Hệ thống truyền động điện là gì?

Định nghĩa

Hệ thống truyền động điện được định nghĩa là cơ chế được thiết kế để điều chỉnh tốc độ, mô-men xoắn và hướng của động cơ điện. Mặc dù mỗi hệ thống truyền động điện có thể có các đặc điểm riêng biệt, nhưng chúng cũng chia sẻ một số đặc điểm chung.

Hệ thống Truyền Động Điện

Hình dưới đây minh họa cấu hình điển hình của mạng phân phối điện cấp nhà máy. Trong cấu hình này, hệ thống truyền động điện lấy nguồn điện xoay chiều (AC) từ Trung tâm Điều khiển Động cơ (MCC). MCC đóng vai trò là trung tâm chính, giám sát việc phân phối điện cho nhiều hệ thống truyền động nằm trong một khu vực cụ thể.

Trong các nhà máy sản xuất quy mô lớn, thường có nhiều MCC đang hoạt động. Các MCC này, lượt lại, nhận điện từ trung tâm phân phối chính gọi là Trung tâm Điều khiển Điện (PCC). Cả MCC và PCC thường sử dụng công tắc mạch không khí làm thành phần chuyển mạch điện chính. Các thành phần chuyển mạch này được thiết kế để xử lý tải điện với mức định mức lên đến 800 volt và 6400 ampe, đảm bảo quản lý điện đáng tin cậy và hiệu quả trong hệ thống truyền động điện và cơ sở hạ tầng tổng thể của nhà máy.

Hệ thống truyền động động cơ cảm ứng được điều khiển bằng bộ nghịch đảo GTO được hiển thị trong hình dưới đây:

Các Phần Chính của Hệ thống Truyền Động Điện

Dưới đây là các thành phần chính của các hệ thống truyền động này:

• Công tắc AC vào

• Bộ chuyển đổi điện năng và bộ nghịch đảo

• Thiết bị chuyển mạch DC và AC ra

• Logic điều khiển

• Động cơ và tải liên quan

Các phần chính của hệ thống điện được chi tiết dưới đây.

Thiết bị Chuyển Mạch AC Vào

Thiết bị chuyển mạch AC vào bao gồm đơn vị công tắc - cầu chì và tiếp điểm điện AC. Các thành phần này thường có mức định mức điện áp và dòng điện lên đến 660V và 800A. Thay vì sử dụng tiếp điểm thông thường, thường sử dụng tiếp điểm gắn thanh, và công tắc mạch không khí đóng vai trò là công tắc vào. Việc sử dụng tiếp điểm gắn thanh mở rộng khả năng định mức lên đến 1000V và 1200A.

Thiết bị chuyển mạch này được trang bị cầu chì có Khả năng Ngắt Rupturing Cao (HRC) với mức định mức lên đến 660V và 800A. Ngoài ra, nó còn bao gồm cơ chế bảo vệ quá tải nhiệt để bảo vệ hệ thống khỏi tình trạng quá tải. Trong một số trường hợp, tiếp điểm của thiết bị chuyển mạch có thể được thay thế bằng công tắc mạch vỏ đúc để tăng cường hiệu suất và bảo vệ.

Bộ Chuyển Đổi/Nghịch Đảo Điện Năng

Bộ lắp ráp này được chia thành hai khối phụ chính: điện tử công suất và điện tử điều khiển. Khối điện tử công suất bao gồm các thiết bị bán dẫn, tản nhiệt, cầu chì bán dẫn, bộ kìm hãm xung, và quạt làm mát. Các thành phần này cùng làm việc để xử lý các nhiệm vụ chuyển đổi điện năng cao.

Khối điện tử điều khiển bao gồm mạch kích, nguồn điện điều chỉnh riêng, và mạch điều khiển và cách ly. Mạch điều khiển và cách ly chịu trách nhiệm điều khiển và điều chỉnh dòng điện chảy đến động cơ.

Khi hệ thống truyền động hoạt động theo cấu hình vòng kín, nó bao gồm bộ điều khiển cùng với các vòng phản hồi dòng điện và tốc độ. Hệ thống điều khiển có ba cổng cách ly, đảm bảo rằng nguồn điện, đầu vào, và đầu ra được cách ly với mức cách điện phù hợp để tăng cường an toàn và độ tin cậy.

Bộ Kìm Hãm Xung Dòng

Bộ kìm hãm xung dòng đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ bộ chuyển đổi bán dẫn khỏi các xung điện áp. Các xung này có thể xảy ra trên đường dây điện do việc bật tắt các tải kết nối trên cùng một đường dây. Bộ kìm hãm xung dòng, kết hợp với cảm ứng, hiệu quả trong việc kìm hãm các xung điện áp này.

Khi công tắc mạch vào hoạt động và ngắt nguồn cung cấp điện, bộ kìm hãm xung dòng hấp thụ một lượng năng lượng bị mắc kẹt nhất định. Tuy nhiên, nếu bộ điều chế điện không phải là thiết bị bán dẫn, bộ kìm hãm xung dòng có thể không cần thiết.

Logic Điều Khiển

Logic điều khiển được sử dụng để liên kết và trình tự các hoạt động khác nhau của hệ thống truyền động dưới các điều kiện bình thường, lỗi, và khẩn cấp. Liên kết được thiết kế để ngăn chặn các hoạt động bất thường và không an toàn, đảm bảo tính toàn vẹn của hệ thống. Trình tự, mặt khác, đảm bảo rằng các hoạt động của hệ thống truyền động như khởi động, phanh, đảo chiều, và chạy thử được thực hiện theo trình tự đã xác định. Đối với các tác vụ liên kết và trình tự phức tạp, thường sử dụng bộ điều khiển logic lập trình (PLC) để cung cấp điều khiển linh hoạt và đáng tin cậy.