ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT NAM - HÀN QUỐC THÀNH PHỐ HÀ NỘI NGUYỄN THANH HÀ (Chủ biên) TRẦN VĂN NAM – TRƯƠNG VĂN HỢI GIÁO TRÌNH TRANG BỊ ĐIỆN Nghề: Điện tử công nghiệp Trình độ: Cao đẳng (Lưu hành nội bộ) Hà Nội - Năm 2018 LỜI NÓI ĐẦU Để cung cấp tài liệu học tập cho học sinh - sinh viên và tài liệu cho giáo viên khi giảng dạy, Khoa Điện tử Trường CĐN Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội đã chỉnh sửa, biên soạn cuốn giáo trình “TRANG BỊ ĐIỆN” dành riêng cho học sinh - sinh viên nghề Điện tử công nghiệp. Đây là môn học kỹ thuật cơ sở trong chương trình đào tạo nghề Điện tử công nghiệp trình độ Cao đẳng. Nhóm biên soạn đã tham khảo các tài liệu: Giáo trình “Trang bị điện - điện tử cho máy công nghiệp’’, Vũ quang Hồi, NXB giáo dục Hà Nội 1996. Giáo trình “Điều khiển tự động truyền động điện’’, Trịnh Đình Đề, NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp 1983 và nhiều tài liệu khác.
Mặc dù nhóm biên soạn đã có nhiều cố gắng nhưng không tránh được những thiếu sót. Rất mong đồng nghiệp và độc giả góp ý kiến để giáo trình hoàn thiện hơn Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 09 năm 2018 Chủ biên: Nguyễn Thanh Hà 1 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU. 2 GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN. 3 Bài 1Điều chỉnh tốc độ động cơ điện .Khái niệm chung về điều chỉnh tốc độ.
Điều chỉnh tốc độ động cơ điện DC. Điều chỉnh tốc độ động cơ điện không đồng bộ ba pha. 16 Bài 2Tự động khống chế truyền động điện. Khái niệm chung về tự động khống chế.
Các nguyên tắc tự động khống chế .Tự động khống chế động cơ không đồng bộ ro-to lồng sóc. Tự động khống chế động cơ khụng đồng bộ ro-to dây quấn. Tự động khống chế động cơ điện một chiều. 76 Bài 3Trang bị điện cho máy công nghiệp.
Trang bị điện - điện tử cho máy cắt gọt kim lọai. Trang bị điện - điện tử cho cơ cấu sản xuất. 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 113 2 GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: Trang bị điện Mã số của mô đun: MĐ 15 Thời gian của mô đun: 60 giờ.
Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun Vị trí của môn học: Mô đun được bố trí dạy sau các môn học cơ bản như linh kiện điện tử, đo lường điện tử, kỹ thuật xung - số, có thể học song song với các môn cơ bản khác như máy điện, điện tử công suất, Vi mạch tương tự. Tính chất của môn học: Là mô đun kỹ thuật cơ sở Ý nghĩa của mô đun: Là môn học bắt buộc Vai trò của mô đun: Sau khi học xong mô đun này, người học có thể ứng dụng để lắp đặt và vận các thiết bị điện công nghiệp, động cơ điện trong nhà máy sản xuất như: Điều khiển động cơ điện AC 1 pha, AC 3 pha, động cơ điện một chiều, có khả năng vận hành sửa chữa một số loại máy công nghiệp II. Mục tiêu của mô đun Về kiến thức: - Phân tích được nguyên lý, cách thực hiện phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ 3 pha, động cơ một chiều. - Đọc, vẽ và phân tích các sơ đồ mạch điều khiển dùng rơle công tắc tơ dùng trong khống chế động cơ 3 pha, động cơ một chiều.
Về kỹ năng: - Phân tích qui trình làm việc và yêu cầu về trang bị điện cho máy cắt gọt kim loại (máy khoan, tiện, phay, bào, mài.); cho các máy sản suất (băng tải, cầu trục, thang máy, lò điện.) - Lắp được các mạch điều khiển tốc độ động cơ theo sơ đồ nguyên lý - Kiểm tra, xác định hư hỏng trên các mạch điện điều khiển chính xác Về thái độ: - Rèn luyện tính tỷ mỉ, cẩn thận, an toàn và vệ sinh công nghiệp 3 III. Nội dung mô đun Thời gian Mã bài Tên các bài trong mô đun Tổng Lý Thực Kiểm số thuyết hành tra Điều chỉnh tốc độ động cơ điện 15-01 20 6 13 1 Khái niệm chung về điều chỉnh 1 4 4 0 tốc độ. Điều chỉnh tốc độ động cơ điện 2 8 1 7 DC. Điều chỉnh tốc độ động cơ điện 3 7 1 6 không đồng bộ ba pha.
Tự động khống chế truyền động 15-02 20 8 11 1 điện Khái niệm chung về tự động 1 1 1 0 khống chế Các nguyên tắc tự động khống 2 1 1 0 chế. Tự động khống chế động cơ 3 7 2 5 không đồng bộ ro-to lồng sóc. Tự động khống chế động cơ 4 không đồng bộ ro-to dây quấn. 5 2 3 Tự động khống chế động cơ điện 5 5 2 3 một chiều Trang bị điện cho máy công 15-03 20 6 13 1 nghiệp Trang bị điện - điện tử cho máy 1 10 3 7 cắt gọt kim lọai.
Trang bị điện - điện tử cho cơ 2 9 3 6 cấu sản xuất 4 Bài 1 Điều chỉnh tốc độ động cơ điện Mục tiêu Thực hiện điều chỉnh tốc độ động cơ 3 pha, động cơ một chiều đúng phương pháp. Áp dụng các phương pháp điều chỉnh tốc độ phù hợp với từng loại động cơ, phù hợp với đặc tính, trạng thái làm việc của hệ thống sản xuất. Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác, an toàn và vệ sinh công nghiệp 1.Khái niệm chung về điều chỉnh tốc độ 1.Khái niệm chung Ngày nay, đại đa số các máy sản xuất từ nhỏ đến lớn, từ đơn lẻ đến cả một dây chuyền sản xuất đều sử dụng truyền động điện (TĐĐ). Để đảm bảo những yêu cầu của các công nghệ phức tạp khác nhau, nâng cao mức độ tự động cũng như năng suất, các hệ TĐĐ thường phải điều chỉnh tốc độ, tức là cần phải điều chỉnh được tốc độ máy theo yêu cầu công nghệ.
Có thể điều chỉnh tốc độ máy bằng phương pháp cơ khí hoặc bằng phương pháp điện qua việc điều chỉnh tốc độ động cơ điện. Ở đây, ta chỉ xem xét việc điều chỉnh tốc độ theo phương pháp điện. Chất lượng của một phương pháp điều chỉnh tốc độ được đánh giá qua một số các chỉ tiêu sau đây a. Dải điều chỉnh tốc độ Dải điều chỉnh tốc độ (hay phạm vi điều chỉnh tốc độ) là tỉ số giữa các giá trị tốc độ làm việc lớn nhất và nhỏ nhất của hệ TĐĐ ứng với một mômen tải đã cho : max D min b.
Độ trơn điều chỉnh Độ trơn điều chỉnh tốc độ khi điều chỉnh được biểu thị bởi tỷ số giữa 2 giá trị tốc độ của 2 cấp kế tiếp nhau trong dải điều chỉnh: c. Độ ổn định tốc độ (độ cứng của đặc tính cơ) Để đánh giá và so sánh các đặc tính cơ, người ta đưa ra khái niệm độ cứng đặc tính cơ: ( hình 1.1 độ cứng của đặc tính cơ d. Tính kinh tế - Hệ điều chỉnh có tính kinh tế khi vốn đầu tư nhỏ, tổn hao năng lượng ít, phí tổn vận hành không nhiều. Sự phù hợp giữa đặc tính điều chỉnh và đặc tính tải - Khi chọn hệ điều chỉnh tốc độ với phương pháp điều chỉnh nào đó cho một máy sản xuất cần lưu ý sao cho các đặc tính điều chỉnh bám sát yêu cầu đặc tính của tải máy sản xuất.
Như vậy hệ làm việc sẽ đảm bảo được các yêu cầu chất lượng, độ ổn định. Yêu cầu chung của việc điều chỉnh tốc độ động cơ điện. Dãi điều chỉnh phải đủ rộng. Sự thay đổi tốc độ đáp ứng được yêu cầu thay đổi tốc độ của thiết bị mang tải.
Điều chỉnh dễ dàng. Điều chỉnh tốc độ động cơ điện DC 1.1 Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ DC kích từ độc lập Động cơ điện một chiều kích từ độc lập: Cuộn kích từ được cấp điện từ nguồn một chiều độc lập với nguồn điện cấp cho rôto. Sơ đồ nguyên lý động cơ Hình 1. Sơ đồ nguyên lý động cơ điện một chiều kích từ độc lập điện một chiều kích từ song song 6 Nếu cuộn kích từ và cuộn dây phần ứng được cấp điện bởi cùng một nguồn điện thì động cơ là loại kích từ song song.
Trường hợp này nếu nguồn điện có công suất rất lớn so với công suất động cơ thì tính chất động cơ sẽ tương tự như động cơ kích từ độc lập. Khi động cơ làm việc, rôto mang cuộn dây phần ứng quay trong từ trường của cuộn cảm nên trong cuộn ứng xuất hiện một sức điện động cảm ứng có chiều ngược với điện áp đặt vào phần ứng động cơ. Theo sơ đồ nguyên lý trên hình 1.3, có thể viết phương trình cân bằng điện áp của mạch phần ứng (rôto) như sau: U = E + (R + R ).1) Trong đó: U- là điện áp phần ứng động cơ, (V) E- là sức điện động phần ứng động cơ (V). R- là điện trở cuộn dây phần ứng Rp là điện trở phụ mạch phần ứng.
I- là dòng điện phần ứng động cơ. Rư = rư + rct + rcb + rcp (2.2) rư - Điện trở cuộn dây phần ứng. rct - Điện trở tiếp xúc giữa chổi than và phiến góp. rcb - Điện trở cuộn bù.
rcp - Điện trở cuộn phụ. Sức điện động phần ứng tỷ lệ với tốc độ quay của rôto: p.N K 2 a là hệ số kết cấu của động cơ - Từ thông qua mỗi cực từ. p - Số đôi cực từ chính. N - Số thanh dẫn tác dụng của cuộn ứng.
a - Số mạch nhánh song song của cuộn ứng. 7 Hoặc ta có thể viết: Ee Ke N ( 2.4 ) Và Vậy: Ke = K/ 9,55 = 0,105K Nhờ lực từ trường tác dụng vào dây dẫn phần ứng khi có dòng điện, rôto quay dưới tác dụng của mômen quay: M K I u (2.5) Từ hệ 2 phương trình (2.3) ta có thể rút ra được phương trình đặc tính cơ điện biểu thị mối quan hệ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập như sau: Uu Ru Rp *M k ( K ) 2 ( 2.6 ) Có thể biểu diễn đặc tính cơ dưới dạng khác: 0 R,2 Sth R 21 X 2 nm Trong đó: gọi là tốc độ không tải lý tưởng ( 2.7 ) Ru Rp *M ( K ) 2 gọi là độ sụt tốc độ Phương trình đặc tính cơ (2.6) có dạng hàm bậc nhất y = B + Ax, nên đường biểu diễn trên hệ tọa độ M0 là một đường thẳng với độ dốc âm. Đường đặc tính cơ cắt trục tung 0 tại điểm có tung độ: Hình 1.