Bài tập lớn điều khiển truyền động điện

Bài tập lớn điều khiển truyền động điện
Câu 1
Lập sơ đồ điều khiển tự động khởi động 5 cấp tốc độ động cơ không đồng
bộ Rotor dây quấn, biết rằng động cơ công suất nhỏ, không cần đổi chiều
quay ( điều khiển theo thời gian).chuyển sơ đồ sang điều khiển PLC
Trả lời
I.Tư duy xây dựng sơ đồ
 Vì ĐC công suất nhỏ lên các thiết bị bảo vệ có thể đấu trực tiếp vào
mạch lực của ĐC.
 Không cần đảo chiều quay lên chỉ cần 1 contactor để cấp điện cho
ĐC.
 Điều khiển theo nguyên tắc thời gian vì vậy cần các Relay thời gian.
II. Thành phần trong sơ đồ
1.Các phần tử trong sơ đồ:
• 1A,2A : Hai áp tô mát đóng cắt mạch bằng tay và cắt mạch tự
động khi có sự cố: quá tải,ngắn mạch,sụt áp...
• 1RI-2RI : Các rơle dòng điện để bảo vệ dòng điện cực đại nếu
dòng điện trong mạch bảo vệ tăng lên do quá tải hoặc ngắn
mạch.Cuộn dây rơle dòng mắc nối tiếp với mạch cần bảo vệ.
• RN : Rơle nhiệt (Có nút nhấn phục hồi) để bảo vệ động cơ
khỏi bị quá tải.
• iRt với i =(1-5) : 5 rơle thời gian với thời gian chỉnh định
t
cđ
(iRt)=t
i
-t
r
(iG) trong đó t
i
là thời gian quá độ trên cấp điện trở

phụ thứ i , t
r
(iG) là thời gian quán tính(tác động riêng) của
công tắc tơ G thứ i tương ứng.
• iG với i =(1-5): 5 công tắc tơ để đóng /cắt các cấp điện trở phụ
thứ i tương ứng.
• K : công tắc tơ để đóng /cắt nguồn cấp cho động cơ.
2. sơ đồ hình vẽ
1
III .Nguyên lý hoạt động
2
- Nếu ta đóng Atomat 1A và 2A thì động cơ chưa quay và 2 tiếp điểm 1Rt,
2Rt mở ra
- Muốn khởi động động cơ ta nhấn nút M thì K có điện nếu không có sự cố,
K1 đóng lại đưa động cơ vào khởi động, K2 tự đóng lại (giữ nguyên trạng
thái khi bỏ tay khỏi nút nhấn)
- K3 đóng lại để chuẩn bị cấp điện cho công tắc tơ 1G, đảm bảo trình tự tác
động của sơ đồ
- K4 mở ra ngắt điện rơ le, rơ le bắt đầu tính thời gian từ khi ngắt điện ( khi
nhấn nút M )
- tính xong thời gian thì 1Rt sẽ đóng vào, lúc đó cấp điện cho 1G
+1G1 sẽ đóng vào, loại R1
+1G2 sẽ đóng vào, đảm bảo trình tự tác động
+1G3 mở ra để ngắt điện cho rơ le 2Rt
- Rơ le 2Rt bị ngắt điện, rơ le bắt đầu tính thời gian từ khi 1G3 mở
+2G1 đóng vào, loại R2
+2G2 đóng vào, chuẩn bị tiếp tục bước tiếp theo
+2G3 mở ra ngắt điện cho rơ le 3Rt
- Trình tự lặp lại với 3G, 4G, 5G
Thời gian chỉnh định của rơ le

 Thời Gian chỉnh định tính theo công thức : T
Cd
(iRt) = T
i
– T
r
(iG); I
= 1 – 5
 T
i
: thời gian quá trình quá độ của Relay time thứ I
 T
r
(iG) : thời gian tác động riêng của Contactor iG
T
Cd
(iRt) : thời gian chỉnh định của Relay time iRt
- Để dừng động cơ ta nhấn nút D. Lúc này K mất điện làm cho các tiếp
điểm của K trở về trạng thái thường. K1 mở ra ngừng cấp điện cho động cơ.
Các tiếp điểm của các Contactor 1G đến 5G và các Relay Time 1Rt đến
5Rtcũng lần lượt trở về trạng thái thường. ĐC ngừng hoạt động
- Trong Khi khởi động và hoạt động, nếu gặp sự cố thì các Relay RI và RN
sẽ tác động làm cho K mất điện. quá trình diễn ra như lúc nhấn nút D. ĐC
ngừng hoạt động.
IV. lập trình PLC
3
1.Tín hiệu ra vào plc
Tín hiệu đưa vào PLC:
 Tín hiệu từ nút nhấn M để khởi động động cơ.
 Tín hiệu từ nút nhấn M để dừng động cơ.

 Tín hiệu từ rơ le nhiệt RN để báo quá tải.
 Tín hiệu từ rơ le dòng điện 1RI,2RI để báo ngắn mạch.
Tín hiệu đưa ra từ PLC để điều khiển:
 Tín hiệu để đóng /cắt điện các công tắc tơ K,iG nếu dùng PLC có
CPU AC/DC/RLY.Hoặc tín hiệu để đóng /cắt điện các rơ le
trung gian tương ứng để điều khiển các công tơ nếu dùng PLC có
CPU DC/DC/DC
 Tín hiệu đóng /cắt điện các đèn báo.
2.Bảng xác định ký hiệu và địa chỉ vào/ra:
3.Sơ đồ kết nối PLC với nguồn và ngoại vi:
4
Với: T1 : rơ le trung gian điều khiển công tắc tơ K
T2,T3,T4,T5,T6 : các rơ le trung gian tương ứng điều khiển các công tắc tơ
1G,2G,3G,4G,5G
4.Chương trình điều khiển dạng LAD:
5
Giả sử thời gian khởi động t=20s,thời gian quá độ trên mỗi cấp bằng nhau và
t
i
=4s:
6
7
Câu 2: Lập sơ đồ nguyên lý điểu khiển 3 cấp tốc độ động cơ không
đồng bộ Rotor dây quấn có công suất lớn có đổi chiều quay.Điều
khiển theo nguyên tắc thời gian.
Lập sơ đồ điều khiển bằng PLC.
Trả lời
I. Tư duy xây dựng sơ đồ
- Vì ĐC công suất lớn lên các thiết bị bảo vệ không thể đấu trực tiếp vào
mạch lực(Vì Relay chỉ chịu được dòng 5-10A) mà phải đấu gián tiếp.Ở đây

ta sử dụng biến dòng để đẩu gián tiếp với các thiết bị bảo vệ.
- Cần đảo điều chiều quay đối với ĐCKĐB thì chỉ cần đảo 2 trong 3 pha.Lên
trong sơ đồ phải sử dụng 2 Contactor chính là 1K và 2K để điều khiển đảo
chiều quay.
+Khi sử dụng 2 Contactor sẽ gây ra nhiều nguy cơ: ngắn mạch nguồn
nếu 2 contactor cùng đóng vì vậy cần phải trang bị thêm hình thức bảo
vệ nữa là bảo vệ liên động để đảm bảo chắc chắn không xảy ra tình
trạng 2Contactor cùng đóng.Ở đây sử dụng 2 hình thức là liên động cơ
và liên động điện
- ĐC công suất lớn lên yêu cầu dòng hút lớn(10-20A) nên nếu ta đấu trực
tiếp các tiếp điểm của Relay thì không chịu được, vì vậy ta sử dụng thêm 1
Relay trung gian mà tiếp điểm có thể chịu được dòng lớn. Với ĐC công suất
lớn ta sử dụng Relay dòng và hiệu chỉnh sao cho khi dòng điện I
1
>=(1,2-
1,3)I
đm
thì phải tác động bảo vệ loại động cơ ra khỏi nguồn thay cho sử dụng
Relay nhiệt vì khi dòng điện quá lớn thì Relay nhiệt sẽ bị đứt. Yêu cầu hệ
thống bảo vệ cần phân biệt đâu là khởi động (I
kđ
),đâu là quá tải(I
qt
) nhờ rơle
thời gian Rt theo nguyên tắc: Nếu thời gian tồn tại dòng I
1
>=(1.2-1.3)I
đm
lớn
hơn thời gian khởi động thì đó là quá tải.

II. Thành phần trong sơ đồ
1.Các phần tử trong sơ đồ:
• 1A,2A: Hai áp tô mát dùng để đóng /cắt để sửa chửa khi có sự cố
đồng thời nó bảo vệ động cơ khi ngắn mạch.
8