Giáo trình Trang bị điện 1 (Nghề Điện công nghiệp)

Thiết bị điều khiển: Là các khí cụ đóng cắt, bảo vệ, tín hiệu nhằm đảm bảo cho các thiết bị động lực làm việc theo yêu cầu của máy công tác.. Các trạng thái làm việc của thiết bị động

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH LÀO CAI

TRƯỜNG CAO ĐẲNG LÀO CAI

GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: TRANG BỊ ĐIỆN 1

NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP (áp dụng cho Trình độ sơ cấp)

LƯU HÀNH NỘI BỘ Năm 2017

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm

LỜI GIỚI THIỆU Cùng với sự phát triển chung của đất nước, các ngành công nghiệp hóa tự động phát triển, nhằm thay thế một phần cho con người, giảm bớt nhân công và chi phí Các dây chuyền tự động hoá sản xuất là cần thiết trong các nhà máy, xí nghiệp, do đó việc cung cấp, sử dụng các thiết bị để lắp đặt một dây chuyền là vô cùng quan trọng Các sơ đồ, mạch điện, đấu nối các thiết bị, điều khiển dây chuyền hoạt động, cần đòi hỏi người công nhân phải có kiến thức Giáo trình trang

bị điện 1 luôn bám sát vào chương trình khung nghề điện công nghiệp mô đun " Trang bị điện 1" hệ trung cấp nghề, cao đẳng nghề Giáo trình " Trang bị điện 1" là tài liệu quan trọng, có ý nghĩa thiết thực cho việc giảng dạy của giáo viên và học tập của sinh viên Giáo trình này có cấu trúc gồm bốn bài chủ yếu là:

BÀI MỞ ĐẦU: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG TRANG BỊ ĐIỆN

BÀI 1: TỰ ĐỘNG KHỐNG CHẾ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

BÀI 2: TRANG BỊ ĐIỆN MÁY CẮT GỌT KIM LOẠI

Trong quá trình biên soạn giáo trình, không tránh khỏi khiếm khuyết, tác giả rất mong sự cộng tác và góp ý phê bình của bạn đọc, để ngày một hoàn thiện hơn

Tác giả biên soạn

Đỗ Xuân Sinh

MỤC LỤC

BÀI MỞ ĐẦU 5

KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG TRANG BỊ ĐIỆN 5

1 Đặc điểm của hệ thống trang bị điện (TBĐ) 5

1.1 Chức năng, nhiệm vụ của hệ thống TBĐ các máy sản xuất 5

1.2 Kết cấu của hệ thống TBĐ 6

2 Yêu cầu của hệ thống trang bị điện công nghiệp 7

2.1 Yêu cầu về điều chỉnh thông số 7

2.2 Yêu cầu điều chỉnh chính xác hệ truyền động 8

2.3 Yêu cầu về tự động hạn chế phụ tải 9

2.4 Yêu cầu về khởi động và hãm 10

BÀI 1: TỰ ĐỘNG KHỐNG CHẾ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 12

1 Khái niệm về tự động khống chế (TĐKC) 12

2 Các yêu cầu của TĐKC 12

3 Phương pháp thể hiện sơ đồ điện TĐKC 12

3.1 Phương pháp thể hiện sơ đồ điện 12

3.2 Các kí hiệu của các phần tử, tên gọi trên sơ đồ mạch điện 14

3.3 Các nguyên tắc khống chế 15

4 Các nguyên tắc điều khiển 16

4.1 Khống chế truyền động điện theo thời gian 16

4.2 Khống chế truyền động điện theo tốc độ 19

4.3 Khống chế truyền động điện theo dòng điện 23

4.4 Khống chế truyền động điện theo theo vị trí (Theo hành trình) 27

5 Các sơ đồ điều khiển điển hình 28

5.1 Sơ đồ điều khiển động cơ KĐB 3 pha rô to lồng sóc 28

5.2 Sơ đồ điều khiển động cơ KĐB 3 pha rô to dây quấn 50

5.3 Sơ đồ điều khiển động cơ một chiều 64

6 Các khâu bảo vệ và liên động trong TĐKC – TĐĐ 81

6.1 Bảo vệ quá dòng 81

6.2 Bảo vệ điện áp 82

6.3 Bảo vệ thiếu và mất từ trường 82

6.4 Vấn đề liên động 83

BàI 2: TRANG BỊ ĐIỆN MÁY CẮT KIM LOẠI 86

1 Khái niệm chung về máy cắt gọt kim loại 87

1.1 Khái niệm, phân loại 87

1.2 Đặc điểm, yêu cầu trang bị điện 88

2 Trang bị điện nhóm máy tiện 89

2.1 Đặc điểm, yêu cầu trang bị điện 89

2.2 Trang bị điện máy tiện 1A64 92

3 Trang bị điện nhóm máy phay 95

3.1 Đặc điểm, yêu cầu trang bị điện 95

3.2 Trang bị điện máy phay ME-1000, ME-250 97

4 Trang bị điện nhóm máy doa 104

4.1 Đặc điểm, yêu cầu trang bị điện 104

4.2 Trang bị điện máy doa 2450, 2620 106

5 Trang bị điện nhóm máy khoan 114

5.1 Đặc điểm, yêu cầu trang bị điện 114

5.2 Mạch điện máy khoan cần 115

5.3 Mạch điện máy khoan 2A125 116

5.4 Trang bị điện máy khoan cần 3A55 118

6 Trang bị điện máy mài 122

6.1 Đặc điểm, yêu cầu trang bị điện 122

6.2 Mạch điện máy mài mặt phẳng 124

6.2 Trang bị điện máy mài 3A616 125

BÀI MỞ ĐẦU KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG TRANG BỊ ĐIỆN

Mục tiêu:

- Phân tích được đặc điểm của hệ thống trang bị điện

- Vận dụng đúng các yêu cầu hệ thống trang bị điện khi thiết kế, lắp đặt

- Biết các phương pháp thể hiện sơ đồ mạch điện

- Vận dụng các nguyên tắc tự động khống chế phù hợp, linh hoạt, đảm bảo an toàn cho từng loại động cơ và qui trình của máy sản xuất

- Rèn luyện tính cẩn thận, và nghiêm túc trong học tập và trong thực hiện công việc

1 Đặc điểm của hệ thống trang bị điện (TBĐ) 1.1 Chức năng, nhiệm vụ của hệ thống TBĐ các máy sản xuất

a Chức năng:

* Hệ thống TBĐ các máy sản xuất là tổng hợp các thiết bị điện được lắp ráp theo một sơ đồ phù hợp nhằm đảm bảo cho các máy sản xuất thực hiện nhiệm vụ sản xuất

* Hệ thống TBĐ các máy sản xuất giúp cho việc

- Nâng cao năng suất máy

- Đảm bảo độ chính xác gia công

- Rút ngắn thời gian làm việc của máy

- Thực hiện các công đoạn gia công khác nhau theo một trình tự cho trước

* Hệ thống TBĐ cần có:

- Các thiết bị động lực

- Các thiết bị điều khiển

- Các phần tử tự động

Nhằm tự động hoá một phần hoặc toàn bộ các quá trình sản xuất của máy,

hệ thống TBĐ sẽ điều khiển các bộ phận công tác thực hiện các thao tác cần thiết với những thông số phù hợp với quy trình sản xuất

- Nhận và biến đổi năng lượng điện thành dạng năng lượng khác để thực hiện nhiệm vụ sản xuất thông qua bộ phận công tác

- Khống chế và điều khiển bộ phận công tác làm việc theo trình tự cho trước với thông số kỹ thuật phù hợp

- Góp phần nâng cao năng suất, chất lượng, hiệu quả của quá trình sản xuất, giảm nhẹ điều kiện lao động cho con người

- Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị trong quá trình sản xuất

1.2 Kết cấu của hệ thống TBĐ

a Phần thiết bị động lực: Là bộ phận thực hiện việc biến đổi năng lượng

điện thành các dạng năng lượng cần thiết cho quá trình sản xuất

Thiết bị động lực có thể là:

- Động cơ điện

- Nam châm điện, li hợp điện từ trong các truyền động từ động cơ sang các máy sản xuất hay đóng mở các van khí nén, thuỷ lực

- Các phần tử đốt nóng trong các thiết bị gia nhiệt

- Các phần tử phát quang như các hệ thống chiếu sáng

- Các phần tử R, L, C, để thay đổi thông số của mạch điện để làm thay đổi chế độ làm việc của phần tử động lực

b Thiết bị điều khiển:

Là các khí cụ đóng cắt, bảo vệ, tín hiệu nhằm đảm bảo cho các thiết bị động lực làm việc theo yêu cầu của máy công tác Các trạng thái làm việc của thiết bị động lực được đặc trưng bằng:

- Tốc độ làm việc của các động cơ điện hay của máy công tác

- Dòng điện phần ứng hay dòng điện phần cảm của động cơ điện

- Mômen phụ tải trên trục động cơ

Tuỳ theo quá trình công nghệ yêu cầu mà động cơ truyền động có các chế

độ công tác khác nhau Khi động cơ thay đổi chế độ làm việc, các thông số trên có thể có giá trị khác nhau

Việc chuyển chế độ làm việc của động cơ truyền động được thực hiện tự động nhờ hệ thống điều khiển

Như vậy: Hệ thống khống chế truyền động điện là tập hợp các khí cụ điện

và dây nối được lắp ráp theo một sơ đồ nào đó nhằm đáp ứng việc điều khiển, khống chế và bảo vệ cho phần tử động lực trong quá trình làm việc theo yêu cầu công nghệ đặt ra

2 Yêu cầu của hệ thống trang bị điện công nghiệp

2.1 Yêu cầu về điều chỉnh thông số

Cho hệ thống trang bị điện thể hiện bằng hàm truyền W như hình vẽ:

- x v (t): là lượng vào của hệ thống, thường ở dạng năng lượng điện, có quy

luật biết trước hoặc chưa biết, liên tục hoặc rời rạc

- x r (t): là lượng ra của hệ thống Nó có thể ở các dạng:

+ Cơ năng : Tốc độ n, mô men M đối với hệ truyền động điện

+ Nhiệt năng : Đối với các thiết bị gia nhiệt

+ Quang năng : Đối với các thiế bị quang

- W: là hàm truyền thể hiện về mặt toán học cho cả hệ thống TBĐ

- Một hệ thống TBĐ luôn có các yêu cầu điều chỉnh để có lượng ra theo yêu cầu công nghệ

- Việc điều chỉnh thông số trong hệ thống nhằm đáp ứng những yêu cầu:

+ Phạm vi điều chỉnh

+ Độ trơn điều chỉnh

+ Độ ổn định

a Phạm vi điều chỉnh D: Là tỷ số giữa lượng ra lớn nhất và nhỏ nhất:

Đối với hệ TĐ điện :

- Khi D càng lớn khả năng chọn vùng làm việc tối ưu càng thuận lợi

n D

) (

) 1 (

i r

i r

x

x 





có những tác động ngẫu nhiên vào hệ

Đối với hệ truyền động điện thì độ ổn định đánh giá như sau :

n% : Độ sụt tốc độ tương đối

n0 : Tốc độ không tải lý tưởng

ndm : Tốc độ định mức

 n% càng nhỏ thì độ ổn định tốc độ càng cao

d Chú ý : Riêng với hệ truyền động điện khi lựa chọn phương án điều

chỉnh tốc độ thoả mãn các yêu cầu trên còn cần phải có đặc tính điều chỉnh của

động cơ trùng với đặc tính cơ của máy sản xuất

2.2 Yêu cầu điều chỉnh chính xác hệ truyền động

Ở một số máy có yêu cầu cao về độ chính xác dừng máy, ví dụ: các máy khoan, doa, phay chuyên dùng … các bộ phận làm việc như bàn dao, bàn máy phải dừng đúng vị trí yêu cầu (với lượng sai số cho phép) để đảm bảo chất lượng gia công và năng suất

Ở thang máy, máy nâng yêu cầu buồng máy phải dừng đúng sàn tầng hoặc các mặt bằng lấy tải, tháo tải Độ chính xác dừng máy của những máy này không những ảnh hưởng tới năng suất chất lượng công việc mà còn ảnh hưởng tới sự an toàn của người và máy

) (

) 1 (

i r

i r

n   dm



Vì vậy khi thiết kế các máy loại này thường cho trước sai số dừng máy Scp của bộ phận chuyển động, yêu cầu xác định các thông số của nguồn và hệ thống để đảm bảo sai số

2.3 Yêu cầu về tự động hạn chế phụ tải

- Trong quá trình làm việc của hệ thống luôn gặp phải tình trạng quá tải

- Đối với hệ truyền động điện nếu các thiết bị làm việc lâu dài ở tình trạng quá tải sẽ bị giảm tuổi thọ

- Thông thường hệ thống được trang bị các bảo vệ, song nếu để cho bảo vệ tác động sẽ làm gián đoạn quá trình làm việc Do đó cần thiết kế để hệ thống có thể tự động hạn chế được mức độ quá tải

2.3.1 Các nguyên nhân sinh ra quá tải:

- Quá tải tĩnh : Xảy ra trong chế độ xác lập do các nguyên nhân:

+ Do luyện kim, vật liệu làm chi tiết không đồng nhất hoặc có độ cứng không đều

+ Do nguyên công giai đoạn trước đó không đảm bảo

+ Do thông số nguồn điện thay đổi

- Quá tải động : Xảy ra trong quá trình quá độ, thường xảy ra quá tải động

do mong muốn giảm nhỏ thời gian quá trình quá độ tức là phải cưỡng bức các quá trình khởi động, hãm, đảo chiều

2.3.2 Các biện pháp hạn chế quá tải tĩnh:

- Hạn chế phụ tải truyền động chính thông qua truyền động ăn dao:

Nguyên tắc hạn chế quá tải cho truyền động chính là nếu truyền động chính bị quá tải thì giảm tải cho nó bằng cách giảm tốc độ động cơ truyền động ăn dao

- Tự động hạn chế quá tải sử dụng phản hồi âm dòng có ngắt

2.4 Yêu cầu về khởi động và hãm

2.4.1 Các yêu cầu về khởi động, hãm máy:

- Đảm bảo thời gian quá độ ngắn, càng nhỏ càng tốt do đó mô men khởi

động càng lớn càng tốt

- An toàn cho người vận hành và thiết bị tham gia

+ An toàn về mặt cơ khí: Khởi động, hãm êm tức gia tốc ban đầu nhỏ

+ An toàn điện: Tránh lực điện động quá lớn và đảm bảo điều kiện phát

nóng

- Đảm bảo số lần dao động nhỏ

2.4.2 Các biện pháp khởi động:

a Khởi động trực tiếp: Là phương pháp đóng trực tiếp động cơ vào lưới

điện thông qua các thiết bị dóng cắt như: cầu dao, tiếp điểm công tắc tơ …

b Khởi động gián tiếp:

- Đối với các hệ thống công suất lớn hoặc hệ thống yêu cầu hạn chế dòng điện hoặc mô men khởi động ta phải tiến hành khởi động gián tiếp

- Những động cơ trong hệ điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp điều chỉnh điện áp phần ứng thì thường được khởi động bằng phương pháp tăng dần điện áp đặt vào phần ứng động cơ

- Những động cơ không điều chỉnh tốc độ bằng điện áp phần ứng thì hạn chế dòng khởi động bằng phương pháp đưa điện trở phụ vào mạch phần ứng động

cơ trong quá trình khởi động

+ Động cơ không đồng bộ rô to dây quấn: Khởi động qua điện trở phụ mạch

rô to

+ Động cơ không đồng bộ rô to lồng sóc:

- Đưa Rf hoặc Xf vào mạch rô to để hạn chế dòng khởi động

- Dùng bộ biến đổi xoay chiều – xoay chiều để giảm điện áp khởi động

- Sử dụng máy biến áp tự ngẫu giảm áp khi khởi động

2.4.3 Các biện pháp hãm máy

* Hãm cưỡng bức bằng cơ khí: Sử dụng phanh

* Hãm cưỡng bức bằng điện : Hãm tái sinh, hãm ngược, hãm động năng + Hãm ngược:

- Đối với động cơ điện một chiều:

Đưa điện trở lớn vào mạch điện phần ứng

Đảo chiều điện áp phần ứng

- Đối với động cơ xoay chiều: Đổi chiều từ trường quay để tạo ra mô men hãm + Hãm động năng:

- Đối với động cơ điện một chiều: Cắt phần ứng động cơ ra khỏi lưới điện

về nguồn

BÀI 1: TỰ ĐỘNG KHỐNG CHẾ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

1 Khái niệm về tự động khống chế (TĐKC)

Khống chế truyền động điện là thực hiện việc mở máy, điều chỉnh tốc độ, hãm máy, đảo chiều quay và duy trì chế độ làm việc theo các yêu cầu công nghệ đặt ra bằng cách dùng các khí cụ điện và các thiết bị điện tự động, đồng thời giúp

ta thấy rõ tính cấp thiết của việc bố trí các dạng bảo vệ các mối liên động cũng như việc thực hiện các dạng tín hiệu hoá trong sơ đồ khống chế

Khống chế tự động truyền động điện có ý nghĩa lớn trong sản xuất vì nó đảm bảo tăng năng suất lao động, giảm nhẹ lao động nặng nhọc, nâng cao chất lượng sản phẩm trong quá trình sản xuất

2 Các yêu cầu của TĐKC

- Phù hợp nhất với yêu cầu công nghệ

- Hệ thống điều khiển đơn giản, tác động tin cậy

- Thuận tiện và linh hoạt trong điều khiển

- Thuận tiện cho lắp đặt, đơn giản trong kiểm tra và tìm sự cố

- Hệ thống tác động phân minh

- Kích thước nhỏ, giá thành hạ, đảm bảo an toàn

3 Phương pháp thể hiện sơ đồ điện TĐKC

3.1 Phương pháp thể hiện sơ đồ điện

a Sơ đồ khai triển:

Là sơ đồ thể hiện đầy đủ mọi phần tử có trong mạch điện kể cả khâu liện động và bảo vệ Trong sơ đồ này các phần tử của khí cụ điện, thiết bị điện được thể hiện không xét tới tương quan thực tế giữa chúng mà chủ yếu chỉ xét đến vị trí chức năng của chúng Sơ đồ khai triển gồm 2 phần cơ bản

- Mạch động lực: Là mạch cấp điện cho động cơ gồm cầu dao, cầu chì, áptômat, tiếp điểm chính của côngtắctơ, dây dẫn Mạch động lực được vẽ bằng nét đậm

- Mạch điều khiển (mạch khống chế ) bao gồm: nút bấm, cuộn dây côngtắctơ, tiếp điểm phụ, nút ấn, rơle Mạch điều khiển được vẽ bằng nét mảnh Các phần tử của cùng một thiết bị phải được kí hiệu giống nhau, các điểm dây dẫn nối chung phải được đánh số giống nhau

b Sơ đồ nguyên lý:

Dùng tìm hiểu nguyên lý làm việc, nguyên tắc điều khiển của hệ thống Do vậy trong các hệ thống phức tạp khi thiết kế hoặc nghiên cứu nguyên lý hoạt động của hệ người ta có thể bỏ bớt đi những phần không quan trọng, không liên quan trực tiếp tới nguyên lý làm việc của hệ thống ( phần tử đo lường, tín hiệu ) Trên

sơ đồ phải hạn chế tối đa các dây dẫn chồng chéo nhau

c Sơ đồ lắp đặt ( sơ đồ lắp ráp )

Giới thiệu vị trí lắp đặt thực tế của các thiết bị, khí cụ trong tủ điều khiển và

ở các bộ phận khác của máy Sơ đồ chỉ rõ đường dây nối giữa các thiết bị, khí cụ, chỉ rõ tiết diện đường dây, số hiệu của dây nối, việc bố trí các thiết bị dựa trên kết cấu và đặc điểm làm việc của máy:

+ Máy đơn giản có thể được đặt ở 1 nơi

+ Máy phức tạp thường bố trí ở 3 vị trí sau:

- Các động cơ điện, Rơle tốc độ, công tắc hành trình được bố trí tại máy

- Các khí cụ điện tự động: Rơle điện áp, ATM, KĐT, MBA, CL đặt trong tủ điện

- Các khí cụ cần quan sát: Đồng hồ chỉ thị, đèn tín hiệu, biến trở quay bố trí trên bảng điện khống chế

Khác với các sơ đồ khác bản vẽ lắp rắp được vẽ theo một tỉ lệ tiêu chuẩn nhất định, có ghi rõ kích thước của bảng điện, tủ điện và kích thước của khí cụ điện

3.2 Các kí hiệu của các phần tử, tên gọi trên sơ đồ mạch điện

ĐCĐ 3 pha rôto lồng sóc

lập MFĐ một chiều kích từ song song

đóng, thường mở Nút bấm thường đóng, thường mở

Nút bấm kép

Cuộn Rơle dòng điện Cuộn Rơle thời gian

điểm thường đóng của Rơle nhiệt

Tiếp điểm thường mở, thường đóng của côngtắctơ

7 Tiếp điểm thường đóng đóng

chậm ( khi cắt điện cho cuộn dây)

Tiếp điểm thường mở mở chậm (khi cắt điện cho cuộn dây )

Tiếp điểm thường đóng mở chậm ( khi đóng điện cho cuộn dây)

Tiếp điểm thường mở mở chậm (khi cắt điện cho cuộn dây)

3pha

còi điện

triển theo mặt phẳng có 6 vị trí và 7 tiếp điểm, tay gạt điều khiển 2 chiều

Trong hệ thống điều khiển gián đoạn các phần tử thụ cảm này 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 làm việc phát ra một tín hiệu đưa đến phần tử chấp hành kết quả sẽ đưa vào hay loại ra khỏi mạch các phần tử cần thiết

Nếu hệ thống điều khiển có tín hiệu phát ra từ phần tử thụ cảm được dòng điện ta nói hệ điều khiển theo nguyên tắc dòng điện, nếu phần tử thụ cảm được tốc

độ ta nói hệ điều khiển theo nguyên tắc tốc độ, nếu phần tử thụu cảm được thời gian của quá trìnhlàm việc ta nói hệ điều khiển theo nguyên tăc thời gian

4 Các nguyên tắc điều khiển

4.1 Khống chế truyền động điện theo thời gian

a Nội dung nguyên tắc khống chế theo thời gian

Các thông số n; M; I đặc trưng cho chế độ công tác của hệ truyền động Khi động cơ chuyển chế độ làm việc thì chúng thay đổi từ giá trị này sang giá trị khác và biến đổi theo thời gian với một quy luật nào đó

Dựa vào các bài toán truyền động điện (quá trình quá độ)  tính được các giá trị chuyển đổi n; M; I,tại đó quá trình chuyển đổi là tối ưu nhất

Ứng với các giá trị chuyển đổi của tốc độ, dòng điện, mô men, có thời gian chuyển đổi tương ứng Thời điểm tại đó cần tác động để thay đổi tham số mạch điện cấp cho động cơ làm chuyển đổi chế độ làm viẹc được gọi là thời điểm chuyển đổi

Để khống chế được các chế độ làm việc của hệ thống truyền động điện theo nguyên tắc thời gian, trong hệ thống điều khiển phải có thiết bị tín hiệu để đo các khoảng thời gian và tại các thời điểm tính toán sẵn, thiết bị tín hiệu sẽ điều khiển phần tử đóng cắt thực hiện việc đưa vào hoặc đưa ra khỏi hệ thống các phần tử cần thiết (R, L, C ) để làm thay đổi tham số mạch điện dẫn đến thay đổi chế độ làm việc của động cơ

Phần tử tín hiệu được sử dụng là rơle thời gian

b Sơ đồ ứng dụng:

Ta hãy xét sơ đồ khống chế quá trình khởi động động cơ một chiều kích từ độc lập qua 2 cấp điện trở phụ

Để đảm bảo an toàn cho cuộn dây phần ứng của động cơ khi khởi động, cần phải hạn chế trị số dòng điện phần ứng trong thời gian khởi động không vượt quá trị số lớn nhất cho phép Mặt khác khi tốc độ động cơ tăng lên, dòng điện phần ứng giảm làm giảm gia tốc của quá trình khởi động Do đó người ta trong quá trình khởi động cần phải loại bỏ dần các điện trở phụ cho đến khi tốc độ động cơ bằng với tốc độ làm việc Quá trình khởi động của động cơ qua 2 cấp điện trở phụ được mô tả qua các đặc tính tĩnh (chế độ xác lập) và đặc tính động như hình vẽ 2.3 Trên đường đặc tính tĩnh (2.3a) quá trình khởi động đi theo các đoạn thẳng a-b-c-d-e-A A là điểm làm việc của động cơ (kết thúc quá trình khởi động)

a) Đặc tính tốc độ b) Đặc tính động

Hình 2-3: Các đặc tính khởi động của động cơ qua 2 cấp điện trở phụ

Trên đặc tính động, tốc độ của động cơ biến đổi theo thời gian qua các giai đoạn:

- Từ (0 - t1) - động cơ khởi động với 2 điện trở phụ Tại thời điểm t1 điện trở phụ thứ nhất bị ngắn mạch

- Từ (t1 - t2) - động cơ khởi động với điện trở phụ còn lại Tại thời điểm t2

Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý mạch điện khống chế khởi động động cơ một chiều kích thích độc lập qua 2 cấp điện trở phụ lhống chế theo thời gian

- Rơ le dòng điện bảo vệ mất từ thông kích từ động cơ

- Các rơ le thời gian RTZ1, RTZ2 để khống chế các quá trình khởi động

- Công tăc tơ làm việc K để nối phần ứng động cơ vào nguồn điẹn

- Các công tăc tơ khởi động K1, K2 để ngắn mạch các điện trở 1R, 2R tại các thời điểm cần thiết

- Các nút ấn điều khiển khởi động và dừng máy M, D

* Hoạt động của sơ đồ

Để khởi động động cơ, đóng điện vào mạch động lực và điều khiển Qua cuộn kích từ CKT và rơ le dòng điện RTT có dòng điện kích từ cho động cơ Nếu dòng điện kích từ đủ, RTT tác động đóng tiếp điểm của nó trong mạch cuộn dây công tăc tơ K, cho phép động cơ khởi động Đồng thời rơ le thời gian RTZ1 có điện, tiếp điểm thường kín của nó mở làm các công tăc tơ K1, K2 không có điện vào thời điểm trước khi khởi động, các tiếp điểm K1, K2 mở làm các điện trở 1R, 2R được nối vào mạch phần ứng động cơ

Ấn nút khởi động M, công tăc tơ K có điện Tiếp điểm thường kín K mở là RTZ1 mất điện, đồng thời các tiếp điểm thường mở K đóng lại để động cơ khởi động và duy trì dòng cấp điện cho động cơ

Do tiếp điểm RTZ đóng chậm nên các công tắc tơ K1, K2 vẫn chưa có điện, động cơ khởi động với 2 điện trở phụ trong mạch phần ứng Khi có dòng điện qua điện trở 2R, tạo ra sụt áp làm RTZ2 tác động, mở tiếp điểm của nó đảm bảo trình

tự khởi động

Sau thời gian chỉnh định của RTZ1(đến thời điểm t1), tiếp điểm thường kín RTZ1 đóng lại, công tăc tơ K1 có điện, đóng tiếp điểm K1, điện trở 1R bị nối ngắn mạch Động cơ tiếp tục khởi động với điện trở phụ 2R

Khi điện trở 1R bị ngắn mạch, rơ le RTZ2 mất điện, Sau thời gian chỉnh định của RTZ2, tiếp điểm của nó đóng lại, công tăc tơ K2 có điện, điện trở 2R bị ngắn mạch, động cơ tăng tốc đến tốc độ làm việc, kết thúc quá trình khởi động

d Nhận xét về nguyên tắc khống chế theo thời gian:

* Khi dùng nguyên tắc khống chế theo thời gian thì có các yếu tố như MC,J,U,

R, L, C của mạch phải đúng với điều kiện tính toán Nếu không thì tại các thời điểm chuyển đổi giá trị của n, M, I thực tế của động cơ sẽ không đúng với giá trị tính toán dẫn đến việc động cơ chuyển chế độ làm việc không đúng với yêu cầu

* Ưu điểm: có thể điều chỉnh được thời gian theo tính toán độc lập với thông

số của hệ thống động lực, có thể điều chỉnh được thời gian chỉnh định của rơle cho phù hợp với thông số thực tế của hệ

* Thiết bị của sơ đồ đơn giản, làm việc tin cậy

* Rơ le thời gian có thể dùng cho bất kì loại động cơ với công suất nào do đó rất thuận tiện và có tính kinh tế cao và được sử dụng rất rộng rãi

4.2 Khống chế truyền động điện theo tốc độ

a Nội dung nguyên tắc:

- Tốc độ động cơ truyền động hoặc tốc độ của cơ cấu sản xuất là thông số đặc trưng quan trọng xác định trạng thái của hệ truyền động điện, do đó dựa vào thông số này để khống chế hệ thống truyền động điện

- Trong mạch điều khiển phải có phần tử thụ cảm được tốc độ làm việc của động cơ gọi là rơle tốc độ

- Khi tốc độ đạt được giá trị đặt đã tính toán trước thì rơle tốc độ phát tín hiệu đến phần tử chấp hành để chuyển trạng thái làm việc của hệ thống truyền động điện đến trạng thái mới yêu cầu

- Đối với động cơ động cơ điện một chiều khi vận hành vớ từ thông là hằng

số, có thể gián tiếp kiểm tra tốc độ thông qua sức điện động của động cơ

- Với động cơ xoay chiều rotor dây quấn có thể khống chế tốc độ thông qua s.đ.đ hoặc tần số dòng điện rotor

b Các khâu khống chế theo nguyên tắc tốc độ:

* Khởi động động cơ một chiều qua 2 cấp điện trở phụ:

1G tác động, ngắn mạch 1R Động cơ tiếp tục tăng tốc với điện trở 2R

Tương tự, khi tốc độ động cơ là n 2 công tăc tơ 2G tác động ngắn mạch điện trở 2R để động cơ tăng tốc đến tốc độ làm việc

* Hãm ngược động cơ một chiều theo nguyên tắc tốc độ:

Khi hãm ngược động cơ một chiều, dòng điện hãm rất lớn do sức điện động động cơ và điện áp phần ứng cùng dấu nên cần phải tăng thêm điện trở phụ trong mạch phần ứng

Yêu cầu của sơ đồ là khi khởi động, chỉ có 2 điện trở được nói vào mạch, khi đảo chiều quay (động cơ hãm ngược rồi khởi động theo chiều ngược lại), cả 3 điện trở phải được nối vào mạch phần ứng động cơ

Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý khâu hãm ngược động cơ một chiều kích từ độc lập

Từ yêu cầu của mạch, cần xác định điều kiện chọn của các rơ le hãm

Điện áp đặt lên rơ le khi khởi động là:

rơle tác động, ngắn mạch điện trở Rh, động cơ khởi động qua 2 điện trở phụ

Trị số điện trở Rx và điện áp hút của RH được xác định theo dòng điện cho phép khi hãm lúc đó URH = 0

Điện áp đặt lên rơ le khi hãm ứng với dòng điện hãm không vượt quá trị số cho phép là:

c Đánh giá nguyên tắc khống chế theo tốc độ:

* Ưu điểm: sử dụng thiết bị sử dụng đơn giản, rẻ tiền, mạch động lực và điều khiển đều có kết cấu chắc chắn, dễ lắp đặt, kiểm tra, thay thế sửa chữa Thiết bị điều khiển có thể là côngtăctơ mắc trực tiếp vào phần ứng mà không cần qua rơle

* Nhược điểm: thời gian quá độ phụ thuộc vào MC, J, điện áp lưới Các côngtăctơ gia tốc có thể không làm việc vì điện áp lưới giảm, vì quá tải, dẫn đến dòng điện quá độ lớn chạy qua các điện trở hoặc qua phần ứng lâu làm cháy điện trở, cháy động cơ

* Thông thường nguyên tắc tốc độ được dùng để khống chế quá trình hãm

4.3 Khống chế truyền động điện theo dòng điện

a Nội dung nguyên tắc:

- Dòng điện trong mạch phần ứng động cơ xác định trạng thái mang tải của động cơ cũng như phản ánh trạng thái khởi động hay hãm của động cơ

- Trong các quá trình khởi động hay hãm dòng điện cần phải nhỏ hơn một trị

Rơ le dòng điện RI được chọn theo các điều kiện:

Dòng điện tác động (dòng điện hút) Itđ < I1

Dòng điện nhả Inha < I2

I1, I2 được xác định từ điều kiện khởi động

Rơ le RK được gọi là rơ le khoá, được chọn theo điều kiện: thời gian tác động riêng của RK lớn hơn thời gian tác động riêng của RI

Kết hợp các điều kiện chọn của RI, RK đảm bảo cho điện trở phụ được tham gia vào quá trình khởi động

Hoạt động của sơ đồ: Khi ấn nút M, động cơ được nối vào mạch qua điện trở phụ Khi tốc độ động cơ tăng, dòng điện phần ứng giảm Đến trị số nhả của RI, tiếp điểm thường kín RI đóng, công tắc tơ K1 có điện, ngắn mạch điện trở phụ để động cơ tăng tốc đến tốc độ làm việc

* Khâu mở máy động cơ rotor dây quấn dùng điện trở phụ mạch rotor:

Khởi động nối thêm điện trở phụ vào mạch rotor là phương pháp khởi động

cơ bản đối với động cơ rotor dây quấn Phương pháp này có ưu điểm là mô men khởi động lớn, dòng điện khởi động nhỏ Khi tốc độ động cơ tăng lên, dòng điện,

mô men đọng cơ giảm, do đó phải loại bỏ dần điện trở phụ nối trong mạch rotor cho đến khi kết thúc quá trình khởi động

Hoạt động của sơ đồ:

Khi ấn nút M, công tắc tơ K có điện, các rơ le RI1, RI2 tác đông

Động cơ khởi động với 2 điện trở phụ Khi dòng điện rotor giảm đến trị số nhả của RI1, làm K1 có điện, điện trở rf1 bị ngắn mạch

Hình 2.7: Khâu khởi động động cơ rotor dây quấn

Động cơ tiếp tục khởi động với rf2 Khi dòng điện rotor giảm đến trị số nhả của

RI2, K2 tiếp tục tác động loại bỏ rf2 để động cơ tăng tốc đến tốc độ làm việc

Để đảm bảo cho trình tự khởi động, thường chọn dòng điện nhả của RI2 nhỏ hơn RI1 khoảng 5%

* Khống chế quá trình hãm ngược động cơ rotor dây quấn:

Khi đảo chiều quay động cơ dòng điện hãm ngược rất lớn, do đó phải đưa điện trở phụ vào mạch rotor với trị số lớn hơn khi khởi động

Quá trình khởi động, động cơ khởi

động qua 2 điện trở phụ r1, r2, khống

chế theo nguyên tắc thời gian

Khi hãm ngược, dòng điện trong

mạch rotor lớn hơn trị số tác động của

rơ le dòng điện RI, tiếp điểm thường

kín RI mở, mạch cấp điện cho các

công tắc tơ H, K1, K2 mất

Các điện trở rh, r1, r2 được nối

vào mạc rotor làm giảm dòng điện

hãm, kết quả dòng điện stator cũng

giảm Khi tốc độ động cơ theo chiều

cũ về 0, dòng điện rotor giảm đến trị

số nhả của RI

Rơ le RI đóng, tiếp điểm cấp nguồn cho công tắc tơ H, điện trở hãm bị ngắn mạch trước khi động cơ khởi động theo chiều ngược lại

c Đánh giá nguyên tắc khống chế theo dòng điện:

Ưu điểm của phương pháp là thiết bị đơn giản, dễ lắp đặt

Nhược điểm của phương pháp là độ tin cậy thấp, nhất là khi động cơ làm việc với

tải nặng,dòng điện có thể không giảm đến trị số nhả của rơle dòng điện làm bỏ qua các cấp trung gian

Hình 2.8: Khâu hãm ngược động cơ rotor dây quấn

Nguyên tắc dòng điện được ứng dụng chủ yếu để điều khiển quá trình khởi động của động cơ một chiều kích từ nối tiếp hoặc động cơ rotor dây quấn (thích hợp với dòng rotor lớn)

4.4 Khống chế truyền động điện theo theo vị trí (Theo hành trình)

a Nội dung nguyên tắc:

Khi quá trình thay đổi trạng thái làm việc của hệ có quan hệ chặt chẽ với vị trí của các bộ phận di chuyển thì sử dụng công tắc hành trình đặt tại những vị trí thích hợp trên đường đi của các bộ phận này để tiến hành khống chế sự di chuyển của chính nó

Đó chính là khống chế theo nguyên tắc hành trình

Khi các bộ phận di chuyển đi đến các vị trí bố trí công tắc hành trình sẽ tác động lên các công tăc, công tắc hành trình sẽ phát tín hiệu (đóng hoặc mở tiếp điểm của nó) điều khiển hệ thống đến trạng thái làm việc mới

Khống chế theo nguyên tắc hành trình thường gặp trong truyền động bàn của máy bào, máy phay, máy mài cầu trục

Hình 2.9: Sơ đồ nguyên lý mạch đảo chiều hành trình bàn của máy bào giường

Các rơle thời gian 1RTZ, 2RTZ nhằm tạo ra khoảng thời gian cần thiết cho bàn máy hãm tự do (giảm tốc độ sơ bộ) trước khi hãm ngược đảo chiều quay để hạn chế dòng điện hãm

5 Các sơ đồ điều khiển điển hình

5.1 Sơ đồ điều khiển động cơ KĐB 3 pha rô to lồng sóc

5.1.1 Mạch điều khiển động cơ quay một chiều ở 1 vị trí

a Sơ đồ nguyên lý

b Trang bị trong mạch điện

- Cầu dao nguồn, đóng cắt không tải toàn bộ mạch

- Cầu chì, bảo vệ ngắn mạch ở mạch động lực

- Rơ le nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ (ĐKB)

- Công tắc tơ, điều khiển động cơ làm việc

- Cầu chì, bảo vệ ngắn mạch ở mạch điều khiển

- Nút bấm thường mở; thường đóng điều khiển mở máy và dừng động cơ

- Đèn tín hiệu trạng thái làm việc và quá tải của động cơ

c Nguyên lý làm việc

Sau khi đóng cầu dao CD, ấn nút M, công tắc tơ K có điện, tiếp điểm thường mở K bên mạch điều khiển đóng lại duy trì dòng điện cấp cho cuộn dây K,

Hình 1.1 : Sơ đồ nguyên lý mạch khởi động trực tiếp

ĐKB 3 pha quay 1 chiều

bên mạch động lực tiếp điểm K sẽ đóng lại cấp điện cho động cơ để mở máy trực

tiếp với toàn bộ điện áp lưới

Muốn dừng, ấn nút D để cắt điện cuộn K Động cơ dừng tự do

d Mô phỏng một số hư hỏng thường gặp

* Sự cố 1: Mạch đang vận hành tác động vào nút test ở RN Quan sát động

cơ, ghi nhận hiện tượng, giải thích

* Sự cố 2: Cắt nguồn, hở mạch tiếp điểm K tại điểm số 3 Sau đó cấp lại nguồn, vận hành và quan sát hiện tượng, giải thích

* Sự cố 3: Phục hồi lại sự cố trên, hở 1 pha mạch động lực Cho mạch vận hành quan sát hiện tượng, giải thích

5.1.2 Mạch điều khiển động cơ quay một chiều ở nhiều vị trí

a Sơ đồ nguyên lý

b Trang bị trong mạch điện

- Cầu dao nguồn, đóng cắt không tải toàn bộ mạch

- Cầu chì, bảo vệ ngắn mạch ở mạch động lực

- Rơ le nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ (ĐKB)

- Công tắc tơ, điều khiển động cơ làm việc

- Cầu chì, bảo vệ ngắn mạch ở mạch điều khiển

- Nút bấm thường mở; thường đóng điều khiển mở máy và dừng động cơ

- Đèn tín hiệu trạng thái làm việc và quá tải của động cơ

c Nguyên lý làm việc

Sau khi đóng cầu dao CD, Tại vị trí 1 hoắc 2 ta ấn nút M1 hoặc M2, công tắc tơ K có điện, tiếp điểm thường mở K bên mạch điều khiển đóng lại duy trì dòng điện cấp cho cuộn dây K, bên mạch động lực tiếp điểm K sẽ đóng lại cấp

điện cho động cơ để mở máy trực tiếp với toàn bộ điện áp lưới

Muốn dừng, ấn nút D1 hặc D2 để cắt điện cuộn K Động cơ dừng tự do

d Mô phỏng một số hư hỏng thường gặp

Hình 1.3: Sơ đồ nguyên lý mạch khởi động trực tiếp

ĐKB 3 pha quay 1 chiều

rn

2Cc

rn 2®

* Sự cố 1: Mạch đang vận hành tác động vào nút test ở RN Quan sát động

cơ, ghi nhận hiện tượng, giải thích

* Sự cố 2: Cắt nguồn, hở mạch tiếp điểm K tại điểm số 3 Sau đó cấp lại nguồn, vận hành và quan sát hiện tượng, giải thích

* Sự cố 3: Phục hồi lại sự cố trên, hở 1 pha mạch động lực Cho mạch vận hành quan sát hiện tượng, giải thích

* Sự cố 4: Cắt nguồn, hở mạch tiếp điểm nút dừng 2 Sau đó cấp lại nguồn, vận hành và quan sát hiện tượng, giải thích

5.1.3 Mạch điện đảo chiều quay gián tiếp động cơ

a Sơ đồ nguyên lý

b Trang bị điện trong mạch

- CD : Cầu dao nguồn, đóng cắt không tải toàn bộ mạch

- 1CC: Cầu chì, bảo vệ ngắn mạch ở mạch động lực

- 2CC: Cầu chì, bảo vệ ngắn mạch ở mạch điều khiển

- RN: Rơ le nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ (ĐKB)

- T, N: Công tắc tơ, điều khiển động cơ quay thuận, nghịch

Hình 1.7: Sơ đồ nguyên lý mạch đảo chiều quay gián tiếp KĐB 3 pha

1Đ

2Đ 2CC

- MT; MN: Nút bấm thường mở, điều khiển động cơ quay thuận, quay nghịch

- D: Nút bấm thường đóng, điều khiển dừng động cơ

- 1Đ; 2Đ; 3Đ: Đèn tín hiệu trạng thái quay thuận, quay nghịch và quá tải của động cơ

c Nguyên lý hoạt động

- Muốn điều khiển động cơ quay thuận ta ấn nút mở MT công tắc tơ T có điện, tiếp điểm T bên mạch động lực đóng lại cấp điện cho động cơ Đ quay thuận, đồng thời tiếp điểm T ( 3- 5) đóng lại để duy trì

- Muốn dừng ấn nút D động cơ dừng tự do

- Muốn điều khiển động cơ quay ngược ấn nút mở MN công tắc tơ N có điện, tiếp điểm N bên mạch động lực đóng lại đổi thứ tự hai trong ba pha cấp điện cho động cơ Đ quay ngược đồng thời tiếp điểm N (3- 11) đóng lại để duy trì

- Để tránh ngắn mạch hai pha khi cả hai công tơ T và N cùng làm việc ta dùng các tiếp điểm liên động về điện Tiếp điểm thường đóng T đấu gửi ở mạch cuộn dây N và ngược lại

d Mô phỏng các hư hỏng thường gặp

- Sự cố 1: Mạch đang vận hành tác động vào nút test ở RN Quan sát động

cơ, ghi nhận hiện tượng, giải thích

- Sự cố 2: Cắt nguồn, cô lập mạch động lực (hở dây nối mạch động lực phía sau rơ le nhiệt) Nối tắt tiếp điểm N(5,7) và T(9,11) Sau đó cấp lại nguồn, vận hành và quan sát hiện tượng, giải thích

Chú ý: sự cố này chỉ được mô phỏng khi đã cô lập mạch động lực

5.1.4 Mạch đảo chiều trực tiếp động cơ

a Sơ đồ nguyên lý

b Trang bị điện trong mạch :

- CD : Cầu dao nguồn, đóng cắt không tải toàn bộ mạch

- 1CC: Cầu chì, bảo vệ ngắn mạch ở mạch động lực

- 2CC: Cầu chì, bảo vệ ngắn mạch ở mạch điều khiển

- RN: Rơ le nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ (ĐKB)

- T, N: Công tắc tơ, điều khiển động cơ quay thuận, nghịch

- MT; MN: Nút bấm thường mở, điều khiển động cơ quay thuận, quay nghịch

- D: Nút bấm thường đóng, điều khiển dừng động cơ

- 1Đ; 2Đ; 3Đ: Đèn tín hiệu trạng thái quay thuận, quay nghịch và quá tải của động cơ

Muốn điều khiển động cơ quay thuận ta ấn nút mở MT công tắc tơ T có điện Tiếp điểm thường mở T bên mạch động lực đóng lại cấp nguồn cho động cơ

Đ quay thuận đồng thời tiếp điểm thường mở T (3-5) bên mạch điều khiển đóng lại để duy trì dòng điện cho cuộn hút T

- Muốn điều khiển động cơ quay ngược ấn nút mở MN công tắc tơ N có điện Tiếp điểm thường mở N bên mạch động lực đóng lại cấp nguồn cho động cơ

Đ quay ngược đồng thời tiếp điểm thường mở N (3-11) đóng lại để duy trì dòng điện cho cuộn hút T

- Để tránh ngắn mạch hai pha khi cả hai công tơ T và N cùng làm việc ta dùng các tiếp điểm liên động:

+ Liên động về điện dùng tiếp điểm thường đóng T đấu gửi ở mạch cuộn dây N và ngược lại

+ Liên động về cơ nhờ nút ấn liên động: Khi ấn nút MT thì tiếp điểm thường đóng liên động với nó ở mạch cuộn dây N mở ra không cho cuộn N có điện Tương tự khi ấn nút mở MN thì tiếp điểm liên động với nó ở mạch cuộn dây

T mở ra không cho T có điện

d Mô phỏng các hư hỏng thường gặp

- Sự cố 1: Cuối các tiếp điểm duy trì tại điểm số 5 và số 11; nối vào điểm

số 7 và số 13 Quan sát hiện tượng và giải thích?

- Sự cố 2: Mạch đang vận hành tác động vào nút test ở RN Quan sát động

cơ, ghi nhận hiện tượng, giải thích

- Sự cố 3: Cắt nguồn, cô lập mạch động lực (hở dây nối mạch động lực phía sau rơ le nhiệt) Nối tắt tiếp điểm N(5,7) và T(9,11) Sau đó cấp lại nguồn, vận hành và quan sát hiện tượng, giải thích

5.1.5 Mạch mở máy qua cuộn kháng (hoặc điện trở phụ)

Phương pháp khởi động qua cuộn kháng là phương pháp đưa cuộn kháng 3 pha vào mạch stato để giảm điện áp đạt vào cuộn dây động cơ để giảm dòng khởi động Khi khởi động xong cuộn kháng sẽ được loại ra khỏi mạch điện

Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản, có thể điều chỉnh được điện kháng stato một cách dễ dàng Phương pháp này có thể dùng cho động cơ rô to lồng sóc hoặc động cơ rô to dây quấn

Phương pháp này có nhược điểm là khi giảm dòng mở máy sẽ giảm mô men

mở máy đi bình phương lần nên thời gian mở máy sẽ bị kéo dài

a Sơ đồ nguyên lý

b Trang bị điện trong mạch

- CD: Cầu dao nguồn, đóng cắt không tải toàn bộ mạch

- 1CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch động lực

- 2CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch điều khiển

- M; D: Nút bấm thường mở, thường đóng điều khiển mở máy và dừng động cơ

- RN: Rơ le nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ (ĐKB)

- Đg: Công tắc tơ đóng cắt nguồn chính, bảo vệ điện áp thấp cho động cơ

- K: Công tắc tơ loại cuộn kháng sau khi khởi động xong

- CK: Cuộn kháng để hạn chế dòng điện khi mở máy

- RTh: Rơ le thời gian; đặt thời gian để loại cuộn kháng

- 1Đ; 2Đ; 3Đ: Đèn tín hiệu trạng thái làm việc, khởi động và quá tải của động cơ

Hình 1.11: Sơ đồ nguyên lý mạch mở máy qua cuộn kháng ĐKB rô to lồng sóc

c Nguyên lý hoạt động:

Đóng cầu dao CD ấn nút mở M công tắc tơ Đg và rơ le thời gian Rth có điện Tiếp điểm Đg bên mạch động lực đóng lại cấp nguồn cho động cơ khởi động qua cuộn kháng với điện áp nhỏ hơn điện áp nguồn Bên mạch điều khiển tiếp điểm Đg (3-5) đóng lại duy trì nguồn điện cấp cho mạch điều khiển Đông thời khi

rơ le thời gian Rth có điện, sau thời gian chỉnh định rơle thời gian Rth tác động, tiếp điểm Rth(5-7) đóng lại cấp điện cho công tắc tơ K loại bỏ cuộn kháng khỏi mạch stato động cơ, đưa đông cơ vào làm việc với điện áp lưới

Muốn dừng ấn nút D động cơ dừng tự do

d Mô phỏng một số hư hỏng thường gặp

Chú ý: sự cố này phải mô phỏng nhanh, không được kéo dài Từng sự cố ở

trên phải được mô phỏng độc lập nhau

5.1.6 Mở máy qua biến áp tự ngẫu

Cũng giống như phương pháp mở máy bằng cuộn kháng Phương pháp mở máy bằng máy biến áp cũng là phương pháp mở máy bằng cách giảm điện áp đặt vào cuộn dây động cơ điện lúc mở máy Sau khi mở máy xong, máy biến áp được loại ra khỏi mạch điện

a, Sơ đồ nguyên lý

b Trang bị trong mạch điện:

- CD: Cầu dao nguồn, đóng cắt không tải toàn bộ mạch

- 1CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch động lực

- 2CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch điều khiển

- M; D: Nút bấm thường mở, thường đóng điều khiển mở máy và dừng động cơ

- RN: Rơ le nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ (ĐKB)

- Đg: Công tắc tơ đóng cắt nguồn chính và bảo vệ điện áp thấp cho động cơ

- K: Công tắc tơ loại cuộn kháng sau khi khởi động xong

- BATN: Biến áp tự ngẫu dùng điều chỉnh điện áp mở máy

- RTh: Rơ le thời gian; trì thời để cắt BATN

- 1Đ; 2Đ: Đèn tín hiệu trạng thái làm việc và quá tải của động cơ

Hình 1.13: Mạch mở máy qua BATN – ĐKB rô to lồng sóc

c Nguyên lý hoạt động:

Đóng cầu dao CD ấn nút mở M công tắc tơ Đg và rơ le thời gian Rth có điện Đưa động cơ vào khởi động qua máy biến áp tự ngẫu với điện áp giảm đi x lần tuỳ thuộc vào vị trí đặt của con trượt trên máy biến áp tự ngẫu

Sau thời gian chỉnh định rơle thời gian Rth tác động, tiếp điểm Rth (5-7) đóng lại cấp điện cho công tắc tơ K Công tắc tơ K tác động loại bỏ máy biến áp khỏi mạch stato động cơ làm việc với điện áp lưới

Muốn dừng ấn nút D động cơ dừng tự do

d Mô phỏng một số hư hỏng thường gặp

5.1.7 Mạch mở máy động cơ theo kiểu đổi nối Y/

Phương pháp này thường dùng để khởi động các động cơ 3 pha công suất vừa đến lớn mà điện áp nguồn phù hợp với cách đấu  của động cơ Nhưng khi mở máy cho động cơ đấu Y, nghĩa là khi đó điện áp đặt vào các pha của động cơ bị giảm 3 lần nên dòng khởi động sẽ giảm đến phạm vi cho phép

a Sơ đồ nguyên lý

b Trang bị điện trong mạch

Hình 1.16: Sơ đồ nguyên lý mạch mở máy y -  ĐKB 3 pha rô to lồng sóc

- CD : Cầu dao nguồn, đóng cắt không tải toàn bộ mạch

- 1CC : Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch động lực

- 2CC : Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch điều khiển

- M; D: Nút bấm thường mở, thường đóng điều khiển mở máy và dừng động cơ

- RN; Rơ le nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ (ĐKB)

- Đg: Công tắc tơ đóng cắt nguồn chính, bảo vệ điện áp thấp

- KY: Công tắc tơ để đấu Y động cơ lúc khởi động

- K: Công tắc tơ để đấu  động cơ khi làm việc

- RTh: Rơ le thời gian; định thời gian để chuyển từ chế độ đấu Y sang 

- 1Đ; 2Đ; 3Đ: Đèn tín hiệu trạng thái làm việc, khởi động và quá tải của động cơ

c Nguyên lý hoạt động

- Đóng cầu dao CD ấn nút mở M công tắc tơ Đg, rơ le thời gian Rth và công tắc tơ KY có điện, stato được đấu Y và nối vào lưới qua tiếp điểm Đg Động cơ được khởi động với điện áp giảm đi 3 lần so với định mức

Sau thời gian chỉnh định rơle thời gian Rth tác động, tiếp điểm Rth(5-13)

mở ra cắt điện công tắc tơ KY, tiếp điểm Rth (3-7) đóng lại cấp điện cho công tắc

tơ K Cuộn dây công tắc tơ chuyển sang nối , kết thúc quá trình mở máy

Muốn dừng ấn nút D động cơ dừng tự do

d Mô phỏng một số hư hỏng thường gặp

- Cắt nguồn cung cấp

- Sự cố 1: Dời điểm nối dây trên đế RTh ở cực số 6 sang điểm số 5 và ngược lại Sau đó cho mạch vận hành Quan sát động cơ, ghi nhận hiện tượng, giải thích

- Sự cố 2: Hở mạch cấp nguồn cho cuộn KY K; nối tắt tiếp điểm K(9,11) và KY(15,17) Sau đó cấp lại nguồn, vận hành và quan sát hiện tượng, giải thích