mở đầu: Khái quát chung về hệ thống trang bị điện – điện tử Mục tiêu: - Phân tích được đặc điểm của hệ thống trang bị điện. - Vận dụng đúng các yêu cầu hệ thống trang bị điện khi thiết kế, lắp đặt. - Rèn luyện tính cẩn thận, và nghiêm túc trong học tập và trong thực hiện công việc. Đặc điểm của hệ thống trang bị điện 1.
Yêu cầu đối với hệ thống trang bị điện công nghiệp 1. Đặc điểm của hệ thống trang bị điện Hoạt động của một hệ thống truyền động điện trong thực tế bao giờ cũng phụ thuộc vào quá trình điều khiển nó. Hệ điều khiển là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến sự hoạt động của các hệ thống truyền động điện với những mức độ khác nhau tuỳ thuộc yêu cầu cụ thể của mỗi hệ thống.Mặt khác để thiết lập được một hệ thống điều khiển tự động phù hợp với hệ thống truyền động điện nào đó phải căn cứ vào đặc điểm công nghệ, đặc tính làm việc mà hệ thống truyền động điện đó đảm nhiệm.Điều đó cho thấy khi thiết lập một hệ thống điều khiển tự động không thể chỉ xem xét đến các quy luật điều khiển mà còn phải xem sét đến các mối quan hệ của các thông số trong hệ thống động lực của hệ thống truyền động điện. Một hệ thống điều khiển bao gồm các yếu tố sau: hiệu điện đó để tác động đến nguồn năng lượng cung cấp tới thành nguồn năng lượng có thông số phù hợp đưa đến khâu chấp hành là động cơ điện, sau đó qua khâu truyền lực cơ khí để cung cấp cho cơ cấu sản xuất.Như vậy sơ đồ khối của một hệ thống điều khiển tự động truyền động điện có thể mô phỏng gồm các khối chức năng sau: Bộ điều khiển hay khối điều khiển, đặc trưng cho bộ điều khiển là nhận và biến đổi các lệnh điều khiển từ bên ngoài, phối hợp với các tín hiệu phát ra từ trong nội bộ hệ thống truyền động điện để tạo thành các tín hiệu điều khiển mới đưa đến khối biếnđổi năng lượng.
Khối 1 8 Bộ biến đổi, đặc trưng cho bộ biến đổi là chế biến năng lượng cung cấp từ nguồn phù hợp với các tín hiệu điều khiển đưa tới từ khối điều khiển có sự phối hợp với tín hiệu phát ra từ nội bộ hệ thống truyền động điện để tạo ra những thông số phù hợp cung cấp cho khâu chấp hành (thường là động cơ điện). Khối 2: Khâu chấp hành, đặc trưng cho khâu chấp hành thường là các động cơ điện, có chức năng tạo ra các thông số truyền động cơ học như moment, lực, tốc độ để đưa đến máy sản xuất 4 thông qua cơ cấu truyền lực 3. Trường hợp đơn giản hệ thống truyền động điện sẽ có khối 3 chỉ là một khớp kết nối cứng liên hệ giữa khối 2, khối 4. Khối 3: Phải thông qua các nam châm điện để điều khiển các hệ thống thuỷ lực, khí nén, cơ khí .để liên hệ với khối sản xuất.Trong các hệ thống điều khiển tự độngtruyền động điện các khối thường liên hệ với nhau theo chiều thuận từ khối 1 đến khối 4.
Những hệ thống chỉ có một chiều liên hệ như vậy được gọi là hệ thống điều khiển theo một chiều hay hệ thống hở.Trong các hệ thống thực tế thì thường có thêm mối liên hệ ngược, nhất là các hệ thống có yêu cầu công nghệ phức tạp, yêu cầu độ chính xác cao. Những hệ thống như vậy gọi là những hệ thống điều khiển có hồi tiếp hay là hệ thống kín.Trong các hệ thống này, tín hiệu ngược là các tín hiệu kiểm tra nhằm tăng cường chất lượng cho hệ thống điều khiển, có nhiều trường hợp tín hiệu này có thể trở thành tín hiệu có tính quyết định đến tính chất điều khiển cả hệ.Những hệ thống càng hiện đại, có yêu cầu chất lượng càng cao theo yêu cầu công nghệ thì những mối liên hệ ngược này càng phức tạp và lúc đó hệ thống điều khiển tự động truyền động điện càng phức tạp hơn 1. Yêu cầu đối với hệ thống trang bị điện công nghiệp Truyền động cho một máy, một dây chuyền sản xuất mà dùng năng lượng điện thì gọi là truyền động điện (TĐĐ).Hệ truyền động điện là một tập hợp các thiết 9 bị như: thiết bị điện, thiết bị điện từ, thiết bị điện tử, cơ, thủy lực phục vụ cho việc biến đổi điện năng thành cơ năng cung cấp cho cơ cấu chấp hành trên các máy sản xuất,đồng thời có thể điều khiển dòng năng lượng đó theo yêu cầu công nghệ của máy sản xuất. Về cấu trúc, một hệ thống TĐĐ nói chung bao gồm các khâu: BBĐ: Bộ biến đổi, dùng để biến đổi loại dòng điện (xoay chiều thành một chiều hoặc ngược lại), biến đổi loại nguồn (nguồn áp thành nguồn dòng hoặc ngược lại), biến đổi mức điện áp (hoặc dòng điện), biến đổi số pha, biến đổi tần số.Các BBĐ thường dùng là máy phát điện, hệ máy phát -động cơ (hệ F-Đ), các chỉnh lưu không điều khiển và có điều khiển, các bộ biến tần.Đ: Động cơ điện, dùng để biến đổi điện năng thành cơ năng hay cơ năng thành điện năng (khi hãm điện).Các động cơ điện thường dùng là: động cơ xoay chiều KĐB bapha rôto dây quấn hay lồng sóc; động cơ điện một chiều kích từ song song, nối tiếp hay kích từ bằng nam châm vĩnh cữu; động cơ xoay chiều đồng bộ.TL: Khâu truyền lực, dùng để truyền lực từ động cơ điện đến cơ cấu sản xuất hoặc dùng để biến đổi dạng chuyển động (quay thành tịnh tiến hay lắc) hoặc làm phù hợp về tốc độ, mômen, lực.Để truyền lực, có thể dùng các bánh răng, thanh răng, trục vít, xích, đai truyền, các bộ ly hợp cơhoặc điện từ.CCSX: Cơ cấu sản xuất hay cơ cấu làm việc, thực hiện các thao tác sản xuất và công nghệ (gia công chi tiết,nâng -hạ tải trọng, dịch chuyển.ĐK: Khối điều khiển, là các thiết bị dùng để điều khiển bộ biến đổi BBĐ, động cơ điện Đ, cơ cấu truyền lực.
Khối điều khiển bao gồm các cơ cấu đo lường, các bộ điều chỉnh tham số và công nghệ, các khí cụ, thiết bị điều khiển đóng cắt có tiếp điểm (các rơle, công tắc tơ) hay không có tiếp điểm (điện tử, bán dẫn). Một số hệ TĐĐ TĐ khác có cả mạch ghép nối với các thiết bị tự động khác nhà máy tính điều khiển, các bộ vi xử lý, PLC. Các thiết bị đo lường, cảm biến (sensor) dùng để lấy các tín hiệu phản hồi có thể là các loại đồng hồ đo, các cảm biến từ, cơ, quang.Một hệ thống TĐĐ không nhất thiết phải có đầy đủ các khâu nêu trên. Tuy nhiên, một hệ thốngTĐĐ bất kỳ luôn bao gồm hai phần chính: -Phần lực: Bao gồm bộ biến đổi và động cơ điện.
10 -Phần điều khiển.Một hệ thống truyền động điện được gọi là hệ hở khi không có phản hồi, và được gọi là hệ kín khi có phản hồi, nghĩa là giá trị của đại lượng đầu ra được đưa trở lại đầu vào dưới dạng một tín hiệu nào đó để điều chỉnh lại việc điều khiển sao cho đại lựơng đầu ra đạt giá trị mong muốn. 11 Bài 2 :Các phần tử điều khiển trong hệ thống trang bị điện - điện tử 2.1 Các phần tử bảo vệ 2.1 Cầu chảy Cầu chì vô cùng quan trọng trong gia đình , là một phần tử hay thiết bị bảo vệ mạch điện bằng cách làm đứt mạch điện. Cầu chì được sử dụng nhằm phòng tránh các hiện tượng quá tải trên đường dây gây cháy, nổ. Cầu chì là thiết bị điện xuất hiện hầu hết trong các hộ gia đình được nối trực tiếp vào giữa dây dẫn điện và các thiết bị điện với mục đích duy nhất là bảo vệ hệ thống điện khi dòng điện ở mức quá tải có thể gây ra cháy nổ.
Thành phần không thể thiếu trong một cầu chì là một dây chì mắc nối tiếp với hai đầu dây dẫn trong mạch điện. Vị trí lắp đặt cầu chì là ở sao nguồn điện tổng và trước các bộ phận của mạch điện, mạng điện cần được bảo vệ như các thiết bị điện,. Các thành phần còn lại bao gồm: hộp giữ cầu chì, các trấu mắc, nắp cầu chì,. được thay đổi tùy thuộc vào loại cầu chì cũng như mục đích thẩm mỹ.1 Phân loại Có rất nhiều cách có thể được sử dụng để phân loại cầu chì.
Theo cấu tạo: cầu chì loại hở, loại vặn, loại hộp và cầu chì ống Theo môi trường hoạt động: cầu chì cao áp, hạ áp, cầu chì nhiệt Theo số lần sử dụng: cầu chì sử dụng một lần, cầu chì có thể thay dây, cầu chì có thể tự nối mạch điện. Theo đặc điểm: cầu chì sứ, cầu chì ống, cầu chì hộp, cầu chì nổ, cầu chì tự rơi,… 2.2 Nguyên lý hoạt động của cầu chì Nguyên lý làm việc của cầu chì là khi có dòng bình thường (từ định mức trở xuống), dây chảy không chảy ra nhưng khi quá dòng dây chảy phát nóng và chảy ra, hồ quang phát sinh rồi bị dập tắt, mạch điện bị ngắt. Quá dòng càng lớn thì cắt mạch càng nhanh. Quan hệ giữa thời gian cắt mạch của cầu chì và dòng qua nó gọi là đặc tính bảo vệ của cầu chì.
Nếu chỉ xét thời gian chảy của dậy chảy thì có đặc tính chảy của cầu chì chênh lệch thời gian giữ đặc tính chảy và đặc tính bảo vệ của cầu chì chính là thời gian dập tắt hồ quang.3 Công dụng của cầu chì trong cuộc sống Cầu chì dùng để bảo vệ cho đường dây dẫn, máy biến áp, động cơ điện, thiết bị điện, mạch điện điều khiển, mạch điện thắp sáng. Đặc điểm của nó là đơn giản, kích thước bé, khả năng cắt lớn và giá thành hạ nên được ứng dụng rộng rãi. Cầu chì sử dụng nhiều lần được ứng dụng rộng rãi trong các mạch điện gia dụng, các đường dây tải điện. Các cầu chì dùng một lần thì thường được lắp trong các thiết bị điện gia dụng như: máy sấy, máy pha cà phê,… Hiện nay, trong các công trình hiện đại, cầu chì được thay thế bằng aptomat với nhiều đặc điểm ưu việt hơn.
Lựa chọn dây cầu chì Bạn phải thay thế dây cầu chì bằng một sợi dây có cùng cường độ dòng điện, máy thắp sáng cần dây có cường độ dòng điện là 5 Ampe, mạch thiết bị đun nóng cần dây có cường độ dòng điện là từ 15 – 20 Ampe. Ổ cắm từ và mạch dùng cho nấu ăn cần dây có cường độ dòng điện là 30 Ampe. Thanh l-ìng kim; 4. PhÇn tö ®èt nãng; A: Cùc nèi nguån; 3.
HÖ thèng tiÕp ®iÓm; B: Cùc nèi t¶i.2 C«ng dông R¬le nhiÖt dïng ®Ó b¶o vÖ sù cè qu¸ t¶i.