Giáo trình Mô đun 22: Trang bị điện 1 - Điện công nghiệp

 
1K(5,7). 
Còn nếu chuyển công tắc xoay về bên trái trục khoan sẽ quay nghịch do 
K2(13,5) và K3(3,5) đóng lại; sau đó cùng được duy trì bằng tiếp điểm 
2K(5,13). 
Dừng máy bằng cách đặt công tắc xoay ở giữa, lúc đó trạng thái của bộ 
công tắc xoay như hình vẽ. 
Bơm nước thì đóng cầu dao 2CD khi trục khoan đã làm việc. 
Đóng công tắc K để cấp nguồn cho đèn Đ thông qua biến áp BA. 
- Bảo vệ: 
Ngắn mạch: cầu chì CC. 
Quá tải: RN. 
- Liên động: 
Cơ khí: Bộ công tắc xoay K1; K2; K3. 
Điện: Khóa chéo; duy trì. 
HÌNH 3.18: MẠCH ĐIỆN MÁY KHOAN 2A125 
3 - 380 
1CD 
CC 
1K 2K 
1Đ 
TRỤC CHÍNH 
2Đ 
NƯỚC 
2CD 
RN 
1 
1K 
2K 
2K 
1K 
RN 
3 5 7 2 
1K 
2K 
K1 
K2 
K3 
5 
5 
5 
5 
9 
11 
13 
2 
BA 
K 
Đ 
173 
 173 
- Sơ đồ thiết bị và đi dây (Sinh viên bổ sung và hoàn thiện theo hình 3.19). 
HÌNH 3.19: SƠ ĐỒ BỐ TRÍ THIẾT BỊ MẠCH ĐIỆN MÁY KHOAN 2A125 
1CD 
1CC 
A B C N 
1K 
TRỤC CHÍNH 
2K 
RN 
2CD 
NƯỚC 
K 
XXXII.
A 
K1 
K2 
K3 
OFF 
FWD REV 
174 
 174 
b. Lắp ráp mạch 
+Bước 1: Lựa chọn và gá lắp thiết bị 
Bảng 3.5: Bảng kê trang bị điện hình 3.18 
Stt Kí hiệu SL Chức năng 
1 1CD 1 Cầu dao nguồn, đóng cắt không tải toàn bộ mạch. 
2 2CD 1 Cầu dao điều khiển động cơ bơm nước 3Đ. 
3 CC 3 Cầu chì bảo vệ ngắn mạch cho toàn bộ mạch. 
4 K1,K2,K3 1 Bộ công tắc xoay, điều khiển đảo chiều trục 
chính. 
5 1K; 2K 2 Công tắc tơ, điều khiển đảo chiều động cơ trục 
chính (1Đ). 
6 RN 1 Rơ le nhiệt, bảo vệ quá tải động cơ trục chính. 
7 BA 1 Biến áp cách ly, cấp nguồn an toàn cho đèn chiếu 
sáng làm việc. 
8 K 1 Công tắc, điều khiển đèn chiếu sáng làm việc. 
9 Đ 1 Đèn chiếu sáng làm việc. 
+Bước 2: Lắp ráp, vận hành và mô phỏng sự cố 
- Sinh viên tự vạch trình tự lắp ráp, kiểm tra. 
- Sinh viên tự vận hành mạch và mô phỏng ít nhất 3 sự cố có thể xảy ra. 
 BÀI TẬP MỞ RỘNG 
3.4 Trong mạch điện máy khoan 2A125. Hãy thực hiện: 
- Thay thế bộ công tắc đảo chiều K1, K2, K3 bằng loại khí cụ điện khác sao 
cho mạch vẫn đảm bảo các tính năng cũ. 
- Khống chế động cơ bơm nước chỉ làm việc sau khi trục khoan đã vận hành. 
- Có đèn tín hiệu cho các trạng thái làm việc của máy. 
a. Sinh viên vẽ hoàn chỉnh sơ đồ và lắp ráp mạch. 
b. Vận hành, quan sát và ghi nhận hiện tượng. 
c. Mô phỏng sự cố, quan sát ghi nhận hiện tượng. 
d. Làm báo cáo thực hành, giải thích hiện tượng. 
6. Trang bị điện máy mài 
Mục tiêu: 
6.1 Đặc điểm, yêu cầu trang bị điện 
a. Khái niệm về máy mài 
Máy mài là loại máy công cụ dùng gia công làm nhẵn hoặc tạo hình bề 
mặt các chi tiết. Máy mài có 2 nhóm chính: 
Máy mài tròn: Dùng gia công mặt ngoài và mặt trong của chi tiết. 
Chuyển động chính là chuyển động quay tròn của đá mài, chi tiết có thể quay 
tròn hoặc tịnh tiến. Các chuyển động phụ gồm: di chuyển ụ đá, bơm dầu , làm 
175 
 175 
mát ... 
Máy mài phẳng: Dùng gia công các mặt phẳng hoặc mặt cầu. Đá mài 
thường chuyển động tịnh tiến, chi tiết có thể tịnh tiến hoặc quay. 
Hình dạng ngoài và các bộ phận chính của máy mài trong hình 3.20. 
HÌNH 3.20: HÌNH DÁNG BÊN NGOÀI CỦA MÁY MÀI 
1. Thân máy; 2. Ụ quay phôi; 3. Ụ đỡ phôi; 4. Ụ mài 
Ngoài ra còn có các máy khác như: máy mài vô tâm, máy mài rãnh, máy 
mài cắt, máy mài răng v.v Thường trên máy mài có ụ chi tiết hoặc bàn, trên 
đó kẹp chi tiết và ụ đá mài, trên đó có trục chính với đá mài. Cả hai ụ đều đặt 
trên bệ máy. 
b. Giới thiệu công nghệ mài 
176 
 176 
HÌNH 3.21: SƠ ĐỒ GIA CÔNG CHI TIẾT TRÊN MÁY MÀI 
Máy mài tròn có hai loại: máy mài tròn ngoài (h-3.21a), máy mài tròn 
trong (h-3.21b). Trên máy mài tròn chuyển động chính là chuyển động quay 
của đá mài; chuyển động ăn dao là di chuyển tịnh tiến của ụ đá dọc trục (ăn 
dao dọc trục) hoặc di chuyển tịnh tiến theo hướng ngang trục (ăn dao ngang) 
hoặc chuyển động quay của chi tiết (ăn dao vòng). Chuyển động phụ là di 
chuyển nhanh ụ đá hoặc chi tiết v.v 
 Máy mài phẳng có hai loại: mài bằng biên đá (h-3.21c) và mặt đầu (h-
3.21d). Chi tiết được kẹp trên bàn máy tròn hoặc chữ nhật. Ở máy mài bằng 
biên đá, đá mài quay tròn và chuyển động tịnh tiến ngang so với chi tiết, bàn 
máy mang chi tiết chuyển động tịnh tiến qua lại. Chuyển động quay của đá là 
chuyển động chính, chuyển động ăn dao là di chuyển của đá (ăn dao ngang) 
hoặc chuyển động của chi tiết (ăn dao dọc). Ở máy mài bằng mặt đầu đá, bàn 
có thể là tròn hoặc chữ nhật, chuyển động quay của đá là chuyển động 
chính,chuyển động ăn dao là di chuyển ngang của đá - ăn dao ngang hoặc 
chuyển động tịnh tiến qua lại của bàn mang chi tiết - ăn dao dọc. 
Một tham số quan trọng của chế độ mài là tốc độ cắt (m/s): 
 V= 0,5d.ωđ.10
-3 
Trong đó: d - đường kính đá mài, [mm]; ωđ - tốc độ quay của đá mài, [rad/s]; 
thường v = 30 ÷ 50m/s 
a)Máy mài tròn ngoài 
b) Máy mài tròn trong 
c) Máy mài mặt phẳng bằng biên đá 
d) Máy mài mặt phẳng bằng mặt đầu (bàn chữ nhật) 
e) Máy mài mặt phẳng bằng mặt đầu (bàn tròn) 
1. Chi tiết gia công 
2. Đá mài 
3. Chuyển động chính 
4. Chuyển động ăn dao dọc 
5. Chuyển động ăn dao ngang. 
c. Các đặc điểm về truyền động điện và trang bị điện của máy mài 
- Truyền đông chính: Thông thường máy không yêu cầu điều chỉnh tốc độ, 
nên sử dụng động cơ không đồng bộ roto lồng sóc. Ở các máy mài cỡ nặng, 
để duy trì tốc độ cắt là không đổi khi mòn đá hay kích thước chi tiết gia công 
thay đổi, thường sử dụng truyền động động cơ có phạm vi điều chỉnh tốc 
độ là D = (2 ÷ 4):1 với công suất không đổi. Ở máy mài trung bình và nhỏ v = 
(50 ÷ 80)m/s nên đá mài có đường kính lớn thì tốc độ quay đá khoảng 
177 
 177 
1000vg/ph. Ở những máy có đường kính nhỏ, tốc độ đá rất cao. Động cơ 
truyền động là các động cơ đặc biêt, đá mài gắn trên trục động cơ, động cơ có 
tốc độ (24000 ÷ 48000) vg/ph, hoặc có thể lên tới (150000 ÷ 200000) vg/ph. 
Nguồn của động cơ là các bộ biến tần, có thể là các máy phát tần số cao (BBT 
quay) hoặc là các bộ biến tần tĩnh bằng Thyristor. 
Mô men cản tĩnh trên trục động cơ thường là 15 ÷ 20% momen định 
mức. 
Mô men quán tính của đá và cơ cấu truyền lực lại lớn: 500 ÷ 600% 
momen quán tính của động cơ, do đó cần hãm cưỡng bức động cơ quay đá. 
Không yêu cầu đảo chiều quay đá. 
- Truyền động ăn dao: 
Máy mài tròn : Ở máy cỡ nhỏ, truyền động quay chi tiết dùng động cơ 
không đồng bộ nhiều cấp tốc độ (điều chỉnh số đôi cực) với D = (2 ÷ 4):1. Ở 
các máy lớn thì dùng hệ thống biến đổi - động cơ một chiều (BBĐ-ĐM), hệ 
KĐT – ĐM có D = 10/1 với điều chỉnh điện áp phần ứng. Truyền động ăn dao 
dọc của bàn máy tròn cỡ lớn thực hiện theo hệ BBĐ-ĐM với D = (20 ÷ 25)/1. 
Truyền động ăn dao ngang sử dụng thuỷ lực. 
Máy mài phẳng: Truyền động ăn dao của ụ đá thực hiện lặp lại nhiều chu 
kỳ, sử dụng thuỷ lực. Truyền động ăn dao tịnh tiến qua lại của bàn dùng hệ 
truyền động một chiều với phạm vi điều chỉnh tốc độ D = (8 ÷ 10):1. 
 - Truyền động phụ trong máy mài và truyền động ăn di chuyển nhanh đầu 
mài, bơm dầu của hệ thống bôi trơn, bơm nước làm mát thường dùng hệ 
truyền động xoay chiều với động cơ không đồng bộ roto lồng sóc. 
6.2 Trang bị điện máy mài 3A161 
a. Nghiên cứu sơ đồ 
Máy mài tròn 3A161 được dùng để gia công mặt trụ của các chi tiết có 
chiều dài dưới 1000mm và đường kính dưới 280mm; đường kính đá mài lớn 
nhất là 600mm. Sơ đồ điều khiển máy mài 3A161 (đơn giản hoá) được trình 
bày trên hình 3.22. 
- Trang bị điện: 
Động cơ ĐM (7 kW, 930vg/ph) quay đá mài. 
Động cơ ĐT (1,7 kW, 930 vg/ph) bơm dầu cho hệ thống thuỷ lực để thực 
hiện dao ăn ngang của ụ đá, ăn dao dọc của bàn máy và di chuyển nhanh ụ đá 
ăn vào chi tiết hoặc ra khỏi chi tiết. 
Động cơ ĐC (0,76 kW, 250 ÷ 2500 vg/ph) quay chi tiết mài. 
Động cơ ĐB (0,125 kW, 2800 vg/ph) truyền động bơm nước. 
Đóng mở van thuỷ lực nhờ các nam châm điện 1NC, 2NC và các tiếp 
điểm 2KT và 3KT. 
Động cơ quay chi tiết được cung cấp điện từ khuếch đại từ KĐT. KĐT 
178 
 178 
nối theo sơ đồ ba pha kết hợp với các điốt chỉnh lưu, có 6 cuộn làm việc và 3 
cuộn dây điều khiển CK1, CK2 và CK3. Cuộn CK3 được nối với điện áp 
chỉnh lưu 3CL tạo ra sức từ hoá chuyển dịch. Cuộn CK1 vừa là cuộn chủ đạo 
vừa là cuộn phản hồi âm điện áp phần ứng. Điện áp chủ đạo Ucđ lấy trên biến 
trở 1BT, còn điện áp phản hồi Uph âm áp lấy trên phần ứng động cơ. 
HÌNH 3.22: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MÁY MÀI 3A161 
Điện áp đặt vào cuộn dây CK1 là: 
UCK1 = Ucđ – Uph = Ucđ – kUư 
Cuộn CK2 là cuộn phản hồi dương dòng điện phần ứng động cơ. Nó 
179 
 179 
được nối vào điện áp thứ cấp của biến dòng BD qua bộ chỉnh lưu 2CL. Vì 
dòng điện sơ cấp biến dòng tỉ lệ với dòng điện phần ứng động cơ (I1= 0,815Iư) 
nên dòng điện trong cuộn CK2 cũng tỷ lệ với dòng điện phần ứng. Sức từ hoá 
phản hồi được điều chỉnh nhờ biến trở 2BT. 
 Tốc độ động cơ được điều chỉnh bằng cách thay đổi điện áp chủ đạo Ucđ 
(nhờ biến trở 1BT). Để làm cứng đặc tính cơ ở vùng tốc độ thấp, khi giảm Ucđ 
cần phải tăng hệ số phản hổi dương dòng điện. Vì vây, người ta đã đặt sẵn 
khâu liên hệ cơ khí giữa con trượt 2BT và 1BT. 
Để thành lập đặc tính tĩnh của động cơ ta dựa vào các phương trình sau: 
Điện áp tổng trên cuộn CK1 là UCK1: 
 UCK1 = Ucđ – Uư + Kqđ.UCK2 = Ucđ – Uư + Kqđ.Ki.Iư 
Trong đó: UCK2 = Kqđ2.Ki.Iư là điện áp trên cuộn CK2 qui đổi về CK1. Sức 
điện động của khuếch đại từ (với giả thiết điểm làm việc của nó nằm ở đoạn 
tuyến tính) 
 EKĐT = KKĐT. UCK1 
 Trong đó: KKĐT - hệ số khuếch đại điện áp của KĐT 
 Phương trình cân bằng điện áp trong mạch phần ứng là: 
 EKĐT = K.Ф.ω + Iư.Rư 
 Từ các phương trình trên và một số biến đổi ta nhận được phương trình đặc 
tính tĩnh của hệ như sau: 
- Nguyên lý làm việc của sơ đồ điều khiển tự động như sau: 
Sơ đồ cho phép điều khiển máy ở chế độ thử máy và chế độ làm việc tự 
động. Ở chế độ thử máy các công tắc 1CT, 2CT, 3CT được đóng sang vị trí 1. 
Mở máy động cơ ĐT nhờ ấn nút MT, sau đó có thể khởi động đồng thời ĐM 
và ĐB bằng nút ấn MN. Động cơ ĐC được khởi động bằng nút ấn MC. 
Ở chế độ tự động, quá trình hoạt động của máy gồm 3 giai đoạn theo thứ 
tự sau: 
 1) Đưa nhanh ụ đá vào chi tiết gia công nhờ truyền động thuỷ lực, đóng 
các động cơ ĐC và ĐB. 
 2) Mài thô, rồi tự động chuyển sang mài tinh nhờ tác động của công 
tắc tơ. 
 3) Tự động đưa nhanh ụ đá ra khỏi chi tiết và cắt điện các động cơ ĐC, 
ĐB. Trước hết đóng các công tắc tơ 1CT, 2CT, 3CT sang vị trí 2. Kéo tay gạt 
điều khiển (được bố trí trên máy) về vị trí di chuyển nhanh ụ đá vào chi tiết 
(nhờ hệ thống thuỷ lực). Khi ụ đá đi đến vị trí cần thiết, công tắc hành trình 
180 
 180 
1KT tác động, đóng mạch cho các cuộn dây công tắc tơ KC và KB, các động 
cơ ĐC và ĐB được khởi động. Đồng thời truyền động thuỷ lực của các máy 
được khởi động. Quá trình gia công bắt đầu. Khi kết thúc giai đoạn mài thô, 
công tắc hành trình 2KT tác động, đóng mạch cuộn dây rơle 1RTr. Tiếp 
điểm của nó đóng điện cho cuộn dây nam châm 1NC, để chuyển đổi van 
thuỷ lực, làm giảm tốc độ ăn dao của ụ đá. Như vậy giai đoạn mài tinh bắt 
đầu. Khi kích thước chi tiết đã đạt yêu cầu, công tắc hành trình 3KT tác 
động, đóng mạch cuộn dây rơle 2RTr. Tiếp điểm rơle này đóng điện cho 
cuộn dây nam châm 2NC để chuyển đổi van thuỷ lực, đưa nhanh ụ đá về vị trí 
ban đầu. Sau đó, công tắc 1KT phục hồi cắt điện công tắc tơ KC và KB; động 
cơ ĐC được cắt điện và được hãm động năng nhờ công tắc tơ H. Khi tốc độ 
động cơ đủ nhỏ, tiếp điểm rơle tốc độ RKT mở ra, cắt điện cuộn dây công tắc 
tơ H. Tiếp điểm của H cắt điện trở hãm ra khỏi phần ứng động cơ. 
b. Lắp ráp mạch 
+Bước 1: Sinh viên vẽ sơ đồ thiết bị và sơ đồ đi dây hoàn chỉnh 
+Bước 2: Sinh viên lựa chọn và gá lắp thiết bị vào panel. 
+Bước 3: Sinh viên lắp ráp mạch. 
+Bước 4: Sinh viên vận hành, quan sát và ghi nhận hiện tượng. 
+Bước 5: Sinh viên mô phỏng sự cố, quan sát ghi nhận hiện tượng. 
+Bước 6: Sinh viên làm báo cáo thực hành, giải thích hiện tượng. 
181 
 181 
* Yêu cầu và phương pháp đánh giá: 
- Yêu cầu : 
Về kiến thức: 
+ Trình bày được cấu tạo các khí cụ điện điều khiển có trong sơ đồ. 
+ Vẽ được sơ đồ mạch điện. 
+ Phân tích đúng nguyên lý mạch điện. 
+ Biết cách lựa chọn thiết bị để thay thế mới/thay thế tương đương phù 
hợp. 
+ Nguyên tắc lắp ráp mạch điều khiển. 
Về kỹ năng: 
+ Lắp ráp được mạch điều khiển dùng rơle, công tắc tơ (đơn giản) trên 
bảng thực hành. 
 + Phát hiện được sai hỏng, đề ra phương án sửa chữa phù hợp. 
+ Thao tác lắp ráp mạch thành thạo (lắp trên bảng thực hành, lắp trong 
tủ điện, lắp trên mô hình). 
+ Mạch lắp phải đáp ứng được các yêu cầu về kỹ thuật, mỹ thuật và an 
toàn (mạch hoạt động đúng qui trình, bố trí thiết bị hợp lý đảm bảo không 
gian cho phép, đi dây gọn đẹp, không có các sự cố về điện, về độ bền cơ). 
+ Lắp ráp, sửa chữa đúng qui trình, sử dụng đúng dụng cụ đồ nghề, 
đúng thời gian qui định. Đảm bảo an toàn tuyệt đối 
Về thái độ: 
 + Chấp hành nội quy học tập 
+ Tính cẩn thận, nghiêm túc trong công việc và đảm bảo an toàn cho 
người và thiết bị. 
2. Phương pháp: 
- Về kiến thức: Áp dụng hình thức kiểm viết 
- Về kỹ năng: Đánh giá trực tiếp trên sản phẩm của người học 
- Về thái độ: Thông qua số giờ tham gia học và kết quả học tập của người học 
182 
 182 
CÁC TỪ VIẾT TẮT 
GDKT-DN Dự án Giáo dục kỹ thuật và Dạy nghề 
VTEP Vocational and Technical Education Project 
ĐC Động cơ nói chung 
ĐKB động cơ không đồng bộ 
ĐC - DC Động cơ đIện một chiều 
ĐC - DC 
KTĐL 
Động cơ một chiều kích từ độc lập 
ĐC - DC 
KTNT 
Động cơ một chiều kích từ nối tiếp 
ĐC - DC KT// Động cơ một chiều kích từ song song 
rpm round per minute (số vòng phút) 
var Variable (thay đổi, không ổn định) 
const Constant (không đổi, cố định) 
FK máy phát kích 
CCSX cơ cấu sản xuất (máy công tác). 
TĐKC tự động khống chế 
CD cầu dao đIện 
CC Cầu chì 
CB (Circuit Breaker) Aptomat 
D Nút dừng máy 
M Nút mở máy 
KH Công tắc hành trình 
KC Bộ khống chế (tay gạt cơ khí) 
A, B, C Các dây pha A, B, C 
N, O Dây trung tính 
CTT Công tắc tơ 
RN Rơ le nhiệt 
RTh Rơ le thời gian 
RU Rơ le điện áp 
RI Rơ le dòng điện 
RTr Rơ le trung gian 
RTĐ Rơ le tốc độ 
RTT Rơ le thiếu từ trường 
RG Rơ le gia tốc 
FH Phanh hãm điện từ 
TĐKC Tự động khống chế 
ĐChTĐ Điều chỉnh tốc độ 
183 
 183 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
 [1] Võ Hồng Căn, Phân tích mạch điện máy cắt gọt kim loại, NXB Công 
nhân kỹ thuật, Hà nội 1982. 
 [2] Trịnh Đình Đề, Điều khiển tự động truyền động điện, NXB Đại học và 
Trung học chuyên nghiệp, Hà nội 1983. 
 [3] Vũ Quang Hồi, Trang bị điện - điện tử công nghiệp, NXB Giáo dục 
2000. 
 [4] Vũ Quang Hồi, Trang bị điện - điện tử máy gia công kim loại, NXB Giáo 
dục 1996. 
 [5] Bùi Quốc Khánh, Hoàng Xuân Bình, Trang bị điện – điện tử tự động hóa 
cầu trục và cần trục, NXB KHKT 2006. 
 [6] Bùi Quốc Khánh. Nguyễn Thị Hiền. Nguyễn Văn Liễn, Truyền động 
điện, Nxb KHKT 2006. 
 [7] Nguyễn Đức Lợi, Giáo trình chuyên ngành điện tập 1,2,3,4, NXB Thống 
kê 2001. 
 [8] Bùi Đình Tiếu, Các đặc tính của động cơ trong truyền động điện, NXB 
Khoa học và kỹ thuật 1979.