205 giao trinh mo dun khi cu dien 1401

MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Bài 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT KHÍ CỤ ĐIỆN I Mục tiêu học II Nội dung học 1.1 Khái niệm, phân loại thiết bị điện 1.2 Nam châm điện 1.1.5 Tháo lắp, kiểm tra, bảo dưỡng số nam châm điện 1.2 Sự phát nóng khí cụ điện 10 1.3 Tiếp xúc điện 14 1.4 Hồ quang điện 23 1.5 Cách điện khí cụ điện 26 Bài 2: KHÍ CỤ ĐIỆN ĐĨNG CẮT 30 I Mục tiêu học 30 II Nội dung học 30 2.1 Khí cụ điện đóng cắt tay 30 2.2 Khí cụ điện đóng cắt tự động 47 Bài KHÍ CỤ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 57 I Mục tiêu học: 57 II Nội dung học 57 3.1 Khái quát khí cụ điện điều khiển 57 3.2 Rơ le điện từ 58 3.3 Rơ le trung gian 62 3.4 Rơ le thời gian 66 3.6 Rơ le điện áp 75 3.7 Rơ le tốc độ 80 Bài 4: KHÍ CỤ ĐIỆN BẢO VỆ 83 I Mục tiêu học 83 II Nội dung học 83 i 4.1 Cầu chì 83 4.2 Ap-tô-mat 91 4.3 Rơ le nhiệt 98 4.4 Máy cắt điện 103 Bài 5: LẮP RÁP MỘT SỐ MẠCH ĐIỆN ĐƠN GIẢN 111 I Mục tiêu học 111 II Nội dung học 111 5.1 Mạch điện gồm cầu chì, cơng tắc, bóng đèn, ổ cắm 111 5.3 Mạch khởi động động không đồng pha dùng rơ le dòng điện 120 PHỤ LỤC 124 Phụ lục - Phiếu hướng dẫn đọc, ghi thơng số kỹ thuật khí cụ điện 124 Phụ lục 2- Phiếu báo cáo xử lý tượng sai hỏng 125 Phụ lục – Phiếu luyện tập kỹ 125 Phụ lục - Phiếu đánh giá kết luyện tập 126 Phụ lục 5- Phiếu đánh giá kiểm tra 127 Phụ lục - PHIẾU ĐÁNH GIÁ BÀI KIỂM TRA PHẦN THỰC HÀNH 127 TÀI LIỆU THAM KHẢO 130 ii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1 Bảng kê thiết bị, dụng cụ, vật tư thực hành NCĐ Bảng Trình tự tháo lắp, kiểm tra, bảo dưỡng nam châm điện Công-tắc-tơ rơ le điện từ Bảng Các sai hỏng thường gặp nam châm điện Bảng Cấp cách điện nhiệt độ cho phép 10 Bảng Điện trở suất ứng suất biến dạng dẻo số vật liệu 16 Bảng Trị số K số vật liệu 16 Bảng Trị số m số dạng tiếp xúc 17 Bảng Bảng kê thiết bị, dụng cụ, vật tưkiểm tra bảo dưỡng tiếp điểm 20 Bảng Trình tự kiểm tra, bảo dưỡng tiếp điểm 21 Bảng 10 Các sai hỏng thường gặp 22 Bảng 11 Bảng kê thiết bị, dụng cụ, vật tư kiểm tra bảo dưỡng buồng dập hồ quang 25 Bảng 12 Trình tự kiểm tra, bảo dưỡng buồng dập hồ quang 25 Bảng 13 Các sai hỏng thường gặp 26 Bảng 14 Bảng kê thiết bị,dụng cụ, vật tư kiểm tra cách điện 27 Bảng 15 Trình tự kiểm tra cách điện 28 Bảng 16 Các sai hỏng thường gặp 28 Bảng Bảng kê thiết bị, dụng cụ, vật tư thực hành công tắc 33 Bảng 2 Trình tự tháo lắp, kiểm tra, bảo dưỡng cơng tắc 33 Bảng Các sai hỏng thường gặp 34 Bảng Bảng kê thiết bị, dụng cụ, vật tư thực hành nút ấn 37 Bảng Trình tự tháo lắp, kiểm tra, bảo dưỡng nút ấn 38 Bảng Các sai hỏng thường gặp nút ấn 39 Bảng Bảng kê thiết bị, dụng cụ, vật tư thực hành cầu dao 45 Bảng Trình tự tháo lắp, kiểm tra, bảo dưỡng cầu dao 45 Bảng Các sai hỏng thường gặp cầu dao 47 Bảng 10 Bảng kê thiết bị, dụn cụ, vật tư thực hành CTT điện từ 53 Bảng 11 Trình tự tháo lắp, kiểm tra CTT điện từ 53 Bảng 12 Các sai hỏng thường gặp CTT điện từ 55 Bảng Bảng kê thiết bị, dụng cụ, vật tư thực hành rơle điện từ 60 Bảng Trình tự tháo lắp, kiểm tra, bảo dưỡng rơle điện từ 61 Bảng 3 Các sai hỏng rơle điện từ 62 iii Bảng Bảng kê thiết bị, dụng cụ, vật tư thực hành rơ le trung gian 64 Bảng Trình tự tháo lắp, kiểm tra, thực hành rơ le trung gian 65 Bảng Các sai hỏng thường gặp rơ le trung gian 66 Bảng Bảng kê thiết bị, dụng cụ, vật tư thực hành rơ le thời gian 69 Bảng Trình tự tháo lắp, kiểm tra rơ le thời gian 69 Bảng Các sai hỏng thường gặp rơ le thời gian 70 Bảng 10 Bảng kê thiết bị, dụng cụ, vật tư thực hành rơ le dòng điện 73 Bảng 11 Trình tự tháo lắp, kiểm tra rơ le dòng điện 74 Bảng 12 Các dạng sai hỏng thường gặp 75 Bảng 13 Bảng kê thiết bị, dụng cụ, vật tư thực hành rơ le điện áp 78 Bảng 14 Trình tự thực hành rơ le điện áp 78 Bảng 15 Các sai hỏng thường gặp rơ le điện áp 79 Bảng Bảng kê thiết bị, dụng cụ, vật tư thực hành cầu chì 90 Bảng Trình tự thực hành cầu chì 90 Bảng Các sai hỏng thường gặp cầu chì 91 Bảng 4 Bảng kê thiết bị, dụng cụ, vật tư thực hành Ap-tô-mat 96 Bảng Trình tự thực hành Ap-tô-mat 97 Bảng Các sai hỏng thường gặp Ap-tô-mat 97 Bảng Bảng kê thiết bị, dụng cụ, vật tư thực hành rơ le nhiệt 101 Bảng Trình tự thực hành rơ le nhiệt 101 Bảng Các sai hỏng thường gặp rơ le nhiêt 102 Bảng Bảng kê thiết bị, dụng cụ, vật tư thực hành lắp mạch chiếu sáng 112 Bảng Trình tự thực hành lắp ráp mạch điện chiếu sáng 113 Bảng Các sai hỏng thường gặp 113 Bảng Bảng kê thiết bị, dụng cụ, vật tư thực hành mạch khởi động ĐC KĐB pha 116 Bảng 5 Trình tự thực hành lắp ráp mạch khởi động ĐC KĐB pha 118 Bảng Các sai hỏng thường gặp mạch mở máy động KĐB dùng KĐT đơn 119 Bảng Bảng kê thiết bị, dụng cụ, vật tư thực hành mạch khởi động ĐC KĐB 1pha 121 Bảng Trình tự thực lắp ráp mạch khởi động động KĐB pha 122 Bảng Các sai hỏng thường gặp lắp ráp mạch khởi động ĐC KĐB pha 122 iv Danh mục hình Hình 1 Cấu tạo nam châm điện Hình Tiếp xúc cố định 14 Hình Tiếp xúc trượt cấu chổi than vành góp máy điện 15 Hình Tiếp xúc đóng cắt máy cắt SF6 15 Hình Sự phụ thuộc điện trở tiếp xúc vào lực ép tiếp điểm (a) dạng tiếp xúc (b) 18 Hình Tiếp điểm kiểu cơng-son 19 Hình Tiếp điểm kiểu cầu a Trạng thái thường mở; b Trạng thái đóng 19 Hình Tiếp điểm kiểu dao 19 Hình Một số kết cấu tiếp điểm khác 20 Hình Một số loại cơng tắc: 30 Hình 2 Ký hiệu số loại công tắc 31 Hình Cơng tắc pha 1cực 31 Hình Cấu tạo công tắc hộp 32 Hình Một số loại nút ấn 36 Hình Ký hiệu nút ấn 36 Hình Cấu tạo nút ấn tự phục hồi 36 Hình Nút ấn dừng khẩn 37 Hình Một số loại cầu dao 40 Hình 10 Hình ảnh số dao cách ly 40 Hình 11 Ký hiệu cầu dao 41 Hình 12 Ký hiệu dao cách ly 41 Hình 13 Sơ đồ cấu tạo cầu dao 41 Hình 14 Dao cách ly kiểu chém 42 Hình 15 Dao cách ly kiểu quay 42 Hình 16 Cấu tạo dao cách ly kiểu quay 43 Hình 17 Một số loại cơng-tắc-tơ 48 Hình 18 Các ký hiệu Cơng-tắc-tơ 48 Hình 19 Cấu tạo Cơng-tắc-tơ điện từ 49 Hình 20 CTT điều khiển từ 50 Hình 21 Một số loại CTT điện tử 51 Hình 22 CTT điều khiển biến áp 51 Hình 23 CTT điều khiển quang 51 v Hình Ký hiệu rơle 58 Hình Cấu tạo rơle điện từ 59 Hình 3 Rơle điện từ chân 12VDC 59 Hình Ký hiệu rơle trung gian 63 Hình Cấu tạo rơle trung gian 63 Hình Ký hiệu cuộn dây tiếp điểm rơle thời gian 67 Hình Cấu trúc chung rơle 67 Hình Cấu tạo rơ le thời gian điện từ 68 Hình Mạch điện rơle thời gian điện tử 68 Hình 10 Sơ đồ nối dây (sơ đồ chân) biểu đồ thời gian rơle 69 Hình 11 Hình ảnh rơ le dòng điện 71 Hình 12 Ký hiệu Rơ le dòng điện 72 Hình 13 Rơle dòng khởi động động 72 Hình 14 Ký hiệu rơ le điện áp 76 Hình 15 Rơ le điện áp 77 Hình 16 Sơ đồ nguyên lý rơ le điện áp (bảo vệ áp thấp áp) kiểu điện tử 77 Hình 17 Sơ đồ nguyên lý dùng rơ le điện áp (MIKRO) mạch bảo vệ động 77 Hình 18 Một số loại rơ le tốc độ 80 Hình 19 Nguyên lý cấu tạo rơle tốc độ 81 Hình 20 Hình dáng sơ đồ đầu rơle tốc độ SX2 82 Hình Một số hình ảnh cầu chì 84 Hình Ký hiệu cầu chì 84 Hình Cấu tạo cầu chì 85 Hình 4 Đặc tính Ampe – giây cầu chì 87 Hình Ký hiệu Ap-tơ-mat 92 Hình Cấu tạo Ap-tơ-mat 92 Hình Cơ cấu truyền động Ap-tơ-mat 93 Hình Sơ đồ nguyên lý làm việc Ap-tô-mat 95 Hình Ký hiệu Rơ le nhiệt 99 Hình 10 Cấu tạo Rơ le nhiệt 99 Hình 11 Ký hiệu máy cắt 103 Hình 12 Cấu tạo máy cắt nhiều dầu 104 Hình 13 Hình ảnh máy cắt SF6 105 vi Hình 14 Máy cắt khơng khí 108 Hình 15 Mặt cắt buồng đóng cắt chân khơng 12kV, 25kA 109 Hình 16 Mặt cắt máy cắt chân không VBL, VD4 109 Hình 17 Hình ảnh máy cắt chân không 109 Hình Sơ đồ ngun lý mạch gồm cầu chì, cơng tắc, bóng đèn, ổ cắm 111 Hình Sơ đồ lắp ráp mạch gồm cầu chì, cơng tắc, bóng đèn, ổ cắm 111 Hình Sơ đồ nguyên lý mạch khởi động ĐC KĐB pha 114 Hình Sơ đồ dây mạch khởi động ĐC KĐB pha 115 Hình 5 Sơ đồ lắp ráp mạch khởi động ĐC KĐB pha 116 Hình Sơ đồ nguyên lý mạch khởi động ĐC KĐB pha 120 Hình Sơ đồ lắp ráp mạch khởi động ĐC KĐB pha 120 vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Tên viết tắt Tên gọi Tên tiếng Anh NCĐ Nam châm điện CTT Công- tắc- tơ Contactor AP Ap-tô-mat Circuit breaker ĐC, M Động Motor Đ Bóng đèn trịn Light ƠC Ổ cắm CT Cơng tắc RN Rơ le nhiệt RU Rơ le điện áp Ri Rơ le dòng điện Rtg Rơ le thời gian ĐHVN Đồng hồ vạn viii LỜI NĨI ĐẦU Trong nghiệp cơng nghiệp hóa - đại hóa đất nước ta Khí cụ điện vai trị quan trọng Việc hiểu chất, cách sử dụng, kiểm tra, bảo dưỡng Khí cụ điện giúp có giải pháp hiệu cho mạch điều khiển mạch động lực vận hành Để làm điều này, sinh viên, ngồi việc học lý thuyết việc thực hành, thí nghiệm yêu cầu bắt buộc Khoa Điện - Điện tử, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Nam Định có bề dày giảng dạy thực hành mơn học/mơ đun liên quan đến Khí cụ điện nhiều năm qua Hơn nữa, nhà trường trang bị nhiều thiết bị đại, đồng giúp cho sinh viên dễ dàng tiếp cận vấn đề sát với thực tiễn Tuy nhiên, tài liệu hướng dẫn lại chưa đầy đủ thống Chính vậy, chúng tơi biên soạn giáo trình “Mơ đun Khí cụ điện” với nội dung chủ yếu trình bày ngắn gọn cấu tạo, nguyên lý làm việc, ứng dụng cách kiểm tra, bảo dưỡng khí cụ điện thường dùng cơng nghiệp sinh hoạt Giáo trình gồm 05 sau: Bài 1: Cơ sở lý thuyết khí cụ điện Bài 2: Khí cụ điện đóng cắt Bài 3: Khí cụ điện điều khiển Bài 4: Khí cụ điện bảo vệ Bài 5: Lắp ráp số mạch điện đơn giản Giáo trình biên soạn phục vụ cho công tác giảng dạy, làm tài liệu học tập cho đối tượng sinh viên CĐN ngành ĐCN khoa Điện - Điện tử trường, đặc biệt sinh viên hệ cao đẳng nghề tài liệu tham khảo cho sinh viên, kỹ sư, kỹ thuật viên quan tâm nghiên cứu Khi biên soạn cố gắng cập nhật kiến thức có liên quan phù hợp với đối tượng sử dụng cố gắng gắn nội dung lý thuyết với vấn đề thực tế thường gặp sản xuất, đời sống để giáo trình có tính thực tiễn cao Tuy chắn khó tránh khỏi thiếu sót Chúng tơi mong nhận ý kiến đóng góp người sử dụng Mọi ý kiến đóng góp xin gửi mơn Cơ sở kỹ thuật điện, khoa Điện - Điện tử, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Nam Định Các tác giả Bài 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT KHÍ CỤ ĐIỆN I Mục tiêu học Sau học xong sinh viên có khả năng: Kiến thức: - Phân loại loại khí cụ điện, trình bày loại cách điện, tiếp xúc điện nguyên nhân phát nóng khí cụ điện - Trình bày cấu tạo nguyên lý làm việc nam châm điện, nguyên nhân phát sinh biện pháp dập tắt hồ quang điện Kỹ năng: - Tháo lắp, kiểm tra, sửa chữa, bảo dưỡng số nam châm điện cấu dập hồ quang khí cụ điện Thái độ: - Nghiêm túc, tích cực làm việc theo yêu cầu giáo viên, đảm bảo an toàn cho người thiết bị II Nội dung học 1.1 Khái niệm, phân loại thiết bị điện 1.1.1 Khái niệm, phân loại khí cụ điện Khái niệm Khí cụ điện (KCĐ) thiết bị điện dùng để điều khiển, kiểm tra, tự động điều chỉnh, khống chế đối tượng điện không điện bảo vệ chúng trường hợp có cố Khí cụ điện sử dụng rộng rãi nhà máy phát điện, trạm biến áp, xí nghiệp cơng nghiệp, nơng nghiệp, lâm nghiệp, thuỷ lợi, giao thông vận tải quốc phòng, Phân loại a Theo chức - KCĐ dùng để đóng cắt: Dùng để đóng cắt tự động tay mạch điện chế độ làm việc khác (cầu dao, Ap-tô-mat, máy ngắt tự động, dao cách ly v.v ) Đặc điểm tần số thao tác thấp (thỉnh thoảng phải thao tác), tuổi thọ chúng thường khơng cao (đến hàng chục ngàn lần đóng cắt) - KCĐ hạn chế dịng điện - điện áp: chức hạn chế dịng điện, điện áp mạch khơng tăng cao bị cố Ví dụ kháng điện để hạn chế dòng ngắn mạch, van chống sét để hạn chế điện áp sét vào máy biến áp - KCĐ dùng để mở máy, điều khiển: gồm loại KCĐ contactor, khởi động từ, khống chế, biến trở, điện trở mở máy v.v chúng có tần số thao tác đóng cắt cao, đạt tới 1500 lần/giờ, tuổi thọ đạt tới hàng triệu lần đóng cắt - KCĐ tự động điều chỉnh, khống chế, trì chế độ làm việc tham số đối tượng ổn định điện áp, ổn định tốc độ, ổn định nhiệt độ… - KCĐ dùng để kiểm tra theo dõi: có chức kiểm tra, theo dõi làm việc đối tượng biến đổi tín hiệu khơng điện thành tín hiệu điện Gồm rơle, cảm biến… Đặc điểm nố công suất thấp, thường nối mạch thứ cấp để biến đổi, truyền tín hiệu - KCĐ biến đổi dịng điện, điện áp gồm máy biến dòng, máy biến điện áp Chúng có chức biến đổi dịng điện lớn, điện áp cao thành dịng điện điện áp có trị số thích hợp, an tồn cho việc đo lường, điều khiển, bảo vệ b Theo nguyên lý làm việc Có loại: điện từ, cảm ứng, nhiệt, có tiếp điểm, khơng có tiếp điểm v.v c Theo loại dịng điện KCĐ dùng mạch điện chiều xoay chiều d Theo độ lớn điện áp -KCĐ cao thế: chế tạo để dùng điện áp định mức từ 1000V trở lên -KCĐ hạ thế: chế tạo để dùng điện áp 1000V (thường đến 600V) e Theo điều kiện môi trường KCĐ làm việc vùng nhiệt đới, vùng có nhiều rung động, vùng mỏ có khí nổ, mơi trường có chất ăn mịn hố học, loại để hở, loại bọc kín, môi trường đặc biệt (chân không, dầu biến áp, khí SF6) v.v Câu hỏi Câu 1: Trình bày vai trị khí cụ điện Theo điện áp, khí cụ điện phân loại thành nhóm nào? Câu 2: Trình bày cách phân loại khí cụ điện theo chức Kể tên số khí cụ điện dùng gia đình, xưởng thực tập 1.2 Nam châm điện 1.2.1 Đại cương nam châm điện Nam châm điện (NCĐ) cấu điện từ biến đổi điện thành NCĐ sử dụng nhiều lĩnh vực như: cấu truyền động rơ le điện từ, thiết bị đóng cắt (Cơng-tắc-tơ ), thiết bị bảo vệ (aptomat), cấu chấp hành van điện từ, khớp nối, li hợp điện từ, loa điện, chuông điện, cấu nâng hạ, gá lắp… Cấu tạo NCĐ có hình dáng kích thước đa dạng, phụ thuộc vào phạm vi sử dụng chức Tuy vậy, kết cấu NCĐ gồm hai phần chính: lõi sắt (mạch từ) cuộn dây (mạch điện) Lõi sắt phần dẫn từ cuộn dây phần dẫn điện Hình 1 Cấu tạo nam châm điện a Loại hút thẳng; b Loại hút quay Nguyên lý làm việc Khi cấp cho cuộn dây điện áp U, cuộn dây xuất dòng điện i, dòng điện tạo sức từ động F = i.W (W-số vòng dây cuộn dây) sinh từ thông Φ0 lõi sắt Từ thông gồm hai thành phần: phần qua khe hở khơng khí làm việc δ (Φδ) thân nắp mạch từ sinh lực hút điện từ - Từ thơng chính- phần cịn lại khơng qua khe hở khơng khí mà khép kín từ thân sang thân mạch từ, gọi từ thơng rị (Φr) Tương tác dịng điện cuộn dây từ thông lõi sắt sinh lực từ, hút nắp phía thân Khi cắt dịng điện (i=0), lực hút điện từ khơng cịn, lị xo đưa nắp trở vị trí ban đầu Cữ chặn điều chỉnh khe hở khơng khí δ (qua điều chỉnh lực từ từ thơng) Trường hợp mạch từ khơng có nắp vật liệu kim loại (sắt, thép) bị hút phía mạch từ gọi nắp Phân loại - Theo tính chất dịng điện: Loại chiều, loại xoay chiều Nam châm điện xoay chiều có mạch từ ghép thép kỹ thuật điện để giảm ảnh hưởng từ trễ dịng xốy (gây nóng mạch từ, giảm hiệu suất độ tin cậy nam châm) Nam châm điện chiều có mạch từ đúc thép khối dịng điện chiều khơng gây ảnh hưởng từ trễ dịng xốy (giảm chi phí sản phẩm) - Theo hình dáng: o Loại hút chập, hút quay (nắp quay quanh trục) o Loại hút ống (loại pittong) - Theo cách đấu cuộn dây nam châm điện vào nguồn điện: loại có cuộn dây mắc nối tiếp với tải loại có cuộn dây mắc song song với nguồn 1.1.2 Mạch từ nam châm điện Đặc điểm mạch từ Mạch từ phần thiết bị điện từ máy điện (các loại động điện, máy phát điện, ) khí cụ điện (các Ap-tơ-mat bảo vệ dịng, áp, cơng tăc tơ đóng ngắt mạch điện, ) Mạch từ có nhiệm vụ tạo đường khép kín cho từ thơng, qua thực biến đổi điện – Phần lớn mạch từ làm vật liệu sắt từ, có khả dẫn từ cao, ngồi cịn có khe hở khơng khí nhỏ đoạn mạch từ Mạch từ phân nhánh khơng phân nhánh Trong mạch từ, có đoạn có tiết diện khác nhau, vật liệu khác Vị trí cuộn dây mạch từ khơng ảnh hưởng tới cường độ từ trường (H) hình dạng đường sức từ mạch Trong mạch từ không phân nhánh, giá trị từ cảm (B) cường độ từ trường (H) điểm Trong mạch từ phân nhánh, giá trị từ cảm (B) cường độ từ trường (H) đoạn phân nhánh khác Các định luật dùng cho mạch từ a Định luật dịng điện tồn phần (định luật tồn dịng điện) Phát biểu định luật: Tích phân đường cường độ từ trường theo vịng từ khép kín tổng sức từ động vịng từ Hay: Cường độ từ trường dọc theo đường cong kín tổng đại số dịng điện xun qua Biểu thức: n m (1.1) H l =  i i  Fj i=1 j=1 Áp dụng cho mạch từ hình 1.1, ta có: Hμl + 2Hδ δ = iw (1.2) Trong đó: Hµ, Hδ cường độ từ trường lõi sắt có chiều dài l khe hở khơng khí δ b Định luật Ohm cho mạch từ Phát biểu định luật: Trên đoạn mạch từ: từ áp rơi đoạn mạch từ tích từ thông với từ trở đoạn mạch từ Biểu thức: Uμ = Φ.Rμ (1.3) Trong đó: Uµ từ áp đoạn mạch từ Φ Từ thông chảy đoạn mạch từ (Wb) Rµ Từ trở mạch từ Trên tồn mạch từ: từ thơng mạch từ khép kín tích số sức từ động từ dẫn mạch từ Biểu thức: Φ=(iw).Gμ (1.4) Trong đó: Gµ từ dẫn mạch từ c Định luật Kirhoff Phát biểu: Tổng đại số từ thông nút không Quy ước: Từ thông vào nút mang dấu dương (+), ngược lại,đi khỏi nút mang dấu âm (-) Biểu thức: n (1.5) Φ = i i=1 Trong đó: n số dịng từ thông nút d Định luật Kirhoff Phát biểu: Trong mạch từ khép kín, theo chiều định, tổng đại số từ áp rơi đoạn mạch từ tổng sức từ động Quy ước: Chiều từ thông chiều sức từ động chiều với chiều vịng mang dấu dương (+), ngược lại, mang dấu âm (-) Biểu thức: n m (1.6)  U = F μi i=1 μj j=1 Trong đó: n số phần tử từ trở; m số nguồn sức từ động có mạch Uμi Là từ áp rơi từ trở thứ i mạch Fμj Là nguồn sức từ động thứ j mạch 1.1.3 Cuộn dây nam châm điện Cuộn dây nam châm điện làm dây emay có sơn cách điện, dây trịn chữ nhật quấn khung vật liệu cách điện (thường mica, nhựa) thành hình trụ Cuộn dây có nhiệm vụ sinh sức từ động cần thiết mạch từ để sinh lực hút điện từ Yêu cầu cuộn dây: cuộn dây phải có tổn hao lượng nhỏ để khơng phát nóng q mức cho phép cấp cách điện sử dụng Cuộn dây phải đảm bảo điện áp tăng định mức (110%Uđm) khơng phát nóng q mức cho phép điện áp sụt (85%Uđm) trì lực hút, đảm bảo cho nam châm điện làm việc tin cậy Tùy theo cách đấu cuộn dây, ta có cuộn dây nối tiếp với phụ tải (cuộn dây dòng) cuộn dây song song với phụ tải (cuộn dây áp) Cuộn dây dịng có số vịng dây ít, tiết diện lớn Cuộn dây áp có số vịng dây nhiều, tiết diện dây nhỏ 1.1.4 Lực hút điện từ nam châm điện Tính lực hút theo cơng thức Macxoen F= BδS 2μ (1.7) Phương pháp dùng để tính lực điện từ khe hở khơng khí nhỏ, biến đổi Tính lực hút theo phương pháp cân lượng dψ di (1.8) F = (i -ψ ) dδ dδ Trong đó: ψ = wΦ = Li từ thơng móc vịng với cuộn dây; i dịng điện chạy cuộn dây Với NCĐ chiều i = const nên: dψ dG (1.9) F= i = (iw)2 dδ dδ Với NCĐ xoay chiều ψ= const nên: Φ dG (1.10) F= - ( )2 G dδ Do đó, muốn tính tốn, ta phải biết quan hệ từ dẫn phân bố theo khe hở khơng khí Ưu điểm phương pháp độ xác cao, dùng cho nhiều dạng khe hở có kích thước hình học khác Lực hút nam châm điện xoay chiều Khi cấp điện xoay chiều vào cuộn dây NCĐ dịng điện từ thơng có dạng hình sin nên biểu diễn dạng i = I msinωt Φ = Φmsinωt Do đó, theo cơng thức Macxoen phương pháp cân lượng lực điện từ biểu diễn thành: (1.11) Φ2m F= sin ωt 2μ S Hoặc: Φ dG F = - ( m )2 sin ωt S dδ (1.12) Dạng chung hai công thức là: 1 (1.13) F = Fm - Fmcos2ωt 2 Lực hút điện từ gồm hai thành phần, thành phần không đổi theo thời gian thành phần biến thiên theo thời gian với tần số gấp đôi tần số nguồn điện Như vậy, lực điện từ biến thiên từ Fmin đến Fmax với tần số 2f Nếu lực kéo lị xo lên nắp khơng đổi nắp bị hút nhả với tần số 2f, Hiện tượng gọi tượng rung NCĐ xoay chiều pha Để NCĐ không bị rung lực Fminphải lớn phản lực lị xo Muốn vậy, ta tạo hai luồng từ thông lệch pha mạch từ Cách 1: Dây quấn NCĐ gồm hai phần mắc song song, phần nối trực tiếp với nguồn, phần nối với nguồn qua tụ điện Việc tính chọn hợp lý thơng số hai cuộn dây tụ điện tạo hai luồng từ thông lệch pha 900 điện để tạo hiệu chống rung tốt Tuy nhiên, cách dùng cơng nghệ phức tạp, tốn Cách 2: Người ta xẻ rãnh chia bề mặt cực từ thành hai phần có diện tích S1 S2 (thường S2/S1 = 1,5÷2) (hình 1.1) Tại phần S2 ta đặt cuộn dây nối ngắn mạch (thường có vịng) đồng đỏ Khi từ thông qua cực từ gồm hai phần: Φ1 qua phần S1 Φ2 qua phần S2 chậm pha so với Φ1 góc α tượng cảm ứng điện từ Góc α phụ thuộc vào điện trở vòng ngắn mạch từ trở khe hở khơng khí vịng ngắn mạch Thơng thường α = 500÷ 600nên điều kiện chống rung lý tưởng khơng thoả mãn Mặt khác, khe hở khơng khí lớn hiệu chống rung giảm nhanh Đây phương pháp đơn giản, tốn nên sử dụng rộng rãi 1.1.5 Tháo lắp, kiểm tra, bảo dưỡng số nam châm điện Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ Dự trù thiết bị dụng cụ cho 01 sinh viên thực tập Bảng 1 Bảng kê thiết bị, dụng cụ, vật tư thực hành NCĐ TT Tên thiết bị Mô tả kỹ thuật S.lượng Đơn vị A Thiết bị, dụng cụ NCĐ Công-tắc-tơ 01 Cái To- vit cạnh 01 Cái To- vit cạnh 01 Cái Đồng hồ vạn 01 Cái Mỏ hàn xung (hoặc nung) 01 Cái Kìm điện 01 Cái Ghi Dây cấp nguồn pha 01 Cái B Vật tư Giấy nhám mịn 01 dm2 Thiếc hàn 0,01 kg Nhựa thông 0,01 kg Trước vào thực tập yêu cầu kiểm tra thiết bị, dụng cụ, vật tư: - Kiểm tra tình trạng thiết bị: Đồng hồ vạn năng, Board nguồn làm việc bình thường, mỏ hàn nóng đủ nhiệt độ hàn - Kiểm tra dụng cụ: Đầy đủ, yêu cầu kỹ thuật - Kiểm tra vật tư: Vật tư đủ, chủng loại yêu cầu - Kiểm tra vị trí thực tập: Đảm bảo thiết bị, dụng cụ đặt gọn gàng, vị trí, dễ thao tác, an tồn, vệ sinh cơng nghiệp Trình tự thực Bảng Trình tự tháo lắp, kiểm tra, bảo dưỡng nam châm điện Công-tắc-tơ rơ le điện từ Thao tác thực hành TT Yêu cầu kỹ thuật Dụng cụ thiết bị Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ, vật tư - Đồng hồ vạn - Nhận từ tủ đồ theo hướng dẫn - Đúng chủng loại giáo viên - Đủ số lượng - Chuyển thiết bị bàn thực tập - Thao tác nhẹ nhàng, cẩn thận năng, NCĐ,kìm, to- vit, giấy nhám, thiếc hàn, nhựa thông, mỏ hàn Tháo nam châm điện: + Tháo nắp + Tháo lò xo + Tháo cuộn dây - Đo thông mạch cuộn dây: Dùng - Điện trở cuộn dây - Đồng hồ vạn VOM thang đo x10 để đo điện trở khoảng 200250 đầu cuộn dây - Kiểm tra mạch từ Tháo trình tự, đặt - Bằng tay phận tháo từ trái sang phải - Mạch từ kín, bề mặt Dùng mắt sạch, nhẵn thường để quan - Kiểm tra điện áp, tần số cuộn dây - Đọc điện áp, tần sát tình trạng mạch từ, thơng số - Kiểm tra vịng chống rung, lị xo - Vịng khơng vị nứt, vỡ số cuộn dây nhả - Lò xo tròn đều, độ cứng vừa phải - Kiểm tra trình hút NCĐ: - Điện áp nguồn phù - Đồng hồ vạn + Kiểm tra điện áp nguồn lưới hợp với điện áp cuộn + Cấp nguồn pha cho cuộn dây dây NCĐ - Dây nguồn NCĐ (chính nguồn cấp Công- - NCĐ hút chặt - To- vit tắc-tơ ) - Kiểm tra tiếng ồn rung NCĐ - Tiếng kêu nhỏ xoay chiều Dùng thường mắt - Kiểm tra phát nóng cuộn dây: + Ngắt nguồn - Cuộn dây -Dùng tay khơng khơng nóng mặt + Tháo cuộn dây NCĐ 10 - Bảo dưỡng cuộn dây: + Hàn chặt đầu dây nối với cực đầu - Mối hàn chặt, gọn đẹp - Mỏ hàn, thiếc, + Làm cực đấu dây - Sạch lớp rỉ sét nhựa thông - Giấy nhám 11 - Bảo dưỡng mạch từ: + Làm mặt cực từ - Sạch lớp rỉ sét - Giấy nhám + Căn chỉnh để mạch từ nằm vị - Mạch từ nằm đế trí Cơng-tắc-tơ 12 - Bảo dưỡng lị xo nhả: + Uốn lò xo tròn + Căn chỉnh độ dãn lò xo 13 Lắp Nam châm điện: + Lắp cuộn dây + Lắp lò xo + Lắp nắp - Các vòng lò xo tròn đều, độ dãn vừa - Bằng tay phải Đúng trình tự Bằng tay Lưu ý: Các kết thu từ việc kiểm tra bảo dưỡng SV phải ghi vào phiếu hướng dẫn luyện tập thực hành Các sai hỏng, nguyên nhân biện pháp khắc phục Bảng Các sai hỏng thường gặp nam châm điện TT Sai hỏng thường gặp Nguyên nhân Biện pháp khắc phục Không thông mạch (Điện - Cuộn dây bị đứt - Hàn nối chỗ bị đứt Lưu trở tiếp xúc vô lớn) - Cực bắt dây không ý cạo lớp men cách tiếp xúc điện dây dẫn Cuộn dây phát nóng - Có khe hở - Làm cực từ mức mạch từ - Nắp NCĐ bị kẹt - Gỡ chỗ bị kẹt Tiếng ồn lớn - Vòng chống rung bị - Thay đứt Lò xo dãn mức - Lò xo bị kéo dãn - Uốn lại thay lò xo nhả Lưu ý: Các tượng hư hỏng trình luyện tập SV ghi lại theo phiếu báo cáo tượng sai hỏng phụ lục Thực hành Luyện tập thực hành củng cố kiến thức theo phiếu luyện tập phụ lục Kiểm tra đánh giá Kiểm tra đánh giá kết thực hành tiểu kỹ tiến hành theo phiếu đánh giá phụ lục 1.2 Sự phát nóng khí cụ điện Khi làm việc, phận khí cụ điện mạch vịng dẫn điện, mạch từ, chi tiết kim loại, cách điện có tổn hao lượng Năng lượng biến thành nhiệt, phần lượng làm tăng nhiệt khí cụ điện, phần khác tỏa mơi trường Ở chế độ làm việc định mức, giá trị nhiệt khí cụ đạt giá trị xác lập (ổn định nhiệt) khơng tăng lên nữa, tồn nhiệt tỏa môi trường xung quanh Khi nhiệt độ khí cụ tăng lên cao cách điện bị già hóa nhanh, độ bền chi tiết giảm xuống Độ tin cậy khí cụ điện phụ thuộc vào nhiệt độ phát nóng chúng, chi tiết chế tạo vật liệu cách điện Dựa vào mức độ chịu nhiệt cho phép vật liệu, người ta chia thành cấp cách điện cho phép tương ứng với nhiệt độ làm việc dài hạn Bảng Cấp cách điện nhiệt độ cho phép Cấp cách điện Y A E Nhiệt độ cho phép (0C) 90 105 120 130 B F H C 155 180 >180 Ở chế độ làm việc dài hạn, nhiệt độ phát nóng khơng vượt nhiệt độ phát nóng cho phép cấp cách điện tương ứng Ở chế độ cố (ngắn mạch, tải), dòng điện lớn, thời gian cố bé nên nhiệt độ cho phép thường lớn so với nhiệt độ cho phép khí cụ chế độ dài hạn Ví dụ, đồng trường hợp nhiệt độ tới 2500 C 1.2.1 Các dạng tổn hao lượng Tổn hao chi tiết dẫn điện 10 ... Tùy theo cách đấu cu? ??n dây, ta có cu? ??n dây nối tiếp với phụ tải (cu? ??n dây dòng) cu? ??n dây song song với phụ tải (cu? ??n dây áp) Cu? ??n dây dịng có số vịng dây ít, tiết diện lớn Cu? ??n dây áp có số vịng... (mạch từ) cu? ??n dây (mạch điện) Lõi sắt phần dẫn từ cu? ??n dây phần dẫn điện Hình 1 Cấu tạo nam châm điện a Loại hút thẳng; b Loại hút quay Nguyên lý làm việc Khi cấp cho cu? ??n dây điện áp U, cu? ??n dây... điện: + Tháo nắp + Tháo lò xo + Tháo cu? ??n dây - Đo thông mạch cu? ??n dây: Dùng - Điện trở cu? ??n dây - Đồng hồ vạn VOM thang đo x10 để đo điện trở khoảng 200250 đầu cu? ??n dây - Kiểm tra mạch từ Tháo