Bài giảng Trang bị điện trong máy công nghiệp - Phạm Văn Anh

thường hở đóng lại khi cấp nguồn vào mạch từ của Contactor làm mạch từ Contactor hút lại. + Tiếp điểm phụ: Có khả năng cho dòng điện đi qua các tiếp điểm nhỏ hơn 5A. Tiếp điểm phụ có hai trạng thái: Thường đóng và thường hở. - Tiếp điểm thường đóng là loại tiếp điểm ở trạng thái đóng (có liên lạc với nhau giữa hai tiếp điểm) khi cuộn dây nam châm trong Contactor ở trạng thái nghỉ (không được cung cấp điện). Tiếp điểm này hở ra khi Contactor ở trạng thái hoạt động. Ngược lại là tiếp điểm thường hở. 1.4.1.3 Nguyên lý làm việc và ký hiệu a) Nguyên lý làm việc Hình 1.14: Nguyên lý làm việc của Contactor 18 Khi cấp nguồn điện bằng giá trị điện áp định mức của Contactor vào hai đầu của cuộn dây quấn trên phần lõi từ cố định thì lực từ tạo ra hút phần lõi từ di động hình thành mạch từ kín (lực từ lớn hơn phản lực của lò xo), Contactor ở trạng thái hoạt động. Lúc này nhờ vào bộ phận liên động về cơ giữa lõi từ di động và hệ thống tiếp điểm làm cho tiếp điểm chính đóng lại, tiếp điểm phụ chuyển đổi trạng thái (thường đóng sẽ mở ra, thường hở sẽ đóng lại) và duy trì trạng thái này. Khi ngưng cấp nguồn cho cuộn dây thì Contactor ở trạng thái nghỉ, các tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu. b) Ký hiệu Hình 1.15: Ký hiệu các bộ phận của Contactor 1.4.1.4 Các thông số cơ bản a) Điện áp định mức - Điện áp định mức của Contactor Uđm là điện áp của mạch điện tương ứng mà tiếp điểm chính phải đóng ngắt, chính là điện áp đặt vào hai đầu cuộn dây của nam châm điện sao cho mạch từ hút lại. - Cuộn dây hút có thể làm việc bình thường ở điện áp trong giới hạn (85 ÷ 105)% điện áp định mức của cuộn dây. Thông số này được ghi trên nhãn đặt ở hai đầu cuộn dây Contactor, có các cấp điện áp định mức: 110V, 220V, 440V một chiều và 127V, 220V, 380V, 500V xoay chiều. b) Dòng điện định mức - Dòng điện định mức của Contactor Iđm là dòng điện định mức đi qua tiếp điểm chính trong chế độ làm việc lâu dài. - Dòng điện định mức của Contactor hạ áp thông dụng có các cấp là: 10A, 20A, 25A, 40A, 60A, 75A, 100A, 150A, 250A, 300A, 600A. Nếu đặt trong tủ điện thì dòng điện định mức phải lấy thấp hơn 10% vì làm mát kém, dòng điện cho phép qua Contactor còn phải lấy thấp hơn nữa trong chế độ làm việc dài hạn. c) Khả năng cắt và khả năng đóng - Khả năng cắt của Contactor điện xoay chiều đạt bội số đến 10 lần dòng điện định mức với phụ tải điện cảm. 19 - Khả năng đóng: Contactor điện xoay chiều dùng để khởi động động cơ điện cần phải có khả năng đóng từ 4 đến 7 lần Iđm. d) Tuổi thọ của Contactor Tuổi thọ của Contactor được tính bằng số lần đóng mở, sau số lần đóng mở ấy thì Contactor sẽ bị hỏng và không dùng được. e) Tần số thao tác Là số lần đóng cắt Contactor trong một giờ: Có các cấp: 30, 100, 120, 150, 300, 600, 1200, 1500 lần/giờ. f) Tính ổn định lực điện động Tiếp điểm chính của Contactor cho phép một dòng điện lớn đi qua (khoảng 10 lần dòng điện định mức) mà lực điện động không làm tác rời tiếp điểm thì Contactor có tính ổn định lực điện động. g) Tính ổn định nhiệt Contactor có tính ổn định nhiệt nghĩa là khi có dòng điện ngắn mạch chạy qua trong một khoảng thời gian cho phép, các tiếp điểm không bị nóng chảy và hàn dính lại. 1.4.2 Rơ le điều khiển và bảo vệ 1.4.2.1 Khái niệm và phân loại Rơle là khí cụ điện dùng để tự động đóng cắt mạch điều khiển, bảo vệ và điều khiển sự làm việc của mạch điện. Có nhiều cách phân loại rơle: - Phân loại theo nguyên lý làm việc có: rơle điện từ, rơle điện động, rơle từ điện, rơle cảm ứng, rơle nhiệt, rơle bán dẫn và vi mạch. - Phân loại theo vai trò và đại lượng tác động của rơle có: rơle trung gian, rơle thời gian, rơle nhiệt, rơle tốc độ, rơle tốc độ, rơle dòng điện, rơle điện áp, rơle công suất, rơle tổng trở, rơle tần số... - Phân loại theo dòng điện có: rơle dòng điện một chiều, rơle dòng điện xoay chiều. - Phân loại theo giá trị và chiều của đại lượng đi vào Rơle: rơle cực đại, rơle cực tiểu, rơle sai lệch, rơle hướng... 1.4.2.2 Rơ le trung gian a) Khái niệm 20 Rơle trung gian là một khí cụ điện dùng trong lĩnh vực điều khiển tự động, cơ cấu kiểu điện từ. Rơle trung gian đóng vai trò điều khiển trung gian giữ các thiết bị điều khiển (Contactor, Rơle thời gian...). Hình 1.16: Rơle trung gian b) Cấu tạo Rơle trung gian gồm mạch từ của nam châm điện, hệ thống tiếp điểm chịu dòng điện nhỏ (5A), vỏ bảo vệ và các chân ra tiếp điểm. c) Nguyên lý hoạt động Khi cấp điện áp bằng giá trị điện áp định mức vào hai đầu cuộn dây của Rơle trung gian (ghi trên nhãn), lực điện từ hút mạch từ kín lại, hệ thống tiếp điểm chuyển đổi trạng thái và duy trì trạng thái này (tiếp điểm thường đóng hở ra, tiếp điểm thường hở đóng lại). Khi ngưng cấp nguồn, mạch từ hở, hệ thống tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu d) Ký hiệu Hình 1.17: Một số ký hiệu rơ le - Ký hiệu SPDT: ký hiệu này được viết tắt từ thuật ngữ SING POLE DOUBLE THROW. Rơle mang ký hiệu này có một cặp tiếp điểm, gồm tiếp điểm thường đóng và thưòng hở, cặp tiếp điể này có một đầu chung. 21 - Ký hiệu SPST: ký hiệu này được viết tắt từ thuật ngữ SING POLE SINGE THROW, rơle mang ký hiệu này gồm có một tiếp điểm thường hở. - Ký hiệu DPST: được viết tắt từ thuật ngữ DOUBLE POLE SINGE THROW, Rơle mang ký hiệu này gồm có hai tiếp điểm thường hở. 1.4.2.3 Rơ le thời gian a) Khái niệm Rơle thời gian là một khí cụ điện dùng trong lĩnh vực điều khiển tự động, với vai trò điều khiển trung gian giữa các thiết bị điều khiển theo thời gian định trước. Rơle thời gian gồm: Mạch từ của nam châm điện, bộ định thời gian làm bằng linh kiện điện tử, hệ thống tiếp điểm chịu dòng điện nhỏ (≤ 5A), vỏ bảo vệ các chân ra tiếp điểm. Hình 1.18: Rơle thời gian b) Rơ le thời gian ON DELAY Ký hiệu: Cuộn dây Rơle thời gian - Tiếp điểm tác động không tính thời gian gồm: tiếp điểm này hoạt động tương tự các tiếp điểm của Rơle trung gian. ` + Tiếp điểm thường đóng: ` + Tiếp điểm thường mở - Tiếp điểm tác động có tính thời gian gồm: ` + Tiếp điểm thường mở, đóng chậm, mở nhanh + Tiếp điểm thường đóng, mở chậm, đóng nhanh 22 - Điện áp đặt vào hai đầu cuộn dây Rơle thời gian được ghi trên nhãn, thông thường 110V, 220V... Hình 1.19: Sơ đồ chân của Rơle thời gian ON DELAY - Khi cấp nguồn vào cuộn dây của Rơle thời gian ON DELAY, các tiếp điểm tác động không tính thời gian chuyển đổi trạng thái tức thời ( thường đóng hở ra, thường hở đóng lại), các tiếp điểm tác động có tính thời gian không đổi. Sau khoảng thời gian đã định trước, các tiếp điểm tác động có tính thời gian sẽ chuyển trạng thái và duy trì trạng thái này. - Khi ngưng cấp nguồn vào cuộn dây, tất cả các tiếp điểm tức thời trở về trạng thái ban đầu. c) Rơ le thời gian OFF DELAY - Hệ thống tiếp điểm tương tự như ON DELAY - Khi cấp nguồn vào cuộn dây của Rơle thời gian OFF DELAY, các tiếp điểm tác động tức thời và duy trì trạng thái này. - Khi ngưng cấp nguồn vào cuộn dây, tất cả các tiếp điểm tác động không tính thời gian trở vể trạng thái ban đầu. Tiếp sau đó một khoảng thời gian đã định trước, các tiếp điểm tác động có tính thời gian sẽ chuyển về trạng thái ban đầu. - Điện áp đặt vào hai đầu cuộn dây Rơle thời gian được ghi trên nhãn, thông thường 110V, 220V... 1.4.2.4 Rơle nhiệt a) Khái niệm Rơle nhiệt là một loại khí cụ để bảo vệ động cơ và mạch điện khi có sự cố quá tải. Rơle nhiệt không tác động tức thời theo trị số dòng điện vì nó có quán tính nhiệt lớn, phải có thời gian phát nóng, do đó nó làm việc có thời gain từ vài giây đến vài phút. 23 Hình 1.20: Rơle nhiệt b) Cấu tạo Hình 1.21: Cấu tạo Rơle nhiệt Phần tử phát nóng 1 được đấu nối tiếp với mạch động lực bởi vít 2 và ôm phiến lưỡng kim 3. Vít 6 trên giá nhựa cách điện 5 dùng để điều chỉnh mức độ uốn cong đầu tự do của phiến 3. Giá 5 xoay quanh trục 4, tuỳ theo trị số dòng điện chạy qua phần tử phát nóng mà phiến lưõng kim cong nhiều hay ít, đẩy vào vít 6 làm xoay giá 5 để mở ngàm đòn bẩy 9. Nhờ tác dụng lò xo 8, đẩy đòn bẩy 9 xoay quanh trục 7 ngược chiều kim đồng hồ làm mở tiếp điểm động 11 khỏi tiếp điểm tĩnh 12. Nút nhấn 10 để Reset Rơle nhiệt về vị trí ban đầu sau khi phiến lưỡng kim nguội trở về vị trí ban đầu. c) Nguyên lý hoạt động và ký hiệu Nguyên lý chung của Rơle nhiệt là dựa trên cơ sở tác dụng nhiệt làm dãn nở phiến kim loại kép. Phiến kim loại kép gồm hai lá kim loại có hệ số giãn nở khác nhau (hệ số giãn nở hơn kém nhau 20 lần) ghép chặt với nhau thành một phiến bằng 24 phương pháp cán nóng hoặc hàn. Khi có dòng điện quá tải đi qua, phiến lưỡng kim được đốt nóng, uốn cong về phía kim loại có hệ số giãn nở bé, đẩy cần gạt làm lò xo co lại và chuyển đổi hệ thống tiếp điểm phụ. Để Rơle nhiệt làm việc trở lại, phải đợi phiến kim loại nguội và kéo cần Reset của Rơle nhiệt. Hình 1.22: Ký hiệu Rơ le nhiệt 1.5. KHỞI ĐỘNG TỪ 1.5.1. Khái niệm - Khởi động từ là một loại khí cụ điện dùng để điều khiển từ xa việc đóng - ngắt, đảo chiều và bảo vệ quá tải (nếu có lắp thểm rơle nhiệt) các động cơ không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc. - Khởi động từ có một Contactor gọi là khởi động từ đơn thường để đóng - ngắt động cơ điện. Khởi động từ có hai Contactor là khởi động từ kép dùng để thay đổi chiều quay của động cơ gọi là khởi động từ đảo chiều. Muốn bảo vệ ngắn mạch phải lắp thêm cầu chì. Hình 1.23: Khởi động từ 1.5.2. Phân loại và nguyên lý làm việc 1.5.2.1. Phân loại - Điện áp định mức của cuộn hây hút: 36V, 127V, 220V, 380V, 500V. 25 - Kết cấu bảo vệ chống các tác động bởi môi trường xung quanh: hở, bảo vệ, chống bụi, nước nổ - Khả năng làm biến đổi chiều quay động cơ điện: Không đảo chiều quay và đảo chiều quay. - Số lượng và loại tiếp điểm: Thường hở, thường đóng. 1.5.2.2. Nguyên lý làm việc Hình 1.24: Nguyên lý điện của khởi động từ - Khi cung cấp điện áp cho cuộn dây bằng nhấn nút khởi động M, cuộn hây Contactor có điện hút lõi thép di động và mạch từ khép kín lại: Làm đóng các tiếp điể chính để khởi động động cơ và đóng tiếp điểm phụ thường hở để duy trì mạch điều khiển khi buông tay khỏi nút nhấn khởi động. - Khi nhấn nút dừng D, khởi động từ bị ngắt điện, dưới tác dụng của lò xo nén làm phần lõi di động trở về vị trí ban đầu; các tiếp điểm trở về trạng thái thường hở. Động cơ dừng hoạt động. - Khi có sự cố quá tải động cơ, Rơle nhiệt sẽ thao tác làm ngắt mạch điện cuộn dây, do đó cũng ngắt khởi động từ và dừng động cơ điện. CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 1 1. Trình bày cấu tạo và phân loại cầu dao? 2. Trình bày cấu tạo và nguyên lý làm việc của Contactor? 3. Trình bày cấu tạo và nguyên lý làm việc của Rơle nhiệt? 4. Trình bày cấu tạo và nguyên lý làm việc của Rơle thời giar? 5. Trình bày cấu tạo và nguyên lý làm việc của Rơ le trung gian ? 6. Trình bày cấu tạo và nguyên lý làm việc của khởi động từ ? 26 Chương 2. TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ 3 PHA Mục tiêu: - Hiểu được nội dung các mạch điện điều khiển động cơ 3 pha. - Hiểu và vận dụng được các kiến thức để xây dựng các mạch điều khiển động cơ 3 pha trong thực tế. 2.1. MẠCH ĐIỆN KHỞI ĐỘNG – DỪNG MỘT ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA 2.1.1. Phạm vi thực hiện Dùng để khởi động một động cơ không đồng bộ (KĐB) 3 pha, có tiếp điểm duy trì để động cơ làm việc, sau đó dừng động cơ. Mạch dùng để điều khiển đóng cắt động cơ KDB 3 pha trong thực tế, gồm 1 CB, cầu chì 3 pha, 1 khởi động từ, 2 nút nhấn S1 ( khởi động), S2 ( dừng), đèn H1( báo dừng), đèn H2 ( báo chạy). 2.1.2. Nguyên lý làm việc của mạch Hình 2.1: Sơ đồ mạch điện khởi động - dừng một động cơ KĐB 3 pha Nhấn nút S2, Contactor K1 có điện, các tiếp điểm chính đóng lại, động cơ hoạt động, các tiếp điểm phụ thay đổi trạng thái, tiếp điểm phụ thường đóng hở ra làm cho đèn H1 tắt, tiếp điể phụ thường hở đóng lại duy trì nguồn cho Contactor K1 và đèn H2. . 2.2. MẠCH ĐIỆN KHỞI ĐỘNG THỨ TỰ HAI ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA 27 2.2.1. Phạm vi thực hiện Dùng mạch để khởi động thứ tự hai động cơ KĐB 3 pha. Động cơ 1 (điều khiển bởi Contactor K1) chạy trước, sau đó động cơ 2 (điều khiển bởi Contactor K2) chạy theo. Nếu có sự tác động nhầm lẫm, mạch điện không hoạt động. Cuối cùng dừng cả hai động cơ. Mạch sử dụng 2 khởi động từ, 4 nút nhấn S3 ( chạy 1), S4 (chạy 2), S1 ( dừng 1), S2 ( dừng 2). 2.2.2. Thứ tự thực hiện Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý hoạt động - Nhấn S3, động cơ M1 hoạt động, đèn H1 sáng. - Nhấn S4, động cơ M2 hoạt động, đèn H2 sáng. - Nhấn S2, để dừng động cơ M2, đèn H2 tắt. - Nhấn S1, để dừng động cơ M1, dừng toàn bộ mạch điều khiển, đèn H1 tắt. 2.3. MẠCH ĐIỆN ĐẢO CHIỀU ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA 2.3.1. Phạm vi thực hiện Đảo chiều quay động cơ KĐB ba pha bằng cách đảo hai trong ba dây nguồn trước khi đưa nguồn vào động cơ. Mạch điện này dùng điều khiển động cơ KĐB ba pha làm việc hai chiều quay, sau đó dừng động cơ. Sử dụng 2 Contactor ( KT và KN), 3 nút nhấn S1( dừng), S2 (chạy thuận), S3 ( chạy ngược). 2 đèn H1 ( thuận), H2 (ngược). 2.3.2. Thứ tự thực hiện - Nhấn S2, Contactor KT đóng (KN mở ra) động cơ hoạt động theo chiều thuận, đèn H1 sáng. 28 - Nhấn S3, Contactor KN đóng (KT mở ra) động cơ hoạt động theo chiều nghịch, đèn H1 tắt, đèn H2 sáng. - Nhấn S1, để dừng toàn bộ mạch điều khiển, động cơ ngừng hoạt động. Hình 2.3: Sơ đồ mạch đảo chiều động cơ KĐB ba pha 2.4. MẠCH ĐIỆN KHỞI ĐỘNG MỘT ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA TỰ ĐỘNG DỪNG 2.4.1. Phạm vi thực hiện Dùng mạch để khởi động một động cơ KĐB 3 pha, có tiếp điểm duy trì để động cơ làm việc, sau thời gian làm việc đã định trên Timer, tiếp điểm thường đóng mở chậm của Timer hở ra, động cơ dừng. Đây là mạch điều khiển động cơ KĐB 3 pha làm việc theo thời gian mong muốn, hết thời gian thì động cơ sẽ dừng. Mạch gồm 1 cầu chì 3 pha, 1 khởi động từ, 1 rơle thời gian, 2 nút S1 (chạy), S2 ( dừng). 2 đèn H2 báo chạy, H1 báo dừng. 2.4.2. Thứ tự thực hiện - Nhấn S2, Contactor K1 đóng động cơ hoạt động, đèn H1 tắt, đèn H2 sáng. - Rơle thời gian KT ON có điện và bắt đầu tính thời gian động cơ làm việc. - Khi hết khoảng thời gian đã định, tiếp điểm thường đóng KT ON hở ra làm ngưng cấp điện cho Contactor K1 , động cơ ngưng hoạt động đèn H1 sáng, đèn H2 tắt. - Nhấn S1 để dừng động cơ khẩn cấp, nhấn S1 cuộn dây Contactor K1 và rơle thời gian mất điện, tiếp điểm chính K1 mở ra động cơ dừng. 29 Hình 2.4: Sơ đồ mạch điện khởi động - dừng một động cơ KĐB 3 pha 2.5. MẠCH ĐIỆN TỰ ĐỘNG KHỞI ĐỘNG THEO THỨ TỰ HAI ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA 2.5.1. Phạm vi thực hiện - Mạch điện sử dụng TON. - Dùng mạch để khởi động thứ tự hai động cơ KĐB 3 pha. Động cơ 1 (điều khiển bởi Contactor K1 ) khởi động trước, sau thởi gian khởi động của động cơ thì tiếp điểm thường hở đóng chậm lại của Rơle thời gian TON đóng lại động cơ (điều khiển bởi Contactor K2) khởi động. - Cuối cùng dừng cả hai động cơ, ta nhấn S1. 2.5.2. Thứ tự thực hiện Hình 2.5: Sơ đồ mạch khởi động thứ tự hai động cơ KĐB ba pha 30 - Nhấn S2 động cơ M1 hoạt động đèn H1 sáng. - Rơle thời gian KT ON chuyển trạng thái, động cơ M2 hoạt động, đèn H2 sáng. - Nhấn S1 để dừng cả hai động cơ. 2.6. MẠCH ĐIỆN MỞ MÁY ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA ROTOR DÂY QUẤN 2.6.1. Phạm vi thực hiện Mạch sử dụng để điều khiển khởi động theo từng cấp cho động cơ KĐB 3 pha rotor dây quấn, sử dụng 2 rơ le thời gian, 2 điện trở phụ R1, R2 để giảm dòng khởi động. 2.6.2. Thứ tự thực hiện - Khi nhấn KĐ làm K có điện, đóng các tiếp điểm K để mở máy với các điện trở phụ R1, R2. - Tiếp điểm phụ K đóng cấp điện cho Rtg1 để bắt đầu tính thời gian. - Sau khoảng Δt1 tiếp điểm Rtg1 đóng 1K. Tiếp điểm chính 1K đóng làm ngắt điện trở mở máy R1. Đồng thời đóng tiếp điểm phụ cho rơ le thời gian Rtg2. - Sau khoảng Δt2 tiếp điểm Rtg2 đóng 2K. Tiếp điểm chính 2K đóng làm ngắt điện trở mở máy R2. Mạch khởi động cắt hoàn toàn 2 điện trở R1 và R2. Hình 2.6: Sơ đồ mở máy động cơ điện không đồng bộ ba pha rotor dây quấn theo thời gian 31 2.7. MẠCH ĐIỆN HÃM ĐỘNG NĂNG ĐỘNG CƠ 3 PHA ROTOR DÂY QUẤN 2.7.1. Phạm vi thực hiện Mạch sử dụng để điều khiển hãm động năng cho động cơ 3 pha rotor dây quấn, sử dụng 1 rơ le thời gian. Hai Contactor H (hãm), K (khởi động) và bộ chỉnh lưu CL ( đưa dòng 1 chiều để hãm động năng). Mạch được ứng dụng trong điều khiển các loại động cơ 3 pha rotor dây quấn công suất nhỏ và trung bình. 2.7.2. Thứ tự thực hiện Hình 2.7: Sơ đồ hãm động năng động cơ dây quấn - Giả thiết động cơ đang làm việc. - Nhấn nút dừng D làm cắt các tiếp điểm chính K và cắt dây quấn stator khỏi lưới điện. - Do liên động cơ khí làm nút hãm H đóng, tiếp điểm K phụ cấp điện cho công tác tơ hãm H, cấp điện cho MBA và chỉnh lưu CL để cấp điện một chiều để thực hiện hãm động năng. - Đồng thời K phụ cắt rơ le thời gian Rtg để bắt đầu tính thời gian. - Sau Δt, Rtg cắt điện cuộn dây của Contactor hãm H, các tiếp điểm chính của Contactoer hãm H mở ra, ngắt điện cung cấp cho biến áp kết thúc quá trình hãm. 32 2.8. MẠCH ĐIỆN HÃM NGƯỢC ĐÔNG CƠ 3 PHA ROTOR LỒNG SÓC 2.8.1. Phạm vi thực hiện Mạch sử dụng để điều khiển hãm ngược cho động cơ 3 pha rotor lồng sóc, sử dụng 1 rơ le tốc độ Rtđ, 2 Contactor T ( chạy thuận), N (chạy ngược). Mạch điều khiển dừng động cơ 1 cách nhanh chóng bằng cách đảo chiều quay của động cơ. 2.8.2. Thứ tự thực hiện Hình 2.8: Sơ đồ hãm ngược động cơ rotor lồng sóc - Đảo chiều quay của động cơ nhờ công tác tơ thuận T và ngược N. - Khi muốn dừng, ấn D làm cuộn dây rơle RD có điện, tiếp điểm RD1 mở, cắt điện các Contactor T, N. - Tiếp điểm RD2 đóng, đồng thời rơ le tốc độ Rtđ làm việc chọn chiều hãm là đóng Contactor T hoặc N để tiến hành hãm động cơ. - Khi động cơ dừng Rtd ngừng làm mở các tiếp điểm và kết thúc quá trình dừng máy. CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 2 1) Vẽ sơ đồ điều khiển đóng mở động cơ 3 pha? 2) Vẽ sơ đồ điều khiển động cơ 3 pha chạy thuận và chạy ngược? 3) Vẽ sơ đồ điều khiển 2 động cơ khởi động tuần tự theo thời gian? 4) Vẽ sơ đồ hãm động năng cho động cơ 3 pha rôtor dây quấn? 33 Chương 3. TRANG BỊ ĐIỆN MÁY CẮT GỌT KIM LOẠI Mục tiêu: - Hiểu được nguyên lý làm việc của các máy cắt gọt kim loại. - Nắm được sơ đồ điều khiển của các máy cắt gọt kim loại.. 3.1. ĐẶC TRƯNG CỦA MÁY CẮT GỌT KIM LOẠI (MCGKL) - Là loại máy để gia công, chế tạo chi tiết kim loại nhờ vào cắt bỏ các phần kim loại thừa của phôi để có được chi tiết có hình dạng, kích thước gần đúng yêu cầu. - MCGKL được phân loại tùy theo công nghệ, phương pháp, đặc điểm quá trình sản xuất, kích thước, khối lượng gia công và độ chính xác gia công. + Máy vạn năng: thực hiện được nhiều phương pháp gia công khác nhau, với hình dạng, kích thước khác nhau -> thường dùng cho sản xuất đơn chiếc. + Máy chuyên dùng: gia công một loại chi tiết (cùng hình dạng) nhưng kích thước khác nhau. + Máy đặc biệt: chỉ gia công một loại chi tiết nhất định (cùng hình dạng, kích thước) -> dùng cho sản xuất hàng khối. - Chuyển động chính của MCGKL (cơ bản): + Chuyển động đưa dao cắt ăn vào phôi. + Chuyển động ăn dao: xê dịch dao hoặc phôi để tạo ra một lớp phoi. - Chuyển động phụ của MCKL (không liên quan đến quá trình cắt gọt kim loại): + Chuyển động chuẩn bị gia công, hiệu chỉnh: chuyển dao nhanh, nâng hạ xà máy bào, kẹp gá phôi, bơm nước, gạt phoi - Phụ tải của động cơ truyền động trên MCKL: Phụ thuộc vào lực cắt, tốc độ căt, chiều sâu cắt, lượng ăn dao, vật liệu dao và phôiKhi công suất không đổi thì mô men thì tỉ lệ nghịch với tốc độ. 3.2. TRANG BỊ ĐIỆN MÁY TIỆN 34 3.2.1. Khái niệm chung - Nhóm máy tiện rất đa dạng: máy tiện đơn giản, máy tiện Rơvônve, máy tiện vạn năng, máy tiện chuyên dùng, máy tiện đứng - Công nghệ tiện cũng khác nhau: tiện trụ ngoài, tiện trục trong, tiện mặt đầu, tiện côn, tiện định hình, tiện ren, doa Hình 3.1: Dạng ngoài của máy tiện nhỏ 1. Thân máy; 2. Ụ trước, 3. Trục chính; 4. Bàn dao; 5. Ụ sau (ụ động) - Khi gia công (sản xuất hàng loạt) thực hiện nhiều nguyên công: tiện, khoan, taro, ren, doa-> dùng máy tiện Rơ vôn ve (có ụ dao lắp được nhiều loại dao). - Khi gia công các chi tiết có đường kính lớn D>(300 ÷ 700) mà L<(0.5÷1)D thì thực hiện trên máy tiện cụt. - Gia công chi tiết D>2m, nặng >vài chục tấn-> dùng máy tiện đứng. 3.2.2. Yêu cầu về trang bị điện - Truyền động máy tiện vừa và nhỏ: dùng động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc. - Động cơ có nhiều cấp tốc độ, kết hợp với hộp tốc độ. - Hãm và đảo chiều nhanh trục máy: sử dụng ly hợp cơ khí hoặc điện từ. 35 - Máy tiện lớn: dùng động cơ điện một chiều điều chỉnh vô cấp (hệ T-Đ hoặc F- Đ). - Chuyển động ăn dao có thể lấy từ chuyển động chính. - Chuyển động phụ: bơm thủy lực, bơm nước làm mátdùng động cơ không đồng bộ rotot lồng sóc. 3.2.3. Trang bị điện của máy tiện 1616, T616 3.2.3.1. Sơ đồ điều khiển của máy tiện 1616, T616 Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý máy điện 1616, T616 3.2.3.2. Thành phần của máy tiện - Đây là máy tiện ren vít rất phổ biến trong các phân xưởng cơ khí. - Máy được trang bị 3 động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc: + Động cơ truyền động chính ĐC công suất 4,5KW, tốc độ 1450 vòng/phút. + Động cơ bơm dầu bôi trơn ĐD công suất 0.1kW, tốc độ 2700 vòng/phút. + Động cơ bơm nước làm mát ĐN công suất 0.125kW, tốc độ 2800 vòng/phút. 36 - Mạch chiếu sáng sử dụng điện áp 36V, mạch điều khiển sử dụng điện áp 380V. 3.2.3.3. Nguyên lý làm việc - Điều khiển làm việc của máy nhờ hãm khóa CM có 3 vị trí và 4 tiếp điểm đặt cạnh ụ trước. Tay gạt CM ở vị trí giữa O, máy không làm việc. Bật 1CT, rơle điện áp RA tác động, đóng tiếp điểm RA (7A-1) chuẩn bị cho máy làm việc. Biến áp BA cấp điện chiếu sáng 36V. - Khi gạt tay gạt của CM lên trên (vị trí 1), công tác tơ KD rồi 1K tác động, động cơ bơm dầu ĐD chạy và động cơ trục chính ĐC chạy thuận để tiến hành gia công. Nếu gạt tay gạt CM xuông dưới (vị trí 2) thì bơm dầu chạy và động cơ ĐC quay ngược (do đảo chỗ 2 pha A và C). - Điều khiển động cơ bơm nước làm mát bằng công tác ba pha 2CT. 3.2.3.4. Liên động và bảo vệ - Bảo vệ ngắn mạch bằng các cầu chì 1CC, 2CC, 3CC. - Bảo vệ điện áp 0 bằng tiếp điểm I ở vị trí 0. Khi mật điện mà có lại, máy không tự chạy mà phải gạt CM về phía vị trí 0 để rơ le điện áp RA có điện. - Bảo vệ điện áp thấp (dưới 85% Uđm ) bằng rơ le điện áp RA, vì lúc đó rơ le này không tác động. - Chống ngắn mạch lực khi 2 công tác 1K và 2K làm việc đồng thời nhờ khóa chéo về điện và nhờ tiếp điểm đóng riêng biệt II và III. - An toàn điện ở mạch chiếu sáng cục bộ nhờ dùng nguồn 36V cách ly với lưới điện và nhờ tiếp đất lõi biến áp BA, mạch thứ cấp BA. 37 3.2.4. Trang bị điện của máy tiện vít vạn năng 1K62 3.2.4.1. Sơ đồ điều khiển của máy tiện vít vạn năng 1K62 Hình 3.3: Sơ đồ nguyên lý máy điện 1K62 3.2.4.2. Thành phần của máy tiện Máy được trang bị 4 động cơ không đồng bộ ba pha rotor lồng sóc: - Động cơ trục chính ĐC công suất 7.5kW (hay 10 kW), tốc độ 1460 vòng/ phút. - Động cơ bơm dầu ĐD, công suất 0.8 kW, tốc độ 930 vòng/phút. - Động cơ bơm nước làm mát ĐN, công suất 0.12 kW, tốc độ 2800 vòng/phút. - Động cơ chạy nhanh bàn dao ĐCBD,công suất 0.8kW, tốc độ 1350 vòng/phút. - Điện áp chiếu sáng 36 V và điện áp điều khiển 127V lấy từ biến áp. 3.2.4.3. Nguyên lý làm việc - Để chạy máy, đóng 1CT và ấn nút mở máy M. Công tác tơ KC tác động, tự duy trì và đóng mạch động cơ ĐC, đồng thời rơ le thời gian RTh cũng có điện. - Trong thời gian duy trì của RTh, nếu chưa gia công (tiếp điểm GC kín) thì tiếp điểm RTh thường đóng mở chậm sẽ mở ra, cắt mạch KC của động cơ chính. Nếu có tiến hành gia công thì tiếp điểm GC mở và rơ le thời gian mất tác dụng. 38 - Thời gian chống chạy không tải được chỉnh ở RTh. - Ngừng động cơ chính nhờ nút D. - Bơm dầu hoạt động cùng ĐC qua ổ cắm P. - Truyền động chạy nhanh bàn dao nhờ tay gạt tiếp điểm NBD. - Bơm nước làm mát được điều khiển bởi công tác ba pha 2CT. 3.2.4.4. Liên động và bảo vệ - Bảo vệ ngắn mạch bằng các cầu chì 1CC, 2CC - Kiểm tra phụ tải động cơ chính nhờ ampe kế. - Bảo vệ ngắn mạch bằng cầu chì. - Bảo vệ quá tải động cơ bằng rơle nhiệt. 3.3. TRANG BỊ ĐIỆN MÁY KHOAN 3.3.1. Khái niệm chung - Máy khoan dùng để gia công tạo lỗ hình trụ trong chi tiết. - Độ chính xác của một lỗ khoan bao gồm độ chính xác của đường kính lỗ, chiều sâu lỗ, độ thẳng của đường tâm, độ vuông góc hay xiên của đường tâm với mặt đầu - Máy khoan có nhiều kiểu: + Máy khoan bàn: có một trục chính với số vòng quay lớn dùng khoan lỗ có đường kính nhở. + Máy khoan đứng: dùng khoan các chi tiết nhỏ và phải xê dịch chi tiết để trục lỗ cần khoan trùng trục mũi khoan. + Máy khoan cần (hay máy khoan hướng kính): dùng khoan các chi tiết lớn và phải xê dịch mũi khoan tới vị trí lỗ khoan. 39 Hình 3.4: Dạng ngoài của một máy khoan đứng 1. Bệ máy; 2. Thân máy; 3. Bàn gá chi tiết; 4.Trục chính (gá mũi khoan); 5. Động cơ điện; 6. Tay quay nâng hạ đầu khoan; 7. Thanh răng (nâng hạ bàn gá chi tiết); 8. Hộp tốc độ. Hình 3.5: Dạng ngoài của một máy khoan cần ( 1-8 như hình 3.4; 9. Cần khoan) 40 - Máy khoan nhiều trục chính: khoan được nhiều lỗ một lúc và các trục chính có thể có tốc độ khác nhau. Hình 3.6: Dạng ngoài của một máy khoan nhiều trục (1-5 và 8 như hình 3.4 ) - Máy khoan ngang: để khoan lỗ sâu. 3.3.2. Yêu cầu trang bị điện máy khoan Truyền động điện máy khoan cần đảm bảo các yêu cầu sau: + Ở máy có thể cắt ren thì động cơ truyền động chính phải đảo chiều được. + Chuyển đổi tốc độ trục chính và tốc độ ăn dao phải dễ dàng với thời gian ngắn. + Phải có công tác hành trình hoặc cữ giới hạn hành trình mũi khoan, hành trình dịch cần + Máy chỉ làm việc được khi cần khoan đã ở vị trí cố định, gá chặt. 3.3.3. Trang bị điện máy khoan đứng 2A125 3.3.3.1. Sơ đồ điều khiển 41 Hình 3.7: Sơ đồ nguyên lý điện máy khoan đứng 2A125 3.3.3.2. Thành phần của máy khoan - Máy có trang bị 2 động cơ điện áp 220/380V. + Động cơ chính ĐC, công suất 2.8kW, tốc độ 1420 vòng/phút. + Động cơ bơm nước làm mát ĐN, công suất 0.125 kW, tốc độ 2800 vòng/phút. 3.3.3.3. Nguyên lý làm việc - Vặn công tác 1CT. Tay gạt điều khiển quay trục khoan liên kết với chuyển mạch CM có 3 tiếp điểm CM1, CM2, CM3. Ba tiếp điểm này mở ( như hình vẽ) khi tay gạt ở vị trí giữa. - Để trục khoan quay theo chiều thuận, gạt tay gạt xuống dưới. Các tiếp điểm CM1 (4-8) và CM2 (2-4) đóng lại.Công tác tơ 1K đóng, cấp điện cho động cơ trục chính ĐC quay theo chiều thuận. Do cấu tạo cơ khí của tay gạt, tiếp điểm CM2 (2-4) đóng lại rồi mở ra ngay, nhưng cuộn 1K được duy trì nhờ tiếp điểm 1K (2-3). - Để động cơ quay theo chiều ngược lại, gạt tay gạt lên trên. Các tiếp điểm CM1 (4-8) và CM3 (4-6) đóng lại. Công tác tơ 2K đóng, cấp điện cho động cơ ĐC quay 42 ngược. Do cấu tạo cơ khí của tay gạt, tiếp điểm CM3 (4-6) cũng đóng lại rồi mở ra ngay và cuộn 2K được duy trì nhờ tiếp điểm 2K (5-6). - Muốn dừng động cơ ĐC, gạt tay gạt về vị trí giữa. - Khi ta rô trên máy khoan, phải đặt cữ lắp trên đĩa chia độ phù hợp với chiều sâu của răng cần ta rô. Sau đó cho trục chính quay thuận để ta rô và máy tự động làm việc theo bước tiếp định trước.Đến hết giới hạn cần ta rô thì cữ lắp trên đĩa chia độ qua cơ cấu cơ khí làm tiếp điểm CM3 (4-6) đóng lại, cấp điện cho cuộn hút 2K. Động cơ ĐC quay ngược để ta rô ra khỏi vật cần ren. Tiếp điểm CM3 (4-6) cũng mở ra ngay nhưng cuộn hút 2K được duy trì nhờ tiếp điểm 2K (5-6).Khi ta rô ra khỏi vật cần ren thì gạt tay gạt về vị trí giữa để dừng ĐC. - Động cơ bơm nước làm mát được đóng nhờ công tác 3 pha 2CT. - Chiếu sáng cục bộ dùng đèn 36V qua công tác 3CT. 3.3.3.4. Liên động và bảo vệ - Bảo vệ ngắn mạch bằng các cầu chì CC - Bảo vệ quá tải động cơ bằng rơle nhiệt. 3.3.4. Trang bị điện máy khoan cần 2A55 3.3.4.1. Sơ đồ điều khiển Hình 3.8: Sơ đồ nguyên lý điện máy khoan cần 2A55 43 3.3.4.2. Thành phần của máy khoan - Máy có thể gia công lỗ khoan đến Ø50 và có thể doa, khoét - Máy được trang bị 5 động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc, điện áp 220/380V. + Động cơ trục chính ĐC công suất 4.5kW, tốc độ 1440 vòng/phút. + Động cơ bơm nước làm mát ĐN công suất 0.125kW, tốc độ 2800 vòng/phút. + Động cơ 1Đ di chuyển cần khoan và giữ cần khoan trên trụ, công suất 1.7kW, tốc độ 1420 vòng/phút. + Động cơ 2Đ kẹp chặt cần khoan vào trụ bằng thủy lực, công suất 0.5kW, tốc độ 1410 vòng/phút. + Động cơ 3Đ kẹp chặt đầu khoan trên cần bằng thủy lực, công suất 0.5kW, tốc độ 1410 vòng/phút. - Điện áp mạch điều khiển là 380V. - Điện áp mạch chiếu sáng cục bộ là 36V. 3.3.4.3. Nguyên lý làm việc - Vặn công tác 3 pha đầu vào 1CT để đóng nguồn vào máy. - Ấn nút 1N cấp điện cho Contactor 5K để 5K tác động đóng mạch cho các động cơ 2Đ và 3Đ kẹp chặt cần vào trụ và đầu khoan vào cần.Tiếp điểm thường mở 5K(5-6) đóng lại cấp điện cho rơ le điện áp RA bảo vệ điện áp không. Rơ le RA tự duy trì qua tiếp điểm RA (5-6). Hai động cơ 2Đ và 3Đ chỉ chạy trong khi ấn 1N (khoảng vài giây). Nới cần khoan khỏi trụ và đầu khoan khỏi cần nhờ ấn nút 2N. Khi đó các động cơ 2Đ và 3Đ được đảo chiều quay. - Động cơ 1Đ di chuyển cần khoan và giữ cần khoan trên trụ hoạt động nhờ tay gạt 2TG với các tiếp điểm 2TG(6-10) và 2TG(6-14). Khi gạt 2TG về vị trí lên L thì công tác tơ 3K có điện. Động cơ 1Đ quay thuận nới lỏng cần khoan. Khi cần đã nới lỏng thì một cơ cấu cơ khí đóng tiếp điểm LX1(6-10). Lúc này 4K không có điện vì 44 tiếp điểm thường đóng 3K(13-15) đã mở. Khi cơ cấu cơ khí đóng LX1 (6-10) thì chuyển động nới cần kết thúc để chuyển sang chuyển động nâng cần. Khi cần khoan tới vị trí yêu cầu thì đưa tay gạt 2TG về vị trí giữa. Công tác tơ 3K mất điện và 4K có điện. Động cơ 2Đ quay ngược để xiết cần khoan vào trụ. Khi cần đã xiết chặt thì một cơ cấu cơ khí mở tiếp điểm LX2 (6-13), cắt điện 4K. Việc di chuyển cần kết thúc. Công tác hành trình HT1 dùng để giới hạn chuyển động đi lên của cần khoan. HT2 để giới hạn chuyển động xuống. - Muốn cần khoan dịch chuyển xuống, gạt 2TG về vị trí X để 4K có điện. Quá trình xảy ra tương tự như lúc cần khoan nâng lên. - Động cơ truyền động mũi khoan ĐC hoạt động nhờ tay gạt chữ thập 1TG và tay gạt cơ khí CK. Muốn động cơ quay phải, gạt tay gạt 1TG về vị trí 1 và đưa tay gạt cơ khí xuống dưới để tiếp điểm CK(6-7) đóng lại, cuộn hút 1K có điện. Khớp trục động cơ và trục khoan được nối để động cơ quay phải. Nếu tay gạt cơ khí gạt lên thì tiếp điểm CK(6-7) cũng đóng và nếu tay chữ thập 1TG vẫn ở vị trí 1 thì động cơ ĐC được nối trục với trục khoan để động cơ quay trái. Khi gạt 1TG sang vị trí 2 và tay gạt CK bị gạt xuống dưới thì cuộn 2K có điện và quá trình xảy ra tương tự với chiều quay trục khoan là trái. Còn khi tay gạt CK bị gạt lên trên thì 2K vẫn có điện nhưng chiều quay trục khoan là phải. - Điều khiển động cơ bơm nước ĐN bằng công tác xoay 3 pha. 3.3.4.4 Liên động và bảo vệ - Bảo vệ ngắn mạch bằng các cầu chì 1CC - Bảo vệ quá tải động cơ bằng rơle nhiệt. 3.4. TRANG BỊ ĐIỆN MÁY BÀO 3.4.1. Khái niệm chung - Bào là một phương pháp gia công mặt phẳng và thuộc nhóm máy chuyển động thẳng (bào, xọc chuốt) . - Chuyển động chính của máy bào là chuyển động tịnh tiến của dao bào hoặc chi tiết bào. 45 - Máy bào thường có năng suất không cao. Hình 3.9: Chuyển động chính (1) và chuyển động ăn dao (2,2’) trên máy bào ngang Hình 3.10: Máy bào ngang - Máy bào giường: dùng để bào các chi tiết có kích thước lớn. Hình 3.11: Máy bào giường 46 Chi tiết 1 được gá trên bàn gá 2 và bàn gá chuyển động tiến lùi theo gờ trượt. Dao bào 3 được kẹp trên bàn dao 4. Bàn dao 4 có thể di chuyển dọc xà ngang 5. Xà ngang 5 dịch chuyển lên xuống dọc theo 2 trụ máy 6. Hình 3.12: Máy bào giường hai trụ có bàn dao bên - Để tăng cường khả năng gia công. Ngoài 1 bàn dao đứng, máy bào giường hai trụ được trang bị thêm hai bàn dao hai bên 7 đặt trên trụ 6. - Máy bào giường cũng có thể có một trụ. Hình 3.13: Máy bào giường một trụ 3.4.2. Yêu cầu trang bị điện máy bào 3.4.2.1. Truyền động chính 47 - Chuyển động chính và chuyển động ăn dao của máy bào đều là chuyển động tịnh tiến nên máy bào thuộc nhóm máy chuyển động thẳng. - Chuyển động chính của máy bào có tần số đảo chiều lớn, mô men trong quá trình quá độ lớn. - Thông thường truyền động chính máy bào có dải điều chỉnh D=(12.5 ÷ 30):1 - Máy bào ngang và máy bào giường nhỏ có bàn máy nhở hơn 3m thường sử dụng động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc kết hợp hộp số cơ khí và ly hợp điện từ. - Cũng có máy dùng động cơ rotor dây quấn hay động cơ một chiều kích từ độc lập với hộp số. - Máy bào giường cỡ trung bình có bàn máy đến 5m, thường dùng động cơ một chiều hệ F-D. - Máy bào giường cỡ nặng có bàn máy đến 5m thường dùng động cơ điện một chiều trong hệ F-D có khuếch đại trung gian hoặc hệ T-D. 3.4.2.2 Truyền động ăn dao - Truyền động ăn dao làm việc cũng có tính chất chu kỳ. Dịch dao một lần sau mỗi một chu kỳ của chuyển động chính. - Phạm vị điều chỉnh lượng ăn dao lớn, D=200:1 và tần suất cao, đến 1000 lần/giờ. - Truyền động ăn dao thường dùng động cơ không đồng bộ ba pha rotor lồng sóc kết hợp hộp số cơ khí. 3.4.2.3 Truyền động phụ - Các truyền động phụ như di chuyển nhanh bàn dao, xà, nâng hạ đầu dao ở hành trình ngược, nới xiết xà, bàn dao thường dùng động cơ không đồng bộ ba pha rotor lồng sóc kế hợp với cơ cấu cơ khí, nam châm điện. 48 3.4.3. Trang bị điện của máy bào ngang 7M37 3.4.3.1. Sơ đồ điều khiển Hình 3.14: Sơ đồ nguyên lý điện máy bào ngang 7M37 3.4.3.2. Thành phần của máy bào - Máy có 2 động cơ: + Động cơ truyền động chính ĐC, công suất 10kW, điện áp 220/380V, tốc độ 970 vòng/phút. + Động cơ di chuyển nhanh bàn dao ĐB, công suất 1kW, điện áp 220/380V, tốc độ 410 vòng/phút. - Các cấp điện áp dùng ở máy: + Mạch lực 220/380V ( điện áp để điều khiển các động cơ) + Mạch điều khiển 380V ( điện áp qua các nút nhấn điều khiển, Contactor, rơle và máy biến áp) + Mạch chiếu sáng 24V ( điện áp cung cấp cho đèn lấy từ 1BA biến 380V thành 24V) 49 + Nam châm điện 36V một chiều ( điện áp cung cấp cho nam châm điện lấy từ 2BA biến 380V thành 36 V qua cầu chỉnh lưu tạo thành điện áp 36 VDC) 3.4.3.3. Nguyên lý làm việc - Tay gạt ở vị trí ngừng, hãm cuối HC không bị tỳ nên HC-1(3-5) đóng, HC- 2(5-7) mở. - Ấn nút M, rơ le trung gian RTr (5-2) có điện và tự duy trì qua tiếp điểm RTr(1-5), chuẩn bị cho máy làm việc. Chuyển tay gạt về vị trí chạy máy, hãm cuối HC bị tỳ, HC-1 (3-5) mở ra, HC-2(5-7) đóng lại. Công tác tơ 1K (7-2) có điện, động cơ ĐC làm việc để di chuyển đầu bào. - Tiếp điểm 1K (C3-15) đóng lại, chuẩn bị cấp điện cho nam châm nâng đầu dao (2CT đã đóng) ở cuối hành trình thuận do hãm cuối HC bị tỳ. - Dừng bào nhờ nút D. - Di chuyển nhanh bàn nhờ nút nhấp N để 2K có điện, đóng mạch động cơ ĐB. - Bảo vệ tiếp điểm HC nhờ mạch R1-C. - Biến trở VR điều chỉnh điện áp (lực hút) đặt vào nam châm NC. 2R là điện trở phóng điện của nam châm. 3.4.3.4. Liên động và bảo vệ - Bảo vệ ngắn mạch bằng các cầu chì 1CC - Bảo vệ quá tải động cơ bằng rơle nhiệt. 3.5. TRANG BỊ ĐIỆN MÁY PHAY 3.5.1. Khái niệm chung - Máy phay có thể thực hiện được nhiều nguyên công khác nhau: gia công mặt phẳng, mặt định hình (cam, khuôn dập, mẫu ép), gia công lỗ, rãnh, cắt ren, cắt bánh răng, phay rãnh then - Máy phay có các loại : Máy phay vạn năng, máy phay đứng, máy phay nằm ngang, máy phay giường 50 Hình 3.15: Các dạng phay phẳng (dao phay trụ a, b; dao phay mặt đầu c; dao phay đĩa d, e; dao phay ngón g, h) Hình 3.16: Máy phay van năng Hình 3.17: Máy phay đứng 51 Hình 3.18: Máy phay nằm ngang Hình 3.19: Máy phay giường 52 3.5.2. Trang bị điện của máy phay P623 3.5.2.1. Sơ đồ điều khiển Hình 3.20: Sơ đồ điện nguyên lý máy phay ngang P623 3.5.3.2. Thành phần của máy phay - Máy do Việt Nam sản xuất, tương đương máy 6H82 của Nga. - Máy được trang bị 3 động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc, sử dụng điện áp 220/380V. + Động cơ chính ĐC, công suất 7kW, tốc độ 1440 vòng/phút. + Động cơ truyền động bàn ĐAD, công suất 1.7kW tốc độ 1420 vòng/phút. + Động cơ bơm nước làm mát ĐB, công suất 0.125kW, tốc độ 2800 vòng/phút. - Điện áp mạch điều khiển là 127V lấy từ 1BA cung cấp cho cuộn dây của Contactor và các nút điều khiển. - Mạch chiếu sáng có điện áp 36V lấy từ 2BA cung cấp cho đèn chiếu sáng. 53 3.5.2.3. Nguyên lý làm việc a) Điều khiển truyền động chính (quay dao) - Sau khi bật công tác 1CT để cấp điện cho mạch điều khiển qua biến áp 1BA, phải chọn chiều quay trục chính nhờ hãm khóa CQ – chọn chiều quay theo tiếp điểm cơ khí. - Hãm khóa có 2 tiếp điểm, 3 vị trí: quay trái, quay phải và vị trí 0. - Chọn chế độ làm việc tự động hoặc bằng tay nhờ hãm khóa CĐ (2 vị trí, 3 tiếp điểm). - Ấn nút 1N hoặc 2N, công tác tơ KT có điện và tự duy trì qua tiếp điểm KT (15-17). - Động cơ ĐC được cấp điện để quay dao phay. Động cơ bơm nước làm mát chạy nhờ bật công tác 3CT (17-21) để công tác tơ KB có điện, cấp điện cho động cơ ĐB. - Dừng động cơ trục chính ĐC bằng nút ấn 3N hoặc 4N. Tiếp điểm 3N(13-15) hoặc 4N (5-13) mở ra, cắt điện công tác tơ KT và KB. Tiếp điểm 3N (5-7) hoặc 4N(5- 7) đóng lại. Vì tiếp điểm KT (9-11) vừa đóng lại và tiếp điểm rơ le kiểm tra tốc độ quay thuận RKT-1(7-9) hoặc quay ngược RKT-2(7-9) đang đóng nên công tác tơ KN (11-6) có điện và tự duy trì bằng tiếp điểm KN(5-7). - Động cơ ĐC được cấp điện quay ngược qua hai điện trở 1R, 2R để hãm ngược. Khi tốc độ giảm gần về 0 thì tiếp điểm rơ le kiểm tra tốc độ RKT-1 (7-9) hoặc RKT-2(7-9) mở ra, cắt điện công tác tơ KN(11-6). Động cơ bị cắt ra khỏi lưới điện và ngừng quay. b) Sang số truyền động chính - Khi cần sang số truyền động chính, xoay hãm cắt 1KH, tiếp điểm 1KH(3-9) đóng lại, tiếp điểm 1KH(3-5) mở ra, công tác tơ KN (11-6) có điện. Động cơ quay 54 ngược chậm với mô men nhỏ (vì 2 pha nối qua điện trở 1R, 2R) để đưa các bánh răng vào ăn khớp. Khi kết thúc sang số, hãm cắt 1KH lại trở về vị trí cũ. c) Truyền động ăn dao (dịch bàn) bằng tay - Hãm khóa chế độ CĐ ở vị trí điều khiển bằng tay T. Tay gạt cơ khí ở phía trước bàn liên kết với hãm khóa 2KH có 3 vị trí, 4 tiếp điểm. Tay gạt bị đẩy về phía phải thì bàn dịch về phía phải hoặc đẩy về phía trái thì bàn dịch về phía trái. Các tiếp điểm 2KH-1(29-31) đóng lại, 2KH2(43-27) mở ra hoặc 2KH-3(29-37) đóng lại, 2KH- 4 (41-43) mở ra. Công tác tơ bàn dịch phải BP (31-12) hoặc bàn dịch trái BT (37-14) có điện, cấp điện cho động cơ truyền động bàn ĐAD quay để dịch bàn sang phải hoặc sang trái với tốc độ ăn dao đã đặt. - Nếu muốn di chuyển nhanh bàn dao theo kiểu ăn dao thì ấn nút 5N (41-39) hoặc 6N (41-39). Khi đó công tác tơ Nh (39-10) có điện, đóng điện cho nam châm NS ở mạch lực vào khớp ma sát cơ khí để di chuyển nhanh. - Để di chuyển bàn ra, vào hay lên, xuống thì dùng tay gạt cơ khí ở bên cạnh ụ máy. - Tay gạt này liên kết với hãm khóa 3KH có 3 vị trí, 4 tiếp điểm. Gạt tay gạt ra phía ngoài hoặc vào phía trong thì bàn dịch ra hoặc vào. Nếu gạt tay gạt lên trên hoặc xuống thì bàn dịch lên hoặc xuống. Chuyển động ra, vào bàn hay lên xuống bàn là do chuyển đổi hệ cơ khí. Chuyển động ra hoặc vào, lên hoặc xuống là do đảo chiều quay của động cơ ĐAD. Bàn dịch ra hoặc dịch lên là do công tác tơ BP có điện. Khi đó tiếp điểm 3KH-1 (29-31) đóng lại, 3KH-2 (25-27) mở ra.Bàn dịch vào hoặc dịch xuống là do công tác tơ BT có điện. Khi đótiếp điểm 3KH-3 (29-37) đóng lại, 3KH-4 (23-25) mở ra. - Nếu bàn đang lên, xuống hay ra, vào với tốc độ ăn dao mà muốn di chuyển nhanh thì ấn nút 5N hoặc 6N để cấp điện cho công tác tơ Nh. Quá trình xảy ra tương tự như đã trình bày. Chú ý: 3KH để điều khiển vào, ra, lên, xuống 2KH để qua trái, qua phải 55 d) Truyền động ăn dao (dịch bàn) tự động - Hãm khóa chế độ CĐ ở vị trí điều khiển tự động TĐ. Các chu trình tự động có thể thực hiện được trên máy là: - Chu trình 1: Biên trái – chạy nhanh phải – ăn dao phải – chạy nhanh trái – dừng ở biên trái. - Chu trình 2: Biên phải – chạy nhanh trái – ăn dao trái – chạy nhanh phải – dừng ở biên phải. - Chu trình 3: Ăn dao trái – chạy nhanh phải - ăn dao phải – chạy nhanh trái – ăn dao trái - Các chu trình tự động thực hiện nhờ cam tám vấu lồi tác động vào các hãm khóa để đóng – mở các tiếp điểm. - Giả sử đẩy tay gạt cơ khí ở trước bàn về phía trái. Tiếp điểm 2KH-3 (29-37) đóng lại, tiếp điểm 2KH-4 (41-43) mở ra. Các công tác tơ BT và Nh có điện. Bàn dịch nhanh về phái trái. Khi chi tiết đến gần dao, tay gạt tác động vào cam tám vấu, hãm cắt 5KH bị tỳ, tiếp điểm 5KH (33-39) mở ra. Tiếp điểm 5KH (33-35) đóng lại. Công tác tơ Nh (39-10) mất điện, ngừng chạy nhanh bàn bàn dao về phái trái để tiến hành phay (cắt gọt). Khi phay xong, tay gạt trên bàn tác động vào tay gạt ở trước bàn làm tiếp điểm 2KH-1 (29-31), 2KH-4 (41-43) đóng lại, tiếp điểm 2KH-2 (25-27), 2KH-3 (29- 37) mở ra. - Công tác tơ BT vẫn có điện theo đường: 3-5-13-15-23-25-27-29-33-35-37-BT- 10-8-6-4. Khi tay gạt trên bàn tác động vào cam 8 vấu làm tiếp điểm 5KH (33-35) mở ra, 5KH (33-39) đóng lại thì công tác tơ BT (37-14) mất điện, công tác tơ BP (31-12) và Nh (39-10) có điện, cấp điện mạch lực để di chuyển nhanh bàn về bên phải. - Đến vị trí biên phải, nếu muốn dừng bàn thì gạt tay gạt cơ khí ở trước bàn về giữa. 56 - Nếu không thì thay gạt cơ khí gắn trên bàn tác động cam 8 vấu làm tiếp điểm 5KH (33-35) đóng lại; 5KH (33-39) mở ra, công tác tơ Nh (39-10) mất điện, ngừng chạy nhanh bàn dao để chạy ăn dao. - Khi tay gạt gắn trên bàn tác động vào tay gạt trước bàn thì tiếp điểm 2KH-1 (29-31), 2KH-4(41-43) mở ra, tiếp điểm 2KH2 (25-27), 2KH-3 (29-37) đóng lại. - Contactor BP vẫn có điện theo đường: 5-13-15-23-25-27-29-33-35-31-BP-12- 10-8-6-4. - Khi tay gạt trên bàn tác động vào cam 8 vấu làm tiếp điểm 5KH (33-55) mở ra, 5KH (33-39) đóng lại thì công tác tơ BP (31-12) mất điện, công tác tơ BT (37-14) và Nh (39-10) có điện, cấp điện mạch lực để di chuyển nhanh bàn về bên trái. - Đến vị trí biên trái, tay gạt cơ khí gắn trên bàn lại tác động vào cam 8 vấu và tiếp điểm 5KH (33-35) đóng lại, 5KH (33-39) mở ra, ngừng chạy nhanh để tiến hành ăn dao. 3.5.2.4. Liên động và bảo vệ Truyền động ăn dao chỉ thực hiện được khi trục chính quay nhờ tiếp điểm KT (27-29). - Không thể dịch chuyển bàn theo hai hướng, nhờ có tiếp điểm 2KH-2, 2KH-4, 3KH-2, 3KH-4. - Bảo vệ quá tải động cơ bằng các rơ le nhiệt. - Bảo vệ ngắn mạch bằng các cầu chì 3.6. TRANG BỊ ĐIỆN MÁY MÀI 3.6.1. Khái niệm chung - Mài là hình thức gia công tinh, dùng để gia công tinh với lượng dư bé. Các chi tiết trước khi mài thường đã được gia công trên các máy khác như tiện, phay bào. - Cũng có các máy mài thô với lượng dư lớn (tới 5mm). Đó là mài phá. 57 Hình 3.21: Các sơ đồ mài 1. Đá mài; 2. Chi tiết mài; 3. Chuyển động chính; 4. Ăn dao dọc; 5. Ăn dao ngang; 6. Ăn dao vòng; 7. Đá mài dẫn; 8. Thanh đỡ. - Máy mài có 3 nhóm chính: nhóm máy mài tròn, nhóm máy mài phẳng, nhóm máy mài bóng. - Mài tròn có mài tròn ngoài (hình 3.21a) và mài tròn trong (hình 3.21b). Mài tròn ngoài (mặt trụ ngoài) có thể bằng phương pháp mài có tâm (hình 3.21a) hay mài không tâm (hình 3.21c). - Để mài phẳng trên máy, có thể mài bằng biên đá mài (hình 3.21d) hoặc bằng mặt đá mài (hình 3.21e). - Bàn mài chi tiết có thể là hình chữ nhật (hình 3.21 d,e) hoặc hình tròn (hình 3.21g). Hình 3.22: Máy mài tròn ngoài 58 - Hình 3.22 là hình dáng của một máy mài tròn ngoài. Trên thân máy 1 có bàn máy 2. Bàn máy 2 có ụ đỡ phôi 4 và ụ quay phôi 3 trượt dọc theo bàn máy 2 để thực hiện ăn dao dọc. 3.6.2. Yêu cầu về trang bị điện máy mài 3.6.2.1. Truyền động chính Thường không yêu cầu về thay đổi tốc độ và đảo chiều quay nên động cơ thường sử dụng là không có không đồng bộ rotor lồng sóc. - Tốc độ cắt trung bình ở những máy mài nhỏ khoảng 50m/s nên thường sử dụng đá mài đường kính lớn, tốc độ quay không lớn. - Những máy có đá mài đường kính nhỏ nhất là ở máy mài tròn thì tốc độ đá lớn, khoảng 24.000 đến 48.000 vòng/phút. Có khi tốc độ đến 200.000 vòng/phút 3.6.2.2. Truyền động ăn dao - Bao gồm quay chi tiết, dịch dọc và ngang đá mài (ụ mài) có dải điều chỉnh D từ (6÷8):1 đến (25÷30):1. - Động cơ sử dụng có thể là động cơ xoay chiều (rotor lồng sóc hay nhiều tốc độ kết hợp với ly hợp cơ khí) và động cơ một chiều (hệ T-D hoặc F-D) 3.6.2.3. Truyền động phụ Dùng động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc một tốc độ để bơm dầu, làm mát, dịch chuyển nhanh ụ mài 3.6.3. Trang bị điện máy mài phẳng 3B722 3.6.3.1. Sơ đồ điều khiển - Điện áp cấp cho mạch động lực 220/380 ( 3 pha) cấp ddienj điều khiển hoạt động các động cơ. - Điện áp mạch điều khiển là 127V lấy từ 1BA cung cấp cho cuộn dây của Contactor và các nút điều khiển. - Mạch chiếu sáng có điện áp 36V lấy từ 1BA cung cấp cho đèn chiếu sáng. 59 - Điện áp cho nam châm điện là 110V lấy từ 2BA qua chỉnh lưu thành dòng 1 chiều Hình 3.23: Sơ đồ điện nguyên lý máy mài phẳng 3B722 3.6.3.2. Thành phần của máy mài - Máy có 6 động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc, điện áp 220/380V. + Động cơ bơm thủy lực truyền động bàn ĐTL, công suất 4,5kW, tốc độ 950 vòng/phút. + Động cơ chính quay đá ĐĐ công suất 10kW, tốc độ 1450 vòng/phút. + Động cơ bơm dầu bôi trơn ĐD công suất 0.12kW, tốc độ 1400 vòng/phút. + Động cơ bơm chất lỏng ĐL công suất 0.15kW, tốc độ 2800 vòng/ phút. + Động cơ gạt phoi ĐP công suất 0.12kW, tốc độ 1400 vòng/phút. 60 + Động cơ di chuyển nhanh ụ đá mài lên xuống DU công suất 1kW, tốc độ 930 vòng/phút. - Máy có nam châm điện một chiều để giữ chặt chi tiết trên bàn, điện áp 110V. 3.6.2.3. Nguyên lý làm việc - Ấn nút 1N (7-9), công tác tơ KD (9-12) có điện, đóng mạch động cơ bơm dầu ĐD. Khi dầu đủ áp lực, tiếp điểm áp lực dầu ALD (9-11) đóng lại. Công tác tơ KD (11-12) có điện, để cấp điện cho động cơ quay đá ĐĐ và tự duy trì bằng tiếp điểm KD (7-9) dừng động cơ ĐĐ và ĐD bằng nút ấn 2N (5-7). - Để hút vật mài trên bàn, cần cấp điện cho nam châm 1NC (43-47). Vặn 2CM về vị trí 1 để đóng nguồn cấp cho chỉnh lưu CL, còn tiếp điểm 2CM (5-17) mở ra. Chuyển mạch 2CM có 2 tiếp điểm, 2 vị trí. Vặn 3CM (5 tiếp điểm, 3 vị trí) về vị trí 3. Nam châm 1NC (43-47) có điện vì có tiếp điểm 3CM (41-43) và 3CM (16-14) đóng lại. Rơle dòng RD (47-16) cũng tác động, đóng tiếp điểm RD (5-17) lại để cho động cơ thủy lực ĐTL và hệ di chuyển ụ đá mài có thể làm việc.Tiếp điểm RD đóng điện đèn báo 1Đ, báo bàn từ đã có điện. - Ấn nút 3N (13-15) để cấp điện cho công tác tơ KL (15-12), động cơ ĐL được cấp điện, bơm nước làm mát. Chuyển mạch 1CM có 4 vị trí, 3 tiếp điểm được vặn về vị trí 2. Cũng nhờ 1CM mà động cơ ĐL làm mát có thể làm việc độc lập (1CM ở vị trí 2, tiếp điểm 1CM (5-13) đóng), làm việc cùng với động cơ quay đá mài (1CM ở vị trí 1, tiếp điểm 1CM (9-15) đóng ) và làm việc cùng với động cơ bơm thủy lực (1CM ở vị trí 3, tiếp điểm 1CM (15-21) đóng). Ngừng làm việc của động cơ ĐL khi 1CM ở vị trí 4. - Các nút ấn 6N, 7N dùng cấp điện cho các công tác tơ 1K (35-4) hoặc 2K (39- 4) điều khiển động cơ di chuyển nhanh ụ đá mài ĐU. Ấn nút 4N (19-21), công tác tơ KTL (21-12) có điện đóng mạch cho động cơ bơm thủy lực ĐTL để bàn chuyển động qua lại. - Đóng công tác 2CT (21-23) thì khi bàn đến biên trái, tiếp điểm hành trình 2HT (23-25) đóng lại, nam châm 2NC (25-24) có điện sẽ điều khiển van thủy lực để tự động dịch đá mài ăn sâu xuống vật mài. 61 - Ụ đá mài được dịch theo phương thẳng đứng. Khi bàn dịch đến biên phải, tiếp điểm hành trình 3HT (23-27) đóng lại, nam châm 3NC (27-4) có điện sẽ điều khiển van thủy lực để dịch đá mài ăn sâu vào vật mài - Lấy chi tiếp ra khỏi bàn từ nhờ vặn 3CM về vị trí khử từ (vị trí 1) rồi bỏ tay ra ngay. Tiếp điểm 3CM (43-14) và 3CM (41-45) đóng lại đảo chiều dòng điện câp cho nam châm 1NC (43-47) và hạn chế dòng khử từ nhờ biến trở 2VR (45-16). Khi bỏ tay khỏi 3CM thì do lò xo của chuyển mạch mà 3CM tự quay về vị trí 2 ở giữa. Bàn từ mất điện và cuộn dây 1NC khép kín mạch nối tiếp điện trở phóng điện 1VR (43-18). - Khi không dùng bàn từ giữ vật mài thì vặn 2CM về vị trí 2. 3.6.2.4. Liên động và bảo vệ - Tiếp điểm ALD (9-11) đảm bảo khi đủ dầu bôi trơn thì động cơ quay đá mài mới làm việc được. - Rơle dòng RD (47-16) đảm bảo bàn từ bị đứt mạch thì bàn ngừng di chuyển vì động cơ bơm thủy lực không làm việc. Tiếp điểm RD (5-17) ở mạch công tác tơ KTL (21-12) mở ra. - Khi chuyển tay gạt cơ khí về vị trí làm việc bằng tay, tiếp điểm 1HT (5-29) bị tỳ, nếu đóng lại thì việc di chuyển nhanh ụ đá mài mới làm việc được. - Công tác hành trình 4HT (33-35) không cho ụ đá mài lên quá phía trên. - Bảo vệ quá tải các động cơ bằng rơ le nhiệt. Bảo vệ ngắn mạch bằng cầu chì. CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 3 1. Trình bày nguyên lý làm việc của máy tiện T616? 2. Trình bày nguyên lý làm việc của máy khoan cần 2A55? 3. Trình bày nguyên lý làm việc của máy phay ngang P623? 4. Trình bày nguyên lý làm việc của máy bào ngang 7M37? 5. Trình bày nguyên lý làm việc của máy mài 3B722? 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Vũ Quang Hồi, Trang bị điện – điện tử các máy công nghiệp, NXB GD, 2002 [2] Nguyễn Ngọc Cẩn, Trang bị điện trong máy cắt kim loại, ĐHQG, 2001. [3] Đặng Văn Đào, Kỹ thuật điện,NXB GD, 2001. 63