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. Nội dung chính: 1.
Đặc điểm của hệ thống trang bị điện 2. Yêu cầu đối với hệ thống trang bị điện công nghiệp 1. Đặc điểm của hệ thống trang bị điện + Chức năng: Hệ thống trang bị điện - tự động hóa các máy sản xuất là tổng hợp các thiết bị điện được lắp ráp theo một sơ đồ phù hợp nhằm đảm bảo cho các máy sản xuất thực hiện nhiệm vụ sản xuất Hệ thống các máy sản xuất giúp cho việc: Nâng cao năng suất máy Đảm bảo độ chính xác gia công Rút ngắn thời gian máy Thực hiện các công đoạn gia công khác nhau theo một trình tự cho trước. Hệ thống trang bị điện- tự động hóa cần có: Các thiết bị động lực Các thiết bị điều khiển Các phần tử tự động 9 Nhằm tự động hoá một phần hoặc toàn bộ các quá trình sản xuất của máy, hệ thống trang bị điện- tự động hóa sẽ điều khiển các bộ phận công tác thực hiện các thao tác cần thiết với những thông số phù hợp với quy trình sản xuất.
+ Nhiệm vụ của hệ thống trang bị điện - tự động hóa Nhận và biến đổi năng lượng điện thành dạng năng lượng khác để thực hiện nhiệm vụ sản xuất thông qua bộ phận công tác Khống chế và điều khiển bộ phận công tác làm việc theo trình tự cho trước với thông số kỹ thuật phù hợp. Góp phần nâng cao năng suất, chất lượng, hiệu quả của quá trình sản xuất, giảm nhẹ điều kiện lao động cho con người. Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị trong quá trình sản xuất. + Kết cấu của hệ thống trang bị điện- tự động hóa Phần thiết bị động lực: Là bộ phận thực hiện việc biến đổi năng lượng điện thành các dạng năng lượng cần thiết cho quá trình sản xuất.
Thiết bị động lực gồm: Động cơ điện Nam châm điện, li hợp điện từ trong các truyền động từ động cơ sang các máy sản xuất hay đóng mở các van khí nén, thuỷ lực. Các phần tử đốt nóng trong các thiết bị gia nhiệt. Các phần tử phát quang như các hệ thống chiếu sáng. Các phần tử R, L, C, để thay đổi thông số của mạch điện để làm thay đổi chế độ làm việc của phần tử động lực Thiết bị điều khiển: Là các khí cụ đóng cắt, bảo vệ, tín hiệu nhằm đảm bảo cho các thiết bị động lực làm việc theo yêu cầu của máy công tác.
Các trạng thái làm việc của thiết bị động lực được đặc trưng bằng: Tốc độ làm việc của các động cơ điện hay của máy công tác Dòng điện phần ứng hay dòng điện phần cảm của động cơ điện Mômen phụ tải trên trục động cơ. 10 Tùy theo quá trình công nghệ yêu cầu mà động cơ truyền động có các chế độ công tác khác nhau. Khi động cơ thay đổi chế độ làm việc, các thông số trên có thể có giá trị khác nhau. Việc chuyển chế độ làm việc của động cơ truyền động được thực hiện tự động nhờ hệ thống điều khiển.
Như vậy: Hệ thống khống chế truyền động điện là tập hợp các khí cụ điện và dây nối được lắp ráp theo một sơ đồ nào đó nhằm đáp ứng việc việc điều khiển, khống chế và bảo vệ cho phần tử động lực trong quá trình làm việc theo yêu cầu công nghệ đặt ra. Yêu cầu đối với hệ thống trang bị điện công nghiệp + Các chỉ tiêu điều chỉnh tốc độ. Phạm vi điều chỉnh Còn gọi là tầm điều chỉnh, là tỉ số giữa tốc độ cao nhất và tốc độ thấp nhất có thể điều chỉnh được. D= nmax: tốc độ cao nhất.
nmin : tốc độ thấp nhất. D = 1 - 10: Đối với ĐC - DC kích từ độc lập, kích từ song song. D = 1 - 3: Đối với ĐKB. Tính trơn trợt: còn gọi là độ bằng phẳng, độ mịn, độ tinh.
Nó được biểu thị bằng tỉ số giữa 2 cấp tốc độ kề nhau: = 1: Hệ trơn trợt (hệ được điều chỉnh mịn, tinh). 1: Hệ điều chỉnh nhảy cấp. 11 Hướng điều chỉnh: là khả năng có thể điều chỉnh cao hơn hay thấp hơn tốc độ cơ bản (tốc độ định mức). Độ cứng của đặc tính cơ: là tỉ số giữa sự thay đổi của mô men tải và sự thay đổi tương ứng của tốc độ động cơ.
M = n Với: M: Độ thay đổi mô men tải; n: Độ thay đổi tốc độ quay của động cơ; : Đặc tính cơ tuyệt đối cứng (lý tưởng). = 100 -10: Đặc tính cơ cứng (ĐKB, ĐC - DC kích từ độc lập, kích từ song song). 10: Đặc tính cơ mềm (ĐC- DC kích từ nối tiếp). Độ cứng đặt tính cơ Độ cứng của đặc tính cơ biểu thị qua độ dốc của đường biểu diễn: Đường biểu diễn càng ít dốc thì độ cứng càng cao.
Độ ổn định: là khả năng giữ vững tốc độ khi phụ tải thay đổi, phụ thuộc vào đặc tính cơ. Đặc tính cơ càng cứng thì độ ổn định càng cao. Yêu cầu chung của việc điều chỉnh tốc độ động cơ điện 12 Tính kinh tế: các tiêu chuẩn kỹ thuật phải đi đôi với tính kinh tế, nghĩa là có xét đến chi phí đầu tư, chi phí vận hành, thuận tiện trong thao tác bảo quản, thiết bị sử dụng phổ thông dễ thay thế. Câu hỏi và bài tập: 1.
Nêu đặc điểm của hệ thống trang bị điện? 2. Nêu các yêu cầu đối với hệ thống trang bị điện công nghiệp? 13 BÀI 1: CÁC PHẦN TỬ ĐIỀN KHIỂN TRONG HỆ THỐNG TRANG BỊ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ Mục tiêu: Nhận biết được các phần tử điều khiển trong một hệ thống trang bị điện Mô tả được cấu tạo và giải thích được nguyên lý làm việc của các khí cụ điện điều khiển có trong sơ đồ Sửa chữa được hư hỏng thông thường của các khí cụ điện điều khiển Rèn luyện tính tỉ mỉ, cẩn thận, chính xác và an toàn trong công việc Nội dung chính: 1. Các phần tử bảo vệ 2. Các phần tử điều khiển 3.
Rơ le 4 Các thiết bị đóng cắt không tiếp điểm 5 Các phần tử điện từ 1. Các phần tử bảo vệ 1. Cầu chảy Cầu chảy là khí cụ điện dùng bảo vệ thiết bị điện và lưới điện tránh khỏi dòng điện ngắn mạch ( hay còn gọi là đoản mạch, chập mạch). Cầu chảy là loại khí cụ điện bảo vệ phổ biến và đơn giản nhất được dùng bảo vệ cho đường dây, máy biến áp, động cơ điện, mạng điện gia đình.
Trường hợp mạch điện bị quá tải lớn và dài hạn cầu chảy cũng tác động, nhưng không nên phát huy tính năng này của cầu chì, vì khi đó thiết bị sẽ bị giảm tuổi thọ ảnh hưởng nghiêm trọng đến đường dây.1 Ký hiệu cầu chì Cấu tạo: nắp, vỏ và dây chảy Công dụng: Bản chất của cầu chì là một đoạn dây dẫn yếu nhất trong mạch, khi có sự cố đoạn dây này bị đứt ra đầu tiên. Cầu chì dùng bảo vệ thiết bị tránh khỏi dòng ngắn mạch. Rơ le nhiệt: Rơ le nhiệt là phần tử dùng để bảo vệ thiết bị điện (động cơ) khỏi bị sự cố quá tải. Rơle nhiệt có dòng làm việc với vài trăm ampe.
Nó được dùng ở điện áp xoay chiều đến 500V, tần số 50Hz và dùng ở lưới điện một chiều có điện áp đến 440V.Thanh lưỡng kim; 4.phần tử đốt nóng; A: Cực nối nguồn; 3.Hệ thống tiếp điểm; B: Cực nối tải.2 Cấu tạo rơ le nhiệt 2. Các phần tử điều khiển 2. Công tắc (switch): Công tắc là khí cụ đóng - cắt bằng tay hoặc bằng tác động cơ khí ở lưới điện hạ áp. Công tắc có loại hở và loại kín, có loại dùng để đóng - cắt trực tiếp mạch điện chiếu sáng hay mạch động lực có công suất nhỏ, có loại chỉ dùng trong mạch điều khiển 15 Công tắc thực tế thường được dùng làm các khoá chuyển mạch (chuyển chế độ làm việc trong mạch điều khiển), hoặc dùng làm các công tắc đóng mở nguồn (cầu dao).3 Hình dạng công tắc 2.
Nút ấn: + Nút nhấn tự phục hồi (push button) Cấu tạo 1. Tiếp điểm thường mở (NO); 2.Hệ thống tiếp điểm; 5. Tiếp điểm thường đóng (NC) 3.Tiếp điểm chung (com); 6. Lò xo phục hồi.4 Cấu tạo nút ấn Công dụng: Nút nhấn được dùng trong mạch điều khiển, để ra lệnh điều khiển mạch hoạt động.
Nút nhấn thường được lắp ở mặt trước của các tủ điều khiển. Tín hiệu do nút nhấn tự phục hồi tạo ra có dạng xung như sau. + Nút dừng khẩn (emergency stop) - nút nhấn không tự phục hồi Nút dừng khẩn được dùng để dừng nhanh hệ thống khi xảy ra sự cố. Thông thường người ta dùng tiếp điểm thường đóng để cấp điện cho toàn bộ mạch điều khiển.
Khi hệ thống xảy ra sự cố, nhấn vào nút dừng khẩn làm mở tiếp điểm thường đóng ra, cắt điện toàn bộ mạch điều khiển. Cầu dao: Cầu dao là thiết bị đóng cắt mạch điện bằng tay ở lưới điện hạ áp. Cầu dao là khí cụ phổ biến trong dân dụng và trong công nghiệp và được dùng ở mạch công suất nhỏ với tần số đóng cắt rất nhỏ. Khi ngắt cầu dao thường xảy ra hồ quang mạnh.
Để dập tắt hồ quang nhanh, cần phải kéo lưởi dao ra khỏi kẹp nhanh. Tốc độ kéo tay không thể nhanh được nên người ta làm thêm lưởi dao phụ. Lưỡi dao phụ và lưỡi dao chính kẹp trong kẹp lúc dẫn điện. Khi ngắt tay kéo lưỡi dao chính ra trước còn lưỡi dao phụ vẫn bị kẹp lại trong kẹp.
Lò xo bị kéo căng và tới mức nào đó sẽ bật nhanh, kéo lưỡi dao phụ ra khỏi kẹp. Do vậy hồ quang sẽ bị kéo dài nhanh và bị dập tắt trong thời gian ngắn. Theo kết cấu người ta chia cầu dao ra làm loại 1cực, 2cực, 3 cực, 4 cực, ngoài ra còn có cầu dao 1 ngã, cầu dao 2 ngã Cầu dao còn được phân loại theo cấp điện áp: 250V hoặc 500V, theo dòng điện 5A, 10A…….200A…1000A và có loại hở, loại có hộp bảo vệ Cầu dao thường được kết hợp với cầu chì để bảo vệ ngắn mạch. Cấu tạo: - Lưỡi dao chính (1).
- Lưỡi dao phụ (3) - Tiếp xúc tĩnh (ngàm)(2) - Đế cách điện. - Cực đấu dây (6) 17 Hình 1.5 Cấu tạo các bộ phận cầu dao 2.