điểm Đg(1-7) mở cắt điện 1RTh
c) Nhận xét về điều khiển truyền động điện theo nguyên tắc thời gian :
- Ưu điểm của nguyên tắc điều khiển theo thời gian là có thể chỉnh được thờigian theo tính toán và độc lập với thông số của hệ thống động lực Trong thực tếảnh hưởng của mômen cản MC của điện áp lưới và của điện trở cuộn dây hầunhư không đáng kể đến sư k làm việc của hệ thống và đến quá trình gia tốc củatruyền động điện, vì các trị số thực tế sai khác với trị số thiết kế không nhiều.Thiết bị của sơ đồ đơn giản, làm việc tin cậy cao ngay cả khi phụ tải thay đổi,
rơ le thời gian dùng đồng loạt cho bất kỳ công suất và động cơ nào, có tính kinh
tế cao
- Nguyên tắc thời gian được dùng rất rộng rãi trong truyền động điện một chiềucũng như xoay chiều
2.2.2 Nguyên tắc dòng điện.
a) Nội dung nguyên tắc điều khiển theo dòng điện
- Dòng điện trong mạch phần ứng động cơ cũng là một thông số làm việc rấ tquan trọng xác định trạng thái của hệ truyền động điện Nó phản ánh trạng tháimang tải bình thường của hệ thống, trạng thái mang tải, trạng thái quá tải cũng
Trang 33như phản ánh trạng thái đang khởi động hay đang hãm của động cơ truyềnđộng Trong quá trình khởi động, hãm, dòng điện cần phải đảm bảo nhỏ hơn mộttrị số giới hạn cho phép Trong quá trình làm việc cũng vậy, dòng điện
- có thể phải giữ không đổi ở một trị số nào đó theo yêu cầu của quá trìnhcông nghệ Ta có thể dùng các công tăc tơ có cuộn dây dòng điện hoặc rơledòng điện kiểu điện từ hoặc các khóa điện tử hoạt động theo tín hiệu vào là trị
số dòng điện để điều khiển hệ thống theo các yêu cầu trên
- Dòng điện mạch phần ứng động cơ dùng làm tín hiệu vào trực tiếp hoặc giántiếp cho các phần tử thụ cảm dòng điện nói trên Khi trị số tín hiệu vào đạt đếngiá trị ngưỡng xác định có thể điều chỉnh được của nó thì nó sẽ phát tín hiệuđiều khiển hệ thống chuyển đến những trạng thái làm việc yêu cầu
b) Mạch điều khiển truyền động điện điển hình theo nguyên tắc dòng điện:
- Xét mạch điều khiển hãm ngược động cơ xoay chiều 3 pha rôto dây quấn khiđảo chiều Vì những lí do tương tự như đã phân tích trong chương 2, khi đảochiều quay động cơ xoay chiều 3 pha rôto dây quấn cần phải đưa thêm vào mạchrôto một điện trở phụ lớn hơn trị số điện trở phụ cần thiết đưa vào khi khởiđộng
- Ta có thể dùng mạch điều khiển theo nguyên tắc dòng điện sau đây để điềukhiển việc đưa vào và loại ra phần điện trở phụ đó mỗi lần đảo chiều quay động
cơ
Hình 2.2 - Điều khiển hãm ngược động cơ xoay chiều 3 pha rôto dây
- quấn khi đảo chiều theo nguyên tắc dòng điện
- Yêu cầu đối với rơle hãm RH thụ cảm dòng điện rôto: khi dòng điện rôto lớnhơn trị số khởi động thì nó phải tác động, khi dòng điện rôto đã giả m nhỏ về
Trang 34gần trị số khởi động (I 1) thì nó phải nhả để chuẩn bị cho quá trình khởi độngtiếp theo Vậy phải chỉnh định trị số I nhả của RH lớn hơn I1 một ít, tất nhiên trị
số I hút của nó sẽ lớn hơn I1 và xác định theo hệ số trở về của nó
- Trong mạch hình 2.2 không vẽ phần điều khiển các công tăctơ thuận (T) vàngược (N)
- Giả sử động cơ đang làm việc theo chiều quay thuận, nghĩa là bộ khống chếchỉ huy đang ở v ị trí 2 phía phải Muốn đảo chiều quay động cơ , ta quay bộkhống chế KC về phía ngược Khi bộ khống chế lướt qua vị trí 0, các côngtăctơ
H, 1G, 2G mất điện nên các tiếp điểm của chúng nhả ra đưa cả 3 điện trở vàomạch rôto Khi lướt đến vị trí 2 phía trái, dòng điện rôto xuất hiện lúc này lớnhơn trị số chỉnh định hút của rơle RH, nên RH tác động mở tiếp điểm RH(1-3),bảo đảm cho cả 3 điện trở tham gia vào việc hạn chế dòng điện, quá trình hãmngược động cơ được tiến hành
- Khi tốc độ động cơ giảm gần đến 0 thì dòng điện rôto cũng giảm đến trị sốnhả của rơle RH, rơ le RH nhả đóng tiếp điểm RH(1-3), côngtăctơ H có điện,điện trở hãm ngược rh được loại ra ngoài, động cơ bắt đầu quá trình khởi độngtheo chiều ngược với hai cấp điện trở hạn chế rp1 và rp2
c) Nhận xét về điều khiển truyền động điện theo nguyên tắc dòng điện:
- Ưu điểm: Thiết bị đơn giản, sự làm việc của sơ đồ không chịu ảnh hưởng củanhiệt độ cuộn dây côngtăc ơ , r ơle
- Nhược điểm: Độ tin cậy thấp, có khả năng đình chỉ gia tốc ở cấp trung giannếu động cơ khởi động bị quá tải, dòng điện không giảm xuống đến trị số nhảcủa rơle dòng điện
- Nguyên tắc dòng điện được ứng dụng chủ yếu để tự động điều khiển quátrình khởi động động cơ một chiều kích thích nối tiếp và động cơ xoay chiềurôto dây quấn
2.3 Nguyên lý làm việc của máy điện không đồng bộ
Mục tiêu:
- Nắm vững các phương pháp mở máy và thiết bị cần dùng
2.3.1 Các mạch mở máy trực tiếp.
Các yêu cầu khi mở máy:
- Mômen mở máy đủ lớn để thích ứng với đặc tính cơ của tải
- Imm càng nhỏ càng tốt
- Phương pháp mở máy và thiết bị cần dùng đơn giản, rẻ tiền, chắc chắn
- Tổn hao công suất trong quá trình mở máy càng thấp càng tốt
2.3.1.1 Mạch khởi động động cơ điện ba pha bằng khởi động từ đơn
1 Mạch động lực (mạch nhất thứ)
Trang 352 Mạch điều khiển (mạch nhị thứ)
2.3.2 Mô tả mạch điện
- Mạch động lực
- L1L2L3: dòng điện 3 pha
- CB: máy cắt dòng điện 3 pha
- K: tiếp điểm chính của công tắc tơ
- RN: tiếp điểm chính của rơ le nhiệt
- M: động cơ 3 pha rô to lồng sóc
- Mạch điều khiển
- LN: dòng điện 1 pha
Trang 36- K (A1A2): cuộn dây công tắc tơ
- K: tiếp điểm phụ của công tắc tơ
- H1, H2, H3, H4: các đèn báo hiệu
2.4 Điều chỉnh tốc độ động cơ điện không đồng bộ
- Khi chưa đóng CB 1 pha và CB 3 pha thì động cơ chưa hoạt động, vì mạchchưa được cung cấp điện Các đèn chưa sáng
- Khi đóng CB 1 pha và CB 3 pha, đèn H4 sáng báo có nguồn điện vào mạchđiều khiển
- Muốn động cơ hoạt động, ta nhấn nút ON ngay lập tức cuộn dây K có điện Khi
đó các tiếp điểm chính K đóng lại động cơ hoạt động và đồng thời đóng luôn tiếpđiểm phụ K (song song với nút ON) để duy trì dòng điện luôn cung cấp cho cuộndây Lúc này đèn H1 sáng báo hiệu động cơ đang hoạt động
- Muốn dừng động cơ, ta nhấn nút OFF ngay lập tức cuộn dây K mất điện cáctiếp điểm chính mở ra động cơ ngừng hoạt động, đồng thời tiếp điểm phụ (tiếpđiểm duy trì – tiếp điểm song song với nút ON) cũng mở ra ngắt dòng điện đi vàocuộn dây công tắc tơ Lúc này đèn H1 không sáng
- Nếu động cơ đang hoạt động, mà quá tải thì tiếp điểm phụ của rơ le nhiệt RNtác động ngắt dòng điện đi vào công tắc tơ làm cho động cơ ngừng hoạt động,đồng thời đèn H2 sáng báo hiệu sự cố quá tải
- CB bảo vệ quá tải, ngắn mạch, quá áp…
- Khi có sự cố cần dừng khẩn, ta nhấn nút RS, mạch điện ngắt điện vào công tắc
tơ làm cho động cơ ngừng hoạt động, đồng thời đèn H3 sáng báo hiệu có sự cốphải dừng khẩn
Trang 372.4.1.Mạch điều khiển (mạch nhị thứ)
2.4.2 Mô tả mạch điện
v Mạch động lực
- L1L2L3: dòng điện 3 pha
- CB: máy cắt dòng điện 3 pha
- K1:tiếp điểm chính của công tắc tơ quay thuận
- K2:tiếp điểm chính của công tắc tơ quay nghịch
- RN: tiếp điểm chính của rơ le nhiệt
- M: động cơ 3 pha rô to lồng sóc
- Mạch điều khiển
- LN: dòng điện 1 pha
- CB: máy cắt 1 pha
- Rs: nút dừng khẩn cấp
- RN: tiếp điểm phụ của rơ le nhiệt
- ON1 – OFF1:nút nhấn kép thường hở- thường đóng điều khiển quay thuận
- ON2 – OFF2:nút nhấn kép thường hở- thường đóng điều khiển quay nghịch
- OFF: nút nhấn thường đóng điều khiển dừng
- K1 (A1A2): cuộn dây công tắc tơ quay thuận
- K2 (A1A2): cuộn dây công tắc tơ quay nghịch
- K1,K2: các tiếp điểm phụ của công tắc tơ K1,K2
- H1, H2, H3, H4, H5: các đèn báo hiệu
2.5 Các đặc tính làm việc của động cơ điện không đống bộ
- Khi chưa đóng CB 1 pha và CB 3 pha thì động cơ chưa hoạt động, vì mạchchưa được cung cấp điện Các đèn báo hiệu chưa sáng
Trang 38- Khi đóng CB 1 pha và CB 3 pha, đèn H5 sáng báo có nguồn điện vào mạchđiều khiển.
- Muốn động cơ quay thuận, ta nhấn nút ON1 ngay lập tức cuộn dây K1 có điện(lúc này OFF1 mở ra để đảm bảo K2 không được cung cấp điện) Khi đó các tiếpđiểm chính K1 đóng lại động cơ quay thuận và đồng thời đóng luôn các tiếp điểmphụ K1(song song với nút ON1) để duy trì dòng điện luôn cung cấp cho cuộn dâyK1 và mở tiếp điểm phụ K1 thường đóng để khoá chéo cuộn dây K2 luôn luônkhông có điện Lúc này đèn H1 sáng báo hiệu động cơ đang quay thuận
- Muốn động cơ quay nghịch, ta nhấn nút ON2 ngay lập tức cuộn dây K2 có điện(lúc này OFF2 mở ra để đảm bảo K1 không được cung cấp điện) Khi đó các tiếpđiểm chính K2 đóng lại động cơ quay nghịch và đồng thời đóng luôn các tiếpđiểm phụ K2 (song song với nút ON2) để duy trì dòng điện luôn cung cấp chocuộn dây K2 và mở tiếp điểm phu K2 thường đóng để khoá chéo cuộn dây K1luôn luôn không có điện Lúc này đèn H2 sáng báo hiệu động cơ đang quaynghịch
- Muốn chuyển đổi động cơ đang quay thuận qua nghịch hoặc ngược lại ta khôngcần phải nhấn nút OFF, vì khi ta nhấn ON1 thì OFF1 đã mở không cho điện vàoK2 (hoặc khi ta nhấn ON2 thì OFF2 đã mở không cho điện vào K1) – mạch điềukhiển đảo chiều quay trực tiếp
- Muốn dừng động cơ, ta nhấn nút OFF ngay lập tức cuộn dây K1 (quay thuận)hoặc K2 (quay nghịch) mất điện các tiếp điểm chính mở ra động cơ ngừng hoạtđộng, đồng thời tiếp điểm phụ (tiếp điểm duy trì–tiếp điểm song song với nútON1, ON2) cũng mở ra ngắt dòng điện đi vào cuộn dây công tắc tơ cuộn dây K1(quay thuận) hoặc K2 (quay nghịch) Lúc này đèn H1 hoặc H2 không sáng báohiệu động cơ không hoạt động
- Nếu động cơ đang hoạt động, bị quá tải thì tiếp điểm phụ của rơ le nhiệt RN tácđộng ngắt điện đi vào công tắc tơ làm cho động cơ ngừng hoạt động, đồng thờiđèn H3 sáng báo hiệu sự cố quá tải
- CB bảo vệ quá tải, ngắn mạch, quá áp…
- Khi có sự cố cần dừng khẩn, ta nhấn nút RS, mạch điện ngắt điện vào công tắc
tơ làm cho động cơ ngừng hoạt động, đồng thời đèn H4 sáng báo hiệu có sự cốphải dừng khẩn
2.6 Động cơ điện không đống bộ 2 pha
- Muốn tốc độ chậm ta nối điện 3 pha vào A, B, C và đồng thời để trống A1,B1, C1
- Muốn tốc độ nhanh ta nối điện 3 pha vào A1, B1, C1 và đồng thời nối chung
A, B, C lại với nhau
Trang 39Mạch điều khiển sử dụng nút nhấn
2.7 Động cơ điện không đống bộ 1 pha
† Sơ đồ nối dây mạch động lực
Trang 40b Quy trình kỹ thuật lắp mạch điều khiển động cơ KĐB 3 pha quay hai chiều dùngkhởi động từ kép
Nội dung công việc Yêu cầu kỹ thuật Dụng cụ, thiết bị
Bước 1: Tìm hiểu cấu tạo thực tế và
các thông số kỹ thuật cơ bản của
thiết bị trong mạch điện
- Các tiếp điểm tiếpxúc tốt
- Cuộn dây còn tốt,thông mạch Đúng điện
áp, đúng dòng điệnđịnh mức
Đồng hồ vạn năngV.O.M
Bước 2: Lắp đặt các thiết bị điện vào
panel điện, đấu mạch điện theo sơ
đồ nguyên lý
- Đấu mạch động lực
- Đấu mạch điều khiển
- Lắp đặt các thiết bịđiện chắc chắn, làmđầu cốt và đấu dây phảiđảm bảo điều kiện tiếpxúc tốt, an toàn