Chương 6: Các nguyên tắc điều khiển Logic truyền động điện và các dạng bảo vệ tính hiệu

Chia sẻ: Phan Thi Ngoc Giau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

100
lượt xem 18
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Theo các yêu cầu công nghệ của máy, cơ cấu sản xuất, các hệ thống truyền động điện tự dộng đều được thiết kế tính toán để làm việc ở những trạng thái xác định

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chương 6: Các nguyên tắc điều khiển Logic truyền động điện và các dạng bảo vệ tính hiệu

C¸C C¸C NGUY£N T¾C §IÒU KHIÓN LOGIC CH¦¥NG CH¦¥NG 6 TRUYÒN §éNG §IÖN vµ c¸c d¹ng b¶o vÖ vµ tÝn hiÖu hãa 6.1 CÁC NGUYÊN T C ðI U KHI N LOGIC TRUY N ð NG ðI N 6.1.1 Khái ni m chung Theo yêu c u công ngh c a máy, cơ c u s n xu t, các h th ng truy n ñ ng ñi n t ñ ng ñ u ñư c thi t k tính toán ñ làm vi c nh ng tr ng thái (hay ch ñ ) xác ñ nh. Nh ng tr ng thái s c hay hư h ng khác thông thư ng ñã ñư c d ñoán khi thi t k tính toán chúng ñ áp d ng nh ng thi t b và bi n pháp b o v c n thi t. Nh ng tr ng thái làm vi c c a h th ng truy n ñ ng ñi n t ñ ng có th ñư c ñ c trưng b ng các thông s như: t c ñ làm vi c c a các ñ ng cơ truy n ñ ng hay c a cơ c u ch p hành máy s n xu t, dòng ñi n ph n ng c a ñ ng cơ hay dòng kích thích c a ñ ng cơ ñi n m t chi u, mômen ph t i trên tr c c a ñ ng cơ truy n ñ ng... Tuỳ theo quá trình công ngh yêu c u mà các thông s trên có th l y các giá tr khác nhau. Vi c chuy n t giá tr này ñ n giá tr khác ñư c th c hi n t ñ ng nh h th ng ñi u khi n. K t qu ho t ñ ng c a ph n ñi u khi n s ñưa h th ng ñ ng l c c a truy n ñ ng ñi n ñ n m t tr ng thái làm vi c m i, trong ñó có ít nh t m t thông s ñ c trưng cho m ch ñ ng l c l y giá tr m i. Như v y v th c ch t ñi u khi n h th ng là ñưa vào ho c ñưa ra kh i h th ng nh ng ph n t , thi t b nào ñó (ch ng h n ñi n tr , ñi n kháng, ñi n dung, khâu hi u ch nh...) ñ thay ñ i m t ho c nhi u thông s ñ c trưng ho c ñ gi m t thông s nào ñó (ch ng h n t c ñ quay) không thay ñ i khi có s thay ñ i ng u nhiên c a thông s khác. ð t ñ ng ñi u khi n ho t ñ ng c a truy n ñ ng ñi n, h th ng ñi u khi n ph i có nh ng cơ c u, thi t b nh n bi t ñư c giá tr các thông s ñ c trưng cho ch ñ công tác c a truy n ñ ng ñi n (có th là môñun, cũng có th là c v d u c a thông s ). Trong h th ng ñi u khi n gián ño n các ph n t nh n bi t này ph i làm vi c theo các ngư ng ch nh ñ nh ñư c. Nghĩa là khi thông s ñư c nh n bi t ñ n tr s ngư ng ñã ñ t, ph n t nh n bi t theo thông s này s b t ñ u làm vi c phát ra m t tín hi u ñưa ñ n ph n t ch p hành. K t qu là s ñưa vào ho c ñưa ra kh i m ch ñ ng l c nh ng ph n t c n thi t. N u h th ng ñi u khi n có tín hi u phát ra t ph n t nh n bi t ñư c dòng ñi n, ta nói r ng h ñi u khi n theo nguyên t c dòng ñi n. N u ph n t nh n bi t ñư c t c ñ , ta nói r ng h ñi u khi n theo nguyên t c t c ñ , n u có ph n t nh n bi t ñư c th i gian c a quá trình (t m t m c th i gian nào ñó) ta nói r ng h ñi u khi n theo nguyên t c th i gian. Tương t có h ñi u khi n theo nguyên t c nhi t ñ , theo mômen, theo chi u công su t... 6.1.2 ði u khi n t ñ ng theo nguyên t c th i gian. a) N i dung nguyên t c ñi u khi n theo th i gian: ði u khi n theo nguyên t c th i gian d a trên cơ s là thông s làm vi c c a m ch ñ ng l c bi n ñ i theo th i gian. Nh ng tín hi u ñi u khi n phát ra theo m t quy lu t th i gian c n thi t ñ làm thay ñ i tr ng thái c a h th ng. 100 GV: Lê Ti n Dũng _ B môn Tð-ðL _ Khoa ði n
Nh ng ph n t nh n bi t ñư c th i gian ñ phát tín hi u c n ñư c ch nh ñ nh d a theo ngư ng chuy n ñ i c a ñ i tư ng. Ví d như t c ñ , dòng ñi n, mômen c a m i ñ ng cơ ñư c tính toán ch n ngư ng cho thích h p v i t ng h th ng truy n ñ ng ñi n c th . Nh ng ph n t nh n bi t ñư c th i gian có th g i chung là rơle th i gian. Nó t o nên ñư c m t th i gian tr (duy trì) k t lúc có tín hi u ñưa vào (m c 0) ñ u vào c a nó ñ n khi nó phát ñư c tín hi u ra ñưa vào ph n t ch p hành. Cơ c u duy trì th i gian có th là: cơ c u con l c, cơ c u ñi n t , khí nén, cơ c u ñi n t , tương ng là rơle th i gian ki u con l c, rơle th i gian ñi n t , rơle th i gian khí nén và rơle th i gian ñi n t ... b) M ch ñi u khi n truy n ñ ng ñi n ñi n hình theo nguyên t c th i gian: Xét m ch ñi u khi n kh i ñ ng ñ ng cơ ñi n m t chi u kích t ñ c l p có hai c p ñi n tr ph trong m ch ph n ng ñ h n ch dòng ñi n kh i ñ ng trên theo nguyên t c th i gian. Sơ ñ m ch ñi u khi n như hình 6.1. _ + M §g D 5 3 1 §g _ 1RTh + §g 7 2G 1G §g r2 r1 2§g 1G 1RTh 11 ¦ 9 CK 2G 2RTh 2RTh 13 _ + Hình 6.1 - ði u khi n kh i ñ ng ñ ng cơ ðMñl theo nguyên t c th i gian. Tr ng thái ban ñ u sau khi c p ngu n ñ ng l c và ñi u khi n thì rơle th i gian 1RTh ñư c c p ñi n m ngay ti p ñi m thư ng kín ñóng ch m RTh(9-11). ð kh i ñ ng ta ph i n nút m máy M(3-5), côngt ctơ ðg hút s ñóng các ti p ñi m m ch ñ ng l c, ph n ng ñ ng cơ ñi n ñư c ñ u vào lư i ñi n qua các ñi n tr ph kh i ñ ng r1, r2. Dòng ñi n qua các ñi n tr có tr s l n gây ra s t áp trên ñi n tr r1. ði n áp ñó vư t quá ngư ng ñi n áp hút c a rơle th i gian 2RTh làm cho nó ho t ñ ng s m ngay ti p ñi m thư ng kín ñóng ch m 2RTh(11- 13), trên m ch 2G cùng v i s ho t ñ ng c a rơle 1RTh chúng ñ m b o không cho các côngt ctơ 1G và 2G có ñi n trong giai ño n ñ u c a quá trình kh i ñ ng. Ti p ñi m ph ðg(3-5) ñóng ñ t duy trì dòng ñi n cho cu n dây côngt ctơ ðg khi ta thôi không n nút M n a. Ti p ñi m ðg(1-7) m ra c t ñi n rơle th i gian 1RTh ñưa rơle th i gian này vào ho t ñ ng ñ chu n b phát tín hi u chuy n tr ng thái c a truy n ñ ng ñi n. M c không c a th i gian t có th ñư c xem là th i ñi m ðg(1-7) m c t ñi n 1RTh. 101 GV: Lê Ti n Dũng _ B môn Tð-ðL _ Khoa ði n
ω ω I1 ω0 A I2 ω2 ω2 IC ω1 ω1 M t 0 0 MC M 2 M1 t1 t2 Hình 6.2 - ð c tính kh i ñ ng ñ ng cơ ðMñl theo nguyên t c th i gian. Th i gian ch nh ñ nh m i c p ñi n tr ñư c tính theo công th c: M1 − M C ti = Tci.ln M2 − MC trong ñó Tci - h ng s th i gian ñi n cơ c a ñ ng cơ ñ c tính có ñi n tr ph c p th i. J∆ω i Tci = M1 − M 2 V i ∆ωi là kho ng bi n thiên t c ñ trên ñư ng ñ c tính cơ có c p ñi n tr th i nh ng mômen chuy n ñ i M1, M2 tương ng. J là mômen quán tính cơ c a h th ng truy n ñ ng và ñ ng cơ, tính quy ñ i v tr c ñ ng cơ. Sau khi rơle th i gian 1RTh nh , cơ c u duy trì th i gian s tính th i gian t g c không cho ñ n ñ t tr s ch nh ñ nh thì ñóng ti p ñi m thư ng kín ñóng ch m RTh(9-11). Lúc này cu n dây côngt ctơ gia t c 1G ñư c c p ñi n và ho t ñ ng ñóng ti p ñi m chính c a nó m ch ñ ng l c và c p ñi n tr ph th nh t r1 b n i ng n m ch. ð ng cơ s chuy n sang kh i ñ ng trên ñư ng ñ c tính cơ th 2. Vi c ng n m ch ñi n tr r1 làm cho rơle th i gian 2RTh m t ñi n và cơ c u duy trì th i gian c a nó cũng s tính th i gian tương t như ñ i v i rơle 1RTh, khi ñ t ñ n tr s ch nh ñ nh nó s ñóng ti p ñi m thư ng ñóng ñóng ch m 2RTh(11-13). Côngt ctơ gia t c 2G có ñi n hút ti p ñi m chính 2G, ng n m ch c p ñi n tr th hai r2, ñ ng cơ s chuy n sang ti p t c kh i ñ ng trên ñư ng ñ c tính cơ t nhiên cho ñ n ñi m làm vi c n ñ nh A. c) Nh n xét v ñi u khi n truy n ñ ng ñi n theo nguyên t c th i gian: Ưu ñi m c a nguyên t c ñi u khi n theo th i gian là có th ch nh ñư c th i gian theo tính toán và ñ c l p v i thông s c a h th ng ñ ng l c. Trong th c t nh hư ng c a mômen c n MC c a ñi n áp lư i và c a ñi n tr cu n dây h u như không ñáng k ñ n sưk làm vi c c a h th ng và ñ n quá trình gia t c c a truy n ñ ng ñi n, vì các tr s th c t sai khác v i tr s thi t k không nhi u. Thi t b c a sơ ñ ñơn gi n, làm vi c tin c y cao ngay c khi ph t i thay ñ i, rơle th i gian dùng ñ ng lo t cho b t kỳ công su t và ñ ng cơ nào, có tính kinh t cao. 102 GV: Lê Ti n Dũng _ B môn Tð-ðL _ Khoa ði n
Nguyên t c th i gian ñư c dùng r t r ng rãi trong truy n ñ ng ñi n m t chi u cũng như xoay chi u. 6.1.3 ði u khi n t ñ ng theo nguyên t c t c ñ . a) N i dung nguyên t c: T c ñ quay trên tr c ñ ng cơ hay c a cơ c u ch p hành là m t thông s ñ c trưng quan tr ng xác ñ nh tr ng thái c a h th ng truy n ñ ng ñi n. Do v y, ngư i ta d a vào thông s này ñ ñi u khi n s làm vi c c a h th ng. Lúc này m ch ñi u khi n ph i có ph n t nh n bi t ñư c chính xác t c ñ làm vi c c a ñ ng cơ - g i là rơle t c ñ . Khi t c ñ ñ t ñư c ñ n nh ng tr s ngư ng ñã ñ t thì rơle t c ñ s phát tín hi u ñ n ph n t ch p hành ñ chuy n tr ng thái làm vi c c a h th ng truy n ñ ng ñi n ñ n tr ng thái m i yêu c u. Rơle t c ñ có th c u t o theo nguyên t c ly tâm, nguyên t c c m ng, cũng có th dùng máy phát t c ñ . ð i v i ñ ng cơ ñi n m t chi u có th gián ti p ki m tra t c ñ thông qua s c ñi n ñ ng c a ñ ng cơ. ð i v i ñ ng cơ ñi n xoay chi u có th thông qua s c ñi n ñ ng và t n s c a m ch rôto ñ xác ñ nh t c ñ . Hình 6.3 trình bày sơ lư c c u t o c a rơle t c ñ ki u c m ng. Rôto (1) c a nó là m t nam châm vĩnh c u ñư c n i tr c v i ñ ng cơ hay cơ c u ch p hành. Còn stato (2) c u t o như m t l ng sóc và có th quay ñư c trên b ñ c a nó. Trên c n (3) g n vào stato b trí má ñ ng (11) c a 2 ti p ñi m có các má tĩnh là (7) và (15). 11 7 15 5 4 Hình 6.3 - C u t o rơle t c ñ ki u c m ng. 3 2 1 ω Khi rôto không quay các ti p ñi m (7),(11) và (15),(11) m , vì các lò xo gi c n (3) chính gi a. Khi rôto quay t o nên t trư ng quay quét stato, trong l ng sóc có dòng c m ng ch y qua. Tác d ng tương h gi a dòng này và t trư ng quay t o nên mômen quay làm cho stato quay ñi m t góc nào ñó. Lúc ñó các lò xo cân b ng (4) b nén hay kéo t o ra m t mômen ch ng l i, cân b ng v i mômen quay ñi n t . Tuỳ theo chi u quay c a rôto mà má ñ ng (11) có th ñ n ti p xúc v i má tĩnh (7) hay (15). Tr s ngư ng c a t c ñ ñư c ñi u ch nh b i b ph n (5) thay ñ i tr s kéo nén c a lò xo cân b ng. 103 GV: Lê Ti n Dũng _ B môn Tð-ðL _ Khoa ði n
Khi t c ñ quay c a rôto bé hơn tr s ngư ng ñã ñ t, mômen ñi n t còn bé không th ng ñư c mômen c n c a các lò xo cân b ng nên ti p ñi m không ñóng ñư c. T lúc t c ñ quay c a rôto ñ t giá tr l n hơn ho c b ng ngư ng ñã ñ t thì mômen ñi n t m i th ng ñư c mômen c n c a các lò xo làm cho ph n tĩnh quay, ñóng ti p ñi m tương ng theo chi u quay c a rôto. b) M ch ñi u khi n truy n ñ ng ñi n ñi n hình theo nguyên t c t c ñ : Ta cũng l y trư ng h p ñi u khi n m máy ñ ng cơ ñ xét nh ng ví d c th . Như ñã th y ví d trư c, vi c ng n m ch các ñi n tr kh i ñ ng trong m ch ph n ng ñ ng cơ có th th c hi n ñư c t c ñ ω1, ω2 và ω3. ð làm các ph n t ki m tra t c ñ , ñây ta dùng các côngtăctơ gia t c 1G, 2G và 3G có cu n dây m c tr c ti p vào 2 ñ u ph n ng ñ ng cơ, nó ti p th ñư c ñi n áp t l v i t c ñ ñ ng cơ v i sai l ch nh . CK _ _ + + 3G 2G 1G §g ¦ 3G §g M _ D 5 3 + 2G §g 1G ω U U3G ω0 U2G 4 ω3 3 U ω2 1G 2 Uu ω1 e 1 M t 0 0 M2 (I2 ) M 1 (I1) t1 t2 t3 Hình 6.4 - ði u khi n kh i ñ ng ñ ng cơ ðMñl theo nguyên t ct cñ . Trên hình 6.4 các ti p ñi m chuy n ñ i tr ng thái c n x y ra t c ñ (ω1,I2), (ω2,I2) và (ω3,I2). các ñi m này, ñi n áp trên 2 ñ u ph n ng s là: U1 = Kφω1 + I2.r− U2 = Kφω2 + I2.r− U3 = Kφω3 + I2.r− Gi s ta c t ñi n tr theo th t r1, r2, r3 thì ph i ch n côngtăctơ có ñi n áp hút l n lư t là: Uhút1G = U1 Uhút2G = U2 Uhút3G = U3 104 GV: Lê Ti n Dũng _ B môn Tð-ðL _ Khoa ði n
Ho t ñ ng c a sơ ñ : Sau khi n nút m máy M, côngtăctơ ðg có ñi n ñóng m ch ph n ng ñ ng cơ vào ngu n qua 3 ñi n tr ph r1, r2 và r3. ð ng cơ gia t c trên ñư ng ñ c tính cơ (1). Khi t c ñ ñ ng cơ ñ t ñ n tr s ω1 ñi n áp trên 2 ñ u côngtăctơ 1G ñ t tr s hút U1, do ñó 1G hút, lo i tr ñi n tr r1, ñ ng cơ s chuy n sang gia t c trên ñư ng ñ c tính cơ (2). Khi t c ñ ñ ng cơ ñ t ñ n tr s ω2(ω2 > ω1) ñi n áp trên 2 ñ u côngtăctơ 2G ñ t tr s hút U2, do ñó 2G hút, lo i tr ti p ñi n tr r2, ñ ng cơ s chuy n sang gia t c trên ñư ng ñ c tính cơ (3). Khi t c ñ ñ ng cơ ñ t ñ n tr s ω3(ω3 > ω2) ñi n áp trên 2 ñ u côngtăctơ 3G ñ t tr s hút U3, do ñó 3G hút, ñi n tr r3 b ng n m ch, ñ ng cơ s chuy n sang gia t c trên ñư ng ñ c tính cơ t nhiên, cho ñ n ñi m làm vi c n ñ nh. c) Nh n xét v ñi u khi n truy n ñ ng ñi n theo nguyên t c t c ñ : Ưu ñi m là ñơn gi n và r ti n, thi t b có th là côngtăctơ m c tr c ti p vào ph n ng ñ ng cơ không c n thông qua rơle. Như c ñi m là th i gian m máy và hãm máy ph thu c nhi u vào mômen c n MC, quán tính J, ñi n áp lư i U và ñi n tr cu n dây côngtăctơ. Các côngtăctơ gia t c có th không làm vi c vì ñi n áp lư i gi m th p, vì quá t i ho c vì cu n dây quá phát nóng, s d n ñ n quá phát nóng ñi n tr kh i ñ ng, có th làm cháy các ñi n tr ñó. Khi ñi n áp lư i tăng cao có kh năng tác ñ ng ñ ng th i các côngtăctơ gia t c làm tăng dòng ñi n quá tr s cho phép. Trong th c t ít dùng nguyên t c này ñ kh i ñ ng các ñ ng cơ, thư ng ch dùng nguyên t c này ñ ñi u khi n quá trình hãm ñ ng cơ. 6.1.4 ði u khi n t ñ ng theo nguyên t c dòng ñi n. a) N i dung nguyên t c: Dòng ñi n trong m ch ph n ng ñ ng cơ cũng là m t thông s làm vi c r t quan tr ng xác ñ nh tr ng thái c a h truy n ñ ng ñi n. Nó ph n ánh tr ng thái mang t i bình thư ng c a h th ng, tr ng thái mang t i, tr ng thái quá t i cũng như ph n ánh tr ng thái ñang kh i ñ ng hay ñang hãm c a ñ ng cơ truy n ñ ng. Trong quá trình kh i ñ ng, hãm, dòng ñi n c n ph i ñ m b o nh hơn m t tr s gi i h n cho phép. Trong quá trình làm vi c cũng v y, dòng ñi n có th ph i gi không ñ i m t tr s nào ñó theo yêu c u c a quá trình công ngh . Ta có th dùng các côngtăctơ có cu n dây dòng ñi n ho c rơle dòng ñi n ki u ñi n t ho c các khóa ñi n t ho t ñ ng theo tín hi u vào là tr s dòng ñi n ñ ñi u khi n h th ng theo các yêu c u trên. Dòng ñi n m ch ph n ng ñ ng cơ dùng làm tín hi u vào tr c ti p ho c gián ti p cho các ph n t nh n bi t dòng ñi n nói trên. Khi tr s tín hi u vào ñ t ñ n giá tr ngư ng xác ñ nh có th ñi u ch nh ñư c c a nó thì nó s phát tín hi u ñi u khi n h th ng chuy n ñ n nh ng tr ng thái làm vi c yêu c u. b) M ch ñi u khi n truy n ñ ng ñi n ñi n hình theo nguyên t c dòng ñi n: Xét m ch ñi u khi n hãm ngư c ñ ng cơ xoay chi u 3 pha rôto dây qu n khi ñ o chi u. Vì nh ng lí do tương t như ñã phân tích trong chương 2, khi ñ o chi u quay ñ ng cơ xoay chi u 3 pha rôto dây qu n c n ph i ñưa thêm vào m ch rôto m t ñi n tr ph l n hơn tr s ñi n tr ph c n thi t ñưa vào khi kh i ñ ng. 105 GV: Lê Ti n Dũng _ B môn Tð-ðL _ Khoa ði n
Ta có th dùng m ch ñi u khi n theo nguyên t c dòng ñi n sau ñây ñ ñi u khi n vi c ñưa vào và lo i ra ph n ñi n tr ph ñó m i l n ñ o chi u quay ñ ng cơ. ~ ~ ~ (N) (T) AT T 2' 1' 0 12 N 3 5 1 2 KC1 N T N T 9 7 KC2 RH H 13 KC3 11 1G 2G rp2 H 15 17 KC4 1G r p1 2G H 1G 21 rh 19 KC5 RH Hình 6.5 - ði u khi n hãm ngư c ñ ng cơ xoay chi u 3 pha rôto dây qu n khi ñ o chi u theo nguyên t c dòng ñi n. ω 1 Α Ι h® ΤΝ 2 Ι Ι2 0 3 ΤΝ' Yêu c u ñ i v i rơle hãm RH th c m dòng ñi n rôto: khi dòng ñi n rôto l n hơn tr s kh i ñ ng thì nó ph i tác ñ ng, khi dòng ñi n rôto ñã gi m nh v g n tr s kh i ñ ng (I1) thì nó ph i nh ñ chu n b cho quá trình kh i ñ ng ti p theo. V y ph i ch nh ñ nh tr s Inh c a RH l n hơn I1 m t ít, t t nhiên tr s Ihút c a nó s l n hơn I1 và xác ñ nh theo h s tr v c a nó. Gi s ñ ng cơ ñang làm vi c theo chi u quay thu n, nghĩa là b kh ng ch ch huy ñang v trí 2 phía ph i. Mu n ñ o chi u quay ñ ng cơ, ta quay b kh ng ch KC v phía ngư c. Khi b kh ng ch lư t qua v trí 0, các côngtăctơ H, 1G, 2G m t ñi n nên các ti p ñi m c a chúng nh ra ñưa c 3 ñi n tr vào m ch rôto. Khi ñ n v trí 2 phía trái, dòng ñi n rôto xu t hi n lúc này l n hơn tr s ch nh ñ nh hút c a rơle RH, nên RH tác ñ ng m ti p ñi m RH(1-3), b o ñ m cho c 3 ñi n tr tham gia vào vi c h n ch dòng ñi n, quá trình hãm ngư c ñ ng cơ ñư c ti n hành. 106 GV: Lê Ti n Dũng _ B môn Tð-ðL _ Khoa ði n
Khi t c ñ ñ ng cơ gi m g n ñ n 0 thì dòng ñi n rôto cũng gi m ñ n tr s nh c a rơle RH, rơle RH nh ñóng ti p ñi m RH(1-3), công tăctơ H có ñi n, ñi n tr hãm ngư c rh ñư c lo i ra ngoài, ñ ng cơ b t ñ u quá trình kh i ñ ng theo chi u ngư c v i hai c p ñi n tr h n ch rp1 và rp2. c) Nh n xét v ñi u khi n truy n ñ ng ñi n theo nguyên t c dòng ñi n: - Ưu ñi m: Thi t b ñơn gi n, s làm vi c c a sơ ñ không ch u nh hư ng c a nhi t ñ cu n dây côngtăctơ, rơle. - Như c ñi m: ð tin c y th p, có kh năng ñình ch gia t c c p trung gian n u ñ ng cơ kh i ñ ng b quá t i, dòng ñi n không gi m xu ng ñ n tr s nh c a rơle dòng ñi n. Nguyên t c dòng ñi n ñư c ng d ng ch y u ñ t ñ ng ñi u khi n quá trình kh i ñ ng ñ ng cơ m t chi u kích thích n i ti p và ñ ng cơ xoay chi u rôto dây qu n. 6.1.5 Các nguyên t c ñi u khi n khác Ngoài 3 nguyên t c ñi u khi n ñư c áp d ng r ng rãi nh t mà ta ñã xét trên, cũng có th ti n hành ñi u khi n các quá trình hay máy móc s n xu t theo nh ng thông s ño lư ng khác như: ði u khi n theo công su t và chi u công su t mômen, s c căng, nhi t ñ , ánh sáng... M t trong nh ng nguyên t c r t hay dùng là nguyên t c ñi u khi n theo ñư ng ñi (hay nguyên t c hành trình). Khi quá trình thay ñ i tr ng thái làm vi c c a h có quan h ch t ch v i v trí c a các b ph n ñ ng c a máy (ñ u máy, bàn máy, mâm c p...) thì ta có th dùng các thi t b ñ c bi t - g i là công t c hành trình, ñ t t i nh ng v trí thích h p trên ñư ng ñi c a các b ph n ñó. Khi b ph n ñ ng di chuy n ñ n nh ng v trí này s tác ñ ng lên các công t c hành trình, công t c hành trình s phát nh ng tín hi u ñi u khi n h th ng ñ n các tr ng thái làm vi c m i. Ví d như ñ t các công t c cu i cùng ñ h n ch hành trình bàn máy bào, máy doa, c u tr c ho c là ñ t các công t c hành trình ñ ñ o chi u, gi m t c ñ cho máy bào giư ng. N T Hình 6.6 - ði u khi n theo nguyên t c hành trình. B A KH 6.2 CÁC D NG B O V VÀ TÍN HI U HÓA 6.2.1 Ý nghĩa c a b o v và tín hi u hóa Trong quá trình v n hành, h th ng ðKTð Tðð có th có nh ng tác ñ ng ng u nhiên ho c ch quan c a nhân viên v n hành d n ñ n nh ng s c ho c ch ñ làm vi c x u cho h th ng. N u các ch ñ x u ho c s c không ñư c lo i tr k p th i thì s d n ñ n hư h ng máy móc, thi t b , r i lo n quá trình s n xu t ho c th m chí có th gây nh ng tai n n nguy hi m cho ngư i. 107 GV: Lê Ti n Dũng _ B môn Tð-ðL _ Khoa ði n
Vì v y b o v và tín hi u hóa trong h th ng là không th thi u ñư c. Nó có nhi m v lo i tr và ñ phòng các s c và ch ñ làm vi c x u, ñ m b o v n hành an toàn cho máy móc và thi t b cũng như con ngư i. Tác ñ ng c a b o v và tín hi u hóa: - Ng t ñi n ñ ng cơ và h th ng khi có s c nguy hi m tr c ti p ñ n ñ ng cơ và thi t b . Ví d khi ng n m ch, khi ñi n áp gi m th p quá m c ho c khi m t bôi trơn, làm mát. - Khi quá t i ho c khi x y ra ch ñ làm vi c x u chưa có nguy hi m tr c ti p ñ n máy móc thi t b thì tín hi u hóa cho nhân viên v n hành bi t ñ x lý. - B o ñ m kh i ñ ng, hãm, ñ o chi u … m t cách bình thư ng, nghĩa là ñ m b o sao cho I < Icp, to < tocp, … - Ngoài ra có nhi u trư ng h p ñ b o ñ m cho các thi t b quan tr ng ho t ñ ng bình thư ng trong m i trư ng h p, b o v s tác ñ ng c t m t s thi t b ñi n không quan tr ng l m khi có s c m t ñi n hay ñi n áp gi m th p t m th i. Các thi t b b o v ph bi n: - C u chì: c t m ch ñi n khi dây chì nóng ch y. - Rơle dòng ñi n: Tác ñ ng dòng ñi n ñã ñ t. - Rơle ñi n áp: Tác ñ ng ñi n áp ñã ñ t. - Rơle công su t: Ph n ng v i s thay ñ i tr s và chi u công su t. - Rơle nhi t: Tác ñ ng nhi t ñ phát nóng nh t ñ nh. - Áptômat các lo i..... 6.2.2 Các d ng b o v cơ b n 1. B o v ng n m ch Tác h i c a ng n m ch: Có th gây nên h ng cách ñi n c a ñ ng cơ và h ng cách ñi n các thi t b khác c a truy n ñ ng ñi n. Khi ng n m ch s gây nên nhi t ñ tăng nhanh gây cháy ho c s c t ñ ng tăng m nh gây tác ñ ng không t t v m t cơ h c. Trong h th ng TððK-Tðð b t kỳ, ng n m ch m t pha ho c 3 pha ñ u nguy hi m và b o v ph i tác ñ ng c t nhanh h th ng ra kh i ngu n ñi n. B o v ng n m ch có th th c hi n b ng: C u chì, áptômat ho c rơle dòng ñi n c c ñ i, các khâu b o v ng n m ch b ng bán d n ñi n t . * Ví d dùng c u chì và áptômát b o v ng n m ch: ~ AT 1CC K ~ 2CC K M D K 108 GV: Lê Ti n Dũng _ B môn Tð-ðL _ Khoa ði n
- Dòng tác ñ ng c a c u chì: Idc = Ikñ.α Trong ñó: Idc là dòng tác ñ ng c a dây ch y ñư c ch n. Ikñ là dòng ñi n kh i ñ ng c a ñ ng cơ, ph t i ñư c b o v . α là h s xét ñ n quán tính nhi t. α = 2,5 ñ i v i ñ ng cơ kh i ñ ng bình thư ng. α = (1,6 ÷ 2) ñ i v i ñ ng cơ kh i ñ ng n ng. C m ñ t c u chì trên dây trung tính, m ch n i ñ t, vì n u ñ t dây c u chì thì v máy s có ñi n áp cao nguy hi m. Dùng c u chì b o v ng n m ch thì ñơn gi n, r ti n nhưng tác ñ ng không chính xác, dòng tác ñ ng ph thu c vào th i gian, thay th lâu, không b o v ñư c ch ñ làm vi c 2 pha. - Dòng ch nh ñ nh c a Áptômat: Icñ = (1,2 ÷ 1,3).Ikñ Áptômat tác ñ ng r i thì có th ñóng l i nhanh, c t ñư c dòng l n, b o v ñư c ch ñ làm vi c dòng 2 pha (khi b m t 1 trong 3 pha). * Dùng rơle dòng ñi n c c ñ i (RM) b o v ng n m ch ph i ch nh ñ nh dòng tác ñ ng cho phù h p v i dòng ng n m ch. Thư ng ñ t rơle dòng ñi n c c ñ i trên 3 pha c a ñ ng cơ không ñ ng b 3 pha, ho c ñ t trên m t c c ñ i v i ñ ng cơ m t chi u. Ti p ñi m c a RM là lo i không t ph c h i. ~ AT RM K ~ 2CC K M RM D K 2. B o v quá t i dài h n (b o v nhi t) Quá t i lâu dài vư t tr s cho phép s gây nên phát nóng làm nhi t ñ dây qu n máy ñi n vư t quá tr s cho phép ñ i v i cách ñi n c a nó, s d n ñ n cháy máy ñi n. ð b o v máy ñi n có th dùng lo i áptômat ch nh ñ nh có cơ c u nh h n h p ho c dùng rơle nhi t. Ph n t ñ t nóng c a Rơle nhi t thư ng m c trên hai pha c a h th ng ba pha và trên m t ho c hai c c c a ñ ng cơ ñi n m t chi u, phía sau ti p ñi m c a côngtăctơ ñư ng dây K. Ti p ñi m c a nó s c t m ch cu n dây côngtăctơ ñư ng dây khi nó tác ñ ng. Các ti p ñi m c a rơle nhi t (RN) là lo i không t ph c h i, sau khi rơle nhi t ñã tác ñ ng thì ph i n reset b ng tay. Ph i ch n rơle nhi t có ñ c tính phát nóng g n v i ñ c tính phát nóng c a thi t b , ñ ng cơ c n ñư c b o v . - Dòng ñi n ch nh ñ nh c a rơle nhi t, áptômat: 109 GV: Lê Ti n Dũng _ B môn Tð-ðL _ Khoa ði n
Icñ = (1,2 ÷ 1,3).Iñm Trong ñó Iñm là dòng ñi n ñ nh m c c a ñ ng cơ, ph t i. ~ AT K ~ RN RN 2CC K M RN D K 3. B o v quá t i ng n h n xung kích (b o v dòng ñi n c c ñ i) Nh ng quá t i t m th i, nhưng dòng ñi n xung kích l n có th gây nên l c ñi n ñ ng l n làm hư h ng các b ph n c a máy ñi n như cháy c góp ho c b i dây, làm h ng các cơ c u cơ khí có liên quan khác. Vì v y c n ph i c t ñ ng cơ ra kh i lư i. Khi ph t i làm vi c trong th i gian ng n, s phát nóng c a ph t i không phù h p v i c tính c a rơle nhi t, nên rơle nhi t không tác ñ ng k p. Do v y, ñ b o v c t trong trư ng ñ h p này ngư i ta dùng rơle dòng ñi n c c ñ i hay áptômát có cơ c u c t nhanh. Dòng ch nh ñ nh c a rơle dòng ñi n c c ñ i b o v quá t i: Icñ.RI = (1,4 ÷ 1,5).Iñm Thư ng dùng m t rơle dòng c c ñ i b o v ng n m ch (RM) và 2 rơle dòng c c ñ i b o v quá t i (RI). Ti p ñi m c a rơle dòng c c ñ i b o v quá t i là lo i t ph c h i. ~ AT RM ~ RI RI K 2CC K M RM RI D K RTh RTh K Ngay khi c p ngu n, RTh có ñi n ñóng ti p ñi m c a nó l i. n nút kh i ñ ng M, cu n dây côngtăctơ K có ñi n, ñóng ngu n cho ñ ng cơ và c t ñi n cu n dây RTh, tính th i gian m ch m cho ti p ñi m RTh. Ban ñ u dòng ñi n trong ñ ng cơ l n nên RI tác ñ ng m ti p ñi m, ti p ñi m c a RI ñư c duy trì trong th i gian kh i ñ ng ñ ñ m b o cho ñ ng cơ kh i ñ ng ñư c. 110 GV: Lê Ti n Dũng _ B môn Tð-ðL _ Khoa ði n
4. B o v c c ti u, b o v ñi m không Khi ñi n áp lư i b m t ho c gi m th p dư i tr s cho phép thì ph i c t m i liên h gi a ngu n ñi n và ñ ng cơ. ð tránh ñ ng cơ t kh i ñ ng khi ñi n áp lư i ph c h i ngư i ta dùng b o v c c ti u và b o v ñi m không. B o v này ñư c th c hi n b ng rơle ñi n áp th p ki u ñi n t . Cu n dây c a rơle ñư c m c vào ñi n áp lư i, còn ti p ñi m c a nó ñóng ngu n cung c p cho m ch ñi u khi n ñ ng cơ. 5. B o v m t t trư ng Khi ñ ng cơ ñi n m t chi u kích t ñ c l p ñang làm vi c, n u dòng kích t gi m nh quá tr s cho phép thì t c ñ ñ ng cơ có th tăng lên quá m c, d n ñ n làm hư h ng ñ ng cơ và thi t b cơ ñi n khác. ð tránh các s c khi gi m ho c m t t trư ng c n ph i có b o v c t m ch ph n ng kh i ngu n cung c p. Thư ng s d ng rơle dòng ñi n, rơle ñi n áp ñ b o v thi u và m t t trư ng. M ch ví d dùng rơle dòng ñi n, rơle ñi n áp ñ b o v thi u và m t t trư ng: RN 1CC K K + - ® RTT CK® 2CC RN RA RA RTT KC1 K KC2 1 2 (T) (P) Nguyên lý b o v : Khi ñ ñi n áp thì rơle b o v thi u t trư ng RTT s ñóng kín ti p ñi m c a nó, b kh ng ch KC v trí gi a nên ti p ñi m KC1 kín, rơle RA tác ñ ng. Khi quay b kh ng ch KC sang v trí 1(T) bên trái thì cho phép ñ ng cơ làm vi c. Khi ñi n áp s t xu ng quá giá tr cho phép, ho c dòng kích t gi m th p ñ n giá tr : Ikt.ð = Inh.RTT, v i Inh.RTT ≤ Ikt.min.cp, nên RTT nh làm K m t ñi n, lo i ñ ng cơ ra kh i lư i ñ b o v ñ ng cơ. 6. Các khâu liên ñ ng làm ch c năng b o v Trong các h th ng ðKTð-Tðð s d ng các khâu liên ñ ng v cơ khí, v ñi n ñ : - ð m b o s làm vi c an toàn cho các thi t b . - B o ñ m m t trình t tác ñ ng nghiêm ng t gi a các thi t b trong h th ng tránh thao tác nh m. Các thi t b b o v liên ñ ng b ng cơ khí như: Các nút n kép, các công t c hành trình kép, … Và các ph n t b o v liên ñ ng ñi n như: Các ti p ñi m khóa chéo c a các côngtăctơ, rơle, làm vi c các ch ñ khác nhau. 111 GV: Lê Ti n Dũng _ B môn Tð-ðL _ Khoa ði n
~ AT ~ N T 2CC T MT MN D N T N MN T MT ® N 6.2.3 Tín hi u hóa trong h th ng ðKTð - Tðð ð ñ m b o an toàn cho s làm vi c c a h th ng, thu n ti n ki m tra xem xét cho nhân viên v n hành và x lý k p th i nh ng ch ñ làm vi c x u ho c nh ng s c x y ra trong h th ng ..., v n ñ tín hi u hóa r t c n thi t, có th coi như nh ng bi n pháp b o v h tr v i h th ng b o v ñã nêu trên. Trong h th ng ðKTð - Tðð có th b trí nh ng d ng tín hi u: 1. Tín hi u ch th có ñi n hay không có ñi n các ngu n cung c p ñ ng l c, ñi u khi n. 2. Tín hi u v tr ng thái làm vi c hay ngh (ñóng hay m ) c a các thi t b ñi n quan tr ng trong h th ng. 3. Tín hi u d báo chu n b làm vi c c a nh ng thi t b nào ñó. 4. Tín hi u d báo và c p báo tình tr ng làm vi c x u ho c s c . Hình th c báo tín hi u có th là ánh sáng ñèn các màu, ho c chuông, còi. Khi các thi t b ch p hành c a h th ng ñ r i rác và ñư c ñi u khi n t p trung t xa thì ph i ñ c bi t chú ý ñ n s ñ y ñ c a các tín hi u v : - Báo chu n b làm vi c. - Tín hi u v tr ng thái làm vi c hay ngh , các tín hi u ki m tra ño lư ng ñ ñánh giá ch t lư ng ho t ñ ng c a máy móc, thi t b . - Tín hi u v s c , s a ch a... nh m m c ñích ñ m b o an toàn thi t b và ngư i, ñ phòng nh ng sơ su t không ăn kh p gi a ngư i ñi u khi n trung tâm và nh ng nhân viên v n hành, s a ch a, b o dư ng khác. C n ph i phân bi t gi a tín hi u báo chu n b làm vi c v i tín hi u s c . Thông thư ng tín hi u chuông ñi n reo h i dài là ñ dành riêng cho c p báo s c x y ra. 112 GV: Lê Ti n Dũng _ B môn Tð-ðL _ Khoa ði n