Giáo trình Truyền động điện (Nghề: Điện công nghiệp - Trình độ: Cao đẳng) - Trường CĐ Cơ điện-Xây dựng và Nông lâm Trung bộ

Chia sẻ: Dangnhuy08 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:255

Thêm vào BST

Báo xấu

13
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Truyền động điện được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Cấu trúc chung của hệ truyền động điện; Cơ học truyền động điện; Các đặc tính và trạng thái làm việc của động cơ điện; Điều khiển tốc độ truyền động điện; Ổn định tốc độ của hệ thống truyền động điện; Đặc tính động của hệ truyền động điện;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Truyền động điện (Nghề: Điện công nghiệp - Trình độ: Cao đẳng) - Trường CĐ Cơ điện-Xây dựng và Nông lâm Trung bộ

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ ĐIỆN – XÂY DỰNG VÀ NÔNG LÂM TRUNG BỘ GIÁO TRÌNH TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN NGHỀ : ĐIỆN CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ : CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số 77/QĐ-CĐTB-ĐT ngày 19 tháng 01 năm 2021 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Cơ điện – Xây dựng và Nông lâm Trung bộ Năm 2021
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loai sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dung nguyên bản hoặc trích dung cho các mục đích đào tạo và tham khảo. Mục đich khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụn với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh hoặc nghiêm cấm.
-1- LỜI GIỚI THIỆU Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển, đòi hỏi người lao động phải nắm bắt và lĩnh hội những tri thức mới. TĐĐ là một trong những lĩnh vực cơ sở để nghiên cứu điều khiển và khống chế ổn định các hệ thống dây chuyền sản xuất làm việc ổn định theo yêu cầu công nghệ. Thời gian gần đây nước ta ngoài mô hình đào tạo các bậc trung cấp, cao đẳng và đại học theo hướng hàn lâm còn có các bậc đào tạo nghề trung cấp và cao đẳng. Để góp phần tạo điều kiện các bạn sinh viên có tài liệu để học tập và nghiên cứu, cuốn giáo trình TĐĐ này sẽ giới các bạn sinh viên cùng bạn đọc gồm 11 bài: Bài mở đầu: Cấu trúc chung của hệ truyền động điện Bài 1: Cơ học truyền động điện. Bài 2: Các đặc tính và trạng thái làm việc của động cơ điện. Bài 3: Điều khiển tốc độ truyền động điện. Bài 4: Ổn định tốc độ của hệ thống truyền động điện. Bài 5: Đặc tính động của hệ truyền động điện. Bài 6: Chọn công suất động cơ cho hệ truyền động điện. Bài 7: Các bộ điều khiển truyền động điện trong công nghiệp. Trong quá trình biên soạn chắc chắn không khỏi thiếu sót, rất mong sự góp ý chân thành các bạn sinh viên cũng như bạn đọc. Xin chân thành cảm ơn. Chúng tôi xin chân thành cảm ơn Khoa Kỹ Thuật Điện, nhà trường cùng các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho chúng tôi hoàn thành giáo trình này. Tham gia biên soạn: 1. Võ Văn Bút (Chủ biên) 2. Nguyễn Tấn Tài 3. Phạm Thị Mạnh 4. Ngô Thị Hồng Tân -1-
-2- MÔN HỌC : TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Mã môn học: MĐ 22 Vị trí tính chất môn học: - Vị trí: Trước khi học mô đun này cần hoàn thành các mô đun và môn học cơ sở, đặc biệt các mô đun và môn học: Mạch điện; Trang bị điện; Máy điện. - Tính chất: Là mô đun kĩ thuật chuyên môn, thuộc mô đun đào tạo nghề bắt buộc Mục tiêu môn học: - Trình bày được nguyên tắc và phương pháp điều khiển tốc độ của hệ truyền động điện. - Đánh giá được đặc tính động của hệ điều khiển truyền động điện. - Tính chọn được động cơ điện cho hệ truyền động không điều chỉnh. - Phân tích được cấu tạo, nguyên lý của một số thiết bị điển hình như: soft stater, inverter, các bộ biến đổi. - Lựa chọn được các bộ biến đổi phù hợp với yêu cầu hệ truyền động - Rèn luyện tính tỉ mỉ, cẩn thận, tác phong công nghiệp cho học sinh Nội dung môn học: Nội dung tổng quát và phân phối thời gian : Thời gian Tổng Lý Thực Thi, số thuyết hành, Kiểm Số thí tra* Tên các bài trong mô đun TT nghiệm, thảo luận, bài tập 1 Bài 1:Khái niệm chung về truyền động điện. 02 02 1. Khái niệm chung về hệ truyền động điện 1.1. Định nghĩa hệ truyền động điện 1.2. Hệ truyền động của máy sản xuất 1.3. Cấu trúc chung của hệ truyền động điện 1.4. Phân loại các hệ truyền động điện -2-
-3- 2.Phụ tải và phần cơ của hệ truyền động điện 2.1. Phụ tải của truyền động điện. 2.2.Phân loại phụ tải truyền động điện 2 Bài 2: Các đặc tính và trạng thái làm việc của 16 06 09 01 động cơ điện. 1.Đặc tính của động cơ điện DC, các trạng thái khởi động và hãm. 2.Đặc tính của động cơ điện không đồng bộ, các trạng thái khởi động và hãm. 3.Đặc tính của động cơ điện đồng bộ, các trạng tháikhởi động và hãm. 4 Bài 3: Điều khiển tốc độ truyền động điện. 12 04 08 1.Khái niệm về điều chỉnh tốc độ hệ truyền động điện; tốc độ đặt; chỉ tiêu chất lượng của truyền động điều chỉnh 2. Điều chỉnh tốc độ động cơ điện 1 chiều. 3. Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ 4. Điều chỉnh tốc độ động cơ đồng bộ 5. Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng sơ đồ nối tầng (cascade). 5 Bài 4: Ổn định tốc độ của hệ thống truyền 10 04 05 01 động điện. 1.Khái niệm về ổn định tốc độ; độ chính xác duy trì tốc độ 2. Hệ truyền động cơ vòng kín : hồi tiếp âm điện áp, hồi tiếp âm tốc độ 3.Hạn chế dòng điện trong truyền động điện tự động. 6 Bài 5: Đặc tính động của hệ truyền động điện. 09 03 06 1.Đặc tính động của truyền động điện. 2.Quá độ cơ học; quá độ điện - cơ trong hệ truyền động điện. 3. Khởi động hệ truyền động điện, thời gian mở máy. 4. Hãm hệ truyền động điện, thời gian hãm; dừng máy chính xác. 7 Bài 6: Chọn công suất động cơ cho hệ truyền 09 04 04 01 động điện. 1.Phương pháp chọn động cơ truyền động cho tải theo nguyên lý phát nhiệt. 2. Chọn công suất động cơ cho truyền động không điều chỉnh tốc độ. -3-
-4- 3. Tính chọn công suất động cơ cho truyền động có điều chỉnh tốc độ. 4. Kiểm nghiệm công suất động cơ. 8 Bài 7: Các bộ điều khiển truyền động điện 15 4 10- 01 trong công nghiệp. 1.Bộ biến tần 1.1. Giới thiệu các loại biến tần. 1.2. Các phím chức năng. 1.3. Các cổng vào/ra và cách kết nối. 1.4. Khảo sát hoạt động của biến tần. 1.5. Ứng dụng thông dụng trong công nghiệp. 2. Bộ điều khiển động cơ điện 1 chiều. 2.1. Giới thiệu các bộ điều chỉnh tốc độ động cơ DC. 2.2. Cách kết nối mạch động lực. 3. Thực hiện các bài tập thực hành. 3.1. Điều chỉnh tốc độ. 3.2. Điều chỉnh mô men. Thi kết thúc 2 2 Cộng: 75 27 42 6 * Ghi chú: Thời gian kiểm tra được tích hợp giữa lý thuyết với thực hành và được tính bằng giờ thực hành. Nội dung chi tiết: Bài 1:Khái niệm chung về truyền động điệnThời gian: 2 giờ 1.Mục tiêu của bài: - Trình bày được khái niệm, đặc điểm, ý nghĩa của hệ truyền động điện. - Giải thích được cấu trúc chung và phân loại hệ truyền động điện. - Nhận dạng được các khâu cơ khí cơ bản của hệ truyền động điện. - Rèn luyện đức tính chủ động, nghiêm túc trong học tập và công việc. 2.Nội dung của bài: 2.1 Khái niệm chung về truyền động điện 2.1.1. Định nghĩa hệ truyền động điện 2.1.2. Hệ truyền động của máy sản xuất 2.1.3. Cấu trúc chung của hệ truyền động điện 2.1.4. Phân loại các hệ truyền động điện 2. 2: Phụ tải và phần cơ của hệ truyền động điện 2.2.1. Phụ tải của truyền động điện. 2.2.2. Phân loại phụ tải truyền động điện -4-
-5- Bài 2: Các đặc tính và trạng thái làm việc của động cơ điện. Thời gian : 16 giờ 1.Mục tiêu của bài: - Xây dựng được đặc tính cơ của các động cơ điện một chiều (DC), động cơ điện không đồng bộ, động cơ điện đồng bộ. - Phân tích được các trạng thái làm việc của các loại động cơ. - So sánh đặc tính của các loại động cơ, phạm vi ứng dụng của các động cơ dùng trong truyền động điện. 2.Nội dung của bài: 2.1. Đặc tính của động cơ điện DC, các trạng thái khởi động và hãm. 2.2. Đặc tính của động cơ điện không đồng bộ, các trạng thái khởi động và hãm. 2.3. Đặc tính của động cơ điện đồng bộ, các trạng thái khởi động và hãm. Bài 3: Điều khiển tốc độ truyền động điện. Thời gian 12 giờ. 1.Mục tiêu của bài: - Trình bày được các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ - So sánh được ưu, nhược điểm của từng phương pháp - Lựa chọn được phương án điều chỉnh tốc độ phù hợp với hệ truyền động điện thực tế. 2.Nội dung của bài: 2.1. Khái niệm về điều chỉnh tốc độ hệ truyền động điện; tốc độ đặt; chỉ tiêu chất lượng của truyền động điều chỉnh. 2.2. Điều chỉnh tốc độ động cơ điện 1 chiều. 2.3. Điều chỉnh tốc độ động cơ điện không đồng bộ 2.4. Điều chỉnh tốc độ động cơ đồng bộ. 25. Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng sơ đồ nối tầng (cascade). Bài 4: Ổn định tốc độ của hệ thống truyền động điện. Thời gian : 10 giờ 1.Mục tiêu của bài: - Trình bày được các yêu cầu về ổn định tốc độ làm việc của hệ truyền động điện. - Phân tích được các biện pháp chủ yếu dùng để ổn định tốc độ làm việc của hệ truyền động điện. - Chọn được phương án ổn định tốc độ cho một hệ truyền động điện thực tế. 2.Nội dung của bài: 2.1. Khái niệm về ổn định tốc độ; độ chính xác duy trì tốc độ 2.2. Hệ truyền động cơ vòng kín: hồi tiếp âm điện áp, hồi tiếp âm tốc độ. 2.3. Hạn chế dòng điện trong truyền động điện tự động. Bài 5: Đặc tính động của hệ truyền động điện Thời gian: 09 giờ 1.Mục tiêu của bài: - Trình bày được các quá trình quá độ cơ học, quá độ điện-cơ trong hệ truyền động điện vòng hở. - Giải thích được các quan hệ thời gian của các đại lượng điện-cơ trong hệ truyền động điện. -5-
-6- - Lắp đặt và vận hành được các mạch khởi động, các mạch hãm hệ truyền động điện. 2.Nội dung của bài: 2.1. Đặc tính động của truyền động điện. 2.2. Quá độ cơ học; quá độ điện - cơ trong hệ truyền động điện. 2.3. Khởi động hệ truyền động điện, thời gian mở máy. 2.4. Hãm hệ truyền động điện, thời gian hãm; dừng máy chính xác. Bài 6: Chọn công suất động cơ cho hệ truyền động điện Thời gian : 09 giờ 1.Mục tiêu của bài: - Chọn đúng công suất động cơ cho những truyền động có điều chỉnh và không điều chỉnh tốc độ. - Kiểm nghiệm công suất động cơ sau khi đã chọn cho phù hợp với máy sản xuất. 2.Nội dung của bài: 2.1. Phương pháp chọn động cơ truyền động cho tải theo nguyên lý phát nhiệt. 2.2. Chọn công suất động cơ cho truyền động không điều chỉnh tốc độ. 2.3. Tính chọn công suất động cơ cho truyền động có điều chỉnh tốc độ. 2.4. Kiểm nghiệm công suất động cơ. Bài 7: Các bộ điều khiển truyền động điện trong công nghiệp. Thời gian: 15 giờ 1.Mục tiêu của bài: - Nhận biết được cổng vào, cổng ra ở bộ biến tần và bộ điều khiển động cơ điện một chiều - Kết nối mạch động lực cho với bộ điều khiển. - Thực hiện điều chỉnh tốc độ cho động cơ không đồng bộ và động cơ điện 1 chiều. 2.Nội dung của bài: 2.1 Bộ biến tần 2.1.1. Giới thiệu các loại biến tần. 2.1.2. Các phím chức năng. 2.1.3. Các cổng vào/ra và cách kết nối. 2.1.4. Khảo sát hoạt động của biến tần. 2.1.5. Ứng dụng thông dụng trong công nghiệp. 2.2 Bộ điều khiển động cơ điện 1 chiều. 2.2.1. Giới thiệu các bộ điều chỉnh tốc độ động cơ DC. 2.2.2. Cách kết nối mạch động lực. -6-
CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Mã mô dun: MĐ 20 Thời gian thực hiện môn học: 75 giờ; (Lý thuyết: 27giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập 42 giờ; Kiểm tra: 4 giờ, thi kết thúc: 2 giờ) I. Vị trí, tính chất của mô đun: - Vị trí: Trước khi học mô đun này cần hoàn thành các mô đun chung và môn học cơ sở - Tính chất: Là mô đun kỹ thuật chuyên môn, thuộc mô đun đào tạo bắt buộc II. Mục tiêu mô đun: - Kiến thức: + Trình bày được nguyên tắc và phương pháp điều khiển tốc độ của hệ truyền động điện. + Đánh giá được đặc tính động của hệ điều khiển truyền động điện. - Kỹ năng: + Tính chọn được động cơ điện cho hệ truyền động không điều chỉnh. + Phân tích được cấu tạo, nguyên lý của một số thiết bị điển hình như: soft stater, inverter, các bộ biến đổi. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Lựa chọn được các bộ biến đổi phù hợp với yêu cầu hệ truyền động + Rèn luyện tính tỉ mỉ, cẩn thận, tác phong công nghiệp cho học sinh III. Nội dung mô đun: 1. Nội dung tổng quát và phân phối thời gian : Thời gian Tổng Lý Thực Thi, số thuyết hành, Kiểm Số thí tra* Tên các bài trong mô đun TT nghiệm, thảo luận, bài tập 1 Bài 1:Khái niệm chung về truyền động điện. 02 02 1. Khái niệm chung về hệ truyền động điện 1.1. Định nghĩa hệ truyền động điện 1.2. Hệ truyền động của máy sản xuất 1.3. Cấu trúc chung của hệ truyền động điện 1.4. Phân loại các hệ truyền động điện 2.Phụ tải và phần cơ của hệ truyền động điện 2.1. Phụ tải của truyền động điện. 2.2.Phân loại phụ tải truyền động điện 2 Bài 2: Các đặc tính và trạng thái làm việc của 16 06 09 01 động cơ điện.
1.Đặc tính của động cơ điện DC, các trạng thái khởi động và hãm. 2.Đặc tính của động cơ điện không đồng bộ, các trạng thái khởi động và hãm. 3.Đặc tính của động cơ điện đồng bộ, các trạng tháikhởi động và hãm. 4 Bài 3: Điều khiển tốc độ truyền động điện. 12 04 08 1.Khái niệm về điều chỉnh tốc độ hệ truyền động điện; tốc độ đặt; chỉ tiêu chất lượng của truyền động điều chỉnh 2. Điều chỉnh tốc độ động cơ điện 1 chiều. 3. Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ 4. Điều chỉnh tốc độ động cơ đồng bộ 5. Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng sơ đồ nối tầng (cascade). 5 Bài 4: Ổn định tốc độ của hệ thống truyền 10 04 05 01 động điện. 1.Khái niệm về ổn định tốc độ; độ chính xác duy trì tốc độ 2. Hệ truyền động cơ vòng kín : hồi tiếp âm điện áp, hồi tiếp âm tốc độ 3.Hạn chế dòng điện trong truyền động điện tự động. 6 Bài 5: Đặc tính động của hệ truyền động điện. 09 03 06 1.Đặc tính động của truyền động điện. 2.Quá độ cơ học; quá độ điện - cơ trong hệ truyền động điện. 3. Khởi động hệ truyền động điện, thời gian mở máy. 4. Hãm hệ truyền động điện, thời gian hãm; dừng máy chính xác. 7 Bài 6: Chọn công suất động cơ cho hệ truyền 09 04 04 01 động điện. 1.Phương pháp chọn động cơ truyền động cho tải theo nguyên lý phát nhiệt. 2. Chọn công suất động cơ cho truyền động không điều chỉnh tốc độ. 3. Tính chọn công suất động cơ cho truyền động có điều chỉnh tốc độ. 4. Kiểm nghiệm công suất động cơ. 8 Bài 7: Các bộ điều khiển truyền động điện 15 4 10- 01 trong công nghiệp. 1.Bộ biến tần 1.1. Giới thiệu các loại biến tần. 1.2. Các phím chức năng.
1.3. Các cổng vào/ra và cách kết nối. 1.4. Khảo sát hoạt động của biến tần. 1.5. Ứng dụng thông dụng trong công nghiệp. 2. Bộ điều khiển động cơ điện 1 chiều. 2.1. Giới thiệu các bộ điều chỉnh tốc độ động cơ DC. 2.2. Cách kết nối mạch động lực. 3. Thực hiện các bài tập thực hành. 3.1. Điều chỉnh tốc độ. 3.2. Điều chỉnh mô men. Thi kết thúc 2 2 Cộng: 75 27 42 6 2. Nội dung chi tiết: Bài 1:Khái niệm chung về truyền động điệnThời gian: 2 giờ 1.Mục tiêu của bài: - Trình bày được khái niệm, đặc điểm, ý nghĩa của hệ truyền động điện. - Giải thích được cấu trúc chung và phân loại hệ truyền động điện. - Nhận dạng được các khâu cơ khí cơ bản của hệ truyền động điện. - Rèn luyện đức tính chủ động, nghiêm túc trong học tập và công việc. 2.Nội dung của bài: 2.1 Khái niệm chung về truyền động điện 2.1.1. Định nghĩa hệ truyền động điện 2.1.2. Hệ truyền động của máy sản xuất 2.1.3. Cấu trúc chung của hệ truyền động điện 2.1.4. Phân loại các hệ truyền động điện 2. 2: Phụ tải và phần cơ của hệ truyền động điện 2.2.1. Phụ tải của truyền động điện. 2.2.2. Phân loại phụ tải truyền động điện Bài 2: Các đặc tính và trạng thái làm việc của động cơ điện. Thời gian : 16 giờ 1.Mục tiêu của bài: - Xây dựng được đặc tính cơ của các động cơ điện một chiều (DC), động cơ điện không đồng bộ, động cơ điện đồng bộ. - Phân tích được các trạng thái làm việc của các loại động cơ. - So sánh đặc tính của các loại động cơ, phạm vi ứng dụng của các động cơ dùng trong truyền động điện. 2.Nội dung của bài: 2.1. Đặc tính của động cơ điện DC, các trạng thái khởi động và hãm. 2.2. Đặc tính của động cơ điện không đồng bộ, các trạng thái khởi động và hãm. 2.3. Đặc tính của động cơ điện đồng bộ, các trạng thái khởi động và hãm. Bài 3: Điều khiển tốc độ truyền động điện. Thời gian 12 giờ.
1.Mục tiêu của bài: - Trình bày được các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ - So sánh được ưu, nhược điểm của từng phương pháp - Lựa chọn được phương án điều chỉnh tốc độ phù hợp với hệ truyền động điện thực tế. 2.Nội dung của bài: 2.1. Khái niệm về điều chỉnh tốc độ hệ truyền động điện; tốc độ đặt; chỉ tiêu chất lượng của truyền động điều chỉnh. 2.2. Điều chỉnh tốc độ động cơ điện 1 chiều. 2.3. Điều chỉnh tốc độ động cơ điện không đồng bộ 2.4. Điều chỉnh tốc độ động cơ đồng bộ. 25. Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng sơ đồ nối tầng (cascade). Bài 4: Ổn định tốc độ của hệ thống truyền động điện. Thời gian : 10 giờ 1.Mục tiêu của bài: - Trình bày được các yêu cầu về ổn định tốc độ làm việc của hệ truyền động điện. - Phân tích được các biện pháp chủ yếu dùng để ổn định tốc độ làm việc của hệ truyền động điện. - Chọn được phương án ổn định tốc độ cho một hệ truyền động điện thực tế. 2.Nội dung của bài: 2.1. Khái niệm về ổn định tốc độ; độ chính xác duy trì tốc độ 2.2. Hệ truyền động cơ vòng kín: hồi tiếp âm điện áp, hồi tiếp âm tốc độ. 2.3. Hạn chế dòng điện trong truyền động điện tự động. Bài 5: Đặc tính động của hệ truyền động điện Thời gian: 09 giờ 1.Mục tiêu của bài: - Trình bày được các quá trình quá độ cơ học, quá độ điện-cơ trong hệ truyền động điện vòng hở. - Giải thích được các quan hệ thời gian của các đại lượng điện-cơ trong hệ truyền động điện. - Lắp đặt và vận hành được các mạch khởi động, các mạch hãm hệ truyền động điện. 2.Nội dung của bài: 2.1. Đặc tính động của truyền động điện. 2.2. Quá độ cơ học; quá độ điện - cơ trong hệ truyền động điện. 2.3. Khởi động hệ truyền động điện, thời gian mở máy. 2.4. Hãm hệ truyền động điện, thời gian hãm; dừng máy chính xác. Bài 6: Chọn công suất động cơ cho hệ truyền động điện Thời gian : 09 giờ 1.Mục tiêu của bài: - Chọn đúng công suất động cơ cho những truyền động có điều chỉnh và không điều chỉnh tốc độ. - Kiểm nghiệm công suất động cơ sau khi đã chọn cho phù hợp với máy sản xuất. 2.Nội dung của bài: 2.1. Phương pháp chọn động cơ truyền động cho tải theo nguyên lý phát nhiệt.
2.2. Chọn công suất động cơ cho truyền động không điều chỉnh tốc độ. 2.3. Tính chọn công suất động cơ cho truyền động có điều chỉnh tốc độ. 2.4. Kiểm nghiệm công suất động cơ. Bài 7: Các bộ điều khiển truyền động điện trong công nghiệp. Thời gian: 15 giờ 1.Mục tiêu của bài: - Nhận biết được cổng vào, cổng ra ở bộ biến tần và bộ điều khiển động cơ điện một chiều - Kết nối mạch động lực cho với bộ điều khiển. - Thực hiện điều chỉnh tốc độ cho động cơ không đồng bộ và động cơ điện 1 chiều. 2.Nội dung của bài: 2.1 Bộ biến tần 2.1.1. Giới thiệu các loại biến tần. 2.1.2. Các phím chức năng. 2.1.3. Các cổng vào/ra và cách kết nối. 2.1.4. Khảo sát hoạt động của biến tần. 2.1.5. Ứng dụng thông dụng trong công nghiệp. 2.2 Bộ điều khiển động cơ điện 1 chiều. 2.2.1. Giới thiệu các bộ điều chỉnh tốc độ động cơ DC. 2.2.2. Cách kết nối mạch động lực. IV. Điều kiện thực hiện mô đun: 1.Phòng học: Phòng thực hành tuyền động điện 2. Trang thiết bị, máy móc - Động cơ điện các loại - Các mô hình mô phỏng hệ thống truyền động điện cần thiết. 3. Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu - Học liệu + Giáo trình, đề cương,tài liệu tham khảo + Bản vẽ, hình ảnh liên quan - Dụng cụ: + Bộ đồ nghề điện, cơ khí cầm tay. + Am pe kìm + Rơ le nhiệt độ các loại -Nguyên vật liệu: +Dây dẫn điện V. Nội dung và phương pháp đánh giá: 1. Nội dung: - Kiến thức: + Trình bày được nguyên tắc và phương pháp điều khiển tốc độ của hệ truyền động điện. + Các đặc tính của động cơ, các phương pháp điều khiển tốc độ truyền động điện. + Các phương pháp ổn định tốc độ truyền động điện. + Cách chọn công suất động cơ phù hợp yêu cầu của tải. + Các đặc tính kỹ thuật của biến tần.
- Kỹ năng: + Tính chọn được động cơ điện cho hệ truyền động không điều chỉnh. + Vẽ đặc tính cơ của động cơ điện bằng thí nghiệm. + Lắp đặt và vận hành các mạch khởi động, điều chỉnh tốc độ, mạch hãm động cơ điện. + Tính chọn công suất động cơ phù hợp với phụ tải. + Nhận dạng các thiết bị điều khiển truyền động + Đặt chế độ làm việc, đạt tham số cho biến tần + Xử lý các lỗi trong các bộ điều khiển truyền động - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Lựa chọn được các bộ biến đổi phù hợp với yêu cầu hệ truyền động + Rèn luyện tính tỉ mỉ, cẩn thận, tác phong công nghiệp cho học sinh + Tự tin vào kết quả, sản phẩm của mình 2. Phương pháp: - Kiểm tra thường xuyên: Viết, vấn đáp, thời gian
MỤC LỤC Trang Bài 1:Khái niệm chung về truyền động điện. .....................................................07 1. Khái niệm chung về hệ truyền động điện ............................................................07 1.1. Định nghĩa hệ truyền động điện ........................................................................07 1.2. Hệ truyền động của máy sản xuất .....................................................................07 1.3. Cấu trúc chung của hệ truyền động điện...........................................................10 1.4. Phân loại các hệ truyền động điện ....................................................................10 2.Phụ tải và phần cơ của hệ truyền động điện .........................................................11 2.1. Phụ tải của truyền động điện. ...........................................................................11 2.2. Cơ học truyền động điện ...................................................................................14 Bài 2: Các đặc tính và trạng thái làm việc của động cơ điện. ...........................28 1.Đặc tính của động cơ điện DC, các trạng thái khởi động và hãm. ......................28 2.Đặc tính của động cơ điện không đồng bộ, các trạng thái khởi động và hãm. ....59 3.Đặc tính của động cơ điện đồng bộ, các trạng tháikhởi động và hãm. .................76 Bài 3: Điều khiển tốc độ truyền động điện. .............................................................94 1.Khái niệm về điều chỉnh tốc độ hệ truyền động điện; tốc độ đặt; chỉ tiêu chất lượng của truyền động điều chỉnh.............................................................................................94 2. Điều chỉnh tốc độ động cơ điện 1 chiều. .............................................................99 3. Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ ..........................................................114 4. Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng sơ đồ nối tầng (cascade). .................................126 Bài 4: Ổn định tốc độ của hệ thống truyền động điện .......................................148 1.Khái niệm về ổn định tốc độ; độ chính xác duy trì tốc độ ....................................148 2. Hệ truyền động cơ vòng kín : hồi tiếp âm điện áp, hồi tiếp âm tốc độ ................153 3.Hạn chế dòng điện trong truyền động điện tự động. ...........................................159 Bài 5: Đặc tính động của hệ truyền động điện. ................................................................. 170 1.Đặc tính động của truyền động điện. ....................................................................170 2.Quá độ cơ học; quá độ điện - cơ trong hệ truyền động điện.................................174 3. Khởi động hệ truyền động điện, thời gian mở máy. ............................................181 4. Hãm hệ truyền động điện, thời gian hãm; dừng máy chính xác ..........................184 Bài 6: Chọn công suất động cơ cho hệ truyền động điện ........................................191 1.Phương pháp chọn động cơ truyền động cho tải theo nguyên lý phát nhiệt. .......191 2. Chọn công suất động cơ cho truyền động không điều chỉnh tốc độ. ..................196 3. Tính chọn công suất động cơ cho truyền động có điều chỉnh tốc độ. .................206 4. Kiểm nghiệm công suất động cơ. .......................................................................208 Bài 7: Các bộ điều khiển truyền động điện trong công nghiệp. ..............................217 1.Bộ biến tần ............................................................................................................217 1.1. Giới thiệu các loại biến tần. ....................................................................217 1.2. Các phím chức năng. .............................................................................223 1.3. Các cổng vào/ra và cách kết nối. ............................................................229 1.4. Ứng dụng thông dụng trong công nghiệp. .............................................236 2. Bộ điều khiển động cơ điện 1 chiều. ....................................................................237
2.1. Giới thiệu các bộ điều chỉnh tốc độ động cơ DC. ..................................237 2.2. Cách kết nối mạch động lực. ..................................................................244
7 BÀI 1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN (Thời gian: 2 giờ) Mục tiêu: - Trình bày được khái niệm, đặc điểm, ý nghĩa của hệ truyền động điện. - Giải thích được cấu trúc chung và phân loại hệ truyền động điện. - Nhận dạng được các khâu cơ khí cơ bản của hệ truyền động điện. - Rèn luyện đức tính chủ động, nghiêm túc trong học tập và công việc. Nội dung: 1. Khái niệm chung về truyền động điện 1.1 Định nghĩa hệ truyền động điện Hệ truyền động điện là tổ hợp nhiều thiết bị và phần tử điện- cơ dùng biến đổi điện năng thành cơ năng cung cấp cho cơ cấu công tác trên các máy sản xuất, đồng thời có thể điều khiển năng lượng đó tùy theo yêu cầu của máy sản xuất. 1.2 Hệ truyền động của máy sản xuất Xét hệ truyền động của 3 loại máy sản xuất sau: 1.2.1 Hệ truyền động của máy bơm nước Động cơ điện Đ biến đổi điện năng thành cơ năng tạo ra mô men M làm quay trục máy và các cánh bơm. Cánh bơm chính là cơ cấu công tác CT nó chịu tác động của nước tạo ra mô men MCT ngược chiều tốc độ quay ω của trục chính mô men này Hình 0.1 Truyền động của máy bơm nước tác động lên động cơ ta gọi mô men này là mô men cản MC . Nếu MC cân bằng với mô men của động cơ thì hệ chuyển động ổn định với tốc độ không đổi ω = const. 1.2.2 Hệ truyền động máy tiện
8 Cơ cấu công tác CT bao gồm mâm cặp MC, phối kim loại PH được kẹp trên mâm và dao DC, khi làm việc động cơ Đ tạo ra mô men M làm quay trục, qua bộ truyền lực TL (gồm đai truyền và các cặp bánh răng) chuyển động quay được tuyền đến mâm cặp và phôi. Lực cắt do dao tạo ra trên phôi hình thành mô men MCT tác động trên cơ cấu công tác có chiều ngược với chiều chuyển động. Nếu dời điểm đặt của MCT về trục động cơ ta có mô men cản MC (thay thế cho MCT). Cũng tương tự như hệ truyền động bơm nước, khi MC cân bằng với mô men của động cơ thì hệ chuyển động ổn định với tốc độ không đổi ω = const. 1.2.3 Hệ truyền động cần trục Hình 0.2 Truyền động của máy tiện Cơ cấu công tác gồm trống tời TT, dây cáp C và tải trọng G. Lực trọng trọng trường G tác động lên trống tời tạo ra mô men trên cơ cấu công tác MCT Nếu dời điểm đặt của MCT về trục động cơ ta có mô men cản MC (thay thế cho MCT).Còn động cơ thì tạo ra mô men quay M. Khác ở hai trường hợp trước, cần trục và máy nâng có chiều tác động do lực trọng trường quyết định, nên không phụ thuộc và chiều tốc độ, nghĩa là có trường hợp nó ngược chiều với chiều chuyển động của động – cơ cấu công tác tiêu thụ năng lượng do động cơ Hình 0.3 Truyền động của cần trục cung cấp và có trường hợp MCT cùng
9 chiều chuyển động- cơ cấu công tác gây ra chuyển động, tạo ra năng lượng cấp cho trục động cơ. Ví dụ: Khi nâng tải trọng, động cơ cấp năng lượng để tạo ra chuyển động. Khi đó M cùng chiều ω, tải trọng cản trở chuyển động và tiêu thụ năng lượng do động cơ cung cấp MC ngược chiều ω. Khi hạ tải trọng, trọng lực và thế năng sẽ làm cho trống tời quay, thế năng cấp cho hệ và tạo ra chuyển động MCT (hoặc MC cùng chiều ω. Năng lượng bộ qua bộ truyền TL sẽ đưa về làm quay trục động cơ. Lúc này động cơ làm việc như một máy phát điện, tiêu thụ cơ năng và biến thành điện năng. Đồng thời mô men quay do động cơ sinh ra ngược chiều quay của trục: M ngược ω động cơ biến thành bộ phanh hãm. 1.3 Cấu trúc chung của hệ truyền động điện Trong các ví dụ trên, động cơ Đ có thể được nối trực tiếp lưới điện công nghiệp hoặc cũng có thể nối với một nguồn riêng gọi là thiết bị biến đổi BĐ để tạo ra điện năng phù hợp với yêu cầu của động cơ. Có thể mô tả khái quạt cấu truc của hệ truyền động điện (hình 1.4) ngoài các khâu được mô tả ở phần trên còn có bộ điều khiển để đóng cắt bảo vệ và điều khiển toàn hệ thống. Để thuận tiện cho việc khảo sát ta chia cấu trúc chung của hệ làm 2 phần: phần điện và phần cơ.