Bài giảng môn điều khiển logic

BÀI GIẢNG MÔN ĐIỀU KHIỂN LOGIC PHẦN I ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN BÀI MỞ ĐẦU NHẮC LẠI VÀ THỐNG NHẤT MỘT SỐ KIẾN THỨC CÓ LIÊN QUAN ĐẾN MÔN HỌC ĐIỀU KHIỂN LÔGÍC 1.1. Các thiết bị đóng/cắt bằng tay Là các thiết bị được chế tạo để người điều kiển đóng/cắt mạch điện trực tiếp bằng tay: - Khi các tiếp điểm tiếp xúc với nhau: cho dòng điện đi qua - Khi các tiếp điểm không tiếp xúc với nhau: không cho dòng điện đi qua 1.1.1.Công tắc. Công tắc là thiết bị dùng để đóng cắt mạch điện bằng tay mà sự đóng /cắt dựa trên việc tiếp xúc hoặc không tiếp xúc của các tiếp điểm cơ khí. Công tắc 3 cực Công tắc 2 cực Hình 1.1 Ký hiệu công tắc *Ký hiệu công tắc trên sơ đồ: Chú ý: Nếu trên cùng một sơ đồ sử dụng nhiều công tắc, ta có thể ký hiệu: 1CT, 2CT 1.1.2.Cấu dao. Cầu dao là thiết bị đóng/cắt mạch điện bằng tay mà việc đóng/cắt dựa trên tiếp xúc hoặc không tiếp xúc của các má tiếp điểm cơ khí . * Ký hiệu cầu dao trên sơ đồ. 1CD 2CD Hình 1.2: Ký hiện cầu dao Chú ý: Cầu dao được ký hiệu bằng chữ CD, nếu trên cùng một sơ đồ mà có nhiều cầu dao, ta có thể ký hiệu 1CD, 2CD. 1.1.3.Nút ấn. Nút ấn còn gọi là nút điều khiển việc đóng/ngắt các thiết bị điện từ xa. Có hai loại nút ấn cơ bản là nút ấn thườn kín và nút ấn thường mở. *. Ký hiệu trên sơ đồ : Hình1.3: Ký hiệu nút ấn Nút ấn thường mở Nút ấn thường kín Chú ý: Trên thị trường có 2 loại nút ấn, loại tiếp điểm tự phục hồi và loại có khoá gài (không tự phục hồi ). Trên sơ đồ nút ấn thường được ký hiệu theo chức năng của chúng, ví dụ như D, M 1.1.4.Bộ khống chế. Về cơ bản, bộ khống chế giống như công tắc nhưng có nhiều tiếp điểm và do đó nó có nhiều mạch ra. Tuỳ theo cấu tạo bộ khống chế có thể chia thành: - Bộ khống chế phẳng. - Bộ khống chế hình trống. - Bộ khống chế hình cam. * Ký hiệu bộ khống chế trên sơ đồ: Người ta sử dụng ký hiệu dấu chấm (.) trên sơ đồ để diễn tả các mạch ra của bộ khống chế .Ví dụ: 3 (I) Hình 1.4: Ký hiệu bộ khống chế (II) (III) 2 1 0 1 2 3 Ý nghĩa của ký hiệu ở trên được hiểu như sau: - Để tay gạt ở vị trí 0: cả ba mạch đều hở - ở vị trí 1 bên phải(I) kín,(II)và (III) hở. - ở vị trí 1 bên trái(II) kín,(I)và (III) hở. - ở vị trí 2 bên trái(III) kín,(I)và (II) hở. - ở vị trí 3 bên phải(III) kín,(I)và (II) hở. Chú ý: Bộ khống chế được ký hiệu bằng chữ KC. Nếu trên cùng 1 sơ đồ có nhiều bộ khống chế ta sử có thể ký hiệu 1KC, 2KC. 1.2.Các thiết bị đóng/ cắt tự động (đống cắt từ xa) 1.2.1. Rơ le và công tắc tơ điện từ. Về cấu tạo và nguyên lý làm vịêc, Rơle và công tắc tơ điện từ giống nhau, nghĩa là về cấu tạo đều có hai phần chính. - Cơ cấu điện từ - Hệ thống các tiếp điểm. Cơ cấu điện từ bao gồm mạch từ và cuộn dây (cuốn hút). Hệ thống các tiếp điểm bao gồm tiếp điểm động và tiếp điểm tĩnh. Ngoài ra Rơle và công tắc tơ điện từ còn có các bộ phận khác như: vỏ, hệ thống lò xo phản lực. Về nguyên lý hoạt động, khi chưa cấp điện vào cuộn hút thì trạng thái các tiếp điểm được giữ nguyên. Khi cấp điện vào cuộn hút thì trạng thái tiếp điểm thay đổi, các tiếp điểm thường mở thì đóng lại còn tiếp điểm thường đóng thì mở ra. Như vậy sự đóng ngắt của các tiếp điểm này được thực hiện không phải trực tiếp từ tay người vận hành mà thực hiện gián tiếp thông qua mạch từ. Chú ý: - Rơle có tiếp điểm chịu được dòng điện nhỏ nên thường dùng cho mạch điều khiển . - Công tắc tơ có tiếp điểm chịu được dòng điện lớn nên dùng cho mạch động lực *.Ký hiệu Rơle và công tắc tơ trên sơ đồ. + Cuộn hút (Hình chữ nhật , 2 đường nối điện đi vào giữa hai cạnh dài) Tiếp điểm thường đóng Tiếp điểm thường mở + Tiếp điểm Chú ý: Tên của cuộn hút trùng với tên của tiếp điểm và thường được đặt xuất phát từ chức năng của nó trên sơ đồ ví dụ: Công tắc tơ chạỵ thuận :T Công tắc tơ chạy ngược: N Nếu là Rơle, thêm chữ R đứng trước ví dụ Rơle hãm: RH Rơ le nhiệt: Rnh. Khởi động từ: một công tắc tơ đi kèm với một rơle nhiệt, thường dùng để đóng/cắt cho động cơ điện được gọi tắt là khởi động từ. 1.2.2. Rơle thời gian Rơle thời gian là loại rơle tạo được ra những khoảng thời gian trễ kể từ lúc có tín hiệu vào (hoặc cắt tín hiệu ) cuộn hút cho tới khi tiếp điểm của nó chuyển trạng thái . *.Ký hiệu rơle thời gian trên sơ đồ : + Cuộn hút: Ký hiệu giống như các loại Rơle, Công tắc tơ + Tiếp điểm của rơle thời gian: có bốn loại cơ bản và được ký hiệu như sau: Tiếp điểm thường đóng, đóng chậm Tiếp điểm thường mở, đóng chậm Tiếp điểm thường đóng, mở chậm Tiếp điểm thường mở, mở chậm Chú ý: Hiện nay trên thị trường chúng ta thường gặp loại Rơle thời gian có 2 cặp tiếp điểm thời gian là thường mở đóng chậm và thường đóng mở chậm, 2 cặp kia ít dùng hơn 1.2.3. Rơ le nhiệt Về cấu tạo rơle nhiệt gồm ba bộ phận chính. Bộ phận thứ nhất là một sợi đốt ,dòng làm việc cũng như dòng qua tải đều đi qua sợi đốt này , nó có nhiệm vụ phát ra nhiệt (tỉ lệ với dòng điện qua nó ). Do vậy nó được mắc nối tiếp với tải. Bộ phận thứ hai là một thanh lưỡng kim nhận nhiệt từ sợi đốt, bộ phận thứ ba là các tiếp điểm thường kín. Khi dòng làm việc là định mức, nhiệt do sợi đốt phát ra chưa đủ để tác động tới thanh lưỡng kim. Khi xãy ra quá tải, nhiệt độ tăng đủ lớn đẩy cho thanh lưỡng kim cong về phía thanh có điện . Tiếp điểm của rơle nhiệt thường là loại không tự phục hồi được . Chú ý: Tiếp điểm của rơle nhiệt thường là loại không tự phục hồi được . *. Ký hiệu rơle nhiệt trên sơ đồ: Rnh - Sợi đốt(hoặc thanh nhiệt) : Rnh - Tiếp điểm: 1.3. MỘT SỐ THIẾT BỊ KHÁC: 1.3.1. Máy biến áp Là loại máy điện tĩnh, làm việc dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi điện áp xoay chiều trong mạch điện nhưng vẫn giữ nguyên tần số. + Ký hiệu máy biến áp trên sơ đồ: - Máy biến áp một pha: U1 U2 - Máy biến áp 3 pha: Chú ý: Sơ cấp và thứ cấp có thể đấu sao hoặc tam giác tuỳ từng trường hợp 1.3.2. Động cơ điện một chiều Dựa vào kiểu cấp nguồn cho dây quấn kích từ (dây quấn kích thích) có thể có các loại động cơ một chiều sau: Đ + Uư CKT Ukt - + - - Động cơ một chiều kích từ độc lập: Động cơ một chiều kích từ song song: Đ + - Uư CKT Ikt Iư - Động cơ một chiều kích từ nối tiếp: Đ + CKT - Đ + Ckt CKT - - Động cơ 1 chiều kích từ hổn hợp 1.3.3. Động cơ địên không đồng bộ 3 pha Có 2 loại cơ bản - Động cơ điện không đồng bộ 3 pha rôto lòng sóc ĐK - Động cơ điện không đồng bộ 3 pha roto dây quấn ĐK 1.3.4. Động cơ điện đồng bộ ĐB + - Về mặt cấu tạo, phía stato giống như của động cơ không đồng bộ phia roto được quấn dây. BÀI 2 MỘT SỐ SỰ CỐ TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 2.1. Sự cố ngắn mạch 2.1.1. Định nghĩa - Sự cố ngắn mạch là hiện tượng khép kín mạch mà không có tải làm cho dòng điện trong mạch tăng cao phá hỏng hệ thống điện. - Nguyên nhân phá hỏng: dòng điện lớn, tốc độ dòng tăng. 2.1.2 Các trường hợp ngắn mạch - Ngắn mạch một pha: là trường hợp ngắn mạch pha lửa với pha nguội - Ngắn mạch hai pha: là mạng điện có hai pha lửa bị ngắn mạch với nhau. - Ngắn mạch ba pha: là trường hợp mạng 3 pha lửa bị ngắn mạch với nhau. 2.1.3. Bảo vệ sự cố ngắn mạch. Dùng cầu chì, Aptomát, Rơle dòng cực đại. - Dùng cầu chì: Bảo vệ ngắn mạch cho động cơ 3 pha. Tính toán cho cầu chì: Idc = Kmm. Trong đó: Kmm là hệ số mở máy a là hệ số mang tải + Ưu điểm: đơn giản, rẻ tiền + Nhược điểm: Khi sử dụng có sự cố xảy ra phải thay dây chảy - Dùng Aptomát: + Ưu điểm: sau khi sự cố xảy ra thì ta chỉ chữa rồi phục hồi lại Aptomát + Nhược điểm: Giá thành cao, cấu tạo phức tạp. 2.2 Sự cố quá tải 2.2.1 Sự cố quá tải dài hạn - Định nghĩa: sự cố quá tải dài hạn là hiện tượng dòng điện làm việc tăng bằng 1,2 ¸ 1,4 dòng định mức và tồn tại trong khoảng thời gian dài làm hỏng thiết bị về mặt nhiệt. - Bảo vệ sự cố quá tải dài hạn: Dùng Rơle nhiệt Sơ đồ bảo vệ quá tải dành cho động cơ không đồng bộ ba pha D 1RN 2RN K CC CC K CC CD 1RN 2RN M - Cơ chế bảo vệ: Giả sử xảy ra sự cố quá tải dài hạn dòng điện của động cơ tăng, mà dòng điện đó qua sợi đốt của Rơle nhiệt, sợi đốt đó sẽ phát ra một nhiệt lượng làm cho thanh kim loại bị biến dạng và tác động vào lẫy cơ khí để mở tiếp điểm của Rơle nhiệt làm cho thanh kim loại bị biến dạng và tác động vào lẫy cơ khí để mở tiếp điểm của Rơle nhiệt (tiếp điểm 1RN hoặc 2RN mở). Do đó cuộn hút K mất điện làm các tiếp điểm K mở cắt động cơ ra khỏi nguồn. - Nguyên nhân: + Động cơ làm việc quá định mức do mang tải nhiều hơn định mức + Do ma sát trong động cơ + Do về mặt cơ khí + Do bị mất một pha ở động cơ không đồng bộ ba pha. Đối với động cơ điện một chiều chỉ cần một sợi đốt. 2.2.2. Sự cố ngắn tải ngắn hạn - Định nghĩa: Quá tải ngắn hạn là hiện tượng dòng điện làm việc của động cơ bằng 2 ¸ 3 dòng định mức và tồn tại trong khoảng thời gian ngắn gây hư hỏng về mặt cơ khí do tốc độ tăng của dòng quá lớn. - Bảo vệ sự cố quá tải ngắn hạn: Dùng Rơle dòng cực đại. Khi ta cho dòng làm việc đi qua Rm nếu Ilv £ Ihút của Rm thì tiếp điểm đóng còn Ilv ≥ Ihút => tiếp điểm mở. Sơ đồ bảo vệ quá tải ngắn hạn cho động cơ không đồng bộ ba pha (cả bảo vệ ngắn mạch, quá tải dài hạn) - Cơ chế bảo vệ: Giả sử xảy ra sự cố quá tải ngắn hạn nên dòng làm việc bằng 2 ¸ 3 dòng định mức hay Ih của RM do đó tiếp điểm 1RM hoặc 2RM mở ra làm cho cuộn hút của K mất điện và tiếp điểm K mở ra cắt động cơ ra khỏi lưới điện. - Nguyên nhân: do cơ khí, trục động cơ bị nghẹt, vòng dây bị chập trong động cơ. Chú ý: Trong các truyền động điện mà động cơ làm việc ở chế độ ngắn hạn hoặc ngắn hạn lặp lại thì không cần bảo vệ quá tải ngắn hạn. BÀI 3 XÂY DỰNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG THEO NGUYÊN TẮC THỜI GIAN 3.1. Nội dung nguyên tắc Khi xây dựng sơ đồ điều khiển tự động các chế độ làm việc của động cơ nếu chúng ta lấy tín hiệu thời gian làm tín hiệu điều khiển thì gọi là nguyên tắc thời gian. Phần tử để thực hiện nhận biết tín hiệu thời gian là rơle thời gian. 3.2 Một số ví dụ VD1: Thiết kế mạch điều khiển khởi động động cơ 1 chiều kích từ độc lập qua 2 cấp điện trở phụ theo nguyên tắc thời gian. CKT Rf1 Rf2 Đg 2Rth 1G 2G Đg Đg Đg Đg 1Rth 1G 2G 1Rth 2Rth Đ + 1 3 5 2 7 9 11 13 Thuyết minh hoạt động. Sau khi cấp điện vào mạch động lực và mạch điều khiển: ® 1Rth có điện, mở ngay tiếp điểm 1 Rth(9 - 11). Bây giờ để khởi động động cơ ta ấn nút mở máy M (3 - 5) ® cuộn hút công tắc tơ Đg có điện, đóng tiếp điểm Đg trên mạch động lực, phần cứng động cơ được cấp điện từ lưới qua 2 điện trở phụ Rf1, Rf2 ® dòng điện qua các điện trở này có trị số lớn sẽ gây sụt áp trên chúng, sụt áp trên Rf1 vượt quá ngưỡng điện áp hút của 2Rth, nó sẽ hoạt động mở tiếp điểm 2Rth(11 - 13) do vậy đảm bảo cho 1G và 2G không có điện trong giai đoạn đầu của quá trình khởi động. Cùng với thời điểm này tiếp điểm Đg (1 – 7) mở ra ® 1Rth mất điện. Sau khoảng thời gian duy trì của 1Rth(thời gian trễ), tiếp điểm 1Rth(9 -11) đóng lại, lúc này cuộn hút công tắc tơ 1G có điện sẽ đóng tiếp điểm 1G trên mạch động lực loại bỏ Rf1 đồng thời làm cho rơle thời gian 2Rth mất điện (do điện trở Rf2 bị nối ngắn mạch) sau 1 thời gian trễ 2Rth(11-13) đóng lại và cuộn hút 2G có điện đóng tiếp điểm 2G trên mạch lực loại bỏ nốt Rf1. Động cơ chuyển sang quá trình làm việc ổn định. Chú ý: + Tiếp điểm Đg( 3 - 5) làm nhiệm vụ duy trì. + Nút ấn D dùng để dừng máy. + Tiếp điểm Đg (1 -9 ) nâng cao độ tin cậy + 1Rth và 2Rth là 2 phần tử điều khiển. + 1G và 2 G là 2 phần tử chấp hành. VD2: Mạch khởi động động cơ 1 chiều qua 2 cấp điện trở phụ khi dừng có hãm động năng theo nguyên tắc tính thời gian. 1G 2G Rf1 Rf2 RH H Đ CKT M D 3 5 Đg Đg 1Rth 2Rth 1Rth 2Rth 1G 2G 7 9 Đg 3Rth Đg 15 3Rth 13 H H 11 1 2 - + Thuyết minh Quá trình mở máy: Ấn nút M do đó cuộn hút Đg có điện ® đóng tiếp điểm mạch lực cấp điện cho phần ứng động cơ. Đồng thời đóng tiếp điểm Đg (3 – 5) để duy trì cho chính nó và mở tiếp điểm Đg (13 -15) để khống chế cuộn H. Khi cuộn Đg làm việc thì cuộn hút 1Rth, 2Rth có điện ngay, vì tiếp điểm 1Rth (5 – 7), 2Rth ( 5 - 9) chưa đóng lại ngay, do đó cuộn hút 1G, 2G không có điện ® Rf1 , Rf2 được đưa vào quá trình giảm dòng khởi động. Sau một thời gian chỉnh định tiếp điểm 1Rth (5 - 7) đóng lại cuộn 1G có điện đóng tiếp điểm 1G loại bỏ Rf1, tiếp theo tiếp điểm 2Rth (5 -9) đóng lại tiếp điểm 2G đóng lại loại bỏ Rf2. Kết thúc quá trình mở máy động cơ làm việc ổn định. Khi muốn dừng ta ấn nút D (1 - 3) ® Đg mất điện, mở tiếp điểm Đg trên mạch lực để cắt phần cứng động cơ khỏi lưới điện. Khi đó cuộn hút 3Rth có điện ngay nhưng tiếp điểm 3Rth(11 - 13) chưa mở ngay do đó cuộn H có điện đóng tiếp điểm H trên mạch lực đưa RH tham gia vào quá trình hãm . Sau một thời gian chỉnh định 3Rth (11 - 13) mở ra và cuộn H mất điện mở tiếp điểm H(1 - 11) loại bỏ cuộn 3Rth, H ra khỏi lưới điện và kết thúc quá trình hãm động năng. Các phần tử: + Phần tử điều khiển Rơle thời gian 1Rth, 2Rth , 3Rth. + Phần tử chấp hành: Công tắc tơ Dg, 1G, 2G, H . + Tiếp điểm Đg (3 - 5) tiếp điểm duy trì. 3.3.bài tập Bài 1: Thiết kế mạch điều khiển động cơ trong máy giặt theo trình tự như sau: Quay thuận 30 giây, nghỉ 5 giây, quay thuận 30 giây rồi lặp đi lặp lại quá trình trong thời gian 5 phút. Bài 2: Thiết kế mạch điều khiển đèn giao thông tại một ngã tư Bài 3: Thiết kế mạch khởi động động cơ một chiều kích từ độc lập có đảo chiều quay, có 1 cấp điện trở khởi động, dừng máy, đảo chiều có hãm động năng được điều khiển theo nguyên tắc thời gian. Bài 4: Thiết kế mạch điều khiển khởi động sao tam giác cho động cơ không động bộ xoay chiều ba pha BÀI 4 XÂY DỰNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG THEO NGUYÊN TẮC TỐC ĐỘ 4.1. Nội dung của nguyên tắc. Tín hiệu tốc độ của động cơ cũng là đại lượng xác định các trạng thái của động cơ do vậy người ta có thể lấy tín hiệu tốc độ để làm tín hiệu điều khiển khi xây dựng sơ đồ điều khiển các chế độ làm việc. Để thực hiện theo nguyên tắc tốc độ người ta dùng các thiết bị đo tốc độ. Có 2 phương pháp đo. Đo trực tiếp: Người ta dung Rơle tốc độ, rơle này nối cứng trục với động cơmà ta cần điều khiển. Thực chất rơle này khó chế tạo và đắt tiền mà chủ yếu ta đo gián tiếp tốc độ Đo gián tiếp : Động cơ một chiều thì dùng Rơle hoặc công tắc tơ nối song song với mậch phần ứng động cơ. Đối với động cơ xoay chiều rôto dây quấn, người ta dùng Rơle nối ở 2 pha của rôto 4.2 – Một số ví dụ ứng dụng. VD1: Sơ đồ khởi động động cơ 1 chiều qua 3 cấp Rf theo nguyên tắc tốc độ. 3G 1G 2G 3G 2G 1G Đ Đg Đg M D 3 5 7 Đg 1 9 11 2 CKT + - Rf3 Rf2 Rf1 THUYẾT MINH. Khi khởi ấn nút M cuộn hút Đg có điện các tiếp điểm Đg đóng lại cấp điện cho động cơ bắt đầu quá trình khởi động. Vì ban đầu tốc độ động cơ nhỏ, do đó 1G, 2G, 3G vẫn ở trạng thái mở nên cả 3 điện trở phụ đều được đưa vào hạn chế dòng khởi động. Khi tốc độ động cơ tăng lên n, n ³ n1 thì điện áp trên phần ứng đạt tới điện áp hút của cuộn 1G (Uư = UGhút) do đó 1G làm việc và tiếp điểm 1G đóng lại loại bỏ Rf3 . Khi tốc độ tiếp tục tăng đến n ³ n2>n1 khi đó 2G làm việc và tiếp điểm 2G đóng lại loại bỏ tiếp Rf2. Khi tốc độ tiếp tuc tăng đến (n ³ n3>n2) thì cuộn hút 3G làm việc tiếp điểm 3G đóng lại loại bỏ nốt Rf1. Kết thúc quá trình khởi động. Chọn cuộn hút 1G, 2G, 3G sao cho. Uhút1G = U1 Uhút2G = U2 Uhút3G = U3 VD2: Mạch khởi động động cơ 1 chiều tính từ độc lập qua 1 cấp điện trở phụ hạn chế dòng phần cứng và hãm động năng để dừng máy theo nguyên tắc tốc độ. G Đ Rf Đg H Đg RH RH Rh H Đg Đg CKT + - G M D THUYẾT MINH Sau khi ấn nút mở máy M, công tắc tơ Đg có điện đóng tiếp điểm Đg thường mở trên mạch động lực nối phần ứng động cơ vào lưới qua điện trở phụ hạn chế Rf. Khi tốc độ động cơ đạt n1 thì công tắc tơ G tác động đóng tiếp điểm G trên mạch động lực ngắn mạch điện trở Rf kết thúc quá trình khởi động Muốn dừng nhanh động cơ bằng phương pháp hãm động cơ, ta ấn nút dừng máy D, lúc này công tắc tơ Đg mất điện, phần ứng động cơ bị cắt khỏi lưới, do tiếp điểm Đg thường đóng trên mạch động lực đóng lại nên cuộn hút rơle hãm RH có điện đóng tiếp điểm RH trên mạch điều khiển lại khiến H có điện, tiếp điểm H trên mạch động lực đóng lại khép mạch phần ứng qua điện trở hãm Rh bắt đầu quá trình hãm động năng cho đến khi tốc độ động cơ giảm xuống đủ nhỏ, rơle hãm RH nhả ra đưa mạch về trạng thái ban đầu, động cơ được hãm tự do cho đến khi dừng hẳn. 4.3.Bài tập Bài 1: Thiết kế mạch khởi động động cơ điện một chiều kích từ độc lập có đảo chiều quay, có 1 cấp điện trở khởi động, dừng máy, đảo chiều có hãm động năng được điều khiển theo nguyên tắc tốc độ. Bài 2: Thiết kế mạch điều khiển động cơ một chiều kích từ độc lập thực hiện 2 chức năng sau Khởi động qua 3 cấp điện trở phụ theo nguyên tắc thời gian Hãm Động năng theo nguyên tắc tốc độ Bài 3: Thiết kế mạch điều khiển động cơ một chiều kích từ độc lập thực hiện 2 chức năng sau Khởi động qua 2 cấp điện trở phụ theo nguyên tắc tốc độ Hãm động năng theo nguyên tắc thời gian BÀI 5 XÂY DỰNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG THEO NGUYÊN TẮC DÒNG ĐIỆN 5.1. Nội dung nguyên tắc - Dòng điện của động cơ cũng phản ánh các chế độ làm việc của động cơ. Chẳng hạn: Chế độ điều khiển dòng khởi động, chế độ có tải, chế độ không tải hoặc chế độ hãm. Do vậy có thể lấy tín hiệu dòng điện vào động cơ làm tín hiệu điều khiển để xây dựng mạch điều khiển các chế độ làm việc của động cơ. Phần tử thực hiện: Rơle dòng điện hoặc các phân tử thực hiện dòng điện khác. 5.2.Ví dụ : Sơ đồ động cơ điện 1 chiều kích từ nối tiếp theo nguyên tắc dòng. Đ CKT G Rf G RK RI Đg Đg G RI RK D M Đg Ihút > Iđm Inhả = Iđm Chọn thời gian tk > tRI THUYẾT MINH NGUYÊN LÝ Khi ấn M thì Đg có điện, các tiếp điểm Đg đóng cung cấp điện cho động cơ. Vì I làm việc của động lớn do đó RI và RK làm việc, nhưng chọn thời gian hút RK > thời gian hút của RI do đó tiếp điểm RI mở ra trước khi RK đóng vào do đó cuộn G sẽ không có điện, nên tiếp điểm G vẫn mở, điện trở phụ được đưa vào giảm dòng khởi động. Khi dòng điện của động cơ giảm bằng dòng điện định mức thì cuộn RI ngừng hút, tiếp điểm RI đóng lại cấp điện cho cuộn hút G tiếp điểm G đóng lại và loại bỏ điện trở phụ ra, kết thúc giai đoạn khởi động. 5.3.Bài tập Thiết kế mạch điều khiển khởi động động cơ một chiều kích từ độc lập có đảo chiều, có một cấp điện trở khởi động, dừng máy có hãm động năng, khởi động được điều khiển theo nguyên tắc dòng điện, quá trình hãm được điều khiển theo nguyên tắc tốc độ IV. Các nguyên tắc điều khiển khác Khi xây dựng mạch điều khiển các chế độ làm việc của động cơ, người ta có thể căn cứ vào các đại lượng đo lường r, M, to, ánh sáng... - Nguyên tắc lập trình: Điều khiển đối tượng chạy tới một hành trình nào đó để điều khiển được dùng cảm biến vị trí (công tắc hành trình,quang điện...) Ví dụ: Đảo chiều quay của động cơ theo nguyên tắc hành trình dùng động cơ 1 chiều. Sơ đồ nguyên lý: Thuyết minh nguyên lý: Giả sử lúc đầu ta cho quay ngược thì ấn M, lập tức cuộn N có điện, cuộn N đóng tiếp điểm N ở mạch động lực làm cho động cơ quay theo chiều ngược. Khi động cơ quay kéo M sang trái va vào cảm ứng KHA lập tức cuộn N mất điện. Khi mất điện N đóng tiếp điểm thường đóng nối mạch cho cuộn T. Lập tức cuộn N có điện. Khi T có điện mở tiếp điểm thường T khoá cuộn N đồng thời đóng tiếp điểm T, ở mạch động lực làm cho động cơ quay theo chiều thuận và kéo M sang phải. Sau khi M sang phải va vào cảm ứng KHB thì cuộn T mất điện và cuộn N có điện. Quá trình này cứ tồn tại như vậy. Muốn ngừng: ấn nút D tất cả các cuộn T, N đều mất điện và các tiếp điểm đều mở ra ngắt điện cho động cơ, động cơ ngừng quay. Phần II Hệ thống điều khiển động cơ 1 chiều công suất nhỏ theo kiểu rung Sơ đồ hệ thống được trình bày trên hình 3 . 1 Hệ thống này có chức năng bản sau: + khởi động qua một cấp điện trở phụ rf trong mạch phần ứng (từ không đến tốc độ cơ bản) sử dụng nguyên tắc tốc độ như rơ le gia tốc RG + Sau khi đạt tốc độ cơ bản (tốc độ danh định ) , từ thông của động cơ sẽ tự động giảm xuống để nâng