Đang tải... (xem toàn văn)
Microsoft Word N?I DUNG GV docx Giáo trình Trang bị điện 1 Trang 1 Biên soạn Dương Thị Hoa Hình 1 2 Chương 1 CÁC PHẦN TỬ ĐIỀU KHIỂN TRONG HỆ THỐNG TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Bài 1 CÁC PHẦN TỬ BẢO VỆ 1 Cầ.
Giáo trình Trang bị điện Chương CÁC PHẦN TỬ ĐIỀU KHIỂN TRONG HỆ THỐNG TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Bài 1: CÁC PHẦN TỬ BẢO VỆ Cầu chì 1.1 Khái niệm Cầu chì khí cụ điện dùng để bảo vệ động điện, khí cụ điện tồn mạch điện có cố ngắn mạch xảy Khi dây chảy cầu chì đứt làm ngắt dịng điện mạch tức thời nên tránh hư hỏng, hỏa hoạn cho đường dây khí cụ điện Trường hợp mạch điện bị tải lớn dài hạn cầu chì tác động, khơng nên phát huy tính cầu chì, thiết bị bị giảm tuổi thọ ảnh hưởng nghiêm trọng đến đường dây Hình 1.2: Hình dạng số cầu chì 1.2 Cấu tạo – nguyên lý hoạt động a Cấu tạo Cầu chì có đặc điểm đơn giản, kích thước bé, khả căt lớn, giá thành hạ nên ứng dụng rộng rãi thực tế Cầu chì có cấu tạo gồm phận chính: o Vỏ: Được làm nhựa, sứ thủy tinh o Dây chảy: Được làm kim loại có độ dẫn điện lớn, độ nóng chảy bé, thường làm chì, thiếc, nhơm Hình dạng cầu chì thường dạng trịn băng mỏng Thơng thường dây chảy làm chì hợp kim chì – thiếc Tuy nhiên dịng điện tải lớn dây chảy làm dây nhơm nhôm o Hệ thống tiếp điểm Ký hiệu: Hình 1.2 Trang Biên soạn: Dương Thị Hoa Giáo trình Trang bị điện b Nguyên lý hoạt động: Dòng điện mạch qua dây chảy làm dây chảy nóng lên theo định luật Junle-Lenx: Q = I2.R.t Nếu dịng điện qua mạch bình thường, nhiệt lượng sinh phạm vi chịu đựng dây chảy mạch phải hoạt động bình thường Khi ngắn mạch (hoặc bị tải lớn) dòng điện tăng cao, nhiệt lượng sinh làm dây chảy bị đứt mạch điện bị cắt, thiết bị bảo vệ Trong thực tế tải (1,5 ÷ 2)Iđm phát nóng cầu chì xảy chậm phần lớn nhiệt lượng tỏa môi trường chung quanh Do cầu chì khơng bảo vệ q tải nhỏ Trị số dòng điện mà dây chảy đứt gọi dịng điện giới hạn, ta có cầu chì bảo vệ khi: Igh > Iđm Trong đó: o Đối với dây chảy Chì: I gh I đm o Đối với dây chảy Đồng: o Đối với dây chảy Thiếc: = (1,25 ÷1,45) I gh I đm I gh I đm =(1,6 ÷ 2) =1,15 Khi có qua tải lớn (dịng qua dây gấp ÷ lần Iđm) cầu chì bị phát nóng cục bộ, dây chảy bị đứt để bảo vệ cho mạch điện thiết bị điện 1.3 Yêu cầu cầu chì: o Đặc tính ampe – giây phải thấp đặc tính đối tượng cần bảo vệ o Cầu chi làm việc phải có tính chọn lọc: Nơi cần bảo vệ cầu chì nơi tác động, có ngắn mạch phải làm việc theo thứ tự: Cắt điện xa nguồn trước o Có đặc tính làm việc ổn định o Khi làm việc chế độ dài hạn nhiệt độ phát nóng bé nhiệt độ cho phép o Công suất thiết bị tăng khả cắt cầu chì cao o Việc thay dây chảy tốn thời gian 1.4 Tính chọn cầu chì Khi chọn cầu chì yêu cầu phải thỏa mãn điều kiện sau: o Dây chảy qua cầu chì khơng bị đứt có dịng điện làm việc lâu dài chạy qua o Dây chảy qua cầu chì khơng bị đứt có dịng điện mở máy động chạy qua o Khi cắt cầu chì phải có tính chọn lọc, nghĩa thiết bị điện bị ngắn mạch cầu chì bảo vệ thiết bị điện cháy, cầu chì bảo vệ đường dây hoạt động để cấp điện cho nhiều thiết bị Chọn cầu chì cần vào yếu tố sau: - Điện áp định mức: Uđmcc > Uđmlđ - Dòng điện định mức: Iđmcc > Itt Trang Biên soạn: Dương Thị Hoa Giáo trình Trang bị điện Trong đó: + UđmCC: Điện áp định mức cầu chì + Iđm: Dòng định mức dây chảy (A), nhà chế tạo cho theo bảng + Itt: Dịng điện tính tốn dòng lâu dài lớn chạy qua dây chảy cầu chì (A) * Với thiết bị pha (ví dụ thiết bị diện gia dụng), dịng tinh tốn dịng định mức thiết bị điện: Itt = Iđmtb = pdm U dm cosϕ Trong đó: + Iđmtb: Dòng định mức thiết bị (A) + Uđm: Điện áp pha định mức 220V + Cosϕ: Lấy theo thiết bị điện Với đèn sợi đốt, bàn là, bếp điện, bình nóng lạnh…: cosϕ = Với quạt, đèn tuýp, điều hòa, tủ lạnh, máy giặt…: cosϕ = 0,8 * Khi cầu chì bảo vệ lưới ba pha, dịng tính tốn xác định sau: Pdm 3.U dm cosϕ I tt = Trong đó: + Udm: điện áp dây định mưc lưới điện 380V + Cosϕ: lấy theo thực tế * Cầu chì bảo vệ động cơ: Cầu chi bảo vệ động chọn theo hai điều kiện sau: Idm≥Itt =Kt IdmD I dm ≥ I mm α = K mm I dmD α Trong đó: + α: hệ số phụ thuộc điều kiện mở máy, chọn sau: + Kt: hệ số tải động cơ, lấy Kt = 1, đó: I dm≥I dmD + IdmD: dịng định mức động xác định theo công thức: I dmD = PdmD 3.U dm cosϕ dm η Trong đó: + Uđm: Điện áp định mức lưới hạ áp mang pha + Cosϕ: Hệ số công suất định mức động + η: Hiệu suất động Trang Biên soạn: Dương Thị Hoa Giáo trình Trang bị điện + Kmm: Hệ số mở máy động khơng đồng rơto lồng sóc, thường chọn Kmm= (4 ÷7) + α: Là hệ số phụ thuộc điều kiện mở máy.Với động mở máy nhẹ nhàng mở máy không tải (máy bơm, máy cắt gọt kim loại), α = 2.5; Với động mở máy nặng mở máy có tải (cần cẩu, cần trục, máy nâng), α = 1.6 * Cầu chì bảo vệ 2,3 động cơ: Trong thực tế, cụm hai, ba động nhỏ cụm động lớn một, hai động nhỏ gần có cấp điện chung cầu chì Trường hợp cầu chì chọn theo hai điều kiện sau: n −1 I mm max + ∑ K ti * I dmtbi n I dm ≥∑ K ti * I dmtbi I dm ≥ 1 α α: lấy theo tính chất động mở máy Để lựa chọn dây chảy cầu chì bảo vệ ngắn mạch cho tải tiêu thụ ta dựa vào bảng cỡ dây chảy chịu tải dòng điện tối đa sau đây: Đường kính dây chảy Cường độ dịng điện tác động lên dây chảy (A) (mm) Dây chì thiếc Dây chì Dây nhôm 0.3 1.8 0.4 2.5 0.5 4.0 12 0.7 7.0 8.5 20 1.0 12.5 14 35 1.2 42 1.5 60 2.0 85 Rơle nhiệt 2.1 Cơng dụng Rơle nhiệt loại khí cụ điện để bảo vệ động mạch điện khỏi bị tải, thường kết hợp với Công tắc tơ Nó dùng điện áp xoay chiều đến 500V, tần số 50Hz Một số kết cấu rơle nhiệt có dịng điện định mức đến 150A, dùng lưới điện chiều có điện áp đến 440V Rơle nhiệt đặt tủ điện, bảng điện, trước sau phận bắt dây dẫn Rơle nhiệt không tác động tức Trang Biên soạn: Dương Thị Hoa Giáo trình Trang bị điện thời theo trị số dịng điện có qn tính nhiệt lớn, phải có thời gian để phát nóng Do tác động sau vài giây đến vài phút bắt đầu có cố Vì khơng thể dùng để bảo vệ ngắn mạch Thường dùng rơle nhiệt bảo vệ tải, ta phải dùng kèm cầu chì loại "aM" để bảo vệ ngắn mạch Hình dạng bên ngồi rơle nhiệt hình 3.10a Hình 1.3: Hình dạng bên ngồi Rơle nhiệt 2.2 Cấu tạo Đầu vào phần tử đốt nóng Đầu phần tử đốt nóng Nút ấn phục hồi Bộ phận điều chỉnh dòng điện tác động cực đấu dây cặp tiếp điểm thường mở cực đấu dây cặp tiếp điểm thường đóng Trang Biên soạn: Dương Thị Hoa Giáo trình Trang bị điện Tiếp điểm thường đóng Tiếp điểm thường Phần tử đốt nóng Bản lưỡng kim Thanh truyền động mở tiêp điểm Hình 1.4: Cấu tạo Rơle nhiệt 2.3 Nguyên lý làm việc Nguyên lý chung rơle nhiệt dựa sở tác dụng nhiệt dòng điện Ngày người ta ứng dụng rộng rãi rơle nhiệt có phiến kim loại kép Nguyên lý tác dụng loại rơle dựa khác hệ số giãn nở dài hai kim loại bị đốt nóng Do đó, phần tử rơle phiến kim loại kép có cấu tạo từ hai kim loại Một invar (H36 có 36% Ni, 64% Fe), có hệ số giãn nở dài bé khác thường đồng thau (hoặc thép Crơm - Niken), có hệ số giãn nở dài lớn (thường lớn 20 lần) Hai kim loại ghép chặt lại với phương pháp cán nóng hàn để tạo thành phiến Ta gọi phần tử đốt nóng hay lưỡng kim nhiệt Khi tải, dòng điện phụ tải qua phần tử đốt nóng tăng lên, nhiệt độ phần tử đốt nóng nung nóng phiến kim loại kép Do độ giãn nở nhiệt khác nhau, mà lại bị gắn chặt hai đầu nên kim loại kép bị uốn cong phía kim loại có độ giãn nở nhỏ Sự phát nóng dịng điện trực tiếp qua phiến kim loại gián tiếp qua điện trở đốt nóng đặt bao quanh phiến kim loại o Phần tử đốt nóng gián tiếp (a): Dịng điện qua điện trở đặt bao quanh phiến kim loại o Phần tử đốt nóng trực tiếp (b): Dịng điện trực tiếp qua phiến kim loại Trang Biên soạn: Dương Thị Hoa Giáo trình Trang bị điện a) b) Nút reset Vít chỉnh Cần truyền lực Tiếp điểm Thanh lưỡng kim Tiếp điểm Phần tử đốt nóng Dây điện trở Hình 1.5b: Cấu tạo ký hiệu rơ le nhiệt Rơle nhiệt gồm hai mạch độc lập: mạch động lực có dịng điện phụ tải qua mạch điều khiển để đóng ngắt cuộn dây công tắc tơ Lưỡng kim nhiệt được đấu nối tiếp với mạch động lực vít ơm lấy phiến kim loại kép Vít bắt giá nhựa cách điện dùng để điều chỉnh mức độ uốn cong gần xa đầu tự phiến Giá xoay trục Tuỳ theo trị số dòng điện chạy qua lưỡng kim mà cong nhiều hay đẩy vào vít làm xoay giá để mở ngàm địn bẩy Dưới tác dụng lò xo 8, đòn bẩy xoay quanh trục ngược chiều kim đồng hồ làm mở cầu tiếp điểm động 11 khỏi tiếp điểm tĩnh 12 Nút ấn 10 để khôi phục rơle vị trí ban đầu sau miếng kim loại kép nguội trở lại Trang Biên soạn: Dương Thị Hoa Giáo trình Trang bị điện Bài 2: CÁC PHẦN TỬ ĐIỀU KHIỂN Công tắc, chuyển mạch 1.1 Cơng dụng Cơng tắc, chuyển mạch loại khí cụ điện dùng để đóng ngắt thiết bị điện tay Thơng thường cơng tắc, chuyển mạch có nhiệm vụ đóng ngắt mạch điện có cơng suất nhỏ Ví dụ đóng ngắt hệ thống đèn chiếu sáng máy cắt gọt kim loại, điều khiển công tắc tơ, rơ le mạch điện điều khiển băng tải… Hình 2.1 hình dạng bên ngồi cơng tắc, chuyển mạch Hình 2.1: Hình dạng số công tắc chuyển mạch 1.2 Phân loại – Ký hiệu Công tắc phân loại sau: o Theo phương thức kết nối: Công tắc ngả, Công tắc ngả, Công tắc Ngả… o Theo cấu tác động: Công tắc ấn, Công tắc gạt, Công tắc xoay… Trên sơ đồ lý thuyết cơng tắc nói chung ký hiệu hình 2.2 a) b) c) Hình 2.2: Cơng tắc ngả (a), cơng tắc ngả (b), Công tắc ngả (c) Nút ấn 2.1 Cơng dụng Nút ấn khí cụ điện dùng để đóng ngắt thiết bị điện tay Các cặp tiếp điểm nút ấn chuyển trạng thái có ngoại lực tác động, cịn khơng có ngoại lực tác động tiếp điểm nút ấn trở trạng thái ban đầu Thông Trang Biên soạn: Dương Thị Hoa Giáo trình Trang bị điện thường nút ấn có nhiệm vụ khởi động, dừng, đảo chiều quay động thông qua công tắc tơ rơle Các loại nút ấn thông dụng có điện áp định mức tới 400V, dịng điện 5A, tuổi thọ lên tới 200.000 lần đóng cắt Hình 2.3: Hình dạng bên ngồi nút ấn 2.2 Phân loại – Ký hiệu Theo kết cấu người ta chia làm hai loại nút ấn nút ấn đơn nút ấn kép Nút ấn đơn có loại nút ấn đơn thường mở nút ấn đơn thường đóng Nút ấn kép có tiếp điểm thường mở tiếp điểm thường đóng (Hình 2.4) (a) (b) (c) Hình 2.4: Ký hiệu nút ấn đơn thường mở (a), Nút ấn đơn thường đóng (b) nút ấn kép (c) Cơng tắc hành trình 3.1 Cơng dụng Cơng tắc hành trình dùng để đóng cắt, chuyển mạch, điều khiển truyền động điện tự động theo tín hiệu “hành trình” cấu truyền động khí nhằm tự động điều khiển hành trình làm việc quy định cắt điện cuối hành trình để đảm bảo an tồn Cơng tắc hành trình sử dụng rộng rãi cơng nghiệp thiết bị gia dụng công tắc phanh xe giới, công tắc tủ lạnh, cầu trục, thang máy… Ngồi cịn dùng để khống chế hành trình bàn dao chi tiết máy cắt gọt kim loại… Trang Biên soạn: Dương Thị Hoa Giáo trình Trang bị điện Hình 2.5 : Hình dạng bên ngồi cơng tắc hành trình 3.2 Phân loại – Ký hiệu a) b) c) Hình 2.6: Ký hiệu tiếp điểm cơng tắc hành trình Tiếp điểm đơn thường đóng(a), Tiếp điểm đơn thường mở (b) Tiếp điểm kép (c) Bộ khống chế 4.1 Công dụng Bộ khống chế khí cụ điện dùng để điều khiển gián tiếp (qua mạch điều khiển) điều khiển trực tiếp (qua mạch động lực) thiết bị điện Bộ khống chế điều khiển gián tiếp gọi khống chế từ hay khống chế huy Bộ khống chế điều khiển trực tiếp gọi khống chế động lực Bộ khống chế khí cụ đóng – cắt đồng thời nhiều mạch điện nhờ tay quay hay vô lăng quay để điều khiển q trình mở máy, điều chỉnh tốc độ, đảo chiều, hãm động v.v… 4.2 Phân loại – nguyên lý hoạt động Có nhiều phương pháp để phân loại khống chế như: o Phân loại theo dòng điện: Bộ khống chế chiều, khống chế xoay chiều o Phân loại theo cấu tạo: Bộ khống chế hình trống, khống chế hình cam a Bộ khống chế hình cam: Bộ khống chế hình cam có cấu tạo gồm chồng đĩa cam có trục quay vng Các đĩa cam có biến dạng cam khác tuỳ theo chương trình đóng cắt Khi quay trục 4, đĩa cam tiếp xúc với bánh lăn Bánh lăn tỳ sát vào đĩa cam nhờ lực ép lị xo thơng qua cần có trục quay Ở phần khuyết cam tiếp điểm động tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh nên thông mạch Ở phần lồi cam bánh lăn bị đẩy sang phải, nén lò xo hai tiếp điểm 1, rời Trang 10 Biên soạn: Dương Thị Hoa Giáo trình Trang bị điện K3 K3 37 33 BT3 12 RN K2 RN2 K1 K1 T2 RN1 K1 CC1 CB Ð D1 BT1 L4 M1 RN1 K1 L1 11 CC2 K2 Ð2 13 K 15 D2 17 L5 BT2 K2 23 19 M2 RN2 K2 L2 25 21 CC3 K3 Ð3 27 10 K2 29 D3 31 L6 M3 RN3 K3 L3 39 35 T1 Sơ đồ nguyên lý mạch điện băng tải vận chuyển hàng vụn Hình 4.4: Sơ đồ nguyên lý mạch điện băng tải vận chuyển hàng vụn Trang 195 Biên soạn: Dương Thị Hoa Giáo trình Trang bị điện Nguyên lý hoạt động - Đóng CB cấp nguồn chuẩn bị cho hệ thống làm việc Lúc đèn L4 cấp điện nên sáng báo hiệu băng tải chuẩn bị làm việc - Điều khiển băng tải làm việc: Ấn nút M1(3-5), đèn L1 sáng báo hiệu động hoạt động Đồng thời cuộn dây cơng tắc tơ K1(5-7) có điện, tiếp điểm thường mở K1(3-9) đóng lại trì, tiếp điểm điểm thường mở K1(13-15) đóng lại chuẩn bị cho băng tải hoạt động cấp điện cho đèn L5 sáng báo hiệu băng tải chuẩn bị làm việc, tiếp điểm thường đóng K1(9-11) mở cắt điện đèn L4 tiếp điểm K1(2-4) mạch động lực đóng lại cấp điện cho động truyền động băng tải hoạt động - Điều khiển băng tải làm việc: Ấn nút M2(17-19), đèn L2 sáng báo hiệu động hoạt động Đồng thời cuộn dây cơng tắc tơ K2(19-21) có điện, tiếp điểm thường mở K2(17-19) đóng lại trì, tiếp điểm điểm thường mở K2(27-29) đóng lại chuẩn bị cho băng tải hoạt động cấp điện cho đèn L6 sáng báo hiệu băng tải chuẩn bị làm việc, tiếp điểm thường đóng K2(23-25) mở cắt điện đèn L5 tiếp điểm K2(6-8) mạch động lực đóng lại cấp điện cho động truyền động băng tải hoạt động - Điều khiển băng tải làm việc: Ấn nút M3(31-33), đèn L3 sáng báo hiệu động hoạt động Đồng thời cuộn dây cơng tắc tơ K3(33-35) có điện, tiếp điểm thường mở K3(31-33) đóng lại trì, tiếp điểm thường đóng K3(37-39) mở cắt điện đèn L6 tiếp điểm K3(10-12) mạch động lực đóng lại cấp điện cho động truyền động băng tải hoạt động - Dừng hoạt động: Muốn dừng động để dừng hệ thống băng tải ta ấn nút D3, D2 đến D1 Khi có cố xảy cần dừng khẩn cấp toàn hệ thống băng tải ta ấn D1 - Bảo vệ: + Bảo vệ toàn hệ thống CB pha + Bảo vệ ngắn mạch cầu chì CC1, CC2, CC3 + bảo vệ tải rơle nhiệt RN1, RN2, RN3 Trang 196 Biên soạn: Dương Thị Hoa Giáo trình Trang bị điện Bài 2: TRANG BỊ ĐIỆN THANG MÁY I Khái quát Khái niệm chung Thang máy thiết bị vận tải dùng để chở hàng chở người theo phương thẳng đứng Những loại thang máy đại có kết cấu khí phức tạp để nâng cao suất, vận hành tin cậy nâng cao độ an toàn Tất thiết bị điện lắp đặt buồng thang buồng máy Buồng máy thường bố trí tầng giếng thang máy Kết cấu thang máy thể hình 4.5 Hố giếng thang máy 11 khoảng không gian từ mặt sàn tầng đáy giếng Nếu hố giếng có độ sâu 2m phải làm thêm cửa vào Để nâng hạ buồng thang ta sử dụng động Động nối trực tiếp với cấu nâng hạ qua hộp giảm tốc độ Nếu nối trực tiếp, buồng thang treo buli quấn cáp Nếu nối gián tiếp buli quấn cáp động có lắp hộp giảm tốc độ với tỉ số truyền i = 18 ÷ 120 Khung buồng thang máy treo buli quấn cáp cáp kim loại (thường dùng đến sợi cáp) Buồng thang máy giữ theo phương thẳng đứng nhờ có giá treo trượt dẫn hướng, trượt loại buli trượt có bọc cao su bên Buồng thang đối trọng di chuyển dọc theo chiều cao thành giếng theo dẫn hướng Buồng thang có trang bị phanh bảo Trang 197 Hình 4.5: Cấu tạo chung thang máy Biên soạn: Dương Thị Hoa Giáo trình Trang bị điện hiểm ( phanh dù) Phanh bảo hiểm giữ cho buồng thang chỗ đứt cáp, điện tốc độ di chuyển vượt (20 ÷ 40)% tốc độ định mức Phanh bảo hiểm thường chế tạo theo kiểu: - Phanh bảo hiểm kiểu nêm: - Phanh bảo hiểm kiểu lệch tâm: dùng để hãm dừng khẩn cấp - Phanh bảo hiểm kiểu kìm: dùng để hãm êm Trong loại phanh phanh bảo hiểm kiểu kìm sử dụng rộng rãi, đảm bảo cho buồng thang dừng êm Kết cấu phanh bảo hiểm kiểu kìm biểu diễn hình với: - 1: Thanh dẫn hướng - 2: Gọng kìm - 3: Dây cáp liên động với hạn chế tốc độ - 4: Tang – bánh vít - 5: Nêm Hình 4.6: Phanh bảo hiểm kiểu kìm Phanh bảo hiểm thường lắp phía buồng thang, gọng kìm trượt theo dẫn hướng tốc độ buồng thang bình thường Nằm gọng kìm nêm nối với hệ truyền động tang – bánh vít Hệ truyền động trục vít có loại: ren phải ren trái Cùng với kết cấu phanh bảo hiểm, buồng thang có trang bị thêm cấu hạn chế tốc độ kiểu ly tâm Khi buồng thang di chuyển làm cho cấu hạn chế tốc độ kiểu ly tâm quay Khi tốc độ di chuyển buồng thang tăng, cấu đai truyền làm cho tang quay kìm ép chặt buồng thang vào dẫn hướng hạn chế tốc độ buồng thang Ngồi hệ thống thang máy có chi tiết quan khác cảm biến vị trí Bộ cảm biến vị trí có tác dụng: + Phát lệnh dừng buồng thang tầng + Xác định vị trí buồng thang + Chuyển đổi tốc độ động truyền động từ tốc độ cao sang tốc độ thấp buồng thang đến gần tầng cần dừng để nâng cao độ dừng xác buồng thang Trang 198 Biên soạn: Dương Thị Hoa Giáo trình Trang bị điện Hiện sơ đồ khống chế thang máy ta thường dùng loại cảm biến vị trí cảm biến vị trí kiểu khí, cảm biến vị trí kiểu cảm ứng cảm biến vị trí kiểu quang điện Phân loại Tùy thuộc vào tính chất, chức thang máy mà ta phân loại sau: a Phân loại theo chức năng: - Thang máy chở người nhà cao tầng - Thang máy chở hàng có người điều khiển - Thang máy dùng bệnh viện để chở bệnh nhân - Thang máy dùng tịa nhà cơng sở, siêu thị, trường học… - Thang máy dùng nhà ăn, thư viện để vận chuyển sách, thực phẩm… b Phân loại theo trọng tải: - Thang máy loại nhỏ có trọng tải Q < 160 Kg - Thang máy trung bình có trọng tải Q = (500 ÷ 2000) Kg - Thang máy loại lớn có trọng tải Q > 2000 Kg c Phân loại theo tốc độ di chuyển - Thang máy chạy tốc độ thấp có tốc độ V < m/s - Thang máy chạy tốc độ trung bình có tốc độ V = (0,75 ÷ 1,5) m/s - Thang máy chạy tốc độ cao có tốc độ V = ( 2,5 ÷ 5) m/s Một số điều ý thiết kế thang máy a Ảnh hưởng gia tốc, tốc độ độ giật hệ truyền động thang máy Một yêu cầu hệ truyền động thang máy phải đảm bảo cho buồng thang di chuyển êm Buồng thang di chuyển êm hay không phụ thuộc vào trị số gia tốc buồng thang mở máy dừng máy Khi gia tốc buồng thang lớn gây cảm giác chóng mặt, sợ hãi nghẹt thở cho hành khách Vì trị số gia tốc tối ưu thường chọn thang máy a < 2m/s2 b Dừng xác buồng thang Buồng thang thang máy cần phải dừng xác so với mặt sàn tầng cần đến sau hãm dừng Nếu buồng thang dừng khơng xác gây nên tượng bất lợi sau: - Đối với thang máy chở khách làm cho hành khách vào buồng thang khó khăn hơn, tăng thời gian vào dẫn đến giảm suất làm việc thang máy - Đối với thang máy chở hàng khó khăn cho việc bốc xếp dỡ hàng hóa Các hệ truyền động dùng thang máy a Hệ truyền động xoay chiều với động roto lồng sóc roto dây quấn: - Đối với thang máy có tốc độ thấp trung bình ta dùng hệ truyền động xoay chiều với động không đồng roto lồng sóc Trang 199 Biên soạn: Dương Thị Hoa Giáo trình Trang bị điện - Đối với thang máy có tốc độ trung bình ta dùng hệ truyền động xoay chiều với động không đồng roto lồng sóc cấp tốc độ ( có dây quấn stato độc lập nối theo hình sao) - Đối với thang máy có tốc độ cao ta dùng hệ truyền động xoay chiều với động roto lồng sóc có dùng biến tần để điều chỉnh tốc độ động b Hệ truyền động chiều Hệ truyền động chiều F – Đ có khuyếch đại trung gian thường dùng thang máy cao tốc Khi dừng có độ xác tới (5 ÷ 10)mm Tuy nhiên nhược điểm phương pháp công suất đặt lớn gấp (3 ÷ 4) lần so với hệ xoay chiều phức tạp vận hành sửa chữa Những năm gần đây, phát triển khoa học kỹ thuật hệ truyền động chiều dùng biến đổi tĩnh áp dụng rộng rãi thang máy cao tốc với tốc độ tới 5m/s Tóm lại, tùy thuộc vào loại thang máy mà thiết kế chọn hệ truyền động phù hợp Tuy nhiên cho dù chọn hệ truyền động cần đảm bảo yêu cầu như: Dừng xác buồng thang, trị số gia tốc cho phép, tốc độ di chuyển buồng thang, phạm vi điều chỉnh tốc độ yêu cầu II Một số sơ đồ khống chế thang máy điển hình Hệ thống tự động khống chế thang máy nhà tầng đơn giản a Trang bị điện mạch - Đ1: Động khơng đồng roto lồng sóc - ĐT1, ĐT3: Công tắc điểm cuối, đặt tầng tầng nơi cao tầng thấp tầng mà buồng thang chạm tới - C1, C2, C3: Các công tắc cửa buồng thang Thang máy làm việc C1, C2, C3 kín - KL2, KL3: Cơng tắc tơ điều khiển buồng thang lên - KX1, KX2: Công tắc tơ điều khiển buồng thang xuống - HL2, HL3, HX1, HX2: Các tiếp điểm cơng tắc hành trình - X1, X2, L2, L3: Các nút ấn đặt buồng thang dùng để gọi thang, lắp song song với - Đ1, Đ2, Đ3: Đèn tín hiệu dùng để vị trí buồng thang - PH: Phanh hãm điện từ buồng thang - CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch - RN: Rơle nhiệt bảo vệ tải b Sơ đồ nguyên lý mạch điện điều khiển thang máy nhà tầng (Hình 4.7) c Nguyên lý hoạt động * Điều khiển buồng thang từ tầng lên tầng Giả sử buồng thang tầng 1, muốn lên tầng ta ấn L2(41-53) công tắc tơ KL2(59-61) có điện, tiếp điểm KL2(41-53) đóng lại trì, KL2(13-15) mở khống chế, tiếp điểm KL2(43-45) mở để vơ hiệu hóa cơng tắc tơ KL3, KX1, KX2 đồng thời tiếp điểm KL2(2-4) đóng lại động cấp điện quay thuận đưa buồng Trang 200 Biên soạn: Dương Thị Hoa Giáo trình Trang bị điện A B C CB CC KL KL KX KX RN PH Ð M1 D1 L3 RN CC KX KL ÐT KX 19 17 15 D1 21 KL HL 23 25 Ð3 KL X1 27 D2 29 D3 31 KX HX ÐT KL 33 35 KX Ð1 37 X2 C1 ÐT KL 43 C2 10 47 45 49 C3 13 Ð2 51 L2 KL KX 39 53 55 57 12 KL HL ÐT KX 41 KX HX KX 11 59 14 KL Hình 6.7 : SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠCH ĐIỆN THANG MÁY NHÀ TẦNG Trang 201 Biên soạn: Dương Thị Hoa Giáo trình Trang bị điện thang lên tầng Khi đến tầng 2, buồng thang chạm vào công tắc hạn định HL2 làm cho tiếp điểm HL2(57-59) mở ra, công tắc tơ KL2 điện, động dừng lại, tiếp điểm HL2(75-77) đóng lại cấp điện cho đèn Đ2 sáng báo hiệu động dừng tầng * Điều khiển buồng thang từ tầng lên tầng Giả sử buồng thang tầng 1, muốn lên tầng ta ấn L3(17-19) công tắc tơ KL3(25-73) có điện, tiếp điểm KL3(17-19) đóng lại trì, KL3(29-31) mở khống chế, tiếp điểm KL3(13-39) mở để vơ hiệu hóa cơng tắc tơ KL2, KX1, KX2 đồng thời tiếp điểm KL3(2-4) đóng lại động cấp điện quay thuận đưa buồng thang lên tầng Khi đến tầng 3, buồng thang chạm vào công tắc hạn định HL3 làm cho tiếp điểm HL3(23-25) mở ra, công tắc tơ KL3 điện, động dừng lại, tiếp điểm HL3(17-27) đóng lại cấp điện cho đèn Đ3 sáng báo hiệu động dừng tầng * Điều khiển buồng thang từ tầng xuống tầng Khi buồng thang dừng tầng 3, muốn xuống tầng ta ấn X2(41-43), công tắc tơ KX2(49-65) có điện, tiếp điểm KX2(41-43) đóng lại trì, KX2(15-17) mở khống chế, KX2(53-55) mở để vơ hiệu hóa cơng tắc tơ KL2, HL3, HX1 đồng thời tiếp điểm KX2 (2-4) đóng lại động đổi nối pha nên quay ngược lại đưa buồng thang xuống tầng Khi xuống tầng 2, buồng thang chạm vào công tắc hạn định HX2 làm cho tiếp điểm HX2(47-49) mở ra, công tắc tơ KX2 điện, động dừng lại, tiếp điểm HX2(41-51) đóng lại cấp điện cho đèn Đ2 sáng báo hiệu động dừng tầng Các trường hợp điều khiển khác tương tự Trong trường hợp thang khơng nằm tầng mà người sử dụng muốn vào đèn tín hiệu để gọi buồng thang Hệ thống tự động khống chế thang máy tốc độ trung bình Hệ truyền động điện dùng thang máy tốc độ trung bình thường dùng hệ truyền động với động không đồng cấp tốc độ Hệ đảm bảo dừng xác cao, thực cách chuyển động xuống tốc độ thấp (v0 = 2.5m/s) trước buồng thang đến sàn tầng Hệ truyền động điện với động không đồng cấp tốc độ thường dùng thang máy chở khách nhà cao tầng (7 ÷10) tầng với tốc độ di chuyển buồng thang 1m/s a Trang bị điện mạch - CB: Cấp nguồn cho hệ thống làm việc - RTr: Rơle trung gian - N, H: Các công tắc tơ điều khiển nâng hạ buồng thang - C, T: Công tắc tơ điều khiển động làm việc nhanh chậm - 1CT ÷ 5CT: Các cơng tắc cửa buồng thang - 1PK ÷ 5PK: Then cài ngang cửa liên động - NC1, NC2: Các nam châm điện - 1CĐT ÷ CĐT: Các cơng tắc chuyển đổi tầng Trang 202 Biên soạn: Dương Thị Hoa Giáo trình Trang bị điện - 1GT ÷ 5GT: Nút bấm gọi tầng - 1HC 2HC: Các công tắc hãm cuối - MBA: Máy biến áp 220V/36V cấp nguồn cho hệ thống đèn Đ1 ÷ Đ6 - Đèn Đ1 ÷ Đ5: Đèn lắp tầng - Đèn Đ6: Chiếu sáng buồng thang - M: Động không đồng xoay chiều pha roto lồng sóc cấp tốc độ - NCH: Nam châm hãm trục - RN: Rơle nhiệt bảo vệ tải cho động - CC: Các cầu chì bảo vệ ngắn mạch b Sơ đồ mạch động lực (Hình 4.8) c Sơ đồ mạch điều khiển(Hình 4.9) A B C 4CC 4CC CB MBA 220V/36V RTr Ñ1 N H C T Ñ2 Ñ3 Ñ4 Ñ5 Ñ6 RN NCH RN M Hình 4.8: Sơ đồ mạch động lực d Nguyên lý hoạt động mạch điện Cấp nguồn cung cấp cho hệ thống cách đóng áp tơ mát CB Cuộn dây stato động nối với nguồn điện qua tiếp điểm công tắc tơ N H công tắc tơ C T ta ấn út điều khiển thang máy hoạt động Nguồn cung cấp cho mạch điều khiển lấy từ hai pha qua cầu chì 1CC Các cửa tầng trang bị khóa liên động với hãm cuối cơng tắc 1CT ÷ 5CT Then cài ngang liên động với hãm cuối 1PK ÷ 5PK Việc đóng mở cửa tầng tác động lên khóa then cài cửa tầng làm cho nam châm NC1 tác động Khi cắt nguồn cấp cho nam chân NC1 lúc buồng thang đến sàn tầng, làm quay then cài, then cài tác động lên hãm cuối PK mở khóa tầng Trang 203 Biên soạn: Dương Thị Hoa Giáo trình Trang bị điện 2CC 1CC 1CT 1D 2CT CT 2D FBH 3CT 4CT 5CT 3D N CBT 2HC H 1HC RTr 5ÑT RT5 5GT 5CÑT RT5 4ÑT RT5 RT4 4GT RT4 3ÑT CÑT RT4 RT3 3GT RT3 CÑT 2ÑT RT3 RT2 2GT RT2 CÑT 1ÑT RT2 RT1 1GT RT1 CÑT RT1 T 1PK 2PK 3PK 4PK H N 5PK T C N H 3CC HC N NC1 H NC2 C 2CC C CL N H C T Hình 6.9: MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY TỐC ĐỘ TRUNG BÌNH Trang 204 Biên soạn: Dương Thị Hoa Giáo trình Trang bị điện Để dừng buồng thang sàn tầng, sơ đồ dùng hãm cuối HC đặt buồng thang Tác động lên tiếp điểm HC nam châm dừng theo tầng hoặc cần đóng mở cửa tầng Cơng tắc chuyển đổi tầng 1CĐT ÷ CĐT có vị trí cảm biến dừng buồng thang xác định vị trí vuồng thang so với tầng Điều khiển hoạt động thang máy thực từ vị trí: Tại cửa tầng nút bấm gọi tầng 1GT ÷ 5GT buồng thang nút bấm đếm tầng 1ĐT ÷ 5ĐT Khởi động cho thang máy làm việc 1D kín, 1CT ÷ 5CT kín (các cửa tầng đóng), 2D, CT kín, FBH (liên động với bảo hiểm kín), cửa buồng thang đóng, CBT kín 3D kín Hãm cuối 1HC 2HC liên động với sàn buồng thang Nếu buồng thang có người, tiếp điểm chúng mở 1HC đấu song song với CBT dù 1HC hở mạch nối liền qua CBT, 2HC mở loại trừ khả điều khiển thang máy nút bấm gọi tầng GT đèn báo Đ1 ÷ Đ5 lắp cửa tầng đèn báo Đ6 dùng để chiếu sáng buồng thang Khi có người buồng, tiếp điểm 2HC mở ra, cuộn dây rơle trung gian điện, tiếp điểm thường kín RTr đóng lại làm cho 1Đ ÷ 6Đ sáng lên báo cho biết thang “bận” chiếu sáng cho buồng thang Sơ đồ nguyên lý hình vẽ sơ đồ nguyên lý thang lắp đặt nhà tầng cho trường hợp buồng thang tầng * Xét nguyên lý làm việc sơ đồ cần lên tầng Hành khách vào buồng thang, đóng cửa tầng cửa buồng thang Do trọng lượng hành khách, hai tiếp điểm thường đóng 1HC 2HC mở Ấn nút bấm đến tầng 4ĐT, rơle tầng RT4 có điện Các tiếp điểm RT4 đóng lại cấp nguồn cho cuộn dây công tắc tơ tốc độ cao C Các tiếp điểm công tắc tơ tốc độ cao đóng lại cấp nguồn cho cầu chỉnh lưu CL nguồn chiều cấp cho hai nam châm NC1 NC2 Nam châm NC1 đóng tiếp điểm 1PK, cuộn dây cơng tắc tơ N có điện Cuộn dây stator động cấp nguồn qua tiếp điểm C N, buồng thang lên Nam châm NC2 kéo đội làm cho hãm cuối HC mở Khi nhả nút bấm ĐT, cuộn dây cơng tắc tơ N trì nguồn cấp cấp qua hai tiếp điểm T thường kín N đóng lại Đồng thời cuộn dây rơle RT4 tiếp tục trì nguồn cung cấp qua công tắc chuyển đổi tầng 4CĐT tiếp điểm 1PK ÷ 5PK Khi buồng thang gần đến tầng 4, buồng thang tác động vào công tắc chuyển đổi tầng 4CĐT, làm cho rơle tầng RT4 công tắc tơ tốc độ cao điện Cuộn dây công tắc tơ tốc độ thấp T có điện qua tiếp điểm thường hở N đóng kín tiếp điểm thường kín C Cuộn dây stator động đấu vào nguồn cấp qua tiếp điểm N T Buồng thang tiếp tục lên với tốc độ thấp Đồng thời cắt nguồn cấp cho mạch cầu chỉnh lưu CL, hai nam châm NC1 NC2 điện làm cho hãm cuối HC kín lại, trì nguồn cấp cho cơng tắc tơ N Khi buồng thang đến ngang với sàn tầng 4, cần đóng mở cửa đặt cửa tầng tác động làm hãm cuối HC hở Trang 205 Biên soạn: Dương Thị Hoa Giáo trình Trang bị điện Cuộn dây cơng tắc tơ N điện, động truyền động dừng lại phanh hãm điện từ NHC hãm dừng buồng thang Hệ thống tự động khống chế thang máy hoàn toàn tương tự điều khiển nút bấm gọi tầng 1GT ÷ 5GT Điều khiển thang máy làm việc nút bấm gọi tầng thực 2HC kín * Xét nguyên lý làm việc thang máy cần xuống tầng Hành khách vào buồng thang, đóng cửa tầng cửa buồng thang Do trọng lượng hành khách, hai tiếp điểm thường đóng 1HC 2HC mở Ấn nút bấm đến tầng 1ĐT, rơle tầng RT1 có điện Các tiếp điểm RT1 đóng lại cấp nguồn cho cuộn dây công tắc tơ tốc độ cao C Các tiếp điểm công tắc tơ tốc độ cao đóng lại cấp nguồn cho cầu chỉnh lưu CL nguồn chiều cấp cho hai nam châm NC1 NC2 Nam châm NC1 đóng tiếp điểm 1PK, cuộn dây cơng tắc tơ H có điện Cuộn dây stator động cấp nguồn qua tiếp điểm C H, buồng thang xuống Nam châm NC2 kéo đội làm cho hãm cuối HC mở Khi nhả nút bấm 1ĐT, cuộn dây công tắc tơ H trì nguồn cấp cấp qua hai tiếp điểm N thường kín H đóng lại Đồng thời cuộn dây rơle RT1 tiếp tục trì nguồn cung cấp qua cơng tắc chuyển đổi tầng 1CĐT tiếp điểm 1PK ÷ 5PK Khi buồng thang gần xuống tới tầng 1, buồng thang tác động vào công tắc chuyển đổi tầng 1CĐT, làm cho rơle tầng RT1 công tắc tơ tốc độ cao điện Cuộn dây công tắc tơ tốc độ thấp T có điện qua tiếp điểm thường hở H đóng kín tiếp điểm thường kín C Cuộn dây stator động đấu vào nguồn cấp qua tiếp điểm H T Buồng thang tiếp tục xuống với tốc độ thấp Đồng thời cắt nguồn cấp cho mạch cầu chỉnh lưu CL, hai nam châm NC1 NC2 điện làm cho hãm cuối HC kín lại, trì nguồn cấp cho công tắc tơ H Khi buồng thang đến ngang với sàn tầng 1, cần đóng mở cửa đặt cửa tầng tác động làm hãm cuối HC hở Cuộn dây công tắc tơ H điện, động truyền động dừng lại phanh hãm điện từ NHC hãm dừng buồng thang Trang 206 Biên soạn: Dương Thị Hoa Giáo trình Trang bị điện TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình điện dân dụng công nghiệp Vũ Văn Tẩm – NXB GD 2002 Giáo trình kỹ thuật điều khiển động điện Vũ Quang Hồi – NXB GD 2004 Hướng dẫn thực hành thiết kế lắp đặt điện công nghiệp Trần Duy Phụng – NXB Đà Nẵng 2007 Sửa chữa điện dân dụng điện công nghiệp Bùi Văn Yên, Trần Nhật Tân – NXB GD 2009 Giáo trình hướng dẫn thực hành điện công nghiệp – NXB Xây dựng Giáo trình Khí cụ điện Phạm Văn Chơi – NXB GD 2007 Máy điện 1,2 Vũ Gia Hanh – NXB Khoa học kỹ thuật 2006 Giáo trình trang bị điện Vụ giáo dục chuyên nghiệp – NXB GD 2005 Trang bị điện – Điện tử máy gia công kim loại Nguyễn Mạnh Tiến – Vũ Quang Hồi – NXB GD 2003 10 Trang bị điện – Điện tử máy công nghiệp dùng chung – NXB GD 2001 Vũ Quang Hồi – Nguyễn Văn Chất – Nguyễn Thị Liên Anh – NXB GD 2001 Và tài liệu khác Trang 207 Biên soạn: Dương Thị Hoa Giáo trình Trang bị điện MỤC LỤC Trang Chương 1: CÁC PHẦN TỬ ĐIỀU KHIỂN TRONG HỆ THỐNG TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Bài 1: Các phần tử bảo vệ Bài 2: Các phần tử điều khiển Bài 3: Rơle 18 Bài 4: Các phần tử điện từ 25 Chương 2: TỰ ĐỘNG KHỐNG CHẾ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 27 Phần 1: Khái quát chung tự động khống chế truyền động điện 27 Bài 1: Khái niệm tự động khống chế truyền động điện 27 Bài 2: Các nguyên tắc tự động khống chế truyền động điện 29 Bài 3: Máy điện không đồng xoay chiều pha 31 Bài 4: Máy điện chiều 40 Phần 2: Tự động khống chế động KĐB pha roto lồng sóc 47 A Các mạch mở máy trực tiếp 47 B Các mạch mở máy gián tiếp 83 C Các mạch hãm dừng động 95 D Các mạch điều khiển động nhiều cấp tốc độ 111 Phần 3: Tự động khống chế động KĐB pha roto dây quấn 126 A Các mạch mở máy 126 B Các mạch dừng máy 138 Phần 4: Tự động khống chế động chiều 148 A Các mạch mở máy 148 B Các mạch dừng máy 155 Phần 5: Vấn đề bảo vệ liên động tự động khống chế TĐĐ 161 Chương 3: TRANG BỊ ĐIỆN MÁY CẮT GỌI KIM LOẠI 164 Bài 1: Trang bị điện máy Tiện 164 Bài 2: Trang bị điện máy Khoan 171 Bài 3: Trang bị điện máy Phay 177 Bài 4: Trang bị điện máy Doa 181 Bài 5: Trang bị điện máy Mài 186 Chương 4: TRANG BỊ ĐIỆN MÁY SẢN XUẤT 191 Bài 1: Trang bị điện băng tải 191 Bài 2: Trang bị điện thang máy 197 TÀI LIỆU THAM KHẢO 207 Trang 208 Biên soạn: Dương Thị Hoa Giáo trình Trang bị điện Trang 209 Biên soạn: Dương Thị Hoa ... hệ thống Có thể dùng hệ thống cung cấp điện, trang bị điện hay hệ thống tự động Trang 19 Biên soạn: Dương Thị Hoa Giáo trình Trang bị điện - Rơle dịng điện cực tiểu thường sử dụng hệ thống bảo... mát điện áp thấp + Cần + Móc + Tiếp điểm tĩnh + Tiếp điểm động Trong áp tơ mát điện áp thấp cuộn dây điện áp mắc song song với nguồn điện Trang 16 Biên soạn: Dương Thị Hoa Giáo trình Trang bị điện. .. mà móc bị kéo ra, tiếp điểm rời khỏi tiếp điểm 7, cắt mạch điện khỏi lưới điện Trang 17 Biên soạn: Dương Thị Hoa Giáo trình Trang bị điện Bài 3: RƠLE Khái quát chung rơle Rơle loại khí cụ điện