Lợi ích nhìn thấy đầu tiên là tiết kiệm điện: hiệu suất chuyển đổi nguồn của các bộ biến tần rất cao vì sử dụng các bộ linh kiện bán dẫn công suất chế tạo theo công nghệ hiện đại. Chính vì vậy, năng lượng tiêu thụ cũng xấp xỉ bằng năng lượng yêu
cầu của hệ thống. Qua tính toán với các dữ liệu thực tế, với các chi phí thực tế thì với một động cơ sơ cấp khoảng 100 kW, thời gian thu hồi vốn đầu tư cho một bộ biến tần là khoảng từ 3 tháng đến 6 tháng. Hiện nay ở Việt nam đã có một số xí nghiệp sử dụng máy biến tần này và đã có kết quả rõ rệt.
Với giải pháp tiết kiệm năng lượng bên cạnh việc nâng cao tính năng điều khiển hệ thống, các bộ biến tần hiện nay đang được coi là một ứng dụng chuẩn cho các hệ truyền động cho bơm và quạt.
Nhờ tính năng kỹ thuật cao với công nghệ điều khiển hiện đại nhất (điều khiển tối ưu về năng lượng) các bộ biến tần đang và sẽ làm hài lòng nhiều nhà đầu tư trong nước, trong khu vực và trên thế giới.
Các loại tải nên sử dụng biến tần để tiết kiệm điện:
+ Phụ tải có mô mem thay đổi (điều hòa trung tâm, bơm cấp nước, bơm quạt mát,.).
+ Động cơ luôn chạy non tải mà không thể thay động cơ được thì phải lắp thêm biến tần.
- Điểm đặc biệt nhất của hệ truyền động biến tần - động cơ là có thể điều chỉnh vô cấp tốc độ động cơ. Tức là thông qua việc điều chỉnh tần số bạn có thể điều chỉnh tốc độ động cơ thay đổi theo ý muốn trong một dải rộng.
- Sử dụng bộ biến tần bán dẫn, cũng có nghĩa là bạn mặc nhiên được hưởng rất nhiều các tính năng thông minh, linh hoạt như là tự động nhận dạng động cơ; tính năng điều khiển thông qua mạng; có thể thiết lập được 16 cấp tốc độ; khống chế dòng khởi động động cơ giúp quá trình khởi động êm ái (mềm) nâng cao độ bền kết cấu cơ khí; giảm thiểu chi phí lắp đặt, bảo trì; tiết kiệm không gian lắp đặt; các chế độ tiết kiệm năng lượng,
- Bạn sẽ không còn những nỗi lo về việc không làm chủ, khống chế được năng lượng quá trình truyền động bởi vì từ nay bạn có thể kiểm soát được nó thông qua các chế độ bảo vệ quá tải, quá nhiệt, quá dòng, quá áp, thấp áp, lỗi mất pha, lệch pha, của biến tần.
73 trang |
Chia sẻ: Tiểu Khải Minh | Ngày: 23/02/2024 | Lượt xem: 79 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Giáo trình mô đun Điều khiển động cơ (Trình độ: Cao đẳng) - Trường Cao đẳng Nghề Kỹ thuật Công nghệ Bà Rịa Vũng Tàu, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ât.
- Bảo vệ động cơ không bị quá tải lâu dài (có Rơle nhiệt).
- Thoả mãn điều khởi động (dòng điện khởi động từ 5 đến 7 lần dòng định mức).
Khởi động từ thường được phân chia theo:
- Điện áp định mức của cuộn hây hút: 36V, 127V, 220V, 380V, 500V.
- 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.
b. Lựa chọn khởi động từ
Hiện nay ở nước ta, động cơ không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc có công suất
từ 0,6 đến 100KW được sử dụng rộng rãi. Để điều khiển vận hành chúng, ta
thường dùng khởi động từ. Vì vậy để thuận lợi cho việc lựa chọn khởi động từ, nhà
sản xuất thường không những chỉ cho cường độ dòng điện suất định mức mà còn
cho cả công suất của động cơ điện mà khởi động từ phục vụ ứng với các điện áp
khác nhau.
Để khởi động từ làm việc tin cậy, khi lắp đặt cần phải bắt chặt cứng khởi động
từ trên một mặt phẳng đứng (độ nghiêng cho phép so với trục thẳng đứng 50),
không cho phép bôi mỡ vào các tiếp điểm và các bộ phận động. Sauk hi lắp đặt
khởi động từ và trước khi vận hành, phải kiểm tra:
- Cho các bộ phận chuyển động bằng tay không bị kẹt, vướng.
- Điện áp điều khiển phải phù hợp điện áp định mức của cuộn dây.
- Các tiếp điểm phải tiếp xúc đều và tốt.
- Các dây đấu điện phải theo đúng sơ đồ điều khiển.
- Rơle nhiệt phải đặt khởi động từ cần đặt kẻm theo cầu chì bảo vệ.
28
1.2.5 Rơ le thời gian
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.
Tuỳ theo yêu cầu sử dụng khi lắp ráp hệ thống mạch điều khiển truyền động, ta có
hai loại Rơle thời gian: Rơle thời gian ON DELAY, Rơle thời gian OFF
DELAY.
a. Rơle thời gian ON DELAY.
TR
-Cuộn dây Rơle thời gian: hoặc
Điện áp đặt vào hai đầu cuộn dây Rơle thời gian được ghi trên nhãn, thông
thường 110V, 220V...
-Hệ thống tiếp điểm:
Tiếp điểm tác động không tính thời gian: Tiếp điểm này hoạt động tương tự
các tiếp điểm của Rơle trung gian.
Tiếp điểm tác động định thời: Định thời gian đóng mở
* Nguyên lý hoạt động
Khi cấp nguồn vào cuộn dây của Rơle thời gian ON DELAY, các tiếp điể tác
động không tính thời gian chuyển đổi trạng thái tức thời (thường đóg hở ra, thường
hở đóng lại), các tiếp điể tác động có tính thời gian không đổi. Sau khoảng thời
gain 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.
Sau đây là sơ đồ chân của Rơle thời gian ON DELAY:
Hình 1.23 :Mô tả sơ đồ chân của rơ le thời gian
b.Rơle thời gian OFF DELAY
29
* Ký hiệu:
- Cuộn dây Rơle thời gian:
Điện áp đặt vào hai đầu cuộn dây Rơle thời gian được ghi trên nhãn, thông thường
12, 24 VDC, 110, 220 VAC...
- Hệ thống tiếp điểm:
Tiếp điểm tác động không tính thời gain: Tiếp điểm này hoạt động tương tự các
tiếp điểm của Rơle trung gian.
- Tiếp điểm tác động có tính thời gian:
+ Tiếp điểm thường mở, đóng chậm, mở nhanh:
+ Tiếp điểm thường đóng, mở chậm, đóng nhanh:
* Nguyên lý hoạt động:
Khi cấp nguòn 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 voà 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.
2. Bảng ký hiệu các phần tử trong sơ đồ nguyên lý.
Khi xây dựng sơ đồ nguyên lý mạch điện, cần tuân thủ các ký hiệu thể hiện của các
chi tiết, phần tử của thiết bị điện trên sơ đồ.
Bảng 1.1: Ký hiệu theo tiêu chuẩn Đức
ST
T
KÝ
HIỆU
CHỨC NĂNG ST
T
KÝ
HIỆU
CHỨC NĂNG
1
Nút nhấn thường mở 6
Tiếp điểm thường
mở
2
Nút nhấn thường
đóng
7
Tiếp điểm thường
đóng mở nhanh,
đóng chậm của
timer off delay
30
Bảng 1.2 :Ký hiệu theo tiêu chuẩn Pháp
STT
KÝ
HIỆU
CHỨC NĂNG
ST
T
KÝ
HIỆU
CHỨC NĂNG
1
Tiếp điểm động lực
của Contactor ( K ) 11
Tiếp điểm điều
khiển loại thường
mở ( NO )
2
Tiếp điểm động lực
của Máy cắt điện
(ACB - OCB )
12
Tiếp điểm điều
khiển loại thường
đóng ( NC)
3
Tiếp điểm động lực
của Cầu dao điện (Q
)
13
Tiếp điểm điều
khiển của thiết bị
có tính thời gian (
KT )
4
Tiếp điểm động lực
của Cầu dao - dao
cách ly (Q )
5
Tiếp điểm động lực
của Máy cắt điện (Q
)
6
Tiếp điểm động lực
của các thiết bị mở
tự động ( CB )
14
Tiếp điểm vị trí
của công tắc hành
trình LS (loại
thường đóng)
7
Thiết bị phân đoạn 15
LS
Tiếp điểm vị trí
của công tắc hành
trình LS (loại
thường mở)
8
F
Tiếp điểm thường
đóng tác động trực
tiếp bằng hiệu ứng
nhiệt
16
F
Tiếp điểm thường
mở chiệu sự tác
động của cầu chì (
cầu chì tự rơi )
3
Relay nhiêt
8
Tiếp điểm thường
đóng mở chậm
của timer on delay
4
Động cơ xoay chiều 3
pha
9
Thường mở ( đóng
chậm)
31
9
F
Tiếp điểm thường
đóng tác động trực
tiếp bằng hiệu ứng
từ
17
F
Cầu chì kết hợp
với dao cách ly
10
Tiếp điểm chịu sự
điều khiển của tốc
độä
18
F
Cầu chì tác động
nhanh (có dạng
hình viên đạn )
Bảng 1.3: Ký hiệu theo tiêu chuẩn Mỹ
Bảng 1.4: Ký hiệu theo tiêu chuẩn Việt nam
STT
KÝ HIỆU CHỨC NĂNG STT KÝ
HIỆU
CHỨC NĂNG
1
Cuộn dây của Relay
hoặc Contactor
6
Tiếp điểm thường
mở đóng chậm của
timer on delay
2
Relay trung gian 7
Tiếp điểm thường
mở mở nhanh,
đóng chậm của
timer off delay
3
Relay thời gian
Tiếp điểm thường
đóng mở nhanh,
đóng chậm của
timer off delay
4
Tiếp điểm thường
đóng mở chậm của
timer on delay
STT
KÝ
HIỆU
CHỨC NĂNG STT KÝ
HIỆU
CHỨC NĂNG
1
Cuộn dây của Relay
hoặc Contactor
6
Động cơ KĐB 3
pha Rotor lồng sóc
2
Cuộn dây của Relay
loại Off - Delay
7
Động cơ KĐB 3
pha Rotor dây
quấn
3
Cuộn dây của Relay
loại On Delay
8
Động cơ điện một
chiều
n
KT
M
M
K
M
32
1
Tiếp điểm thường
mở
( NO)
6
Tiếp điểm rơ le
thời gian ( on
delay)
2
Tiếp điểm thường
đóng
( NC)
7
Nút nhấn thường
hở
3
Tiếp điểm rơ le thời
gian ( off delay)
8
Nút nhấn thường
đóng
4
Rơ le nhiệt 9
CB 1 pha và 3 pha
5
Rơ le nhiệt
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
1.1: Chọn CB dùng để đóng cắt cho mạch gồm các thiết bị sau :10 bộ đèn, mỗi bộ
có công suất: 40W; Udm = 220V; Cos = 1. 10 quạt, mỗi quạt có công suất 60W;
Udm = 220V; Cos = 0.9
1. 2: Chọn CB dùng để đóng cắt cho động cơ ba pha có thông số Pdm=5HP; Udm=
380V; Cos dm =0.8; Kmm = 3
1.3: Chọn CB để đóng cắt cho mạch 2 động cơ 3 pha có thông số sau:
Động cơ 1: P1dm = 5HP; U1dm = 380 V; Cos 1dm = 0.8; Kmm = 4.
Động cơ 2: P2dm =7.5HP; U2 = 380V; Cos 2 = 0.85; Kmm = 5.
4
Cuộn dây của Relay
thời gian loại On-Off
Delay
9
Chuông điện
5
E
Bóng đèn ký
hiệu
chung (E)
10
Phần tử nhiệt của
rơ le nhiệt (sử
dụng hiệu ứng từ )
33
BÀI 2 : MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KĐB 3 PHA RÔTO LỒNG SÓC QUAY
MỘT CHIỀU
Giới thiệu:
Động cơ điện tiêu thụ khoảng 65% tổng năng lượng điện, tiêu thụ 76% tổng năng
lượng điện trong công nghiệp và máy điện không đồng bộ tiêu thụ 90% trong tổng
số đó.Lý do động cơ KDB được sử dụng rộng rãi một mặt là vì tính mạnh mẽ, tinh
cậy, dễ bảo trì và tương đối rẻ, kích thước gọn nhẹ hơn nhiều động cơ một chiều có
cùng công suất. Mặt khác, hiện nay các kỹ thuật điều khiển động cơ KĐB rất phát
triển nên cải thiện được hiệu suất cho động cơ.
Mục tiêu:
- Trình bày được chức năng của từng khí cụ, thiết bị trong mạch điện điều khiển
động cơ KĐB 3 pha rôto lồng sóc quay một chiều
- Phân tích được nguyên lý hoạt động của mạch điện điều khiển động cơ KĐB 3
pha quay 1 chiều
- Lắp đặt được mạch điện điều khiển động cơ KĐB 3 pha rôto lồng sóc quay một
chiều
- Sửa chữa được các hư hỏng thường gặp khi lắp đặt và vận hành mạch điện
Nội dung chính:
1. Sơ đồ nguyên lý.
Hình 2.1 Mạch khởi động trực tiếp không đảo chiều ĐKB roto lồng sóc.
- Áp tô mát: CB để khống chế toàn bộ mạch điện cung cấp đến động cơ, bảo
mạch điện khi xảy ra sự cố .
- Cầu chì CC1 bảo vệ ngắn mạch ở mạch lực,CC2bảo vệ ngắn mạch cho mạch
điều khiển.
- K là công tắc tơ điều khiển mạch.
CB
K
RN
ĐC
K
M
D
K
RN
CC
34
- RN rơle nhiệt bảo vệ quá tải và mất pha,
- ĐC là động cơ cần điều khiển.
- D và M là các nút ấn dừng và nút ấn mở máy.
2. Nguyên lý hoạt động
Khi đóng cầu dao CB, động cơ chưa hoạt động được, mạch điện ở trạng thái ch.
Nếu ấn nút M cuộn K có điện, đóng K để duy trì đồng thời đóng K ở mạch lực,
động lực cơ được nối với lưới điện, bắt đầu làm việc.
Muốn dừng ấn nút D, mạch điều khiển bị mất điện, nhả các tiếp điểm K ra. Động
cơ được loại khỏi lưới điện.
Nếu trong quá trình làm việc động cơ bị quá tải hoặc mất pha, dòng điện các pha
sẽ tăng cao làm rơle nhiệt tác động, cắt điện mạch điều khiển. Động cơ được loại
khỏi lưới điện.
3. Lắp đặt mạch điện.
Yêu cầu:
Lắp đặt được mạch điều khiển động cơ quay một chiều hoàn chỉnh đảm bảo
mạch hoạt động tốt, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.
Trình tự thực hiện:
+ Bước 1: Chuẩn bị dụng cụ và lựa chọn thiết bị, vật tư:
Dựa vào điện áp và dòng điện làm việc của các thiết bị và khí cụ để chọn. Dùng
VOM và mắt thường quan sát tình trạng của các thiết bị và khí cụ.
- Dụng cụ: Kìm(cắt, tuốt dây),tuốt nơ vít(dẹt, bốn chấu), VOM.
- Thiết bị: KĐT đơn, nút ấn, động cơ 3 pha, cầu dao.
- Vật tư: Táp lô, dây dẫn, ốc vít , panel thực hành.
+ Bước 2: Bố trí và cố định các thiết bị:
Bố trí các thiết bị lên bảng táplô sao cho thật ngay ngắn, chặt chẽ, hợp lý về
khoảng cách sao cho khi đi dây gọn nhất (kể cả đi dây điều khiển lẫn động lực) sau
đó dùng đinh vít định vị các thiết bị lên bảng táplô hoặc bảng thực hành
+Bước 3: Đấu dây:
Dựa vào sơ đồ nguyên lý tiến hành đấu dây:
-Đấu dây mạch điều khiển bắt đầu tiến hành đấu dây từ nút ấn, dây điều khiển từ
nút ấn đi ra ta luôn đấu sao cho tối thiểu nhất nếu có thể mà không ảnh hưởng đều
sự tác động của sơ đồ
-Đấu dây mạch động lực :Dùng dây dẫn 3 pha từ sau CB đầu vào 3 đầu của 3
tiếp điểm động lực( phía không có rơ le nhiệt) sau đó từ rơ le nhiệt nhiệt đầu vào 3
đầu dây của động cơ(động cơ có thể đã được đấu sao hoặc tam giác).
35
Hình 2.2 Sơ đồ đấu nối mạch động lực.
+Bước 4: Kiểm tra lại mạch:
Dùng đồng hồ VOM thang đo R để kiểm tra:
- Mạch điều khiển:
Mạch khởi động: Đặt 2 que đo vào 2 đầu dây nguồn của mạch điều khiển, ấn nút
M nếu kim chỉ thị giá trị điện trở cuộn dây contactor thì mạch tốt; Nếu kim chỉ R=
∞, ta phải chia mạch ra các đoạn để kiểm tra, sữa chữa: cố định 1 que đo tại 1 điểm,
que đo còn lại di chuyển đến các điểm nối, tại điểm đo nào có R= ∞ thì tại điểm đó
có sự cố, nếu dây đứt thì thay dây, nếu tiếp điểm không tiếp xúc thì sữa chữa lại
tiếp điểm.
Mạch duy trì: Đặt 2 que đo vào 2 đầu dây nguồn của mạch điều khiển, cưỡng ép
contactor K, nếu kim chỉ thị giá trị điện trở cuộn dây contactor thì mạch tốt; Nếu
kim chỉ R= ∞, ta phải chia mạch ra các đoạn để kiểm tra, sữa chữa: cố định 1 que
đo tại 1 đầu nút ấn M, que đo còn lại di chuyển đến các điểm nối của mạch duy trì,
tại điểm đo nào có R= ∞ thì tại điểm đó có sự cố, nếu dây đứt thì thay dây, nếu tiếp
điểm không tiếp xúc thì sữa chữa lại tiếp điểm.
Dừng: Đặt 2 que đo vào 2 đầu dây nguồn của mạch điều khiển, ấn nút M, kim chỉ
thị giá trị điện trở cuộn dây contactor, ấn nút D nếu kim chỉ R= ∞ thì mạch tốt, nếu
kim vẫn chỉ thị giá trị điện trở cuộn dây contactor thì phải sữa chữa lại tiếp điểm D
do bị dính.
- Mạch động lực:
Đặt các que đo vào các điểm trên cầu dao(cầu dao đóng) cưỡng ép contactor K,
nếu kim chỉ thị giá trị điện trở cuộn dây stator thì mạch tốt; Nếu kim chỉ R= ∞, ta
phải chia mạch ra các đoạn để kiểm tra, sữa chữa: cố định 1 que đo tại 1 điểm, que
đo còn lại di chuyển đến các điểm nối, tại điểm đo nào có R= ∞ thì tại điểm đó có
36
sự cố, nếu dây đứt thì thay dây, nếu tiếp điểm không tiếp xúc thì sữa chữa lại tiếp
điểm.
+Bước 5: Đóng điện vào mạch cho vận hành
Nếu các điều kiện an toàn đã đảm bảo ta đóng điện cấp nguồn cho mạch điện vận
hành
Bảng 2.1 : Nguyên nhân sai hỏng và biện pháp khắc phục
TT Hiện tượng Nguyên nhân
Cách khắc
phục
1 Nhấn nút mạch hoạt động;
buông tay mạch mất điện.
Tiếp điểm duy trì tiếp
xúc không tốt hoặc
chưa đ6ú tiếp điểm duy
trì
Kiểm tra và
đấu lại tiếp
điểm duy trì
2 Mạch điều khiển có điện
nhưng động cơ không chạy
Chưa cấp nguồn cho
mạch động lực. Hoặc
rơ le nhiệt bị hỏng
Đóng CB
mạch động
lực hoặc thay
rơ le nhiệt
3 Khởi động động cơ chạy
nhưng phát ra tiếng kêu lớn
Đấu dây mạch động lực
không chặt dẫn đến mất
pha cấp vào động cơ.
Kiểm tra lại
mạch động
lực và đấu nối
lại cho chắc
chắn
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
2.1 Thiết kế và lắp đặt mạch điện điều khiển động cơ KĐB 3 pha thỏa mãn yêu cầu
sau:
- Muốn điều khiển động cơ tại vị trí 1: Nhấn M1: động cơ DC chạy, nhấn D1
động cơ DC dừng.
- Muốn điều khiển động cơ tại vị trí 2: Nhấn M2: động cơ DC chạy, nhấn D2
động cơ DC dừng.
2.2 Phân tích nguyên lý hoạt động của mạch điện sau:
37
BÀI 3: MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐẢO CHIỀU ĐỘNG CƠ KĐB 3 PHA RÔTO LỒNG
SÓC
Giới thiệu:
Trong thực tế, đảo chiều động cơ KĐB được ứng dụng rất phổ biến như hệ thống
đống mở cửa tự động ở cổng trường, ngân hàng, thang máy... , bài học này trang bị
cho người học những kiến thức, kỹ năng cơ bản về quá trình lắp đặt và điều khiển,
vận hành đảo chiều động cơ xoay chiều 3 pha rô to lồng sóc.
Mục tiêu:
- Phân tích được sơ đồ nguyên lý của mạch.
- Lắp đặt được mạch điều khiển đảo chiều quay động cơ KĐB 3 pha.
- Nhận biết và sửa chữa được một số sai hỏng trong quá trình lắp đặt
Nội dung chính:
1. Sơ đồ nguyên lý
❖ Mạch động lực
- L1L2L3: nguồn 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
Hình 3.1 Mạch khởi động trực tiếp có đảo chiều ĐC ĐKB roto lồng sóc.
38
❖ Mạch điều khiển
- 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. Nguyên lý hoạt động
Khi chưa đóng CB 1 pha và CB 3 pha thì động cơ chưa hoạt động, vì mạch
chưa được cung cấp điện. Các đèn báo hiệu chưa sáng.
Khi đóng CB 1 pha và CB 3 pha, đèn H5 sáng báo có nguồn điện vào mạch
điều 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 tiếp điểm chính K1 đóng lại động cơ quay thuận và đồng thời đóng luôn
các tiếp điểm phụ K1(song song với nút ON1) để duy trì dòng điện luôn cung
cấp cho cuộn dây K1 và mở tiếp điểm phụ K1 thường đóng để khoá chéo cuộn
dây K2 luôn luôn không 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 tiếp điểm chính K2 đóng lại động cơ quay nghịch và đồng thời đóng luôn
các tiếp điểm phụ K2 (song song với nút ON2) để duy trì dòng điện luôn cung
cấp cho cuộn dây K2 và mở tiếp điểm phu K2 thường đóng để khoá chéo cuộn
dây K1 luôn luôn không có điện. Lúc này đèn H2 sáng báo hiệu động cơ đang
quay nghịch.
Muốn chuyển đổi động cơ đang quay thuận qua nghịch hoặc ngược lại ta
không cần phải nhấn nút OFF, vì khi ta nhấn ON1 thì OFF1 đã mở không cho
điện vào K2 (hoặc khi ta nhấn ON2 thì OFF2 đã mở không cho điện vào K1) –
mạch điều khiển 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 hoạt
động, đồng thời tiếp điểm phụ (tiếp điểm duy trì–tiếp điểm song song với nút
39
ON1, 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
báo hiệu động cơ không hoạt động.
Nếu động cơ đang hoạt động, bị quá tải thì tiếp điểm phụ của rơ le nhiệt RN
tác động ngắt điện đi vào công tắc tơ làm cho động cơ ngừng hoạt động, đồng
thời đèn 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
cố phải dừng khẩn.
3. Lắp đặt mạch điện
Yêu cầu:
Lắp đặt được mạch đảo chiều trực tiếp( sử dụng nút bấm) hoàn chỉnh đảm bảo
mạch hoạt động tốt, đảm bảo an toàn.
Trình tự thực hiện:
+ Bước 1: Chuẩn bị dụng cụ và lựa chọn thiết bị, vật tư:
Dựa vào điện áp và dòng điện làm việc của các thiết bị và khí cụ để chọn. Dùng
VOM và mắt thường quan sát tình trạng của các thiết bị và khí cụ.
- Dụng cụ: Kìm(cắt, tuốt dây),tuốt nơ vít(dẹt, bốn chấu), VOM.
- Thiết bị: KĐT kép, nút ấn, động cơ 3 pha, cầu dao.
- Vật tư: Táp lô, dây dẫn, ốc vít, Panel .
+ Bước 2: Bố trí và cố định các thiết bị:
Bố trí các thiết bị lên bảng táplô sao cho thật ngay ngắn, chặt chẽ, hợp lý về
khoảng cách sao cho khi đi dây gọn nhất (kể cả đi dây điều khiển lẫn động lực) sau
đó dùng đinh vít định vị các thiết bị lên bảng táplô
+Bước 3: Đấu dây:
Dựa vào sơ đồ nguyên lý tiến hành đấu dây.
-Đấu dây mạch điều khiển bắt đầu tiến hành đấu dây từ nút ấn, dây đều khiển từ
nút ấn đi ra ta luôn đấu sao cho tối thiểu nhất nếu có thể mà không ảnh hưởng đều
sự tác động của sơ đồ.
-Đấu dây mạch động lực :Dùng dây dẫn 3 pha từ sau CB đấu vào 3 đầu của 3
tiếp điểm động lực K1 ( phía không có rơ le nhiệt) sau đó đấu qua K2, từ sau K2
đấu về sau K1 ( chú ý đảo pha) sau đó từ rơ le nhiệt nhiệt đầu vào 3 đầu dây của
động cơ.
40
Hình 3.2 Sơ đồ đấu dây mạch động lực
+Bước 4: Kiểm tra lại mạch:
Tương tự như cách kiểm tra mạch khởi động từ đơn nhưng cần kiểm tra thêm
bảo vệ liên động.
+Bước 5: Đóng điện vào mạch cho vận hành
Nếu các điều kiện an toàn đã đảm bảo ta đóng điện cấp nguồn cho mạch điện vận
hành.
Bảng 3.1 Những sai hỏng thường gặp, nguyên nhân và cách khắc phục
TT Hiện tượng
Nguyên nhân Cách khắc
phục
1
Khi đóng CB, ấn nút
ON1,ON2 mạch không
hoạt động.
Thường do không có
nguồn, tiếp xúc các
tiếp điểm không tốt
dây dẫn bị đứt hoặc
do tiếp điểm của RN
chưa đóng.
Kiểm tra và đấu
lại
2
Mạch điều khiển làm việc
tốt nhưng động cơ không
quay
- Đấu sai mạch động
lực.
- Đấu dây mạch động
lực tiếp xúc không
tốt
- Chưa cấp nguồn
cho mạch động lực.
Kiểm tra và đấu
lại tiếp điểm
3 Khởi động động cơ chạy
nhưng phát ra tiếng kêu lớn
Đấu dây mạch động
lực không chặt dẫn
đến mất pha cấp vào
động cơ.
Kiểm tra lại
mạch động lực
và đấu nối lại
cho chắc chắn
41
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
3. 1 Thiết kế và lắp đặt mạch điện thỏa mãn yêu cầu công nghệ sau:
- Nhấn nút MT động cơ quay theo chiều thuận, đồng thời đèn xanh sáng báo
chế độ quay thuận.
- Nhấn nút Mn động cơ quay theo chiều nghịch, đồng thời đèn vàng sáng báo
chế độ quay ngược.
- Để đảo chiều quay từ tuận sang ngịch và ngược lại phải qua nút dùng
- Nếu có sự cố quá tải thì RN tác động, đèn đỏ sáng báo có sự cố
- Bảo vệ ngắn mạch qua CB
- Mạch có hệ thống đo lường dòng điện, điện áp và có các đèn tín hiệu nguồn.
3.2. Giải thích nguyên lý tác động của mạch điện sau:
Với HCN, HCT là 2 công tắc hành trình giới hạn di chuyển của xe.
42
BÀI 4: MẠCH ĐIỆN MỞ MÁY ĐỘNG CƠ KĐB 3 PHA RÔTO LỒNG SÓC
BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỔI NỐI SAO- TAM GIÁC
Giới thiệu
Trong quá trình vận hành điều khiển các thiết bị điện hoạt động, với việc đảm
bảo quá trình vận hành vận hành và làm việc an toàn cho động cơ thì cần có các
biện pháp khởi động để hạn chế dòng điện cho động cơ. Bài học này cung cấp cho
người học kiến thức, kỹ năng lắp đặt, đấu nối và vận hành mạch khởi động động cơ
bằng phương pháp đổi nối sao- tam giác.
Mục tiêu:
- Trình bày được chức năng của các khí cụ trong sơ đồ mạch điện điều khiển mở
máy động cơ KĐB 3 pha rôto lồng sóc bằng phương pháp đổi nối sao- tam giác
- Phân tích được nguyên lý hoạt động của mạch điện điều khiển mở máy động cơ
KĐB 3 pha rôto lồng sóc bằng phương pháp đổi nối sao- tam giác
- Lắp đặt, vận hành được mạch điện điều khiển mở máy động cơ KĐB 3 pha rôto
lồng sóc bằng phương pháp đổi nối sao- tam giác an toàn, đúng yêu cầu kỹ thuật
- Sửa chữa được các hư hỏng thường gặp khi lắp đặt và vận hành mạch điện
Nội dung chính:
1. Sơ đồ nguyên lý
Hình 4.1 Mạch khởi động bằng đổi nối sao- tam giác.
6 7 8
1 2 3 4 5 15 16
Đ
T D N
R
N
N T
MN
T
N
CC
9 10
MT
N
T RTZ K2
11 12 RTZ
K2 K1
K2 RTZ
K
2
13 14 K1
K1
K2
RN
N T
L1 L2 L3
CB
43
- CB: Cầu dao đóng cắt và bảo vệ mạch điện;
- CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch cho mạch động lực và mạch điều khiển;
-D, MT, MN: Các nút ấn dừng, mở thuận và mở ngựơc;
- T và N: Công tắc tơ khống chế quay thuận và quay ngược;
- RTZ : Rơle thời gian khống chế quá trình khởi động;
-K1: công tắc tơ nối cuộn dây stato hình sao;
-K2: CTT nối cuộn dây stato hình tam giác;
-RN: Rơle nhiệt bảo vệ quá tải cho động cơ.
2. Nguyên lý hoạt động:
Đóng CBcấp điện cho mạch. Muốn động cơ quay theo chiều thuận ấn MT, công
tắc tơ T có điện, các tiếp điểm T (3-4) và T(2-9) đóng lại để tự duy trì và cấp
điện cho RTZ và K1. Các tiếp điểm T và K1 ở mạch động lực đóng lại, động cơ
khởi động theo chiều thuận với cuộn dây stato được nối hình sao.
Sau thời gian chỉnh định của RTZ, tiếp điểm thường kín mở chậm RTZ (9-11)
mở ra, K1 mất điện mở các tiếp điểm K1 ở mạch động lực ra. Đồng thời tiếp điểm
thường hở đóng chậm RTZ (9-13) đóng lại cấp điện cho công tắc tơ K2. K2 có
điện đóng tiếp điểm K2 (9-13) lại để tự duy trì, mở tiếp điểm K2 (9-10) cắt điện
RTZ, tiếp điểm K2 (11-12) mở ra tránh K1 tác động trở lại khi RTZ mất điện.
Đồng thời các tiếp điểm K2 ở mạch động lực đóng lại, động cơ tiếp tục khởi động
và làm việc với cuộn dây stato được đấu hình tam giác.
Muốn động cơ quay theo chiều ngược, ấn MN, N có điện động cơ được nối vào
lưới với thứ tự đảo 2 pha. Quá trình khởi động tương tự như khi ta cho quay theo
chiều thuận.
Muốn dừng động cơ ấn D, T (hoặc N), K2 mất điện động cơ được cắt ra khỏi
lưới và dừng tự do.
3. Lắp đặt mạch điện.
Yêu cầu:
Lắp đặt được mạch mở máy bằng đổi nối Sao – Tam giác hoàn chỉnh đảm bảo
mạch hoạt động tốt, đảm bảo an toàn.
Trình tự thực hiện:
+ Bước 1: Chuẩn bị dụng cụ và lựa chọn thiết bị, vật tư:
Dựa vào điện áp và dòng điện làm việc của các thiết bị và khí cụ để chọn. Dùng
VOM và mắt thường quan sát tình trạng của các thiết bị và khí cụ.
- Dụng cụ: Kìm(cắt, tuốt dây),tuốt nơ vít(dẹt, bốn chấu), VOM.
- Thiết bị: Contactor, nút ấn, rơle nhiệt, rơle thời gian, , động cơ 3 pha Sao-tam
giác 660V/380V, cầu dao/ CB.
- Vật tư: Táp lô, dây dẫn, ốc vít .
+ Bước 2: Bố trí và cố định các thiết bị:
44
Bố trí các thiết bị lên bảng táplô sao cho thật ngay ngắn, chặt chẽ, hợp lý về
khoảng cách sao cho khi đi dây gọn nhất (kể cả đi dây điều khiển lẫn động lực) sau
đó dùng đinh vít định vị các thiết bị lên bảng táplô.
+Bước 3: Đấu dây:
Dựa vào sơ đồ nguyên lý tiến hành đấu dây.
- Mạch điều khiển : Xác định đúng vị trí cần đấu, đấu chắc chắn không bavia,
đấu dây gọn gàng không chồng chéo
- Mạch động lực : Yêu cầu: Xác định đúng các tiếp điểm mạch động lực,đấu
chắc chắn không bavia, đấu dây gọn gàng không chồng chéo
+Bước 4: Kiểm tra lại mạch:
Dùng đông hồ VOM để kiểm tra lại mạch
- Chuyển thang đo của đồng hồ về thang đo điện tra (Rx10 hoặcRx100), đặt
hai đầu que đo của VOM vào hai đầu nguồn mạch điều khiển và quan sát.
- Nếu đồng hồ lên mạch bị bị sự cố .
- Nếu kim đồng hồ không lên thì chúng ta lần lượt điều khiển và kiểm tra
mạch nếu có sự cố thì tiến hành sửa chữa.
Kiểm tra mạch động lực:
Lần lượt đặt hai que đo vào trước các tiếp điểm mạch động lực, nhấn cưỡng bức
contactor để kiểm tra sự thông mạch của các pha.
+Bước 5: Đóng điện vào mạch cho vận hành
Bảng 4.1: Nguyên nhân sai hỏng và biện pháp khắc phục
TT Hiện tượng
Nguyên nhân Cách khắc
phục
1 Mạch không hoạt động
- Chưa cấp nguồn cho
mạch
- Các dây tiếp xúc không
tốt
Kiểm tra, đóng
điện cho mạch.
Đấu lại
2 Khởi động động cơ chạy
nhưng phát ra tiếng kêu
lớn
Đấu dây mạch động lực
không chặt dẫn đến mất
pha cấp vào động cơ.
Kiểm tra lại
mạch động lực
và đấu nối lại
cho chắc chắn
3 Khởi động động cơ chạy
nhưng tốc độ động cơ
không thay đổi
Chưa cài đặt thời gian
cho rơ le, hoặc tiếp điểm
rơ le thời gian bị hỏng
Cài đặt thời gian
cho rơ le, kiểm
tra lại tiếp điểm
45
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
4. 1. trình bày các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB 3 Pha?
4.2. Phân tích nguyên lý hoạt động của mach điều khiển 2 cấp tốc độ động cơ sau:
Hình 4.2 Mạch điều khiển 2 cấp tốc độ kiểu ( - YY)
Myy
Yy1
Yy2
M
yy
yy
1 3 5
7
9
11
13
15
2 d
3
Yy1
Yy2 Yy2
A1
x1
A2
x2
46
BÀI 5: MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN TUẦN TỰ HỆ THỐNG ĐỘNG CƠ KĐB 3
PHA RÔTO LỒNG SÓC
Giới thiệu :
Hiện nay, nhu cầu điều khiển và vận hành dây chuyền sản xuất cũng như điều
khiển các loại động cơ 3 pha ứng dụng rất nhiều trong các nhà máy. Do đó, bài học
này trang bị cho người học những kiến thức, kỹ năng sơ đồ nguyên lý cơ bản về
quá trình lắp đặt và điều khiển, vận hành hệ thống các động cơ trong các dây
chuyền sản xuất.
Mục tiêu :
- Trình bày được chức năng của các khí cụ trong sơ đồ mạch điện điều khiển tuần
tự hệ thống động cơ KĐB 3 pha rôto lồng sóc
- Phân tích được nguyên lý hoạt động của mạch điện điều khiển tuần tự hệ thống
động cơ KĐB 3 pha rôto lồng sóc
- Lắp đặt, vận hành được mạch điện điều khiển tuần tự hệ thống động cơ KĐB 3
pha rôto lồng sóc đảm bảo an toàn, đúng yêu cầu kỹ thuật
- Sửa chữa được các hư hỏng thường gặp khi lắp đặt và vận hành mạch điện
Nội dung chính :
1.Sơ đồ nguyên lý.
RN1 RN2
Đ1
RN1
K1
CC1
CD
K2
Đ2
RN2
RTZ 4 K2
CC2
D
RTZ
1 2 3
M
RTZ
K1 D
Hình 5.1 Mạch điều khiển khởi động tuần tự 2 động cơ
47
-CD: Cầu dao đóng cắt mạch điện.
-CC1, CC2: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch cho mạch động lực và mạch
-D, M: Các nút ấn dừng, mở máy.
-K1, K2: Các công tắc tơ khống chế chiều quay động cơ .
-RTZ : Rơ le khống chế quá trình khởi động của ĐC2 .
-RN: Rơle nhiệt bảo vệ quá tải cho động cơ.
-Đ1, Đ2 : Động cơ KĐB ba pha rôto lồng sóc.
2. Nguyên lý hoạt động
Cấp nguồn cho mạch động lực và mạch điều khiển. Muốn các động cơ lam việc
ta nhấn M côngtăctơ có điện tác động cấp điện cho đông cơ ĐC1 lam việc đông thời
rơle thời gian có điện sau một thời gian chỉnh định rơle tác động cấp điện cho công
tăc tơ K2 , công tăc tơ K2 tác động đóng điện cho động cơ ĐC2 lam việc.
Muốn dừng động cơ, nhấn nút D, các công tắc tơ mất điện, động cơ được cắt ra
khỏi nguồn và dừng tự do.
3.Lắp đặt mạch điện.
Yêu cầu:
Lắp đặt được mạch khởi động tuần tự hoàn chỉnh đảm bảo mạch hoạt động tốt,
đảm bảo an toàn.
Trình tự thực hiện:
+ Bước 1: Chuẩn bị dụng cụ và lựa chọn thiết bị, vật tư:
- Dụng cụ: Kìm(cắt, tuốt dây),tuốt nơ vít(dẹt, bốn chấu), VOM.
- Thiết bị: KĐT kép, nút ấn, động cơ 3 pha, cầu dao, timer.
-Vật tư: Táp lô, dây dẫn, ốc vít .
Dựa vào điện áp và dòng điện làm việc của các thiết bị và khí cụ để chọn.
Dùng VOM và mắt thường quan sát tình trạng của các thiết bị và khí cụ.
+ Bước 2: Bố trí và cố định các thiết bị:
Bố trí các thiết bị lên bảng táplô sao cho thật ngay ngắn, chặt chẽ, hợp lý về
khoảng cách sao cho khi đi dây gọn nhất (kể cả đi dây điều khiển lẫn động lực) sau
đó dùng đinh vít định vị các thiết bị lên bảng táplô
+Bước 3: Đấu dây:
Dựa vào sơ đồ nguyên lý tiến hành đấu dây.
-Đấu dây mạch điều khiển bắt đầu tiến hành đấu dây từ nút ấn, dây đều khiển từ
nút ấn đi ra ta luôn đấu sao cho tối thiểu nhất nếu có thể mà không ảnh hưởng đều
sự tác động của sơ đồ
-Đấu dây mạch động lực :
+Bước 4: Kiểm tra lại mạch:
48
Dùng đồng hồ VOM kiểm tra thông mạch đối với mạch điều khiển và động lực.
Quy trình và hướng dẫn kiểm tra tương tự như các bài học trước.
+Bước 5: Đóng điện vào mạch cho vận hành
Nếu các điều kiện an toàn đã đảm bảo ta đóng điện cấp nguồn cho mạch điện vận
hành
Các sai hỏng thường gặp hiện tượng nguyên nhân và biện pháp khắc phục
Bảng 5.1: Nguyên nhân sai hỏng, biện pháp khắc phục
TT HIỆN TƯƠNG NGUYÊN NHÂN BIỆN PHÁP KHĂC
PHỤC
1 -Mạch không hoạt
động
-Chưa có điện áp
nguồn
Các mối nối tiếp xúc
không tốt
-Kiểm tra lai nguồn
-Kiểm tra lại các mối
nối
2 -Mạch không duy trì -Chưa đấu tiếp điểm
duy trì
- Kiểm tra, đấu lại
3 - Động cơ 2 không
hoạt động
- Rơ le thời gian không
tác động .
-Kiểm tra. đấu lại
4 Khởi động động cơ
chạy nhưng phát ra
tiếng kêu lớn
Đấu dây mạch động lực
không chặt dẫn đến mất
pha cấp vào động cơ.
Kiểm tra lại mạch
động lực và đấu nối
lại.
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
1.1 Phân tích nguyên lý hoạt động của mạch điện sau :
Hình 5.2 Mạch điều khiển khởi động tuần tự 2 động cơ
49
1.2 Phân tích nguyên lý hoạt động của mạch điện sau :
RT
Z2
RN
2
K
2
K
4
L1
L2
L3
N
K
1
R
N1
ÑC
22
ÑC
1
K
3
R
N2
CB
K
2
RT
Z1
K
1
K
3
K
4
K
4
K
3
RT
Z2
RT
Z2
K
1
D
RN
1
K
2
M
C
C
RT
Z1
Hình 5.3 Mạch điều khiển khởi động tuần tự 2 động cơ
50
BÀI 6 : MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ DC QUA 2 CẤP
ĐIỆN TRỞ
Giới thiệu:
Khoa học công nghệ ngày càng phát triển, để đảm bảo độ chính xác trong việc
điều khiển hoặc vận hành một số thiết bị sử dụng điện cũng như an toàn trong quá
trình vận hành, tiết kiệm điện năng thì động cơ điện 1 chiều ngày càng được sử
dụng phổ biến. Do đó, bài học này cung cấp cho người kiến thức, kỹ năng cơ bản
về lắp đặt và điều khiển động cơ điện một chiều.
Mục tiêu:
- Giải thích được ứng dụng của mạch điện điều khiển khởi động động cơ DC qua
2 cấp điện trở
- Phân tích được nguyên lý hoạt động của mạch điện điều khiển khởi động động
cơ DC qua 2 cấp điện trở
- Lắp đặt, vận hành được mạch điện điều khiển khởi động động cơ DC qua 2 cấp
điện trở đảm bảo an toàn, đúng yêu cầu kỹ thuật
- Sửa chữa được các hư hỏng thường gặp khi lắp đặt và vận hành mạch điện
Nội dung chính:
1. Sơ đồ nguyên lý
Hình 6.1: Mạch khởi động và hãm dừng động cơ DC
-CB: Ap tô mát dùng để đóng cắt, bảo vệ mạch điện.
N L
C
K
§
R
F
K
- +
+ -
®
t
t n
n
R
H
R
N
R
N
t
n
M N
t
2 1
13
9 11
d
M T
3
5 7 n 4 6
K H
R T
H
n t
K H
h
K H
t
n
R
N
R T
H
15 1
7
21
C
c
C
B
K
H
51
-CC:Cầu chì bảo vệ ngắn mạch
-D, M: Các nút ấn dừng, mở máy.
-T: công tắc tơ điều khiển động cơ quay thuận .
- N: công tắc tơ điều khiển động cơ quay nghịch .
-RTH : Rơ le khống chế quá trình hãm .
-RN: Rơle nhiệt bảo vệ quá tải cho động cơ.
-Đ : Động cơ DC.
2. Nguyên lý hoạt động:
Nhấn MT : Công tắc tơ T có điện, đóng tiếp điểm T(3-5) duy trì. Mạch động lực
tiếp điểm T đóng lại, cấp nguồn một chiều cho động cơ quay theo chiều thuận.
Nhấn MN: Công tắc tơ N có điện, đóng tiếp điểm N(3-9) duy trì. Mạch động lực
tiếp điểm T đóng lại, cấp nguồn một chiều cho động cơ quay theo chiều nghịch.
Mạch đảo chiều quay qua nút dừng D.
Nhấn D: T, N mất điện, đồng thời KH, RTH có điện động cơ được hãm động
năng qua điện trở hãm R. Sau khoảng thời gian cài đặt của RTH, tiếp điểm RTH
(13-15) hở ra. Kết thúc quá trình hãm.
3.Lắp đặt mạch điện.
Yêu cầu:
Lắp đặt được mạch khởi động và hãm động năng hoàn chỉnh đảm bảo mạch hoạt
động tốt, đảm bảo an toàn.
Trình tự thực hiện:
+ Bước 1: Chuẩn bị dụng cụ và lựa chọn thiết bị, vật tư:
- Dụng cụ: Kìm(cắt, tuốt dây),tuốt nơ vít(dẹt, bốn chấu), VOM.
- Thiết bị: contacto, nút ấn, động cơ DC, cầu dao (CB), timer.
-Vật tư: Táp lô, dây dẫn, ốc vít, bảng panel .
Dựa vào điện áp và dòng điện làm việc của các thiết bị và khí cụ để chọn.
Dùng VOM và mắt thường quan sát tình trạng của các thiết bị và khí cụ.
+ Bước 2: Bố trí và cố định các thiết bị:
Bố trí các thiết bị lên bảng táplô (panel )sao cho thật ngay ngắn, chặt chẽ, hợp lý
về khoảng cách sao cho khi đi dây gọn nhất (kể cả đi dây điều khiển lẫn động lực)
sau đó dùng đinh vít định vị các thiết bị lên bảng táplô.
+Bước 3: Đấu dây:
Dựa vào sơ đồ nguyên lý tiến hành đấu dây.
-Mạch điều khiển : Yêu cầu:Xác định đúng vị trí cần đấu, đấu chắc chắn không
bavia, đấu dây gọn gàng không chồng chéo
Mạch động lực : Yêu cầu: Xác định đúng các tiếp điểm mạch động lực,đấu chắc
chắn không bavia, đấu dây gọn gàng không chồng chéo
+Bước 4: Kiểm tra lại mạch:
52
Dùng đông hồ VOM để kiểm tra lại mạch
- Chuyển thang đo của đồng hồ về thang đo điện tra (Rx10 hoặcRx100), đặt
hai đầu que đo của VOM vào hai đầu nguồn mạch điều khiển và quan sát.
- Nếu đồng hồ lên mạch bị bị sự cố .
- Nếu kim đồng hồ không lên thì chúng ta lần lượt điều khiển và kiểm tra
mạch nếu có sự cố thì tiến hành sửa chữa.
Kiểm tra mạch động lực:
Lần lượt đặt hai que đo vào trước các tiếp điểm mạch động lực, nhấn cưỡng bức
contactor để kiểm tra sự thông mạch.
+Bước 5: Đóng điện vào mạch cho vận hành
Những sai hỏng thường gặp, nguyên nhân và cách khắc phục.
• Pan 1:- Hiện tượng: Khi đóng CB ấn nút M mạch không hoạt động.
- Nguyên nhân: Thường do không có nguồn, tiếp xúc các tiếp điểm không tốt
dây dẫn bị đứt hoặc do tiếp điểm của RN chưa đóng.
• Pan 2: - Hiện tượng: Đóng CB động cơ làm việc ngay(khi chưa ấn nút M)
- Nguyên nhân: Do đấu sai mạch cụ thể là đấu đầu dây duy trì (sau nút ấn D)
vào thẳng đầu cuộn dây.
• Pan 3: -Hiện tượng: động cơ đang chạy tự nhiên tăng tốc quá nhanh
- Nguyên nhân: Mất kích từ > kiểm tra lại nguồn DC sau chỉnh lưu
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
Phân tích nguyên lý hoạt động của mạch điện sau :
Hình 6.2: Mạch điều khiển động cơ một chiều
CK§
RFK
- +
+ -
RP1
®
RP2
1g 2g
t
t n
n
Mn
RN
1RTh
1RTh
2RTh
2RTh
t
3 n
1g
2g
MT
d
t
t
t
n
n
n
1g
1
3
5 7
9
11
13
15
17 19
2
4
4
RN
53
6.2 . Phân tích nguyên lý hoạt động của mạch điện sau :
Hình 6.3: Mạch điều khiển động cơ một chiều
C
K
T
K
1
_
r2
r1
K2
H
+
N T
Đ
T
N
H
rH
2RTZ 13
K2
K1 12
2RTZ
N 1RTZ 11
K1
N
6 7 T 8 N
1 D 2 MN 3 4 N 5 18 H 19 RN
20
H
CC MT
T 9 K2 10
1RTZ
14 3RTZ 15 T 16 N 17 H
3RTZ
T
K2
T
54
BÀI 7: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG BIẾN TẦN
Giới thiệu:
Ngày nay, biến tần được sử dụng rất rộng rãi để điều khiển động cơ trong công
nghiệp. Bài học này sẽ cung cấp các nguyên lý, cách cài đặt và kết nối cơ bản để
điều khiển tốc độ động cơ sử dụng bộ biến tần Simiens
Mục tiêu;
- Giải thích được nguyên lý điều chỉnh tốc độ động cơ bằng phương pháp thay
đổi tần số.
- Nhận biết được cổng vào, cổng ra ở bộ biến tần.
- Kết nối mạch động lực cho bộ biến tần.
- Khởi động và thực hiện dừng mềm, đảo chiều quay cho động cơ
1. Giới thiệu các loại biến tần
1.1 Khái niệm
Biến Tần là thiết bị dùng để chuyển đổi điện áp hoặc dòng điện xoay chiều ở đầu
vào từ một tần số này thành điện áp hoặc dòng điện có một tần số khác ở đấu ra.
Bộ Biến Tần thường được sử dụng để điều khiển vận tốc động cơ xoay chiều theo
phương pháp điều khiển tần số, theo đó tần số của lưới nguồn sẽ thay đổi thành tần
số biến thiên.
1.2 Nguyên lý làm việc
Đầu tiên, điện áp xoay chiều 1 pha hoặc 3 pha được đưa tới mạch chỉnh lưu biến
đổi thành điện áp 1 chiều không bằng phẳng. Sau đó đưa tới mạch lọc nguồn sử
dụng tụ lọc nguồn lọc thành nguồn 1 chiều bằng phẳng. Công đoạn này được thực
hiện bởi bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện. Nhờ vậy, hệ số công suất Cosphi của
hệ biến tần đều, có giá trị không phụ thuộc vào tải và có giá trị từ 0.96 trở lên.
Điện áp một chiều này sau đó được đưa đến mạch biến đổi (nghịch lưu) thành
điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng. Công đoạn này hiện nay được thực hiện thông
qua hệ IGBT (transistor lưỡng cực có cổng cách ly) bằng phương pháp điều chế độ
rộng xung (PWM).
Nhờ tiến bộ của công nghệ vi xử lý và công nghệ bán dẫn hiện nay, tần số chuyển
mạch xung có thể lên tới dải tần số siêu âm nhằm chuyển đổi dạng sóng của điện áp
ra cấp cho máy nén có dạng hình sin chuẩn, giảm tiếng ồn cho động cơ máy nén.
- Hệ thống điện áp xoay chiều 3 pha ở đầu ra có thể thay đổi giá trị biên độ và tần
số vô cấp tuỳ theo bmạch điện điều khiển cục nóng của điều hòa. Theo lý thuyết,
giữa tần số và điện áp có một quy luật nhất định tuỳ theo chế độ điều khiển. Đối với
tải có mô men không đổi, tỉ số điện áp - tần số là không đổi. Tuy vậy với tải bơm và
quạt, quy luật này lại là hàm bậc 4. Điện áp là hàm bậc 4 của tần số. Điều này tạo ra
đặc tính mô men là hàm bậc hai của tốc độ phù hợp với yêu cầu của tải
55
- Hiệu suất chuyển đổi nguồn của các bộ biến tần rất cao vì sử dụng các bộ linh
kiện bán dẫn công suất được chế tạo theo công nghệ hiện đại. Nhờ vậy, năng lượng
tiêu thụ xấp xỉ bằng năng lượng yêu cầu bởi hệ thống.
- Ngoài ra,biến tần ngày nay đã tích hợp rất nhiều kiểu điều khiển khác nhau phù
hợp hầu hết các loại phụ tải khác nhau.
Hiệu suất chuyển đổi nguồn của các bộ biến tần rất cao vì sử dụng các bộ linh
kiện bán dẫn công suất được chế tạo theo công nghệ hiện đại. Nhờ vậy, năng lượng
tiêu thụ xấp xỉ bằng năng lượng yêu cầu bởi hệ thống.
Hình 7.1 : Các khối chức năng chính của một biến tần
Lợi ích của việc sử dụng biến tần:
Lợi ích nhìn thấy đầu tiên là tiết kiệm điện: hiệu suất chuyển đổi nguồn của các bộ
biến tần rất cao vì sử dụng các bộ linh kiện bán dẫn công suất chế tạo theo công
nghệ hiện đại. Chính vì vậy, năng lượng tiêu thụ cũng xấp xỉ bằng năng lượng yêu
cầu của hệ thống. Qua tính toán với các dữ liệu thực tế, với các chi phí thực tế thì
với một động cơ sơ cấp khoảng 100 kW, thời gian thu hồi vốn đầu tư cho một bộ
biến tần là khoảng từ 3 tháng đến 6 tháng. Hiện nay ở Việt nam đã có một số xí
nghiệp sử dụng máy biến tần này và đã có kết quả rõ rệt.
Với giải pháp tiết kiệm năng lượng bên cạnh việc nâng cao tính năng điều khiển hệ
thống, các bộ biến tần hiện nay đang được coi là một ứng dụng chuẩn cho các hệ
truyền động cho bơm và quạt.
56
Nhờ tính năng kỹ thuật cao với công nghệ điều khiển hiện đại nhất (điều khiển
tối ưu về năng lượng) các bộ biến tần đang và sẽ làm hài lòng nhiều nhà đầu tư
trong nước, trong khu vực và trên thế giới.
Các loại tải nên sử dụng biến tần để tiết kiệm điện:
+ Phụ tải có mô mem thay đổi (điều hòa trung tâm, bơm cấp nước, bơm quạt
mát,...).
+ Động cơ luôn chạy non tải mà không thể thay động cơ được thì phải lắp thêm
biến tần.
- Điểm đặc biệt nhất của hệ truyền động biến tần - động cơ là có thể điều chỉnh
vô cấp tốc độ động cơ. Tức là thông qua việc điều chỉnh tần số bạn có thể điều
chỉnh tốc độ động cơ thay đổi theo ý muốn trong một dải rộng.
- Sử dụng bộ biến tần bán dẫn, cũng có nghĩa là bạn mặc nhiên được hưởng rất
nhiều các tính năng thông minh, linh hoạt như là tự động nhận dạng động cơ; tính
năng điều khiển thông qua mạng; có thể thiết lập được 16 cấp tốc độ; khống chế
dòng khởi động động cơ giúp quá trình khởi động êm ái (mềm) nâng cao độ bền kết
cấu cơ khí; giảm thiểu chi phí lắp đặt, bảo trì; tiết kiệm không gian lắp đặt; các chế
độ tiết kiệm năng lượng,
- Bạn sẽ không còn những nỗi lo về việc không làm chủ, khống chế được năng
lượng quá trình truyền động bởi vì từ nay bạn có thể kiểm soát được nó thông qua
các chế độ bảo vệ quá tải, quá nhiệt, quá dòng, quá áp, thấp áp, lỗi mất pha, lệch
pha, của biến tần.
1.3 Một số điều lưu ý khi sử dụng biến tần:
- Tùy theo ứng dụng mà bạn lựa chọn bộ biến tần cho phù hợp, theo cách đó bạn
sẽ chỉ phải trả một chi phí thấp mà lại đảm bảo độ tin cậy làm việc.
- Bên trong bộ biến tần là các linh kiện điện tử bán dẫn nên rất nhậy cảm với điều
kiện môi trường, mà Việt Nam có khí hậu nóng ẩm nên khi lựa chọn bạn phải chắc
chắn rằng bộ biến tần của mình đã được nhiệt đới hoá, phù hợp với môi trường khí
hậu Việt Nam.
- Bạn phải đảm bảo điều kiện môi trường lắp đặt như nhiệt độ, độ ẩm, vị trí.
Các bộ biến tần không thể làm việc ở ngoài trời, chúng cần được lắp đặt trong tủ
có không gian rộng, thông gió tốt (tủ phải có quạt thông gió), vị trí đặt tủ là nơi khô
ráo trong phòng có nhiệt độ nhỏ hơn 50 độC, không có chất ăn mòn, khí gas, bụi
bẩn.
- Đọc kỹ hướng dẫn sử dụng, nếu không hiểu hoặc không chắc chắn thì không tự
ý mắc nối hoặc thay đổi các tham số thiết đặt.
- Nhờ các chuyên gia kỹ thuật của hãng cung cấp biến tần cho bạn hướng dẫn lắp
đặt, cài đặt để có được chế độ vận hành tối ưu cho ứng dụng của bạn.
57
- Khi biến tần báo lỗi hãy tra cứu mã lỗi trong tài liệu và tìm hiểu nguyên nhân
gây lỗi, chỉ khi nào khắc phục được lỗi mới khởi động lại.
- Mỗi bộ biến tần đều có một cuốn tài liệu tra cứu nhanh, bạn nên ghi chép chi
tiết các thông số đã thay đổi và các lỗi mà bạn quan sát được vào cuốn tài liệu này,
đây là các thông tin rất quan trọng cho các chuyên gia khi khắc phục sự cố cho bạn.
2. Khảo sát các phím chức năng
Biến tần hiện nay được sử dụng rất rộng rãi trong công nghiệp và sinh hoạt hằng
ngày để điều khiển các loại động cơ. Do nhu cầu sử dụng ngày càng phổ biến, có rất
nhiều hãng chế tạo biến tần trên thị trường như Simiens, ABB, Omrons, LD.... ở tài
liệu này sẽ giới thiệu và hướng dẫn cài đặt các thông số cơ bản về loại biến tần
đang được sử dụng khá phổ biến của hãng Simiens.
Một số dòng biến tần của hãng và ứng dụng:
+ MM410:
Dùng điều khiển một bộ cửa cuốn gara, một barie , một bảng quảng cáo chuyển
động linh hoạt, hệ thống máy bơm, quạt gió, sử dụng nguồn điện sẵn có 220VAC.
+MM420:
Điều khiển một hệ thống băng tải, hay một hệ thống định vị đơn giản, re tiền kết
hợp PLC(S7200).... Gía thành hạ trong khi có nhiều tính năng mới được tích hợp.
+ MM440:
Đây là dòng biến tần mạnh mẽ nhất trong dòng biến tần tiêu chuẩn. Khả năng
điều khiển vecto cho tốc độ và mô ment, hay khả năng điều khiển PID là cho điều
khiển chính xác cho các hệ truyền động quan trọng, đòi hỏi độ chính xác cao và tự
động hóa.
Biến tần MM420
Sơ đồ đấu dây:
+Phần động lực: Có thể tiếp cận với các đầu nối nguồn điện vào và các đầu nối của
động cơ bằng cách tháo các phần vỏ máy phía trước.
Hình 7.2: Tháo phần mặt trước
58
Hình 7.3: Các đầu phần động lực
+Phần điều khiển:
Đầu
dây
Ký hiệu Chức năng
1 - Đầu nguồn ra +10V
2 - Đầu nguồn ra 0V
3 ADC+ Đầu vào tương tự (+)
4 ADC- Đầu vào tương tự (-)
5 DIN1 Đầu vào số số 1
6 DIN2 Đầu vào số số 2
7 DIN3 Đầu vào số số 3
8 - Đầu ra cách ly +24V/max. 100
mA
9 - Đầu ra cách ly 0V/max. 100
mA
10 RL1-B Đầu ra số / tiếp điểm NO
11 RL1-C Đầu ra số / chân chung
12 DAC+ Đầu ra tương tự (+)
13 DAC- Đầu ra tương tự (-)
14 P+ Cổng RS485
15 N- Cổng RS485
59
+Sơ đồ nguyên lý của bộ biến tần:
Hình 7.4: Sơ đồ nguyên lý của biến tần
60
Các phím chức năng:
Bảng
điều
khiển/
Nút
Chức
năng
Ý nghĩa
Hiển
thị
trạng
thái
Màn hình LCD hiển thị các chế độ cài đặt hiện hành của
bộ biến tần.
Khởi
động bộ
biến tần
Ấn nút này làm cho bộ biến tần khởi động. Nút này không
tác dụng ở mặc
định
Kích hoạt nút:
BOP: P0700 = 1 hoặc P0719 = 1016
AOP: P0700 = 4 hoặc P0719 = 40 46 trên đường
truyền BOP
P0700 = 5 hoặc P0719 = 5056 trên đường
truyền COM
Dừng
bộ
biến
tần
OFF1 Ấn nút này khiến động cơ dừng theo đặc tính giảm
tốc được chọn.
Kích hoạt nút: hãy xem nút “Khởi động bộ biến
tần”.
OFF2 Ấn nút này hai lần (hoặc ấn một lần và giữ một
khoảng thời gian) khiến động cơ dừng tự do.
BOP: Nút này luôn luôn có tác dụng
(không phụ thuộc vào thông số P0700 hoặc P0719)
Đảo chiều
Ấn nút này làm động cơ đảo chiều quay. Đảo chiều được
hiển thị bằng dấu (-) hoặc điểm chấm nháy. Nút này
không tác dụng ở mặc định
Kích hoạt nút: hãy xem nút “Khởi động bộ biến tần”.
Chạy nhấp
động cơ
Ở trạng thái sẵn sàng chạy, khi ấn nút này, động cơ khởi
động và quay với
tấn số chạy nhấp được cài đặt trước. Động cơ dừng khi
thả nút này ra. Ấn nút khi động cơ đang làm việc không
có tác động gì.
Truy nhập
thông số
Ấn nút này cho phép người sử dụng truy nhập tới các
thông số.
Tăng giá trị Ấn nút này làm tăng giá trị được hiển thị.
61
Giảm giá trị Ấn nút này làm giảm giá trị được hiển thị.
Nút chức
năng
Nút này có thể dùng để xem
thêm thông tin
Khi ta ấn và giữ nút này hiển thị các thông tin sau, bắt
đầu từ bất kỳ thông số nào trong quá trình vận hành:
1. Điện áp một chiều trên mạch DC (hiển thị bằng d-
đơn vị V).
2. Dòng điện ra (A).
3. Tần số ra (Hz).
4. Điện áp ra (hiển thị bằng o- đơn vị V).
5. Giá trị được chọn trong thông số P0005 (Nếu như
P0005 được cài đặt để hiển thị bất kỳ giá trị nào trong
số các giá trị từ1-4 thì giá trị này không được hiển thị
lại).
Ấn thêm sẽ làm quay vòng các giá trị trên
bảng hiển thị.
Chức năng nhảy
Từ bất kỳ thông số nào (ví dụ rxxxx hoặc Pxxxx), ấn
nhanh nút Fn sẽ ngay lập tức nhảy đến r0000, sau đó
người sử dụng có thể thay đổi thông số
khác, nếu cần thiết. Nhờ tính năng quay trở về r0000,
ấn nút Fn sẽ cho phép người sử dụng quay trở về
điểm ban đầu.
Giải trừ
Nếu xuất hiện các cảnh báo và các thông báo lỗi, thì
các thông tin này có thể được giải trừ bằng cách ấn nút
Fn.
Trình đơn
AOP
Gọi trình đơn AOP ngay lập tức (chức năng này chỉ có ở
AOP).
Ví dụ:
Ví dụ thông số P0003- “ Mức độ truy nhập”
Bước Kết quả hiển thị
1
Ấn để truy nhập thông số
2
Ấn đến khi P0003 được hiển thị
3
Ấn để tới các mức giá trị thông số
4
Ấn , để đạt giá trị mong muốn (vd: 3)
62
5
Ấn để xác nhận giá trị và lưu lại giá trị
6
Lúc này mức 3 đã được cài đặt và người sử dụng có thể nhìn thấy tất
cả các thông số từ mức 1
đến mức 3.
4. Khảo sát hoạt động của biến tần
63
64
65
66
67
68
Các chế độ hiển thị và cảnh báo lỗi
Các đèn LED hiển thị
trạng thái của bộ
truyền động điện
Nhấp nháy chậm khoảng
1giây Nhấp nháy nhanh
khoảng 0.3 giây
Chưa có đầu nối nguồn Lỗi do quá nhiệt ở bộ biến tần
Sẵn sàng hoạt động Cảnh báo giới hạn dòng. Cả 2 đèn
LED
cùng nháy chậm.
Lỗi của bộ biến tần ngoài các lỗi
được liệt kê dưới đây.
Các cảnh báo khác. Hai đèn LED
nháy
chậm luân phiên.
Biến tần đang hoạt động Dừng do thấp áp/ Cảnh báo thấp áp
Lỗi quá dòng Bộ truyền động không ở trạng thái
sẵn
sàng
Lỗi quá áp ROM bị lỗi. Cả 2 đèn LED đều
nhấp nháy nhanh cùng một lúc.
Lỗi do quá nhiệt ở động cơ RAM bị lỗi. Cả 2 đèn LED đều nhấp
nháy nhanh luân phiên.
Các thông báo lỗi và cảnh báo:
Lỗi Ý nghĩa lỗi Cảnh
báo
Ý nghĩa
F000
1
Lỗi quá dòng A0501 Giới hạn dòng
F000
2
Lỗi quá áp A0502 Giới hạn quá áp
F000
3
Lỗi thấp áp A0503 Giới hạn thấp áp
F000
4
Quá nhiệt độ biến tần A0504 Quá nhiệt độ của biến tần
F000
5
Quá tải I2t của biến tần A0505 Quá tải I2t của biến tần
69
F001
1
Quá tải động cơ I2t A0506 Lỗi chu kỳ mang tải của biến
tần
F004
1
Lỗi xác định dữ liệu động cơ A0511 Quá nhiệt động cơ I2t
F005
1
Lỗi thông số EEPROM A0541 Chế độ nhận dạng động cơ
được kích hoạt
F005
2
Lỗi phần Công suất biến tần
F006
0
ASIC lỗi A0600 Cảnh báo làm việc quá mức
RTOS
F007
0
Lỗi giá trị điểm đặt CB A0700-
Cảnh báo CB F007
1
Không có dữ liệu cho USS (đường
truyền RS485) trong thời gian
không truyền dữ liệu
A0709
F007
2
Không có dữ liệu cho USS (đường
truyền
RS232) trong thời gian không
truyền dữ liệu
A0710 Lỗi truyền thông CB
A0711 Lỗi cấu hình CB
F008
0
Đầu vào tương tự -mất tín hiệu đầu
vào
A0910 Bộ điều khiển Vdc-max
không được kích hoạt
F008
5
Lỗi từ bên ngoài
F010
1
Tràn bộ nhớ biến tần A0911 Bộ điều khiển Vdc-max được
kích
hoạt
F022
1
Giá trị phản hồi PID thấp hơn giá trị
nhỏ nhất
A0920 Các thông số ADC không
được đặt hợp lý
F022
2
Giá trị phản hồi PID lớn hơn giá trị
lớn nhất
A0921 Các thông số DAC không
được đặt hợp lý
F045
0
Lỗi các chế độ kiểm tra BIST (chỉ ở
chế độ
dịch vụ)
A0922 Bộ biến tần không nối tải
A0923 Yêu cầu chạy nhấp trái phải
đồng thời
70
5. Điều khiển động cơ sử dụng biến tần Simens
71
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Vũ Quang Hồi, Trang bị điện - điện tử máy gia công kim loại, NXB
Giáo dục 1996.
[2] Vũ Quang Hồi, Trang bị điện - điện tử công nghiệp, NXB Giáo dục
2000
[3] Bùi Quốc Khánh, Hoàng Xuân Bình, Trang bị điện – điện tử tự động
hóa cầu trục và cần trục, Nxb KHKT 2006
[4] Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Thị Hiền, Nguyễn Văn Liễn, Truyền động
điện, Nxb KHKT 2006
[5] Nguyễn Đức Lợi, Giáo trình chuyên ngành điện tập 1,2,3,4, NXB
Thống kê 2001
[6] Tài liệu hướng dẫn sử dụng biến tần của hãng Simiens.
[7]
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- giao_trinh_mo_dun_dieu_khien_dong_co_trinh_do_cao_dang_truon.pdf