Giáo trình Khí cụ điện (Nghề Điện công nghiệp Trung cấp)

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ ĐIỆN XÂY DỰNG VIỆT XÔ KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỰ ĐỘNG HĨA GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN : KHÍ CỤ ĐIỆN NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định số: ) ngày tháng năm 20 NINH BÌNH, năm 2020 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 Khí cụ điện thực tham gia giảng viên trường Cao đẳng Cơ điện Xây dựng Việt Xô Trên sở chương trình khung đào tạo, trường Cao đẳng Cơ điện Xây dựng Việt Xô, với trường điểm tồn quốc, giáo viên có nhiều kinh nghiệm thực biên soạn giáo trình Khí cụ điện phục vụ cho cơng tác dạy nghề Giáo trình thiết kế theo mô đun thuộc hệ thống mô đun/ mơn học chương trình đào tạo nghề Điện cơng nghiệp cấp trình độ trung cấp dùng làm giáo trình cho học viên khóa đào tạo, sau học tập xong mô đun này, học viên có đủ kiến thức để học tập tiếp môn học, mô đun đun khác nghề Mặc dù cố gắng, song sai sót khó tránh Tác giả mong nhận ý kiến phê bình, nhận xét bạn đọc để giáo trình hồn thiện Ninh Bình, ngày tháng năm 2020 Tham gia biên soạn Võ Thanh An MỤC LỤC GIÁO TRÌNH LỜI GIỚI THIỆU MƠN ĐUN: KHÍ CỤ ĐIỆN YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ HỒN THÀNH MƠN HỌC Error! Bookmark not defined BÀI MỞ ĐẦU: KHÁI NIỆM VỀ KHÍ CỤ ĐIỆN Khái niệm khí cụ điện 1.1 Khái niệm 1.1.1 Định nghĩa 1.1.2 Các yêu cầu khí cụ điện 1.2 Sự phát nóng khí cụ điện 1.2.1 Khái niệm 1.2.2 Chế độ ngắn hạn lặp lại: 10 1.2.3 Phát nóng vật thể đồng chất chế độ làm việc dài hạn 11 1.3 Tiếp xúc điện 12 1.3.1 Điện trở tiếp xúc tiếp điểm: 13 1.3.2 Một số yếu tố ảnh hưởng đến điện trở tiếp xúc: 15 1.3.3 Cấu tạo tiếp xúc: 16 1.4 Hồ quang phương pháp dập tắt hồ quang 20 1.4.1 Quá trình hình thành hồ quang 20 1.4.2 Tác hại hồ quang 20 1.4.3 Các phương pháp dập hồ quang 20 1.5 Lực điện động 21 1.5.1 Khái niệm: 21 1.5.2 Phương pháp tính lực điện động 21 1.5.3 Lực điện động số dạng dây dẫn 23 Cơng dụng khí cụ đện 26 2.1 Cơng dụng phân loại khí cụ điện 26 2.1.1 Cơng dụng khí cụ điện 26 2.1.2 Phân loại khí cụ điện 27 BÀI 1: KHÍ CỤ ĐIỆN ĐĨNG CẮT 31 Cầu dao 31 1.1 Cấu tạo: 31 1.2 Nguyên lý hoạt động: 33 1.3 Phân loại: 34 1.4 Công dụng: 34 1.5 Tính chọn cầu dao: 35 1.6 Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng cầu dao: 35 1.7 Sửa chữa cầu dao 36 Các loại công tắc nút điều khiển 36 2.1 Công tắc 36 2.1.1 Định nghĩa, ký hiệu: 36 2.1.2 Phân loại: 36 2.1.3 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động: 37 2.2 Công tắc hộp: 37 2.3 Công tắc vạn 38 2.4 Cơng tắc hành trình: 39 2.5 Nút điều khiển 40 2.5.1 Phân loại, công dụng: 41 2.5.2 Cấu tạo nguyên lý làm việc: 41 2.5.3 Sửa chữa công tắc nút điều khiển 42 Dao cách ly: 43 3.1 Cấu tạo: 43 3.2 Nguyên lý hoạt động: 43 3.3 Tính chọn Dao cách ly: 45 3.4 Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng Dao cách ly: 45 3.5 Sửa chữa Dao cách ly: 46 Máy cắt điện 46 4.1 Cấu tạo: 47 4.2 Nguyên lý hoạt động: 47 4.3 Tính chọn máy cắt điện: 48 4.4 Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng Error! Bookmark not defined Giới thiệu số máy cắt điện 48 5.1 Máy cắt nhiều dầu: 48 5.2 Máy cắt dầu: 48 5.3 Máy cắt khơng khí: 49 5.4 Máy cắt chân không 49 5.5 Máy cắt khí SF6 51 Áptômát: 52 6.1 Cấu tạo: 52 6.2 Nguyên lý hoạt động 55 6.3 Tính chọn Áptơmát 56 6.4 Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng 57 6.5 Sửa chữa Áptomat 57 BÀI 2: KHÍ CỤ ĐIỆN BẢO VỆ 61 Nam châm điện 61 1.1 Cấu tạo: 61 1.2 Nguyên lý làm việc phân loại: 62 1.3 Ứng dụng nam châm điện: 64 1.4 Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng 65 1.5 Sửa chữa nam châm điện 65 Rơ le điện từ: 66 2.1 Cấu tạo: 66 2.2 Nguyên lý hoạt động: 67 Rơle dòng điện: 70 3.1 Khái niệm: 70 3.2 Nguyên lý làm việc: 70 Rơle điện áp: 71 Rơle nhiệt: 72 5.1 Cấu tạo: 72 5.2 Nguyên lý làm việc: 74 5.3 Tính chọn rơle nhiệt: 75 5.4 Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng 77 5.5 Sửa chữa rơle nhiệt: 77 Cầu chì: 77 6.1 Cấu tạo: 77 6.2 Nguyên lý hoạt động phân loại: 77 6.3 Tính chọn cầu chì: 82 6.4 Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng 84 6.5 Sửa chữa cầu chì: 84 Thiết bị chống dòng điện rò 85 7.1 Cấu tạo: 85 7.2 Nguyên lý hoạt động phân loại: 85 7.3 Tính chọn thiết bị chống rị điện: 87 7.4 Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng: 88 7.5 Giới thiệu số thiết bị chống rò thường sử dụng 88 Biến áp đo lường: 90 8.1 Máy biến áp đo lường: 90 8.2 Máy biến dòng: (BI), (TI) 91 BÀI KHÍ CỤ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 95 Công tắc to: 95 1.1 Cấu tạo: 95 1.2 Nguyên lý làm việc: 97 1.3 Tính chọn cơng tắc tơ 98 1.4 Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng 98 1.5 Sửa chữa khí cụ điện điều khiển 99 Khởi động từ: 99 2.1 Cấu tạo: 99 2.2 Tính chọn lắp đặt: 100 2.3 Độ bền điện tiếp điểm: 101 2.4 Đặc tính kỹ thuật ứng dụng 101 Rơle trung gian rơ le tốc độ 101 3.1 Rơ le trung gian: 101 3.2 Rơle tốc độ: 103 Rơle thơi gian: 104 4.1 Cấu tạo rơ le thời gian điện từ: 104 4.2 Nguyên lý hoạt động rơle thời gian kiểu điện từ: 105 4.3 Giới thiệu số rơle thời gian điện tử 105 4.4 Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng 107 Bộ khống chế 107 5.1 Công dụng phân loại: 107 5.2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động khống chế hình trống 108 5.3 Cấu tạo nguyên lý hoạt động khống chế hình cam: 109 5.4 Một số thông số kỹ thuật khống chế 110 5.5 Tính chọn khống chế 110 5.6 Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng 111 MƠN ĐUN: KHÍ CỤ ĐIỆN Mã mơ đun: MĐ13 Vị trí, ý nghĩa, vai trị mơ đun: Mô đun học sau môn học: An tồn lao động; Mạch điện, học song song với môn học Vật liệu điện Nội dung môn học nhằm trang bị cho học viên kiến thức kỹ cần thiết cấu tạo, nguyên lý làm việc, đặc tính kỹ thuật ứng dụng, nắm tượng, nguyên nhân hư hỏng cách sữa chữa số khí cụ điện nhằm ứng dụng có hiệu ngành nghề Mục tiêu mơ đun Sau học xong mơ đun này, học viên có lực: - Nhận dạng phân loại khí cụ điện - Trình bày cấu tạo nguyên lý hoạt động loại khí cụ điện - Sử dụng thành thạo loại khí cụ điện - Tính, chọn loại khí cụ điện - Tháo lắp loại khí cụ điện - Sửa chữa loại khí cụ điện Nội dung mơn học/mơ đun: Nội dung tổng quát phân bố thời gian : Thời gian (giờ) Số TT Tên mô đun Tổng Lý số thuyết Thực hành Kiểm tra* Bài mở đầu 2 Bài Khí cụ điện đóng cắt 20 10 Bài Khí cụ điện bảo vệ 18 Bài Khí cụ điện điều khiển 20 10 60 31 25 Cộng: BÀI MỞ ĐẦU: KHÁI NIỆM VỀ KHÍ CỤ ĐIỆN Giới thiệu : Cùng với phát triển ngành công nghiệp điện thiết bị điện dân dụng, điện công nghiệp khí cụ điện sử dụng ngày tăng lên khơng ngừng Chất lượng khí cụ điện không ngừng cải tiến nâng cao với phát triển công nghệ Vì địi hỏi người cơng nhân làm việc ngành, nghề đặc biệt nghề điện phải hiểu rõ yêu cầu, nắm vững sở lý thuyết khí cụ điện Làm sở để nắm vững cấu tạo, nguyên lý làm việc ứng dụng loại khí cụ điện để khơng ngừng nâng cao hiệu kinh tế tiết kiệm điện sử dụng Nội dung môn học nhằm trang bị cho học viên kiến thức cần thiết sở lý thuyết khí cụ điện nhằm ứng dụng có hiệu ngành nghề Mục tiêu: - Nêu khái niệm, cơng dụng loại khí cụ điện - Hiểu cách tiếp xúc điện, cách tạo hồ quang điện dập tắt hồ quang điện - Rèn luyện tính nghiêm túc học tập thực công việc Nội dung chính: Khái niệm khí cụ điện 1.1 Khái niệm 1.1.1 Định nghĩa Khí cụ điện thiết bị dùng để đóng, cắt, điều khiển, điều chỉnh bảo vệ lưới điện, mạch điện, máy điện máy móc sản xuất Ngồi dùng để kiểm tra điều chỉnh q trình khơng điện khác 1.1.2 Các u cầu khí cụ điện Khí cụ điện phải thỏa mãn yêu cầu sau: + Khí cụ điện phải đảm bảo sử dụng lâu dài với thông số kỹ thuật định mức Nói cách khác dịng điện qua vật dẫn không vượt trị số cho phép khơng làm nóng khí cụ điện nhanh hỏng + Khí cụ điện ổn định nhiệt ổn định điện động Vật liệu phải chịu nóng tốt có cường độ khí cao q tải hay ngắn mạch, dịng điện lớn làm khí cụ điện hư hỏng biến dạng + Vật liệu cách điện phải tốt để xẩy điện áp phạm vi cho phép khí cụ điện khơng bị chọc thủng + Khí cụ điện phải đảm bảo làm việc xác, an tồn song phải gọn nhẹ, rẻ tiền, dễ gia cơng, dễ lắp ráp, kiểm tra sữa chữa + Ngoài khí cụ điện phải làm việc ổn định điều kiện môi trường yêu cầu 1.2 Sự phát nóng khí cụ điện 1.2.1 Khái niệm Dịng điện chạy vật dẫn làm khí cụ điện nóng lên (theo định luật JunLenxơ) Nếu nhiệt độ vợt giá trị cho phép, khí cụ điện nhanh hỏng, vật liệu cách điện nhanh hoá già độ bền khí giảm nhanh chóng Nhiệt độ cho phép phận khí cụ điện cho bảng sau: (bảng 1.1) Bảng 1-1: Cấp cách Nhiệt độ cho điện phép (0C) Các vật liệu cách điện chủ yếu 110 Vật liệu không bọc cách điện hay để xa vật cách điện 75 Dây nối tiếp xúc cố định 75 Tiếp xúc hình ngón đồng hợp kim đồng 110 Tiếp xúc trượt đồng hợp kim đồng 120 Tiếp xúc má bạc 110 Vật không dẫn điện không bọc cách điện Y 90 Giấy, vải sợi, lụa, phíp, cao su, gỗ vật liệu tương tự, không tẩm nhựa Các loại nhựa như: nhựa polietilen, nhựa polistirol, vinyl clorua, anilin A 105 Giấy, vải sợi, lụa tẩm dầu, cao su nhân tạo, nhựa polieste, loại sơn cách điện có dầu làm khơ E 120 Nhựa tráng polivinylphocman, poliamit, eboxi Giấy ép vải có tẩm nha phenolfocmandehit (gọi chung bakelit giấy) Nhựa melaminfocmandehit có chất độn xenlulo Vải có tẩm poliamit Nhựa poliamit, nhựa phênol - phurol có độn xenlulo B 130 Nhựa polieste, amiăng, mica, thủy tinh có chất độn Sơn cách điện có dầu làm khô, dùng phận không tiếp xúc với khơng khí Sơn cách điện alkit, sơn cách điện từ nhựa phenol Các loại sản phẩm mica (micanit, mica màng mỏng) Nhựa phênol-phurol có chất độn khống Nhựa eboxi, sợi thủy tinh, nhựa melamin focmandehit, amiăng, mica,hoặc thủy tinh có chất độn F 155 Sợi amiăng, sợi thủy tinh chất kết dính H 180 Xilicon, sợi thủy tinh, mica có chất kết dính C Trên 180 Mica khơng có chất kết dính, thủy tinh, sứ Politetraflotilen, polimonoclortrifloetilen Tùy theo chế độ làm việc mà khí cụ điện phát nóng khác Có ba chế độ làm việc: làm việc dài hạn, làm việc ngắn hạn làm việc ngắn hạn lặp lại 1.2.2 Chế độ ngắn hạn lặp lại: Ở chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại thường dùng hệ số thơng dịng điện ĐL% Theo định nghĩa: 10 Bộ tiếp xúc (hệ thống tiếp điểm) rơle trung gian thường có số luợng tương đối lớn, thường lớn nhiều so với rơle dòng điện, rơle điện áp loại rơle khác Rơle trung gian làm việc mạch điều khiển nên có tiếp điểm phụ mà khơng có tiếp điểm Cường độ dịng điện qua tiếp điểm c Tính chọn ro le trung gian: Khi tính chọn rơ le trung gian ta cần ý điểm sau: - Điện áp định mức rơ le: Uđm = Umạng - Dòng điện định mức: Iđm role > Itt ( Itt dịng điện tính tốn mạch) - Số lượng tiếp điểm - Loại tiếp điểm thường đóng thường mở - Cắn vào nhu cầu sử dụng kết hợp với điểm để chọn loại rơ le có thơng số thích hợp d Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng: Hư hỏng tiếp điểm: Nguyên nhân: Lực ép tiếp điểm không đủ Giá đỡ tiếp điểm không phẳng, cong, vêng Bề mặt tiếp điểm bị oxy hóa xâm thực mơi trường làm việc Do hậu việc xuất dòng điện ngắn mạch dây pha với đất phía sau rơ le Hư hỏng cuộn dây: Nguyên nhân: Ngắn mạch cục vòng dây cách điện xấu Ngắn mạch dây dẫn chất lượng cách điện xấu ngắn mạch dây dẫn vòng dây quấn đặt giao mà khơng có lót cách điện Đứt dây quấn Điện áp tăng cao điện áp định mức cuộn dây Cách điện cuộn dây bị phá hỏng va đập khí Hư hỏng chân cắm vào đế rơ le Nguyên nhân: Do người sử dụng không cẩn thận tháo, lắp rơ le khỏi đế rơ le 102 Do chân rơ le bị cong nên không khớp với lỗ đế e Sửa chữa rơ le: Biện pháp sửa chữa: - Lựa chọn rơ le phải dòng điện, điện áp chế độ làm việc tương ứng - Kiểm tra sửa chữa nắn thẳng, phẳng giá đỡ tiếp điểm, điều chỉnh cho trùng khớp hoàn toàn tiếp điểm động tĩnh rơ le - Kiểm tra lại độ đàn hồi giá đỡ tiếp điểm để đảm bảo lực ép lên tiếp điểm - Kiểm tra loại trừ nguyên nhân bên gây hư hỏng cuộn dây quấn lại cuộn dây theo mẫu tính tốn lại cuộn dây điện áp công suất tiêu thụ yêu cầu - Khi quấn lại cuộn dây, cần làm công nghệ kỹ thuật quấn dây, yếu tố quan trọng để đảm bảo độ bền cuộn dây 3.2 Rơle tốc độ: A CẤU TẠO: Rơle tốc độ dùng nhiều mạch điện hãm ngược động không đồng bộ, nguyên lý cấu tạo hình vẽ N S 10 Trục Rơle Nam châm vĩnh cửu ống trụ quay tự Thanh dẫn Cần đẩy Hệ thống tiếp điểm Thanh thép đàn hồi 10 Tiếp điểm   Hình 4.5: Nguyên lý cấu tạo rơle tốc độ PKC Trục rơle tốc độ nối đồng trục với rôto động với máy cần khống chế Trên trục có lắp nam châm vĩnh cửu làm hợp kim Fe - Ni có dạng hình trụ trịn Bên ngồi nam châm có trụ quay tự làm thép mỏng ghép lại, mặt trụ có xẻ rãnh đặt dẫn ghép mạch với giống rơto lồng sóc Trụ quay tự do, trụ có lắp tiếp điểm động 10 B NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG: 103 Khi động điện máy quay, trục quay theo làm quay nam châm 2, từ trường nam châm cắt dẫn cảm ứng sức điện động dòng điện cảm ứng lồng sóc, sinh momen làm trụ quay theo chiều quay động Khi trụ quay, cần đẩy tùy theo hướng quay rôto động điện mà đóng (hoặc mở ) hệ thống tiếp điểm thông qua thép đàn hồi Khi tốc độ động giảm xuống gần không, sức điện động cảm ứng giảm tới mức làm mômen không đủ để cần đẩy thép Hệ thống tiếp điểm trở vị trí bình thường Rơle thơi gian: 4.1 Cấu tạo rơ le thời gian điện từ: Rơle thời gian khí cụ tạo trì hỗn hệ thống tự động Việc trì thời gian cần thiết truyền tín hiệu từ rơle đến rơle khác yêu cầu cần thiết hệ thống tự động điều khiển Rơle thời gian hệ thống bảo vệ tự động thường dùng để trì thời gian tải, thiếu áp giới hạn thời gian cho phép Về cấu tạo, rơle thời gian điện từ chiều khác với rơle thời gian điện từ xoay chiều Do vậy, nguyên tắc tác động, chúng khác Đối với rơle thời gian xoay chiều thường hợp rơle dòng điện, rơle điện áp rơle trung gian (nhiều rơle trung gian) với cấu thời gian Các cấu thời gian cấu khí, cấu khí nén, cấu lị xo kiểu đồng hồ Ngày nay, cấu thời gian Board mạch điện tử phức tạp Đối với rơle thời gian chiều, thường dùng theo nguyên lý cảm ứng điện từ để tạo cấu trì thời gian Thường cấu ống đồng để chống lại suy giảm từ thông mạch từ theo định luật cảm ứng điện từ Việc điều chỉnh thời gian trì rơle thời gian thường thực cấu thời gian, mà không chỉnh định đại lượng tác động Ngày nay, rơle thời gian cấu tạo với cấu trúc điện tử phức tạp kết hợp với rơle trung gian Có hai loại ứng dụng rộng rãi thực tế: 104 Hình 4.6: Cấu tạo rơle thời gian kiểu điện từ cuộn dây ống đồng ngắn mạch Nắp phần ứng Lị xo Vít điều chỉnh Tiếp điểm Lá đồng điều chỉnh khe hở 4.2 Nguyên lý hoạt động rơle thời gian kiểu điện từ: Lõi thép hình chử U, bên phải quấn cuộn dây (1), bên trái ống đồng ngắn mạch Khi đưa điện áp vào đầu cuộn dây tạo nên từ thông  mạch sinh lực từ nắp (3) hút chặt vào phần cảm làm hệ thống tiếp điểm(6) đống lại Khi cuộn dây điện, từ thông  giảm dần Trong ống đồng xuất dòng điện cảm ứng tạo nên từ thông chống lại giảm từ thông  ban đầu Kết từ thông tổng mạch không bị triệt tiêu sau điện Do từ thơng mạch cịn nên tiếp điểm trì trạng thái đóng thêm khoảng thời gian mở Vít (5) dùng điều chỉnh độ căng lò xo, đồng mỏng (7) dùng điều chỉnh khe hở nắp phần cảm Hai phận có tác dụng điều chỉnh thời gian tác động Rơle 4.3 Giới thiệu số rơle thời gian điện tử * On-delay: Trì hoản thời gian đóng mạch 105 Hình 4.7 Một số dạng On-delay hảng ANLY - Đài Loan Tóm tắt nguyên lý làm việc Timer On-delay: - Khi đặt vào cuộn dây Timer On-delay (Board mạch điện tử Chân 7, hình 4-10) điện áp định mức: + Các tiếp điểm thường (1-3 1-4, hình 4.10) Timer thay đổi trạng thái tức thời (giống tiếp điểm rơle điện từ), 1-3 đóng lại 1-4 mở + Các tiếp điểm Timer (8-5 8-6, hình 4.10) sau khoảng thời gian (bằng khoảng thời gian chỉnh định chọn trước, tính từ lúc cuộn dây có điện) thay đổi trạng thái, 8-5 mở 8-6 đóng lại - Sau tiếp điểm Timer chuyển trạng thái, hệ thống hoạt động bình thường - Khi ta ngưng cấp điện cho cuộn dây Timer Các tiếp điểm trở trạng thái ban đầu (như hình 4.10) Cách kiểm tra Timer: - Chỉnh Timer 10s - Cho điện áp định mức vào đầu cuộn dây, Timer có đèn LED sáng: + Dùng VOM đo thông mạch:   Đo chân 8-5 (kêu) chân 8-6 (không kêu): Chưa kết luận Nếu ngược lại 8-5 (không kêu), 8-6 (kêu) 8-5 (kêu), 8-6 (kêu) 8-5 (không kêu), 8-6 (khơng kêu): Hư + Sau 10s (trên Timer có LED sáng), dùng thông mạch đo lại, nếu:  8-5 (kêu), 8-6 (không kêu): Hư  8-5 (không kêu), 8-6 (kêu): Tốt * Off-delay: Trì hỗn thời gian mở mạch 106 Hình 4.8 Một số dạng OFF-delay hảng ANLY - Đài Loan Tóm tắt nguyên lý làm việc Timer Off-delay: - Khi đặt vào cuộn dây Timer On-delay (Board mạch điện tử Chân 7, hình 4.12) điện áp định mức: + Các tiếp điểm thường (1-3 1-4, hình 4.12) Timer thay đổi trạng thái tức thời (giống tiếp điểm rơle điện từ), 1-3 đóng lại 1-4 mở + Các tiếp điểm Timer (8-5 8-6, hình 4.12) thay đổi trạng thái tức thời, 85 mở 8-6 đóng lại Timer hoạt động bình thường - Khi ta ngưng cấp điện cho cuộn dây Timer Các tiếp điểm thường (1-3 1-4) trở trạng thái ban đầu tiếp điểm Timer trạng thái làm việc khoảng thời gian thời gian chỉnh định trở trạng thái ban đầu (như hình 4.12) * Ký hiệu: 4.4 Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng Hiện tượng hư hỏng: - Hư hỏng tiếp điểm thường tiếp điểm thời gian bị ngắn mạch phía sau rơ le - Các tiếp điểm thời gian hoạt động không bị nổ đứt bo mạch điện tử đến chân hư hỏng bo mạch điện tử Bộ khống chế 5.1 Công dụng phân loại: * CƠNG DỤNG: Trong máy móc cơng nghiệp người ta sử dụng rộng rãi không chế để làm khí cụ điều khiển thiết bị điện 107 Bộ không chế chia làm khống chế động lực (còn gọi tay trang) 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 hay 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 máy điện thiết bị điện Bộ khống chế động lực (còn gọi tay trang) dùng để điều khiển trực tiếp động điện có cơng suất bé trung bình chế độ làm việc khác nhằm đơn giản hoá thao tác cho người vận hành Bộ khống chế huy dùng để điều khiển gián tiếp động điện có cơng suất lớn, chuyển đổi mạch điện điều khiển cuộn dây công tắc tơ, khởi động từ Đơi dùng đóng cắt trực tiếp động điện có cơng suất bé, nam châm điện thiết bị điện khác Bộ khống chế huy truyền động tay động chấp hành Bộ khống chế động lực dùng để thay đổi trị số điện trở đấu mạch điện Về nguyên lý khống chế huy khơng khác khống chế động lực Chỉ có hệ thống tiếp điểm bé, nhẹ, nhỏ sử dụng mạch điều khiển * PHÂN LOẠI:  Theo kết cấu người ta chia khống chế làm khống chế hình trống khống chế hình cam  Theo nguyên lý sử dụng người ta chia khống chế làm khống chế điện xoay chiều khống chế điện chiều 5.2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động khống chế hình trống Trên trục bọc cách điện người ta bắt chặt đoạn vành trượt đồng có cung dài làm việc khác Các đoạn dùng làm vành tiếp xúc động xếp góc độ khác Một vài đoạn vành nối điện với sẵn bên Các tiếp xúc tĩnh có lò xo đàn hồi (còn gọi chổi tiếp xúc) kẹp chặt cán cố định bọc cách điện chổi tiếp xúc tương ứng với đoạn vành trượt phận quay Các chổi tiếp xúc có vành cách điện với nối trực tiếp với mạch điện bên Khi quay trục đoạn vành trượt tiếp xúc mặt với chổi tiếp xúc thực chuyển đổi mạch cần thiết mạch điều khiển 108 Hình 4.9: Bộ khống chế hình trống a Hình dạng chung b Bộ phận bên Trục quay Vành trượt đồng Các tiếp xúc tỉnh Trục cố định 5.3 Cấu tạo nguyên lý hoạt động khống chế hình cam: Hình dạng chung khống chế hình cam trình bày hình vẽ 4.10 Trên trục quay người ta bắt chặt hình cam Một trục nhỏ có vấu có lị xo đàn hồi luôn đẩy trục vấu tỳ hình cam Các tiếp điểm động bắt chặt giá tay gạt, trục quay, làm xoay hình cam 2, trục nhỏ có vấu khớp vào phần lõm hay phần lồi hình cam, làm đóng mở tiếp điểm Hình 4.10: Bộ khống chế hình cam Trục quay Các tiếp điểm tĩnh Hình cam Các tiếp điểm động Trục nhỏ có vấu Lị xo đàn hồi 109 5.4 Một số thông số kỹ thuật khống chế Bộ khống chế hình cam có tần số thao tác lớn nhiều so với khống chế hình trống (hơn 1000 lần / giờ), khống chế động điện xoay chiều chiều công suất lớn (tới 200 kW) Tiếp điểm động tiếp xúc dạng lăn, dùng rộng rãi khống chế công suất lớn, cặp tiếp điểm cịn có hộp dập hồ quang Bộ khống chế hình trống tần số thao tác bé tiếp điểm động tĩnh có hình dạng tiếp xúc trượt dễ bị mài mịn Các thơng số định mức khống chế động lực kiểu cho hệ số thông điện ĐL% = 40% tần số thao tác không lớn 600 lần / Các khống chế động lực để điều khiển động điện xoay chiều ba pha rơto dây quấn có cơng suất 100 kW (ở 380V), động điện chiều có cơng suất 80 kW (ở 440V), có trọng lượng xấp xỉ 90 kg Các khống chế cỡ bé dùng để điều khiển động điện xoay chiều có cơng suất bé (11- 30)kW có trọng lượng xấp xỉ 30 kg Bộ khống chế huy sản xuất ứng với điện áp 500V, tiếp điểm có dịng điện làm việc liên tục đến 10A, dòng điện ngắt chiều phụ tải điện cảm đến 1,5A điện áp 220V 5.5 Tính chọn khống chế Để lựa chọn không chế ta vào: - Dòng điện cho phép qua tiếp điểm chế độ làm việc liên tục chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại (tần số thao tác giờ) - Điện áp định mức nguồn cung cấp Khi chọn dòng điện I qua tiếp điểm ta vào công suất định mức (Pđm ) động tính I theo công thức: + Đối với động điện chiều Pdm 10 , A I = 1,2 U Trong đó: - Pđm cơng suất động điện chiều, kW - U điện áp nguồn cung cấp V + Đối với động điện xoay chiều: I  1,3 Pdm 3U 10 , A Trong đó: - Pđm cơng suất động điện xoay chiều, kW - U điện áp nguồn cung cấp V 110 - Dòng điện định mức khống chế hình trống có cấp:25; 0; 50; 100; 150; 300A làm việc liên tục dài hạn Cịn làm việc ngắn hạn lặp lại dịng điện định mức chọn cao Khi tăng tần số thao tác ta phải chọn dung lượng khống chế cao Khi điện áp nguồn thay đổi, dung lượng khống chế thay đổi theo, chẳng hạn khống chế có dung lương 100kW điện áp 220V, sử dụng điện áp 380V dùng tới cơng suất 60kW 5.6 Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng + Bộ khống hình trống: Hư hỏng vành trượt đồng: ma sát bề mặt, bụi bẩn, bị cong, vênh, bị cháy, bị dính … Hư hỏng trục quay vít bị chờn, bị hỏng ren … Hư hỏng tiếp xúc tĩnh ma sát bề mặt với vành trượt đồng, bụi bẩn, tính đàn hồi … Hư hỏng trục tiếp xúc tĩnh bị tác động môi trường, nhiệt độ làm việc, cách điện bị già hóa + Bộ khống chế hình cam: Hư hỏng tiếp điểm tĩnh tiếp điểm động: bị cháy, bị dính, bị cong, bị vênh không trùng khớp tiếp điểm động tiếp điểm tĩnh … Hư hỏng bề mặt tiếp xúc hình cam ma sát, bụi bẩn Hư hỏng phận truyền động ốc vít bị mịn, bị hỏng, … Hư hỏng lò xo đàn hồi đặt khơng vị trí, độ đàn hồi lị xo giảm kim loại bị mỏi … 111 Câu hỏi nghiệm lựa chọn: bên Đọc kỹ câu hỏi, chọn ý trả lời tô đen vào ô thích hợp cột TT Nội dung câu hỏi a 4.1 Điện áp định mức tiếp điểm Contactor là: □? □? □? □? b c d a Là điện áp đặt vào đầu cuộn dây Contactor b Điện áp mạch điện tương ứng với tiếp điểm phải đóng cắt c Là điện áp đặt vào đầu cuộn dây tiếp điểm Contactor d Cả a b sai 4.2 Contactor phân loại theo nguyên lý truyền động có: □? □? □? □? a Contactor kiểu điện từ, kiểu ép, kiểu thủy lực b Contactor kiểu điện chiều, Contactor điện xoay chiều c Contactor điện từ d Câu a b 4.3 Khởi động từ phân loại theo: □? □? □? □? a Điện áp định mức cuộn dây hút, số lượng loại tiếp điểm thường đóng, thường mở b Kết cấu bảo vệ chống tác động môi trường xung quanh c Khả làm biến đổi chiều động điện d Cả a, b c 4.4 Trong mạch cần lấy tín hiệu, cuộn dây rơ le trung □? □? □? □? gian mắc: a Song song b Nối tiếp c Hỗn hợp d Cả a, b c 4.5 Cơng dụng khống chế hình cam: □? □? □? □? a Chuyển đổi mạch điện tay gạt, hay vô lăng quay 112 b Điều khiển trực tiếp gián tiếp từ xa chuyển đổi mạch điên phức tạp c Điều khiển, khởi động, điều chỉnh tốc, đảo chiều, hãm điện máy điện thiết bị điện d Cả , b c 4.6 Bộ khống chế huy dùng để: □? □? □? □? a Điều khiển gián tiếp động điện có cơng suất lớn b Chuyển đổi mạch điện điều khiển, cuộn dây Contactor, khởi động từ c Điều khiển trực tiếp động điện có cơng suất nhỏ trung bình d Câu a b 4.7 Lực hút rơle điện từ phụ thuộc vào: □? □? □? □? a Kích thước lõi thép b Điện trở cuộn dây c Dòng điện qua phần cảm khe hở khơng khí d Tất 4.8 Bộ khống chế (bộ chuyển đổi) có cơng dụng: □? □? □? □? a Điều khiển khởi động, hãm dừng, điều chỉnh máy điện thiết bị điện; b Chỉ dùng Điều chỉnh tốc độ đảo chiều; c Chỉ dùng hãm động hãm ngược; d Đóng cắt, điều khiển bảo vệ động 4.9 Loại rơle thời gian On-delay dùng để: □? □? □? □? a Trì hoản thời gian đóng mạch b Trì hoản thời gian cắt mạch c Tăng nhanh thời gian đóng mạch d Tăng nhanh thời gian cắt mạch 113 Bài tập thực hành: Thực hành tháo, lắp, bảo dưỡng, sửa chữa, quan sát cấu tạo, nguyên lý hoạt động công tắc tơ, khởi động từ, rơ le trung gian, rơ le thời gian, khống chế I Mục tiêu: - Tháo lắp, phán đoán sửa chữa hư hỏng công tắc tơ, khởi động từ, rơ le trung gian, rơ le thời gian, khống chế đảm bảo kỹ thuật an tồn II Dụng cụ, vật liệu - Các loại kìm, tuốc nơ vít, loại cờ lê, bút thử điện, đồng hồ vạn - Một số loại khí cụ điện như; công tắc tơ, khởi động từ, rơ le trung gian, rơ le thời gian, khống chế III Nội dung thực hành - Thao tác sử chữa: - Mở nắp - Tháo cuộn dây quan sát mắt thường xem cuộn dây có bị cháy khơng dùng đồng hồ megomét kiểm tra cách điện, cuộn dây bị cháy phải quấn lại cuộn dây - Điều chỉnh tiếp điểm cho trùng khớp hoàn toàn với nhau, dùng giấy ráp vệ sinh tiếp điểm - Kiểm tra đàn hồi lò xo 114 CÁC THUẬT NGỮ CHUYÊN MÔN CÁC TỪ VIẾT TẮT ĐKB động không đồng AC ĐIện xoay chiều DC ĐIện chiều KCĐ Khí cụ điện const Constane (không đổi, cố định) CD cầu dao đIện CC Cầu chì KĐT Khởi động từ N, O Dây trung tính CTT Cơng tắc tơ RN Rơ-le nhiệt RTh Rơ le thời gian RU Rơ le điện áp RI Rơ le dòng điện RTr Rơ le trung gian RTĐ Rơ le tốc độ TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam FCO Fure Cut Out IEC 158-1 Tiêu chuẩn quốc tế (IEC: International Electrotechnical Commission) 115 TÀI LIỆU THAM KHẢO Khí cụ Điện - Kết cấu, sử dụng sửa chữa Nguyễn Xuân Phú, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 1998 Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0.4-500 KV NGÔ HỒNG QUANG Thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn IEC Thiết kế hệ thống điện NGUYỄN HOÀNG VIỆT - NXB ĐạI HọC QUốC GIA TPHCM Các trang web: WWW.CADIVI.COM WWW.DIENQUANG.COM WWW.VIHEM.COM.VN Vật liệu điện - Nguyễn Xuân Phú NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 1998 Kỹ Thuật Điện - Đặng Văn Đào NXB Giáo Dục, 1999 Cung cấp điện Nguyễn Xuân Phú, NXB Khoa học Kỹ thuật , 1998 Thiết kế điện dự toán giá thành K.B Raina, s.k.bhattcharya (Phạm Văn Niên dịch), NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 1996 10.Tính tốn phân tích hệ thống điện Đỗ Xuân Khôi, NXB Khoa học Kỹ thuật , 2001 116 ... …gọi chung khí cụ điện 2.1 Cơng dụng phân loại khí cụ điện 2.1.1 Cơng dụng khí cụ điện Khí cụ điện sử dụng rộng rãi nhà máy điện, trạm biến áp, xí nghiệp cơng nghiệp, nơng nghiệp, lâm nghiệp, thủy... nhiệt d Cả a, b c sai 1.2 Khí cụ điện phân loại theo điện áp có loại: □? □? □? □? a Khí cụ điện cao - Khí cụ điện hạ b Khí cụ điện dùng mạch điên AC DC c Khí cụ điện điện từ, cảm ứng, nhiệt d... hồ quang điện, lực điện động số khí cụ điện I Mục tiêu: - Làm quen với loại tiếp xúc khí cụ điện - Nhận dạng kiểu tiếp xúc, loại khí cụ điện phận bên khí cụ điện - Phân loại loại khí cụ điện II