Tự động điều khiển thiết bị điện P4
Hệ thống điều khiển có tiếp điểm - đặc điểm điều khiển có tiếp điểm - tự động điều khiển truyền động điện - một số ứng dụng của hệ thống điều khiển có tiếp điểm
Tự động hoá thiết bị điện
Ch−¬ng 3: hÖ thèng ®iÒu khiÓn
cã tiÕp ®iÓm
§Æc ®iÓm ®iÒu khiÓn cã tiÕp ®iÓm
Tù ®éng ®iÒu khiÓn truyÒn ®éng ®iÖn
Mét sè øng dông cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn
cã tiÕp ®iÓm
®Æc ®iÓm ®iÒu khiÓn
cã tiÕp ®iÓm
HÖ thèng ®iÒu khiÓn nμy sö dông c¸c r¬le
trung gian, c«ngt¾ct¬ cã tiÕp ®iÓm, t¹o
thμnh c¸c s¬ ®å m¹ch. Nh÷ng m¹ch ®iÒu
khiÓn nμy cã ®Æc ®iÓm ®¬n gi¶n, ®é tin cËy
cao, ho¹t ®éng ch¾c ch¾n, tÇn sè ®iÒu
khiÓn thÊp.
GV: Nguyễn Vũ Thanh 1
Tự động hoá thiết bị điện
tù ®éng ®iÒu khiÓn truyÒn
®éng ®iÖn
Tù ®éng ®iÒu khiÓn truyÒn ®éng ®iÖn, lμ
®iÒu khiÓn tù ®éng qu¸ tr×nh më m¸y, h·m
m¸y, ®¶o chiÒu quay hoÆc ®iÒu khiÓn cho
®éng c¬ ho¹t ®éng theo mét ch−¬ng tr×nh
nμo ®ã.
Mét sè quy −íc khi thuyÕt minh nguyªn lÝ
ho¹t ®éng cña m¹ch r¬le.
– Cuén hót
Cuén hót cã ®iÖn: K(3-7) Cuén hót c¾t ®iÖn: K(3-7)
Cuén hót thêi gian cã ®iÖn: Rt (3-7): T¸c ®éng ngay
Cuén hót thêi gian c¾t ®iÖn: Rt (3-7): T¸c ®éng ngay
Cuén hót thêi gian cã ®iÖn: Rt(Δt)(3-7): T¸c ®éng cã trÔ
Cuén hót thêi gian c¾t ®iÖn: Rt(Δt)(3-7): T¸c ®éng cã trÔ
GV: Nguyễn Vũ Thanh 2
Tự động hoá thiết bị điện
– TiÕp ®iÓm:
TiÕp ®iÓm th−êng hë t¸c ®éng: R(NO)(3-7)
TiÕp ®iÓm th−êng kÝn t¸c ®éng: R(NC)(3-7)
TiÕp ®iÓm th−êng hë c¾t t¸c ®éng: R(NO)(3-7)
TiÕp ®iÓm th−êng kÝn c¾t t¸c ®éng: R(NC)(3-7)
TiÕp ®iÓm thêi gian th−êng hë t¸c ®éng sau mét kho¶ng
thêi gian: Rt(NO)(Δt-ON)(3-7)
TiÕp ®iÓm thêi gian th−êng kÝn t¸c ®éng sau mét kho¶ng
thêi gian: Rt(NC)(Δt-ON)(3-7)
TiÕp ®iÓm thêi gian th−êng hë c¾t t¸c ®éng sau mét
kho¶ng thêi gian: Rt(NO)(Δt-OFF)(3-7)
TiÕp ®iÓm thêi gian th−êng kÝn c¾t t¸c ®éng sau mét
kho¶ng thêi gian: Rt(NC)(Δt-OFF)(3-7)
– nót nhÊn:
Nót nhÊn th−êng hë t¸c ®éng: M(NO)(3-7)
Nót nhÊn th−êng kÝn t¸c ®éng: D(NC)(3-7)
– Khèng chÕ chØ huy:
Khèng chÕ chØ huy ë vÞ trÝ 1: KC(1)
GV: Nguyễn Vũ Thanh 3
Tự động hoá thiết bị điện
Nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn theo thêi gian.
Ap D M Rn
K
X1 CC1 1 2 3
X2 CC2
K Rt1
Rt1
4 K1
K
Rt2
Rn
Rt2
5 K2
6
M3
3
K2
r2
K1
r1
Nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn theo tèc ®é.
– Th«ng qua kiÓm tra trùc tiÕp (r¬le tèc ®é)
– Th«ng qua kiÓm tra gi¸n tiÕp:
Sö dông m¸y ph¸t tèc hoÆc encoder nèi trôc víi ®éng c¬
Sö dông søc ®iÖn ®éng ph¸t ra trªn 2 ®Çu ®éng c¬
GV: Nguyễn Vũ Thanh 4
Tự động hoá thiết bị điện
Sö dông søc ®iÖn ®éng ph¸t ra trªn 2 ®Çu ®éng c¬
CD
Rd
KT 11
CC1 CC2
3 r3 r2 r1
K 2 4 5 6 K
1 M 7
K3 K3 K2 K1
K2
K1
D M
K
Rd 10 9 8
K
Nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn theo dßng ®iÖn
CD
KT
CC1 CC2
3 r1 Rd
K 2 4 5 K
1 M 6
K1
M K1
Rd 7 8 K 9
K1
D K
10 11
K
GV: Nguyễn Vũ Thanh 5
Tự động hoá thiết bị điện
Nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn theo hμnh tr×nh
Ap D MT Rn
HCT T
X1 CC1 1 2 3 N 4 5 6 7
X2 CC2
T
MN
HCN N
8 T 9 10 11
N T
N
xe hµng
Rn
HCN HCT
12 A B
M3
3
øng dông ®iÒu khiÓn cã
tiÕp ®iÓm
Trong më m¸y
Trong ®¶o chiÒu quay
Trong tr¹ng th¸i h·m
Mét sè øng dông kh¸c
GV: Nguyễn Vũ Thanh 6
Tự động hoá thiết bị điện
Trong më m¸y
– Cã thÓ sö dông mét trong sè c¸c ph−¬ng ph¸p thêi gian,
tèc ®é, dßng ®iÖn.
Trong ®¶o chiÒu quay
Ap D MT Rn
T
X1 CC1 1 2 3 4 5
X2 CC2
T
MN
N
6
N T
N
Rn
7
M3
3
Trong tr¹ng th¸i h·m
– H·m b»ng phanh ®iÖn
Khi cã ®iÖn, nh¶ phanh
Khi c¾t ®iÖn, ®ãng phanh
D MPh Rn
Ph
1 2 3 4 5
Ap
X1 CC1 Ph
X2 CC2
MT T T
8 Ph 7 N 6
Ph
MN N N
11 T 10 Ph 9
Rn
T N
M3
3
GV: Nguyễn Vũ Thanh 7
Tự động hoá thiết bị điện
– H·m ®éng n¨ng ®éng c¬ kh«ng ®ång bé
N A B C
Rn
Ap
X1 CC1 1 2
X2 CC2
D
3
§N K1
K K1
4
rh 7
Rn M K Rt
BA
8
5
M3 K1 K
3
6 9
K Rt K1
10
– H·m ng−îc ®¶o chiÒu ®iÖn ¸p ®éng c¬ kh«ng ®ång bé
1 2
Ap M
Rn DH
X1 CC1 HN K
2 3 4 5 6
X2 CC2
1
K
HN K
Rt
HN 7 8 K 9 HN
Rt
Rn
M3
Ph−¬ng ¸n 2
3
2
1 2 1
M Rn D DH M
Rn D HN K
HN K 3 4 5 6 7
3 4 5 6
K
K Rt
Rt K n
8 HN HN K
7 8 9 10 HN
Ph−¬ng ¸n 1 Ph−¬ng ¸n 3
GV: Nguyễn Vũ Thanh 8
Tự động hoá thiết bị điện
mét sè øng dông kh¸c
Khëi ®éng tr¹m b¬m n−íc.
§iÒu khiÓn lß nhiÖt.
HÖ thèng bï cosϕ.
§iÒu khiÓn m¸y b¬m n−íc.
TruyÒn ®éng ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé.
HÖ thèng chuyÓn nguån tù ®éng (ATS).
Khëi ®éng tr¹m b¬m n−íc.
– Bμi to¸n: Trong tr¹m b¬m n−íc n«ng nghiÖp th−êng ®−îc bè trÝ
nhiÒu m¸y b¬m n−íc nh»m phôc vô môc ®Ých t−íi tiªu. Gi¶ thiÕt
trong bµi to¸n nµy, tr¹m b¬m cã hai m¸y dïng chung mét bé khëi
®éng mÒm, nh»m môc ®Ých h¹n chÕ dßng khëi ®éng khi m¸y b¬m
lµm viÖc. Do chØ cã mét bé khëi ®éng nªn hai ®éng c¬ ®−îc khëi
®éng lÇn l−ît, ®éng c¬ M1 khëi ®éng tr−íc, kÕ tiÕp ®Õn ®éng c¬
M2. Khi hÕt thêi gian khëi ®éng, ®éng c¬ ®−îc tù ®éng chuyÓn vÒ
lµm viÖc trùc tiÕp víi ®iÖn ¸p l−íi. §Ó ®¶m b¶o an toµn cho van
b¸n dÉn trong bé khëi ®éng mÒm, yªu cÇu gi÷a hai lÇn khëi ®éng
liªn tiÕp cÇn cã kho¶ng thêi gian nghØ nhá.
GV: Nguyễn Vũ Thanh 9
Tự động hoá thiết bị điện
– S¬ ®å m¹ch lùc
Khëi ®éng
§Õn m¹ch
mÒm
®iÒu khiÓn
Nguån 1
cÊp
2
Ap1 Ap2 Ap3 Ap4
K1 K2 K3 K4
Rn1 Rn2
M1 M2
3 3
1 2
– S¬ ®å m¹ch ®iÒu khiÓn Rn1 Rn2 D
3 4
M1 K1
K2 6 7
R¬le Rt1: §Æt thêi gian 5
khëi ®éng cho ®éng c¬ K1 R1
M1. R1 8 Rt1
R¬le Rt2: §Æt thêi gian Rt1
nghØ gi÷a 2 lÇn khëi Rt1
9
K2
®éng.
K2 10 Rt2
R¬le Rt3: §Æt thêi gian K4 Rt2
11 12 K3
khëi ®éng cho ®éng c¬
K3 Rt3
M2. 13
Rt3 14 K4
K4
GV: Nguyễn Vũ Thanh 10
Tự động hoá thiết bị điện
§iÒu khiÓn lß nhiÖt.
– Bμi to¸n: Trong hÖ thèng sÊy c¸c s¶n phÈm nh− ngò cèc, th«ng
th−êng ®−îc thiÕt kÕ d−íi d¹ng lµm nãng gi¸n tiÕp. Sö dông mét
qu¹t giã ®−îc kÐo bëi mét ®éng c¬ kh«ng ®ång bé, thæi giã vµo
buång sÊy. §Ó gia nhiÖt ta bè trÝ 2 sîi ®èt, ®−îc ®ãng c¾t do 2
c«ng t¾c t¬. Trong buång sÊy bè trÝ mét c¶m biÕn nhiÖt, c¶m biÕn
nµy ®−îc nèi tíi mét bé xö lý, sao cho khi nhiÖt ®é buång d−íi tmin
th× tiÕp ®iÓm tmin ®ãng, trong kho¶ng tõ tmin – tmax th× tiÕp ®iÓm tmin
vµ tmax më, trªn nhiÖt ®é tmax th× tiÕp ®iÓm tmax ®ãng.
– Tr−íc tiªn khëi ®éng qu¹t giã, sau ®ã gia nhiÖt cho buång sÊy
b»ng c¶ r1 vµ r2, khi t > tmax c¾t ®iÖn c¶ r1 vµ r2. Khi nhiÖt ®é
gi¶m t < tmax ®ãng ®iÖn trë l¹i cho r2, khi nhiÖt ®é gi¶m d−íi tmin
®ãng tiÕp r1.
– Khi x¶y ra qu¸ nhiÖt do c¶m biÕn nhiÖt CB1 bÞ háng, nhiÖt ®é
t¨ng ®Õn møc nguy hiÓm, cÇn c¾t ®iÖn toµn bé hÖ thèng.
– S¬ ®å m¹ch lùc.
Ap1
K1 K2 K3
r1 r2 Rn
CB2 CB1
M1
3
t min
M¹ch xö lÝ
t max
GV: Nguyễn Vũ Thanh 11
Tự động hoá thiết bị điện
– S¬ ®å m¹ch ®iÒu khiÓn.
D MQ MN
1 2 3 4 5 t min
K3
K3 R1 K1 6
t BV t max
11 9
K3 R3 R1 R2 K2 K1
Rn
12 R3 R2
10 8 7
§iÒu khiÓn hÖ thèng bï cosϕ.
– Bμi to¸n: Trong hÖ thèng cung cÊp ®iÖn cho c¸c xÝ nghiÖp s¶n
xuÊt th−êng dïng rÊt nhiÒu ®éng c¬, ®iÒu nµy lµm xÊu ®i hÖ sè
c«ng suÊt cosϕ. §Ó n©ng cao hÖ sè nµy, cÇn tiÕn hµnh bï cosϕ
b»ng c¸ch m¾c thªm c¸c bé tô bï.
– Ta tiÕn hµnh bï b»ng 3 nhãm tô C1, C2 vµ C3 cã dung l−îng C1
< C2 < C3, dïng c¶m biÕn cosϕ ®Ó ®o hÖ sè c«ng suÊt. Khi nµo
cosϕthÊp < 0.85 ®ãng tô vµo l−íi, khi nµo cosϕcao > 0.96 th× ng¾t
tô khái l−íi. D−íi ng−ìng thÊp tiÕp ®iÓm cosϕthÊp ®ãng l¹i, trªn
ng−ìng cao tiÕp ®iÓm cosϕcao ®ãng l¹i.
– Do cosϕ cña t¶i lu«n biÕn ®éng, nªn tr×nh tù ®ãng, c¾t tô nh−
sau: ®ãng tô cã dung l−îng tõ bÐ ®Õn lín, c¾t tô còng tõ bÐ ®Õn
lín. Nh»m môc ®Ých tr¸nh hiÖn t−îng ®ãng lÆp l¹i (do ®ãng tô cã
dung l−îng lín tr−íc)
GV: Nguyễn Vũ Thanh 12
Tự động hoá thiết bị điện
– S¬ ®å m¹ch lùc.
Ap1
Phô t¶i ba
pha
K1 K2 K3
C1 C2 C3
– S¬ ®å m¹ch ®iÒu khiÓn.
+ -
1 R®1 3
cosϕ 2
thÊp
Rt1
R®1 4
Rt1 5 Rt4 §1
6
§1
Rt2
R®1 7 §1 8
Rt2 Rt5 §2
9 10
§2
Rt3
R®1 11 §2 12
Rt3 Rt6 §3
13 14
§3
Khi cosϕ thÊp
GV: Nguyễn Vũ Thanh 13
Tự động hoá thiết bị điện
1 +
– S¬ ®å m¹ch ®iÒu khiÓn. CT1
+ - X1 X2 -
1 cosϕ D1 M1 3
3 R1
cao 15 Rt4 21 22 D1 23
Rt4 16 Rt5 R1
D2
§1 24
Rt5 17 Rt6
D2 M2
R2
25 26 D3 27
R1 18 K1
R2
R2 K2 D4
19 §2 28
R3 K3 M3
20 D3 R3
29 30 D5 31
R3
Khi cosϕ cao §3 32
D6
ChÕ ®é b»ng tay tù ®éng
§iÒu khiÓn m¸y b¬m n−íc.
– Bè trÝ thiÕt bÞ: P2
Tñ
P1 ®iÒu
khiÓn
GV: Nguyễn Vũ Thanh 14
Tự động hoá thiết bị điện
C«ng t¾c phao:
PhÇn c«ng t¾c: Cã mét tiÕp ®iÓm th−êng ®ãng vµ mét tiÕp
®iÓm th−êng më. §èi víi nh÷ng ®éng c¬ b¬m c«ng suÊt
kh«ng lín l¾m chõng 1 m· lùc trë xuèng, cã thÓ dïng trùc tiÕp
tiÕp ®iÓm nµy ®Ó ®ãng c¾t. Tuú theo chøc n¨ng cña c«ng t¾c
trong m¹ch ®iÒu khiÓn mµ ta sö dông mét trong hai c«ng t¾c
cho phï hîp. §Õ cña c¸c tiÕp ®iÓm vµ c«ng t¾c ®−îc lµm
b»ng nhùa c¸ch ®iÖn vµ cã n¾p nhùa ®Ëy kÝn tr¸nh bôi bÈn vµ
n−íc r¬i vµo trong c«ng t¾c ®iÖn.
PhÇn phao d©y: Mçi mét c«ng t¾c cã mét cÆp phao d©y lµm
b»ng nhùa dÎo, phao dµi cì 10 cm vµ ®−êng kÝnh 4,5 cm;
trong phao ®æ n−íc chiÕm tõ 1/2 ®Õn 2/3 thÓ tÝch cña phao.
Hai phao nµy ®−îc buéc treo vµo sîi d©y nilon nèi víi cÇn
truyÒn ®éng cña phÇn c«ng t¾c. Kho¶ng c¸ch d©y nèi gi÷a 2
phao ΔH, lµ kho¶ng c¸ch chªnh møc n−íc trong bÓ.
ΔH = Hmax - Hmin
C«ng t¾c phao:
Møc nuíc
A1 A2
Hmax
B1 B2
Hmin
TiÕp ®iÓm A-A
®ãng më
P1
ChiÒu nuíc d©ng
ChiÒu nuíc h¹
GV: Nguyễn Vũ Thanh 15
Tự động hoá thiết bị điện
– S¬ ®å m¹ch ®iÒu khiÓn.
CT1
AP
N K
P1 P2
L
K
B¬m
K
TruyÒn ®éng ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé
A B C N
Ap
X1 CC1
1
X2 CC2
2
N T §N
rh
Rd3
Rd1 Rd2 BA
Ph Rn
M3
3
K2
r2
K1
r1
HN
rhn
GV: Nguyễn Vũ Thanh 16
Tự động hoá thiết bị điện
Dph Mph 2
R3
1 27 28
– §¶o chiÒu quay R3 Rt4
R3
§N
– Khëi ®éng b»ng ®iÖn trë. 29
N
3
T
4
Rd3
5 Rt5 6
Rt3
– Cã ba chÕ ®é h·m ®iÖn:
HN 7 Rt1
H·m c¬ khÝ
K1 8 Rt2
H·m ng−îc Rd1 Rd2
R1 9 10 11 R1
H·m ®éng n¨ng HCT
Rt4
KC KC 12 13 T
– Mét chÕ ®é h·m c¬ khÝ 123 1' 2'3'
14
HCN
15 N
2
Rt5
123 1'2'3'
T N
Ph
17 Ph 16
nN 20
HN
N 19
nT
KC 18 T 21 R2
22
R2 Rt1
23 24 K1
123 1'2' 3' Rt2
25 K2
HN Rt3
17 25 26
Tù ®éng chuyÓn nguån ATS.
U
UL UL
UF
t1 t5 t
t2 t3 t4 t6 t7
GV: Nguyễn Vũ Thanh 17
Tự động hoá thiết bị điện
t1-t2: Thêi gian trÔ 5s (thêi gian ®¶m b¶o mÊt ®iÖn l−íi)
t3-t4: Thêi gian trÔ 20s sau khi ®· h×nh thµnh 80%U®m.
t5-t6: Thêi gian trÔ 5s (thêi gian ®¶m b¶o cã ®iÖn l−íi)
t6-t7: Thêi gian trÔ 300s (thêi gian m¸y ph¸t ch¹y kh«ng t¶i)
– M¸y ph¸t cho phÐp khëi ®éng 3 lÇn, thêi gian gi÷a mçi
lÇn nghØ kho¶ng 15s.
– CÇn cã c¸c tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn: MÊt ®iÖn ¸p l−íi, ®ñ ®iÖn
¸p m¸y ph¸t.
– CÇn cã c¸c tÝn hiÖu b¶o vÖ: ®ñ ¸p lùc dÇu b«i tr¬n, nhiÖt
®é n−íc lµm m¸t d−íi giíi h¹n cho phÐp, ®ñ ®iÖn ¸p
m¸y ph¸t.
M¹ch ®éng lùc
KL KF
RA RB RC RFA RFB RFC
GV: Nguyễn Vũ Thanh 18
Tự động hoá thiết bị điện
M¹ch ®iÒu khiÓn
RA
_
+
RB 2 RL
RC
RL 4 Rt1
1 3
RL 5 Rt3
R200 6 Rt2
KL 7 Rt4
RFA 8 RFB 9 RFC 10 RF
U
15 16
R3
11 12 13 14
RL R200 Rt1 Rt§ RtT
Rt§
RtT
Rt4
17
DF R4
18 20 R3 21
SCF 19
D R5
24 R4
22 25
RL 23
R200
MF
26 29 KL
SCF
30 RF 31 KF
NhiÖt ®é 37
KF
Rt3 Rt2
¸p lùc dÇu
27 28 _
+
RL
ML
32 35 KF 36 KL
KL
RL Rt3
33 34
A +E +E
N
r4 R200
r3
vr1 + r1
r2
_
GV: Nguyễn Vũ Thanh 19
Tự động hoá thiết bị điện
– R¬le R5 më ®−êng nhiªn liÖu cho ®éng c¬ ®iªzen, tr−íc
khi khëi ®éng ®éng c¬,
R5 = 1 cã nhiªn liÖu.
R5 = 0 c¾t nhiªn liÖu.
– R¬le R3 dïng cho ®éng c¬ ®Ò (khëi ®éng ®iªzen)
R3 = 1 ®Ò m¸y.
R3 = 0 c¾t ®Ò m¸y.
– R¬le Rt§ dïng cho ®Ò lÇn 2 vµ lÇn 3.
Δt®Ò = 2 s; ΔtnghØ = 15 s
– R¬le RtT dïng ®Ó ®Æt tæng thêi gian ®Ò m¸y.
ΔtTæng = Δt®Ò1 + ΔtnghØ1 + Δt®Ò2 + ΔtnghØ2 + Δt®Ò3
GV: Nguyễn Vũ Thanh 20
