Giáo trình mô đun Trang bị điện 1 - Nghề: Điện công nghiệp
CỤC HÀNG HẢI VIỆT NAM
TRƯỜNG CAO ĐẲNG HÀNG HẢI I
GIÁO TRÌNH
MÔ ĐUN: TRANG BỊ ĐIỆN 1
NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
(Ban hành kèm theo Quyết định số.....QĐ/ ngày......tháng........năm....của ...........)
Năm 2017
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.
LỜI GIỚI THIỆU
Giáo trình Trang bị điện 1 cung cấp cho người học kiến thức, kỹ năng lắp
đặt mạch điện nói chung và trong máy công nghiệp nói riêng, đây là một trong
những yêu cầu bắt buộc đối với kỹ thuật viên, công nhân nghề Điện công
nghiệp. Mô đun này có ý nghĩa quyết định để hình thành kỹ năng cho người học
làm tiền đề để học tiếp các kỹ năng cao hơn như: Lắp đặt các bộ điều khiển lập
trình hay các mạch điện tử công suất.
Cấu trúc giáo trình mô đun được chia làm chi làm 5 bài học:
Bài 1 Tác giả muốn giới thiệu chung về các khí cụ điện đã được học sử
dụng trong quá trình lắp ráp mạch; các bài 2, 3, 4 lắp rắp mạch điện điều khiển
các các động cơ điện điển trong công nghiệp; bài cuối tác giả đề cạp đến một số
vấn đề bảo vệ và liên động trong tự động khống chế truyền động điện.
Trong quá trình biên soạn giáo trình mô đun còn nhiều sai sót, mọi góp ý
xin gửi về địa chỉ: Khoa Điện - Điện tử, Trường Cao đẳng Hàng hải I.
Hải Phòng, ngày 16 tháng 9 năm 2017
Tham gia biên soạn
1. Nguyễn Hữu Hưng
3
MỤC LỤC
LỜI GIỚI THIỆU..................................................................................................3
MỤC LỤC.............................................................................................................4
Nội dung của mô đun: .........................................................................................11
TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN....................................................................................119
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................123
4
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, TỪ VIẾT TẮT
ĐC
Động cơ nói chung
ĐKB
ĐC - DC
động cơ không đồng bộ
Động cơ điện một chiều
ĐC - DC KTĐL Động cơ một chiều kích từ độc lập
ĐC - DC KTNT Động cơ một chiều kích từ nối tiếp
ĐC - DC KT//
rpm
var
const
FK
Động cơ một chiều kích từ song song
round per minute (số vòng phút)
Variable (thay đổi, không ổn định)
Constant (không đổi, cố định)
máy phát kích
CCSX
TĐKC
CD
cơ cấu sản xuất (máy công tác).
tự động khống chế
cầu dao điện
CC
Cầu chì
CB
D
(Circuit Breaker) Aptomat
Nút dừng máy
M
Nút mở máy
KH
KC
A, B, C
N, O
CTT
RN
Công tắc hành trình
Bộ khống chế (tay gạt cơ khí)
Các dây pha A, B, C
Dây trung tính
Công tắc tơ
Rơ le nhiệt
RTh
RU
Rơ le thời gian
Rơ le điện áp
RI
Rơ le dòng điện
RTr
Rơ le trung gian
RTĐ
Rơ le tốc độ
RTT
RG
Rơ le thiếu từ trường
Rơ le gia tốc
FH
TĐKC
ĐChTĐ
Phanh hãm điện từ
tự động khống chế
Điều chỉnh tốc độ
5
DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ
BẢNG BIỂU:
điện ......................................................................................................................70
.............................................................................................................................73
kháng ...................................................................................................................76
tắc thời gian .........................................................................................................81
.............................................................................................................................96
điện ....................................................................................................................100
tắc điện áp..........................................................................................................103
nguyên tắc thời gian ..........................................................................................108
thời gian.............................................................................................................110
6
HÌNH VẼ
Hình 1.6. Nút dừng khẩn.....................................................................................14
Hình 1.7. Công tắc 1 pha, ba pha ........................................................................15
Hình 1.8. Cấu tạo công tắc hành trình.................................................................15
Hình 1.9. Công tắc 1 pha, ba pha ........................................................................16
Hình 1.10. Kiểu mức ...........................................................................................16
Hình 1.11. Phao mức...........................................................................................16
Hình 1.12. Cầu chì...............................................................................................17
Hình 1.14. Dạng thực tế của công tắc tơ.............................................................18
Hình 1.16. Cấu tạo của rơ le điện từ ...................................................................20
Hình 1.17. Dạng thực tế của rơ le điện từ...........................................................20
Hình 1.18. Sơ đồ khối của rơ le thời gian ...........................................................20
Hình 1.19. Một sô loại rơ le thời gian.................................................................21
Hình 2.3. Sơ đồ kiểm tra mạch điều khiển..........................................................25
Hình 2.4. Sơ đồ nguyên lý bài tập 2.1.................................................................25
Hình 2.5. Sơ đồ nối dây bài tập 2.1.....................................................................26
Hình 2.8. Sơ đồ nguyên lý bài tập 2.2.................................................................29
Hình 2.9. Sơ đồ nối dây bài tập 2.2.....................................................................30
Hình 2.12. Sơ đồ nguyên lý bài tập 2.5...............................................................33
Hình 2.13. Sơ đồ nối dây bài tập 2.5...................................................................34
.............................................................................................................................35
7
.............................................................................................................................38
Hình 2.18. Sơ đồ nguyên lý bài tập 2.6...............................................................40
Hình 2.19. Sơ đồ nối đấu dây bài tập 2.6............................................................41
Hình 2.24. Sơ đồ nguyên lý bài tập 2.9...............................................................47
Hình 2.25. Sơ đồ đấu dây bài tập 2.9 ..................................................................48
lồng sóc................................................................................................................49
lồng sóc................................................................................................................51
Hình 2.28. Sơ đồ nguyên lý bài tập 2.12.............................................................52
Hình 2.29. Sơ đồ đấu dây bài tập 2.12 ................................................................53
sóc........................................................................................................................54
sóc........................................................................................................................55
theo nguyên tắc thời gian ...................................................................................65
nguyên tắc thời gian ............................................................................................67
Hình 3.3. Sơ đồ nguyên lý bài tập 3.1.................................................................68
Hình 3.4. Sơ đồ nối dây bài tập 3.1.....................................................................69
nguyên tắc dòng điện...........................................................................................71
8
nguyên tắc dòng điện...........................................................................................72
nguyên tắc điện áp...............................................................................................73
nguyên tắc điện áp...............................................................................................75
cuộn kháng theo nguyên tắc thời gian................................................................77
cuộn kháng theo nguyên tắc thời gian................................................................78
bằng phanh hãm...................................................................................................91
bằng phanh hãm...................................................................................................92
theo nguyên tắc thời gian ...................................................................................95
theo nguyên tắc thời gian ...................................................................................97
tắc thời gian .........................................................................................................98
thời gian...............................................................................................................99
tắc dòng điện .....................................................................................................101
9
dòng điện ...........................................................................................................102
tắc điện áp..........................................................................................................104
điện áp ...............................................................................................................105
nguyên tắc thời gian ..........................................................................................107
nguyên tắc thời gian ..........................................................................................109
trở phụ theo nguyên tắc thời gian.....................................................................112
trở phụ theo nguyên tắc thời gian.....................................................................113
phụ theo nguyên tắc thời gian...........................................................................115
phụ theo nguyên tắc thời gian...........................................................................116
Hình 5.2. Sơ đồ bảo vệ điện áp .........................................................................121
Hình 5.4. Tín hiệu hoá bằng đèn báo ................................................................122
10
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN
Tên mô đun: Trang bị điện 1
Mã mô đun: MĐ.6520227.22
Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun:
- Vị trí: Mô đun này là mô đun chuyên ngành bắt buộc cần phải học sau khi
đã học xong các môn học cơ sở.
- Tính chất: Trang bị điện 1 cung cấp cho người kỹ năng lắp ráp các mạch
điện cơ bản điều khiển, khống chế tự động các động cơ điện.
- Ý nghĩa và vai trò của mô đun: Công việc lắp đặt mạch điện trong máy
công nghiệp là một trong những yêu cầu bắt buộc đối với công nhân nghề Điện
công nghiệp. Mô dun này có ý nghĩa quyết định để hình thành kỹ năng cho
người học làm tiền đề để học tiếp các kỹ năng cao hơn như: Lắp đặt các bộ điều
khiển lập trình hay các mạch điện tử công suất.
Mục tiêu của mô đun:
- Về kiến thức: 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; Trình bày được quy
trình lắp ráp mạch khống chế động cơ.
- Về kỹ năng:
+ Đọc, vẽ được sơ đồ lắp ráp từ sơ đồ nguyên lý các mạch tự động khống
chế động cơ.
+ Lắp ráp được các mạch điều khiển dùng rơ le công tắc tơ trong việc điều
khiển động cơ điện.
- Năng lực tự chủ và tránh nhiệm: Rèn luyện thói quen chuyên cần; Có thái
độ và đạo đức nghề nghiệp đúng đắn, tác phong làm việc nghiêm túc; Đảm bảo
an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp.
Nội dung của mô đun:
Bài 1: Giới thiệu khí cụ điện dùng trong tự động điều khiển động cơ điện
Bài 2: Tự động khống chế động cơ điện 3 pha ro to lồng sóc
Bài 3: Tự động khống chế động cơ điện 3 pha ro to dây quấn
Bài 4: Tự động khống chế động cơ điện một chiều
Bài 5: Vấn đề bảo vệ và liên động trong tự động khống chế truyền động
điện.
11
Bài 1: GIỚI THIỆU CÁC KHÍ CỤ ĐIỆN SỬ DỤNG TRONG TỰ ĐỘNG
ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN
MĐ.6520227.22.01
Giới thiệu:
Động cơ điện là một loại động cơ được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực
công nghiệp và trong đời sống xã hội hiện nay. Truyền động cho động cơ như
thế nào và lựa các thiết bị trong hệ thống truyền động điện được quan tâm trong
quá trình lắp ráp mạch điện.
Mục tiêu thực hiện của mô-đun:
Học xong bài học này, học viên có năng lực:
- Trình bày được chức năng, công dụng của các loại khí cụ điện dùng
trong tự động khống chế động cơ điện.
- Phân biệt được các loại khí cụ điện điều khiển
- Kiểm tra được độ tin cậy các thiết bị khi lựa chọn lắp đặt.
Nội dung chính:
1.1. Khái niệm
1.1.1. Khái niệm về tự động khống chế (TĐKC)
TĐKC là tổ hợp các thiết bị, khí cụ điện được liên kết bằng các dây dẫn
nhằm tạo mạch điều khiển phát ra tín hiệu điều khiển để khống chế hệ thống
truyền động điện làm việc theo một qui luật nhất định nào đó do qui trình công
nghệ đặt ra.
1.1.2. Các yêu cầu của TĐKC
a. Thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật
- Thỏa mãn tối đa qui trình công nghệ của máy sản xuất để đạt được năng
suất cao nhất trong quá trình làm việc.
- Mạch phải có độ tin cậy cao, linh hoạt, đảm bảo an toàn.
b. Đảm bảo về mặt kinh tế
- Giá cả tương đối, phù hợp với khả năng của khách hàng.
- Nên sử dụng những thiết bị đơn giản, phổ thông, cùng chủng loại càng
tốt... để thuận tiện trong việc sửa chữa, thay thế về sau.
- Thiết bị phải đảm bảo độ bền, ít hỏng hóc.
1.1.3. Phương pháp thể hiện sơ đồ điện.
- Tất cả các phần tử của thiết bị, khí cụ điện khi trình bày trên sơ đồ phải
thể hiện dưới dạng ký hiệu qui ước và phải ở trạng thái bình thường (trạng thái
không điện, chưa tác động) của chúng (hình 1.1).
Hình 1.1. Tiếp điểm thường mở, đóng chậm của
12
- Phải hạn chế tối đa các dây dẫn cắt nhau nhưng không liên hệ nhau về
điện (hình 1.2).
- Tất cả những phần tử của cùng một thiết bị phải được ký hiệu giống nhau
bằng những chữ số hoặc ký tự (hình 1.3).
- Các điểm dây dẫn nối chung với nhau phải được đánh số giống nhau
(hình 1.4)
Hình 1.2. Nút hạn chế dây dẫn cắt nhau trong bản vẽ
Hình 1.3. Các phần tử của cùng thiết bị phải có ký hiệu giống nhau
Hình 1.4. Ký hiệu đánh số giống nhau tại các điểm nối chung
1.2. Giới thiệu các khí cụ điện điều khiển
1.2.1. Nút ấn, công tắc, bộ khống chế
a. Nút nhấn tự phục hồi (push button)
- Cấu tạo: (hình vẽ 1.5)
1. Núm tác động;
2. Hệ thống tiếp điểm;
3. Tiếp điểm chung (com);
4. Tiếp điểm thường mở (NO);
5. Tiếp điểm thường đóng (NC)
6. Lò xo phục hồi.
- 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.
13
Hình 1.5. Nút ấn dừng khẩn và tự phục hồi
b. Nút dừng khẩn (emergency stop) – nút nhấn không tự phục hồi
- Cấu tạo:
Nhấn vào núm khi cần
chuyển trạng thái các
Xoay núm theo chiều mũi
tên khi muốn trả các tiếp
điểm về trạng thái ban đầu
Hình 1.6. Nút dừng khẩn
- Công dụng:
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.
c. Công tắc (switch)
- Cấu tạo: (hình vẽ 1.7)
- Công dụng:
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).
14
Hình 1.7. Công tắc 1 pha, ba pha
d. Công tắc hành trình (Limit switch)
- Cấu tạo:
Hình 1.8. Cấu tạo công tắc hành trình
1. Đòn bẩy;
2. Bánh xe cóc;
3. Hệ thống tiếp điểm;
4. Tiếp điểm chung (com);
5. Tiếp điểm thường mở (NO);
6. Tiếp điểm thường đóng (NC);
7. Lò xo.
- Công dụng:
Công tắc hành trình thường dùng để nhận biết vị trí chuyển động của các cơ
cấu máy hoặc dùng để giới hạn các hành trình chuyển động.
15
1.2.2. Áp to mát, cầu chì
a. Cầu chì
- Cấu tạo (hình 1.12)
1. Nắp.
2. Vỏ;
3. 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.
Hình 1.12. Cầu chì
b. Aptomat (Current Breaker; CB)
- Cấu tạo
Hình 1.13. Cấu tạo và dàng thực tế của MCCB 1 pha.
1. Nam châm điện; 2. Móc răng; 3. Thanh truyền động; 4. Tiếp điểm; 5. Lò
xo; A: Cực nối nguồn; B: Cực nối tải.
Áp tô mat là một thiết bị bảo vệ đa năng tuỳ theo cấu tạo ap tô mat có thể
bảo vệ sự cố ngắn mạch, sự cố quá tải, sự cố dòng điện dò, sự cố quá áp...
Trong thực tế người ta dùng phổ biến là ap tô mat bảo vệ sự cố ngắn mạch,
trong công nghiệp để bảo vệ sự cố ngắn mạch và sự cố quá tải cho các động cơ
điện người ta còn tích hợp thêm rơ le nhiệt vào ap tô mat.
17
Trong dân dụng, để tránh sự cố điện giật nguy hiểm cho tính mạng con
người, người ta thường trang bị cho hệ thống điện trong nhà aptomat bảo vệ sự
cố dòng điện dò (ap tô mat chống giật). Nguyên lý của ap tô mat bảo vệ sự cố
ngắn mạch.
- Công dụng
Ap tô mat dùng để đóng cắt và bảo vệ mạch điện. Với giá thành ngày càng
rẻ, hiện nay nó thay thế hầu hết các vị trí của cầu dao và cầu chì.
1.2.3. Khởi động từ: Công tắc tơ và Rơle nhiệt
a. Công tắc tơ.
- Cấu tạo
Về cơ bản cấu tạo của công tắc tơ giống với rơ le điện từ, chỉ khác nhau ở
chỗ rơ le dùng để đóng cắt tín hiệu trong các mạch điều khiển còn công tắc tơ
dùng để đóng cắt ở mạch động lực (có điện áp cao, dòng điện lớn) do đó cuộn
dây của công tắc tơ lớn hơn, tiếp điểm của công tắc tơ cũng lớn hơn (chịu được
dòng điện, điện áp cao hơn).
Tiếp điểm của công tắc tơ có hai loại: Tiếp điểm chính (dùng để đóng cắt
cho mạch động lực), tiếp điểm phụ (dùng trong mạch điều khiển). Để hạn chế
phát sinh hồ quang khi tiếp điểm chính đóng cắt, tiếp điểm chính thường có cấu
tạo dạng cầu và được đặt trong buồng dập hồ quang.
Tiếp điểm chính là dạng thường mở; còn tiếp điểm phụ có cả thường mở và
thường đóng.
Hình 1.14. Dạng thực tế của công tắc tơ
- Công dụng
Công tắc tơ là phần tử chủ lực trong hệ thống điều khiển có tiếp điểm. Nó
được dùng để đóng cắt, điều khiển... động cơ, máy sản xuất trong công nghiệp
và dân dụng.
b. Rơ le nhiệt
- Cấu tạo (hình vẽ 1.15)
- Công dụng
Rơ le nhiệt dùng để bảo vệ sự cố quá tải. Trong thực tế người ta thường gắn
rơ le nhiệt phía sau công tắc tơ gọi là khởi động từ.
18
Hình 1.15. Cấu tạo và dạng thực tế của rơ le nhiệt ba pha
1. Thanh lưỡng kim; 2. phần tử đốt nóng; 3. Hệ thống tiếp điểm; 4. Lò xo; A: Cực nối
nguồn; B: Cực nối tải
.
1.2.4. Rơ le điều khiển, bảo vệ
a. Rơ le điện từ
- Cấu tạo
1. Tiếp điểm chung (com);
2. Tiếp điểm thường đóng (NC);
3. Tiếp điểm thường mở (NC);
4. Cuộn dây (phần cảm);
5. Mạch từ (phần cảm);
6. Nắp (phần ứng);
7. Lò xo;
A, B: Nguồn nuôi cho rơ le.
+ Mạch từ: Có tác dụng dẫn từ. Đối với rơ le điện từ 1 chiều, gông từ được
chế tạo từ thép khối thường có dạng hình trụ tròn (vì dòng điện một chiều không
gây nên dòng điện xoáy do đó không phát nóng mạch từ). Đối với rơ le điện từ
xoay chiều, mạch từ thường được chế tạo từ các lá thép kỹ thuật điện ghép lại
(để làm giảm dòng điện xoáy fucô gây phát nóng).
+ Cuộn dây: Khi đặt một điện áp đủ lớn vào hai đầu A và B, trong cuộn dây
sẽ có dòng điện chạy qua, dòng điện này sinh ra từ trường trong lõi thép để rơ le
làm việc.
+ Lò xo: Dùng để giữ nắp.
+ Tiếp điểm: Thường có một hoặc nhiều cặp tiếp điểm, 0 - 1 là tiếp điểm
thường mở, 0 - 2 là tiếp điểm thường đóng.
- Công dụng
Rơ le điện từ được sử dụng rộng rãi trong hệ thống điều khiển có tiếp điểm.
Nhiệm vụ chính là để cách ly tín hiệu điều khiển, nhằm đảm bảo cho mạch hoạt
động tin cậy, đúng qui trình...
19
Hình 1.16. Cấu tạo của rơ le điện từ
Hình 1.17. Dạng thực tế của rơ le điện từ
b. Rơ le thời gian (timer)
- Cấu tạo
Rơ le thời gian trong thực tế có rất nhiều loại: Rơ le thời gian cơ khí, rơ le
thời gian thuỷ lực, rơ le thời gian điện từ, rơ le thời gian điện tử. Hiện nay trong
công nghiệp người ta thường dùng rơ le thời gian điện tử (có độ chính xác cao).
Cấu tạo của rơ le thời gian điện tử bao gồm một mạch trễ thời gian điện tử
cấp nguồn cho một rơ le trung gian để điều khiển hệ thống tiếp điểm đóng cắt
sau 1 khoảng thời gian trể nào đó.
Tùy vào trạng thái ban đầu của tiếp điểm mà sẽ có các loại tiếp điểm khác
nhau của rơ le thời gian như: thường mở - đóng chậm hoặc thường đóng - mở
chậm...
Nguồn
cung
cấp
Mạch trễ
thời gian
điện tử
Cuộn dây
rơ le
Hệ thống
tiếp điểm
Hình 1.18. Sơ đồ khối của rơ le thời gian
20
Tải về để xem bản đầy đủ
123 trang
26/03/2022
9041
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình mô đun Trang bị điện 1 - Nghề: Điện công nghiệp", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_mo_dun_trang_bi_dien_1_nghe_dien_cong_nghiep.pdf
