Giáo trình Vật liệu khí cụ điện (Nghề Điện công nghiệp Trung cấp)

BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ XÂY DỰNG GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: VẬT LIỆU-KHÍ CỤ ĐIỆN NGÀNH/NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP Ban hành kèm theo định số: … /QĐ … ngày … tháng … năm … Hiệu trưởng Quảng Ninh, năm 2020 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nội 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 Môn học Vật liêu - Khí cụ điện mơn học bắt buộc chương trình đào tạo Cao đẳng Trung cấp nghề điện cơng nghiệp Tài liệu “Vật liêu - Khí cụ điện” biên soạn theo nội dung chương trình chi tiết mơn “Vật liêu - Khí cụ điện” đào tạo trình độ Cao đẳng Trung cấp nghề điện cơng nghiệp Trường Cao đẳng nghề Xây dựng, tài liệu nhằm cung cấp kiến thức khái niệm, cấu tạo, nguyên lý, cách lựa chọn cách sửa chữa, bảo dưỡng sai hỏng thường gặp Vật liệu -Khí cụ điện thường dùng hệ thống điện điều khiển máy điện Nội dung tài liệu gồm: Chương 1: Vật liệu điện; Chương 2: Khí cụ điện Mặc dù cố gắng trình biên soạn, chắn tài liệu không tránh khỏi khiếm khuyết Tác giả mong nhận góp ý trân thành bạn đọc để tài liệu hồn thiện Trân thành cảm ơn! Nhóm tác giả Chương I: VẬT LIỆU ĐIỆN Vật liệu dẫn điện 1.1 Khái niệm chung 1.1.1 Khái niệm Vật liệu dẫn điện vật chất mà trạng thái bình thường có điện tích tự Nếu đặt chúng vào điện trường, điện tích chuyển động theo hướng định điện trường tạo thành dịng điện Người ta gọi vật liệu có tính dẫn điện 1.1.2 Phân loại a Nhóm 1: Vật liệu dẫn điện có tính dẫn điện tử hay vật dẫn loại (vật dẫn kim loại) Phần lớn thuộc kim loại, hợp kim, số phi kim loại, thường tồn thể rắn,trường hợp đặc biệt thể lỏng thủy ngân - Đặc trưng nhóm vật liệu dẫn điện là: Mọi hoạt động điện tích khơng làm thay đổi thực thể tạo nên vật dẫn Có hai loại vật liệu dẫn điện có tính dẫn điện tử Loại 1: Có điện trở suất nhỏ gồm vật liệu đồng, nhôm, vàng, bạc Khi sử dụng thường hợp kim Ứng dụng: Dùng làm dây dẫn, dây điện từ máy điện, khí cụ điện số dụng cụ đo lường Loại 2: Có điện trở suất cao ví dụ như: Hợp kim Manganin, Constantan Ứng dụng: Dùng làm biến trở, điện trở mẫu, dùng loại bóng đèn b Nhóm 2: Vật liệu dẫn điện có tính dẫn ion hay vật dẫn loại (vật dẫn điện phân) Phần lớn chúng tồn dạng dung dịch axit, kiềm, muối… Đặc trưng nhóm là: Khi dịng điện chạy qua vật dẫn làm thay đổi biến đổi hóa học 1.2 Tính chất chung 1.2.1 Tính học Là đặc trưng học biểu thị khả kim loại hay hợp kim chịu tác động loại tải trọng Các đặc trưng bao gồm: a Độ bền: khả chống lại tác dụng lực bên ngồi mà khơng bị phá hỏng Tùy theo dạng khác ngoại lực mà ta có loại độ bền: độ bền kéo (sk), độ bền nén (sn), độ bền uốn (su) Đơn vị đo độ bền thường dùng N/mm2 MN/mm2 b Độ cứng: khả chống lại biến dạng dẻo cục có ngoại lực tác dụng lên kim loại thông qua vật nén Nếu giá trị lực nén mà vết lõm mẫu đo lớn độ cứng vật liệu Thử độ cứng thực máy thử, đánh giá đơn vị đo độ cứng sau: độ cứng Brinen (HB), Rocvell (HRA, HRB, HRC), Vicke (HV) c Độ dẻo: khả vật liệu thay đổi hình dáng kích thước mà khơng bị phá hủy chịu tác dụng lực bên Để xác định độ dẻo người ta thường tiến hành đánh giá theo hai tiêu xác định mẫu sau thử độ bền kéo: - Độ giãn dài tương đối (δ): khả vật liệu thay đổi chiều dài sau bị kéo đứt - Độ thắt tiết diện tương đối (ψ): khả vật liệu chịu thay đổi tiết diện sau bị kéo đứt Ở đây: l0 l1 chiều dài mẫu trước sau kéo, tính đơn vị đo F0 F1 diện tích tiết diện mẫu trước sau kéo, tính đơn vị đo d Độ dai va đập: khả vật liệu chịu tải trọng va đập mà không bị phá hủy, ký hiệu ak đơn vị đo J/mm2 kJ/m2 1.2.2 Tính vật lý Là tính chất kim loại thể qua tượng vật lý thành phần hóa học kim loại khơng thay đổi Lý tính kim loại gồm có: khối lượng riêng, nhiệt độ nóng chảy, tính dãn nở, tính dẫn nhiệt, tính dẫn điện từ tính a Khối lượng riêng: khối lượng cm3 vật chất Trong m: khối lượng vật chất V thể tích vật chất b Tính nóng chảy: kim loại có tính chảy lỗng bị đốt nóng đơng đặc lại làm nguội Nhiệt độ ứng với lúc kim loại chuyển từ thể đặc sang thể lỏng hoàn toàn gọi điểm nóng chảy Điểm nóng chảy có ý nghĩa quan trọng cơng nghệ đúc, hàn c Tính dẫn nhiệt: tính truyền nhiệt kim loại bị đốt nóng bị làm lạnh Tính truyền nhiệt kim loại giảm xuống nhiệt độ tăng ngược lại nhiệt độ giảm xuống d Tính giãn nở: tính chất thay đổi thể tích nhiệt độ kim loại thay đổi Được đặc trưng hệ số giãn nở e Tính dẫn điện: khả cho dịng điện qua kim loại So sánh tính dẫn nhiệt dẫn điện ta thấy kim loại có tính dẫn nhiệt tốt tính dẫn điện tốt ngược lại f Từ tính: khả bị từ hóa đặt từ trường Sắt, coban, niken hầu hết hợp kim chúng có tính nhiễm từ Tính nhiễm từ thép gang phụ thuộc vào thành phần tổ chức bên kim loại 1.2.3 Tính hố học Là độ bền kim loại tác dụng hóa học chất khác như: ôxy, nước, axit… mà khơng bị phá hủy Tính hóa học kim loại chia thành loại sau: a Tính chịu ăn mòn: độ bền kim loại ăn mịn mơi trường xung quanh b Tính chịu nhiệt: độ bền kim loại ăn ơxy khơng khí nhiệt độ cao c Tính chịu axit: độ bền kim loại ăn mịn mơi trường axit 1.2.4 Tính cơng nghệ Là khả thay đổi trạng thái kim loại, hợp kim, tính cơng nghệ bao gồm tính chất sau: a Tính đúc: đặc trưng độ chảy loãng, độ co thiên tích Độ chảy lỗng biểu thị khả điền đầy khuôn kim loại hợp kim Độ chảy lỗng cao tính đúc tốt Độ co lớn tính đúc b Tính rèn: khả biến dạng vĩnh cửu kim loại chịu lực tác dụng bên ngồi mà khơng bị phá hủy Thép có tính rèn cao nung nóng nhiệt độ phù hợp Gang khơng có tính rèn giịn Đồng, nhơm, chì có tính rèn tốt trạng thái nguội c Tính hàn: khả tạo thành liên kết phần tử nung nóng chỗ hàn đến trạng thái chảy hay dẻo d Tính cắt gọt: khả kim loại gia cơng dễ hay khó, xác định tốc độ cắt gọt, lực cắt gọt độ bóng bề mặt kim loại sau cắt gọt Một kim loại hay hợp kim có tính chất q tính cơng nghệ khó sử dụng rộng rãi khó chế tạo thành sản phẩm 1.3 Một số vật liệu dẫn điện 1.3.1 Đồng hợp kim đồng a Đồng (Cu) Đồng vật liệu dẫn điện quan trọng tất vật liệu dẫn điện dùng kỹ thuật điện có ưu điểm trội so với vật liệu dẫn điện khác - Đặc tính chung: - Là kim loại có màu đỏ nhạt sáng rực - Điện trở suất peu nhỏ (chỉ lớn so với bạc Ag bạc đắt tiền nên dùng so với đồng) - Có sức bền giới đủ lớn - Trong đa số trường hợp chịu tác dụng ăn mịn (có sức đề kháng tốt ăn mịn) - Dễ gia cơng: cán mỏng thành lá, kéo thành sợi - Dễ uốn, dễ hàn - Có khả tạo thành hợp kim tốt - Là kim loại chiếm khoảng 0,01% lòng đất Đồng dùng kỹ thuật điện phải tinh luyện điện phân, tạp chất lẫn đồng dù lượng nhỏ tính dẫn điện giảm đáng kể Qua nghiên cứu, người ta thấy rằng: đồng có 0,5% Zn, Ni hay AI điện dẫn suất (Ỵcu) giảm 25% -T- 40% đồng có 0,5% Ba, As, p, Si giảm đến 55% Vì để làm vật dẫn, thường dùng đồng điện phân chứa 99,9% Cu b Hợp kim đồng: Hợp kim vật liệu đồng thành phàn bản, có đặc điểm sức bền khí lớn, độ cứng cao, có độ dai tốt, màu đẹp có tính chất dễ nóng chảy Hợp kim đồng đúc thành dạng bình phức tạp; người ta dễ dàng gia công máy công cụ cỏ thể phủ lên bề mặt kim loại khác theo phương pháp mạ điện Những hợp kim đồng sử dụng kỹ thuật điện là: Đồng thanh, đồng thau, hợp kim dùng làm điện trở Ngoài việc dùng đồng tinh khiết để làm vật dẫn, người ta dùng hợp kim đồng với chất khác như: thiếc, silic, phốtpho, bêrili, crôm, mangan, cadmi , đồng chiếm vị trí bản, cịn chất khác có hàm lượng thấp Căn vào lượng thành phàn chất chứa đồng, người ta chia hợp kim đồng thành dạng chủ yếu sau: - Đồng (đồng đỏ): Đồng hợp kim đồng, có thêm số kim loại khác để tăng cường độ cứng, sức bền dễ nóng chảy Đồng dùng để chế tạo chi tiết dẫn điện máy điện khí cụ điện; để gia cơng chi tiết nối giữ dây dẫn, ốc vít, đai cho hệ thống nối đất, cổ góp điện, giá đỡ giữ, - Đồng thau: Đồng thau hợp kim đồng với kẽm, kẽm không vượt 46% Ở nhiệt độ cao, sức bền đồng thau ăn mòn oxyt hóa giảm Tốc độ oxyt hóa đồng thau nhỏ (so với đồng tinh khiết) tỷ lệ phàn trăm kẽm lớn Nếu tỷ lệ phàn trăm kẽm lớn 25%, lớp bảo vệ oxyt kẽm tạo nên bề mặt vật liệu nhanh nhiệt độ lớn Còn tỷ lệ phàn trăm kẽm nhỏ bề mặt vật liệu tạo lớp màu đen giàu oxyt đồng Tính chất đồng thau với tỷ lệ lớn 25% kẽm tạo thành lớp bảo vệ 300°c sử dụng để bảo vệ chi tiết chống lại ăn mịn khơng khí có Amơniac khơng sử dụng phương pháp bảo vệ khác Để tăng sức đề kháng ăn mịn điện hố, người ta thường tẩm thiếc hay tráng kẽm đồng thau cịn nóng Đồng thau dùng kỹ thuật điện để gia cơng chi tiết dẫn dịng ổ cắm điện, phích cắm, đui đèn, đàu nối đến hệ thống tiếp đất, ốc, vít 3.3.2 Nhôm họp kim nhôm a Nhôm (Al) - Đặc tính chung: Sau đồng, nhơm vật liệu dẫn điện quan trọng thứ hai sử dụng kỹ thuật điện Là kim loại màu trắng bạc, mềm, đề kháng va chạm xây xát, có trọng lượng riêng nhỏ (nhẹ) Chiếm 7,5% vỏ trái đất (nhiều kim loại) - Có điện dẫn suất nhiệt dẫn cao, sau Ag Cu - Gia cơng dễ dàng nóng nguội - Có sức bền ăn mịn có lớp oxit mỏng tạo tiếp xúc với khơng khí - Sức bền khí tương đối bé - Lớp oxit có điện dẫn lớn nên khó khăn cho việc tiếp xúc Trong kỹ thuật điện, nhôm sử dụng phổ biến để chế tạo: - Dây dẫn điện không để truyền tải điện năng, o Ruột cáp điện - Các ghép chi tiết cho trang thiết bị điện, - Dây quấn máy điện - Các nhôm để làm tụ điện, lõi dẫn từ máy biến áp, rôto động điện, b Hợp kim nhơm: Nhơm có nhiều hợp kim dùng để đúc để kéo dây dẫn điện Các hợp kim nhơm dùng để đúc loại sau: Al-Zn-Cu, Al-Cu, Al-Cu-Ni, Al-Si, Al-Si-Cu, Al-Si-Mg, Al-Mg, Al-Mg-Mn Một hợp kim dùng phổ biến để chế tạo dây dẫn hợp kim "aldrey" Chúng hợp kim nhôm với (0,3-ỉ-0,5)%Mg, (0,4-K),7)% Si, (0,2-K),3)% Fe Tổ hợp làm cho hợp kim có tính chất khí tốt Dây dẫn hợp kim loại "aldrey" nhận thông qua việc tơi hợp kim (nung nóng đến 500-ỉ-6000C), kéo thành sợi kích thước mong muốn làm già hóa nhân tạo nung nóng 150-ỉ-2000c Sức bền dây dẫn "aldrey" lớn gấp khoảng so với dây dẫn AI tinh khiết Vì vậy, dùng dây dẫn "aldrey" tăng khoảng cách cột đường dây khơng, giảm chi phí xây dựng đáng kể 3.3.3 Chì hợp kim chì Chì tinh luyện từ mỏ có tự nhiên như: Galen (PbS), Xezurit (PbC03), Anglezit (PbS04) Có thể thu chì mức độ tinh khiết (92-^99,94%) Chì kim loại có màu tro sáng, mềm, uốn cong, dát mỏng dễ dàng cắt dao cắt cơng nghiệp, nhiệt độ nóng chảy thấp Chì có điện trở suất cao p = 0,21 Qmm2/m nhiệt dẫn suất nhỏ Nó vật liệu bảo vệ tốt xuyên thủng tia X (tia Rơntgen) Một lớp chì dày lmm 200-ỉ-300kV có tác dụng bảo vệ lớp thép dày l,5mm hay lớp gạch có chiều dày 110mm Chì hợp kim dùng để làm lớp vỏ bảo vệ cáp điện nhằm chống lại ẩm ướt Chì cịn dùng để chế tạo cực acquy, dùng để làm dây chảy bảo vệ đường dây dẫn điện thiết bị điện Chì tinh luyện từ mỏ có tự nhiên như: Galen (PbS), Xezurit (PbC03), Anglezit (PbS04) Có thể thu chì mức độ tinh khiết (92-^99,94%) Chì kim loại có màu tro sáng, mềm, uốn cong, dát mỏng dễ dàng cắt dao cắt cơng nghiệp, nhiệt độ nóng chảy thấp Chì có điện trở suất cao p = 0,21 Qmm2/m nhiệt dẫn suất nhỏ Nó vật liệu bảo vệ tốt xuyên thủng tia X (tia Rơntgen) Một lớp chì dày lmm 200-ỉ-300kV có tác dụng bảo vệ lớp thép dày l,5mm hay lớp gạch có chiều dày 110mm Chì hợp kim dùng để làm lớp vỏ bảo vệ cáp điện nhằm chống lại ẩm ướt Chì cịn dùng để chế tạo cực acquy, dùng để làm dây chảy bảo vệ đường dây dẫn điện thiết bị điện 3.3.4 Sắt thép Thép hợp kim sắt với cacbon vói hàm lƣợng cacbon khơng q 2,14% Thép kim loại rẻ tiền dễ kiếm nhất, có độ bền cao nên đơi lúc dùng làm vật dẫn Nhưng sắt tinh khiết có điện trở suất lớn nhiều so với đồng nhôm (khoảng 0,1 Ωmm2/m) Trong kỹ thuật điện ngƣời ta thƣờng dùng thép có hàm lượng cacbon thấp Dòng điện xoay chiều thép gây nên hiệu ứng bề mặt đáng kể, điện trở dây thép dòng điện xoay chiều cao điện trở cao điện trở dòng điện chiều Ngồi dịng điện xoay chiều thép gây tổn thất từ trể Để làm dây dẫn điện ngƣời ta thƣờng dùng thép mềm có từ (0,10 - 0,15)% cacbon, giới hạn bền kéo (70 - 75) kG/mm2, độ dãn dài tƣơng đối đứt (5 - 8)%, điện dẫn suất nhỏ đồng sáu bảy lần Vì thép dùng làm dây dẫn đường dây tải điện không với công suất tương đối nhỏ Trong trường hợp sử dụng thép có lợi trị số dịng điện nhỏ, tiết diện dây khơng xác định theo điện trở mà theo độ bền Thép dùng làm vật liệu dẫn điện dạng dẫn, đường ray tàu điện, đƣờng sắt chạy điện, tàu điện ngầm vv Để làm lỏi dây nhơm, lỏi dây dùng dây thép có độ bền đặc biệt với giới hạn bền kéo từ (120 - 150)kG/mm2 độ giản dài tƣơng đối từ (4 - 5)% Nhược điểm thép khả chống ăn mịn nhiệt độ bình thƣờng đặc biệt độ ẩm cao thép bị gỉ nhanh, nhiệt độ cao tốc độ ăn mòn mạnh Vì bề mặt dây thép cần đƣợc bảo vệ lớp kim loại bền hợn Thông thƣơng dây thép đƣợc mạ kẽm để bảo vệ cho thép khỏi bị gỉ Dây dẫn thép có độ bền khí lớn gấp (2 - 2,5) lần so với đồng dây dẫn thép đƣợc dùng khoảng cột lớn, tuyến vượt sông rộng vv sử dụng cho khoảng cột từ (1500 - 1900)m Dây dẫn thép đƣợc mắc với độ võng bé dây dẫn khác 3.3.5 Wofram (W) Wofram (Tungsten) tìm thấy tự nhiên dạng mỏ: Woframit (FeOMnO)WƠ3, quặng selit (Ca0W03), thông qua phản ứng hóa học khác nhau, quặng chuyển thành Trioxyt Wofram (WƠ3) điều chế từ Wofram (W) thông qua điện phân nhiệt độ cao 1050 -7- 1300°c Wofram kim loại có sức bền đứt độ cứng cao, nhiệt độ nóng chảy cao số tất kim loại sử dụng kỹ thuật điện, chế tạo thành sợi tóc bóng đèn điện sợi đốt, chế tạo điện trở phát nóng cho lò điện, Tuy nhiên, để cản trở oxyt hóa dây tóc bay nó, bóng đèn nung sáng thực chân khơng hay với mơi trường khí trơ (argon, nitơ), làm việc 2300°c Wofram tinh khiết (99,5 -7- 99,8%) dùng để chế tạo tiếp điểm điện có dịng điện nhỏ Đối với tiếp điểm điện cơng suất lớn (dịng điện lớn), người ta dùng hợp kim Wofram với bạc hay Wofram với đồng nén lại Vật liệu cách điện 2.1 Khái niệm chung 2.1.1 Khái niệm Vật liệu cách điện (điện mơi) chất mà điều kiện bình thường khơng có điện tử tự do, nên khơng dẫn điện Điện dẫn suất không (ɣ=0) nhỏ không đáng kể 2.1.2 Phân loại a Vật liệu cách điện thể rắn - Cao su - Đất sét - Nhựa 10 – OFF DELAY: Khi rơle thời gian OFF DELAY cấp nguồn, tiếp điểm tác động tức thời trì trạng thái Nếu khơng cấp nguồn vào cuộn dây tất tiếp điểm tác động khơng tính thời gian trở trạng thái ban đầu Sau khoảng thời gian định trước, tiếp điểm tác động có tính thời gian chuyển trạng thái ban đầu Nguyên tắc để tạo trễ rơ le thời gian Chúng ta thực tạo trễ rơ le với nguyên tắc sau: – Tạo trễ khí – Tạo trễ mạch điện tử – Tạo trễ điện tử (sử dụng dòng điện cảm ứng tạo thời gian trễ) – Tạo trễ cấu thủy lực (sử dụng piston thủy lực tạo áp suất phản kháng tác động) 9.4 Thông số kỹ thuật lựa chọn khí cụ 9.4.1 Thơng số kỹ thuật Các thơng số kỹ thuật công ty Hahuco áp dụng để sản xuất rơ le thời gian sau: Điện áp: 12-240VAC/DC + 10 phần trăm – Kích thước tiêu chuẩn: 48×48 – Nhiệt độ hoạt động tiêu chuẩn: -20-55 độ C – Cấp xác cài đặt: ±5 phần trăm F.S – Vị trí lắp đặt: mặt tủ rail – Độ phân giải thời gian: 0.02 to 1.2s, to 120s, 0.2 to 12min, to 120min, 0.2 to 12h, to 120h, 0.05 to 3s, to 300s, 0.5 to 30min, to 300min, 0.5 to 30h, to 300h – Các tiếp điểm: rơ le thời gian có cặp tiếp điểm 9.4.2 Lựa chọn khí cụ Sản phẩm Relay thời gian, hẹn 12vdc thiết kế điều chỉnh theo kiểu xoay analog Gồm cặp tiếp điểm ngõ ra, cắm đế chân 11 chân tròn Role thời gian có chức hoạt động, chọn thơng qua núm xoay Function mặt, bao gồm: Op – delay on operate: Chức định mở R – symmetrical recycler ON first: Đóng mở theo chu kỳ, On trước In – interval: Chức hẹn tắt tiếp điểm Sh – one shot: Chức hẹn kích xung Relay thời gian, Rơ le thời gian, Timer 12VDC 12VAC có phạm vi hoạt động rộng, độ phân giải thời gian đa dạng từ 0.05s – 300 Lựa chọn phạm vi giờ, phút, giây tiện lợi dễ dàng thông qua núm chỉnh Range Scale mặt Điện áp hoạt động: từ 12-240VAC/DC Nên sử dụng hầu hết loại điện áp đặc biệt 12VAC, 48VAC/DC, 110VDC/AC… 80 9.5 Mạch điện ứng dụng 81 10 Rơle trung gian 10.1 Công dụng Là thiết bị điện tử có kích thước nhỏ rơ le trung gian kiểu nam châm điện tích hợp hệ thống tiếp điểm Chúng có chức chuyển mạch tín hiệu điều khiển khuếch đại Loại rơ le thường lắp vị trí trung gian Chúng nằm thiết bị điều khiển có cơng suất lớn hặc nhỏ Tuy thiết bị nhỏ bé lại vô quan trọng mạch điện Cần phải có rơ le trung gian để lắp hầu hết bảng mạch điện tử Nó dạng cơng tắc rơ le có hai trạng thái ON OFF Chúng trạng thái cịn phụ thuộc vào có dịng điện chạy qua rơ le hay khơng Nhiệm vụ thiết bị trung gian để chuyển tiếp mạch điện đến thiết bị khác Giống rơ le nhiệt loại rơ le giúp bảo vệ thiết bị điện khác, tránh hư hỏng, cháy nổ Hơn giúp kéo dài tuổi thọ cho thiết bị 82 Công dụng relay trung gian: Chẳng hạn tủ lạnh bị yếu điện Rơ le trung gian ngắt điện khơng cho tủ làm việc Cịn điện ổn định, lại cấp điện bình thường Hay nạp ắc quy xe ô tô, xe gắn máy Nếu máy phát điện đủ khỏe rơ le trung gian thực nhiệm vụ đóng mạch nạp cho ắc quy Thường rơ le trung gian dùng để thực truyền tín hiệu Hay sử dụng cho dịng điện từ vài Ampe trở xuống Còn dòng vài chục Ampe trở lên có tích hợp thêm buồng dập hồ quang, bắt buộc phải sử dụng khởi động từ (contactor) 10.2 Phân loại, ký hiệu 10.2.1 Phân loại 1/Rơ le trung gian theo số vôn Rơ le trung gian theo vôn nghĩa dựa theo số vôn phân biệt Hiện có loại rơ le trung gian 12v, rơ le 220v, rơ le 380v Rơ le trung gian 12V Là rơ le dòng cao cho thiết bị điện, thiết bị điều khiển phụ có vai trị cơng tắc Có nguồn điều khiển 12V nguồn cấp cho quận dây hút rơle với khả chịu tải lên tới 40 ampe Được dùng đóng ngắt cho qua điện từ 1V đến 220V Đối với loại rơ le thích hợp để sử dụng cho thiết bị dân dụng Điều hạn chế tối đa nguy hỏng hóc, cháy nổ cho thiết bị điện nhà bạn Rơ le trung gian 12v 83 Rơ le trung gian 220V Gồm có hai mạch độc lập rơle trung gian 220V dễ dàng việc lắp đặt bảo dưỡng Kết cấu rơ le không phức tạp nên bạn dễ dàng lắp đặt kiểm tra trình sử dụng Rơle trung gian 220V sở hữu nhiều lượng tiếp điểm Cũng vừa mở vừa đóng, nên thường dùng để truyền tín hiệu rơ le khơng đảm bảo khả ngắt Chúng cịn có độ bền độ an tồn cao nên tiết kiệm chi phí đáng kể cho gia đình bạn Rơ le trung gian 380V Với rơ le trung gian 380v có khả chịu tải lên tới 100 ampe Thời gian tác động siêu nhanh 0.1s thích hợp sử dụng cho thiết bị cơng nghiệp Kích thước tiếp điểm to siêu bền bền chắn Sử dụng loại rơ le giúp hiệu làm việc tối ưu Những tượng pha, chập cháy khơng cịn Thay vào dù có chạy với dịng điện công suất cực lớn loại máy công nghiệp Cũng giữ dòng điện ổn định cho nhà máy 2/ Rơ le trung gian theo chân Đúng cách gọi rơ le trung gian theo chân phân biệt theo số lượng chân loại rơ le Cùng xem có loại trình bày đây: Rơ le trung gian 11 chân Rơle trung gian 11 chân có nghĩa thiết kế có 11 chân Là loại rơle trung gian, chúng có nhiệm vụ chịu tải trung gian cho cảm biến Hơn cịn làm mạch tự giữ, mở, bật với thiết kế có nhiều tiếp điểm xung quanh Loại rơle 11 chân dùng phổ biến ưa chuộng chúng dễ dàng tháo lắp Cũng có độ bền cao trình sử dụng ổn định Rơ le trung gian 11 chân 84 Rơ le trung gian 14 chân Loại rơ le trung gian 14 chân thực tế có tổng cặp tiếp điểm Trong 13 14 chân cuộn dây cấp nguồn Loại rơ le dùng phổ biến nhiều người lựa chọn thị trường Bởi chúng có cơng dụng tuyệt vời độ an tồn mang đến cho hệ thống dòng điện dân dụng dịng điện cơng nghiệp Ngồi loại rơ le cịn có rơ le chân, rơ le chân Cũng có cơng dụng chức tuyệt vời Khi bạn muốn lắp rơ le cho thiết bị tìm hiểu để mua loại rơ le phù hợp 10.2.2 Ký hiệu rơ le trung gian Khi bạn muốn lắp ráp mạch điều khiển sử dụng rơ le Hoặc mạch điện tử cơng nghiệp, thường có số ký hiệu bạn cần hiểu ký hiệu rơ le trung gian có nghĩa Hiểu rõ ký hiệu giúp cho bạn lua chọn loại thích hợp lắp đặt dễ dàng Ký hiệu rơ le trung gian Sẽ có ký hiệu mà bạn cần để ý muốn tìm hiểu rơ le trung gian SPDT, SPST DPST Để hiểu rõ ý nghĩa ký hiệu bạn theo dõi phần giải thích sau:  Ký hiệu rơ le trung gian DPDT (Double Pole Double Throw) nghĩa rơ le có cặp tiếp điểm Mỗi cặp có tiếp điểm thường đóng hở có đầu chung  SPST: viết tắt cụm từ Single Pole Single Throw Chúng có nghĩa rơ le có tiếp điểm thường hở  Ký hiệu rơ le trung gian DPST viết tắt cụm từ Double Pole Single Throw có nghĩa rơ le có tiếp điểm thường hở Ngoài ra, rơ le trung gian lắp ghép tủ điều khiển Thường lắp đế chân Tuỳ theo số lượng chân có kiểu đế khác như: Đế chân, đế 11 chân, đế 14 chân…Bởi tìm mua bạn cần ý đến chi tiết 10.3 Cấu tạo, nguyên lý làm việc 10.3.1 Cấu tạo rơ le trung gian Rơ le trung gian dùng lĩnh vực điều khiển tự động, cấu điện tử Chúng đóng vai trị điều khiển trung gian giẵ thiết bị điều khiển Cùng xem sơ đồ để hiểu rõ cấu tạo 85 Sơ đồ cấu tạo rơ le trung gian Trong đó:  điểm cuộn dây  phần lõi thép tĩnh  phần lõi thép động  4, vị trí vít ốc điều chỉnh  6, tiếp điểm thường mở NO  8, 12 vị trí lị xo  vị trí giá cách điện  10, 11 vị trí tiếp điểm thường đóng NC Rơ le trung gian cấu tạo gồm phần cuộn hút (nam châm điện) mạch tiếp điểm (mạch lực) Cùng với vỏ bảo vệ chân tiếp điểm  Nam châm điện gồm có: lõi thép động, lõi thép tĩnh cuộn dây Cuộn dây thể cuộn cường độ hay cuộn điện áp, hai Lõi thép động găng lò xo định vị vít điều chỉnh  Mạch tiếp điểm bao gồm có tiếp điểm nghịch đóng vai trị đóng cắt thiết bị điện tải cách ly với cuộn hút dòng nhỏ 10.3.2 Nguyên lý làm việc rơ le trung gian Được tạo từ trường hút dịng điện chạy qua rơ le trung gian chạy qua cuộn dây bên Từ trường hút tác động lên đòn bẩy bên Điều làm đóng mở tiếp điểm điện làm thay đổi trạng thái rơle Số tiếp điểm điện bị thay đổi hay nhiều tùy vào thiết kế 86 Nguyên lý làm việc rơ le trung gian Rơ le trung gian có mạch độc lập hoạt động Một mạch điều khiển cuộn dây rơ le: cho dòng chạy qua cuộn dây hay khơng Hay có nghĩa điều khiển rơ le trạng thái ON hay OFF Một mạch điều khiển dịng điện ta cần kiểm sốt có qua rơ le hay khơng dựa vào trạng thái ON hay OFF Rơ le trung gian có nguyên lý hoạt động tương tự khởi động từ Đối với rơ le trung gian có điểm có khả tải dịng điện nhỏ sử dụng cho mạch điều khiển (tiếp điểm phụ) Khác với khởi động từ loại rơ le buồng dập hồ quan 10.4 Thơng số kỹ thuật lựa chọn khí cụ - Dịng Rơ le tối ưu có LED thị - Dịng điện định mức: 5A - Điện áp cấp cho cuộn dây: 220v AC - Tiếp điểm: Cặp tiếp điểm Rơ le trung gian kiểu nam châm điện có tích hợp thêm hệ thống tiếp điểm Rơle trung gian gọi rơ le kiếng công tắc chuyển đổi hoạt động điện Gọi cơng tắc rơ le có hai trạng thái ON OFF Rơ le trạng thái ON hay OFF phụ thuộc vào có dịng điện chạy qua rơ le hay khơng Các loại rơ le trung gian thị trường dễ dàng tìm thấy loại relay trung gian sau: Relay trung gian 5V, 12V, 24V (DC) Relay trung gian chân,11 chân, 14 chân Rơ le trung gian MY4 MY4N Omron Loại 14 chân dẹt, có đèn khơng có đèn, có diode khơng có diode Điện áp cuộn dây 12 VDC, 24VDC,100/110VAC, 200/220VAC Tiếp điểm 4PDT, 05 A 10.5 Mạch điện ứng dụng 1/ Cách kiểm tra rơ le trung gian 87 Thường thiết bị điện sau thời gian sử dụng gặp vấn đề Sau hướng dẫn cách kiểm tra rơ le trung gian có gặp vấn đề cần thay hay không Để kiểm rơ le trung gian bạn cần người khác để giúp đỡ bật cơng tắc đến vị trí “ON” Khi tay bạn đặt rơ le tay cảm thấy có tiếng cạch cạch Mặt khác chìa khóa bật sang vị trí “Star” ngón tay cảm thấy có tiếng cạch cạch (rờ le khởi động) Nếu không, bạn gỡ rơ le kiểm tra lại kết nối Nếu rơ le bị ăn mòn q nóng lắp lại với rờ le Tuy nhiên khuyên bạn thiết bị điện xảy vấn đề bạn không nên tự ý tháo lắp kiểm tra Hãy nhờ đến người có chun mơn am hiểu điện Để tránh rủi ro không đáng có 2/ Cách đấu rơ le trung gian Như tìm hiểu rơ le chia làm loại Vậy cách lắp đặt chúng nào, có khó khơng? Đừng lo bạn cần làm theo hướng dẫn sau: Sơ đồ đấu dây rơ le trung gian Sau sơ đồ đấu dây rơ le trung gian Đây hình minh họa để mơ tả rõ cách đấu rơ le cho bạn dễ tham khảo: Sơ đồ đấu dây trung gian Trong trình lắp đặt rơ le trung gian bạn gắn trực tiếp, gắn vào chân đế Khi đấu lắp cần phải xác định xác vị trí chân để tránh nhầm lẫn Với dạng có chân đế sau cắm mạch xong cắm chân rơ le vào thân đế theo vị trí chân tương ứng để tạo thành mạch hoàn chỉnh Cách đấu rơ le trung gian Cách đấu rơ le trung gian theo số vôn Theo sơ đồ đấu rơ le phía cho thấy cặp tiếp điểm thường đóng thường mở Theo hình ta đấu cấp nguồn 12–24–220V tùy loại vào chân cuộn dây Trong cặp tiếp điểm thường mở 2-4 6-8 Cịn cặp thường đóng 2-3 6-7 Bạn áp dụng cách đấu loại rơ lr theo số vôn khác Lưu ý lựa chọn sản phẩm phù hợp theo thiết bị bạn muốn sử dụng Để đảm bảo an toàn sử dụng ổn định tuyệt đối suốt thời gian sử dụng 88 Hướng dẫn cách đấu rơ le trung gian Cách đấu rơ le 14 chân 11 chân Đây loại rơ le sử dụng nhiều Đối với cách đấu rơ le 14 chân 11 chân ta làm tương tự cách đấu phía Tuy nhiên bạn không thực am hiểu kĩ thuật chuyên môn điện Cách tốt nên nhờ đến thợ sửa điện nước nhà làm sai gây hư hỏng chí nguy hiểm tới tính mạng thân 11 Rơle tốc độ 11.1 Công dụng Trong điều khiển tự động, cần phải bật tắt số mạch định theo tốc độ động cơ, chẳng hạn phanh ngược động lồng sóc Khi tốc độ động giảm xuống mức thấp, nên cắt dòng điện để tránh động bị đảo ngược Bắt đầu để bắt đầu Hành động địi hỏi rơle tốc độ để kiểm sốt việc hoàn thành 11.2 Phân loại, ký hiệu 11.2.1 Phân loại - Rơ le tốc độ kiểu khí - Rơ le tốc độ kiểu điện tử 11.2.2 Kí hiệu: RTZ 11.3 Cấu tạo, nguyên lý làm việc a Cấu tạo 89 Cấu tạo rơle tốc độ Trục rơle tốc độ nối với trục động Một nam châm vĩnh cửu hình trụ cố định trục quay rơle tốc độ; tay áo bên nam châm đặt với vịng bên ngồi bị lệch góc định theo hướng tích cực tiêu cực; cuộn dây lồng sóc nhúng vào chu vi vịng ngồi b Ngun lý làm việc Rơle mắc đồng trục với động mạch điều khiển Khi quay, nam châm vĩnh cửu quay theo Khi động quay, cuộn dây lồng sóc vịng ngồi cắt đường sức từ nam châm vĩnh cửu để tạo dòng điện cảm ứng tạo mô-men xoắn làm cho vịng ngồi quay góc với hướng quay động Tại thời điểm này, khối cố định khung vịng ngồi đối diện với tiếp điểm di chuyển để làm cho nhóm liên hệ di chuyển Nếu động bị đảo ngược, khối bật tắt liên lạc khác Khi tốc độ động giảm xuống khoảng 100r / phút, khối trở lại tiếp điểm đặt lại lực điện từ cuộn dây lồng sóc khơng đủ Bởi tiếp điểm rơle liên quan đến tốc độ động cơ, nên gọi rơle tốc độ, rơle tốc độ sử dụng để hãm ngược động cơ, nên cịn gọi rơle phanh ngược Khi rơle tốc độ sử dụng để hãm ngược, nam châm vĩnh cửu phải gắn trục động điều khiển tiếp điểm phải kết nối nối tiếp mạch điều khiển để hợp tác với công tắc tơ rơle trung gian để nhận ngược lại phanh gấp Trong máy in, máy in offset đơn sắc phân chia J2102 máy quay vòng mặt đầy đủ LP1101 thiết bị in khác, hệ thống phanh động hồn thành rơle tốc độ 11.4 Thơng số kỹ thuật lựa chọn khí cụ a Thơng số kỹ thuật Điện áp: 12-240VAC/DC + 10 phần trăm – Kích thước tiêu chuẩn: 48×48 – Nhiệt độ hoạt động tiêu chuẩn: -20-55 độ C – Cấp xác cài đặt: ±5 phần trăm F.S – Vị trí lắp đặt: mặt tủ rail – Độ phân giải thời gian: 0.02 to 1.2s, to 120s, 0.2 to 12min, to 120min, 0.2 to 12h, to 120h, 0.05 to 3s, to 300s, 0.5 to 30min, to 300min, 0.5 to 30h, to 300h – Các tiếp điểm: rơ le thời gian có cặp tiếp điểm 90 b Lựa chọn khí cụ Sản phẩm Relay tốc độ, hẹn 12vdc thiết kế điều chỉnh theo kiểu xoay analog Gồm cặp tiếp điểm ngõ ra, cắm đế chân 11 chân trịn Role thời gian có chức hoạt động, chọn thông qua núm xoay Function mặt, bao gồm: Op – delay on operate: Chức định mở R – symmetrical recycler ON first: Đóng mở theo chu kỳ, On trước In – interval: Chức hẹn tắt tiếp điểm Sh – one shot: Chức hẹn kích xung Relay thời gian, Rơ le thời gian, Timer 12VDC 12VAC có phạm vi hoạt động rộng, độ phân giải thời gian đa dạng từ 0.05s – 300 Lựa chọn phạm vi giờ, phút, giây tiện lợi dễ dàng thông qua núm chỉnh Range Scale mặt Điện áp hoạt động: từ 12-240VAC/DC Nên sử dụng hầu hết loại điện áp đặc biệt 12VAC, 48VAC/DC, 110VDC/AC… 11.5 Mạch điện ứng dụng 11.5.1 Mạch điện hãm ngược Mạch điện hãm ngược Trong đó: - Đ: Động KĐB ba pha rơto lồng sóc - CD: Cầu dao đóng cắt mạch điện - CC1,CC2: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch cho mạch động lực mạch điều khiển - T N: Các công tắc tơ khống chế quay thuận quay ngược - RKT H: Rơle kiểm tra tốc độ công tắc tơ khống chế trình hãm 91 - RN : Rơle nhiệt bảo vệ tải cho động * Nguyên lý hoạt động: - Cấp điện cho mạch, nhấn nút M, cơng tắc tơ K có điện, động nối nguồn pha làm việc - Muốn dừng, nhấn nút D, công tắc tơ K điện, động cắt khỏi nguồn pha - Đồng thời cơng tắc tơ H rơle RTZ có điện, đóng tiếp điểm H mạch điều khiển tự trì, tiếp điểm H mạch động lực đóng lại đảo pha cấp vào động cơ, động thực trình ngược - Quá trình ngược kết thúc tiếp điểm RTZ thường đóng mở chậm mở ra, công tắc tơ H rơle RTZ điện 11.5.2 Mạch điều khiển động hai cấp tốc độ kiểu - tam giác kép Mạch điều khiển động hai cấp tốc độ kiểu - tam giác kép Trong đó: - CD: Cầu dao đóng ngắt mạch điện - CC1,CC2: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch cho mạch động lực mạch điều khiển 92 - D, MT, MN: Các nút dừng, mở thuận mở ngựơc - , MYYM : Các nút nhấn chọn tốc độ cho động - T N: Các công tắc tơ khống chế quay thuận quay ngược - K1: Công tắc tơ nối cuộn dây Stato động hình tam giác - K2, K3: Cơng tắc tơ nối cuộn dây Stato động hình kép - RTr: Rơle trung gian đảm bảo trình tự chọn tốc độ trước chọn chiều quay thời điểm ban đầu - RTZ H: Rơle công tắc tơ khống chế trình hãm động - BA CL : Máy biến áp chỉnh lưu cấp nguồn chiều cho trình hãm động - RN : Rơle nhiệt bảo vệ tải cho động - Đ: Động KĐB ba pha hai cấp tốc độ * Nguyên lý hoạt động mạch: - Đóng CD cấp nguồn cho mạch MYY Cơng tắc tơ K1 K2 K3 có điện tác động nối dây quấn stato theo hình tam giác (tốc độ thấp) hình kép (tốc độ cao). Chọn tốc độ nút ấn M - Đồng thời đóng tiếp điểm K1(1-22) K2, K3 (1-21-22) cấp điện cho RTr để chuẩn bị chọn chiều quay - Chọn chiều quay nút nhấn MT MN Cơng tắc tơ T N có điện tác động cấp điện cho động khởi động làm việc theo tốc độ chiều quay chọn - Muốn dừng động ấn nút D, công tắc tơ T N, K1 K2, K3 RTr điện H, RTZ có điện, tiếp điểm H đóng lại, dòng điện chiều đưa vào cuộn dây Stato động hình tam giác, động tiến hành hãm động - Quá trình hãm kết thúc tiếp điểm RTZ mở ra, công tắc tơ H, RTZ điện, động cắt khỏi nguồn chiều 93 94 ... thường gặp Vật liệu -Khí cụ điện thường dùng hệ thống điện điều khiển máy điện Nội dung tài liệu gồm: Chương 1: Vật liệu điện; Chương 2: Khí cụ điện Mặc dù cố gắng trình biên soạn, chắn tài liệu khơng... học Vật liêu - Khí cụ điện mơn học bắt buộc chương trình đào tạo Cao đẳng Trung cấp nghề điện cơng nghiệp Tài liệu ? ?Vật liêu - Khí cụ điện? ?? biên soạn theo nội dung chương trình chi tiết mơn ? ?Vật. .. 2.3 Một số vật liệu cách điện 2.3.1 Vật liệu sợi Vật liệu cách điện sợi đƣợc chế tạo vật liệu hữu nhƣ: gỗ, giấy, phíp, vải bơng vật liệu vơ nhƣ: amiăng, sợi thủy tinh Vật liệu cách điện hữu xốp