Đề thi tốt nghiệp cao đẳng nghề: Điện công nghiệp - Môn thi: Lý thuyết chuyên môn nghề - Mã đề thi số: ĐCN - LT 12

1/1 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ĐỀ THI TỐT NGHIỆP CAO ĐẲNG NGHỀ KHÓA 2 (2008 - 2011) NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP MÔN THI: LÝ THUYẾT CHUYÊN MÔN NGHỀ Mã đề thi số: ĐCN - LT 12 Hình thức thi: Viết Thời gian: 150 Phút (Không kể thời gian chép/giao đề thi) ĐỀ BÀI Câu 1: (2 điểm) Trình bày các chế độ làm việc của động cơ điện? Câu 2: (2 điểm) Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc, yêu cầu cơ bản khi lựa chọn cầu chì? Câu 3: (3 điểm) Nêu nội dung nguyên tắc điều khiển truyền động điện theo tốc độ? Trình bày nguyên lý hoạt động của mạch mở máy động cơ điện một chiều kích từ độc lập có 3 cấp điện trở phụ trong mạch phần ứng theo nguyên tắc tốc độ và nhận xét về nguyên tắc điều khiển này? Câu 4: (3 điểm) (Câu tự chọn, do các trường biên soạn - Thời gian: 45 phút) , ngày . tháng . năm . DUYỆT CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG BAN ĐỀ THI 1/5 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ĐÁP ÁN ĐỀ THI TỐT NGHIỆP CAO ĐẲNG NGHỀ KHOÁ 2 (2008 - 2011) NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP MÔN THI: LÝ THUYẾT CHUYÊN MÔN NGHỀ Mã đề thi số: DA ĐCN - LT 12 Thời gian: 150 Phút Câu Nội dung Điểm 1 Trình bày các chế độ làm việc của động cơ điện 2 Từ nguyên lý phát nóng và nguội lạnh của động cơ điện, người ta chia ba chế độ làm việc của động cơ tương ứng với ba dạng đồ thị phụ tải đặc trưng : Chế độ dài hạn, ngắn hạn, ngắn hạn lặp lại. - Chế độ làm việc dài hạn: Chế độ làm việc khi phụ tải được duy trì trong thời gian đủ dài để nhiệt sai của động cơ đạt đến giá trị ổn định (hình 7-1a), giản đồ trên biểu thị đồ thị phụ tải dài hạn không đổi Pc = f(t) = const và đường cong nhiệt sai của động cơ với giá trị  đạt đến ôđ. Động cơ của các máy như quạt gió, bơm nước, các máy công cụ cỡ lớn như máy tiện đứng, máy bào giường, máy cán liên tục đều làm việc ở chế độ dài hạn. 0,5 0,25 Giản đồ phụ tải (hình 7.1a) 0,25 - Chế độ ngắn hạn: Ở chế độ này, thời gian tồn tại của phụ tải đủ ngắn nên nhiệt sai của động cơ chưa kịp đạt đén giá trị ổn định, còn thời gian không tải lại rất dài nên nhiệt sai của động cơ giảm đến không mà chu kỳ thiếp theo của phụ tải vẫn chưa xuất hiện (hình 7-1b). Động cơ đóng mở của đập nước, động cơ nâng hạ nhịp cầu giao thông, động cơ kẹp phôi trong máy cắt gọt kim loại thường làm việc ở chế độ này. 0,75 0,5 Giản đồ phụ tải (hình 7.1b) 0,25 - Chế độ ngắn hạn lặp lại: Đặc điểm của chế độ này là thời gian làm việc (có tải) không đủ cho nhiệt độ động cơ tăng đến giá trị ổn định, và thời gian nghi cũng không đủ để cho nhiệt độ động cơ giảm đến nhiệt độ môi trường ( = 0). Đồ thị phụ tải và đường cong nhiệt sai động cơ ở chế độ này được diểu diễn hình 7-1c. Đặc trưng cho đồ thị phụ tải ngắn hạn lặp lại là độ lớn 0,75 2/5 của phụ tải Pc hoặc Mc và “thời gian đóng điện tương đối” TĐ hoặc TĐ%: TĐ = tlv/tck, TĐ% = (tlv/tck)% Trong đó : tlv là thời gian làm việc (có tải); tck = tlv + tn thời gian của chu kỳ, tn thời gian nghỉ . 0,25 Giản đồ phụ tải (hình 7.1c) 0,5 2 Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc và đặc tính bảo vệ của cầu chì? 2 + Cấu tạo của cầu chì Gồm 2 phần chính: - Dây chảy: Là thành phần chính của cầu chì, được đặt trong vỏ bằng vật liệu cách điện và được nối với các điện cực, điện cực được nối với mạch điện qua các dạng tiếp xúc như liên kết ốc vít, bulông, ngàm. Dây chảy thường làm bằng đồng, bạc, thiếc, chì. - Vỏ: Có nhiệm vụ cách điện, ngăn chặn không khí nóng khi cầu chì tác động và là buồng dập hồ quang. Thường được làm bằng nhựa cách điện, sứ hay thuỷ tinh. 0,5 + Nguyên lý làm việc của cầu chì - Khi dòng điện đi qua dây chảy lớn hơn dòng điện tới hạn Ith, lượng nhiệt sinh ra chủ yếu dùng để đốt nóng dây chảy, đó là trạng thái nóng chảy cục bộ, làm dây chảy từ trạng thái rắn chuyển sang mềm, hoá hơi rồi đứt. Cầu chì sẽ cắt mạch. 0,5 + Yêu cầu khi lựa chọn cầu chì - Chọn cầu chì cần thoả mãn các điều kiện sau: 1 3/5 Uđm CC > Uđm LĐ Icc > Itt Trong đó: Uđm CC - điện áp dịnh mức của cầu chì. Uđm LĐ - điện áp dịnh mức của lưới điện Icc – dòng điện định mức của dây chảy. Itt - dòng điện tính toán tương ứng với công suất tính toán của phụ tải. - Đối với cầu chì bảo vệ động cơ điện ngoài các điều kiện trên cần thoả mãn điều kiện: I cc > C I kd Ikđ - dòng điện khởi động lớn nhất của tải. C - hằng số phụ thuộc vào chế độ khởi động của tải. C = 2,5 đối với động cơ có thời gian khởi động bé ( 310 s). C = ( 1,6 2) đối với động cơ có thời gian khởi động lớn (đến 40s). 0,5 0,5 3 Nêu nội dung nguyên tắc điều khiển truyền động điện theo tốc độ? Nguyên lý hoạt động của mạch mở máy động cơ điện một chiều kích từ độc lập có 3 cấp điện trở phụ trong mạch phần ứng theo nguyên tắc tốc độ và nhận xét về nguyên tắc điều khiển này? 3 Nội dung nguyên tắc điều khiển truyền động điện theo tốc độ Tốc độ quay trên trục động cơ hay của cơ cấu chấp hành là một thông số đặc trưng quan trọng xác định trạng thái của hệ thống truyền động điện. Do vậy, người ta dựa vào thông số này để điều khiển sự làm việc của hệ thống. Lúc này mạch điều khiển phải có phần tử thụ cảm được chính xác tốc độ làm việc của động cơ - gọi là rơle tốc độ. Khi tốc độ đạt được đến những trị số ngưỡng đã đặt thì rơle tốc độ sẽ phát tín hiệu đến phần tử chấp hành để chuyển trạng thái làm việc của hệ thống truyền động điện đến trạng thái mới yêu cầu. 0,25 Nguyên lý hoạt động của mạch mở máy động cơ điện một chiều kích từ độc lập có 3 cấp điện trở phụ trong mạch phần ứng Để làm các phần tử kiểm tra tốc độ, ở đây ta dùng các côngtăctơ gia tốc 1G, 2G và 3G có cuộn dây mắc trực tiếp vào 2 đầu phần ứng động cơ, nó tiếp thụ được điện áp tỷ lệ với tốc độ động cơ với sai lệch nhỏ. 2,5 0,25 4/5 Hoạt động của sơ đồ: Sau khi ấn nút mở máy M, côngtăctơ Đg có điện đóng mạch phần ứng động cơ vào nguồn qua 3 điện trở phụ r1, r2 và r3. Động cơ gia tốc trên đường đặc tính cơ (1). Khi tốc độ động cơ đạt đến trị số ω 1 điện áp trên 2 đầu côngtăctơ 1G đạt trị số hút U1, do đó 1G hút, loại trừ điện trở r1, động cơ sẽ chuyển sang gia tốc trên đường đặc tính cơ (2). Khi tốc độ động cơ đạt đến trị số ω2(ω 2 > ω 1) điện áp trên 2 đầu côngtăctơ 2G đạt trị số hút U2, do đó 2G hút, loại trừ tiếp điện trở r2, động cơ sẽ chuyển sang gia tốc trên đường đặc tính cơ (3). Khi tốc độ động cơ đạt đến trị số ω 3(ω 3 > ω 2) điện áp trên 2 đầu côngtăctơ 3G đạt trị số hút U3, do đó 3G hút, điện trở r3 bị ngắn mạch, động cơ sẽ chuyển sang gia tốc trên đường đặc tính cơ tự nhiên, cho đến điểm làm việc ổn định. 0,25 0,25 0,25 0,25 - Sơ đồ mạch động lực & Sơ đồ mạch điều khiển 0,75 - Đặc tính cơ 0,25 - Đặc tính tải 0,25 Nhận xét về điều khiển truyền động điện theo nguyên tắc tốc độ Ưu điểm là đơn giản và rẻ tiền, thiết bị có thể là côngtăctơ mắc trực tiếp vào phần ứng động cơ không cần thông qua rơle. Nhược điểm là thời gian mở máy và hãm máy phụ thuộc nhiều vào mômen cản MC, quán tính J, điện áp lưới U và điện trở cuộn dây côngtăctơ. Các côngtăctơ gia tốc có thể không làm việc vì điện áp lưới giảm thấp, vì quá tải hoặc vì cuộn dây quá phát nóng, sẽ dẫn đến quá phát nóng điện trở khởi động, có thể làm cháy các điện trở đó. Khi điện áp lưới tăng cao có khả năng tác động đồng thời các côngtăctơ gia tốc làm tăng dòng điện quá trị số cho phép. Trong thực tế ít dùng nguyên tắc này để khởi động các động cơ, thường chỉ dùng nguyên tắc này để điều khiển quá trình hãm động cơ. 0,25 4 Câu tự chọn, do các trường biên soạn 3 5/5 , ngày . tháng . năm .. DUYỆT CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG BAN ĐỀ THI