Giáo trình Lý thuyết trang bị điện phần 1 đề cập đến khí cụ điện là thiết bị không thể thiếu trong hệ thống cung cấp điện cũng như trong các máy sản xuất. Phần này giới thiệu về cấu tạo, nguyên lý làm việc và cách lựa chọn thiết bị. Mời các bạn cùng tham khảo!
ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH AN GIANG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ AN GIANG GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: LÝ THUYẾT TRANG BỊ ĐIỆN NGHỀ : ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ : TRUNG CẤP/CAO ĐẲNG (Ban hành theo Quyết định số: 630/QĐ-CĐN, ngày 05 tháng 04 năm 2022 Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề An Giang) An Giang, Năm ban hành: 2022 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình lý thuyết Trang bị điện gồm hai phần: Phần thứ đề cập đến khí cụ điện thiết bị khơng thể thiếu hệ thống cung cấp điện máy sản xuất Phần giới thiệu cấu tạo, nguyên lý làm việc cách lựa chọn thiết bị Phần thứ hai trình bày chủ yếu mạch máy điện thông dụng Trang bị điện cắt gọt kim loại máy khoan, máy tiện, máy mài, máy doa, máy phay Giáo trình biên soạn nhằm đáp ứng nhu cầu học tập học sinh- sinh viên nghề điện công nghiệp Trường Cao đẳng nghề An Giang Việc biên soạn giáo trình khơng thể tránh thiếu sót cần thiết, mong góp ý từ đồng nghiệp học sinh sinh viên An Giang, ngày tháng năm 20 Tham gia biên soạn Lương Hoàng Vĩnh Thuận MỤC LỤC ĐỀ MỤC TRANG Lời giới thiệu Mục lục Bài 1: Cơ sở lý thuyết khí cụ điện I Khái niệm khí cụ điện II Sự phát nóng khí cụ điện III.Tiếp xúc điện - Hồ quang Bài 2: Khí cụ điện đóng cắt I Cầu dao 9 II Các loại công tắc nút điều khiển 11 III Dao cách ly 17 IV Máy cắt điện 20 V Áp tô mát 22 Bài 3: Khí cụ điện bảo vệ 26 I Nam châm điện 26 II Rơ le điện từ 27 III Rơ le nhiệt 29 IV Cầu chì 31 V Các thiết bị chống rò 34 VI Biến áp đo lường 38 Bài 4: Khí cụ điện điều khiển 46 I Cơng tắc tơ 46 II Khởi động từ 49 III Rơ le trung gian rơ le tốc độ 52 IV Rơle thời gian 55 V Bộ khống chế 59 Bài 5: Điều chỉnh tốc độ động 63 I Khái niệm chung 63 II Điều chỉnh tốc động động chiều kích từ độc lập 66 III Điều chỉnh tốc độ động không đồng ba pha Bài 6: Tự động khống chế truyền động điện 80 91 I Khái niệm chung 91 II Tự động khống chế ĐKB roto lồng sóc 94 III Tự động khống chế ĐKB roto dây quấn 104 IV Tự động khống chế động điện chiều 108 V Vấn đề bảo vệ liên động TĐKC- TĐĐ 111 Bài 7: Trang điện máy công nghiệp 116 I Trang bị điện cho máy cắt gọt kim loại 116 II Trang bị điện cho cấu sản xuất 134 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: LÝ THUYẾT TRANG BỊ ĐIỆN Mã mơn học: MH24 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: - Vị trí: Mơn học cần phải học sau học xong Môn học sở nên học sau Môn học Máy điện, Cung cấp điện - Tính chất: Trang bị cho người học kiến thức loại khí cụ điện, mạch máy điện điều khiển động thông dụng số mạch điện loại máy sản xuất - Ý nghĩa vai trò môn học/mô đun: giúp người học nhận biết công dụng lựa chọn loại khí cụ điện thơng dụng cơng nghiệp Đọc phân tích sơ đồ mạch điện loại máy điện Mục tiêu môn học/mô đun: - Về kiến thức: Nhận dạng phân loại khí cụ điện Trình bày cấu tạo nguyên lý hoạt động loại khí cụ điện Tính chọn loại khí cụ điện Phân tích nguyên lý, cách thực hiện, phạm vi ứng dụng phương pháp điều chỉnh tốc độ (ĐChTĐ) động pha, động chiều -Về kỹ năng: Đọc, vẽ phân tích sơ đồ mạch điều khiển dùng rơle công tắc tơ dùng khống chế động pha, động chiều Lựa chọn loại khí cụ điện yêu cần kỹ thuật Sử dụng thành thạo loại khí cụ điện -Về lực tự chủ trách nhiệm: Cẩn thận, xác, nghiêm túc, thực quy trình Ứng dụng kiến thức học vào thực tế CHƯƠNG - CƠ SỞ LÝ THUYẾT KHÍ CỤ ĐIỆN Giới thiệu: Khí cụ điện sử dụng rộng rãi hệ thống điện dân dụng công nghiệp Tùy theo loại mà dùng với nhiều mục đích khác với nhiều cơng dụng khác Mục tiêu: Sau học xong người học có khả năng: - Trình bày khái niệm khí cụ điện; - Phân loại loại khí cụ điện thường sử dụng phổ biến hệ thống điện - Giải thích tượng khí cụ điện q trình làm việc I Khái niệm khí cụ điện: Khái niệm khí cụ điện: Khí cụ điện (KCĐ) thiết bị dùng để đóng ngắt, điều khiển, kiểm tra, tự động điều chỉnh, khống chế đối tượng điện không điện bảo vệ chúng trường hợp cố Khí cụ điện có nhiều chủng loại với chức năng, nguyên lý làm việc kích thước khác nhau, dùng rộng rãi lĩnh vực sống Cơng dụng khí cụ điện: Khí cụ dùng để đóng cắt lưới điện, mạch điện điều chỉnh tốc độ, điều chỉnh điện áp dịng điện dùng để dùng để trì tham số điện giá trị không đổi, dùng để bảo vệ lưới điện, máy điện, dùng để đo lường Phân loại khí cụ điện: Khí cụ điện thường phân loại theo chức năng, theo nguyên lý môi trường làm việc, theo điện áp a Theo chức KCĐ chia thành nhóm sau: - Nhóm khí cụ đóng cắt: Chức nhóm KC đóng cắt tay tự động mạch điện Thuộc nhóm có: Cầu dao, áptômát, máy cắt, dao cách ly, chuyển đổi nguồn… - Nhóm KC hạn chế dịng điện, điện áp: Chức nhóm hạn chế dịng điện, điện áp mạch khơng q cao Thuộc nhóm gồm có: Kháng điện, van chống sét… - Nhóm KC khởi động, điều khiển: Nhóm gồm khởi động, khống chế, công tắc tơ, khởi động từ… - Nhóm KC kiểm tra theo dõi: Nhóm có chức kiểm tra, theo dõi làm việc đối tượng biến đổi tín hiệu khơng điện thành tín hiệu điện Thuộc nhóm này: Các rơle, cảm biến… - Nhóm KC tự động Đ/C, khống chế trì chế độ làm việc, tham số đối tượng ổn định điện áp, ổn định tốc độ, ổn định nhiệt độ… - Nhóm KC biến đổi dịng điện, điện áp cho dụng cụ đo: Các máy biến áp đo lường, biến dòng đo lường… b Theo nguyên lý làm việc KCĐ chia thành: - KCĐ làm việc theo nguyên lý điện từ - KCĐ làm việc theo nguyên lý cảm ứng nhiệt - KCĐ có tiếp điểm - KCĐ khơng có tiếp điểm c Theo nguồn điện KCĐ chia thành: - KCĐ chiều - KCĐ xoay chiều - KCĐ hạ áp (Có điện áp 1000 V) d Theo điều kiện môi trường, điều kiện bảo vệ KCĐ chia thành: - KCĐ làm việc nhà, KCĐ làm việc ngồi trời - KCĐ làm việc mơi trường dễ cháy, dễ nổ - KCĐ có vỏ kín, vỏ hở, vỏ bảo vệ… II Sự phát nóng khí cụ điện: - Ở trạng thái làm việc, phận thiết bị điện nói chung khí cụ điện nói riêng có tổn hao lượng biến thành nhiệt Một phần nhiệt làm tăng nhiệt độ khí cụ phần tỏa môi trường xung quanh Ở trạng thái xác lập nhiệt, nhiệt độ khí cụ khơng tăng mà ổn định giá trị đó, toàn tổn hao cân với nhiệt tỏa mơi trường xung quanh Nếu khơng có cân nhiệt độ khí cụ tăng cao làm cho cách điện bị già hoá độ bền khí chi tiết bị suy giảm tuổi thọ khí cụ giảm nhanh chóng Độ tăng nhiệt độ khí cụ tính bằng: τ = θ - θ0 (3-1) Với: τ độ tăng nhiệt độ (hay độ chênh nhiệt độ) θ nhiệt độ khí cụ θ0 nhiệt độ mơi trường III Tiếp xúc điện - Hồ quang: Tiếp xúc điện: Khái niệm: -Tiếp xúc điện nơi mà dòng điện từ vật dẫn gọi tiếp xúc điện Các yêu cầu tiếp xúc điện -Nơi tiếp xúc điện phải chắn, đảm bảo -Mối nối tiếp xúc phải có độ bền khí cao Để đảm yêu cầu trên, vật liệu dùng làm tiếp điểm có yêu cầu : - Điện dẫn nhiệt dẫn cao - Độ bền chống rỉ khơng khí khí khác - Độ bền chống tạo lớp màng có điện trở suất cao - Độ bền chịu hồ quang cao (nhiệt độ nóng chảy ) - Đơn giản gia cơng, giá thành hạ - Một số vật liệu làm tiếp điểm đồng, nhôm hợp kim đồng … Phân loại tiếp xúc điện: Dựa vào kết cấu tiếp điểm, có loại tiếp xúc điện sau: - Tiếp xúc cố định: tiếp điểm nối cố định với chi tiết nối dòng điện cái, cáp điện, chỗ nối khí cụ vào mạch q trình sử dụng hai tiếp điểm gắn chặt vào nhờ bulong, hàn nóng hàn nguội - Tiếp xúc đóng mở: Là tiếp xúc để đóng ngắt mạch điện, trường hợp phát sinh hồ quang điện, cần xác định khoảng cách tiếp điểm tĩnh tiếp điểm động dựa vào dòng điện định mức, điện áp định mức chế độ làm việc khí cụ điện - Tiếp xúc trượt: Là tiếp xúc cổ góp vành trượt, tiếp xúc dễ phát sinh hồ quang điện Các yếu tố ảnh hưởng đến điện trở tiếp xúc: -Vật liệu làm tiếp điểm -Kim loại làm tiếp điểm khơng bị oxy hóa -Lực ép tiếp điểm lớn tạo nên nhiều tiếp điểm tiếp xúc -Nhiệt độ tiếp điểm cao điện trở tiếp xúc lớn -Diện tích tiếp xúc -Thông thường dùng hợp kim làm tiếp điểm Hồ quang điện: - Khái niệm : Trong khí cụ điện dùng để đóng ngắt mạch điện cầu dao, công tắc tơ, rơle chuyển mạch phát sinh phóng điện Nếu dịng điện ngắt 0.1A điện áp tiếp điểm khoảng 250V– 300V tiếp điểm phóng điện áp âm ỉ Trường hợp dòng điện điện áp cao trị số bảng sau phát sinh hồ quang điện VL- TĐ U(V) I(A) Paratin 17 0.9 Vàng 15 0.378 Bạc 12 0.4 Von 17 0.9 fram Đồng 12.3 0.43 Than 18.22 0.03 Tính chất phóng điện hồ quang: Phóng điện hồ quang xảy dịng điện có trị số lớn Nhiệt độ trung tâm hồ quang lớn khí cụ đến 60008000 K mật độ dịng điện catốt lớn ( 104 – 105 ) A/cm2 - Quá trình phát sinh dập tắt hồ quang điện: Đối với tiếp điểm có dịng điện bé, ban đầu khoảng cách chúng nhỏ điện áp đặt có trị số định Vì khoảng khơng gian sinh điện trường có cường độ lớn ( 3.107V/cm) Có thể làm bật điện tử catốt gọi phát xạ tự động điện tử (gọi phát xạ nguội điện tử) số điện tử nhiều, chuyển động tác dụng điện trường làm ion hóa khơng khí gây hồ quang điện - Quá trình dập tắt hồ quang : Điều kiện dập tắt hồ quang trình ngược lại với trình phát sinh hồ quang Hạ nhiệt độ hồ quang cách dùng khí dầu làm nguội Chia cắt hồ quang Kéo dài hồ quang thành nhiều đoạn nhỏ cách dùng vách ngăn chia thành nhiều phần nhỏ thổi dập tắt Câu hỏi ôn tập: Hãy trình bày cơng dụng khí cụ điện? Hãy cho biết tiếp xúc điện gì? Hồ quang điện gì? CHƯƠNG - KHÍ CỤ ĐIỆN ĐÓNG CẮT Giới thiệu: Bài giúp sinh viên nhận biết công dụng, cách phân loại, ký hiệu số loại khí cụ điện điều khiển tay thông dụng như: cầu dao, công tắc, nút nhấn Đồng thời hình thành thái độ yêu nghề, tỉ mỉ sinh viên Mục tiêu: sau học xong người học có khả năng: - Nêu cơng dụng loại khí cụ điện dùng để đóng cắt hệ thống điện - Phân loại loại khí cụ dùng để đóng cắt - Trình bày cấu tạo loại khí cụ dùng để đóng cắt hệ thống điện - Nhận dạng loại khí cụ điện dùng để đóng cắt I Cầu dao: Cấu tạo phân loại: a Cấu tạo: Cầu dao gồm có phần tiếp điểm động, tiếp điểm tĩnh, tay nắm cách điện, đế cách điện vỏ bảo vệ b Phân loại: Phân loại cầu dao dựa vào yếu tố sau: - Theo kết cấu: cầu dao chia làm loại cực, hai cực, ba cực 1-tiếp điểm động; 2-tiếp điểm bốn cực tĩnh; 3-lưỡi dao phụ; 4-lị xo; 5- Cầu dao có tay nắm tay cầm (vật liệu cách điện); 6đế cách điện tay bên Ngồi cịn có cầu dao ngả, hai ngả dùng để đảo nguồn cung cấp cho mạch đảo chiều quay động - Theo điện áp định mức : 250V, 500V - Theo dòng điện định mức: dòng điện định mức cầu dao cho trước nhà sản xuất (thường lọai 10A, 15A, 20A, 25A, 30A, 60A, 75A, 100A, 150A, 200A, 350A, 600A, 1000A…) - Theo vật liệu cách điện: có loại đế sứ, đế nhựa, đế đá Khi cho dòng điện chiều vào cuộn dây nam châm điện chiều sinh lực từ hút phần ứng phía Khi tiếp điểm động di chuyển theo đến tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh mạch cho dòng chiều qua tiếp điểm Khi ngắt điện cuộn dây phần ứng trở vị trí ban đầu nhờ lực lị xo Cơng tắc tơ điện xoay chiều Khi dịng điện vào cuộn dây, nắp mạch từ hút phía mạch từ tĩnh, mạch từ tĩnh có gắn vịng chống rung, làm cho tiếp điểm động tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh Tiếp điểm tĩnh gắn dẫn, đầu dẫn có vít bắt dây điện vào Các lị xo tiếp điểm có tác dụng trì lực ép tiếp điểm cần thiết lên tiếp điểm Đồng thời hệ thống tiếp điểm phụ đóng vào mở Lị xo nhả đẩy tồn phần động cơng tắc tơ lên phía cắt điện cuộn dây 3.Phân loại, ký hiệu cơng dụng a Phân loại: theo dạng dịng điện đóng cắt có loại cơng tắc tơ điện chiều công tắc tơ điện xoay chiều Công tắc tơ điện chiều dùng để đóng cắt mạch điện chiều, nam châm điện nam châm điện chiều Công tắc tơ điện xoay chiều dùng để đóng, cắt mạch điện xoay chiều, nam châm điện nam châm điện chiều hay xoay chiều b Ký hiệu: c Công dụng: dùng để đóng, cắt thường xuyên mạch điện động lực, từ xa, tay hay tự động Cách chọn Contactor: Để lựa chọn Contactor phù hợp cho động ta phải dựa vào thông số Uđm, P , Cos – Iđm = Itt x – Iccb = Iđm x – Ict = ( 1,2 – 1,5 ) Iđm 48 VD: Ta tính tốn ví dụ cụ thể sau: Tải động 3P, 380V, 3KW, tính tốn dịng định mức theo cơng thức sau: Iđm = P / ( 1.73 x 380 x 0.85 ) hệ số cos 0.85 Ta tính được: Iđm = 3000 / ( 1.73 x 380 x 0.85 ) = 5.4 A Ict = ( 1,2 -1,4 ) Iđm Ta tính được: Ict = 1,4 x 5.4 = 7.56 A Nên chọn Contactor có dịng lớn dịng tính tốn Chọn loại có dịng 8A 5.Bảo dưỡng sửa chữa thay thế: Tình trạng sử dụng lâu ngày tiếp điểm công tắc tơ bị tình trạng tiếp xúc khơng tốt, ta mở công tắc tơ lau tiếp điểm Cuộn dây cơng tắc tơ bị đứt sử dụng ta chọn quấn lại cuộn dây hay thay cuộn dây công tắc tơ II Khởi động từ: 1.Cấu tạo: Được kết cấu từ hai khí cụ điện: cơng tắc tơ điện xoay chiều rơle nhiệt, lắp hộp Khởi động từ có cơng tắc tơ gọi khởi động từ đơn, thường dùng để điều khiển đóng, cắt động điện Khởi động từ có hai cơng tắc tơ gọi khởi động từ kép, dùng để đảo chiều quay động điện 49 Nguyên lý làm việc: Khi ấn nút D, cuộn dây K cơng tắc tơ có điện, tiếp điểm K1, K2, K3 đóng lại, động điện cấp điện đồng thời tiếp điểm thường mở K đóng để trì cho cuộn dây thả nút ấn D, vừa có tác dụng bảo vệ điểm khơng tức ngăn ngừa tình trạng động tự khởi động lại điện áp lưới phục hồi sau điện điện áp sụt thấp Khi muốn dừng ấn nút N, cuộn dây công tắc tơ điện, tiếp điểm K1, K2, K3 mở cắt điện vào cuộn dây, động dừng lại Khi động hoạt động bị tải lưỡng kim rơ le nhiệt OL tác động làm mở tiếp điểm thường đóng mạch điều khiển làm cuộn dây K bị điện, động bị ngắt điện Độ bề điện bền tiếp điểm: a Độ bền chịu mòn điện: Độ mòn tiếp điểm điện lớn khởi động từ mở máy động KĐB rotor lồng sóc, hồ quang điện sinh tiếp điểm động dập vào tiếp điểm tĩnh bị chấn động bật trở lại Lúc dòng điện qua khởi động từ 6-7 lần dịng điện định mức, hồ quang điện tưng ứng với dịng điện 50 Kết nghiên cứu với khởi động từ khác cho thấy giảm thời gian chấn động tiếp điểm, độ bền chịu mài mòn chúng tăng lên rõ rệt Trong chế độ khởi động từ ngày người ta thường dùng kết cấu tiếp điểm bắc cầu để giảm bé thời gian chấn động thứ nhất, đồng thời làm tiếp điểm động có trọng lượng bé tăng cường lò xo nén ban đầu lên tiếp điểm Giảm thời gian chấn động thứ hai cách đặt nệm lò xo vào lõi thép tĩnh động thời với việc nâng cao độ bền chịu mài mòn nam châm điện Tình trạng bề mặt làm việc tiếp điểm ảnh hưởng rõ rệt đến mức độ mài mòn, điều thường xảy trình sử dụng chất lượng sửa chữa bảo dưỡng tiếp điểm Hiện tượng cong vênh, nghiêng bề mặt tiếp điểm xấu dẫn đến giảm độ bền chịu mài mòn tiếp điểm Để giảm ảnh hưởng tượng này, người ta thường chế tạo tiếp điểm động có đường kính bé tiếp điểm tĩnh chút có dạng mặt cầu Vật liệu làm tiếp điểm dòng điện bé (nhỏ 100A) khởi động từ nhỏ thường làm bột bạc nguyên chất Còn khởi động từ cỡ lớn (dòng điện lớn 110A ) 62 thường làm bột gốm kim loại hỗn hợp bạc – cadimi ôxit ( mã hiệu COK- 15) bạc – niken b Độ bền chịu mòn cơ: Cũng hầu hết thiết bị điện hạ áp, chi tiết động khởi động từ việc dầu mỡ bơi trơn, tức làm việc khơ Do phải chọn vật liệu bị mịn ma sát không bị gỉ, ngày người ta thường dùng kim loại chịu độ mài mòn cao Các yếu tố ảnh hưởng đến độ chịu mòn khởi động từ : - Kiểu kết cấu (cách bố trí phận ) - Phụ tải riêng - Hệ thống giảm chấn động nam châm Chọn khởi động từ, sử dụng vận hành chế độ, làm tăng tuổi thọ Đối với khởi động từ, thông dụng, cần phải đảm bảo: Làm bụi ẩm nước Lựa chọn phù hợp với công suất chế độ làm việc động Lắp đặt đúng, ngắn, không để khởi động từ bị rung Căn vào điều kiện làm việc khởi động từ nêu trên, chế tạo khởi động từ, người ta thường dùng kết cấu tiếp điểm bắc cầu Điều kiện lựa chọn: 51 Căn vào công suất định mức động cơ, giá trị dòng điện định mức chế độ làm việc liên tục hay ngắn hạn, ngắn hạn lặp lại Điều kiện lựa chọn dòng điện làm việc động qua tiếp điểm khởi động từ khơng nhỏ dịng định mức khởi động từ Khi lựa chọn khởi động từ đảo chiều để hãm động điện theo chế độ hãm ngược cơng suất khởi động từ dùng để điều khiển phải lớn 1,5 - lần công suất cho trước nhãn khởi động từ Điều kiện: + Điện áp định mức cuộn hút: 36V, 127V, 220V, 380V, 500V + Kết cấu bảo vệ: loại hở, chống bụi, chống nước… + Khả làm đổi chiều quay động + Số lượng loại tiếp điểm: thường hở, thường đóng… + Dịng điện định mức + Dòng điện tác động tải + Điện áp định mức cuộn hút + Công suất định mức + Số tiếp điểm thích hợp III Rơ le trung gian rơ le tốc độ: Rơ le trung gian: a Khái niệm: Rơ-le trung gian khí cụ điện dùng lĩnh vực điều khiển tự động, cấu kiểu điện từ Rơ-le trung gian đóng vai trò điều khiển trung gian thiết bị điều khiển (contactor, rơ-le thời gian…) 52 b Cấu tạo : Rơ-le trung gian gồm: mạch từ nam châm điện, hệ thống tiếp điểm chịu dòng điện nhỏ ( 5A), vỏ bảo vệ chân tiếp điểm c Nguyên lý hoạt động: nguyên lý hoạt động rơ-le trung gian tương tự nguyên lý hoạt động contactor Khi cấp điện áp giá trị điện áp định mức vào hai đầu cuộn dây rơ-le trung gian (ghi nhãn), lực điện từ hút mạch từ kín lại, hệ thống tiếp điểm chuyển đổi trạng thái trì trạng thái (tiếp điểm thường đóng hở ra, tiếp điểm thường hờ đóng lại) Khi ngưng cấp nguồn, mạch từ hở, hệ thống tiếp điểm trở trạng thái ban đầu Điểm khác biệt contactor rơ-le tóm lược sau: - Trong rơ-le ta có loại tiếp điểm có khả tải dịng điện nhỏ, sử dụng cho mạch điều khiển (tiếp điểm phụ) - Trong rơ-le ta có loại tiếp điểm thường đóng tiếp điểm thường hở, nhiên tiếp điểm buồng dập hồ quang (khác với hệ thống tiếp điểm contactor hay CB) Các ký hiệu dùng cho rơ-le trung gian: Trong trình lắp ráp mạch điều khiển dùng rơ-le hay số mạch điện tử công nghiệp, ta thường gặp ký hiệu sau đây: - Ký hiệu SPDT: Ký hiệu viết tắt từ thuật ngữ SINGLE POLE DOUBLE THROW, rơ-le mang ký hiệu có cặp tiếp điểm, gồm tiếp điểm thường đóng thường hở, cặp tiếp điểm có đầu chung - Ký hiệu DPDT: 53 Ký hiệu viết tắt từ thuật ngữ DOUBLE POLE DOUBLE THROW, rơ-le mang ký hiệu gồm có hai cặp tiếp điểm Mỗi cặp tiếp điểm gồm tiếp điểm thường đóng thường hở, cặp tiếp điểm có đầu chung - Ký hiệu SPST: Ký hiệu viết tắt từ thuật ngữ SINGLE POLE SINGLE THROW, rơ-le mang ký hiệu gồm có tiếp điểm thường hở - Ký hiệu DPST: Ký hiệu viết tắt từ thuật ngữ DOUBLE POLE SINGLE THROW, rơ-le mang ký hiệu gồm có hai tiếp điểm thường hở Ngoài ra, rơ-le lắp ghép tủ điều khiển thường lắp đế chân Tùy theo số lượng chân ta có kiểu khác nhau: đế chân, đế 11 chân, đế 14 chân… Rơ le tốc độ: a Khái niệm: Rơ le tốc độ loại rơ le tác động dựa nguyên lý cảm ứng điện từ Có cấu tạo hình vẽ: b Cấu tạo nguyên lý làm N S việc: Trục quay Nam châm vĩnh cửu NS Cấu tạo rơle tốc độ 3.Trụ quay 4.Thanh dẫn 5.Cần đẩy tiếp điểm 6-7 Tiếp điểm 8-9 Tiếp điểm đàn hồi Khi động (hoặc máy) quay, trục (1) quay theo làm quay nam châm (2), từ trường nam châm cắt dẫn (4), cảm ứng sức điện động dòng điện cảm ứng, tạo mô men bắt trụ (3) quay theo chiều quay động Khi trụ (3) quay tuỳ theo chiều trục động điện mà đóng (hoặc mở) hệ thống tiếp điểm (6-7) thơng qua lị xo 8-9 Khi tốc độ động giảm dần 0, mô men yếu không đẩy lên lò xo nữa, hệ thống tiếp điểm trở lại trạng thái thường 54 c Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng, biện pháp sửa chữa TT Hiện tượng Nguyên nhân Biện pháp sửa chữa Động quay phải cần tác động rơle tốc độ chuyển động tiếp điểm thường mở rơle khơng thơng mạch Do độ căng lị xo tác động vào tiếp điểm lớn Không tiếp xúc hai tiếp điểm tĩnh động Do tiếp điểm bị cháy Động làm việc quay trái lẫn phải, cần tác động rơle không chuyển động Do trượt khớp truyền chuyển động rơle động Trượt khớp trục xoay rơle cần tác động Điều chỉnh lại độ căng lị xo Dùng đồng hồ Ơmmet kiểm tra, xác định vị trí tiếp xúc, sửa lại cho tiếp xúc Kiểm tra khớp truyền chuyển động rơle động cơ, chỉnh lại Kiểm tra khớp trục xoay rơle cần tác động chỉnh lại IV Rơ le thời gian: Khái niệm: Rơle thời gian khí cụ điện dùng lĩnh vực điều khiển tự động, với vai trò điều khiển trung gian thiết bị điều khiển theo thời gian định trước Cấu tạo: Rơle thời gian gồm: Mạch từ nam châm điện, định thời gian làm linh kiện điện tử, hệ thống tiếp điểm chịu dòng điện nhỏ (≤ 5A), vỏ bảo vệ chân tiếp điểm Tuỳ theo yêu cầu sử dụng lắp ráp hệ thống mạch điều khiển truyền động, ta có hai loại Rơle thời gian: Rơle thời gian ON DELAY, Rơle thời gian OFF DELAY a Rơle thời gian ON DELAY Ký hiệu: TR TR Cuộn dây Rơle thời gian: Điện áp đặt vào hai đầu cuộn dây Rơle thời gian ghi nhãn, thông thường 110V, 220V… Hệ thống tiếp điểm: Tiếp điểm tác động khơng tính thời gain: Tiếp điểm hoạt động tương tự tiếp điểm Rơle trung gian 55 Tiếp điểm tác động có tính thời gian: TR - Tiếp điểm thường mở, đóng chậm - Tiếp điểm thường đóng, mở chậm Nguyên lý hoạt động: Khi cấp nguồn vào cuộn dây Rơle thời gian ON DELAY, tiếp điểm tác động khơng tính thời gian chuyển đổi trạng thái tức thời (thường đóng hở ra, thường hở đóng lại), tiếp điểm tác động có tính thời gian khơng đổi Sau khoảng thời gian định trước, tiếp điểm tác động có tính thời gian chuyển trạng thái trì trạng thái Khi ngưng cấp nguồn vào cuộn dây, tất tiếp điểm tức thời trở trạng thái ban đầu Sau sơ đồ chân Rơle thời gian ON DELAY: b Rơle thời gian OFF DELAY Ký hiệu: TR Cuộn dây Rơle thời gian: Điện áp đặt vào hai đầu cuộn dây Rơle thời gian ghi nhãn, thông thường 110V, 220V… 56 Hệ thống tiếp điểm: Tiếp điểm tác động khơng tính thời gian: Tiếp điểm hoạt động tương tự tiếp điểm Rơle trung gian Tiếp điểm tác động có tính thời gian: TR Tiếp điểm thường mở, đóng chậm Tiếp điểm thường đóng, mở chậm Nguyên lý hoạt động: Khi cấp nguồn vào cuộn dây Rơle thời gian OFF DELAY, tiếp điểm tác động tức thời trì trạng thái Khi ngưng cấp nguồn voà cuộn dây, tất tiếp điểm tác động khơng tính thời gian trở vể trạng thái ban đầu Tiếp sau khoảng thời gian định trước, tiếp điểm tác động có tính thời gian chuyển trạng thái ban đầu Giới thiệu số rơle thời gian điện tử: Hiện thị trường bạn dễ dàng tìm thấy loại rơle thời gian sau: Timer điện tử Timer điện tử Timer 57 Timer Autonics Timer 24h : dịng timer tuần hồn 24h có tính đơn giản Vì thiết bị sử dụng nhiều hệ thống chiếu sáng nhiều ứng dụng khác Timer 24h 4.Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng,biện pháp sửa chữa TT Hư hỏng Nguyên nhân Biện pháp sửa chữa Cấp nguồn vào, rơle thời Do bị kẹt nắp hệ Kiểm tra lại hệ thống gian kiểu điện từ không thống chuyển động truyền động tác động trung gian Cuộn dây bị cháy Thay Cuộn dây rơle thời gian Do tiếp xúc mối hàn Dùng đồng hồ Ômmet kiểu điện từ không thông đầu cực đấu dây kiểm tra, xác định vị trí mạch tiếp xúc, sửa lại cho tiếp Cuộn dây bị đứt xúc Thay tiếp điểm khác 58 Rơle thời gian kiểu điện Do tiếp xúc cặp tiếp Dùng đồng hồ Ômmet từ tác động tiếp điểm thường mở điểm thường mở mở chậm không thông mạch kiểm tra, xác định vị trí tiếp xúc, sửa lại cho tiếp xúc Cặp tiếp điểm thường Thay tiếp điểm khác mở bị cháy cụt Cuộn dây rơle thời gian Do tiếp xúc mối hàn Dùng đồng hồ Ômmet kiểu điện từ không thông đầu cực đấu dây kiểm tra, xác định vị trí mạch tiếp xúc, hàn lại Cuộn dây bị đứt Thay V Bộ khống chế: Công dụng phân loại: a Cơng dụng: Trong máy móc cơng nghiệp, người ta thường sử dụng khống chế làm khí cụ điều khiển thiết bị điện Bộ khống chế chia thành khống chế động lực để điều khiển trực tiếp khống chế huy để điều khiển gián tiếp Bộ khống chế loại thiết bị chuyển đổi mạch điện tay gạt, vô lăng quay, điều khiển trực tiếp gián tiếp từ xa thực chuyển đổi mạch phức tạp để điều khiển khởi động, điều chỉnh tốc độ, đảo chiều, hãm điện… Các máy điện thiết bị điện Bộ khống chế động lực dùng để điều khiển trực tiếp hoạt động điện cơng suất nhỏ trung bình chế độ làm việc khác nhằm đơn giản hoá thao tác cho người thợ vận hành (lái tàu điện, cần trục ) Bộ khống chế huy dùng để điều khiển gián tiếp động điện công suât lớn chuyển đổi mạch điện điều khiển cuộn hút công tắc tơ, khởi động từ, khống chế huy chuyển động tay động chấp hành Về nguyên lý khống chế huy khơng khác khống chế động lực, mà có hệ thống tiếp điểm nhỏ, nhẹ sử dụng mạch điều khiển b Phân loại: Theo kết cấu chia khống chế làm khống chế hình trống khống chế hình cam 59 Theo nguyên lý sử dụng chia khống chế điện xoay chiều khống chế điện chiều Cấu tạo nguyên lý không chế hình trống: a Cấu tạo: 1.Tang trống 2.Tiếp điểm tĩnh 3.Tiếp xúc động 4.Giá cách điện 5.Trục quay Cấu tạo khống chế hình trống b Nguyên lý hoạt động: Khi đặt tay quay vị trí , tùy theo vị trí cam mà tiếp điểm đóng mở Giả sử vị trí khơng,tiếp xúc động (3) tỳ lên tiếp xúc tĩnh (2) làm cho tiếp điểm mở Khi xoay tay sang vị trí phải trục (5) quay góc, phần lõm tiếp xúc động (3) không tỳ lên tiếp điểm tĩnh(2), làm cho tiếp điểm tiếp xúc chuyển động tiếp điểm (2)và (3) thông mạch Khi xoay tay quay vị trí ban đầu, trục (5) quay góc Phần lồi tiếp xúc động (3) tỳ lên tiếp xúc tĩnh (2) làm cho tiếp điểm mở Khi quay tang trống tuỳ theo vị trí tiếp xúc tĩnh tiếp với tiếp động Quy luật tuỳ theo xếp từ trước Cấu tạo nguyên lý hoạt động khống chế hình cam: a Cấu tạo Đĩa cam Trục cam Thanh điều khiển Tiếp xúc tĩnh Hình 4.9 Cấu tạo khống chế hình cam 60 b Nguyên lý hoạt động: Gồm nhiều tầng, tầng gồm đĩa cam (1) quay nhờ trục cam (2) Khi quay đĩa cam điều khiển tiếp xúc động thơng qua điều khiển (3) Ở vị trí cam (1) điều khiển (3) tiếp xúc với chỗ lõm tiếp xúc động tiếp xúc với tiếp xúc tĩnh (4) nối mạch điện Còn điều khiển tiếp xúc với chỗ lồi cam tiếp xúc hở mạch c Các thông số kỹ thuật khống chế: - Tần số thao tác: Tần số thao tác khống chế hình trống nhỏ , tiếp điểm động tiếp điểm tĩnh có hình dạng tiếp xúc trượt dẽ bị mài mịn Bộ khống chế hình cam có tần số thao tác lớn (hơn 1000 lần/giờ) Hệ số thông điện: ĐL = 40% Các khống chế động lực để điều khiển động điện xoay chiều ba pha rôto dây quấn có cơng suất tới 100kW (ở 380V), động điện chiều có cơng suất 80kW (ở 440V) - Điện áp khống chế huy đến 500V - Tiếp điểm có dịng điện làm việc liên tục đến 10A - Dòng điện ngắn mạch chiều phụ tải điện cảm đến 1,5A điện áp 220V Tính tốn lựa chọn Căn vào thơng số - Điện áp làm việc (220V - 380V – 500V) - Dịng điện đóng ngắt (tính tốn theo phụ tải) + Với dòng điện pha: I tt 1,2 P U Trong đó: P: Cơng suất phụ tải (W) U: Điện áp cung cấp (V) + Với mạch điện xoay chiều: I tt 1,3.P 3.U Trong đó: P: cơng suất phụ tải pha U: Điện áp cung cấp (Ud) 61 * Căn vào dịng tính tốn ta lựa chọn khống chế với cấp dòng điện 25 – 40- 50- 15- 300A Khi điện áp nguồn thay đổi dung lượng khống chế sử dụng phải thay đổi theo Chẳng hạn khống chế có dung lượng 100KW điện áp 380V, sử dụng điện áp 220V dùng 60KW Hư hỏng , nguyên nhân gây hư hỏng biện pháp khắc phục: TT Hiện tượng Nguyên nhân gây hư hỏng Khi tác động vào khống chế tiếp Do bị dính tiếp điểm tĩnh điểm không mở tiếp điểm động, liệt lò xo Khi tác động vào khống chế tiếp Do liệt lò xo cam bị vỡ điểm khơng đóng vào Cử hãm bị hỏng Lị xo phản kháng bị hỏng rơi bi Câu hỏi ơn tâp: Câu 1: Hãy trình bày cấu tạo nguyên lý làm việc công tắc tơ? Câu 2: Hãy trình bày rơ le tốc độ? Câu 4: Hãy nêu cấu tạo nguyên lý làm việc khởi động từ? Câu 5: Hãy nêu điều kiện để chọn khởi động từ Câu 6: Hãy nêu cấu tạo nguyên lý làm việc rơ le trung gian? Câu 7: Hãy trình bày rơ le thời gian ON DELAY? 62 ... Bài 7: Trang điện máy công nghiệp 11 6 I Trang bị điện cho máy cắt gọt kim loại 11 6 II Trang bị điện cho cấu sản xuất 13 4 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên môn học: LÝ THUYẾT TRANG BỊ ĐIỆN Mã mơn học: MH24... học sinh- sinh viên nghề điện công nghiệp Trường Cao đẳng nghề An Giang Việc biên soạn giáo trình khơng thể tránh thiếu sót cần thiết, mong góp ý từ đồng nghiệp học sinh sinh viên An Giang, ngày... = θ - θ0 ( 3 -1 ) Với: τ độ tăng nhiệt độ (hay độ chênh nhiệt độ) θ nhiệt độ khí cụ θ0 nhiệt độ mơi trường III Tiếp xúc điện - Hồ quang: Tiếp xúc điện: Khái niệm: -Tiếp xúc điện nơi mà dòng điện