Đăng ký Đăng nhập

Tài liệu GIÁO TRÌNH TRANG BỊ ĐIỆN (IUH)

.PDF
93
1316
115

Mô tả:

Giáo trình Trang Bị Điện Chương I NGUYÊN TẮC CƠ BẢN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN 1.1. KHÁI NIỆM CHUNG Do yêu cầu công nghệ của máy, cơ cấu sản xuất, các hệ thống truyền động điện tự động đều được thiết kế, tính toán để làm việc ở các trạng thái xác định. Trạng thái của hệ thống truyền động điện được xác định bằng các thông số của hệ như các thông số cơ học (mômen cơ, quán tính cơ...) và các thông số về điện (dòng điện, điện áp, tần số...). Mỗi thông số xác định một trạng thái xác lập của hệ thống. Sự thay đổi của một thông số bất kỳ kể trên đều dẫn đến việc thay đổi trạng thái của hệ thống và việc chuyển từ giá trị này đến giá trị khác được thực hiện tự động nhờ hệ thống điều khiển, ví dụ: việc chuyển đổi từ đấu Y sang đấu của bộ dây quấn động cơ không đồng bộ ba pha trong quá trình mở máy được thực hiện tự động nhờ rơle thơi gian, làm thông số điện áp đặt lên động cơ từ Uñm 3 chuyển thành Uđm của động cơ. Quá trình điểu khiển hệ thống truyền động điện có thể chia thành những quá trình sau: Tự động điều khiển quá trình mở máy (khởi động), tức là đưa tốc độ động cơ từ tốc độ bằng 0 lên tới một gía trị tốc độ nào đó. Tự động điều khiển quá trình làm việc của hệ thống truyền động theo yêu cầu cho trước, ví dụ như duy trì một thông số nào đó theo một quy luật cho trước. Tự động điều khiển quá trình hãm và dừng máy. 1.2. CÁC NGUYÊN TẮC ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN KIỂU HỞ Giả sử điều khiển mở máy một động cơ không đồng bộ ba pha rotor lồng sóc bằng phương pháp đổi nối Y sang ∆, nhằm giảm điện áp lúc mở máy, có đặc tính cơ như trên hình 1.1. Hình 1.1. Đặc tính mở máy động cơ KĐB ba pha theo phương pháp đổi nối Y - ∆. Giáo trình Trang Bị Điện a) Đặc tính cơ lúc mở máy b) Giản đồ dòng điện c) Giản đồ tốc độ Ban đầu đặc tính mở máy động cơ theo đường nét đậm (1) trên hình 1.1a. Đến thời điểm t1 (điểm A) là thời điểm chuyển đổi nối Y thành ∆, động cơ chuyển đặc tính mở máy từ A sang B. Từ đường đặc tính cơ lúc mở máy, suy ra giản đồ thời gian của dòng điện (hình 1.1b) và của tốc độ (hình 1.1c). Từ các đường đặc tính mở máy và các đồ thị của dòng điện , tốc độ theo thời gian lúc mở máy, ta thấy: để đảm bảo diễn biến của quá trình chuyển đổi đặc tính tại điểm A có thể dùng các giá trị hoặc dòng điện (I1) hoặc tốc độ (ω 1) hoặc thời gian t1 ... làm mốc chuyển đổi. Từ đó, có thể có các nguyên tắc điều khiển sau: Nguyên tắc điều khiển theo thời gian: đổi nối Y sang ∆ sau thời gian t1 Nguyên tắc điều khiển theo tốc độ: đổi nối Y sang ∆ khi động cơ đạt đến tốc độ ω 1 = ωB Nguyên tắc điều khiển theo dòng điện: đổi nối Y sang ∆ khi dòng điện mở máy của động cơ giảm còn I1 Ngoài ra, còn có các nguyên tắc điều khiển khác như nguyên tắc điều khiển theo vị trí (hành trình) (không áp dụng cho trường hợp trên). Đó là điều khiển hệ truyền động điện một cách tự động tuỳ theo vị trí của 1 chuyển động nào đó của hệ ... 1.2.1. Nguyên tắc điều khiển theo thời gian Điều khiển theo thời gian dựa trên cơ sở các thông số làm việc của mạch động lực biến đổi theo thời gian như tốc độ quay, mômen, dòng điện ... . Các tín hiệu điều khiển phát ra theo một quy luật thời gian cần thiết từ phần tử điều khiển sẽ làm thay đổi trạng thái của hệ thống. Các phần tử điều khiển phát tín hiệu theo thời gian chỉnh định có thể là rơle thời gian, tạo nên một khoảng thời gian trễ (duy trì) kể từ lúc có tín hiệu đưa vào (mốc 0) đầu vào đến khi phát được tín hiệu ra đưa vào phần tử chấp hành. Dưới dây giới thiệu sơ đồ khởi động động cơ không đồng bộ 3 pha rotor dây quấn có một cấp điện trở phụ (hình 1.2) theo nguyên tắc thời gian: Giáo trình Trang Bị Điện G G b) f a) Ñt (2) C(LV) c B A Ñt (1) Mc Mmm M c) t1 t d) Hình 1.2. (a,b) Sơ đồ nguyên lý mạch điện khởi động động cơ không đồng bộ 3 pha rotor dây quấn có một cấp điện trở phụ. (c) Đặc tính cơ (d) Giản đồ tốc độ Nguyên lý hoạt động của sơ đồ hình 1.2a như sau Trạng thái ban đầu của sơ đồ sau khi cấp nguồn động lực và nguồn điều khiển là không thiết bị nào hoạt động. Khởi động: ấn nút M, công tắc tơ K được cấp điện. Các tiếp điểm phụ (duy trì) và tiếp điểm chính (động lực) của K đóng lại. Động cơ được cấp điện khởi động dưới tác dụng của momen điện từ ban đầu Mmin và làm việc theo đặc tính cơ (1) (hình 1.2c) tính cho trường hợp rotor có điện trở phụ Rf tham gia (đặc tính cơ nhân tạo). Cùng lúc đó trên mạch điều khiển cơ cấu định thời gian là rơle thời gian Rth bắt đầu tính thời gian để đóng tiếp điểm Rth . Sau một thời gian chỉnh định tcđ , tiếp điểm Rth đóng lại, cấp điện cho công tắc tơ G. Công tắc tơ G đóng các tiếp điểm thường hở trên mạch rotor, cắt điện trở phụ Rf ra khỏi rotor, chuyển động cơ sang làm việc ở đặc tính cơ tự nhiên. Điểm chuyển A (hình 1.2c) có tốc độ w1 và momen M1 sẽ chuyển sang điểm B trên đặc tính cơ tự nhiên.Từ điểm B động cơ tăng tốc và ổn định tại điểm làm việc C. Quá trình tăng tốc độ được minh họa trên hình 1.2d (đường w (t)) Giáo trình Trang Bị Điện 1.2.2. Nguyên tắc điều khiển theo tốc độ Trong ví dụ minh họa hình 1.2, tốc độ quay trên trục động cơ hay của cơ cấu chấp hành là một thông số đặc trưng quan trọng xác định trạng thái của hệ thống truyền động điện. Dựa vào thông số này để điều khiển sự làm việc của hệ thống, mạch điều khiển phải có phần tử thụ cảm được chính xác tốc độ của động cơ, phần tử này có thể là rơle tốc độ. Rơle tốc độ sẽ phát tín hiệu cho phần tử chấp hành để chuyển trạng thái làm việc của hệ thống khi tốc độ đạt đến các giá trị ngưỡng đã chỉnh định sẵn. Ngoài rơle tốc độ có cấu tạo theo nguyên tắc ly tâm và nguyên tắc cảm ứng. Trong thực tế còn sử dụng những thiết bị cảm thụ các đại lượng tỉ lệ với tốc độ. Các đại lượng này có thể là sức điện động của động cơ điện một chiều tỉ lệ thuận với tốc độ. Sức điện động trên vành trượt của động cơ điện xoay chiều rotor dây quấn tỉ lệ thuận với hệ số trượt hay tỉ lệ nghịch với tốc độ của động cơ. Sức điện động của máy phát tốc độ tỉ lệ với tốc độ động cơ khi máy phát tốc độ gắn trên trục động cơ có kích thích cố định. Có thể dùng các thiết bị như rơle , công tắc tơ để cảm thụ sức điện động nêu trên, bằng cách chọn các trị số điện áp hút, nhả thích hợp ở các tốc độ cần điều khiển. Hình 1.3 trình bày cấu tạo đơn giản của rơle tốc độ kiểu cảm ứng. Rotor (1) là nam châm vĩnh cửu được gắn đồng trục với trục quay động cơ hay cơ cấu chấp hành. Stator (2) cấu tạo như một lồng sóc và có thể quay được trên bộ đỡ. Trên cần (3) gắn vào stator bố trí má động (11) của hai tiếp điểm có các má tĩnh là (7) và (15). Khi rotor không quay các tiếp điểm (7,11) và (15,11) mở, do các lò xo giữ cần (3) ở chính giữa. Khi rotor quay sẽ tạo từ trường quay quét qua stator, trong lồng sóc xuất hiện dòng điện cảm ứng chạy qua. Tác dụng tương hỗ giữa dòng điện này và từ trường quay hình thành nên một momen quay làm cho stator quay đi một góc nào đó. Lúc đó các lò xo cân bằng (4) bị nén hay kéo tạo ra một momen chống lại và cân bằng với momen quay điện từ. Trị số ngưỡng của tốc độ được điều chỉnh bằng bộ phận (5) để thay đổi độ kéo nén của lò xo cân bằng (4). 11 7 15 5 4 3 2 1 Khi tốc độ quay của rotor nhỏ hơn trị số ngưỡng đã đặt, momen điện từ không thắng được momen phản của các lò xo cân bằng nên tiếp điểm không đóng được. Nếu tốc độ quay của rotor đạt giá trị lớn hơn hoặc bằng ngưỡng đã đặt thì momen điện từ mới thắng được momen phản của các lò xo làm cho stator quay và đóng tiếp điểm tương ứng theo chiều quay của rotor. Giáo trình Trang Bị Điện Udc + ω CD CD CC ω0 ωc C (2) CC CKT K K (1) K1 K1 D K huù t R Ñ B A ω1 M Mc Mmm K K K1 huù t Sơ đồ mạch điện động cơ điện một chiều kích từ song song mở máy qua một cấp điện trở(hình 1.4a). Tốc độ được kiểm soát qua sức điện động của động cơ. Khi đóng cầu dao CD, cuộn kích từ của động cơ được cấp điện. Ấn nút mở máy M, cuộn dây công tắc tơ K có điện làm đóng các tiếp điểm phụ (duy trì) và tiếp điểm chính (động lực) cấp điện cho cuộn K và cho phần ứng động cơ. Động cơ mở máy với điện trở phụ R và đường đặc tính cơ mở máy theo đường 1 (hình 1.4b). Tốc độ động cơ tăng từ 0 đến ω1 (hình 1.4c), tại thời điểm t1 (ứng với điểm A) điện áp đặt lên cuộn dây công tắc tơ K1 là: U1 = E + I2 Rư = K.f.ω1 + I2 Rư (1.1)  Trong đó U1 : điện áp đặt lên cuộn dây côngtắctơ K  E : sức điện động phần ứng động cơ  Rư: điện trở dây quấn phần ứng  K: hệ số phụ thuộc kết cấu động cơ K= p.N 2πa Với: + p: số đôi cực từ chính + N: số thanh dẫn tác dụng của cuộn ứng Công tắc tơ K1 được chỉnh định để tác động ở điện áp U1. Tiếp điểm K1 mắc song song với điện trở R sẽ đóng lại làm điện trở R bị nối tắt. Động cơ chuyển sang làm việc tại điểm B Giáo trình Trang Bị Điện trên đặc tính tự nhiên 2 với momen lớn hơn và tiếp tục tăng tốc từ w1 tới wc tại điểm làm việc C. Quá trình mở máy kết thúc. 1.2.3. Nguyên tắc điều khiển theo dòng điện Dòng điện của động cơ cũng là một thông số quan trọng, phản ánh trạng thái mang tải bình thường của hệ thống, trạng thái non tải, trạng thái quá tải, trạng thái đang khởi động hay trạng thái đang hãm của động cơ. Phần tử thụ cảm dòng điện có thể rơle dòng điện hoặc các khóa điện tử hoạt động theo tín hiệu vào là trị số dòng điện. Dòng điện của động cơ dùng làm tín hiệu vào trực tiếp hoặc gián tiếp cho các phần tử thụ cảm dòng điện nói trên. Khi trị số tín hiệu vào đạt đến giá trị ngưỡng xác định phần tử thụ cảm sẽ phát tín hiệu để điều khiển hệ thống chuyển đến các trạng thái làm việc theo yêu cầu. Hình 1.5a là sơ đồ mạch điện điều khiển động cơ điện 1 chiều kích từ nối tiếp mở máy qua một cấp điện trở phụ. Sau khi đóng cầu dao CD, ấn nút M, cuộn dây công tắc tơ K có địên làm đóng các tiếp điểm chính (động lực) K để động cơ mở máy với điện trở phụ R. Dòng điện mở máy ban đầu là Imm còn dòng điện chỉnh định của rơle dòng RD là Icđ < Imm , do đó khi bắt đầu đóng các tiếp điểm K thì cuộn dây RD tác động ngay, mở tiếp điểm thường đóng RD, ngăn cấp điện cho cuộn dây công tắc tơ K1. Rơle khóa RK được tính chọn để thời gian tác động của nó lớn hơn thời gian tác động của RD. Do đó, tiếp điểm thường đóng RD mở ra trước khi tiếp điểm thường mở RK đóng. Trong quá trình tăng tốc theo đường đặc tính cơ (1) (hình 1.5b) từ điểm A đến điểm B, dòng điện động cơ giảm từ Imm xuống I1 (hình 1.5c) làm lực hút của cuộn dây RD yếu, nếu dòng điện chỉnh định Icđ = I1 tiếp điểm thường đóng RD sẽ đóng lại. Khi tiếp điểm RD đóng, cuộn dây công tắc tơ K 1 có điện, đóng các tiếp điểm K1 và loại điện trở mở máy R ra khỏi mạch động cơ. Động cơ chuyển sang làm việc tại điểm C trên đường đặc tính cơ tự nhiên (2) và tiếp tục tăng tốc đến điểm làm việc. Quá trình mở máy kết thúc. 1.2.4. Nguyên tắc điều khiển theo hành trình (vị trí): CD Udc + CD CC CC K Ñ CKT R RD K1 RK RK D RD K1 K K1 M K K LV 1 i Imm LV C (2) I1 C B B Ilv (1) 0 A Mc M1 Mmm (Ic) (I1) (Imm) M 0 t1 . Sô ñoà ñieàu khieån môû maùy ñoäng cô 1 chieàu kích töø noái tieáp 1 caáp ñieän trôû theo nguyeân taéc doøng ñieän. a) Sô ñoà nguyeân lyù b) Ñaëc tính cô c) Giaûn ñoà doøng ñieän theo thôøi gian. t Giáo trình Trang Bị Điện Khi quá trình thay đổi trạng thái làm việc của hệ truyền động có liên quan chặt chẽ với vị trí của các bộ phận động của máy, có thể dùng các thiết bị đặc biệt gọi là công tắc hành trình, đặt tại những vị trí thích hợp trên đường đi của các bộ phận động đó, để khi bộ phận di chuyển đến những vị trí này sẽ tác động lên các công tắc hành trình, công tắc hành trình sẽ phát những tín hiệu điều khiển hệ thống đến các trạng thái làm việc mới. Ví dụ: Thang máy lên (xuống) đến tầng cần dừng, sẽ tác động vào một công tắc chuyển đổi để giảm tốc và dừng lại. 1.2.5. Kết luận: Ưu, nhược điểm và phạm vi sử dụng của từng phương pháp được cho trong bảng sau Các nguyên tắc điều khiển tự động hệ truyền động điện và phạm vi sử dụng. Nguyên tắc điều khiển Khí cụ điều khiển Ưu điểm Nhược điểm thời - Đơn giản. Tin Dòng mở máy và cậy momen nhảy vọt khi tăng Mc và - Điện từ - Ổn định thời momen quán tính gian mở máy và J - Khí hãm ngay cả khi Mc, J, Unguồn - Bán dẫn thay đổi -Rơle gian Thời gian - Rơle điện - Đơn giản. Rẻ. áp Tốc độ Dùng rộng rãi nhất khi mở máy và hãm động năng. - Khó điều chỉnh - Hãm động cơ công tắc tơ ở các một chiều và điện áp hút khác xoay chiều. nhau - Rơle kiểm - Khối lượng nhỏ, tra tốc độ kích thước gọn. - Thời gian mở máy và hãm phụ thuộc Mc, J, Ulưới. Rơle dòng điện Dòng điện Phạm vi sử dụng ưu tiên Duy trì dòng điện và momen khi mở máy và hãm ở mức độ đã định -Không giữ ổn định thời gian mở máy và hãm khi có biến động Mc, J, Ulưới. -Mở máy động cơ một chiều kích từ nối tiếp và động cơ KĐB rotor dây quấn Giáo trình Trang Bị Điện Công Vị trí (hành hành (Công trình) cuối) tắc Đơn giản trình tắc Độ chính xác không cao Chương II MỘT SỐ SƠ ĐỒ CƠ BẢN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG ĐIỆN 2.1. CÁC SƠ ĐỒ ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KĐB ROTOR LỒNG SÓC 2.1.1 Khởi động trực tiếp không đảo chiều : - Khởi động động cơ: Đóng CB, nhấn nút M, cuộn dây Contactor K sẽ có điện (mạch 1-3-5- cuộn K-4-2) đóng 3 tiếp điểm chính bên mạch động lực cấp nguồn 3 pha vào động cơ. Tiếp điểm K (3-5) đóng để duy trì dòng điện cho cuộn dây Contactor K khi ta buông tay khỏi nút nhấn M - Dừng động cơ: Nhấn nút dừng D, cuộn dây Contactor K mất điện làm mở 3 tiếp điểm chính của Contactor K cắt điện để động cơ dừng lại. Bảo vệ ngắn mạch cho toàn mạch bằng CB, bảo vệ quá tải cho động cơ bằng rơle nhiệt RN. Hình 2 -1: Mạch điện khởi động trực tiếp không đảo chiều. Giáo trình Trang Bị Điện 2.1.2. Khởi động trực tiếp có đảo chiều : Trong các máy công nghiệp, nhiều động cơ có nhu cầu phải quay được 2 chiều. Muốn không chế động cơ điện này ta phải dùng 2 Contactor: T để động cơ quay thuận, N để động cơ quay ngược. Nút nhấn MT để động cơ quay thuận, MN sử dụng khi động cơ quay ngược. Đây là 2 nút nhấn kép. a. Chạy máy chiều thuận: Sau khi đóng CB, nhấn nút MT, cuộn dây Contactor T sẽ có điện (mạch 1-3-5-7-9 – cuộn T-4-2) Các tiếp điểm chính của T bên mạch động lực đóng lại để cấp điện 3 pha vào cho động cơ quay thuận; đồng thời các tiếp điểm phụ T(3-5) đóng lại để tự duy trì (buông tay khỏi MT động cơ vẫn tiếp tục quay); tiếp điểm T(13 -15) mở ra để cấm không cho N làm việc khi T đã làm việc. Hình 2 -2: Mạch điện khởi động trực tiếp có đảo chiều. b. Chạy máy theo chiều ngược Nhấn nút MN, cuộn dây Contactor N sẽ có điện (mạch 1-3-11-13-15-cuộn N-4-2). Các tiếp điểm chính của N bên mạch động lực đóng lại (2 pha A-C đã đảo cho nhau) để cấp điện 3 pha vào cho động cơ quay ngược; đồng thời các tiếp điểm phụ N (11-13) đóng lại để tự duy trì; tiếp điểm N (7-9) mở ra để cấm T làm việc khi N đã làm việc. c. Dừng máy: Nhấn nút D, cuộn dây Contactor T (hoặc N) mất điện các tiếp điểm chính của contactor mở ra cắt điện để động cơ dừng lại Giáo trình Trang Bị Điện d. Liên động và bảo vệ: Khoá liên động (khoá chéo) N (7-9) và T (13-15) không cho T và N làm việc đồng thời tránh ngắn mạch nguồn điện Bảo vệ ngắn mạch cho toàn mạch bằng CB. Bảo vệ quá tải cho động cơ bằng rơ le nhiệt RN 2.1.3. Khởi động động cơ bằng R-L hoặc TN (Biến áp tự ngẫu) Đối với những động cơ có công suất lớn, để hạn chế dòng điện mở máy, ta có thể đấu Stato qua điện trở phụ (hình 2 -3a) qua điện kháng (hình 2 -3b) hoặc qua biến áp tự ngẫu (hình 2 -3c) theo các sơ đồ mở máy đối xứng. Cũng có thể sử dụng 1 điện trở phụ đấu vào 1 pha của Stato (gọi là mở máy không đối xứng) Sau khi mở máy xong, ta mới nối tắt điện trở phụ, điện kháng hay biến áp tự ngẫu. Mạch điện điều khiển có thể dùng chung một sơ đồ (hình 2 -3d). Cụ thể trong sơ đồ contactor K1 dùng để mở máy và contactor K2 để làm việc, rơle thời gian Rth để thực hiện mở máy tự động. Hình 2 -3b Giáo trình Trang Bị Điện Giáo trình Trang Bị Điện C1 CC 1 RN 3 D M 5 7 K1 K1 2 N Rth Rth 9 K2 Hình 2 -3d Để khởi động động cơ ta đóng CB rồi nhấn nút M. Contactor K1 có điện (mạch 1-3-5–7 -cuộn K1-2) sẽ đóng các tiếp điểm chính ở mạch động lực để động cơ khởi động qua biến áp tự ngẫu TN (hoặc L, R) tiếp điểm K1 (5-7) đóng lại để duy trì điện. Rơle thời gian Rth cũng có điện sau một thời gian duy trì nhất định tiếp điểm thường mở đóng chậm. Rth (7-9) đóng lại, cấp điện cho cuộn dây K2 (mạch 1-3-5-7-9-cuộn K2-2) tiếp điểm thường đóng của Contactor ở mạch động lực K2 mở ra để cắt điện biến áp tự ngẫu TN và tiếp điểm thường hở K2 đóng lại, đưa điện 3pha trực tiếp vào động cơ; quá trình mở máy kết thúc. 2.1.4. Khởi động động cơ bằng cách đổi nối Y/  Để giảm nhỏ dòng điện mở máy, khi khởi động ta nối dây quấn Stato thành hình Y; sau một thời gian tác động, cuộn dây Stato được chuyển sang đấu . Thiết bị điện chính của mạch gồm: - Contactor K để đóng mạch điện - Contactor KY để nối Stato thành hình Y - Contactor K để nối Stato thành hình  - Rơle thời gian Rth để điều chỉnh tuỳ thuộc vào thời gian khởi động Y. a. Khởi động Đóng CB, sau đó nhấn nút M, cuộn dây K và KY có điện (mạch 1-3-5-K-4-2 và 1-3-5-79-KY-4-2) để đóng các tiếp điểm chính K và KY bên mạch động lực lại: động cơ được khởi động ở chế độ Y và lúc này rơle thời gian Rth cũng có điện (mạch 1-3 -5-Rth-4-2) để tính thời gian. Tiếp điểm K (3-5) đóng để duy trì điện cho 3 cuộn dây K, KY, Rth. b. Làm việc Sau một thời gian duy trì cần thiết để tốc độ động cơ đạt xấp xỉ định mức thì tiếp điểm thường đóng mở chậm Rth (5-7) mở ra để cắt điện Contactor KY, 3 tiếp điểm chính KY ở mạch động lực mở ra. Đồng thời tiếp điểm thường mở đóng chậm Rth (5-11) đóng lại để cấp Giáo trình Trang Bị Điện điện cho Contactor K (mạch 1-3-5-11-13-K-4-2), tiếp điểm chính của K ở mạch động lực đóng lại để đấu bộ dây Stato thành hình . Động cơ đã khởi động xong và làm việc bình thường ở chế độ . A B C CB A1 B1 C1 CC R M RN D K Y K A2 B2 C2 A3 B3 C3 A B C X Y Z R RN R Y Hình 2 - 4: Mạch điện khởi động Đ.C.K.B. Y 3 pha bằng phương pháp đổi nối Y/  c. Liên động và bảo vệ - Hai khoá chéo KY (11-13) và K (7-9) có tác dụng bảo đảm an toàn, tránh sự cố KY và K có điện đồng thời, gây ngắn mạch 3 pha. - Bảo vệ ngắn mạch cho toàn mạch bằng CB, bảo vệ quá tải cho động cơ bằng rơle nhiệt RN. 2.1.5. Hãm động năng dùng rơle thời gian Thiết bị điện chính trong mạch gồm: - Nguồn điện 1 chiều dùng để hãm lấy ngay ở lưới điện xoay chiều qua bộ biến áp BA và chỉnh lưu cầu CL - Contactor K đấu động cơ vào lưới khi làm việc . - Contactor H đấu động cơ vào nguồn 1 chiều khi hãm. - Rơle thời gian Rth điều chỉnh tuỳ thuộc vào thời gian hãm. Giáo trình Trang Bị Điện Để khởi động động cơ ta đóng CB, nhấn nút M, Contactor K có điện (mạch 1-3-5-cuộn K-4-2) để đóng các tiếp điểm chính K bên mạch động lực, động cơ được đóng vào lưới điện để làm việc. Khi dừng ta nhấn nút D, Contactor K sẽ mất điện, tiếp điểm K (9 - 11) đóng lại, Contactor H có điện. Lúc này động cơ bị cắt khỏi nguồn xoay chiều 3 pha và đóng vào nguồn 1 chiều, thực hiện hãm động năng. Rơle thời gian Rth cũng có điện và bắt đầu tính thời gian hãm. Sau một thời gian duy trì, tiếp điểm Rth (11 - 13) mở ra, Contactor H mất điện, quá trình hãm động năng kết thúc. Hình 2 - 5: Hãm động năng dùng rơ le thời gian 2.1.6. Hãm ngược a. Hãm ngược động cơ quay 1 chiều : Thiết bị dùng để hãm là rơle kiểm tra tốc độ RKT quay cùng trục với động cơ. Khi động cơ đứng yên hoặc chạy chậm (khoảng 10 – 15% tốc độ định mức) tiếp điểm RKT mở ra, ở tốc độ làm việc bình thường thì tiếp điểm này đóng lại. Hình 2-6a là sơ đồ điều khiển động cơ quay 1 chiều có hãm ngược. Giáo trình Trang Bị Điện Để khởi động động cơ ta nhấn nút M, Contactor K1 làm việc, đóng động cơ vào lưới, tiếp điểm K1 (9-11) mở ra không cho K2 có điện đồng thời. Khi tốc độ đủ lớn thì rơle tốc độ RKT đóng tiếp điểm RKT (1-9) lại (chuẩn bị để hãm) tuy vậy K2 không làm việc vì tiếp điểm K1 (9-11) còn đang mở và động cơ làm việc bình thường. Khi hãm dừng động cơ, ta nhấn nút dừng D, K1 mất điện cắt động cơ ra khỏi lưới điện 3 pha, đồng thời tiếp diểm K1 (9-11) đóng lại để cấp điện cho Contactor K2 (mạch 1-9-11-cuộn K2 -4-2), động cơ lại được đóng vào lưới (đã đảo pha) nhờ các tiếp điểm K2 ở mạch động lực. Lúc này động cơ thực hiện hãm ngược, tốc độ giảm nhanh, khi tốc độ động cơ giảm thấp đủ để rơle tốc độ RKT mở tiếp điểm RKT (1-9) ra cắt điện Contactor K2, động cơ được cắt ra khỏi lưới thì quá trình hãm ngược kết thúc. Rơle kiểm tra tốc độ là thiết bị khá tin cậy và đơn giản được sử dụng tốt trên thực tế ngay cả khi ở chế độ làm việc lặp lại trong thời gian ngắn. Hình 2.-6a: Hãm ngược Đ.C.K.B. 3 pha rotor lồng sóc quay 1 chiều dùng rơle tốc độ. b. Hãm ngược động cơ quay 2 chiều ( hình 2-6 b) Trong trường hợp này vẫn sử dụng rơle tốc độ RKT nhưng lấy cả 2 cặp tiếp điểm của nó là RKT1 (11-7) và RKT2 (11-15). - Khi động cơ đứng yên hoặc chạy chậm cả hai tiếp điểm RKT1 và RKT2 đều mở. - Khi động cơ quay thuận tiếp điểm RKT1 (11-7) mở, RKT2 (11-15) đóng. Giáo trình Trang Bị Điện - Khi động cơ quay ngược tiếp điểm RKT1 (11-7) đóng, RKT2 (11-15) mở.  Chạy máy thuận : nhấn nút MT, Contactor T có điện (mạch 1-3-5-7-9-cuộn T-4-2) đóng điện 3 pha cho động cơ quay thuận, tiếp điểm T (15-17) mở ra không cho Contactor N có điện đồng thời. Khi tốc độ động cơ đã tăng cao thì tiếp RKT 2 (11-15) đóng lại (chuẩn bị để hãm) động cơ làm việc bình thường.  Hãm máy : nhấn nút D, rơle trung gian RTr có điện (mạch 1-21- cuộn RTr-4-2). Tiếp điểm thường đóng RTr (1-3) mở ra Contactor T mất điện cắt động cơ ra khỏi lưới điện , tiếp điểm RTr (1-11) đóng lại cấp điện cho Contactor N (mạch 1-11-15-17-cuộn N-4-2), động cơ lại được đóng vào lưới (đã đảo pha) để thực hiện hãm ngược. Khi tốc độ động cơ đã giảm thấp dưới 10% tốc độ định mức, rơle kiểm tra tốc độ sẽ mở tiếp điểm RKT2 (11-15) ra, Contactor N mất điện, động cơ được cắt khỏi lưới, quá trình hãm ngược kết thúc.  Chạy máy ngược: Cách làm việc cũng tương tự như trên, nhưng ta nhấn nút MN và tiếp điểm RKT1 (11-7) của rơle tốc độ đóng để thực hiện hãm ngược. Hình 2 - 6b: Hãm ngược Đ.C.K.B. 3 pha rotor lồng sóc quay 2 chiều dùng rơle tốc độ. 2.1.7.Hãm bằng cơ cấu cơ khí điều khiển bằng nam châm điện: Khi tần số đóng cắt cao, đặc biệt là đối với việc đảo chiều truyền động của máy cắt gọt kim loại, đôi khi người ta sử dụng các thiết bị điện một chiều để điều khiển động cơ không đồng bộ. Một trong các sơ đồ như thế được giới thiệu trên hình 2-7. Sơ đồ này bảo đảm điều Giáo trình Trang Bị Điện khiển đảo chiều quay động cơ roto lồng sóc có hãm bằng phanh hãm cơ khí. Thiết bị điều khiển là bộ khống chế chỉ huy. Các nguyên tắc hành trình được ứng dụng khi điều khiển. Mạch stator được chuyển đổi bằng 5 contactor một chiều. Sơ đồ làm việc như sau: ban đầu tay gạt của bộ khống chế chỉ huy để ở vị trí O, tiếp điểm KK1 kín, rơle thời gian Rth và rơle điện áp RU có điện, các tiếp điểm RU (1-3), RU (3-5) và Rth (5-9), Rth (4-2) đóng lại. Nếu đưa tay gạt của bộ khống chế chỉ huy về phía quay thuận (vị trí I) thì tiếp điểm KK1 mở ra, KK2 và KK3 đóng lại các contactor K,1T, 2T có điện , động cơ được đóng vào lưới. Tiếp điểm 1T (5-13) mở ra cắt điện cuộn dây rơle thời gian Rth, tiếp điểm 1T (1-27) đóng lại; contactor H có điện và do đó nam châm NH làm việc phân ly bánh đai hãm cho động cơ quay thuận. Sau thời gian duy trì, các tiếp điểm Rth (5-9) và Rth (4-2) mở ra. Như vậy trong thời gian động cơ khởi động với dòng điện lớn nhưng các rơle dòng 1RM, 2RM không được phép ngắt mạch, khi động cơ khởi động xong, các rơle dòng này lại bảo vệ quá tải cho động cơ. Muốn đảo chiều quay động cơ, ta quay tay gạt của bộ khống chế chỉ huy từ vị trí thuận (vị trí I) sang vị trí ngược (vị trí II), lúc này tiếp điểm KK3 mở ra và KK4 đóng lại. Các contactor 1T, 2T và sau đó contactor H mất điện, Rth có điện trở lại, tiếp điểm Rth (4-2) và Rth (5-9) đóng, contactor 1N, 2N có điện sẽ đổi chéo 2 pha của động cơ và đóng vào lưới, đồng thời contactor H có điện, nam châm điện NH làm việc phân ly bánh đai hãm và động cơ làm việc theo chiều ngược lại. Trong quá trình đảo chiều, sẽ xảy ra quá trình hãm động cơ ban đầu dưới tác dụng của nam châm hãm, còn sau đó động cơ hãm dưới tác dụng của mô men hãm ngược nếu truyền động có quán tính lớn. Vì động cơ làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại nên trên sơ đồ sử dụng 2 rơle dòng điện cực đại tác động nhanh 1RM, 2RM để bảo vệ quá tải cho động cơ. Rơle 3RM dùng để bảo vệ ngắn mạch. Hạn chế hành trình thuận và ngược bằng 2 công tắc hành trình KHT và KHN. Hinh2-7: Hãm ĐC KĐB 3 pha rotor lồng sóc bằng cơ cấu cơ khí điều khiển bằng nam châm điện Giáo trình Trang Bị Điện Giáo trình Trang Bị Điện 2.1.8.Điều khiển động cơ nhiều tốc độ: a. Điều khiển động cơ 2 tốc độ không đảo chiều (hình 2 - 8a) M∆ Hình 2 - 8a: Sơ đồ điều khiển động cơ hai cấp tốc độ không đảo chiều Khi cần động cơ làm việc ở tốc độ thấp, ta nhấn nút M , contactor 1K làm việc đóng các tiếp điểm 1K ở mạch động lực , nối cuộn dây Stator theo kiểu . Nếu muốn động cơ làm việc ở tốc độ cao, ta nhấn nút MYY , contactor 2K và 3K có điện, đóng các tiếp điểm chính 2K và 3K ở mạch động lực, nhờ đó cuộn dây Stator được nối theo kiểu YY. Muốn khởi động động cơ, ta nhấn nút M để contactor K có điện, đóng các tiếp điểm K ở mạch động lực cấp điện vào cuộn dây Stator của động cơ, tiếp điểm K (3-5) đóng lại để duy trì. Giáo trình Trang Bị Điện b. Điều khiển động cơ 2 tốc độ có đảo chiều (hình 2-8b) Muốn động cơ có tốc độ quay nhỏ, ta nhấn nút M, contactor 1K có điện, tiếp điểm của nó đóng, cuộn dây Stator động cơ đuợc nối theo kiểu . Để tăng tốc độ quay ta nhấn MYY cuộn dây stator được nối theo hình YY. Việc chọn chiều quay động cơ trong sơ đồ này được thực hiện khi nhấn nút MT hay MN. Khi nhấn nút MT chọn chiều quay thuận contactor T có điện đóng các thường mở ở mạch động lực đóng điện cho cuộn dây Stato của động cơ. Tương tự khi nấn vào nút nhấn MN contactor N có điện đóng điện cho động cơ quay theo chiều ngược lại. A B C CB A1 B1 C1 CC 1 3 M 5 M K 7 2 K 4 9 RN K K K A2 B2 C2 11 13 K K 15 K 1K 1K 1K 2K 2K 2K M∆ 3K 3K 17 M 19 2K 21 3K 1K 23 1K RN 3K 27 B 31 2K A A cuoän daây stator C 29 1K 2K B C Hình 2-8b: Sơ đồ điều khiển động cơ hai cấp độ 2-8c) có đảo chiều khiển động cơ 2 tốc độ có đảo chiều và hãm động năng tốc (hình c. Điều Để khởi động động cơ, đầu tiên ta nhấn nút M (tốc độ thấp) hoặc nút MYY (tốc độ cao). Giả sử nhấn nút M thì contactor 1K làm việc, cuộn dây Stato nối theo hình tam giác, tiếp điểm 1K (1-41) đóng điện cho rơle trung gian RTr. Rơle trung gian RTr cho phép có thể đóng điện cho contactor T hoặc N chỉ sau khi đóng điện cho contactor 1K hoặc 2K, 3K (chọn
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan