Giáo trình điện kỹ thuật (nghề vẽ và thiết kế trên máy tính cao đẳng)

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT NAM - HÀN QUỐC THÀNH PHỐ HÀ NỘI NGUYỄN VĂN SÁU (Chủ biên) NGUYỄN THỊ NGUYỆT - LƯU HUY HẠNH GIÁO TRÌNH ĐIỆN KỸ THUẬT Nghề: Vẽ thiết kế máy tính Trình độ: Cao đẳng (Lưu hành nội bộ) Hà Nội - Năm 2021 LỜI GIỚI THIỆU Việc trang bị cho sinh viên nghề cắt gọt kim loại kiến thức kỹ thuật điện điều tất yếu, nhằm tăng cường trang bị đa dạng kiến thức để đáp ứng nhu cầu đòi hỏi doanh nghiệp tương lai Với ý đồ xây dựng giáo trình Điện kỹ thuật với nội dung Giáo trình biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, bổ sung nhiều kiến thức biên soạn theo quan điểm mở Tuy chúng tối cố gắng biên soạn, giáo trình khơng tránh khỏi khiếm khuyết Nhưng với tinh thần cố gắng nỗ lực để đưa giáo trình đến với sinh viên nhà trường, giúp em có thêm nguồn tài liệu quý giá để trình học em thuận lợi Địa đóng góp khoa Cơ khí, Trường Cao Đẳng Nghề Việt Nam – Hàn Quốc TP Hà Nội, Đường Uy Nỗ – Đông Anh – Hà Nội Hà Nội, ngày tháng Nhóm biên soạn năm 2021 MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU MỤC LỤC Chương Khái niệm mạch điện 1.1 Mạch điện phần tử mạch điện 1.2 Mô hình mạch điện phân loại, chế độ làm việc mạch điện 10 1.3 Định luật Ôm 14 1.4 Định luật Kiếc hốp 15 1.5 Giải mạch điện chiều 16 Chương Từ trường-Các tượng cảm ứng điện từ 22 2.1 Khái niệm từ trường 22 2.2 Từ trường dòng điện 23 2.3 Các đại lượng đặc trưng từ trường 25 2.4 Lực điện từ 27 2.5 Hiện tượng cảm ứng điện từ 29 Chương Mạch điện xoay chiều hình sin pha 32 3.1 Dịng điện xoay chiều hình sin 32 3.2 Biểu diễn đại lượng xoay chiều dạng đồ thị vectơ 37 3.3 Mạch xoay chiều trở 39 3.4 Dòng điện xoay chiều nhánh cảm 40 3.5 Dòng điện xoay chiều nhánh điện dung 42 3.6 Dòng điện xoay chiều nhánh R – L – C nối tiếp 43 3.7 Hệ số công suất 46 Chương Mạch điện xoay chiều pha 50 4.1 Hệ thống ba pha 50 4.2 Mạch ba pha nối hình 52 4.3 Mạch ba pha nối hình tam giác 55 4.4 Công suất mạch ba pha 60 Chương Đo lường điện 63 5.1 Khái niệm 63 5.2 Đo dòng điện – điện áp 67 5.3 Đo điện trở 68 5.4 Đo điện – đo công suất 70 Chương Máy biến áp 80 6.1 Khái niệm chung 80 6.2 Cấu tạo – Nguyên lý làm việc máy biến áp 82 6.3 Máy biến áp ba pha 85 6.4 Các máy biến áp đặc biệt 88 Chương Máy điện không đồng 93 7.1 Khái niệm chung cấu tạo 93 7.2 Nguyên lý hoạt động động không động ba pha 96 7.3 Mở máy động không đồng ba pha 102 7.4 Động không đồng pha 105 Chương Máy điện chiều 111 8.1 Cấu tạo – nguyên lý làm việc máy điện chiều 111 Chương Khí cụ điện 118 9.1 Cầu chì 118 9.2 Cầu dao 122 9.3 Công tắc, nút nhấn 124 9.4 Áptômát 129 9.5 Rơle nhiệt 132 TÀI LIỆU THAM KHẢO 135 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học 11: Điện kỹ thuật Mã số môn học: MH 11 Thời gian môn học: 30 (LT: 20 giờ; BT: 07 giờ; KT: 03 giờ) I.VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT MƠN HỌC - Vị trí: + Mơn học Điện kỹ thuật học học kỳ II năm thứ - Tính chất + Mơn học Kỹ thuật điện thuộc mơ đun kỹ thuật sở, đóng vai trị quan trọng q trình đào tạo cao đẳng nghề nói chung Cao đẳng nghề vẽ thiết kế máy tính nói riêng + Mơn học Kỹ thuật điện tảng để sinh viên dễ dàng tiếp thu kiến thức môn học khác chuyên ngành II MỤC TIÊU MƠN HỌC - Kiến thức: + Trình bày mơ hình mạch, mơ hình tốn hệ thống mạch điện, loại máy điện – khí cụ điện; + Giải thích định luật kỹ thuật điện; + Xác định phương pháp đo đại lượng điện; + Phân tích giải toán mạch điện - Kỹ năng: + Tính tốn thơng số hệ thống điện + Thiết kế mạch điều khiển động đơn giản - Năng lực tự chủ trách nhiệm: + Sử dụng thiết bị điện an toàn; rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập III NỘI DUNG MÔN HỌC Nội dung tổng quát phân phối thời gian Thời gian S TT Tên chương, mục Thực hành, thí Tổng Lý Kiểm nghiệm, thảo số thuyết tra luận, tập I Chương 1: Khái niệm mạch điện Mạch điện phần tử mạch Định luật Ohm Định luật Kirchh off Giải mạch điện chiều Bài tập 03 02 01 II Chương 2: Từ trường – Các tượng cảm ứng điện từ Khái niệm từ trường Từ trường dòng điện Các đại lượng đặc trưng từ trường Lực điện từ Hiện tượng cảm ứng điện từ Sức điện động cảm ứng dây dẫn thẳng chuyển động cắt ngang từ trường Hiện tượng tự cảm 04 04 III Chương 3: Mạch điện xoay chiều hình sin pha Dịng điện xoay chiều hình sin Biểu diễn đại lượng xoay chiều dạng đồ thị Mạch xoay chiều trở 04 02 02 Mạch xoay chiều cảm Mạch xoay chiều dung Mạch xoay chiều có R-L-C nối tiếp Hệ số công suất Bài tập IV Chương 4: Mạch điện xoay chiều pha Hệ thống điện pha Mạch pha nối hình Mạch pha nối hình tam giác Cơng suất mạch pha Bài tập Kiểm tra 04 02 01 01 V Chương 5: Đo lường điện Khái niệm Đo dòng điện – điện áp Đo điện trở Đo điện – đo công suất 02 02 0 VI Chương 6: Máy biến áp Khái niệm chung Cấu tạo, nguyên lý làm việc máy biến áp Máy biến áp pha Các máy biến áp đặc biệt 03 02 01 VII Chương 7: Máy điện không đồng Khái niệm chung cấu tạo 04 02 01 01 Nguyên lý hoạt động động không động ba pha Mở máy động không đồng ba pha Điều chỉnh tốc độ động không đồng ba pha Động không đồng pha Bài tập Kiểm tra VIII Chương 8: Máy điện chiều Cấu tạo – nguyên lý làm việc máy điện chiều Phân loại máy điện 02 02 0 04 02 02 30 20 07 03 chiều IX Chương 9: Khí cụ điện – mạch máy Cấu tạo - công dụng Lựa chọn sồ khí cụ điện hạ áp Mạch máy cơng nghiệp Bài tập Cộng Chương Khái niệm mạch điện 1.1 Mạch điện phần tử mạch điện 1.1.1 Định nghĩa mạch điện Mạch điện tập hợp thiết bị điện nối với dây dẫn (phần tử dẫn) tạo thành vịng kín dịng điện chạy qua Mạch điện thường gồm phần tử sau: nguồn điện, phụ tải (tải), dây dẫn Hình 1.1 Hình 1.1.Nút vòng mạch điện 1.1.2 Các phần tử mạch điện a Nguồn điện Nguồn điện thiết bị phát điện Về nguyên lý, nguồn điện thiết bị biến đổi dạng lượng năng, hóa năng, nhiệt thành điện Hình 1.2 Các dạng nguồn điện b Tải Tải thiết bị tiêu thụ điện biến đổi điện thành dạng lượng khác năng, nhiệt năng, quang v v hình 1.3 Hình 1.3: Các loại phụ tải điện c Dây dẫn Dây dẫn làm kim loại (đồng, nhôm ) dùng để truyền tải điện từ nguồn đến tải 1.1.3 Kết cấu mạch điện a Nhánh Nhánh đoạn mạch gồm phần tử ghép nối tiếp nhau, có dịng điện chạy qua Trên hình 1.1 có nhánh đánh số 1, 2, b Nút Nút điểm gặp từ ba nhánh trở lên Trên hình 1.1 có nút ký hiệu A, B c Vịng Vịng lối khép kín qua nhánh Mạch điện hình 1.1 tạo nên vòng ký hiệu a, b, c 1.1.4 Các đại lượng đặc trưng trình lượng mạch điện Để đặc trưng cho trình lượng cho nhánh phần tử mạch điện ta dùng hai đại lượng: dòng điện i điện áp u Cơng suất nhánh: p = u.i (1-1) a Dịng điện Dòng điện i trị số tốc độ biến thiên lượng điện tích q qua tiết diện ngang vật dẫn: i = dq/dt (1-2) Hình 1.4 Chiều dòng điện quy ước chiều chuyển động điện tích dương điện trường b Điện áp Hiệu điện (hiệu thế) hai điểm gọi điện áp Điện áp hai điểm A B: UAB = UA - UB (1-3) Chiều điện áp quy ước chiều từ điểm có điện cao đến điểm có điện thấp c.Chiều dương dịng điện điện áp Khi giải mạch điện, ta tùy ý vẽ chiều dòng điện điện áp Đặc tính A – S cầu chì theo lý thuyết Đặc tính A – S đối tượng cần bảo vệ Đặc tính A – S thực tế cầu chì Hình 9.5 Từ hình 9.5 ta rút số nhận xét : - Vùng A: vùng q tải nhỏ, cầu chì khơng bảo vệ đối tượng (( 1,5 – 2) Iđm), vùng nhiệt lượng dòng điện tải sinh tỏa mơi trường khơng dùng để đốt nóng dây chảy - Vùng B : Vùng tải lớn hay vùng ngắn mạch Toàn nhiệt lượng sinh chủ yếu để đốt nóng dây chảy ( đoạn nhiệt ), dây chảy chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng bị chảy đứt sinh kim loại + Dòng điện giới hạn để đảm bảo làm việc cầu chì thường chọn theo kinh nghiệm: - Đồng Igh / Iđm = ( 1,6  2,0 ) lần - Chì Igh / Iđm = ( 1,25  1,45 ) lần - Chì - thiếc Igh / Iđm = 1,25 lần - Khi tiến hành lựachọn cho dòng điện liên tục qua dây chảy mà chỗ phát nóng lớn khơng làm dây chảy bị ơxy hóa qua mức biến đổi đặc tính - Để giảm thấp nhiệt độ nóng chảy người ta sử dụng số kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp hợp kim với chì , thiếc, kẽm - Nếu dây chảy bị cháy đứt , kim loại sinh nhiều dẫn đến khó dập tắt hồ quang điện 9.1.4 Thông số kỹ thuật, lựa chọn cầu chì Khi lựa chọn cầu chì hạ áp ta phải lựa chọn theo hai điều kiện sau: Điều kiện : Chọn theo điện áp định mức Uđmcc  U lưới Điều kiện : Chọn theo dòng điện định mức Iđmcc  I lvmax 121 9.2 Cầu dao 9.2.1 Khái niệm chung Cầu dao khí cụ điện đóng cắt tay, khơng thường xun mạch điện có nguồn điện cung cấp đến 440Vđiện chiều 660 điện xoay chiều Đa số cầu dao dùng để đóng cắt mạch điện có cơng suất nhỏ Đối với mạch điện có cơng suất trung bình lớn, chúng dùng để đóng cắt khơng tải Riêng với cầu dao phụ tải đóng cắt dịng điện định mức, kể tải nhỏ Loại chịu dịng điện dịng điện ngắn mạch khơng có khả cắt dịng điện ngắn mạch Một cầu dao có cấu tạo đơn giản hình 9.6 Tiếp điểm động ( thân dao ) Tiếp điểm tĩnh ( má dao ) Lưỡi dao phụ Lò xo Tay cầm vật liệu cách điện Đế cách điện Hình 9.6 Các tiếp điểm cầu dao thường làm đồng đỏ Khi đóng, thân dao chém vào má dao, nhờ lực đàn hồi má dao ép vào thân dao nên điện trở tiếp xúc bé Các tiếp điển tĩnh của cầu dao có dạng hình 9.6b Với dịng điện định mức lớn, để giảm điện trở tiếp xúc tiếp điểm tĩnh cịn có thêm lị xo tiếp điểm Trong trình ngắt, hồ quang điện xuất tiếp điểm động tiếp điểm tĩnh, dập tắt nhờ kéo dài hồ quang điện khí lực điện động hướng kính tác động lên hồ quang điện Để tăng khả ngắt cầu dao,ở vài loại người ta lắp thêm dao phụ buồng dập tắt hồ quang điện Khi đóng dao phụ tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh trước, ngắt dao phụ ngắt sau.Nhờ cách hồ quang điện không cháy tiếp điểm chính, bảo vệ lưỡi dao Buồng dập tắt hồ quang điện có tác dụng dập tắt nhanh chóng hồ quang điện 122 9.2.2 Phân loại cấu tạo Có thể phân loại cầu dao theo yếu tố khác nhau: - Theo số thân dao cầu dao có loại sau: 1cực, 2cực, cực nhiều cực - Theo cách đóng cắt,cầu dao chia làm hai loại: đóng cắt trực tiếp đóng cắt từ xa - Theo điều kiện bảo vệ có loại khơng có hộp có loại có hộp bảo vệ - Theo khả cắt có loại cắt khơng tải có loại cắt có tải - Theo yêu cầu sử dụng có loại có cầu bảo vệ có loại khơng có cầu chì bảo vệ Hình dạng số loại cầu dao: Hình 9.7 loại cầu dao đá hai cực tay nắm Hình 9.7 Hình 9.8 loại cầu dao cực có tay nắm Hình 9.8 123 Hình 9.9 Hình 9.9 loại cầu dao cực có tay nắm điều khiển nối dài phía trước Loại đóng cắt từ xa,có kết cấu lợi lực an toàn người sử dụng Tuy nhiên cồng kềnh chiếm nhiều không gian 9.2.3 Thông số kỹ thuật, cách lựa chọn * Thông số kỹ thuật Cầu dao thường chế tạo theo cách gam công suất: 14, 25, 30, 40, 60, 75, 100, 150, 200, 300, 350, 600, 1000 Tuổi thọ cầu dao khoảng vài nghìn lần đóng ngắt * Lựa chọn cầu dao theo hai điều kiện: - Chọn theo điện áp định mức : Uđmcd  Umạng - Chọn theo dòng điện định mức : Iđmcd  Ilvmax Chú ý thiết bị hạ áp chọn khí cụ điện khơng phải kiểm tra điều kiện ổn định lực điện động, ổn định nhiệt 9.3 Công tắc, nút nhấn 9.3.1 Công tắc 9.3.1.1 Khái niệm chung Cơng tắc khí cụ điện dùng để đóng cắt mạch điện tay mạch điện có điện áp chiều đến 440V, điện áp xoay chiều đến 500V Ký hiệu sơ đồ điện số loại cơng tắc Hình 9.10: Ký hiệu cơng tắc a.Cơng tắc hành trình, b Cơng tắc pha c Công tắc pha hai ngả 124 9.3.1.2 Phân loại ,cấu tạo * Phân loại - Theo hình dáng bên người ta chia làm loại + Loại hở +Loại kín + Loại bảo vệ -Theo cơng dụng người ta chia làm loại + Công tắc đóng cắt trực tiếp + Cơng tắc chuyển mạch + Cơng tắc hành trình hành trình cuối * Cấu tạo - Công tắc đổi nối kiểu hộp Công tắc đổi nối kiểu hộp ( cơng tắc hộp) khí cụ điện đóng cắt dịng điện tay kiểu hộp, dùng để đóng ngắt, đổi nối khơng thường xun mạch điện có cơng suất khơng lớn ( dịng điện đến 400A, điện áp chiều 220V điện áp xoay chiều đến 380V) Công tắc đổi nối kiểu hộp thường làm cầu dao tổng cho máy công cụ, dùng làm đổi nối khống chế máy công cụ, dùng làm đổi nối khống chế mạch điện tự động Nó dùng để mở máy, đảo chiều quay, đổi nối dây quấn stato động từ nối sang nối tam giác Cấu tạo cơng tắc kiểu hộp cho hình 9.11 Cấu tạo 2.Tiếp điểm tĩnh Tiếp điểm động Các cách điện 5.Núm xoay 6.Hệ thống lò xo Tấm cáh điện Trục Hình 9.11 125 Hình 9.11 mô tả kiểu công tắc đổi nối kiểu hộp Liên Xơ loại BM có dịng điện định mức đến vài trục ampe Khi xoay núm 4, nhờ hệ thống lò xo xoắn lại ( lò xo khơng biểu thị hình vẽ), lực lị xo làm quay trục 7, tiếp điểm động gắn trục chém vào tiếp điểm tĩnh Lực ép tiếp điểm nhờ lực đàn hồi má tiếp điểm động Mỗi pha ngăn cách với cách điện Các cách điện làm vật liệu cách điện, mục đích làm cho tiếp điểm động chuyển động dễ dàng Loại cơng tắc pha có hai chỗ ngắt Tốc độ đóng ngắt nhanh, kích thước nhỏ gọn Hồ quang cháy mơi trường kín Nhược điểm hệ thống tiếp điểm cấu truyền động chóng bị mài mịn, tuổi thọ đến 2.104 lần đóng ngắt Chú ý: dịng điện định mức lớn hơn, dùng cấu truyền động kiểu cam, có lị xo tiếp điểm Hình 9.12 cấu tạo công tắc kiểu Trên vỏ gắn tiếp điểm tĩnh Khi quay trục cam theo làm cho tiếp điểm đóng vào hay mở Loại có ưu điển loại hình 9.11 có lị xo ép tiếp điểm, độ tin cậy cao hơn, tuổi thọ lớn đến 2.105 lần đóng ngắt Trục Cam Tiếp điểm động Tiếp điểm tĩnh Thanh tì Lị xo tiếp điểm Vít định vị Vỏ nhựa Hình 9.12 126 Hình 9.13 * Cơng tắc chuyển mạch ( công tắc vạn năng) Công tắc vạn dùng để đóng ngắt, chuyển đổi mạch điện cuộn dây hútcủa công tắc tơ, khởi động từ mạch điện đo lường, điều khiển có điện áp 440V chiều đến 500V xoay chiều, tần số 50Hz Hình 9.13 cấu tạo công tắc tơ vạn có phần tử Khi có nhiều phần tử chúng cách điện với bới vách ngăn nhựa lắp trục có tiết diện hình vng Các tiếp điểm đóng mở nhờ xoay vành cách điện lồng trục ta vặn công tắc Tay gạt cơng tắc vạn có số vị trí chuyển đổi, tiếp điểm phần tử đóng ngắt theo yêu cầu Cơng tắc vạn chế tạo theo kiểu tay gạt có vị trí cố định có lị xo phản hồi vị trí ban đầu 9.3.2 Nút ấn 9.3.2.1 Khái niệm chung Nút ấn hay cịn gọi nút điều khiển, loại khí cụ điện dùng để đóng ngắt từ xa thiết bị điện từ khác nhau, dụng cụ báo hiệu dùng để chuyển đổi mạch điện điều khiển, tín hiệu, liên động, bảo vệ… mạch điện chiều điện áp đến 440V mạch điện xoay chiều điện áp đến 500V, tần số 50, 60Hz Nút ấn thường dùng để khởi động, dừng, đảo chiều quay động điện cách đóng cắt cuộn hút công tắc tơ, khởi động từ mắc mạch động lực động 127 9.3.2.2 Phân loại,cấu tạo * Phân loại - Theo hình dáng bên người ta chia làm loại: + Loại hở + Loại bảo vệ + Loại bảo vệ chống nước chống bụi + Loại bảo vệ chống nổ - Theo yêu cầu điều khiển người ta chia nút ấn loại 1nút, 2nút, 3nút - Theo kết cấu bên trong, có nút ấn có đèn báo loại khơng có đèn báo Nút ấn thường chế tạo với hay nhiều nhóm tiếp điểm thường đóng thường mở Mầu nút ấn là: đỏ, xanh, đen hay không mầu Các nút ấn dùng để dừng ( ngừng làm việc mạch điện tương ứng) cần phải có mầu đỏ * Cấu tạo Hình 9.14 mô tả cấu tạo nút ấn 1.Núm Lị xo nhả Tiếp điểm thường đóng Tiếp điểm động kiểu cầu Tiếp điểm thường mở Bảng đấu dây Trục Hình 9.14 Nguyên lý hoạt động : ta ấn lên núm 1, thông qua trục mở tiếp điểm đóng đóng tiếp điểm thường mở Khi thơi khơng ấn phần động (gồm núm điều khiển, trụ tiếp điểm động) trở lại trạng thái ban đầu tác động lò xo nhả 2, tất chi tiết lắp bảng đấu dây Khả ngắt nút ấn từ 80W đến 100W chiều 1500V xoay chiều Tuổi thọ điện không 200000 lần ngắt tuổi thọ không 106 lần 128 9.4 Áptômát 9.4.1 Khái niệm chung CB (CB viết tắt từ danh từ Circuit Breaker- tiếng Anh), tên khác : Disjonteur (tiếng Pháp) hay Aptômát (theo Liên Xơ) CB khí cụ điện dùng đóng ngắt mạch điện (một pha, ba pha); có cơng dụng bảo vệ tải, ngắn mạch, sụt áp … mạch điện 9.4.2 Cấu tạo nguyên lý làm việc 9.4.2.1 Cấu tạo * Tiếp điểm CB thường chế tạo có hai cấp tiếp điểm (tiếp điểm hồ quang), ba cấp tiếp điểm (chính, phụ, hồ quang) Khi đóng mạch, tiếp điểm hồ quang đóng trước, tiếp điểm phụ, sau tiếp điềm Khi cắt mạch ngược lại, tiếp điểm mở trước, sau đến tiếp điểm phụ, cuối tiếp điểm hồ quang Như hồ quang cháy tiếp điểm hồ quang, bảo vệ tiếp điểm để dẫn điện Dùng thêm tiếp điểm phụ để tránh hồ quang cháy lan vào làm hư hại tiếp điểm * Hộp dập hồ quang Để CB dập hồ quang tất chế độ làm việc lưới điện, người ta thường dùng hai kiểu thiết bị dập hồ quang là: kiểu nửa kín kiểu hở Kiểu nửa kín đặt vỏ kín CB có lỗ khí Kiểu có dịng điện giới hạn cắt khơng q 50KA Kiểu hở dùng giới hạn dòng điện cắt lớn 50KA điện áp lớn 1000V(cao áp) Trong buồng dập hồ quang thông dụng, người ta dùng thép xếp thành lưới ngăn, để phân chia hồ quang thành nhiều đoạn ngắn thuận lợi cho việc dập tắt hồ quang * Cơ cấu truyền động cắt CB Truyền động cắt CB thường có hai cách : tay điện (điện từ, động điện) Điều khiển tay thực với CB có dịng điện định mức khơng lớn 600A Điều khiển điện từ (nam châm điện) ứng dụng CB có dịng điện lớn (đến 1000A) Để tăng lực điều khiển tay người ta dùng tay dài phụ theo ngun lý địn bẩy Ngồi cịn có cách điều khiển động điện khí nén 129 * Móc bảo vệ CB tự động cắt nhờ phần tử bảo vệ - gọi móc bảo vệ, tác động mạch điện có cố q dịng điện (q tải hay ngắn mạch) sụt áp + Móc bảo vệ q dịng điện (còn gọi bảo vệ dòng điện cực đại) để bảo vệ thiết bị điện không bị tải ngắn mạch, đường thời gian - dòng điện móc bảo vệ phải nằm đường đặc tính đối tượng cần bảo vệ Người ta thường dùng hệ thống điện từ rơle nhiệt làm móc bảo vệ, đặt bên CB Móc kiểu điện từ có cuộn dây mắc nối tiếp với mạch chính, cuộn dây quấn tiết diện lớn chịu dịng tải vòng Khi dòng điện vượt trị số cho phép phần ứng bị hút móc dập vào khớp rơi tự do, làm tiếp điểm CB mở Điều chỉnh vít để thay đổi lực kháng lị xo, ta điều chỉnh trị số dòng điện tác động Để giữ thời gian bảo vệ tải kiểu điện từ, người ta thêm cấu giữ thời gian (ví dụ bánh xe cấu đồng hồ) Móc kiểu rơle nhiệt đơn giản cả, có kết cấu tương tự rơle nhiệt có phần tử phát nóng đấu nối tiếp với mạch điện chính, kim loại kép dón nở làm nhả khớp rơi tự để mở tiếp điểm CB có tải Kiểu có thiếu sót qn tính nhiệt lớn nên khơng ngắt nhanh dũng điện tăng vọt có ngắn mạch, bảo vệ dũng điện q tải Vì người ta thường sử dụng tổng hợp móc kiểu điện từ móc kiểu rơle nhiệt CB Lọai dùng CB có dũng điện định mức đến 600A + Móc bảo vệ sụt áp (cũng gọi bảo vệ điện áp thấp) thường dùng kiểu điện từ Cuộn dây mắc song song với mạch điện chính, cuộn dây quấn với dây tiết diện nhỏ chịu điện áp nguồn 9.4.2.2 Nguyên lý hoạt động Sơ đồ nguyên lý CB dòng điện cực đại CB điện áp thấp trình bày hình 9.15 9.16 Ở trạng thái bình thường sau đóng điện, CB giữ trạng thái đóng tiếp điểm nhờ móc khớp với móc cụm với tiếp điểm động Bật CB trạng thái ON, với dòng điện định mức nam châm điện phần ứng không hút Khi mạch điện tải hay ngắn mạch, lực hút điện từ nam châm điện lớn lực lò xo làm cho nam châm điện hút phần ứng xuống làm bật nhả móc 4, móc thả tự do, lị xo thả lỏng, kết tiếp điểm CB mở ra, mạch điện bị ngắt 130 Hình 9.15 Hình 9.16 Bật CB trạng thái ON, với điện áp định mức nam châm điện phần ứng hút lại với Khi sụt áp mức, nam châm điện nhả phần ứng 2, lị xo kéo móc bật lên, móc thả tự do, thả lỏng, lò xo thả lỏng, kết tiếp điểm CB mở ra, mạch điện bị ngắt 9.4.2.3 Phân loại cách lựa chọn CB Theo kết cấu, người ta chia CB ba loại: cực, hai cực ba cực Theo thời gian thao tác, người ta chia CB loại tác động không tức thời loại tác động tức thời (nhanh) Tùy theo công dụng bảo vệ, người ta chia CB loại: CB cực đại theo dòng điện, CB cực tiểu theo điện áp, CB dòng điện ngược v.v… Việc lựa chọn CB, chủ yếu dựa vào : - Dịng điên tính tốn mạch - Dòng điện tải - Khi CB thao tác phải có tính chọn lọc Ngồi lựa chọn CB cịn phải vào đặc tính làm việc phụ tải CB khơng phép cắt có tải ngắn hạn thường xảy điều kiện làm việc bình thường dịng điện khởi động, dịng điện đỉnh phụ tải công nghệ 131 Yêu cầu chung dịng điện định mức móc bảo vệ khơng bé dịng điện tính tốn Itt mạch Tùy theo đặc tính điều kiện làm việc cụ thể phụ tải, người ta hướng dẫn lựa chọn dịng điện định mức móc bảo vệ 125%, 150% hay lớn nửa so với dòng điện tính tốn mạch 9.5 Rơle nhiệt 9.5.1 Khái qt chung Rơ-le nhiệt loại khí cụ để bảo vệ động mạch điện có cố tải Rơ-le nhiệt không tác động tức thời theo trị số dịng điện có qn tính nhiệt lớn, phải có thời gian phát nóng, làm việc có thời gian từ vài giây đến vài phút 9.5.2 Cấu tạo nguyên lý làm việc * Cấu tạo Bộ phận đốt nóng Tiếp điểm thường đóng Thanh kim loại kép (có hệ số giãn nở nhiệt khác nhau) Đòn bẩy Lò xo Nút ấn phục hồi Hình 9.18 * Nguyên lý Rơle nhiệt dùng để bảo vệ động điện, mạch điện khỏi tải Rơle nhiệt không tác động tức thời theo trị số dịng điện cấn có thời gian để phát nóng Nguyên lý làm việc dựa vào tác dụng dịng điện Bộ phận đốt nóng (1) đấu nối tiếp vào mạch điện thiết bị cần bảo vệ Khi dòng điện mạch tăng mức quy định ( động bị tải) nhiệt lượng toả làm làm cho tÊm kim lo¹i kÐp (3) cong lªn phÝa trªn ( vỊ phÝa kim lo¹i cã hƯ sè gi·n në nhá) Nhê lùc kÐo lò xo (5), đòn bẩy (4) quay mở tiếp điểm (2) Mạch điện tự động điện Bộ phận đốt nóng nguội kim loại kÐp hÕt cong  Ên nót Ên phơc håi (6) đ-a rơle vị trí cũ, tiếp điểm (2) đóng 132 9.5.3 Đặc tính bảo vệ rơle nhiệt Đặc tính bảo vệ rơle nhiệt quan hệ thời gian tác động t dòng điện tác động I: t = f (I) Khi I < Iđm rơle khơng tác động, nhiệt độ thấp, độ chuyển dời kim loại kép bé, chưa tạo lực cần thiết nên tiếp điểm chưa thay đổi trạng thái Khi dòng điện tăng, thời gian tác động giảm Hình 9.19 Đặc tính bảo vệ role nhiệt CÂU HỎI ƠN TẬP Nêu cơng dụng, cấu tạo, cách hoạt động cầu chì; cầu dao? Nêu cấu tạo nguyên tắc tác động nút ấn? Nêu công dụng, nguyên lý cấu tạo làm việc cơng tắc tơ? Trình bày cấu tạo ngun lý làm việc áp tơ mát dịng điện cực đại áp tô mát điện áp thấp? Trình bày nguyên lý cấu tạo làm việc role nhiệt? Gợi ý trả lời câu hỏi Nêu cấu tạo, nguyên tắc hoạt động cách lựa chọn cầu dao? - Cấu tạo - Ký hiệu - Nguyên tắc làm việc - Cách lựa chọn Nêu cấu tạo nguyên tắc tác động nút ấn? - Cấu tạo - Ký hiệu - Nguyên tắc làm việc 133 Nêu công dụng, nguyên lý cấu tạo làm việc công tắc tơ? - Công dụng - Cấu tạo - Ký hiệu - Nguyên tắc làm việc Nêu cấu tạo, nguyên tắc hoạt động áp tô mát? - Cấu tạo - Ký hiệu - Nguyên tắc làm việc Trình bày nguyên lý cấu tạo làm việc role nhiệt? - Cấu tạo - Ký hiệu - Nguyên tắc làm việc NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ Nội dung đánh giá: - Kiến thức: + Các mơ hình mạch, mơ hình tốn hệ thống mạch điện, loại máy điện – khí cụ điện; + Các định luật kỹ thuật điện; + Phương pháp đo đại lượng điện - Kỹ năng: + Phân tích giải toán mạch điện; + Thiết kế mạch điều khiển động đơn giản - Thái độ: + Chấp hành thời gia lên lớp; + Tự giác, có trách nhiệm học tập, có tinh thần hợp tác, giúp đỡ lẫn Phương pháp đánh giá: Đánh giá qua kiểm tra viết tự luận, trắc nghiệm, vấn đáp 134 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Khánh Hà - Vũ Gia Hanh Máy điện 1, Máy điện NXB Kỹ Thuật -2000 [2] PGS.TS Đặng Văn Đáo - PGS.TS Lê Văn Doanh, Giáo trình kỹ thuật điện NXB giáo dục - 2004 [3] Nguyễn Xuân Phú - Tô Đằng Khí cụ điện kết cấu sử dụng sửa chữa NXB Khoa học kỹ thuật – 2007 [4] S G Lee, Machine Production, Cơ quan phát triển nguồn nhân lực Hàn Quốc 2014 135 ... - Tính chất + Mơn học Kỹ thuật điện thuộc mơ đun kỹ thuật sở, đóng vai trị quan trọng trình đào tạo cao đẳng nghề nói chung Cao đẳng nghề vẽ thiết kế máy tính nói riêng + Mơn học Kỹ thuật điện. .. có điện cao đến điểm có điện thấp c.Chiều dương dịng điện điện áp Khi giải mạch điện, ta tùy ý vẽ chiều dòng điện điện áp nhánh gọi chiều dương Kết tính tốn có trị số dương, chiều dòng điện (điện. .. nguồn điện chiều có sức điện động E = 50V ; điện trở Rtr = 0,1 Ω Nguồn điện cung cấp điện cho tải có điện trở R Biết cơng suất tổn hao nguồn điện 10W Tính dịng điện I, điện áp U cực nguồn điện, điện