Giáo trình Trang bị điện 1 (Áp dụng cho Trình độ Cao đẳng) - Trường Cao đẳng Lào Cai

quấn là Ip,, công suất động cơ 2 cấp tốc độ với số đôi cực từ ít(p1) là P1; với số đôi cực gấp đôi là P2 Ta có: P1 = ,1 13 ospU I c  ; P2 = , 1 13 2 ospU I c  giả thiết khi đổi tốc độ, hiệu suất và cos không đổi thì P1 / P2 = 2 Vì tốc độ khi máy có công suất P1 gấp đôi tốc độ khi máy có công suất P2 và do quan hệ P = M ( trong đó  là tốc độ góc của rôto động cơ điện, M là mômen điện từ, P là công suất ra đầu trục của động cơ ) nên ta có: 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2P M M P M M      Từ đó ta được M1 = M2 nghĩa là máy được chế tạo theo loại Mômen không đổi * Đổi nối  /YY Công suất của máy là : P1 = ,1 13 2 ospU I c  ; P2 = ,1 13 3 ospU I c  Ta có 1 2 2 1 3 P P   nghĩa là máy được chế tạo theo loại công suất không đổi Đặc điểm: - Chỉ thực hiện được với ĐKB rôto lồng sóc vì số đôi cực ở rôto sẽ tương ứng với số đôi cực từ ở stato - D < 3, độ cứng không đổi, Sth = const, Mth giảm hay không phụ thuộc vào sơ đồ đấu dây Ip, Ip, M Mth2 n02 n01 o P1 P2 = 2p  ( p2 = 2p1) YY (p1) Ip , Ip, IL I Mth Hình 1-15: Sơ đồ đấu dây động cơ 3 pha  / YY và đặc tính cơ n A B C A B C 33 4.1. Mạch thay đổi tốc độ kiểu Δ - YY. a. Sơ đồ nguyên lý. b. Trang bị điện trong mạch - CD: Cầu dao nguồn, đóng cắt không tải toàn bộ mạch. - 1CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch động lực. - 2CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch điều khiển. - M; MYY: Nút bấm kép, điều khiển mở máy tốc độ thấp và tốc độ cao. - D: Nút bấm thường đóng điều khiển dừng động cơ. - RN: Rơ le nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ (ĐKB). - K: Công tắc tơ mở máy tốc độ thấp. - KYY: Công tắc tơ mở máy tốc độ cao. c. Nguyên lý hoạt động - Tốc độ thấp: Ấn nút M, công tắc tơ K có điện. Tiếp điểm thường mở K(3-5) đóng lại duy trì nguồn cấp cho cuộn hút K, tiếp điểm thường đóng K(13-15) mở ra khống chế không cho KYY làm việc đồng thời. Bên mạch động lực, tiếp điểm K đóng lại cấp nguồn cho động cơ làm việc ở tốc độ thấp. - Tốc độ cao: Ấn nút MYY, công tắc tơ KYY có điện. Tiếp điểm thường mở KYY(3-11) đóng lại duy trì nguồn cấp cho cuộn hút KYY, tiếp điểm thường đóng KYY(7-9) mở ra khống chế không cho K làm việc đồng thời. Bên mạch động lực, tiếp điểm KYY đóng lại cấp nguồn cho động cơ làm việc ở tốc độ cao. 2 Hình 1.16: Sơ đồ nguyên lý mạch mở máy ĐKB 3 pha 2 cấp tốc độ ( – YY) 3 C K KYY A1 x1 A2 x2 CD 1CC RN B A M MYY KYY 1 K D 3 3 5 7 11 13 KYY K RN 9 4 N 2CC KYY KYY K 15 KYY KYY 34 - Muốn dừng động cơ ta ấn nút dừng D cắt nguồn cấp cho động cơ, động cơ dừng tự do. d. Mô phỏng các hư hỏng thường gặp - Sự cố 1: Mạch đang vận hành tác động vào nút test ở RN. Quan sát động cơ, ghi nhận hiện tượng, giải thích. - Sự cố 2: Bỏ qua tiếp điểm K(3-5), cấp nguồn và vận hành mạch, Quan sát và ghi nhận hiện tượng, giải thích. 4.2. Mạch thay đổi tốc độ kiểu Y - YY. a. Sơ đồ nguyên lý b. Trang bị điện trong mạch - CD: Cầu dao nguồn, đóng cắt không tải toàn bộ mạch. - 1CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch động lực. - 2CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch điều khiển. - MY; MYY: Nút bấm kép, điều khiển mở máy tốc độ thấp và tốc độ cao. - D: Nút bấm thường đóng điều khiển dừng động cơ. - RN: Rơ le nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ (ĐKB). - KY: Công tắc tơ mở máy tốc độ thấp. - KYY: Công tắc tơ mở máy tốc độ cao. c. Nguyên lý hoạt động Hình 1.17: Sơ đồ nguyên lý mạch mở máy ĐKB 3 pha 2 cấp tốc độ (Y – YY) 3 C Y yy yy yy A1 x1 A2 x2 CD 1CC RN B A M MYY YY 1  d 3 3 5 7 11 13 YY  rn 9 4 N 2CC 2 YY YY  15 35 - Tốc độ thấp: Ấn nút MY, công tắc tơ KY có điện. Tiếp điểm thường mở KY(3-5) đóng lại duy trì nguồn cấp cho cuộn hút KY, tiếp điểm thường đóng KY(13-15) mở ra khống chế không cho KYY làm việc đồng thời. Bên mạch động lực, tiếp điểm KY đóng lại cấp nguồn cho động cơ làm việc ở tốc độ thấp. - Tốc độ cao: Ấn nút MYY, công tắc tơ KYY có điện. Tiếp điểm thường mở KYY(3-11) đóng lại duy trì nguồn cấp cho cuộn hút KYY, tiếp điểm thường đóng KYY(7-9) mở ra khống chế không cho KY làm việc đồng thời. Bên mạch động lực, tiếp điểm KYY đóng lại cấp nguồn cho động cơ làm việc ở tốc độ cao. - Muốn dừng động cơ ta ấn nút dừng D cắt nguồn cấp cho động cơ, động cơ dừng tự do. d. Mô phỏng các hư hỏng thường gặp - Sự cố 1: Mạch đang vận hành tác động vào nút test ở RN. Quan sát động cơ, ghi nhận hiện tượng, giải thích. - Sự cố 2: Bỏ qua tiếp điểm KY(3-5), cấp nguồn và vận hành mạch, Quan sát và ghi nhận hiện tượng, giải thích. 36 5. Mạch liên động giữa các động cơ Mạch liên động giữa các động cơ hay còn gọi là mạch mở máy tuần tự giữa các động cơ. Trong thực tế sản xuất như các dây truyền vận chuyển than, quặng, dây truyền đóng gói và phân loại sản phẩm... Dây chuyền sản suất có thể có 2 hoặc 3, hoặc 4 động cơ. Trong quá trình hoạt động, tùy vào yêu cầu coong nghệ mà các động cơ có thể mở máy tuần tự dừng tuần tự hay mở máy tuần tự dừng đồng loạt. 5.1. Mạch liên động giữa 2 động cơ a, Sơ đồ nguyên lý Hình 1.18: Sơ đồ nguyên lý mạch liên động giữa 2 động cơ b. Trang bị điện trong mạch - CD: Cầu dao nguồn, đóng cắt không tải toàn bộ mạch. - 1CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch động lực. - 2CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch điều khiển. - D: Nút bấm thường mở điều khiển dừng cấp nguồn mạch điều khiển. - Dt: Nút bấm thường đóng điều khiển dừng khẩn khi có sự cố. - M: Nút bấm thường mở điều khiển cấp nguồn mạch điều khiển. - RN: Rơ le nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ (ĐC1). c. Nguyên lý hoạt động Đóng cầu dao CD cấp nguồn cho mạch điều khiển và mạch động lực chuẩn bị làm việc. Nhấn nút mở M, cuộn hút công tắc tơ K1 có điện, tiếp điểm thường mở K1 bên mạch điều khiển đóng duy trì nguồn cấp cho mạch điều khiển. Bên mạch động lực, tiếp điểm thường mở K1 đóng lại cấp nguồn cho động cơ 1 hoạt động trước. Khi K1 có điện, đồng thời với nó rơ le thời gian T1 cũng có điện, sau thời gian chỉnh định tiếp điểm thường 2CC CD K1 K2 RN D M RN K1 T1 K2 T2 RT K1 T1 T2 RT RT TG A N A B C 1CC Dt ®c1 ®c2 2CC 37 mở đóng chậm T1 đóng lại cấp nguồn cho cuộn hút công tắc tơ K2 nên K2 có điện. Tiếp điểm thường mở K2 bên mạch động lực đóng lại cấp nguồn cho động cơ 2 hoạt động sau. Muốn dừng hệ thống ta nhấn nút dừng D, Rơ le trung gian RT có điện, tiếp điểm thường đóng RT mở ra ngắt nguồn cấp cho K2, công tắc tơ K2 mất điện, động cơ Đ2 dừng hoạt động trước, đồng thời tiếp điểm thường mở RT đóng lại cấp nguồn cho rơ le thời gian T2. Sau thời gian chỉnh định tiếp điểm thường đóng mở chậm T2 mở ra cắt nguồn cấp cho cuộn hút công tắc tơ K1, động cơ Đ1 ngừng hoạt động sau. d. Mô phỏng các hư hỏng thường gặp - Sự cố 1: Mạch đang vận hành tác động vào nút test ở RN. Quan sát động cơ, ghi nhận hiện tượng, giải thích. - Sự cố 2: Bỏ qua tiếp điểm duy trì K1, cấp nguồn và vận hành mạch, Quan sát và ghi nhận hiện tượng, giải thích. - Sự cố 3: Bỏ qua 1 trong 3 tiếp điểm K1 bên mạch động lực, cấp nguồn và vận hành mạch, Quan sát và ghi nhận hiện tượng, giải thích. 38 5.2. Mạch liên động giữa 3 động cơ a. Sơ đồ nguyên lý b. Trang bị điện trong mạch - CD: Cầu dao nguồn, đóng cắt không tải toàn bộ mạch. - 1CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch động lực. - 2CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch điều khiển. CD K1 RN1 A B C 1CC ĐC1 ĐC2 K3 ĐC3 K2 RN2 RN3 K1 T1 K2 T3 T2 K3 T4 TG M K1 TG TG D T2 T3 T1 T2 A T4 2C C 2CC N RN 1 Dt RN 2 RN 3 Hình 1.19: Sơ đồ nguyên lý mạch liên động giữa 3 động cơ 39 - D: Nút bấm thường mở điều khiển dừng cấp nguồn mạch điều khiển. - Dt: Nút bấm thường đóng điều khiển dừng khẩn khi có sự cố. - M: Nút bấm thường mở điều khiển cấp nguồn mạch điều khiển. - RN1; RN2;RN3: Rơ le nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ (ĐC1; ĐC2; ĐC3). c. Nguyên lý hoạt động Đóng cầu dao CD cấp nguồn cho mạch điều khiển và mạch động lực chuẩn bị làm việc. Nhấn nút mở M, cuộn hút công tắc tơ K1 có điện, tiếp điểm thường mở K1 bên mạch điều khiển đóng duy trì nguồn cấp cho mạch điều khiển. Bên mạch động lực, tiếp điểm thường mở K1 đóng lại cấp nguồn cho động cơ 1 hoạt động trước. Khi K1 có điện, đồng thời với nó rơ le thời gian T1 cũng có điện, sau thời gian chỉnh định tiếp điểm thường mở đóng chậm T1 đóng lại cấp nguồn cho cuộn hút công tắc tơ K2 nên K2 có điện. Tiếp điểm thường mở K2 bên mạch động lực đóng lại cấp nguồn cho động cơ 2 hoạt động, đồng thời khi K2 có điện, rơ le thời gian T3 cũng có điện, sau thời gian chỉnh định tiếp điểm thường mở đóng chậm T3 đóng lại cấp nguồn cho cuộn hút công tắc tơ K3 nên K3 có điện. Tiếp điểm thường mở K3 bên mạch động lực đóng lại cấp nguồn cho động cơ 3 hoạt động sau cùng. Muốn dừng hệ thống ta nhấn nút dừng D, Rơ le trung gian TG có điện, tiếp điểm thường đóng TG mở ra ngắt nguồn cấp cho K3, công tắc tơ K3 mất điện, động cơ Đ3 dừng hoạt động trước, Khi TG có điện đồng thời với nó rơ le thời gian T2 cũng có điện, sau một thời gian chỉnh định tiếp điểm thường đóng mở chậm T2 mở ra cắt nguồn cấp cho cuộn hút K2 nên K2 mất điện. Bên mạch động lực, K2 mở ra cắt nguồn cấp cho động cơ ĐC2, ĐC2 ngừng hoạt động. Đồng thời tiếp điểm thường mở đóng chậm T2 đóng lại cấp nguồn cho rơ le thời gian T4, sau thời gian chỉnh định tiếp điểm thường đóng mở chậm T4 mở ra cắt nguồn cấp cho cuộn hút công tắc tơ K1, động cơ Đ1 ngừng hoạt động sau cùng. d. Mô phỏng các hư hỏng thường gặp - Sự cố 1: Mạch đang vận hành tác động vào nút test ở RN1; RN2; RN3. Quan sát động cơ, ghi nhận hiện tượng, giải thích. - Sự cố 2: Bỏ qua tiếp điểm duy trì K1, cấp nguồn và vận hành mạch, Quan sát và ghi nhận hiện tượng, giải thích. - Sự cố 3: Bỏ qua 1 trong 3 tiếp điểm K1 bên mạch động lực, cấp nguồn và vận hành mạch, Quan sát và ghi nhận hiện tượng, giải thích. 40 6. Mạch tự động giới hạn hành trình và đổi chiều chuyển động. Mạch giới hạn hành trình và đổi chiều chuyển động thường được tra bị để giới hạn hành trình vào đảo chiều chuyển động của bàn xe dao thiết bị gia công cơ khí như máy tiện, máy phay, máy bào...; giới hạn hành trình vào đảo chiều chuyển động của máy cưa gỗ; thang máy xây dựng; hệ thống cửa cuốn ... a, Sơ đồ nguyên lý Hình 1.20: Sơ đồ nguyên lý mạch giới hạn hành trình và đổi chiều chuyển động b. Trang bị điện trong mạch - CD: Cầu dao nguồn, đóng cắt không tải toàn bộ mạch. - 1CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch động lực. - 2CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch điều khiển. - D: Nút bấm thường mở điều khiển dừng cấp nguồn mạch điều khiển. - M: Nút bấm thường mở điều khiển cấp nguồn mạch điều khiển. - RN1: Rơ le nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ (ĐC1). c. Nguyên lý hoạt động Đóng cầu dao CD cấp nguồn cho mạch điều khiển và mạch động lực chuẩn bị làm việc. - Muốn điều khiển động cơ quay thuận (hành trình tiến) ta ấn nút mở MT công tắc tơ T có điện, tiếp điểm T bên mạch động lực đóng lại cấp điện cho động cơ Đ quay thuận, đồng thời tiếp điểm T ( 3- 5) đóng lại để duy trì. Khi bàn máy tiến đến cuối hành trình tác động vào công tắc hành trình HT1 để mở tiếp điểm HT1 ra cắt nguồn cấp cho mạch điều khiển, bên mạch động lực KT mở ra cắt nguồn cấp cho động cơ để dừng bàn xe dao tại cuối hành trình. - Để điều khiển động cơ quay ngược ấn nút mở MN công tắc tơ N có điện, tiếp điểm N bên mạch động lực đóng lại đổi thứ tự hai trong ba pha cấp điện cho động cơ Đ quay t n rn 6 1 3 5 7 9 11 3 d mt Mn t n n t 2CC 3 CD T 1Cc ®kb A B C N RN N HT1 HT2 41 ngược đồng thời tiếp điểm N (3- 11) đóng lại để duy trì. Khi bàn máy tiến đến đầu hành trình tác động vào công tắc hành trình HT2 để mở tiếp điểm HT2 ra cắt nguồn cấp cho mạch điều khiển, bên mạch động lực KN mở ra cắt nguồn cấp cho động cơ để dừng bàn xe dao tại đầu hành trình. - Trong quá trình làm việc muốn dừng máy ta ấn nút D động cơ dừng tự do. d. Mô phỏng các hư hỏng thường gặp - Sự cố 1: Mạch đang vận hành tác động vào nút test ở RN1; RN2; RN3. Quan sát động cơ, ghi nhận hiện tượng, giải thích. - Sự cố 2: Bỏ qua tiếp điểm duy trì K1, cấp nguồn và vận hành mạch, Quan sát và ghi nhận hiện tượng, giải thích. - Sự cố 3: Bỏ qua 1 trong 3 tiếp điểm K1 bên mạch động lực, cấp nguồn và vận hành mạch, Quan sát và ghi nhận hiện tượng, giải thích. 7. Bài tập mở rộng 1. Mạch đảo chiều quay gián tiếp ĐKB 3 pha điều khiển ở 2 nơi. 2. Mạch mở máy ĐKB 3 pha qua cuộn kháng có đảo chiều quay. 3. Mạch mở máy ĐKB 3 pha qua biến áp tự ngẫu có đảo chiều quay. 4. Mạch mở máy ĐKB 3 pha theo kiểu đổi nối Y/ có đảo chiều quay và hãm động năng. 5. Mạch điều khiển mở máy động cơ 2 cấp tốc độ có đảo chiều quay 6. Mạch điều khiển mở máy động cơ 2 cấp tốc độ có hãm động năng Yêu cầu: - Vẽ sơ đồ nguyên lý - Cho biết trang bị điện trong mạch - Trình bày nguyên lý hoạt động của mạch điện. - Vẽ sơ đồ lắp đặt đi dây mạch điện. - Lắp đặt mạch điện theo sơ đồ lắp đặt. 42 BÀI 2: TỰ ĐỘNG KHỐNG CHẾ ĐỘNG CƠ BA PHA RÔ TO DÂY QUẤN Giới thiệu: Động cơ điện 3 pha loại rôto dây quấn có dây quấn rô to giống như dây quấn stato, có công suất trung bình trở lên. Dây quấn rôto thường là kiểu dây quấn sóng hai lớp vì bớt được dây đầu nối, kết cấu dây quấn trên rôto chặt chẽ. Trong máy điện cỡ nhỏ, thường dùng dây quấn đồng tâm một lớp. Dây quấn ba pha của rôto thường đấu sao, ba đầu còn lại được nối với ba vành trượt làm bằng đồng gắn ở một đầu trục, cách điện với nhau và với trục. Thông qua chổi than và vành trượt, có thể nối dây quấn rôto với điện trở phụ bên ngoài thông qua các mạch tự động khống chể để cải thiện tính năng mở máy, điều chỉnh tốc độ hoặc cải thiện hệ số công suất của máy. Khi làm việc bình thường, dây quấn rôto được nối ngắn mạch. Cách nối dây rôto dây quấn với điện trở bên ngoài và ký hiệu của nó trong các sơ đồ điện. 1. Các mạch mở máy. Động cơ điện có dây quấn có công suất trung bình trở lên nên người ta thường phải giảm dòng khởi động khi mở máy. Ngoài phương pháp giảm dòng tại mạch stato, với động cơ điện 3 pha loại rôto dây quấn người ta còn thực hiện giảm dòng khởi động bằng cách đưa các điện trở phụ vào mạch roto. 1.1. Mạch mở máy qua 2 cấp điện trở phụ theo nguyên tắc thời gian. a. Sơ đồ nguyên lý. b. Trang bị điện trong mạch - CD: Cầu dao nguồn, đóng cắt không tải toàn bộ mạch. - 1CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch động lực Hình 2.1. Sơ đồ nguyên lý mạch mở máy ĐKB rô to dây quấn qua 2 cấp Rp theo nguyên tắc thời gian 3 RP2 RP1 ĐKB 1CC CD k 2G 1G C B A RN 2CC 1RTh 2RTh 1G 2G K 1RTh RN D M K 1g 3 5 7 9 11 6 2RTh 5 4 N 1 43 - 2CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch điều khiển. - M; D: Nút bấm thường mở; thường đóng điều khiển mở máy và dừng động cơ. - K: Công tắc tơ đóng cắt nguồn chính. - RN: Rơ le nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ (ĐKB). - 1G; 2G: Công tắc tơ để loại điện trở phụ trong quá trình mở máy. - 1RTh; 2RTh: Rơ le thời gian; tác động loại điện trở phụ. - RP1; RP2: Bộ điện trở phụ có giá trị phù hợp. c. Nguyên lý hoạt động - Đóng cầu dao CD, ấn nút mở M. Công tắc tơ K và rơ le thời gian 1RTh; 2RTh có điện, tiếp điểm thường mở K (3-5) đòng lại duy trì nguồn cấp cho cuộn hút K, tiếp điểm thường mở K bên mạch động lực đóng lại cấp nguồn cho động cơ mở máy qua hai cấp điện trở phụ. - Sau một thời gian khống chế, tiếp điểm 1RTh (5-7) đóng lại cấp nguồn cho cuộn hút 1G, tiếp điểm thường mở 1G bên mạch động lực đóng lại loại bỏ RP1 ra mạch mở máy, động cơ khở động qua 1 cấp điện trở. - Sau khoảng thời gian khống chế của 2RTh và tiếp điểm thường mở 1G (5-9) đóng lại, công tắc tơ 2G có điện đóng tiếp điểm thường mở bên mạch động lực lại loại bỏ cấp điện trở RP2 ra khỏi mạch mở máy, hoàn thành một lần mở máy. d. Mô phỏng một số hư hỏng thường gặp - Cắt nguồn cung cấp. - Sự cố 1: Chỉnh 2RTh  3s (1RTh  5s như cũ). Sau đó cho mạch vận hành. Quan sát động cơ, ghi nhận hiện tượng, giải thích. Sự cố 2: Hở mạch tại điểm đấu chung của bộ điện trở mở máy, cho mạch vận hành và quan sát hiện tượng, giải thích. 44 1.2. Mạch mở máy qua 2 cấp điện trở phụ theo nguyên tắc dòng điện a. Sơ đồ nguyên lý b. Trang bị điện trong mạch - CD: Cầu dao nguồn, đóng cắt không tải toàn bộ mạch. - 1CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch động lực - 2CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch điều khiển. - M; D: Nút bấm thường mở; thường đóng điều khiển mở máy và dừng động cơ. - K: Công tắc tơ đóng cắt nguồn chính. - RN: Rơ le nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ (ĐKB). - 1G; 2G: Công tắc tơ để loại điện trở phụ trong quá trình mở máy. - 1RI; 2RI: Rơ le dòng điện; tác động điều khiển 1G; 2G loại điện trở phụ. - RP1; RP2: Bộ điện trở phụ có giá trị phù hợp. c. Nguyên lý hoạt động - Đóng cầu dao CD, ấn nút mở M cấp nguồn cho công tắc tơ K và rơ le trung gian RTr. Tiếp điểm duy trì K (3-5) đóng lại duy trì nguồn điện cấp cho mạch điều khiển, tiếp Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lý mạch mở máy ĐKB rô to dây quấn qua 2 cấp Rp theo nguyên tắc dòng điện 3 RP2 RP1 ®kb 1CC Cd k 2G 1G C B A RN 1RI 2RI 2cc RTr 1G 2G k rn d m k 1g 3 5 7 9 11 6 1® 5 4 N 1 1RI 2g 2RI RTr 9 45 điểm thường mở K bên mạch động lực đóng lại cấp nguồn cho động cơ bắt đầu khởi động. Khi bắt đầu khởi động, dòng khởi động động cơ rất lớn nên rơ le 1RI và 2RI tác động luôn nên công tắc tơ 1G, 2G không có điện, động cơ khởi động qua 2 cấp điện trở phụ. - Khi tốc độ động cơ tăng nên, dòng khởi động giảm xuống nên rơ le dòng điện 1RI thôi tác động, tiếp điểm 1RI (7-9) đóng lại cấp nguồn cho công tắc tơ 1G, tiếp điểm 1G bên mạch động lực đóng lại loại RP1 ra khỏi mạch điện. - Khi tốc độ của động cơ đạt được 80% tốc độ định mức, dòng khởi động tiếp tục giảm xuống tới mức rơ le 2RI thôi tác động, tiếp điểm 2RI (9-11) đóng lại cấp nguồn cho công tắc tơ 2G, tiếp điểm thường mở 2G bên mạch động lực đóng lại loại bỏ cấp điện trở phụ RP2 ra khỏi mạch điện hoàn thành một lần khởi động. d. Mô phỏng một số hư hỏng thường gặp - Cắt nguồn cung cấp. - Sự cố 1: Hở mạch RTr. Sau đó cho mạch vận hành. Quan sát động cơ, ghi nhận hiện tượng, giải thích. - Sự cố 2: Chỉnh điện áp tác động 2RU > 1RU, cho mạch vận hành và quan sát hiện tượng, giải thích. 46 1.3. Mạch mở máy qua 2 cấp điện trở phụ theo nguyên tắc điện áp a. Sơ đồ nguyên lý b. Trang bị điện trong mạch - CD: Cầu dao nguồn, đóng cắt không tải toàn bộ mạch. - 1CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch động lực - 2CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch điều khiển. - M; D: Nút bấm thường mở; thường đóng điều khiển mở máy và dừng động cơ. - K: Công tắc tơ đóng cắt nguồn chính. - RN: Rơ le nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ (ĐKB). - 1G; 2G: Công tắc tơ để loại điện trở phụ trong quá trình mở máy. - 1RU; 2RU: Rơ le điện áp; tác động điều khiển 1G; 2G loại điện trở phụ. - RP1; RP2: Bộ điện trở phụ có giá trị phù hợp. c. Nguyên lý hoạt động Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý mạch mở máy ĐKB rô to dây quấn qua 2 cấp Rp theo nguyên tắc điện áp 3 RP2 RP1 ĐKB 1CC CD K 2G 1G C B A RN 1RU 2RU 2CC RTr 1G 2G K RN D M K 1G 3 5 7 9 11 6 5 4 N 1 1RU 2RU RTr 9 47 - Đóng cầu dao CD, ấn nút mở M cấp nguồn cho công tắc tơ K và rơ le trung gian RTr. Tiếp điểm duy trì K (3-5) đóng lại duy trì nguồn điện cấp cho mạch điều khiển, tiếp điểm thường mở K bên mạch động lực đóng lại cấp nguồn cho động cơ bắt đầu khởi động. Khi bắt đầu khởi động, dòng khởi động động cơ rất lớn nên điện áp sụt áp trên 2 điện trở cao hay điện áp đặt lên rơ le 1RU và 2RU lớn nên 2 rơ le tác động luôn, công tắc tơ 1G, 2G không có điện, động cơ bắt đầu khởi động qua 2 cấp điện trở phụ. - Khi tốc độ động cơ tăng nên, dòng khởi động giảm xuống nên điện áp sụt áp trên 2 điện trở giảm xuống. Do chỉnh đinh nên rơ le 1RU thôi tác động trước, tiếp điểm 1RU (7-9) đóng lại cấp nguồn cho công tắc tơ 1G, tiếp điểm 1G bên mạch động lực đóng lại loại RP1 ra khỏi mạch điện. - Khi tốc độ của động cơ đạt được 80% tốc độ định mức, dòng khởi động tiếp tục giảm xuống và điện áp đặt lên 2RU giảm xuống tới mức rơ le 2RU thôi tác động, tiếp điểm 2RU (9-11) đóng lại cấp nguồn cho công tắc tơ 2G, tiếp điểm thường mở 2G bên mạch động lực đóng lại loại bỏ cấp điện trở phụ RP2 ra khỏi mạch điện hoàn thành một lần khởi động. d. Mô phỏng một số hư hỏng thường gặp - Cắt nguồn cung cấp. - Sự cố 1: Hở mạch RTr. Sau đó cho mạch vận hành. Quan sát động cơ, ghi nhận hiện tượng, giải thích. - Sự cố 2: Hở mạch tiếp điểm 1G(7,9) và 2G(9,11), cho mạch vận hành và quan sát hiện tượng, giải thích. 48 1.4. Mạch đảo chiều quay. a. Sơ đồ nguyên lý. b. Trang bị điện trong mạch - CD: Cầu dao nguồn, đóng cắt không tải toàn bộ mạch. - 1CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch động lực - 2CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch điều khiển. - M; D: Nút bấm thường mở; thường đóng điều khiển mở máy và dừng động cơ. - KT; KN: Công tắc tơ đóng cắt nguồn chính. - RN: Rơ le nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ (ĐKB). - 1G; 2G: Công tắc tơ để loại điện trở phụ trong quá trình mở máy. - 1RTh; 2RTh: Rơ le thời gian; tác động loại điện trở phụ. - RP1; RP2: Bộ điện trở phụ có giá trị phù hợp. c. Nguyên lý hoạt động - Đóng cầu dao CD, ấn nút mở MT. Công tắc tơ KT có điện, bên mạch điều khiển tiếp điểm thường mở KT (3-5) đòng lại duy trì nguồn cấp cho cuộn hút KT và cấp nguồn cho rơ le thời gian 1RTh. Tiếp điểm thường mở KT bên mạch động lực đóng lại cấp nguồn cho động cơ quay thuận và mở máy qua hai cấp điện trở phụ. Sau một thời gian khống chế, Hình 2.4. Sơ đồ nguyên lý mạch mở máy ĐKB rô to dây quấn qua 2 cấp Rp theo nguyên tắc thời gian 2 3 RP2 RP1 KĐB 1CC CD KN 2G 1G C B A RN 2CC 1RTh 2RTh 1G 2G KT 1RTh RN D MT KT 1G 3 5 13 17 19 4 2RTh 11 7 N 1 KT KN MN KN 9 KN KT KT KT 15 21 49 tiếp điểm 1RTh (11-13) đóng lại cấp nguồn cho cuộn hút 1G, tiếp điểm thường mở 1G bên mạch động lực đóng lại loại bỏ RP1 ra mạch mở máy, động cơ tiếp tục khởi động qua 1 cấp điện trở RP2. Khi tiếp điểm thường mở 1G (11-15) đóng lại 2RTh có điện, Sau một thời gian khống chế, tiếp điểm 2RTh (17-19) đóng lại công tắc tơ 2G có điện đóng tiếp điểm thường mở bên mạch động lực lại loại bỏ cấp điện trở RP2 ra khỏi mạch mở máy, hoàn thành một lần mở máy. - Để đảo chiều quay ta ấn nút dừng D rồi ấn nút mở MN. Công tắc tơ KN có điện, bên mạch điều khiển tiếp điểm thường mở KN (3-9) đòng lại duy trì nguồn cấp cho cuộn hút KN và cấp nguồn cho rơ le thời gian 1RTh. Tiếp điểm thường mở KN bên mạch động lực đóng lại cấp nguồn cho động cơ quay ngược và mở máy qua hai cấp điện trở phụ. Sau một thời gian khống chế, tiếp điểm 1RTh (11-13) đóng lại cấp nguồn cho cuộn hút 1G, tiếp điểm thường mở 1G bên mạch động lực đóng lại loại bỏ RP1 ra mạch mở máy, động cơ tiếp tục khởi động qua 1 cấp điện trở RP2. Khi tiếp điểm thường mở 1G (11-15) đóng lại 2RTh có điện, Sau một thời gian khống chế, tiếp điểm 2RTh (17-19) đóng lại công tắc tơ 2G có điện đóng tiếp điểm thường mở bên mạch động lực lại loại bỏ cấp điện trở RP2 ra khỏi mạch mở máy, hoàn thành một lần mở máy. - Dừng động cơ ta ấn nút dừng D, động cơ dừng tự do d. Mô phỏng một số hư hỏng thường gặp - Cắt nguồn cung cấp. - Sự cố 1: Chỉnh 1RTh  0s ;2RTh  0s Sau đó cho mạch vận hành. Quan sát động cơ, ghi nhận hiện tượng, giải thích. - Sự cố 2: Hở mạch tại điểm KT (3-5) cho mạch vận hành và quan sát hiện tượng, giải thích. - Sự cố 3: Hở mạch tại điểm đấu chung của bộ điện trở mở máy, cho mạch vận hành và quan sát hiện tượng, giải thích. 1.5. Bài tập mở rộng. 1. Mạch mở máy động cơ qua hai cấp điện trở phụ theo nguyên tắc thời gian có hãm động năng. 2. Mạch mở máy động cơ qua hai cấp điện trở phụ theo nguyên tắc thời gian có hãm ngược. 3. Mạch mở máy động cơ qua hai cấp điện trở phụ theo nguyên tắc thời gian có giảm tốc bằng điện trở phụ. 4. Mạch mở máy động cơ qua hai cấp điện trở phụ và cuộn kháng theo nguyên tắc thời gian. 5. Mạch mở máy động cơ qua hai cấp điện trở phụ có phanh hãm theo nguyên tắc thời gian. 6. Mạch mở máy động cơ qua hai cấp điện trở phụ theo nguyên tắc dòng điện có đảo chiều quay. 7. Mạch mở máy động cơ qua hai cấp điện trở phụ theo nguyên tắc điện áp có đảo chiều quay. Yêu cầu: - Sơ đồ nguyên lý - Trang bị điện trong mạch 50 - Nguyên lý hoạt động - Sơ đồ lắp đặt và đi dây - Quy trình lắp đặt - Lắp đặt và vận hành 2. Các mạch dừng máy. Cũng giống như động cơ điện rô to lồng sóc, để dừng động cơ điện để đảm bảo cho máy sản xuất hoạt động chính xác người ta phải sử dụng các biện pháp dừng máy nhưn hãm động năng, hãm ngược 2.1. Mạch hãm động năng. a. Sơ đồ nguyên lý. b. Trang bị điện trong mạch - CD: Cầu dao nguồn, đóng cắt không tải toàn bộ mạch. - 1CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch động lực - 2CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch điều khiển. - M; D: Nút bấm thường mở; thường đóng điều khiển mở máy và dừng động cơ. - KT: Công tắc tơ đóng cắt nguồn chính. Hình 2.5. Sơ đồ nguyên lý mạch mở máy ĐKB rô to dây quấn qua 2 cấp Rp theo nguyên tắc thời gian 3 2 RP2 RP1 1CC Cd k 2G 1G C B A RN 2cc N 1 H ĐKB + - 1RTh 2rth 1rth rn d mT kT 1g 3 5 9 13 15 4 2RTh 7 H 17 H k 11 21 1G 2G k H 3RTh 3RTh 19 51 - H: Công tắc tơ đóng cắt nguuonf một chiều hãm - RN: Rơ le nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ (ĐKB). - 1G; 2G: Công tắc tơ để loại điện trở phụ trong quá trình mở máy. - 1RTh; 2RTh: Rơ le thời gian; tác động loại điện trở phụ. - RP1; RP2: Bộ điện trở phụ có giá trị phù hợp. c. Nguyên lý hoạt động - Đóng cầu dao CD, ấn nút mở M. Công tắc tơ K có điện, bên mạch điều khiển tiếp điểm thường mở K (3-5) đóng lại duy trì nguồn cấp cho cuộn hút K và rơ le thời gian 1RTh. Tiếp điểm thường mở K bên mạch động lực đóng lại cấp nguồn cho động quay và mở máy qua hai cấp điện trở phụ. Sau một thời gian khống chế, tiếp điểm 1RTh (5-9) đóng lại cấp nguồn cho cuộn hút 1G, tiếp điểm thường mở 1G bên mạch động lực đóng lại loại bỏ RP1 ra mạch mở máy, động cơ tiếp tục khởi động qua 1 cấp điện trở RP2. Khi tiếp điểm thường mở 1G (5-11) đóng lại 2RTh có điện, Sau một thời gian khống chế, tiếp điểm 2RTh (13-15) đóng lại công tắc tơ 2G có điện đóng tiếp điểm thường mở bên mạch động lực lại loại bỏ cấp điện trở RP2 ra khỏi mạch mở máy, hoàn thành một lần mở máy. - Dừng động cơ ta ấn nút dừng D, công tắc tơ K mất điện cắt nguồn cấp 3 pha cấp cho đông cơ, đồng thời công tắc tơ H và rơ le thời gian 3RTH có điện. Khi H có điện tiếp điểm H bên mạch điều khiển đóng lại để duy trì nguồn cấp cho cuộn H và tiếp điểm H bên mạch động lực đóng lại cấp nguồn 1 chiều vào 2 trong 3 pha để hãm động năng. Sau một thời gian chỉnh định tiếp điểm 3RTh mở ra cắt nguồn cấp cho cuộn hút H kết thúc quá trình hãm. d. Mô phỏng một số hư hỏng thường gặp - Cắt nguồn cung cấp. - Sự cố 1: Chỉnh 1RTh  0s ;2RTh  0s Sau đó cho mạch vận hành. Quan sát động cơ, ghi nhận hiện tượng, giải thích. - Sự cố 2: Hở mạch tại điểm KT (3-5) cho mạch vận hành và quan sát hiện tượng, giải thích. - Sự cố 3: Hở mạch tại điểm đấu chung của bộ điện trở mở máy, cho mạch vận hành và quan sát hiện tượng, giải thích. 52 2.2. Mạch hãm ngược. Khi hãm ngược động cơ có dòng điện hãm ngược rất lớn do đó phải đưa điện trở phụ vào mạch rotor với trị số lớn hơn khi khởi động. Khi khởi động, động cơ khởi động qua 2 điện trở phụ Rp1, RP2, khống chế theo nguyên tắc thời gian. Khi hãm ngược, các công tắc tơ K, H2, 1G, 2G mất điện đưa 3 điện trở phụ Rp1, RP2, RH vào mạch hãm. Các điện trở Rp1, RP2, RH được nối vào mạch rotor làm giảm dòng điện hãm, kết quả dòng điện stator cũng giảm. Khi tốc độ động cơ theo chiều cũ về 0, điều chỉnh thời gian để rơ e thời gian cắt điện công tắc tơ 1H, quá trình ham kết thúc. a. Sơ đồ nguyên lý. b. Trang bị điện trong mạch - CD: Cầu dao nguồn, đóng cắt không tải toàn bộ mạch. - 1CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch động lực - 2CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch điều khiển. - M; D: Nút bấm thường mở; thường đóng điều khiển mở máy và dừng động cơ. - KT; 1H: Công tắc tơ đóng cắt nguồn chính. 2 Hình 2.6. Sơ đồ nguyên lý mạch mở máy ĐKB rô to dây quấn qua 2 cấp Rp theo nguyên tắc thời gian 3 RP2 RP1 ®kb 1CC Cd k 2G 1G C B A RN 2cc N 1 1H 2H 1RTh 2rth 1rth rn d mT k 1g 3 5 9 13 15 4 2RTh 7 1H 17 1H k 11 21 1G 2G k 1H 3RTh 3RTh 19 2H RH 53 - 2H: Công tắc tơ đóng ngắt điện trở hãm - RN: Rơ le nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ (ĐKB). - 1G; 2G: Công tắc tơ để loại điện trở phụ trong quá trình mở máy. - 1RTh; 2RTh, 3RTh: Rơ le thời gian; tác động loại điện trở phụ. - RP1; RP2; RH: Bộ điện trở phụ có giá trị phù hợp. c. Nguyên lý hoạt động - Đóng cầu dao CD, ấn nút mở M. Công tắc tơ K, 2H có điện, bên mạch điều khiển tiếp điểm thường mở K (3-5) đóng lại duy trì nguồn cấp cho cuộn hút K và rơ le thời gian 1RTh. Bên mạch động lực tiếp điểm thường mở 2H đóng lại loại điện trở RH ra mạch khởi động, tiếp điểm thường mở K đóng lại cấp nguồn cho động quay và mở máy qua hai cấp điện trở phụ. Sau một thời gian khống chế, tiếp điểm 1RTh (5-9) đóng lại cấp nguồn cho cuộn hút 1G, tiếp điểm thường mở 1G bên mạch động lực đóng lại loại bỏ RP1 ra mạch mở máy, động cơ tiếp tục khởi động qua 1 cấp điện trở RP2. Khi tiếp điểm thường mở 1G (5- 11) đóng lại 2RTh có điện, Sau một thời gian khống chế, tiếp điểm 2RTh (13-15) đóng lại công tắc tơ 2G có điện đóng tiếp điểm thường mở bên mạch động lực lại loại bỏ cấp điện trở RP2 ra khỏi mạch mở máy, hoàn thành một lần mở máy. - Dừng hãm động cơ ta ấn nút dừng D, công tắc tơ K, 2H, 1G, 2G mất điện đưa điện trở phụ và điện trở hãm vào mạch rô to, công tắc tơ 1H có điện thực hiện đảo 2 trong 3 pha cấp nguồn cho động cơ để tạo mô men hãm ngược. Sau một thời gian chỉnh định tiếp điểm 3RTh mở ra cắt nguồn cấp cho cuộn hút 1H kết thúc quá trình hãm. d. Mô phỏng một số hư hỏng thường gặp - Cắt nguồn cung cấp. - Sự cố 1: Chỉnh 1RTh  0s ;2RTh  0s Sau đó cho mạch vận hành. Quan sát động cơ, ghi nhận hiện tượng, giải thích. - Sự cố 2: Hở mạch tại điểm KT (3-5) cho mạch vận hành và quan sát hiện tượng, giải thích. - Sự cố 3: Hở mạch tại điểm đấu chung của bộ điện trở mở máy, cho mạch vận hành và quan sát hiện tượng, giải thích. 54 BÀI 3: TỰ ĐỘNG KHỐNG CHẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU Giới thiệu: Do tính ưu việt của hệ thống điện xoay chiều: để sản xuất, để truyền tải..., cả máy phát và động cơ điện xoay chiều đều có cấu tạo đơn giản và công suất lớn, dễ vận hành... nên động cơ điện xoay chiều ngày càng được sử dụng rộng rãi và phổ biến. Tuy nhiên động cơ điện một chiều vẫn giữ một vị trí nhất định trong công nghiệp, giao thông vận tải, và nói chung ở các thiết bị cần điều khiển tốc độ quay liên tục trong phạm vi rộng (như trong máy cán thép, máy công cụ lớn, đầu máy điện...). Ưu điểm lớn nhất của động cơ điện một chiều là điều chỉnh tốc độ và khả năng quá tải. Nếu như bản thân động cơ không đồng bộ không thể đáp ứng được hoặc nếu đáp ứng được thì phải chi phí các thiết bị biến đổi đi kèm (như bộ biến tần....) rất đắt tiền thì động cơ điện một chiều không những có thể điều chỉnh rộng và chính xác mà cấu trúc mạch lực, mạch điều khiển đơn giản hơn đồng thời lại đạt chất lượng cao. Mục tiêu của bài: - Trình bày được nguyên lý hoạt động và trang bị điện trên sơ đồ các mạch mở máy, dừng máy cho động cơ điện một chiều như: mạch mở máy qua nhiều cấp điện trở phụ theo nguyên tắc thời gian, dòng điện, điện áp; mạch hãm ngược; hãm động năng; mạch đảo chiều quay... - Lắp ráp thành thạo các mạch mở máy, dừng máy cho động cơ điện một chiều như: mạch mở máy qua nhiều cấp điện trở phụ theo nguyên tắc thời gian, dòng điện, điện áp; mạch hãm ngược; hãm động năng; mạch đảo chiều quay... - Lắp ráp thành thạo các mạch bảo vệ và tín hiệu như: bảo vệ ngắn mạch, quá tải, kém áp, quá áp... báo hiệu trạng thái làm việc, trạng thái sự cố, báo hiệu lúc mở máy, dừng máy... - Thực hiện hoàn chỉnh các mạch điều khiển và bảo vệ trên trong tủ điện đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, mỹ thuật và an toàn. - Phát hiện chính xác hư hỏng, sửa chữa thành thạo các hư hỏng trong mạch. - Thay thế mới, thay thế tương đương các khí cụ điện hỏng hóc đạt tiêu chuẩn kỹ thuật phù hợp với điều kiện kinh tế của Việt Nam. Nội dung của bài: 55 1. Các mạch mở máy. 1.1. Mạch mở máy qua 2 cấp điện trở phụ theo nguyên tắc thời gian. a. Sơ đồ nguyên lý b. Trang bị điện trong mạch - CD: Cầu dao nguồn, đóng cắt không tải toàn bộ mạch. - 1CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch động lực - 2CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch kích từ - 3CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch điều khiển - D, M: Nút bấm thường đóng; thường mở điều khiển dừng và mở máy động cơ. - k: Công tắc tơ đóng và cắt nguồn cấp cho động cơ. - RN: Rơ le nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ (Đ) - 1G; 2G: Công tắc tơ để loại điện trở phụ trong quá trình mở máy - 1RTh; 2RTh: Rơ le thời gian; tác động loại điện trở phụ - RP1; RP2; RFK: Bộ điện trở phụ có giá trị phù hợp c. Nguyên lý hoạt động + – RP1 RP2 1G 2G K 1cc 1CD Đ CKĐ RFK + – 2CC 2CD RN Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý mạch mở máy ĐC - DC qua 2 cấp Rp; theo nguyên tắc thời gian 3CC 2G K RN D M K 3 5 9 6 1RTh 1G 1G 11 2RTh 2RTh 4 N 1  3CD 7 1RTh 56 - Đóng cầu dao 1CD; 2CD; 3CD. - Để mở máy động cơ ấn nút mở M, công tắc tơ K và rơ le thời gian 1RTh có điện, tiếp điểm K(3-5) đóng lại duy trì nguồn cấp cho cuộn hút K và rơ le thời gian 1RTh. Trên mạch động lực, tiếp điểm K đóng lại cấp nguồn cho động cơ mở máy qua 2 cấp điện trở phụ RP1; RP2. Sau một thời gian chỉnh định rơ le thời gian 1RTh tác động trước cấp nguồn cho công tắc tơ 1G loại RP1 ra khỏi mạch khởi động và đóng nguồn cấp cho rơ le 2RTh, sau một thời gian chỉnh định rơ le 2RTh tác động sau cấp nguồn cho 2G tác động loại nốt RP2 ra khỏi mạch điện hoàn thành một lần khởi động. - Muốn dừng động cơ ta ấn nút dừng D để động cơ dừng tự do d. Mô tả một số hư hỏng thường gặp - Cắt nguồn cung cấp. - Sự cố 1: Chỉnh 1RTh  0s, 2RTh  0s. Sau đó cho mạch vận hành. Quan sát động cơ, ghi nhận hiện tượng, giải thích. - Sự cố 2: Hở mạch tại điểm đấu chung giữa RP1 và RP2 của bộ điện trở mở máy, cho mạch vận hành và quan sát hiện tượng, giải thích. - Sự cố 3: Hở cầu dao 2CD (1CD vẫn đóng) cho mạch vận hành. Quan sát và giải thích hiện tượng? Chú ý: sự cố này chỉ được thực hiện khi động cơ đã dừng hẳn. - Sự cố 4: Điều chỉnh 1 giá trị khác của RFK (theo hướng tăng RFK). Cho mạch vận hành, quan sát và giải thích hiện tượng. 57 1.2. Mạch mở máy qua 2 cấp điện trở phụ theo nguyên tắc dòng điện a. Sơ đồ nguyên lý b. Trang bị điện trong mạch - CD: Cầu dao nguồn, đóng cắt không tải toàn bộ mạch. - 1CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch động lực - 2CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch kích từ. - 3CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch điều khiển. - M; D: Nút bấm thường mở; thường đóng điều khiển mở máy và dừng động cơ. - K: Công tắc tơ đóng cắt nguồn chính. - RN: Rơ le nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ (Đ). - 1G; 2G: Công tắc tơ để loại điện trở phụ trong quá trình mở máy. - RTr: Rơ le trung gian, đảm bảo thời gian tác động của các RI - 1RI; 2RI: Rơ le dòng điện; tác động loại điện trở phụ. - RP1; RP2: Bộ điện trở phụ có giá trị phù hợp. c. Nguyên lý hoạt động - Đóng cầu dao 1CD; 2CD; 3CD. Hình 3.2: Ssơ đồ nguyên lý mạch mở máy ĐC – DC qua 2 cấp Rp theo nguyên tắc dòng điện 3CC RTr 1G 2G K RN D M K 1G 3 5 7 9 11 6 5 4 1 1RI 2G 2RI RTr 9 N  3CD CKĐ RFK + – 2CC 2CD + – RP1 RP2 1G 2G 1CC 1CD K K RN 1RI 2RI Đ 58 - Muốn mở máy động cơ ta ấn nút mở M, công tắc tơ K và rơ le trung gian RTr có điện, tiếp điểm K(3-5) đóng lại duy trì nguồn cấp cho cuộn hút K, tiếp điểm K bên mạch động lực đóng lại đưa động cơ vào khởi động. Khi bắt đầu khởi động dòng khởi động rất lớn nên rơ le dòng điện 1RI, 2RI tác động luôn nên 1G và 2G chưa tác động do đó động cơ mở máy qua 2 cấp điện trở phụ RP1; RP2. Sau một thời gian khởi động, dòng khởi động giảm xuống nên 1RI thôi tác động trước, tiếp điểm 1RI(7-9) đóng lại cấp nguồn cho công tắc tơ 1G tác động loại RP1 ra khỏi mạch khởi động và rơ le 2RI tác động sau cấp nguồn cho 2G tác động loại nốt RP2 ra khỏi mạch điện hoàn thành một lần khởi động. - Muốn dừng động cơ ta ấn nút dừng D để động cơ dừng tự do d. Mô phỏng một số hư hỏng thường gặp - Cắt nguồn cung cấp. - Sự cố 1: Hở mạch RTr. Sau đó cho mạch vận hành. Quan sát động cơ, ghi nhận hiện tượng, giải thích. - Sự cố 2: Hở mạch tiếp điểm 1G(7,9) và 2G(9,11), cho mạch vận hành và quan sát hiện tượng, giải thích. 1.3. Mạch mở máy qua 2 cấp điện trở phụ theo nguyên tắc điện áp a. Sơ đồ nguyên lý. CK§ RFK + – 2cc 2cd + – RP1 RP2 1g 2g 1cc 1cd ® k k RN 1ru 2ru Hình 3.3: Sơ đồ nguyên lý mạch mở máy ĐC – DC qua 2 cấp Rp; theo nguyên tắc điện áp 3CC 2G K RN D M K 1G 3 5 6 1G 7 4 N 1  3CD 9 11 1RU 2RU 59 b. Trang bị điện trong mạch - CD: Cầu dao nguồn, đóng cắt không tải toàn bộ mạch. - 1CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch động lực - 2CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch kích từ. - 3CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch điều khiển. - M; D: Nút bấm điều khiển mở máy và dừng động cơ - K: Công tắc tơ đóng cắt nguồn chính. - RN: Rơ le nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ (Đ). - 1G; 2G: Công tắc tơ để loại điện trở phụ trong quá trình mở máy. - 1RU; 2RU: Rơ le dòng điện; tác động loại điện trở phụ. - RP1; RP2: Bộ điện trở phụ có giá trị phù hợp. c. Nguyên lý hoạt động - Đóng cầu dao 1CD; 2CD; 3CD. - Muốn mở máy động cơ ta ấn nút mở M, công tắc tơ K có điện, tiếp điểm K(3-5) đóng lại duy trì nguồn cấp cho cuộn hút K, tiếp điểm K bên mạch đông lực đóng lại đưa động cơ vào khởi động. Khi bắt đầu khởi động dòng khởi động rất lớn nên điện áp đặt lên cuộn dây phần ứng nhỏ do đó rơ le điện áp 1RU, 2RU chưa tác động nên 1G và 2G chưa tác động do đó động cơ mở máy qua 2 cấp điện trở phụ RP1; RP2. Sau một thời gian khởi động, dòng khởi động giảm xuống nên rơ le 1RU tác động trước, tiếp điểm 1RU(5-7) đóng lại cấp nguồn cho công tắc tơ 1G tác động loại RP1 ra khỏi mạch khởi động và rơ le 2RU tác động sau, tiếp điểm 2RU(9-11) đóng lại cấp nguồn cho 2G tác động loại nốt RP2 ra khỏi mạch điện hoàn thành một lần khởi động. - Muốn dừng động cơ ta ấn nút dừng D để động cơ dừng tự do d. Mô phỏng một số hư hỏng thường gặp - Cắt nguồn cung cấp. - Sự cố 1: Hở mạch 1RU. Sau đó cho mạch vận hành. Quan sát động cơ, ghi nhận hiện tượng, giải thích. - Sự cố 2: Chỉnh điện áp tác động 2RU > 1RU, cho mạch vận hành và quan sát hiện tượng, giải thích. 60 1.4. Mạch đảo chiều quay. a. Sơ đồ nguyên lý b. Trang bị điện trong mạch - CD: Cầu dao nguồn, đóng cắt không tải toàn bộ mạch. - 1CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch động lực - 2CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch kích từ - 3CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch điều khiển - D; MT; MN: Nút bấm thường đóng; thường mở điều khiển dừng và mở máy động cơ. - T; N: Công tắc tơ để đảo chiều quay động cơ. - RN: Rơ le nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ (Đ) Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lý mạch mở máy ĐC - DC qua 2 cấp Rp; đảo chiều quay theo nguyên tắc thời gian CKĐ RFK + – 2CC 2CD + – RP1 RP2 1G 2G T T N N Đ 1CC 1CD 3CC 1RTh 2RTh 2G T RN D Mt t 1G 3 5 17 19 6 2RTh 1G 1RTh 15 13 4 N 1  3CD N N 9 N T T N 7 11 13 Mn 61 - 1G; 2G: Công tắc tơ để loại điện trở phụ trong quá trình mở máy - 1RTh; 2RTh: Rơ le thời gian; tác động loại điện trở phụ - RP1; RP2; RFK: Bộ điện trở phụ có giá trị phù hợp c. Nguyên lý hoạt động - Đóng cầu dao 1CD; 2CD; 3CD. - Muốn động cơ quay thuận ấn nút mở MT, công tắc tơ T có điện, tiếp điểm T(1-3) đóng lại duy trì nguồn cấp cho cuộn hút T, tiếp điểm T(3-13) đóng lại cấp nguồn cho rơ le thời gian 1RTh; 2RTh. Trên mạch động lực, tiếp điểm T đóng lại cấp nguồn cho động cơ mở máy theo chiều thuận qua 2 cấp điện trở phụ RP1; RP2. Sau một thời gian chỉnh định rơ le thời gian 1RTh tác động trước cấp nguồn cho công tắc tơ 1G loại RP1 ra khỏi mạch khởi động và rơ le 2RTh tác động sau cấp nguồn cho 2G tác động loại nốt RP2 ra khỏi mạch điện hoàn thành một lần khởi động. - Muốn động cơ quay ngược lại ta ấn nút dừng D sau đó ấn nút MN. Quá trình mở máy tương tự như chiều thuận. - Muốn dừng động cơ ta ấn nút dừng D để động cơ dừng tự do d. Mô tả một số hư hỏng thường gặp - Cắt nguồn cung cấp. - Sự cố 1: Chỉnh 2RTh  3s (1RTh  5s như cũ). Sau đó cho mạch vận hành. Quan sát động cơ, ghi nhận hiện tượng, giải thích. - Sự cố 2: Hở mạch tại điểm đấu chung giữa RP1 và RP2 của bộ điện trở mở máy, cho mạch vận hành và quan sát hiện tượng, giải thích. - Sự cố 3: Hở cầu dao 2CD (1CD vẫn đóng) cho mạch vận hành. Quan sát và giải thích hiện tượng? Chú ý: sự cố này chỉ được thực hiện khi động cơ đã dừng hẳn. - Sự cố 4: Điều chỉnh 1 giá trị khác của RFK (theo hướng tăng RFK). Cho mạch vận hành, quan sát và giải thích hiện tượng. 62 2. Các mạch dừng máy. 2.1. Mạch hãm động năng. a. Sơ đồ nguyên lý b. Trang bị điện trong mạch - 1CD; 2CD; 3CD: Cầu dao nguồn, đóng cắt không tải mạch động lực, mạch kích từ, mạch điều khiển. - 1CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch động lực. - 2CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch kích từ. - 3CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch điều khiển. - M; D: Nút bấm thường mở; thường đóng điều khiển mở máy và dừng động cơ. - K: Công tắc tơ đóng cắt nguồn chính. - RN: Rơ le nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ (DC). CKĐ RFK + – 2CC 2CD + – RF G 1CC 1CD Đ K K RN H RH Hình 3.5: Sơ đồ nguyên lý mạch mở máy ĐC – DC và hãm động năng theo nguyên tắc thời gian 3CC 1RTh K RN D M K 3 5 6 G 1RTh 7 4 N 1  3CD 9 15 K H 2rth H K 2RTh 11 H 13 17 19 5 63 - G: Công tắc tơ để loại các RP trong quá trình mở máy. - H: Công tắc tơ thực hiện hãm động năng. - 1RTh: Rơ le thời gian; tác động loại điện trở phụ. - 2RTh: Rơ le thời gian; định giờ hãm động năng. - RF: Bộ điện trở phụ mở máy có giá trị phù hợp. - RH: Bộ điện trở hãm động năng có giá trị phù hợp. c. Nguyên lý hoạt động - Đóng cầu dao 1CD; 2CD; 3CD. - Muốn mở máy động cơ ta ấn nút mở M, công tắc tơ K và rơ le thời gian 1RTh có điện, tiếp điểm K(3-5) đóng lại duy trì nguồn cấp cho cuộn hút K, tiếp điểm K bên mạch đông lực đóng lại đưa động cơ vào khởi động qua RP. Sau một thời gian chỉnh định tiếp điểm thường mở đóng chậm 1RTh(5-9) đóng lại cấp nguồn cho công tắc tơ G tác động loại RP ra khỏi mạch khởi động hoàn thành một lần khởi động. - Để hãm động năng ta ấn nút D công tắc tơ K mất điện, phần ứng động cơ được cắt ra khỏi nguồn. Đồng thời cấp nguồn cho cuộn H và rơ le thời gian 2RTh nên phần ứng của động cơ được nối vào điện trở hãm RH, quá trình hãm động năng xảy ra. Sau thời gian duy trì cần thiết cho quá trình hãm 2RTh mở cắt điện cuộn H, quá trình hãm động năng kết thúc. d. Mô phỏng một số hư hỏng thường gặp - Cắt nguồn cung cấp. - Sự cố 1: Hở mạch 1RTh(5-9). Sau đó cho mạch vận hành. Quan sát động cơ, ghi nhận hiện tượng, giải thích. - Sự cố 2: Hở mạch 1RTh(17-19). Sau đó cho mạch vận hành. Quan sát động cơ, ghi nhận hiện tượng, giải thích. 64 2.2. Mạch hãm làm việc bằng điện trở phụ. a. Sơ đồ nguyên lý b. Trang bị điện trong mạch - CD: Cầu dao nguồn, đóng cắt không tải toàn bộ mạch. - 1CC; 2CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch động lực; điều khiển. - M; D: Nút bấm thường mở, thường đóng; điều khiển mở máy và hãm ngược khi dừng động cơ. - K: Công tắc tơ đóng cắt nguồn chính. - RN: Rơ le nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ (Đ). - 1G; 2G: Công tắc tơ để loại 2 cấp RP trong quá trình mở máy. CK§ RFK + – 2cc 2cd + – RP1 RP2 1G 2G 1CC 1CD Đ K K RN H RH Hình 3.6: Sơ đồ nguyên lý mạch mở máy ĐC – DC và hãm ngược bằng điện trở phụ theo nguyên tắc thời gian 1RTh 2RTh 2G K RN 1G 5 11 13 6 2RTh 1G 1RTh 7 3cc D M K 3 9 N 1 H 3RTh 6 4 3RTh 3RTh 3RTh 23  3cd 65 - H: Công tắc tơ thực hiện hãm ngược khi dừng động cơ. - 1RTh; 2RTh: Rơ le thời gian; tác động loại điện trở phụ. - 3RTh: Rơ le thời gian; định giờ hãm ngược. - RP1; RP2; RH: Bộ điện trở phụ có giá trị phù hợp. c. Nguyên lý hoạt động - Đóng cầu dao 1CD; 2CD; 3CD. - Ấn nút mở M cấp nguồn cho công tắc tơ K; H; rơ le thời gian 1RTh; 2RTh. Tiếp điểm K(3-5) đóng lại duy trì nguồn cấp cho mạch điều khiển. Khi K; H có điện, tiếp điểm H bên mạch động lực đóng lại loại điện trở RH ra khỏi mạch khởi động, tiếp K đóng lại cấp nguồn cho phần ứng đông cơ đưa động cơ vào khởi động qua hai cấp điện trở phụ RP1; RP2. Sau một thời gian chỉnh định, rơ le thời gian 1RTh tác động trước cấp nguồn cho công tắc tơ 1G tác động loại RP1 ra mạch khởi động và rơ le thời gian 2RTh tác động sau cấp nguồn cho 2G loại bỏ nốt điện trở RP2 ra khỏi mạch điện hoàn thành 1 lần khởi động. - Muốn dừng máy ta ấn nút dừng D cấp nguồn cho rơ le thời gian 3RTh. Tiếp điểm 3RTh(5-7) mở ra cắt điện cấp cho K , H, 1RTh, 2RTh. Các tiếp điểm K, H, 1G, 2G bên mạch động lực mở ra đưa các điện trở H, RP1, RP2 vào mạch phần ứng để hãm động cơ. Khi động cơ dừng, tiếp điểm 3RTh(1-3) mở ra đưa mạch điện vào chế độ chuẩn bị hoạt động lần sau. d. Mô phỏng một số hư hỏng thường gặp - Cắt nguồn cung cấp. - Sự cố 1: Hở mạch 3RTh(5-7). Sau đó cho mạch vận hành. Quan sát động cơ, ghi nhận hiện tượng, giải thích. - Sự cố 2: Điều chỉnh 3RTh(1-3) dài 5 phút. Sau đó cho mạch vận hành. Quan sát động cơ, ghi nhận hiện tượng, giải thích. 66 2.3. Mạch hãm ngược. a. Sơ đồ nguyên lý b. Trang bị điện trong mạch - CD: Cầu dao nguồn, đóng cắt không tải toàn bộ mạch. - 1CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch động lực - 2CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch kích từ - 3CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch điều khiển - D; M: Nút bấm thường đóng; thường mở điều khiển dừng và mở máy động cơ. - K; H: Công tắc tơ để cấp nguồn mở máy và hãm dừng động cơ. CKĐ RFK + – 2CC 2CD + – RP1 RP2 1G 2G K K H H Đ 1CC 1CD RN Hình 2.7: Sơ đồ nguyên lý mạch mở máy ĐC - DC qua 2 cấp Rp; hãm ngược theo nguyên tắc thời gian H H 9 K 11 3RTh 3RTh 3CC 1RTh 2RTh 2G K RN D M K 1G 3 5 17 19 6 2RTh 1G 1RTh 15 4 N 1  3CD H 7 67 - RN: Rơ le nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ (Đ) - 1G; 2G: Công tắc tơ để loại điện trở phụ trong quá trình mở máy - 1RTh; 2RTh; 3RTh: Rơ le thời gian; tác động loại điện trở phụ, và thời gian hãm - RP1; RP2; RFK: Bộ điện trở phụ có giá trị phù hợp c. Nguyên lý hoạt động - Đóng cầu dao 1CD; 2CD; 3CD. - Muốn mở máy ấn nút mở M, công tắc tơ K có điện, tiếp điểm K(1-3) đóng lại duy trì nguồn cấp cho cuộn hút K, khi K có điện, đồng thời với nó rơ le thời gian 1RTh; 2RTh có điện. Trên mạch động lực, tiếp điểm K đóng lại cấp nguồn cho động cơ mở máy qua 2 cấp điện trở phụ RP1; RP2. Sau một thời gian chỉnh định rơ le thời gian 1RTh tác động trước cấp nguồn cho công tắc tơ 1G loại RP1 ra khỏi mạch khởi động và rơ le 2RTh tác động sau cấp nguồn cho 2G tác động loại nốt RP2 ra khỏi mạch điện hoàn thành một lần khởi động. - Muốn dừng động cơ ta ấn nút dừng D, công tắc tơ H có điện đảo chiều nguồn cấp cho phần ứng động cơ tạo mô men hãm hãm động cơ. Thời gian hãm được khống chế bằng rơ le thời gian RTh3. 2.4. Các bài tập mở rộng 1. Mạch điện điều khiển động cơ mở máy qua 3 cấp điện trở phụ theo nguyên tắc thời gian có đảo chiều quay. 2. Mạch điện điều khiển động cơ mở máy qua 3 cấp điện trở phụ theo nguyên tắc thời gian có đảo chiều quay và hãm động năng. 3. Mạch điện điều khiển động cơ mở máy qua 2 cấp điện trở phụ theo nguyên tắc dòng điện có đảo chiều quay. 4. Mạch điện điều khiển động cơ mở máy qua 2 cấp điện trở phụ theo nguyên tắc dòng điện có đảo chiều quay và hãm động năng. 5. Mạch điện điều khiển động cơ mở máy qua 2 cấp điện trở phụ theo nguyên tắc điện áp có đảo chiều quay. 6. Mạch điện điều khiển động cơ mở máy qua 2 cấp điện trở phụ theo nguyên tắc điện áp có đảo chiều quay và hãm động năng. Yêu cầu: - Vẽ sơ đồ nguyên lý. - Cho biết trang bị điện trong mạch - Trình bày nguyên lý làm việc - Vẽ sơ đồ lắp đặt và đi dây - Lập bảng quy trình lắp mạch - Lắp mạch điện theo sơ đồ lắp đặt - Vận hành. 68 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] Nguyễn Đức Lợi, Giáo trình chuyên ngành điện tập 1,2,3,4, NXB Thống kê 2001 [5] Nguyễn Xuân Phú, Khí cụ Điện Kết cấu, sử dụng và sửa chữa, NXB Khoa Học và Kỹ Thuật, năm 2000. [6] Phạm Văn Chới, Bùi Tín Hữu, Khí cụ điện, NXB KHKT, 2000