Bài giảng môn máy điện và khí cụ điện

_ TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THONG VAN TAI | _ KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ | BO MON KY THUẬT ĐIỆN có meeenẩWr-rme- BAI GIANG ‘MON MAY DIEN VA KHi CU DIEN Bién soan: ThS Hồ Mạnh Tiến DV.0026429 TD HÀ NỘI - 2015 PHẦN HIỆU TẠI THÀNH PHÔ HỖ CHÍ MINH THU VIEN - 008935 Tha PELL Ta eel ee ba et et Is eee wee ee DV.26429 LOI NOI DAU Xã hội phat trién thi nhu cau su dung may điện khí cụ điện mặt đời sống xã hội cao Việc học nghiên cứu chuyên sâu máy điện khí cụ điện việc thiết kế,sử đụng, vận hành khai thác máy điện | khí cụ điện nhiều người quan tâm, đặc biệt kỹ thuật viên, kỹ sư ngành cung cấp kiến thức chuyên sâu Máy điện khí cụ điện phù hợp với nội dung thời lượng mà Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải đê woth RAP Mansad oe HL Tý Wiha Ten Ses ORE Gea Bài giảng máy điện khí cụ điện nhằm Maa tà cai, điện 624 df 4+ *| ˆ Chương ` ` KHÁI NIỆM CHUNG VE MAY ĐIỆN ụ 0.1 ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI ‹ 1.1 Định n#hĩa Máy điện thiết bị điện tử, nguyên lý làm việc dựa vào biện tượng cảm ứng liên tử, cấu tạo gồm mạch từ (lõi thép) mạch điện (đây quấn), dùng để biến đổi dạng lượng thành điện (máy phát điện) ngược lại điện thành (động điện), dùng để biến đổi thông số điện điện áp, đòng điện, tần số, số pha 1.2 Phơn loại máy điện Máy điện có nhiều loại có nhiều cách phân loại khác Ở ta phân loại máy điện dựa vào nguyên lý biến đổi lượng sau : May điện tĩnh - Máy điện tĩnh làm việc dựa vào tượng cảm ứng điện tử, biến đổi tử thơng cuộn dây khơng có chuyển động tương Máy điện tĩnh thường dùng để “biến đối thông số điện máy biến áp biến điện áp xoay chiều thành điện áp xoay chiều có giá trị khác, Máy điện quay (hoặc có loại chuyển động thẳng): Máy điện quay làm việc dựa vào tượng cảm ứng điện từ, lực điện tử tử trường dòng điện cuộn dây gây Loại máy nầy dùng để biến đổi đạng lượng thành điện (máy phát điện) ngược lại »” oo a Foor # ota ˆ v ` v “A điện thành (động điện) Quá trình biên đối nang higng co tinh a “ oa r , A “A Z + tA , x ~ : in thuận nghịch nghĩa máy diện có thê làm việc chê độ máy phát điện động ` điện Sø đồ phân loại máy điện thưởng gặp: ¬‹ we r Máy điện quay, i Máy diện xoay chiều I Máy điện | Máy điện chiều ——] Máy điện đồng không đểng = May phat Động Máy phát Động điện Máy phát Động cd May điện điện điện không điện điện biến áp déng déng không | † đểng đồng bộ mot chiều chiều CÁC ĐỊNH LUẬT ĐIỆN TỪ CƠ BẢN DÙNG TRONG MÁY ĐIỆN Trong nghiên cứu máy điện ta thưởng dùng định luật sau: định luật cảm ứng điện tử, định luật lực điện từ định luật mạch tử Các định luật nây trình bảy giáo trình vật lý, day nêu lại điểm áp dụng cho ` ` ` ˆ r re a ˆ Ls a , kẻ nghiên cứu máy điện 2.1 Định luật cảm ứng điện từ Trường hợp tử thơng xun qua vịng dây biến thiên Khi tử thơng ® = ®(1) xun qua vịng dây biến thiên vòng dây cảm - ứng sức điện động (sđở) e() Sđđ có chiều cho déng điện sinh tạo - _ tử thông chống lại biến thiên từ thơng sinh (hình 0.1) | ch I _ — §đđ cẩm Ứng vịng tính theo : cơng thức Mắcxoen : : d® | |: e=——— ; a : dv e=-N“d® =-=~= -k Ị đt - _ (0.1) Néu cudn day cd N vong, sdd cam ting 1a: | ị [VI dt đó, , L=N cuộn dây (0.2) [Wb] gọi tử thơng móc vịng Hình 0.1 ChiềU dương sdd com ong phù hợp với từ thêng theo qui tae vén nut chai ` = x a ` os Trường hợp dân chuyên động tet Irướng Khi dẫn chuyển động thắng góc với đưởng sức tử trường (đây trưởng hợp thưởng gặp máy điện), dẫn cảm ứng sđđ có trị số là: ˆ | e=Bly — (03) : B: cường độ từ cảm [TỊ 1: chiều dài tác dụng dẫn {m] ẤT HA qn: x Hình 0.2 Xóc am Ú ' theo qui Gcic dinh sad cam Ung ban †oy phỏi _ V: tốc độ dài dân [m/s] Cén chiéu sdd cảm ứng xác định theo qui tắc bàn tay phải (hình 0.2) .2.2 Định luật lực điện từ Khi dẫn mang dòng điện đặt thẳng góc với đưởng sức tử trường, dẫn chịu lực điện từ tác đụng có trị số là: f=Bil (0.4) Trong đó, B : cường từ cẩm, [T] ¡: động điện chạy dẫn, [A] 1: chiều dài dẫn, [m] f: lực điện tỳ đo Niuton, [N] Hình 0.3 Xác định lực điện tu :theo Mea qui tỗc ban tay Trỏi ”,2.3 Chiều lực, điện tử f xác định theo qui tắc , ban tay trai (hinh 0.3) Định luệ† mạch từ Tính tốn mạch từ Định luật mạch tử: Lõi thép máy điện mạch tử Mạch tử mạch khép kín dùng để dẫn tử thơng Định luật mạch tử định luật dịng điện tồn phần áp dụng vào mạch từ Nội dung định luật dịng điện tồn phần sau: Id) i, — eh ae CON | ` X1 S, Sy af N; Hình 0.4 Minh họa định -_ Huật đồng điện tồn phần Hinh 0.5 Mạch từ đồng có cuộn dây Bình 0.6 Mạch tử có khe hỏ khơng khí vả hai cuộn dãy -Nếu ñ vectơ cường độ tử trưởng tập hợp dòng điện ij, iy, hy + ¡„ tạo L đường cong kín bao quanh chúng thi: (iid = "i, (L} Với đ] độ dời vi phan trén (L) (hình 0,| 4) Dấu i, xác định theo qui tắc văn nút chai: Quay vặn nut chai theo chiều dÏ, chiều tiễn vặn nút chai tring với chiều dòng dién i, thi dong dién i, mang dương, ngược lại lay đầu âm Định luật dịng điện tồn phần áp dụng vào mạch tử đồng có cuộn -đây hình 0.5, ta có sau: H.I=Ni=F Với: m=Pi=+1i@= R,® oS HI=R,®= Ni =F Vay (0.5) Trong đó: H[Atm]: Cường độ từ trường mạch từ B=uH [TỊ : Từ cảm (mật độ tử thông) mạch Tử = tụ Hý [H/m]: Độ từ thẩm tuyệt đối mạch tử Lạ = 4x.107[H/m] : độ tử thẩm khơng khí -_ t=H/u,: Độ từ thẩm tương đối mạch tử Lữ m] : Chiều dai trung bình mạch tử N: Số vịng cuộn dây I[A]: gọi dịng điện từ hóa, tạo tử thông cho mạch tử F=Ni[Atm]: gọi sức từ động (stđ) HI : gọi tử áp rơi mach tu : tiết diện ngang mạch từ S{m”?] R mm ¬ l [AtWbi từ trổ mạch tử .Cũng áp dụng định luật dịng điện tồn phần vào mạch tì gồm hai đoạn có hiểu dài ], ]› tiết điện S¡ S;, hình 0.6, ta có: Hy.1, - Hol = Nyiy > No-ty , Trong do: H,,H.[At/m]: Cường độ từ trưởng tưởng ứng đoạn mạch tử 1, lị, b[m]: Chiều đài trung bình đoạn mạch tử 1, N2; [A£]: Stđ cuộn dây 1, z fe ed : ˆ ` a SA z a ag? Một cách tổng quát, mạch tử gồm m đoạn ghép nội tiêp định luật mạch tử + epee o viết: rễ “4 li a2 aX : m m n n (0.6) = Ni, = UR, =F Dy; = Dr Ry jel - kel k=l đó, dịng điện í, có chiều phù hợp với chiều tử thơng ® chọn theo qui tắc văn nút chai mang dấu dương, ngược lại mang đấu Âm; j - chi số tên đoạn mạch tử; k - số tên cuộn có dịng điện Tính tốn mạch tử: Việc tính tốn mạch tử thưởng gặp hai loại toán sau : Bài toán thuận : Cho biết từ thơng ©, tim std F = Ni dé tao tu thong Cách giải : Tiến hành gồm ba bước sau :(xét mạch tt g6m j đoạn nối tiếp, từ thơng ® ổ tiết điện S; đoạn mạch tử ) Bước 1: Tính tử cẩm đoạn mạch tử : B, = ®/S, ; j số tên đoạn mạch Suy cường độ từ trưởng H; sau: Nếu đoạn mạch từ vật liệu sắt từ, tra đường cong tử hóa B = f(H) để tìm H Nếu đoạn mạch từ khe hổ khơng khí Hạ = By, Bước 2: Suy stđ tổng để tạo tử thơng Q® tử cơng thúc (0.6): m F=> Hi, (0.7) il Bude 3: Tuy theo toán mà ta tìm déng dién i số vịng dây W Bài tốn ngược + Biết stả F, tìm từ thong © Loại tốn nầy phức tạp Do vật liệu tử có độ từ thẩm phụ thuộc tử thên g ® nén ti trd R, cing phu thuộc ® Vi chua biét © nén ciing chưa biết R Phương trinh (0.6) tré thanh: >» Rj (@)O =F (®) il (0.8) Đây phương trình phi tuyến, thường dùng phương pháp gần để giải 3, CÁC VAT LIEU CHE TAO MAY ĐIỆN Vật liệu chế tạo máy điện gồm liệu cấu trúc, vật liệu tác dụng vật liệu cách điện Vật liệu cấu trúc vật liệu để chế tạo tiết chịu tác động học trục, ổ trục, thân máy, nắp Vật liệu tác dụng vật liệu dùng để chế tạo ^ tA P ` A z tA A ` Sow in x a> a * - phận dẫn điện từ Còn vật liệu cách điện dùng để cách điện giửa phan v - dẫn điện với không dẫn điện phần dẫn điện với „3.1 Vệt liệu dẫn điện TẢ roo asa TA Aah an ` “ a vu tử No asa điện để chế tạo máy điện tốt nhật đồng chúng khơng dat lam Vật liệu dẫn Aa iA có điện trổ suất nhỏ Ngồi cịn ding nhơm hợp kim khác đồng thau, dang phốtpho Day déng nhôm chế tạo theo tiết điện trỏn tiết điện chữ nhật có bọc cách điện Với máy có cơng suất nhỏ trung bình, điện áp 1000V thưởng dùng dây dẫn bọc êmay lớp cách điện mỏng đạt độ bẻn yêu cầu 3.2 Vệt liệu dẫn từ Vật liệu dẫn từ máy điện vật liệu sắt tử thép kỹ thuật điện, gang, thép đúc, thép rèn ˆ_ Ở phần dẫn từ có tử thơng biến đổi với tần số 50Hz thường dùng thép kỹ thuật điện dày 0,35 + Imm, thành phần thép có tử2 + 5% silíc để tăng điện trổ thép, giảm dịng điện xốy Thép ky thuật điện chế tạo phương pháp cán nóng cán nguội Hiện thường dùng thép cân nguội để chế tạo máy điện thép cán nguội có độ tử thẩm cao 2g nóng Trên hình 0.7 trình bày k6 suất tổn hảo nhỏ thép cán đường cong từ hoá số vật liệu dẫn tử khác Cùng dòng điện kích từ, ta thấy 0.§ | / ý ThếpKTĐ _—T | Cd PI Thép đúc ——— thép kỹ thuật điện có tử cảm lớn nhất, sau thép đúc cuối gang thông phần không đổi ger dẫn tử thường có dùng thép đúc, thép rèn, thép $3.3 500 tì 1000 1500 3000 2500 2000 Hình 0.7 Đường cong fừ hóo củo số vệt liệU từ Vật liệu cách điện Vật liệu cách điện máy điện phải có cường độ cách điện cao, chịu nhiệt : x tA tn r : s & a ` x A Ẩ tA tốt, tắn nhiệt tốt, chống ấm bên học Cách điện bọc day dan chịu A - nhiệt độ cao nhiệt độ cho phép dây dẫn lớn dây dẫn chịu dược đòng tải lồn Chất cách điện máy điện phần lón thể rắn gồm có nhóm: a) Chất hữu thiên nhiên giấy, lụa b) Chất vô như.amiăng, mica, sợi thủy tỉnh e) Các chất tổng hợp đ) Các loại men sön cách điện Chất cách điện tốt mica đắt Giấy, vải, sợi rẻ dẫn nhiệt xn oe “A A, x = : , ars Zy†y: Ä r on , va cach dién kém, dé bi ẩm Vì chúng phải tầm sây để cách điện ` Căn độ bền nhiệt, vật liệu cách điện chia cấp sau: - Cấp Y : Nhiệt độ cho phép 90C, bao gồm bông, giấy, vải, to lua, sdi tổng hợp, không sây sơn cách điện - Cấp A : Nhiệt độ cho phép 105%C, bao gồm vải sợi xenlulô, sợi tự nhiên nhân tạo qua sấy sơn cách điện xz - Cấp E : Nhiệt độ cho phép 120°C, bao gồm màng vải, sợi tổng hợp gốc hữu chịu nhiệt độ tương ung ˆ _- Cấp B : Nhiệt độ cho phép 130°C, bao gồm vật liệu gốc mica, sợi thủy tĩnh amiăng liện kết nhiệt độ tương ứng - Cấp F : Nhiệt độ cho phép kết dính sơn nhựa tổng - Cấp H: Nhiệt độ cho phép sơn nhựa gốc hữu chịu 155°C, giếng loại B tẩm sấy hợp chịu nhiệt độ tưởng ứng 180°C, giống cấp B dùng sơn tim ị sấy chất kết dính gốc silic hữu chất tổng hợp có khả chịu nhiệt độ tương ung thay - Cấp C: Nhiệt độ cho phép |là >180°C, bao gồm vật liệu gốc mica, chất vô tinh va hợp chất chúng dùng trực tiếp khơng có chất liên kết Các có phụ gia liên kết hữu chất tổng hợp có khả chịu nhiệt độ tương ứng áp) Ngồi cịn có chất cách điện thể khí (khơng khí) thể lỏng (dau biến + ly Khi máy điện làm việc, tác động nhiệt độ, chấn động tác động Thức hóa khác cách điện bị lão hóa nghĩa mắt dần tính bên điện : tudi nghiệm cho biết, nhiệt độ tăng nhiệt độ làm việc cho phép 8- 10°C thi : tho vật liệu cách điện giảm nủa z4 PHÁT NÓNG VÀ LAM MÁT MÁY ĐIỆN Trong q trình biến đổi lượng ln có điện gồm tổn hao sắt tử (do tượng từ trễ đồng dây quấn tốn hao ma sát (ở máy lượng biến thành nhiệt làm cho máy điện * phải có biện pháp tắn nhiệt môi trưởng phụ thuộc Vào bê mặt làm mát máy khí xung quanlr mơi trưởng làm vỏ máy điện chế tạo có cánh tản xung quanh mà phụ mát khác nhiệt may điện có hệ thơng quạt gió để làm mát so để Kích thước máy, phương pháp làm mát phải tính tốn lựa chọn nhiệt "cho độ tăng nhiệt vật liệu cách điện máy không vượt độ tăng Me foe ca nóng lên ber bó Pot - Để làm mát máy điện, Sự nhiệt -: thuộc vào đối lưu không dầu máy biến áp Thường tổn hao Tổn hao máy đỏng xoáy) thép, tổn hao điện quay) Tất tổn hao cho phép, đảm bảo cho vật liệu cách điện làm việc lâu dài, tuổi thọ máy : khoảng 20 năm Khi máy điện làm việc chế độ định mức, độ tăng thiệt phần tử không vượt độ tăng nhiệt cho phép Khi máy tải độ tăng nhiệt máy vượt nhiệt độ cho phép, không cho phép máy làm việc tải lâu dài 9,5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU MÁY ĐIỆN : Việc nghiên cứu máy điện gồm bước sau: - Mô tả tượng vật lý xảy máy điện Dựa vào định luật vật lý, viết phương trình tốn học mơ ta làm việc máy điện Đó mơ hình tốn máy điện _ Từ mơ hình tốn thiết lập mơ hình mạch, sơ đỗ thay máy điện 4, Từ mơ hình tốn mố hình mạch, tính tốn đặc tính nghiên cứu máy điện, khai thác sử dụng theo yêu cầu cụ thể & HQ đ? ˆ - _ Tiếp điểm có độ bền chịu mài mịn cao - Khảnăng đóng-cắtcao ˆ - Thao tac dong - cắt đứt khoát - _ Tiêu thụ cơng suất nhât - — Bảo vệ động khơng bị q tải lâu dài (có Rơle nhiệt) Thoa man điều khởi động (dòng điện khởi động từ đến lần dòng điện “+ - “; định mức) KET CẤU VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Khởi động từ thường phân chia theo: - _ Điện áp định múc cuộn hây hút: 36V, 127V, 220V, 380V, 500V - - Kết cấu bảo vệ chống tác động môi trường xung quanh: hở, bảo vệ, chống bụi, nước nỗ - - Khả làm biến đổi chiều quay động điện: Không đảo chiều quay đảo chiều quay - _ Số lượng loại tiếp điểm: Thường hở, thường đóng Nguyên lý làm việc khởi động từ a) Khởi động từ hai nút nhấn: Khi cung cấp điện áp cho cuộn dây nhấn nút khởi động M, cuộn hây Contactor có điện hút lõi thép di động mạch từ khép kín lại: Làm đóng tiếp dié để khởi động động đóng liếp điểm phụ thường hở để trì mạch điều khiển buông tay khỏi nút nhấn khởi động Khi nhấn nút đừng D, khởi động từ bị ngất điện, tác dụng lò xo nén làm phan lõi di động trở vị trí ban đầu; tiếp điểm trở trạng thái thường hở Động dừng hoạt động Khi có cỗ tải động co, Role nhiét sé thao tac lam ngat mach động từ dừng động điện So dé: _127 dién cuén dây, ngắt khởi b) Khởi động từ đảo chiều ba nút nhấn Khi nhân nút nhắn MT cuộn dây Contactor T có điện hút lõi thép di động mạch từ khép kiến lại; làm đóng tiếp điểm T để khởi động động quay theo "` chiều thuận đóng tiếp điểm phụ thường hở T để trì mạch điều khiển bng tay khỏi nút nhân khởi động MT Đề đảo chiều quay động cơ, ta nhắn nút nhắn MỊN cuộn day Contactor T mat điện, cuộn day Contactor N cé diện hút lõi thép di động mạch từ khép kín lại; làm đóng tiếp điểm N, lúc mạch động lực đảo hai ba pha điện làm cho động đảo chiều quay ngược lại tiếp điểm phụ thường hở N để trì mạch điều khiến buông tay khỏi nút nhấn khởi động MN Quá trình đảo chiều quay lặp lại Khi nhấn nút dùng D, khởi động từ N (hoặc T) bị ngắt điện, động dừng hoạt động Khi có cố tải động co, Role nhiệt thao tác làm ngắt mạch điện cuộn dây, ngắt khởi độngt dừng động điện Sơ đồ: 128 a 3M IV LỰA CHỌN VÀ LẮP DÁP KHỞI ĐỘNG TỪ Hiện nước ta, động không đồng ba pha rôto lồng sóc có cơng suất từ 0,6 đến 100KW sử dụng rộng rãi Để điều khiển vận hành chúng, ta thường dùng khởi động từ Vì để thuận lợi cho việc lựa chọn khởi động từ, nhà sản xuất thường khơng cho cường độ dịng điện suất định mức mà cịn cho cơng suất động điện mà khởi động từ phục vụ ứng với điện áp khác Để khởi động từ làm việc tin cậy, lắp đặt cần phải bắt chặt cứng khởi động từ mặt phẳng đứng (độ nghiêng cho phép so với trục thắng đứng 5°) không cho phép bôi mỡ vào tiếp điểm phận động Sauk hi lấp đặt khởi động từ trước vận hành, phải kiểm tra: - _ Cho phận chuyển động tay không bị kẹt, vướng - Điện áp điều khiển phải phù hợp điện áp định mức cuộn dây - _ Các tiếp điểm phải tiếp xúc tốt : - _ Các dau điện phải theo sơ đồ điều khiển - Role nhiét phai dat khoi déng từ cần đặt kẻm theo cầu chì bảo vệ, 129 : sete - h=- YYẽ aa ti tie [an mẽ ằ ee VE VA BAO 6.3.6 -ROLE DIEU KHIEN Rơie trung gian a) Khái niệm cầu tạo Rơle trung gian khí cụ điện dùng lĩnh vực điều khiển tự động, cấu kiểu điện từ Rơle trung gian đóng vai trị điều khiển trung gian giữ thiết bị điều khiển (Contactor, Rơle thời gian ) Rơle trung gian gồm: Mạch từ nam châm điện, hệ thống tiếp điểm chịu dòng điện nhỏ (5A), vỏ bảo vệ chân tiếp điểm b) Nguyên lý hoạt động Nguyên lý hoạt động Rơle trung g1an tương tự nguyên lý hoạt động Contactor Khi cấp điện áp giá trị điện áp định mức vào bai đầu cuộn dây Rơle trung gian (ghi nhãn), lực điện từ hút mạch tử kín lại, hệ thống tiếp điểm chuyển đổi trạng thái trì trạng thái (tiếp điểm thường đóng hở ra, tiếp điểm ị i cấp nguồn, mạch thường hở đóng lại) Khi ngưng trạng thái ban đầu từ hở, hệ thống tiếp điểm trở Điểm khác biệt Contactor Rơle tóm lược sau: : - — Trong Rơle có loại tiếp điểm có khả tái dịng điện nhỏ, sử dụng cho mạch điều khiển (tiếp điểm phụ) - = Trong Rơle có loại tiếp điểm thường đóng tiếp điểm thường hở, nhiên tiếp điểm khơng có bng dập hồ quang (khác với hệ thống tiếp điểm chinh Contactor hay CB) Cac ky hiéu dung cho Role trung gian: Trong trình lắp ráp mạch điều khiển dùng Rơle hay số mạch điện tử công nghiệp, ta thường gặp ký hiệu sau đây: - Ký hiệu SPDT: Ký Rơle mang hiệu ký hiệu viết tắt từ thuật có cặp tiếp ngữ SING điểm, gồm POLE tiếp DOUBLE điểm thường THROW, đóng thường hở, cặp tiếp điể có đầu chung ti a T1 ! CẢI cho i ee [at LÊ SPST DPST mee SRT "te SPDT 130 Webco sa ca ¬ be - Ky hiéu SPST: Ký hiệu viết tắt từ thuật ngữ SING POLE mang ký hiệu gồm có tiếp điểm thường hở SINGE THROW, - = Ký hiệu DPST viết tắt từ thuật ngữ DOUBLE THROW, Role mang ky hiéu gồm có hai tiếp điểm thường hở POLE Rơle SINGE Ngoài ra, Rơle lắp ghép tu điều khiển thường lắp LÝ để chân Tuy theo s6 lượng chân có kêu khác nhau: Đề chân, đệ 11 chân, đế 14 chân Rơle thời gian ` RUE ek tee a ee real a) Khái niệm Rơle thời gian khí cụ điện dùng lĩnh vực điều khiển tự động, với vai trò điều khiển trung gian thiết bị điều khiển theo thời gJan định trước Rơle thời gian gôm: Mạch từ nam châm điện, định thời gian làm linh kiện điện tử, hệ thống tiếp điểm chịu dòng điện nhỏ (< 5A), vỏ bảo vệ chân tiếp điểm Tuỳ theo yêu cầu sử dụng lắp ráp hệ thống mạch điều khiển truyền động, ta có hai loại Rơle thời gian: Rơle thời gian ƠN DELAY, Rơie thời gian OFF DELAY b) Role thoi gian ON DELAY Ký hiệu: - Cuộndây Rơle thời gian: TR vv¬^ hoe {7} TR Điện áp đặt vào hai đầu cuộn dây Rơle thời gian ghi nhãn, thông thường 110V, 220V - _ Hệ thống tiếp điểm: Tiếp điểm tác động khơng tính thời gain: Tiếp điểm hoạt động tương tự tiêp điểm Role trung gian Thường đóng: _- Thường mở: Tt TR TR “ Tiếp điểm tác động có tính thời gian: : Tiếp điểm thường mở, đóng chậm, mở nhanh: +++ | T TR TR TR ue” 131 TR | T | ) o Tiép diém thud ng đóng, mở chậm, đóng nhar bị * Nguyên lý hoạt động: Khi cấp nguồn vào cuộn dây Rơle thời gian ƠN DELAY, động khơng tính thời gian chun tiếp điể tác đổi trạng thái tức thời (thường đóg hở ra, thường hở đóng lại), tiếp điể tác động có tính thời gian khơng đổi Sau khoảng thời gain m định trước, tiếp điểm tác động có tính thời gian sé chuyển trạng thái trì trạng thái een Ị5 cactek fie ete Khi ngưng cấp nguồn vào cuộn dây, tất tiếp điểm tức thời trở trạng thái ban đầu Sau day sơ đồ chân Rơle thời gian ON DELAY: + bee b) Role thoi gian OFF DELAY Ky hiéu: TR mee - _ Cuộn dây Rơle thời gian: NYY ore hole «L]* Điện áp đặt vào hai đầu cuộn dây Rơle thời gian ghi nhãn, thông thường 110V, 220V - - Hệ thống tiếp điêm: Tiếp điểm tác động khơng tính thời gain: Tiếp điểm hoạt động tương tự tiếp điểm Rơle trung gian TR -{— — Thường đóng: , TR Thường mở: _“ hoặc Tiếp điểm tác động có tính thời gian: Tiếp điểm thường mở, đóng chậm, mở nhanh: TR ++ TR JT TR J TR 132 Lala PSUS POT BAD DR ET ee SEU ID ee PEP aT | h_ Tiép điểm thường đóng, mở chậm, đóng nhanh: * Nguyên lý hoạt động: Khi cấp nguồn vào cuộn dây Rơle thời gian OFF DELAY, cac tiép điểm thời gian trở trạng thái ban đầu Tiếp sau khoảng thời gian định trước, s tiép điểm tác động có tính thời gian sé chuyển trạng thái ban đâu © Khi ngưng cấp nguồn vồ cuộn dây, tất tiếp điểm tác động khơng tính rác tác động tức thời trì trạng thái Role nhiét (Over Load OL) a) Khai niém va cau tao: Role nhiét 14 mét loại khí cu dé bao vệ động mạch điện có cố tải Role 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 gain từ vài giây tử phát nóng duoc đấu nối tiếp với mạch động lực vít ơm phiến lưỡng kim Vít giá nhựa cách điện dùng để điều chỉnh mức độ uốn cong đầu tự phiến Giá xoay quanh trục 4, tuỳ theo trị số dịng điện chạy qua phần tử phát nóng mà phiến lưõng kim cong nhiều hay ít, đẩy vào vít làm xoay giá để mở ngàm đòn bẩy Nhờ tác dụng lò xo 8, đẩy đòn bẩy xoay quanh trục ngược chiều kim đồng hồ làm mở tiếp điểm động 11 khỏi tiếp điểm tĩnh 12 > | Phần Nút nhấn 10 dé Reset Role nhiệt vị trí ban đầu sau phiến lưỡng kim nguội trở vị trí ban đầu b) Nguyên lý hoạt động: Nguyên lý chung Rơle nhiệt dựa sở tác đụng nhiệt làm đãn nở a phiến kim loại kép Phiến kim loại kép gồm hai kim loại có hệ số giãn nở khác (hệ số giãn nở 20 lần) ghép chặt với thành phiến phương pháp cán nóng hàn Khi có dịng điện q tải qua, phiến lưỡng kim đốt nóng, uốn cong phía kim loại có hệ số giãn nở bé, đẩy cần gạt $ làm lò xo co lại chuyển đổi hệ thống tiếp điểm phụ Để Rơle nhiệt làm việc trở lại, phải đợi phiến kim loại nguội kéo cần ˆ “isp tt § Reset Rơle nhiệt 133 —`ˆ 1A Sen il eR a, AAA aioe Ee ed LEDERER ốc Ký hiệu _ Phiến lưỡng kim _.> Tiếp điểm Tiếp điểm phụ: HOF _lor hoac NOL “Tox aux c) Phân loại Rơle nhiệt: Theo kết cầu Role nhiệt chia thành hai loại: Kiểu hở kiểu kín Theo yêu cầu sử dụng: Loại cực hai cực Theo phương thức đốt nóng: _ Đốt nóng trực tiếp: Dịng điện qua trực tiếp (ắm kim loại kép Loại có cầu tạo đơn giản, thay đổi dòng điện định mức phải thay đổi tắm kim loại kép, loại khơng tiện dụng - — Đốt nóng gián tiếp: Dòng lượng toa gián tiếp làm tắm kim điện qua phần loại cong tử đốt nóng độc lập, nhiệt lên Loại có ưu điểm muốn thay đổi dòng điện định mức ta cần thay đổi phần tử đốt nóng Nhược diễm loại có tải lớn, phần tử đốt nóng đạt đến nhiệt độ cao khơng khí truyền nhiệt kém, nên tắm kim loại chưa kịp tác độc mà phân tử đơt nóng bị cháy đứt - _ Đốt nóng hỗn hợp: Loại tương đối tốt vừa đốt trực tiếp vừa: đốt gián tiếp Nó có tính Ổn định nhiệt tương đối cao làm việc bội số tải lớn d) Chọn lựa Rơle nhiệt Đặc tính Rơle nhiệt quan hệ dòng điện phụ tải chạy qua thời gian tác động (gọi đặc tính thời gian — dịng điện, A - s) Mặt khác, để đảm bảo yêu cầu giữ tuổi thọ lâu đài thiết bị theo đíng số liệu kỹ thuật cho nhà sản XUẤT, đối tượng bảo vệ cần đặc tính thời gian dòng điện Lua chon dung Role cho đường đặc tính A — s Rơle gần sát đường đặc tính A — s đơi tượng cân bảo vệ Nêu _ công a VỆ suât động điện, chọn cao | qưá chọn thâp không tận dụng làm giảm tuôi thọ thiét bi can bao | Trong thực tế, cách lựa chọn phù hợp chọn dòng điện định mức nhiệt băng dòng điện định mức động điện cân bảo vệ, Rơle 134 Rơle tác động giá tri (1,2 ~ I,3)lđm Bên cạnh, chế độ làm việc phụ tải nhiệt độ môi trường xung quanh phải xem xét (À 1000 „, LH \WW ge “Đặc tính A-s đối tưởng cần bảo bay, 100 ‘>xưRd-le nhiệt tác động giá trị a | a” as ˆ pie tính A-s rd-lc nhiệt 10 1] z ‘SS ` t ip 12 = | L1 | Ly 7 Le 4, Role dong dién: - Dung dé bao vé qua tdi va ngadn mach - Cudn dây hút có vịng qn băg dây to mặc nôi tiếp với mạch điện vần ‘bao vệ, thiết bị thường đóng ngắt mạch điều khiển Khi dịng điện động tăng lớn đến trị sô tác động Rơle, lực hút nam châm thăng lực cản lò xo làm mở tiếp điểm nó, ngắt mạch điện điều khiển qua công tặc tơ K, mở tiếp điêm tách động khỏi lưới “THỊ RD, a: RD, a - K 2g ¿ng điện) Role dién ap - Dung dé bao vé sut ap mach dién Cuén day hút quân băng dây nhỏ nhiêu vòng mắc song song với mạch _ điện cần bảo vệ Khi điện áp bình thường, Rơle tác động làm nóng tiêp điểm điện áp sụt thấp mức quy định, lực lò xo thăng lực hút nam châm mở tiếp điểm 135 @ - 6.4 GIĨI THIỆU ĐẶC TÍNH, KẾT CÁU KHÍ CỤ ĐIỆN CAO ÁP KHAI QUAT Trong điêu kiện vận hành, khí cụ điện có thê làm việc chế độ sau: - _ Chê độ làm việc lâu dài: Trong chế độ khí cụ điện làm việc tin cậy * K nêu chúng chọn điện áp dong điện định mức rer " " Lan a ay " , nw ye - - Chê độ làm việc tải: Trong chê độ dịng điện qua khí cụ điện lớn địng điện định mức, chúng làm việc tin cậy thời gian dịng điện tăng cao chayu qua chúng khơng thời gian cho phép thiết bị - — Chế độ làm việc ngăn mạch: Khí cụ đảm bảo làm việc tín cậy trình lựa chọn ý điều kiện ổn định nhiệt ơn định động MỘT SĨ KHÍ CỤ ĐIỆN CAO ÁP (1000V) Máy cắt a) Khái niệm Máy cất điện áp cao thiết bị điện chuyên dùng để đóng ngắt mạch điện l | xoay chiều tất chế độ vận hành có: Đóng ngắt dịng điện định mức, địng điện ngắn mạch, dịng điện khơng tải Máy cắt loại thiết bị đóng cắt làm việctin cậy song gia thành cao nên máy cắt đượcdùng nơi quan trọng b) Phân loại ° máy cat | Thông thường máy cắt phân loại theo phương pháp dập tắt hồ quang, theo dang cách điện phần dẫn điện, theo kết cấu buồng dập hồ quang Dựa vào dạng cách điện phan dan điện, máy cắt phân thành: - Máy cắt nhiều đầu: Giữa thành phần đẫn điện cách điện dầu máy biển áp hồ quang sinh cắt máy cắt dap tat bang dau biến áp - Máy cắt dầu: Giữa thành phần dẫn điện cách điện cách điện rắn hồ quang sinh cắt máy cắt dập tắt dầu biến áp - - Máy cắt khơng khí - - May cat điện tử - _ Máy cắt chân không c) Các thông số máy cắt - Dòng điện cắt định mức: Là dịng điện lớn mà máy cắt cắt cách fin cậy điện áp phục hồi hai tiếp điểm máy cắt điện áp định mức mạch điện - _ Công suất cắt định mức máy cắt ba pha: Sđm = /_ Uđmlcđm (VA) Trong đó: Udm 1a điện áp định mức hệ thống (V) 136 fb See at lcđm dịng điện cắt định mức (A) Khái niệm cơng suất tương đối dòng điện qua máy cắt lcđm điện áp hai dầu thực tế điện áp hồ quang vài % so với điện áp mạch điện Sau hồ quang bị dập tắt, tiếp điểm máy cắt bắt đầu phục hồi điện áp thời gian dòng điện băng - Thời gian cắt máy cắt: Thời gian tính từ thời điểm đưa tín hiệu cắt máy cắt đến thời điểm hồ quang dập tất tất cực Nó bao gồm thời gian cắt riêng máy cắt thời gian cháy hồ quang - - Dịng điện đóng định mức: Đây giá trị xung kích lớn dịng điện ngắn mạch mà máy cắt đóng cách thành cơng mà tiếp điểm khơng bị bành dính khơng bị hư hỏng khác trường hợp đóng lặp lại -_ Dòng điện xác định giá trị hiệu dụng dịng điện xung kích xảy ngăn mạch - Thời gian đóng máy cắt: Là thời gian đưa tín hiệu đóng máy cắt hồn tât động tác đóng máy cắt d) Lua chọn kiểm tra máy cắt điện cao áp (1000 V) Máy cắt điện chọn theo điện áp định mức, loại máy cắt kiểm tra Ổn định động, ồn định nhiệt khả cắt tình trạng ngắn mạch Dao cách ly a) Khái niệm Dao cách ly loại khí cụ điện dùng để chế tạo khoảng hở cách điện trông thấy phận mang dòng điện phận cắt điện nhằm mục đích đâm bảo an tồn, khiến cho nhân viên sửa chữa thiết bị điện an tâm làm việc Dao cách ly khơng dịng điện lớn có phận dập tắt hồ quang nên khơng thể cắt | b) Phan loai Theo yêu cầu sử dụng, dao cách ly có hai loại: - Dao cách ly pha - Dao cach ly ba pha Theo vị trí sử dụng dao cách ly có hai loại: - Dao cach ly đặt nha - Dao cach ly dat ngodai trời c) Lựa chọn kiểm tra dao cách ly Dao cách ly chọn theo điều kiện định mức, chúng kiểm tra theo điêu kiện ôn định lực điện động ôn định nhiệt 137 TH SH Lai ied CPE oe cố RSE at pie) ee UT fon eet tortete | OE FE CC, ¬ D Cầu chì cao áp a) Khái niệm Cầu chì khí cụ điện dùng để bảo vệ mạch điện tải hay ngắn + + - mạch Thời gian căt mạch cau hei phụ thuộc nhiêu vào vật liệu làm dây chảy Dây chảy cầu làm chì, hợp kim với thiếc có nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp, điện trở suất tương đối lớn Do loại dây chảy thường chế fạo có tiết điện thích hợp với điện áp nhỏ 300V lớn điện áp cao (1000V) khơng thể dùng dây chảy có tiết diện lớn lúc nóng chảy, lương kim loại toả lớn Khó khăn cho việc dập tắt bồ quang, điện áp thường dùng dây chảy đồng, bạc, có điện trở suất bé, nhiệt độ nóng chảy cao b) Dây chảy Thành phần cầu chảy Dây chảy có kích thước vật liệu khác nhau, xác định đặc tuyến đòng điện - thời gian Song song với dây chảy sợi căng đề triệt tiêu kéo căng chảy Để tăng cường khả dập hồ quang sinh dây chảy bị đứt bảo đảm an toàn cho người vận hành thiết bị khác xung quanh cầu thường chèn dây thạch anh Các thạch anh có tác dụng phân chia nhỏ hồ quang Vỏ cầu chất Xenluylơ Nhiệt độ cao hồ quang làm cho Xenluylô bôc gây áp suất lớn để nhanh chóng đập tắt hồ quang - - c) Phân loại cầu chì Tuỳ theo chức loại cầu mà ta phân sau: - — Câu chì tự rơi (Fuse Cut Out: FCO): Hoạt động theo nguyên tắc “rơi” dây chì nối liên kết hai đầu Việc đập tắt hồ quang chủ yếu dựa vào ống phụ bên ngồi dây chì Ngồi nhiệm vụ bảo vệ tải ngăn mạch cầu chì tự rơi cịn có nhiệm vụ cách ly đường dây bị cố - = Cầu chì chân khơng: Là loại cầu mà day chảy đặt môi trường chân khơng Cầu chân khơng lắp bên dudi dau - Cầu chì hạn địng: Chức hạn chế tác động dịng điện cố có thiết bị bảo vệ đ) Lựa chọn kiểm tra cầu chì Cầu chì chọn theo điện áp định mức, dòng điện định ức dòng điện cắt định mức (hay cơng suất cắt định mức) Ngồi ra, cần ý vị trí đặt cầu chì (trong nhà hay ngồi trời) 138 ¬-.- ` = easy ell ES ia eel ed TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Máy điện 1,2(2001)-Vũ Gia Hanh,Tran Khanh Hà,Phan Tử Thu,N guyén Van Sáu- Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2.Kỹ Thuật Điện(1997)-Đặng Văn Đào, Lê Văn Doanh-Nhà xuất bán khoa học kỹ m | thuật 3.Khí Cụ Điện (2005)-Phạm Văn Chới-Nhà xuất khoa học kỹ thuật x # Ss |, « e 139 - CHƯƠNG I:KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN ”””” _ Địnhr nghĩa phân loại ee dường P2 “Tác định luật dùng máy điện " Vật liệu chế tạo máy điện ˆ ẹ Phát nóng làm mát máy điện - CHƯƠNG MÁY BIẾN ÁP - - Khái niệm chung - : Cầu tạo máy biến áp ° "Nguyễn Wy làm việc en ee HE nh toán cư SỐ : - nneeee sec : 8088 thay Ree ` Chế độ: ngắn mạch MBA_ TT có Hà MBA | : May bién dp bapha 21g - - Mấy biến áp] am việc song song 2.11 : May bién áp đặc biệt ˆ | - CHƯƠNG MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐÔNG BỘ ` - Khái niệm chung Cha igo ‘may điện kh ng đồng TƯ - - Từ trường máy điện khôngđồng 34- “TNguyễnh lýlàmviệeciamávđệaKĐB ”” - | Mơ hình tốn động KĐB : Sơ đồ thay củađộngcơKÐB ~ : Biểu đề lượng hiệu suất_ Mômeng quay động coKDB “Mã máy động cơKĐB 3.117 33.12 cee ˆ _ 'Điều c chỉnh tốc độ động Cơơ KPB ị Đặc tnhlàm việc Động RDB Sha Động KĐB es | pha 140 : —_ “Binh nghĩa công dụng - | Cấu tạo máy điện đồng “43 : Phản ứng phần ứng bình tốn ME điệna dng bộ” Heo ¡ Cơng suất điệntừ ˆ "Đặc inh ngồi UE ¡đặc tỉnh đền CN” + on s1 ve 410” or mn - May 4điện đông đặc biệt —GHỬONGš: MÁY ĐIỆN) MỘTT CHIẾU” : Cầu tạo máy điện chiều 52° 537 co seg se : Nguyên lý làm việc máy phát động điện chiêu - Tì trường sức điện động máy điện chiêu ¡ Công suất mômen điện từ máy điện chiều ‘Tia lửa điện, biện pháp khắcác phục - _Máy phát điện chiều Động ị điện chiều 6.2 - Khái niệm chung ~ ” Am ¡ Tiếp xtc dién, hd quang _ Khí cụ điện đóng cắt, bảo vệ mach oS) “ey ỆN ' CHƯƠNG ó6: KHÍ CỤ ĐI Một số khí cụ cao áp CỐ š se ¬ “Lam việc song song máy phat ddéng bệ Dong ¢ điện đồng ~- 4` av > 44 ® : Nguyên lý làm việc: 141 TWAS) ALBEE he] PS TH ĐT, AT TH TH