ĐH Bách Khoa Hà Nội Bài Mở Đầu KHÁI NIỆM CHUNG VỀ PHẦN TỬ TỰ ĐỘNG §1 Mở Đầu Phần tử tự động thiết bị dùng để xây dựng nên thiết bị tự động Các thiết bị thực chức mà không cần tham gia trực tiếp người Phần tử tự động có nhiều chức khác nguyên lý làm việc khác Ví dụ : phần tử điện cơ, điện từ, điện nhiệt, thuỷ lực, khí nén Xét ví dụ : cần trì nhiệt độ lị sấy với θcp = const Khi không sử dụng phần tử tự động : sơ đồ gồm nhiệt kế điện trở gia nhiệt Hình Muốn tri nhiệt độ ta phải : - Quan sát tình trạng làm việc lị thơng qua nhiệt kế - So sánh nhiệt dộ θ lị với nhiệt độ cần trì θcp = const - Nếu thấy có sai khác hai nhiệt độ cần tiến hành hiệu chỉnh + θ < θcp : cần khoá K cho điện trở hoạt động để gia nhiệt làm cho lò tăng nhiệt độ cho phép + θ < θcp : cần ngắt khố K để vơ hiệu hố điện trở gia nhiệt làm nhiệt độ lò giảm tới nhiệt độ cho phép Khi sử dụng phần tử tự động : sơ đồ gồm nhiệt kế thuỷ ngân có gắn tiếp điểm công tắc tơ ĐH Bách Khoa Hà Nội Hình K – kí hiệu cuộn dây nam châm điện công tắc tơ Sơ đồ trì nhiệt độ lị khoảng nhiệt độ lân cận nhiệt độ cần trì Khi nhiệt độ lò θ nhỏ khoảng nhiệt độ cho phép tiếp điểm mở, K khơng có điện Lúc điện trở gia nhiệt R hoạt động gia nhiệt cho lò làm nhiệt độ lò tăng Nhiệt độ lò tăng tới lúc vượt mức nhiệt độ cho phép, mức thủy ngân nhiệt kế dâng cao làm tiếp điểm nhiệt kế đóng Cuộn dây K có điện, điện trở gia nhiệt khơng có điện nên lị khơng gia nhiệt Do nhiệt độ lị giảm xuống tới mức cho phép Khi nhiệt độ lò giảm xuống mức cho phép trình lại lăp lại Tóm lại q trình Qua ví dụ trên, ta thấy hệ thống tự bao gồm khâu sau : Đối tượng điều khiển Chấp hành Tổng hợp xử lý Đo lường kiểm tra - Khâu đo lường kĩ thuật: xác định thông số đối tượng điều khiển kiểm tra tình trạng làm việc Các đối tượng đo đại lượng điện không điện chủ yếu khơng điện Do người ta phải biến đổi đại lượng khơng điện đại lượng điện Vì khâu có sử dụng phần tử cảm biến (sensor) - Tổng hợp xử lý : tính tốn, so sánh, đánh giá đại lượng từ phận đo lường đưa tới theo qui luật đưa tín hiệu cần thiết cho việc điều khiển Vì phận phải có khả logic cao, thường người ta sử dụng phần tử logic Tùy theo mức độ ĐH Bách Khoa Hà Nội phức tạp trình điều khiển mà phận tổng hợp xử lý phức tạp dơn giản - Chấp hành : nhận tín hiệu từ khâu tổng hợp xử lý đưa tới, theo nội dung tín hiệu đó, thực thao tác cần thiết để điều chỉnh thông số trạng thái đối tượng điều khiển theo giá trị đặt Thường dùng phần tử điện, điện từ, khí nén thủy lực - Đối tượng điều khiển : đối tượng có thơng số cần phải điều chỉnh để làm việc thỏa mãn yêu cầu định Đối tượng điều khiển đơn vị nguyên công hệ thống sản suất ĐH Bách Khoa Hà Nội §2 Phân Loại Phần Tử Tự Động Phần tử tự động phân loại theo nhiều tiêu chí khác Dưới vài cách phân loại Theo quan điểm lượng : Coi phần tử tự động phần tử biến đổi lượng chia loại : - Loại : Năng lượng đầu y ; x đượng lượng vào y chuyển đổi từ x PTTD x y Hình Với phần tử tự động, công suất lượng nhỏ cơng suất lượng đầu vào phần tử phần tử tử thụ động - Loại : z nguồn phụ hay nguồn nuôi z x PTTD y Hình Năng lượng z có tác dụng điều chế trình biến đổi lượng từ x→y Phần tử phần tử hoạt tính (tích cực) Năng lượng đầu lớn lượng đầu vào Theo tính chất đối tượng đầu ra, vào : gồm – điện, điện – từ Theo chức làm việc - Phần tử cảm biến (sensor) dùng để biến đổi đại lượng từ dạng sang dạng khác Thường từ đại lượng không điện sang đại lượng điện, thường nằm hệ thống đo lường kiểm tra - Các phần tử khuếch đại : tăng cường tín hiệu, với biến thiên nhỏ tín hiệu đầu vào dẫn đến biến thiên tín hiệu Quan hệ hai đại lượng thể qua đặc tính vào – - Các phần tử rơle : phần tử có mối quan hệ đại lượng vào – theo dạng đặc tính rơle Các phần tử rơle tác động không tác động ĐH Bách Khoa Hà Nội y (ra) ymax ymin xnh xtđ X (vào) Hình - Phần tử ổn định : phần tử tự động điều chỉnh thơng số trị số không đổi lưu đương lượng đầu vào thay đổi phạm vi định - Phần tử biến đổi : dùng để biến đổi tín hiệu từ dạng sang dạng khác nhằm tạo điều kiện thuận lợi tăng độ xác cho làm việc khác, cho phần tử khác hệ thống - Phần tử chấp hành : phần tử dùng để tác động trực tiếp lên đối tượng điều khiển để điều chỉnh thông số trạng thái đối tượng theo yêu cầu định Theo nguyên lý : chia làm nhóm - Các phần tử điện - Các phần tử nhiệt - Các phẩn tử sắt từ - Các phần tử bán dẫn vi mạch ĐH Bách Khoa Hà Nội §3 Các Đặc Tính Cơ Bản Và Các Thơng Số Của Phần Tử Tự Động Hệ số biến đổi : - Hệ số biến đổi tỉ số đương lượng đầu đương lượng đầu vào tỉ số biến thiên đương lượng đầu ∆y biến thiên đương lượng đầu vào ∆x ∆y dy y ≈ K = K ' = ∆x dx x Chú ý : + giá trị K,K’ phụ thuộc đặc tính vào phần tử y = f(x) + Với phần tử tuyến tính K, K’ const Còn với phần tử phi tuyến K, K’ hàm số + K, K’ đại lượng vật lý có đơn vị đo Cịn giá trị tương đối khơng có đơn vị + Với phần tử khác hệ số biến đổi có tên gọi khác phù hợp với chức phần tử Sai số : Sai số thay đổi đương lượng đương lượng vào không thay đổi Sai số có nhiều nguyên nhân : - Chủ quan : tự phần tử gây nên - Khách quan : đối tượng bên ngồi tác động Có loại sai số : - Sai số tuyệt đối : ∆y = y’ – y ∆y - Sai số tương đối : a % = 100% y ∆y 100% - Sai số qui đổi : b% = y max Ngưỡng độ nhạy : Ngưỡng nhạy thay đổi giá trị tối thiểu đương lượng đầu vào mà không gây thay đổi đương lượng đầu y x1 x2 x ĐH Bách Khoa Hà Nội hình1 x1, x2 : ngưỡng độ nhạy Phản hồi : - Tác dụng : dùng để tăng cường tín hiệu (hệ số khuếch đại) tăng tính ổn định x HSBD xph y Hệ số phản hồi β Hình - Có loại phản hồi : + phản hồi dương phản hồi tín hiệu tác dụng chiều x + phản hồi âm phản hồi tín hiệu tác dụng ngược chiều x Hệ số phản hồi β : β = y = k.x kx k β ≠ y = → k ph = 1± β 1± β ĐH Bách Khoa Hà Nội Phần CÁC BỘ CẢM BIẾN Chương – KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CẢM BIẾN Trong hệ thống điều khiển đo lường, trình dều đặc trưng biến trạng thái, thường đại lượng không điện Để đo đạc theo dõi biến thiên ta phải dùng cảm biến §1 Địmh Nghĩa Và Phân Loại Định nghĩa : Cảm biến thiết bị cảm nhận đáp ứng với tín hiệu kích thích - Trong mơ hình mạch : cảm biến mơ hình mạng hai cửa Bộ CB y x Hình x – biến trạng thái cần đo y – đáp ứng y = f(x) Phân Loại : a Theo nguyên lý chuyển đổi : nhiệt điện, quang điện, điện… b Theo dạng kích thích : âm thanh, tần số… c Theo chức : độ nhạy, độ xác, độ trễ… d Theo phạm vi sử dụng : công nghiệp, nông nghiệp, nghiên cứu e Theo thơng số mơ hình mạch thay ( loại) - Cảm biến tích cực (bộ cảm biến có nguồn) coi nguồn dịng nguồn áp - Cảm biến thụ động (không nguồn ) đặc trưng thông số L, R, C, M số tuyến tính khơng tuyến tính §2 Các Đặc Trưng Cơ Bản Của Bộ Cảm Biến Quan hệ kích thích đáp ứng cảm biến đặc trưng nhiều đại lượng ĐH Bách Khoa Hà Nội Hàm truyền : quan hệ đáp ứng kích thích cho dạng bảng biểu thức tốn học - Tuyến tính : y = a + bx với b – độ nhạy ; a – x = - Dạng ln(a) : y = + b.lnx với k = const - Dạng mũ : y = a.e kx - Dạng lũy thừa : y = a0 + a1.xk Độ lớn tín hiệu vào : Độ lớn tín hiệu vào giá trị lớn tín hiệu vào mà sai số cảm biến không vượt ngưỡng cho phép Thường độ lớn tín hiệu vào tính theo dB theo log Sai số : Sai số sai khác tín hiệu đo lường với giá trị thực Sai số có loại : − Sai số tuyệt đối − Sai số tương đối − Sai số qui đổi − Sai số hệ thống sai số không phụ thuộc vào thời gian không đổi hay thay đổi theo thời gian Nguyên nhân : + sai số thiết kế + xử lý kết đo + dặc tính phần tử − Sai số ngẫu nhiên sai số xuất có độ lớn chiều khơng xác định : nhiễu điều kiện mơi trường §3 Các Bộ Cảm Biến Tích Cực Và Thụ Động − Bộ cảm biến tích cực (có nguồn) hoạt động nguồn áp nguồn dòng biểu diễn mạng hai cửa có nguồn − Bộ cảm biến thụ động (khơng nguồn) cảm biến biểu diễn mạng hai khơng nguồn có trở kháng phụ thuộc kích thích *) Các hiệu ứng vật lý dùng cảm biến tích cực: Hiệu ứng cảm ứng điện từ : - Khi dẫn chuyển động từ trường xuất sức điện động tỉ lệ với biến thiên từ thông Nghĩa tỉ lệ tốc độ chuyển động dẫn - Ứng dụng : xác định vận tốc chuyển động vật Cảm ứng sở lý luận cho thiết bị điện từ động điện, máy phát điện… ĐH Bách Khoa Hà Nội Hiệu ứng nhiệt điện (cặp nhiệt) : - Hiệu ứng nhiệt điện tượng xảy dây dẫn có chất hóa học khác hàn kín, xuất sức điện động tỉ lệ với nhiệt độ mối hàn mV T Hình - Hiệu ứng thường sử dụng để đo nhiệt độ - Ngược lại cho dòng điện chạy từ chất có chất hóa học khác tạo chênh lệch nhiệt độ Hiệu ứng hỏa điện : - Một số tinh thể gọi tinh thể hóa điện có tính chất phân cực điện tự phát phụ thuộc nhiệt độ, số lượng điện tích trái dấu phụ thuộc phân cực điện φ u φ Hình - Thường dùng để đo thơng lượng xạ quang Hiệu ứng áp điện : - Khi tác động ứng suất lên bề mặt vật liệu áp điện (thạch anh, muối xec-nhét) làm vật liệu biến dạng xuất điện tích trái dấu Thơng qua điện áp xác định lực F tác dụng 10 ĐH Bách Khoa H Ni - kết cấu đơn giản , M lớn thời gian tác động chậm Loại 2: Mạch tõ : M lín kÕt cÊu phøc t¹p thêi gian tác động nhanh +kết hợp cảm ứng với điện từ gọi rơle cảm ứng điện từ , + kết hợp cảm ứng với điện động gọi rơle cảm ứng điện động 1)rơle cảm ứng điện từ Imax a) Tác dụng : dùng để bảo vệ mạch điện dòng in mạch vợt qúa dòng chỉnh định Icđ hay dòng hoạt động đợc dùng làm việc tải ngắn mạch b) cấu tạo : 1-mạch từ chỉnh 2- mạch từ phụ 3-cuộn dây 4-nắp m¹ch tõ 01 26 03 10 11 15 16 14 δ I 12 02 13 5-vÝt ®iỊu chØnh ` 6- tiÕp ®iĨm 7- trun 8- vÝt ®iỊu chØnh 9-trục vít 10-bánh 11-khung quay 12- Nam ch©m vÜnh cưu 60 ĐH Bách Khoa Hà Ni 13- lò xo nhả 14-trục quay 15- đĩa cực 16-vòng ngắn mạch - đặc tính bảo vệ rơle Tt®=f(KI) KI= I td I kd t I II kI Vùng I: bảo vệ có thời gian nên dùng bảo vệ tải ttđ phụ thuộc vào dòng điện tác dụng dựa nguyên lý cảm ứng Vùng II: bảo vệ không thời gian nên dùng để bảo vệ ngắn mạch nên dùng nguyên lý cảm ứng điện từ - nguyên lý : cho dòng điện vaò cuộn dây W sinh từ thông chạy mạch từ (so Ràfụ lớn ) qua cực từ : +1ngoài vòng ngắn mạch +2 vòng ngắn mạch Do XM vòng ngắn mạch nªn φ2 chËm pha sau φ1gãc α φ1 (t)sinh Ic1 đĩa cảm ứng (15) 2(t)sinh Ic2 đĩa cảm ứng (15) Từ thông tác dơng víi Ic−2 sinh søc tõ ®éng F1 φ2 tác dụng với Ic1sinh sức từ động F2 61 H Bỏch Khoa H Ni Momen làm cho đĩa cảm ứng 15 quay Chiều quay theo vòng ngắn mạch + Khi IItđ (I=Iqt) làm momen lớn phản lực lò xo (13) làm cho khung(11) quay nên trục vít bánh ăn khớp với tác động lên truyền (7) truyền tác động lên nắp mạch từ làm cho khe hở không khí () giảm từ làm từ thông tăng làm sức điện động khe hở không khí tăng lên hút nắp mạch từ tác động lên tiếp điểm đóng rơle tác động Thời gian tiếp điểm tác động phụ thuộc vào dòng điện tác động + Khi ngắn mạch Itđ =Inm nên từ thông phụ lớn làm cho lực ®iƯn ®éng rÊt lín hót tøc thêi n¾p tõ phơ làm tác động lên tiếp điểm không cần qua phần khung sau b) đặc điểm : -momen quay lớn -Knhả lớn (=0,8) -làm việc chắn -để thay đổi dòng ngắn mạch tác động rơle ta điều chỉnh vit(5) -để thay đổi thời gian tác động rơle ta điều chỉnh vít (8) 2)Rơle cảm ứng điện động (sgk) 62 H Bỏch Khoa H Ni -dùng để bảo vệ mạch điện thiết bị điện công suất vợt công suất chỉnh định -cấu tạo giống watmet gồm hai cuộn dây (dòng áp ) Đĩa cảm ứng đĩa nhôm trụ rỗng Đ 7: Rơle nhiệt -là rơle mà tín hiệu đấu vào nhiệt độ ,tín hiệu đầu biến đổi thông số điện hay biến đổi trạng thái dòng mở rơle - theo nguyên lý phận cảm biến nhiệt rơle chia rơle thành loại : +Rơle nhiệt kim loại kép +Rơle nhiệt chất lỏng +R¬le nhiƯt chÊt khÝ + R¬le nhiƯt ngÉu nhiệt + Rơle nhiệt nhiệt điện trở I)Rơle kim loại kép -Dựa vào biến đổi kích thớc kim loại nhiệt độ tăng -một kim loại cã h»ng sè gi·n në nhiÖt , ë nhiÖt ®é θ1 dµi l1 Khi ®èt nãng ë nhiƯt ®é làm dài thêm l=l1(2-1) Nếu ta hạn chế giÃn nở kim loại tác dụng lên vậtcần lực ,tác dụng lực để đóng mở rơle - Phân loại : +Rơle nhiệt bảo vệ +Rơle nhiệt điều chỉnh nhiệt độ 1)Rơle nhiệt bảo vệ a) tác dụng : dùng để bảo vệ tải cho thiết bị điện Nó thờng đợc lắp aptomat khởi động từ c) cấu tạo d) tín hiệu vào nhiệt đầu lực nên sử dụng phần tử nhạy cảm nhiệt tÊm kim lo¹i kÐp gåm hai kim lo¹i cã α khác nên đợc ghép chặt với phơng pháp cán nóng Tấn kim loại có nhỏ gọi bị động cố định đầu kim loại kép đốt nóng kim loại kép bị uốn cong dịch chuyển ®o¹n f0 f0 = l.τ ( α1 − α ) L: chiều dài kim loại kép : bề dày kim loại kép 63 ĐH Bách Khoa Hà Nội τ = θ2-θ1 NÕu dùng vật cản chặn lại đầu tự xác lËp lùc F0 = b.E.τ (α1 − α )∆ l 16 b: bỊ réng tÊm kim lo¹i kép E= E1 E2 momen đàn hồi trung bình 1: hệ số đàn hồi Ni, Cr, ,hợp kim 2: hệ số đàn hồi thép Inva Định tính bảo vệ Rơle nhiệt đặc tính Ampe-giây t RLN bvqn i Id0 -Để so sánh r¬le víi dïng t=f(KI) KI = I td I dm *các phơng pháp đốt nóng kim loại kép + Đốt nóng trực tiếp : dòng điện qua thiết bị đồng thời qua đốt nóng trực tiếp kim loại kép Đặc điểm : độ chÝnh x¸c cao H»ng sè thêi gian nhá nh−ng khó chế tạo +Đốt nóng gián tiếp : dòng điện qua thiết bị đợc qua điện trở đốt nóng lên kim loại kép Đặc điểm : Hệ số thời gian lớn độ xác không cao Dễ chế tạo Đốt nóng kết hợp : kết hợp trực tiếp gian tiếp 64 H Bỏch Khoa H Ni Đặc điểm : độ xác cao Hệ số thời gian bé - thông thờng rơle nhiệt có kim loại kép phần tử đốt nóng Riêng rơle nhiệt lắp aptomat khởi động từ có hai ba kim loại thép Mỗi đợc mắc pha mạch điện kim loại kép tác động lên hệ thống truyền động có đóng mở tác động Với rơle nhiệt bảo vệ , sau ta đóng không tự trở Muốn đa rơle trở trạng thái ban đầu ta phải tác động vào nút phục hồi rơle rơle nhiệt thờng tiếp điểm thờng đóng , phải có nút phục hồi để đảm bảo an toàn cho thiết bị Khi cha khắc phục kịp cố - Sơ đồ (về pha , mét tiÕp ®iĨm ) 1) nót phơc håi 2) tiếp đỉêm 3) 4) Phần tử đốt nóng 5) Giá đỡ Khi I=Iqt kim loại thép cong nên F0=Fplực rơle tác động tiếp điểm rơle mở nên rơle ngắt Sau khắc phục cố xong , muốn đa rơle trở lại vị trí ban đầu ấn nút phục hồi Chú ý : không nên hàn tiếp điểm động trực tiếp vào kim loại kép Cách chọn rơle nhiệt bảo vệ - dòng điện Iđm rơle nhiệt = Iđm thiết bị bảo vệ - đặc tính bảo vệ rơle nhiệt gần trùng với định tính tải thiết bị cần bảo vệ I khoảng (1,2ữ1,5) Iđm thời gian tác động rơle nhiệt =20 giây KI tám thời gian tác động khoảng 1ữ5 giây KI khoảng (2,5ữ3) thời gian tác động 30 giây lvkhoảng (90ữ150)0 C 2) Rơle nhiệt điều chỉnh nhiệt độ a) tác dụng : dùng để trì nhiệt độ thiết bị trị số không đổi Để làm đợc điều rơle nhiệt làm viƯc cã tù trë vỊ cã nhiƯt ®é thiÕt bị đạt tới nhiệt độ tác động , rơle nhiệt tác động ngắt không cấp lợng cho thiết bị làm cho nhiệt độ thiết bị giảm đến nhiệt độ đóng rơle nhiệt lại đóng trở lại làm cho nhiệt độ lại tăng lên nhiệt độ nhiệt độ tác động rơle nhiệt lại tác động nhiệt độ thiết bị đựơc tự động trì quanh giá trị nhiệt độ mà ta đà đặt 65 H Bỏch Khoa H Ni Đ7: Rơle kỹ thuật số (Rơle số ) Là rơle mà việc xử lý tín hiệu làm việc phận chức rơle đợc thực kĩ thuật số đựơc xác định chủ yếu vi mạch số linh kiện bán dẫn - phân loại : theo chức có hai loại : ã rơle bảo vệ ã rơle điều khiển theo khả xử lý có hai loại : Rơle có vi xử lý Rơle vi xử lý Theo đại lợng vào : Có đại lợng vào là(I,U,) Có nhiều đại lợng vào u điểm : +_độ tin cậy cao + hạn chế đợc ảnh hởng tín hiệu nhiều đến làm việc rơle +công suất tiêu thụ rơle nhỏ điều kiện toả nhiệt dễ dàng thông số đặc tính rơle nhiệt ổn định +do chuyển động nên thời gian tác động rơle nhiệt nhanh + độ xác cao , điều chỉnh đặt thông số làm việc rơle sát với khả làm việc thiết bị đợc bảo vệ +Rơle số có kích thớc trọng lợng nhỏ gọn nhẹ + thông số bảo vệ làm việc cảu rơle đợc biểu thị rõ ràng đầy đủ Đồng thời ghi nhớ lu trữ số liệu , tình trạng làm việc liệu thn tiƯn cho ng−êi sư dơng 66 ĐH Bách Khoa Hà Nội +_cã thĨ kÕt nèi víi m¸y tÝnh để sử dụng chơng trình phần mềm làm cho chức đa dạng Đây loại rơle đại - Nhợc điểm : + đòi hỏi ngời sử dụng phải có trình độ cao +Công tác dự phòng khó + giá thành đầu t lớn +chất lợng làm việc bị ảnh hởng nhiều môi trờng -Sơ đồ khổi rơle số: u vo TH tng t Tương Tín hiệu số Đầu vào Bộ biến Đổi A/D RAM u Interger PC -khối đầu vào : rơle so có hai đầu vào :số tơng tự đầu vào tơng tự tín hiệu vào từ phân tử đo lờng đa tới Các tín hiệu đợc biến đổi để phù hợp với đầu vào phận chuyển đổi tín hiệu A/D - Đầu vào tín hiệu số : tín hiệu đa thẳng vào vi xử lí mà không qua xử lý - Khối vi xử lý : chức ghi nhớ nội dung thông số chơng trình làm việc rơle Nã thùc hiƯn c¸i thao t¸c tÝnh to¸n so s¸nh tín hiệu vào với nội dung đà đợc nhớ ,tuỳ theo tín hiệu mà nó phát tín hiệu đầu rơle hiển thị giao diện số lợng phần tử logic nhiều lực làm việc rơle lớn phạm vi sử dụng rộng khối đầu : nơi chuyển tín hiệu phát rơle đến thiết bị chấp hành phía sau khối thờng dùng phần tử đóng cắt bán dẫn rơle điện từ công suất nhỏ 67 ĐH Bách Khoa Hà Nội Khèi giao diÖn : sử dụng bàn phím nút ấn để ngời sử dụng rơle thao tác việc điều chỉnh thông số nội dung chơng trình làm rơle Đây nơi nối để ngời phơng tiện trao đổi th«ng tin - Khèi ngn : cã nhiƯm vơ cung cấp nguồn làm việc phận rơle làm việc bình thờng ổn định nguồn cấp Rơle dòng cực đại (digital overloadrelay) -Đợc cấu tạo thống số sử dụng vi xử lý nam châm vĩnh cửu Tác dụng : +dùng bảo vệ qúa dòng +bảo vệ không đối xứng pha (lệch pha ) +bảo vệ pha +bảo vệ ngợc thứ tự pha + bảo vệ kẹt roto -đầu vào có ba máy biến dòng ứng với ba pha -chỉ thị rơle : +trị số dòng tải pha +thời gian cắt thời gian trễ rơle +nguyên nhân rơle tác động -thông số kĩ thật : +điện áp nguồn cấp : 24V,85V,220V,250V,,f=60ữ50 Hz ,AC ,DC Iđmkhoảng 1ữ600 A Tiếp điểm rơle gồm :công tắc , điện trở khoảng ôm , dòng điện định mức khoảng ba ampe Chơng 4: ổn định điện áp xoay chiều Đ1: khái niệm chung -các phận ổn định điện áp xoay chiều thiết bị điện tự động trì điện áp xoay chiều đầu không biến đổi điện áp đầu vào biến đổi phạm vi định Ur không đổi theo thời gian điện áp định mức -dùng ổn định điện áp với nhiều nguyên lý khác chỉnh lu ổn định đợc đánh giá hệ số ổn ®Þnh ∆Ur.U v ∆U v U r ∆Ur Khi Uv Ur Uđm kod = U v kod = Khi hệ số ổn định nhỏ chỉnh lu ổn định cao -ngoài ta chất lợng ổn định ổn định đánh giá qua độ mở dạng sóng điện áp điện áp đàu vào hình sin Do thành phần sóng bậc cao làm cho điện áp méo - Phân loại : theo nguyên lý ổn định gồm hai loại: + ổn định kiểu thông số (1) 68 H Bỏch Khoa H Ni +ổn định kiểu bù(2) Kiểu (1): gồm tỉng trë tun tÝnh nèi víi tỉng phi tun tÝnh theo sơ đồ phù hợp để cho điện áp biến đổi phụ thuộc vào phần tử phi tuyến Đây ổn định kiểu hở không sử dụng mạch phản hồi Kiểu (2) : ổn áp mà điện áp đợc so sánh điện áp chuẩn cho tín hiệu so sánh hiệu hai điện áp tín hiệu điều khiển phận chấp hành ổn định để điều chỉnh điện áp đạt giá trị số cần thiết tín hiệu so sánh không ổn áp có sử dụng mạch phản hồi Đây ổn định kiểu kín Đ2: ổn áp sắt từ 1) ổn áp sắt từ cấu tạo gồm cuộn kháng tuyến tính đợc nối với cuộn kháng bÃo hoà , cuộn kháng phi tuyến điện áp đợc lấy cuén kh¸ng phi tuyÕn u1 L1 B B bh uv L2 u2 H + B< Bbh – tuyến tính + B=Bbh – bão hịa u v w1 w1 w2 ur Ta có : Uv= U1+ U2 Đồ thị V-A: 69 ĐH Bách Khoa Hà Nội u uv2 uv uv1 IA u2 u1 ∆ U IB I I ã Nhận xét : điện áp vào biến đổi nhiều ứng với Uv lớn điện áp tăng ứng với Ur nhỏ Do điện áp Ur tơng đối ổn định Do cuộn kháng làm việc chế độ bÃo hoà nên dòng không tải lớn phạm vi điều chỉnh dòng điện nhỏ Uv phải lớn điện áp bÃo hoà cuộn kháng Ur lấy phần tử bÃo hoà nên dạng sóng không sin điện áp nhỏ điện áp vào Nên để nâng cao chất lợng ổn định điện áp giảm đến mức nhỏ ngời ta lõi cuộn tuyến tính cuộn dây phù hợp đấu ngợc cực tính với cuộn bÃo hoà u v w1 w2 * * * Ur =U2-Ub = U2 − u wb r Wb U1 W1 Chän Wb /∆Ur lµ nhá nhÊt u v w1 w1 w2 ur 70 ĐH Bách Khoa Hà Nội ®Ĩ ®iỊu chỉnh điện áp Ur tuỳ ý ta mắc cuộn kháng bÃo hoà theo sơ đồ biến áp tự ngẫu uv w1 w2 * * * ur wb 2) ỉn ¸p dïng tô phi tuyÕn: Uv C1 C2 Ur c2 – tơ phi tun c – tun tÝnh dïng s¬ ®å sau : 3) ỉn ¸p ®iƯn trë phi tun Uv R1 R2 Ur R1 - ®iƯn trë nhiƯt (f(t)) 4) ổn áp dùng đèn có khí 71 H Bỏch Khoa H Ni u I Đ 3: ổn áp kiểu bù 1) ổn áp sắt từ cộng hởng có tụ - ể nâng cao chất lợng ổn định mở rộng phạm vi điều chỉnh tải ổn áp sắt từ ngời ta mắc thêm tụ điện song song với cuộn kháng bÃo hoà để tạo thành mạch cộng h−ëng dßng u L1 uv u u L2 uv c L2 u2 L1 IA IB I(A) -điện áp nhỏ điện áp cộng hởng nên mạch mang tính dung - điện áp lớn điện áp cộng hởng mang tính cảm *Do có tụ điện nên quan hệ dòng điện điện áp tơng đối phức tạp Khi điện áp nhỏ điện áp cộng hởng mạch mang tính dung Khi điện áp đầu lớn điện áp cộng hởng mạch mang tính cảm Khi điện áp điện áp cộng hởng mạch cộng hởng dòng Do có tụ điện chất lợng ổn định tốt Dòng địên không tải nhỏ phạm vi điều chỉnh tải lớn Để giảm độ biến thiên ®iƯn ¸p ®Õn møc nhá nhÊt ng−êi ta cn thêm cuộn bù lõi cuộn tuyến tính ngợc cực tính với cuộn bÃo hoà Để giảm trị số tụ điện ngời ta mắc tụ điện vào điện áp lớn điện áp nhờ cuộn tăng áp kiểu từ ngẫu Để lọc thành phần sóng bậc cao điện áp Ta mắc thêm cuộn läc 72 ĐH Bách Khoa Hà Nội * * w1 L1 C u2 * wloc uv 2) ỉn ¸p khuyếch đại từ ổn áp mà nguyên lý hoạt động làm việc dựa vào nguyên lý khuyếch đại tõ AT u2 uv * w2* * w cd* * w1* * w' 1* R cd R cd R cd Ur = (Uv Ukđt)KAT Ukđt : điện áp rơi khuyết đại từ KAT : hệ số biến áp biến áp tự ngấu aptomat - Nguyên lý : cách biến đổi dòng điện chiều làm cho đờng kháng Khuyếch đại từ tơng ứng biến đổi nên điện áp rơi biến đổi tơng ứng làm cho điện áp không thay đổi Hai cuộn điều khiển W1, W1 đấu ngợc cực tính cuộn dây W1 nối điện trở phi tuyến điện áp tự động ổn định nhờ mạch phản hồi phi tuyến nh hình vẽ : điều chỉnh điện trở R1, R1 cho điện áp điện áp định mức ( I1 ,W1 ) - Khi điện áp lớn địên áp định mức ( I1 ,W1 ) > nên điện kháng khuyếch đại tăng lên gần không - Khi điện áp khuyếch đại từ tăng lên làm cho điện áp giảm điện áp ®Þnh møc 73 ĐH Bách Khoa Hà Nội - Khi điện áp mà nhỏ điện áp định mức ( I1 ,W1 ) < nên làm - cho điện kháng khuyếch đại từ giảm dần điện áp khuyếch đại từ giảm nên điện áp tăng lên đến điện áp định mức Nhợc điểm : cấu tạo phức tạp có nhiều cuộn dây làm cho trọng lợng lớn u điểm : điện áp hình sin dòng điện tải nhỏ 3) ổn áp serrômtor Thực chất biến áp aptomat nh việc tự động trì điện áp đầu không 74 ... sản suất ĐH Bách Khoa Hà Nội §2 Phân Loại Phần Tử Tự Động Phần tử tự động phân loại theo nhiều tiêu chí khác Dưới vài cách phân loại Theo quan điểm lượng : Coi phần tử tự động phần tử biến đổi... chia làm nhóm - Các phần tử điện - Các phần tử nhiệt - Các phẩn tử sắt từ - Các phần tử bán dẫn vi mạch ĐH Bách Khoa Hà Nội §3 Các Đặc Tính Cơ Bản Và Các Thơng Số Của Phần Tử Tự Động Hệ số biến đổi... Quan hệ hai đại lượng thể qua đặc tính vào – - Các phần tử rơle : phần tử có mối quan hệ đại lượng vào – theo dạng đặc tính rơle Các phần tử rơle tác động không tác động ĐH Bách Khoa Hà Nội y (ra)