Giáo trình mô đun Thiết bị tự động điều khiển dân dụng - Nghề: Điện dân dụng
BỘ LAO ĐỘNG THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI
TỔNG CỤC DẠY NGHỀ
GIÁO TRÌNH
Tên mô đun:Thiết bị tự động điều khiển
dân dụng
NGHỀ: ĐIỆN DÂN DỤNG
TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG NGHỀ
(Ban hành kèm theo Quyết định số: 120 /QĐ-TCDN
Ngày 25 tháng 02 năm 2013 của Tổng cục trưởng Tổng cục Dạy nghề)
Hà Nội - Năm 2013
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể
được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và
tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh
doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
1
LỜI GIỚI THIỆU
Ngày nay, với sự phát triển nâng cao đời sống trong gia đình nên các hộ gia
đình đã trang bị cho mình những thiết bị tự động điều khiển dân dụng hiện đại
và tiên tiến nhất để phục vụ sinh hoạt hàng ngày như máy phát điện, máy ổn áp
xoay chiều, máy giặt, lò vi sóng, cửa tự động, điều khiển từ xa… Đồng thời để
đáp ứng nhu cầu học tập của học sinh học nghề Điện dân dụng, tôi đã biên soạn
cuốn sách này trang bị cho học sinh có cơ bản về lý thuyết và thực hành sửa
chữa trên các pan thực tế trên từng thiết bị tự động điều khiển dân dụng đồng
thời theo tiêu chí chương trình đào tạo hệ chính qui cao đẳng nghề Điện dân
dụng.
Mô đun Thiết bị tự động điều khiển dân dụng được xây dựng nhằm phục vụ
cho nhu cầu nói trên. Nội dung mô đun bao gồm 19 bài như sau:
Bài 1: Sửa chữa mạch tự động điều chỉnh điện áp máy phát điện xoat chiều
một pha.
Bài 2: Máy ổn áp xoay chiều kiểu tự động điều chỉnh điện áp dùng rơle.
Bài 3: Máy ổn áp xoay chiều kiểu tự động điều chỉnh điện áp dùng động cơ
một chiều.
Bài 4: Mạch ổn định điện áp một chiều kiểu bù song song.
Bài 5: Mạch ổn định điện áp một chiều kiểu bù nối tiếp.
Bài 6: Mạch điểu chỉnh tốc độ động cơ xoay chiều theo phương pháp biến
tần.
Bài 7: Mạch điều chỉnh tốc độ động cơ xoay chiều theo phương pháp phản
hồi âm tốc độ.
Bài 8: Sửa chữa máy giặt có bộ điều khiển chương trình bằng cơ khí.
Bài 9: Kiểm tra, thay thế bộ điều khiển chương trình máy giặt.
Bài 10: Công dụng, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của lò vi sóng.
Bài 11: Kiểm tra thay thế bộ chỉnh định thời gian lò vi sóng.
Bài 12: Kiểm tra thay thế bộ đèn phát sóng 3 cực lò vi sóng.
Bài 13: Kiểm tra, thay thế bộ nguồn lò vi sóng.
Bài 14: Kiểm tra, thay thế động cơ quay đĩa của lò vi sóng.
Bài 15: Kiểm tra, thay thế dây dẫn, công tắc bảo vệ, quạt làm mát đèn phá
sóng và phụ kiện của lò vi sóng.
Bài 16: Kiểm tra, sửa chữa bộ xử lý trung tâm của hệ thống đóng – mở cửa
tự động.
Bài 17: Kiểm tra, sửa chữa cơ cấu truyền động, dây dẫn và phụ kiện của hệ
thống đóng – mở cửa tự động.
Bài 18: Sửa chữa mạch thu tín hiệu của bộ điều khiển từ xa.
Bài 19: Sửa chữa mạch phát tín hiệu của bộ điều khiển từ xa.
Mặc dù tác giả đã cố gắng hết sức trong việc cung cấp đầy đủ thông tin liên
quan đến các thiết bị tự động điều khiển trong dân dụng. Tuy nhiên, do thời gian
hạn hẹp, kiến thức và nguồn tài liệu tham khảo còn hạn chế, nên không thể tránh
khỏi những sai sót. Mong nhận được các ý kiến đóng góp để tác giả hoàn thiện
hơn nữa nội dung của tài liệu.
Hà Nội, ngày 20 tháng 11 năm 2012
Biên soạn
2
KS. Bùi Thành Chung
3
MỤC LỤC
NỘI DUNG
TRANG
LỜI GIỚI THIỆU.................................................................................................. 1
MỤC LỤC............................................................................................................. 3
ÁP DÙNG RƠLE................................................................................................ 16
2. Nguyên lý hoạt động của mạch....................................................................... 17
3. Trình tự sửa chữa mạch................................................................................... 17
chiều quay chổi than............................................................................................ 18
2. Nguyên lý hoạt động của mạch....................................................................... 27
3. Trình tự sửa chữa mạch................................................................................... 27
quay chổi than. .................................................................................................... 27
1. Cấu tạo............................................................................................................. 28
4. Sửa chữa mạch điều khiển. ............................................................................. 28
1. Cấu tạo............................................................................................................. 29
4. Sửa chữa mạch điều khiển. ............................................................................. 29
PHƯƠNG PHÁP BIẾN TẦN ............................................................................. 29
1. Cấu tạo............................................................................................................. 29
3. Sửa chữa mạch điều chỉnh tốc độ.................................................................... 29
1. Sơ đồ khối và nguyên lý ổn định tốc độ......................................................... 31
4
3. Sửa chữa mạch tự động ổn định tốc độ........................................................... 31
BẰNG CƠ KHÍ................................................................................................... 32
trình bằng cơ khí.................................................................................................. 32
4. Sửa chữa các hư hỏng của máy....................................................................... 32
GIẶT ................................................................................................................... 32
hợp....................................................................................................................... 33
3. Sơ đồ khối lò vi sóng....................................................................................... 43
4. Sơ đồ mạch điện các khối trong lò vi sóng. .................................................... 43
5. Qui trình vận hành lò vi sóng.......................................................................... 45
6. Tháo lắp các bộ phận trong lò vi sóng ............................................................ 45
SÓNG.................................................................................................................. 46
5
5. Tháo lắp, thay thế bộ nguồn của lò vi sóng .................................................... 49
kiện của lò vi sóng............................................................................................... 50
mát đèn phát sóng và phụ kiện của lò vi sóng. ................................................... 51
sóng và phụ kiện của lò vi sóng. ......................................................................... 51
động..................................................................................................................... 56
tự động................................................................................................................. 63
đóng-mở cửa tự động. ......................................................................................... 63
mở cửa tự động.................................................................................................... 64
đóng-mở cửa tự động. ......................................................................................... 64
7
TÊN MÔ ĐUN: THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN DÂN DỤNG
Mã mô đun: MĐ 37
Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun:
- Vị trí mô-đun: Mô-đun được bố trí sau khi sinh viên học xong các môn học
chung, các môn học/ mô-đun nghề: Kỹ thuật điện tử cơ bản; Động cơ điện xoay
chiều không đồng bộ 1 pha; Máy phát điện xoay chiều đồng bộ 1 pha; Kỹ thuật
xung; Kỹ thuật số; Kỹ thuật cảm biến
- Tính chất của mô-đun: Là mô-đun nghề bắt buộc.
Mục tiêu của mô đun:
- Giải thích được nguyên lý hoạt động các mạch điện của thiết bị tự động
điều khiển dùng trong dân dụng: máy phát điện xoay chiều tự động điều chỉnh
điện áp bằng bán dẫn, máy ổn áp xoay chiều, mạch ổn định điện áp một chiều,
động cơ một pha có tốc độ điều chỉnh bằng thiết bị bán dẫn, động cơ một pha có
tốc độ ổn định, cửa tự động đóng mở, máy giặt, lò vi sóng, bộ điều khiển từ xa
- Sửa chữa được mạch tự động điều khiển của các thiết bị: máy phát điện
xoay chiều tự động điều chỉnh điện áp bằng bán dẫn, máy ổn áp xoay chiều,
mạch ổn định điện áp một chiều, động cơ một pha có tốc độ điều chỉnh bằng
thiết bị bán dẫn, động cơ một pha có tốc độ ổn định, cửa tự động đóng mở, máy
giặt, lò vi sóng, bộ điều khiển từ xa
- Rèn luyện cho người học thái độ nghiêm túc, tỉ mỉ, chính xác trong
học tập và trong thực hiện công việc
Nội dung của mô đun:
Thời gian
Số
TT
Tên các bài trong mô đun
Tổng
số
Lý
Thực Kiểm
thuyết hành tra*
Sửa chữa mạch tự động điều chỉnh điện áp máy
phát điện xoay chiều một pha
1
2
3
8
8
8
3
3
3
5
5
5
0
0
0
Máy ổn áp xoay chiều kiểu tự động điều chỉnh
điện áp dùng rơle
Máy ổn áp xoay chiều kiểu tự động điều chỉnh
điện áp dùng động cơ một chiều
4 Mạch ổn áp một chiều kiểu bù song song
5 Mạch ổn áp một chiều kiểu bù nối tiếp
6 Mạch điều chỉnh tốc độ động cơ xoay chiều
7 Mạch tự động ổn định tốc độ động cơ
8
12
12
8
3
3
4
4
5
5
8
4
0
4
0
0
Sửa chữa máy giặt có bộ điều khiển chương
trình bằng cơ khí
8
12
4
8
0
Kiểm tra, thay thế bộ điều khiển chương trình
máy giặt
9
12
12
2
4
10
4
0
4
10
Công dụng, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của
8
lò vi sóng
Kiểm tra, thay thế bộ chỉnh định thời gian lò vi
sóng
11
12
12
4
8
0
Kiểm tra, thay thế bộ đèn phát sóng 3 cực lò vi
sóng
8
8
8
3
3
2
5
5
6
0
0
0
13 Kiểm tra, thay thế bộ nguồn lò vi sóng
Kiểm tra, thay thế động cơ quay đĩa của lò vi
sóng
14
Kiểm tra, thay thế dây dẫn, công tắc bảo vệ,
15 quạt làm mát đèn phát sóng và phụ kiện của lò
vi sóng
12
2
6
4
Kiểm tra, thay thế cảm biến và bộ xử lý trung
tâm của hệ thống đóng-mở cửa tự động
16
8
8
8
4
3
3
4
5
5
0
0
0
Kiểm tra, sửa chữa cơ cấu truyền động, dây dẫn
và phụ kiện của hệ thống đóng-mở cửa tự động
17
Sửa chữa mạch thu tín hiệu của bộ điều khiển từ
18
xa
Sửa chữa mạch phát tín hiệu của bộ điều khiển
từ xa
19
8
3
5
0
Cộng:
180
60
108
12
9
BÀI 1
SỬA CHỮA MẠCH TỰ ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP MÁY PHÁT
ĐIỆN XOAY CHIỀU MỘT PHA
Mã bài: MĐ 37.01
Giới thiệu:
Mục tiêu:
- Trình bày được sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động của mạch tự động điều
chỉnh điện áp máy phát điện xoay chiều một pha thường gặp công suất < 3kW.
- Sửa chữa được các hư hỏng của mạch tự động điều chỉnh điện áp
- Tuân thủ các quy tắc an toàn khi sửa chữa mạch điện.
- Có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách nhiệm trong công việc
Nội dung chính:
1. Sơ đồ khối mạch tự động điều chỉnh điện áp máy phát điện 1 pha.
Mục tiêu:
1.1. Sơ đồ khối mạch tự động điều chỉnh điện áp máy phát điện 1 pha:
Hình 1.1: Sơ đồ khối mạch tự động điều chỉnh điện áp
Bộ tự động điều chỉnh điện áp AVR
Bộ tự động điều chỉnh điện áp, tần số tự động (Automatic Voltage
Regulator -AVR) trong các máy phát điện, là một phần đóng vai trò quan trọng
của mỗi máy phát hoặc hệ thống tổ máy phát điện, nếu mất tính năng tự động
điều chỉnh này thì chất lượng điện cung cấp (điện áp và tần số) không đáp ứng
được yêu cầu khắt khe của hệ thống thiết bị TTTH
Nguyên lý, tác dụng của bộ tự động điều chỉnh điện áp, tần số tự động
(Automatic Voltage Regulator AVR) trong các máy phát điện.
* Tính năng, tác dụng của AVR
- Điều chỉnh điện áp máy phát điện.
- Giới hạn tỷ số điện áp/tần số.
- Điều chỉnh công suất vô công máy phát điện.
- Bù trừ điện áp suy giàm trên đường dây.
- Tạo độ suy giảm điện áp theo công suất vô công, đề cân bằng sự phân phối
công suất vô công giữa các máy với nhau trong hệ thống khi máy vận hành nối
lưới.
- Khống chế dòng điện kháng do thiếu kích thích, nhằm tạo sự ổn định cho hệ
thống, khi máy nối lưới.
- Cường hành kích thích khi có sự cố trên lưới
- Điều chỉnh điện áp của máy phát điện:
Bộ điều chỉnh điện thế tự động luôn luôn theo dõi điện áp đầu ra của máy
phát điện, và so sánh nó với một điện áp tham chiếu. Nó phải đưa ra những
mệnh lệnh để tăng giảm dòng điện kích thích sao cho sai số giữ điện áp đo được
và điện áp tham chiếu là nhỏ nhất. Muốn thay đổi điện áp của máy phát điện,
người ta chỉ cần thay đổi điện áp tham chiếu này. Điện áp tham chiếu thường
10
được đặt tại giá trị định mức khi máy phát vận hành độc lâp (Isolated) hoặc là
điện áp thanh cái, điện áp lưới tại chế độ vận hành hòa lưới (Paralled)
- Giới hạn tỷ số điện áp/tần số:
Khi khởi động một tổ máy, lúc tốc độ quay của Rotor còn thấp, tần số
phát ra sẽ thấp. Khi đó, bộ điều chỉnh điện áp tự động sẽ có khuynh hướng tăng
dòng kích thích lên sao cho đủ điện áp đầu ra như tham chiếu theo giá trị đặt
hoặc điện áp lưới. Điều này dẫn đến quá kích thích: cuộn dây rotor sẽ bị quá
nhiệt, các thiết bị nối vào đầu cực máy phát như biến thế chính, máy biến áp tự
dùng... sẽ bị quá kích thích, bão hòa từ, và quá nhiệt. Thường tốc độ máy phát
cần đạt đến 95% tốc độ định mức. Bộ điều chỉnh điện áp tự động cũng phải luôn
theo dõi tỷ số này để điều chỉnh dòng kích thích cho phù hợp, mặc dù điện áp
máy phát chưa đạt đến điện áp tham chiếu.
- Điều khiển công suất vô công của máy phát điện:
Khi máy phát chưa phát điện vào lưới, việc thay đổi dòng điện kích từ chỉ
thay đổi điện áp đầu cực máy phát. Quan hệ giữa điện áp máy phát đối với dòng
điện kích từ được biểu diễn bằng 1 đường cong, gọi là đặc tuyến không tải. (đặc
tuyến V-A).
Tuy nhiên khi máy phát điện được nối vào một lưới có công suất rất lớn
so với máy phát, việc tăng giảm dòng kích thích hầu như không làm thay đổi
điện áp lưới. Tác dụng của bộ điều áp khi đó không còn là điều khiển điện áp
máy phát nữa, mà là điều khiển dòng công suất phản kháng (còn gọi là công suất
vô công, công suất ảo) của máy phát.
Khi dòng kích thích tăng, công suất vô công tăng. Khi dòng kích thích
giảm, công suất vô công giảm. Dỏng kích thích giảm đến một mức độ nào đó,
công suất vô công của máy sẽ giảm xuống 0, và sẽ tăng lại theo chiều ngược lại
(chiều âm), nếu dòng kích thích tiếp tục giảm thêm.
Điều này dẫn đến nếu hệ thống điều khiển điện áp của máy phát quá nhạy,
có thể dẫn đến sự thay đổi rất lớn công suất vô công của máy phát khi điện áp
lưới dao động.
Do đó, bộ điều khiển điện áp tự động, ngoài việc theo dõi và điều khiển
điện áp, còn phải theo dõi và điều khiển dòng điện vô công. Thực chất của việc
điều khiển này là điều khiển dòng kích thích khi công suất vô công và điện áp
lưới có sự thay đổi, sao cho mối liên hệ giữa điện áp máy phát, điện áp lưới và
công suất vô công phải là mối liên hệ hợp lý.
d. Bù trừ điện áp suy giảm trên đường dây
Khi máy phát điện vận hành độc lập, hoặc nối vào lưới bằng 1 trở kháng
lớn, Khi tăng tải, sẽ gây ra sụt áp trên đường dây. Sụt áp này làm cho điện áp tại
hộ tiêu thụ bị giảm theo độ tăng tải, làm giảm chất lượng điện năng.
Muốn giảm bớt tác hại này của hệ thống, bộ điều áp phải dự đoán được khả
năng sụt giảm của đường dây, và tạo ra điện áp bù trừ cho độ sụt giảm đó. Tác
động bù này giúp cho điện đáp tại một điểm nào đó, giữa máy phát và hộ tiêu
thụ sẽ được ổn định theo tải. Điện áp tại hộ tiêu thụ sẽ giảm đôi chút so với tải,
trong khi điện áp tại đầu cực máy phát sẽ tăng đôi chút so với tải. Để có dược
tác động này, người ta đưa thêm 1 tín hiệu dòng điện vào trong mạch đo lường.
Dòng điện của 1 pha (thường là pha B) từ thứ cấp của biến dòng đo lường sẽ
11
được chảy qua một mạch điện R và L, tạo ra các sụt áp tương ứng với sụt áp trên
R và L của đường dây từ máy phát đến điểm mà ta muốn giữ ổn định điện áp.
Điện áp này được cộng thêm vào (hoặc trừ bớt đi) với điện áp đầu cực máy phát
đã đo lường được. Bộ điều áp tự động sẽ căn cứ vào điện áp tổng hợp này mà
điều chỉnh dòng kích từ, sao cho điện áp tổng hợp nói trên là không đổi. Nếu các
cực tính của biến dòng đo lường và biến điện áp đo lường được nối sao cho
chúng trừ bớt lẫn nhau, sẽ có:
Ump – Imp (r + jx) = const.
Như vậy chiều đấu nối này làm cho điện áp máy phát sẽ tăng nhẹ khi tăng
tải. Độ tăng tương đối được tính trên tỷ số giữa độ tăng phần trăm của điện áp
máy phát khi dòng điện tăng từ 0 đến dòng định mức.
Thí dụ khi dòng điện máy phát =0, thì điện áp máy phát là 100%. Khi
dòng điện máy phát = dòng định mức, điện áp máy phát là 104% điện áp định
mức.
Vậy độ tăng tương đối là + 4%. Độ tăng này còn gọi là độ bù (compensation).
Độ bù của bộ điều áp càng cao, thì điểm ổn định điện áp càng xa máy phát và
càng gần tải hơn.
Trong các nhà máy điện nói chung và nhà máy thuỷ điện nói riêng, vấn đề
duy trì điện áp đầu cực máy phát ổn định (liên quan đến tần số phát) và bằng với
giá trị điện áp định sẵn là rất quan trọng, hệ thống kích từ máy phát phải đảm
bảo điều này bằng cách thay đổi giá trị của bộ bù tổng trở khi máy phát vận
hành hoặc cách ly với hệ thống và các máy cắt đường dây truyền tải đóng hoặc
mở. Thành phần quan trọng nhất trong hệ thống là các cầu chỉnh lưu thyristor và
bộ tự động điều chỉnh điện áp (AVR- Automatic Voltage Regulator).
* Giới thiệu các loại bộ tự động điều chỉnh điện áp
Mỗi hệ thống kích từ của máy phát được trang bị một bộ tự động điều
chỉnh điện áp (Automatic Voltage Regulator - AVR). Bộ AVR được đấu nối với
các biến điện áp một pha ll0V riêng biệt nhau nằm trong tủ thiết bị đóng cắt máy
phát. Bộ AVR đáp ứng được thành phần pha thứ tự thuận của điện áp máy phát
và không phụ thuộc vào tần số. Bộ AVR là loại điện tử kỹ thuật số, nhận tín hiệu
đầu vào là điện áp 3-pha tại đầu cực máy phát, sử dụng nguyên lý điều chỉnh
PID theo độ lệch điện áp đầu cực máy phát, nó cũng có chức năng điều chỉnh
hằng số hệ số công suất và hằng số dòng điện trường.
Một bộ cài đặt điện áp được sử dụng, thiết bị này thích hợp với việc vận
hành bằng tay tại tủ điều chỉnh điện áp và tại tủ điều khiển tại chỗ tổ máy. Bộ
cài đặt này có khả năng đặt dải điện áp đầu cực máy phát trong khoảng ±50%
giá trị điện áp định mức. Tất cả các bộ cài đặt giá trị vận hành đều là kiểu điện
tử kỹ thuật số. Bộ cài đặt giá trị điện áp vận hành bằng tay và bộ cài đặt giá trị
điện áp mẫu phải tự động đặt về giá trị nhỏ nhất khi tổ máy dừng. Bộ AVR điều
khiển tự động đóng hoặc mở mạch mồi kích từ ban đầu trong quá trình khởi
động tổ máy.
Chức năng bù điện kháng được thiết kế kèm theo các phương pháp điều
chỉnh để có thể bù điện kháng trong khoảng lớn nhất là 20%. Chức năng bù
dòng giữa các tổ máy được thiết kế để đảm bảo điện kháng được phân bổ ổn
12
định giữa các máy phát. Có biện pháp ngăn ngừa quá kích từ máy phát trong quá
trình khởi động và dừng bình thường của tổ máy.
Bộ AVR cùng với trang thiết bị phụ được đặt trong tủ độc lập trên sàn
máy phát, phù hợp với các tủ khác của hệ thống kích từ. Tất cả trang thiết bị cho
vận hành và điều khiển được lắp trên mặt trước của tủ.
Các mạch tổ hợp được thiết kế với độ tin cậy lớn nhất có thể và có kết cấu
dự phòng phù hợp để sự cố ở một vài phần tử điều khiển sẽ không làm hệ thống
kích từ gặp nguy hiểm hay không vận hành. Tất cả các bộ phận sẽ phù hợp với
điều kiện làm việc liên tục và dài hạn dưới điều kiện nhiệt độ 00C-700C và độ
ẩm tới 95%.
Mỗi cầu nắn dòng thyristor được trang bị riêng một mạch điều khiển
xung. Mạch điều khiển xung có khả năng vận hành tự động và không tự động.
Các cổng tín hiệu vào và ra có thể bị ảnh hưởng do các nhiễu loạn trong mạch
điều khiển, do đó được bảo vệ bằng các bộ lọc nhiễu hoặc bằng các rơ le thích
hợp.
Độ tin cậy và chính xác của góc pha mạch điều khiển xung phải đảm bảo
sao cho các bộ chỉnh lưu hoạt động trong toàn bộ phạm vi áp xoay chiều là 30%
- 150% giá trị định mức và tần số là 90%- 145% giá trị định mức, thậm chí cả
khi sóng điện áp bị méo (không là hình sin).
Bộ AVR cơ bản gồm có một vòng lặp điều chỉnh áp bằng các tín hiệu tích
phân tải để đạt được sự ổn định tạm thời và ổn định động. Đo lường điện áp máy
phát được thực hiện trên cả ba pha. Độ chính xác của điện áp điều chỉnh nằm
trong trong khoảng 0.5% giá trị cài đặt, trong các chế độ vận hành từ không tải
tới đầy tải.
Một tín hiệu điều khiển từ bên ngoài được tác động vào bộ AVR để thay
đổi liên tục giá trị điều chỉnh mẫu mà không cần bất cứ một bộ phận quay nào.
Một mạch cản có thể được sử dụng để hạn chế độ dốc của tín hiệu bên ngoài,
nếu cần thiết.
Bộ AVR được cung cấp cùng với các bộ giới hạn giá trị kích từ min, max
và có thể điều chỉnh; bộ giới hạn cho phép tổ máy vận hành an toàn và ổn định,
thậm chí tại các giá trị giới hạn trên và dưới kích từ. Bộ giới hạn hoạt động sẽ
tác động điều chỉnh góc mở các thyristor. Nó có khả năng đưa đường cong vận
hành của các bộ giới hạn càng gần với đường cong công suất của tổ máy. Do sự
xuất hiện sụt áp tức thời hoặc do ngắn mạch ngoài, bộ giới hạn quá kích từ sẽ
không phản ứng trong khoảng 1s để cho phép chính xác lại dòng kích từ cưỡng
bức.
Các giá trị đo lường thích hợp như đo tính trễ của mạng được lấy để đưa vào
phục vụ chế độ vận hành dưới kích từ.
Một Mạch khoá giữ ổn định mạng (hoặc chống dao động) - switchable
stabilizing network được trang bị để góp phần dập dao dộng của tổ máy bằng
cách điều khiển thích hợp bộ kích từ. Tín hiệu ổn định được giới hạn sao cho nó
không thể làm bộ kích từ thay đổi quá l0% giá trị bình thường trong bất cứ
trường hợp nào. Tín hiệu ổn định sẽ tự động cắt khi dòng tác dụng nhỏ hơn giá
trị đã xác định. Nó có khả năng xác định các giá trị từ 10-30% giá trị dòng tác
dụng bình thường và điều chỉnh tín hiệu đầu ra của khoá Giữ ổn định mạng theo
13
thực tế với các giá trị liên tục từ 0 tới giá trị lớn nhất của nó. Các thông số ổn
định được dựa vào thành phần tích phân của biến đổi công suất tác dụng. Tín
hiệu công suất đầu vào được lọc thích hợp để không sinh ra giá trị bù điện áp cố
định. Bộ AVR được trang bị bộ điều khiển áp đường dây và mạch bù dòng tổ
máy để phân bố tải giữa các máy phát.
* Bộ điều khiển tự động bán dẫn hoặc kỹ thuật số;
Ngày nay, bộ điều khiển thường cấu tạo trên kỹ thuật số-vi xử lý. Màn
hình cảm ứng (Touch-screen) được kết nối để có thể cài đặt tham số, thuật
toán điều khiển bvà đo lường các giá trị tức thời. Một số bộ điều tốc cho các
máy phát cớ lớn (>15MW) bộ điều khiển có thể kết nối đến hệ thống giám sát
SCADA trong nhà máy để giám sát các thông số tức thời, biểu đồ vận hành quá
khứ (trent) hoặc các sự kiện bởi các giao thức và mạng thông tin phổ thông hoặc
chuyên biệt của nhà sản xuất (Modbus, CAN bus,...).
* Bộ điều chỉnh điện áp bằng tay:
Bộ điều chỉnh điện áp bằng tay có khả năng điều chỉnh góc mở thyristor
bằng một mạch độc lập. Để chỉ báo sự khác nhau giữa điều khiển bằng tay và
điều khiển tự động, sẽ trang bị một mạch cân bằng. Trong trường hợp bộ điều
chỉnh tự động gặp sự cố thì điều chỉnh bằng tay phải sẵn sàng để tổ máy tiếp tục
vận hành. Một mạch chuyển tiếp phải được cung cấp để cho phép chuyển từ chế
độ tự động sang chế độ bằng tay mà không có sự thay đổi nào cho bộ kích từ.
Các thiết bị phục vụ điều khiển bằng tay được cung cấp cho mỗi hệ thống kích
từ máy phát. Trang thiết bị khóa chế độ, chuyển mạch được thiết kế cho tủ kích
từ tại các tủ điều khiển tổ máy tại chỗ và tại phòng điều khiển để có thể chọn lựa
chế độ vận hành của hệ thống kích từ là tự động điều chỉnh điện áp (AVR) hoặc
diều chỉnh bằng tay.
Một bộ điều khiển chuyển tiếp cũng phải được thiết kế để chuyển tiếp
điều khiển kích từ từ chế độ AVR sang chế độ điều chỉnh bằng tay trong trường
hợp mất tín hiệu từ một vài thiết bị đo áp hoặc nguồn vận hành DC, AC của hệ
thống AVR. Bộ phát hiện tín hiệu áp xoay chiều sẽ phân biệt được giữa sự cố
của mạch áp thứ cấp (đứt mạch, mất pha..) hoặc sự sụt áp của mạch sơ cấp gây
ra bởi các sự cố ngắn mạch.
Trang thiết bị điều khiển bằng tay được thiết kế để liên tục và tự động đặt
tại các vị trí tương ứng với các giá trị mà bộ AVR đạt được sao cho không có sự
thay đổi về dòng kích từ nào xảy ra khi chuyển từ chế độ AVR sang điều khiển
bằng tay hoặc do chọn chế độ vận hành hoặc do bộ điều khiển chuyển tiếp tác
động.
1.2. Tác dụng các khối của mạch tự động điều chỉnh điện áp máy phát điện 1
pha:
2. Sơ đồ nguyên lý của một số mạch tự động điều chỉnh điện áp.
Mục tiêu:
2.1. Sơ đồ nguyên lý mạch tự động điều chỉnh điện áp:
2.2. Mạch điện ứng dụng thực tế:
14
2.2.1. Sơ đồ nguyên lý mạch tự động điều chỉnh điện áp KUBOTA 1200W:
DBR2
DIODE x 4
C4
220uF/50V
1
3
R7
R8
R9
C2 102J
L2 L - uH
F+
R1 520R/1W
R2 430R/1W
ZD1 8V
Q1
C2240
L3
L - uH
1
2
D2
DIODE
C3
DBR1
DIODE x 4
R3
680R
R10 12K/1W
L1
L - uH
J1
220V
F-
1
3
103J
C1
33uF/50V
Q2
DT430
R4
D1
R5
680R
R6
1K
DIODE
Hình 1.2: Sơ đồ nguyên lý mạch tự động điều chỉnh điện áp KUBOTA 1200W
VR1
10K
R4
10K/5W
J1
T1
D1
IN4007
220V
1
4
5
ZD1
5V3
R2
5K6
D2
IN4007
1
2
220V/15VAC
-
+
8
A
B
ZD2
5V3
R1
5K6
R7
2K2
Ura
=
UA
-
UB
VR2
10K
R5 1K
Ura
ZD3
12V
R3
5K6
IB1
IEC
Q1
A1015
IB2
U=10V
f=1KHz
ICE
Q3
IEC
Q2 A1015
SCR KY202H
IAK
In
In
Ip
IB3
D468
IG
C1
104
R6
100R
R8
2K2
Diode
D3
L1
Ip
Ing
EXITER
Hình 1.3: Sơ đồ nguyên lý mạch tự động điều chỉnh điện áp dùng Transistor.
2.2.2. Sơ đồ nguyên lý mạch tự động điều chỉnh điện áp AVR-PA416:
15
+5VDC
U3 LM7805/TO
R5 5K/2W D2 IN5408
3
1
VOUT
VIN
1
2
T1
15V - 2,5A
1
DBR1
1A
C5
103
C4
3
4
RV2-GAIN 103
C6
100uF/16V
1000UF/50V
J2
VDC-EXCITER
1
2
-
+
2
4
2
ZD1
5V
1
3
+5VDC
J1
220VAC
R1
2K2
+5VDC
EXCITER
L-uH
R15
1K5
U2
LM741/SO
C2
103
RV1-SET
103
2
R4 2K2
R7 2K2
-
+
C1
100uF/50V
LED1
RED
2
3
ZD3 3V
2
R12 470R
2
R2
2K2
6
1
Q1
C2383
T1
SCR
R14
2K2
C7
47pF
R13
33K
C3
1uF/50V
R6
2K2
R16
3K3
R8
R
T2
SCR
LED2
GR
T3
SCR
R9
R
ZD2
3V
T4
SCR
R10
1K5
Hình 1.4: Sơ đồ nguyên lý mạch tự động điều chỉnh điện áp dùng IC op-amp.
R18 1M
R13 100K
R16 1M
ZD8 1N48
R21
33K
R23 56K
C8 47uF/50V
VCC
C2
C6
103J
R20
12K
222K
3
+
1
2
-
ZD6
4V
C5
222K
U3A
LM358
VCC
D1 IN4007
D2 IN4007
D3 IN4007
D4 IN4007
D5 IN4007
D6 IN4007
D7 IN4007
D8 IN4007
R1 10K/3W
R2 10K/3W
AU
AV
AW
ZD1
8V6
R15
68K
J1
CON5
R14
2K2
VCC
D18
IN5408
D17
IN5408
C7
100uF/50V
AU
AV
AW
1
2
3
4
5
C4
102J
U
J1
D15
L
ZD2 R19
5V1
U1A
LM393
D20
IN5408
D16
IN5408
D13
IN5408
10K
IN5408
J2
CON7
3
+
1
U
N
L
K1
J1
K2
J2
R11 C1
5K 103J
2
1
2
3
4
5
6
7
-
K1
R4
100K
R9
1K
N
D11
IN5408
D12
IN5408
R10
5K
AU
AV
R6 22K
R7 22K
R8
5K
ZD4
1N48
VCC
ZD3 8V6
C3
223
R22
1K
D10 IN5408
K2
J2
5
+
-
7
Q1
TIP41C
6
CS
.22K/250V
D14
U2B
LM393
D9
IN4007
IN4007
R12 10K
R5 1K2
VR1 102
R17
680R
Q2
BU2527
RS
5R6/2W
Hình 1.5: Sơ đồ nguyên lý mạch tự động điều chỉnh điện áp AVR-PA416.
3. Nguyên lý hoạt động mạch điện tự động điều chỉnh điện áp một pha.
Mục tiêu:
3.1. Nguyên lý tăng điện áp ra của mạch tự động điều chỉnh điện áp:
3.2. Nguyên lý giảm điện áp ra của mạch tự động điều chỉnh điện áp:
4. Trình tự sửa chữa mạch tự động điều chỉnh điện áp.
Mục tiêu:
4.1. Khối nguồn chỉnh lưu một chiều:
4.2. Khối so sánh điện áp:
4.3. Khối dao động tạo xung và khuếch đại:
4.4. Khối khuếch đại công suất (khối quyết định kết quả):
5. Sửa chữa các mạch tự động điều chỉnh điện áp máy phát một pha.
Mục tiêu:
16
5.1. Sửa chữa mạch nguồn chỉnh lưu một chiều:
5.2. Sửa chữa mạch so sánh điện áp:
5.3. Sửa chữa mạch dao động tạo xung và khuếch đại:
5.4. Sửa chữa mạch khuếch đại công suất
BÀI 2
MÁY ỔN ÁP XOAY CHIỀU KIỂU TỰ ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP
DÙNG RƠLE
Mã bài: MĐ 37.02
Giới thiệu:
Mục tiêu:
- Trình bày được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy ổn áp xoay chiều
1pha dùng mạch điện tử và rơ le
- Sửa chữa được mach điều khiển máy ổn áp xoay chiều 1 pha dùng mạch
điện tử và rơ le đạt các tiêu chuẩn kỹ thuật về dãi điện áp làm việc, độ nhạy
- Tuân thủ các quy tắc an toàn khi sửa chữa mạch điện
- - Chủ động, sáng tạo và an toàn trong quá trình học tập.
Nội dung chính:
1. Sơ đồ nguyên lý mạch ổn định điện áp dùng mạch điện tử và rơ le.
Mục tiêu:
1.1. Sơ đồ nguyên lý:
17
R1
680R/1W
Q1
H1061
ZD1
12V
+12VDC
C2
1000uF/16V
1
2
3
4
5
6
7
8
220V
110V
100V
RL1 12VDC
5
T1
L
VCC
C1
470uF/25V
R4
R
R5
R
R6
R
R7
R
R8
R
3
TRANSFORMER
D1
D2
D3
4
IN4007
IN4007
IN4007
1
2
+12VDC
ZD4 3V R14 1K
J1
U1A
LM324
10
18VAC
1
2
J2
18VAC
-
+
2
3
D7 IN4007
1
2
R2
680R/1W
R9
R
R
R
R
R
1
Q2
C1815
11
R15
22K
C3
VCC
D4
IN4007
D5
IN4007
D6
IN4007
2,2uF/10V
ZD2
5V
RL2 12VDC
N
5
9
L
VCC
3
4
R3
22K
ZD3
5V
1
2
+12VDC
U1B
LM324
-
+
6
5
ZD5 3V R16 1K
D8 IN4007
R10
R11
R12
R13
7
Q3
C1815
R17
22K
C4
2,2uF/10V
RL3 12VDC
5
L
VCC
3
4
1
2
+12VDC
U1C
LM324
-
+
9
ZD6 3V R18 1K
D9 IN4007
8
Q4
C1815
10
R19
22K
C5
2,2uF/10V
RL4 12VDC
5
L
VCC
3
4
1
2
+12VDC
U1D
LM324
-
+
13
12
ZD7 3V R20 1K
D10 IN4007
14
Q5
C1815
R21
22K
C6
2,2uF/10V
RL5 12VDC
5
L
VCC
3
4
1
2
+12VDC
U2A
LM324
-
+
2
3
ZD8 3V R22 1K
D11 IN4007
1
Q6
C1815
R23
22K
C7
2,2uF/10V
Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý mạch ổn định điện áp dùng điện tử và rơ le.
1.2. Tác dụng các phần tử trong mạch điện:
2. Nguyên lý hoạt động của mạch.
Mục tiêu:
2.1. Nguyên lý tăng điện áp ra:
2.2. Nguyên lý giảm điện áp ra:
3. Trình tự sửa chữa mạch.
Mục tiêu:
3.1. Trình tự sửa chữa mạch chỉnh lưu và ổn áp:
3.2. Trình tự sửa chữa mạch tạo điện áp mẫu:
3.3. Trình tự sửa chữa mạch so sánh sử dụng OA:
3.4. Trình tự sửa chữa mạch điều khiển rơle:
4. Sửa chữa các mạch ổn định điện áp dùng mạch điện tử và rơ le.
Mục tiêu:
4.1. Sửa chữa mạch chỉnh lưu và ổn áp:
4.2. Sửa chữa mạch tạo điện áp mẫu:
4.3. Sửa chữa mạch so sánh sử dụng OA:
4.4. Sửa chữa mạch điều khiển rơ le:
18
BÀI 3
MÁY ỔN ÁP XOAY CHIỀU KIỂU TỰ ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP
DÙNG ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU
Mã bài: MĐ 37.03
Giới thiệu:
Mục tiêu:
- Trình bày được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy ổn áp xoay chiều
một pha dùng mạch điện tử và đông cơ một chiều quay chổi than
- Sửa chữa được mach điều khiển máy ổn áp xoay chiều một pha dùng mạch
điện tử và động cơ một chiều quay chổi than đạt các tiêu chuẩn kỹ thuật về dãi
ổn định điện áp, độ nhạy
- Tuân thủ các quy tắc an toàn khi sửa chữa mạch điện
- Chủ động, sáng tạo và an toàn trong quá trình học tập.
Nội dung chính:
1. Sơ đồ nguyên lý mạch ổn định điện áp dùng mạch điện tử và động cơ một
chiều quay chổi than.
Mục tiêu:
1.1. Sơ đồ nguyên lý mạch ổn định điện áp trong máy ổn áp:
a/ Giới thiệu các chi tiết trong thiết bị ổn áp Lioa:
* Hình dạng thực tế của thiết bị ổn áp xoay chiều 1 pha:
Hình 3.1: Hình dạng thực tế của thiết
Hình :
bị ổn áp xoay chiều 1 pha.
* Các chi tiết cấu tạo lên thiết bị ổn áp:
1. Áp tô mát, Cầu chì, Rơ le nhiệt.
2. Máy biến áp động lực.
3. Chổi than.
6. Cơ cấu đo chỉ thị (Vol mét và Ampe
mét).
7. Đèn báo nguồn.
8. Biến dòng.
4. Bộ truyền động bánh răng và động
cơ.
9. Công tắc hành trình.
Tải về để xem bản đầy đủ
72 trang
26264
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình mô đun Thiết bị tự động điều khiển dân dụng - Nghề: Điện dân dụng", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_ten_mo_dun_thiet_bi_tu_dong_dieu_khien_dan_dung_n.pdf
