Giáo trình Trang bị điện - Trường CĐ Nghề Nam Định

Trang 1

Giáo trình

TRANG BỊ ĐIỆN

Hệ cao đẳng nghề

Trang 2

Hiệu chỉnh:

Giảng viờn Trần Đức Nghị Giảng viờn Trịnh Văn Tuấn

GIÁO TRèNH

TRANG BỊ ĐIỆN I

(Dựng cho hệ Cao đẳng nghề)

Trang 3

Khoa Điện - Điện Tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 1

1- Khái qt và cơng dụng

Cầu dao là một khí cụ điện hạ áp thao tác bằng tay để đóng cắt mạch điện điện áp đến 500V và dòng điện đến 1000A Thơng thường cầu dao được bố trí đi cùng với cầu chì để bảo vệ ngắn mạch Cầu dao thường được dùng để đóng ngắt mạch điện có cơng suất nhỏ và khi làm việc không cần thao tác đóng ngắt nhiều lần Nếu điện áp cao hơn hoặc mạch điện có cơng suất trung bình và lớn thì cầu dao thường chỉ làm nhiệm vụ đóng ngắt khơng tải

2- Cấu tạo và nguyên lý hoạt động a- Cấu tạo:

Phần chính của cầu dao là lưỡi dao và phần kẹp lưỡi được làm bằng hợp kim của đồng Bộ phận nối dây cũng được làm bằng hợp kim của đồng Đế của cầu dao thường được làm bằng sứ

b- Nguyên lý làm việc

Khi thao tác trên cầu dao nhờ vào lưỡi dao và hệ thống kẹp lưỡi, mạch điện được đóng hoặc ngắt Trong quá trình ngắt mạch thường xảy ra hồ quang điện tại điểm tiếp xúc giữa lưỡi dao và hệ thống kẹp lưỡi Khi thao tác phải kéo lưỡi dao thật nhanh để dập tắt hồ quang

Do tốc độ kéo bằng tay không thể nhanh được nên người ta chế tạo loại cầu dao có lưỡi dao phụ ( hình 1- 1 ) Lúc dẫn điện lưỡi dao phụ cùng với lưỡi dao chính được kẹp chặt trong ngàm tĩnh Khi ngắt điện lưỡi dao chính ngắt ra trước, khi lực lị xo đủ lớn nó sẽ kéo lưỡi dao phụ bật ra rất nhanh khỏi ngàm tĩnh làm ngắt mạch điện Do đó hồ quang được kéo dài nhanh và bị dập tắt trong một thời gian ngắn

3- Phân loại và cách lựa chọn a- Phân loại:

Theo kết cấu người ta chia cầu dao làm loại 1 cực, 2 cực, 3 cực hoặc 4 cực Người ta cũng chia cầu dao ra loại có tay nắm ở giữa hay tay nắm ở bên Ngồi ra cịn có cầu dao một ngả và cầu dao hai ngả

Hình 1- 1 Cầu dao có lưỡi dao phụ 1- lưỡi dao chính; 2- tiếp xúc tĩnh ( ngàm );

Trang 4

Theo điều kiện bảo vệ, có loại khơng có hộp và loại có hộp che chắn ( nắp nhựa, nắp gang, nắp sắt )

Theo yêu cầu sử dụng, người ta chế tạo cầu dao có cầu chì bảo vệ và loại khơng có cầu chì bảo vệ

b- Cách lựa chọn

Cầu dao được lựa chọn theo điều kiện điện áp định mức, dịng điện định mức, kiểu, loại

Cơng thức lựa chọn :

Uđm cd  Uđm mạng I đm cd  I tt

Trong đó: Uđm cd - Điện áp định mức của cầu dao Uđm mạng- Điện áp định mức của mạng điện

Iđm cd - Dòng điện định mức của cầu dao I tt - Dịng điện tính tốn của mạng điện

Đ 1-2 các loại công tắc và nút điều khiển

I- Công tắc

1- Khái quát và công dụng

Cơng tắc là một loại khí cụ đóng ngắt dịng điện bằng tay kiểu hộp, dùng để đóng ngắt mạch điện có cơng suất bé, có điện áp một chiều đến 440V, và điện áp xoay chiều đến 500V

Công tắc hộp thường được dùng làm cầu dao tổng cho các máy cơng cụ, dùng đóng mở trực tiếp cho các động cơ điện có cơng suất bé hoặc dùng để đổi nối, khống chế trong các mạch điện tự động Có khi dùng để thay đổi chiều quay động cơ điện, hoặc đổi cách đấu cuận dây stato động cơ từ hình sao sang hình tam giác

Cơng tắc hộp làm việc chắc chắn hơn cầu dao, dập tắt hồ quang nhanh hơn vì thao tác nhanh và dứt khốt hơn cầu dao

Ký hiệu trên sơ đồ điện của một vài loại cơng tắc được trình bày trên hình 1- 2

Hình 1- 2 : a- Cơng tắc hành trình b- Công tắc ba pha

c- Công tắc ba pha hai ngả

Trang 5

- Loại bảo vệ - Loại kín

Theo cơng dụng người ta chia ra : - Cơng tắc đóng ngắt trực tiếp

- Công tắc chuyển mạch ( hay công tắc vạn năng )

Công tắc vạn năng dùng để đóng ngắt, chuyển đổi mạch điện các cuộn dây hút của công tắc tơ, khởi động từ, chuyển đổi các mạch điện ở các dụng cụ đo lường Nó thường được dùng trên các mạch điện điều khiển có điện áp đến 440V một chiều và đến 500V xoay chiều, 50 Hz

- Cơng tắc hành trình

Cơng tắc hành trình dùng để đóng, ngắt ở mạch điều khiển trong truyền động điện tự động hoá, tuỳ thuộc cữ gạt ở các cơ cấu chuyển động cơ khí nhằm tự động điều khiển hành trình làm việc hay tự động ngắt điện ở cuối hành trình để đảm bảo an tồn

II- Nút ấn

Nút ấn còn gọi là nút điều khiển, là một loại khí cụ điện dùng để đóng ngắt từ xa các thiết bị điện từ khác nhau, các dụng cụ báo hiệu, và cũng để chuyển đổi các mạch điện điều khiển, tín hiệu, liên động, bảo vệ ở mạch điện một chiều điện áp đến 440 V và mạch điện xoay chiều điện áp đến 500 V, tần số 50 Hz

Nút ấn được dùng thông dụng để khởi động, dừng và đảo chiều quay động cơ điện bằng cách đóng và ngắt các mạch cuộn dây hút của các công tắc tơ, khởi động từ mắc ở mạch động lực của động cơ

Nút ấn thường được đặt trên bảng điều khiển, ở tủ điện, trên hộp nút ấn Nút ấn thường được nghiên cứu chế tạo để làm việc trong môi trường không ẩm ướt, khơng có hơi hố chất và bụi bẩn

Nút ấn có thể bền tới 1.000.000 lần đóng khơng tải và 200.000 lần đóng ngắt có tải

Khi ấn nút, đòn gánh tiếp điểm động bắt đầu mở mạch điện này và sau đó đóng mạch điện kia

2- Phân loại và cấu tạo

Theo hình dạng bên ngoài, người ta chia nút ấn ra làm bốn loại : - Loại hở

- Loại bảo vệ

Trang 6

III- Tính chọn cơng tắc và nút ấn

Công tắc và nút ấn thường được lựa chọn theo điều kiện điện áp định mức, dòng điện định mức và kiểu loại

Điều kiện lựa chọn là :

Uđm tb  Uđm mạng I đm tb  I tt

Trong đó:

Uđm tb - Điện áp định mức của công tắc hoặc nút ấn Uđm mạng- Điện áp định mức của mạng điện

Iđm tb – Dòng điện định mức của công tắc hoặc nút ấn I tt – Dịng điện tính tốn của mạng điện

Đ 1-3 áptômát

1- Khái niệm

áptơmát là khí cụ đóng cắt chính trong mạng điện hạ áp, vừa làm nhiệm vụ thao tác (đóng và cắt), vừa làm nhiệm vụ bảo vệ (quá tải, ngắn mạch, điện áp thấp )

2- Cấu tạo

Trang 7

tạo có hai cấp ( chính và hồ quang ), hoặc ba cấp ( chính, phụ, hồ quang )

Khi đóng mạch, tiếp điểm hồ quang đóng trước, tiếp theo là tiếp điểm phụ, sau cùng là tiếp điểm chính Khi cắt mạch thì ngược lại, tiếp điểm chính mở trước, sau đến tiếp điểm phụ, cuối cùng là tiếp điểm hồ quang

Như vậy hồ quang chỉ cháy trên tiếp điểm hồ quang, do đó bảo vệ được tiếp điểm chính để dẫn điện Dùng thêm tiếp điểm phụ để tránh hồ quang cháy lan vào làm hư hại tiếp điểm chính

Hình 1-4

Tiếp điểm của áptômát thường làm bằng hợp kim gốm chịu được hồ quang như Ag- Wo; Cu- Wo; Ni

Hình 1- 4 trình bày hệ thống tiếp điểm trong một kiểu áptơmát : 2,3 là các tiếp điểm chính; 4 là các tiếp điểm phụ; 5 là các tiếp điểm hồ quang

b- Hộp dập hồ quang

Để áp tô mát dập được hồ quang trong tất cả chế độ làm việc của lưới điện, người ta thường dùng hai kiểu thiết bị dập hồ quang là : Kiểu nửa kín và kiểu hở

Kiểu nửa kín được đặt trong vỏ kín của áptơmát và có lỗ thốt khí Kiểu này có dịng điện giới hạn cắt khơng quá 50 KA

Kiểu hở được dùng khi giới hạn dòng điện cắt lớn hơn 50 KA hoặc điện áp lớn hơn 1000V ( cao áp )

Trong buồng dập hồ quang thông dụng, người ta dùng những tấm thép xếp thành lưới ngăn, để phân chia hồ quang thành nhiều đoạn ngắn thuận lợi cho việc dập tắt hồ quang

Hình dạng và kết cấu hộp dập hồ quang được trình bày trên hình 2- 12, 6 là hộp dập hồ quang

Trang 8

Truyền động cắt áptơmát thường có hai cách : bằng tay và bằng cơ điện (điện từ, động cơ điện)

Điều khiển bằng tay được thực hiện với các áptômát có dịng điện định mức khơng lớn hơn 600 A Điều khiển bằng điện từ (nam châm điện) được ứng dụng ở các áptơmát có dịng điện lớn hơn (đến 1000 A)

Để tăng lực điều khiển bằng tay người ta còn dùng một tay dài phụ theo ngun lý địn bẩy Ngồi ra cịn có cách điều khiển bằng động cơ điện hoặc khí nén

Hình 1-5 trình bày cơ cấu điều khiển các áptơmát bằng nam châm điện có nhả khớp tự do

Hình 1- 5

Khi đóng bình thường (khơng có sự cố ), các tay địn 2 và 3 được nối cứng vì tâm xoay 0 nằm thấp dưới đường nối hai điểm 01 và 02 Giá đỡ 5 làm cho hai địn này khơng tự gập lại được Ta nói điểm 0 ở vị trí chết

Khi có sự cố, phần ứng 6 của nam châm điện 7 bị hút đập vào hệ thống tay địn 2,3 làm cho điểm 0 thốt khỏi vị trí chết điểm 0 sẽ cao hơn đường nối 0102 Lúc này tay địn 2,3 khơng được nối cứng nữa Các tiếp điểm sẽ nhanh chóng mở ra dưới tác dụng của lị xo kéo tiếp điểm

Muốn đóng lại áptơmát, ta phải kéo tay cầm 4 xuống phía dưới như hình 2- 13,c, sau đó mới đóng vào được

d- Móc bảo vệ

áptơmát tự động cắt nhờ các phần tử bảo vệ – gọi là móc bảo vệ Nó sẽ tác động cắt áptơmát khi có sự cố quá dòng điện (quá tải hay ngắn mạch) hoặc sụt áp

- Móc bảo vệ q dịng điện (còn gọi là bảo vệ dòng điện cực đại ) để bảo vệ mạch điện khỏi bị quá tải và ngắn mạch Người ta thường dùng hệ thống điện từ hoặc rơ le nhiệt làm móc bảo vệ đặt bên trong áptơmát

+ Móc kiểu điện từ có cuộn dây mắc nối tiếp với mạch điện cần bảo vệ Cuộn dây này có ít vịng dây và có tiết diện lớn để chịu được dòng điện phụ tải Khi dòng điện vượt quá trị số cho phép thì phần ứng bị hút làm nhả chốt gây cắt áptômát

Trang 9

dây này có tiết diện dây nhỏ và số vòng nhiều để chịu được điện áp nguồn

3- Ngun lý hoạt động

a- áptơmát bảo vệ dịng điện cực đại

Hình 1- 6: Sơ đồ ngun lý áptơmát dòng điện cực đại 1,6- lò xo; 4- phần ứng;

2,3- móc; 5- nam châm điện;

ở trạng thái làm việc bình thường sau khi đóng áptơmát, áptơmát được giữ ở trạng ở trạng thái đóng tiếp điểm nhờ móc 2 ăn khớp với móc 3 Dịng điện chạy vào cuộn dây của nam châm điện 5 có trị số nhỏ nên lực điện từ không thắng nổi sức cản lị xo 6,do đó nam châm điện khơng đủ sức hút phần ứng 4 và áptơmát vẫn đóng

Khi có ngắn mạch xảy ra trong mạch điện, dịng điện chạy qua nam châm điện có trị số lớn sẽ sinh ra lực hút điện từ Lực điện từ này lớn hơn lực cản của lị xo 6, do đó nam châm điện 5 sẽ hút phàn ứng 4 làm nhả móc 3 Móc 2 được thả tự do, lò xo 1 sẽ kéo tiếp điểm của áptômát bật ra, loại sự cố ra khỏi lưới điện

b- áptômát bảo vệ điện áp thấp ( kém áp )

Hình 1- 7: Sơ đồ nguyên lý áptômát bảo vệ điện áp thấp

6 3

2

Trang 10

ở trạng thái đóng tiếp điểm nhờ móc 2 ăn khớp với móc 3 Khi điện áp nguồn có giá trị định mức, nam châm điện 5 sẽ hút phần ứng 4 giữ chặt móc hãm 2,3 Mạch điện làm việc bình thường

Khi điện áp nguồn giảm thấp quá trị số chỉnh định, nam châm điện không đủ sức giữ phần ứng ở vị trí hút Dưới sức căng của lị xo 6 sẽ kéo móc 3 bật khỏi móc 2 Móc 2 được tự do, dưới sức căng của lò xo 1 hệ thống tiếp điểm của áptômát được mở ra làm ngắt mạch điện

4-Phân loại và cách lựa chọn a- phân loại

- Theo kết cấu, người ta chia áptômát ra ba loại : một cực, hai cực, ba cực, và bốn cực

- Theo thời gian thao tác, người ta chia áptômát ra loại tác động không tức thời và loại tác động tức thời ( nhanh )

- Theo công dụng của bảo vệ, người ta chia áptômát ra các loại áptơmát cực đại theo dịng điện, áptơmát cực tiểu theo điện áp, áptơmát bảo vệ dịng điện rị (áptơmát chống giật )

b- Cách lựa chọn

áptômát được lựa chọn theo điều kiện điện áp định mức, dòng điện định mức, kiểu loại

Điều kiện lựa chọn cơ bản là :

Uđm ATM  Uđm mạng I đm ATM  I ttTrong đó:

Uđm ATM - Điện áp định mức của áptômát được ghi trong lý lịch máy hoặc trên nhãn máy

Uđm mạng - Điện áp định mức của mạng điện nơi áptômát được lắp đặt Iđm ATM - Dòng điện định mức của áptômát được ghi trong lý lịch

máy hoặc trên nhãn máy I tt = Dòng điện tính tốn của phụ tải

5- Các hư hỏng thơng thường và phương pháp sửa chữa áp tômát

Các áptômát thường hư hỏng ở hệ thống tiếp điểm bị cháy rỗ, hỏng lị xo và các chi tiết cơ khí, hỏng cuận dây

Trang 11

1- Cấu tạo và nguyên lý làm việc

Nam châm điện là một bộ phận rất quan trọng của khí cụ điện, được dùng để biến đổi điện năng ra cơ năng trong khí cụ điện

Cơ cấu điện từ gồm hai bộ phận chính : - Cuận dây ( phần điện )

- Mạch từ ( phần từ )

Trong thực tế thường gặp hai loại sau :

- Loại có nắp chuyển động : gồm có cuận dây, lõi sắt từ và nắp

Hình 1- 8 : Nam châm điện hình chữ U, nắp hút thẳng Khi có dịng điệnchạy trong cuận dây sẽ sinh lực hút điện từ và hút nắp về phía lõi Khi cắt dòng điện trong cuận dây thì lực hút điện từ cũng khơng cịn nữa, nắp bị nhả ra

- Loại không có nắp : Loại này gồm cuận dây và lõi sắt từ đối với loại này, các vật liệu sắt thép bị hút được xem như là nắp

Khi cho dòng điện vào cuận dây sẽ sinh ra từ trường, vật liệu sắt từ đặt trong từ trường đó sè bị từ hố và có cực tính

Từ thông xuyên qua vật liệu sắt từ theo đường khép kín Theo quy định chỗ từ thơng đi ra ở vật liệu sắt từ gọi là cực bắc ( N ), chỗ từ thông đi vào gọi là cực nam ( S )

Hình 1-9 : Phân tích lực hút của cuận dây nam châm đối với vật liệu sắt từ

Từ hình vẽ ta thấy cực tính của vật liệu sắt từ khác dấu với cực tính của cuận dây nên vật liệu sắt từ bị hút về phía cuận dây bởi lực hút điện từ F Nếu đổi chiều dòng điện trong cuận dây thì từ trường sẽ đổi chiều, vật liệu sắt từ, sau khi từ hố vẫn có cực tính khác dấu với cực tính của cuận dây, do đó vật liệu sắt từ vẫn bị hút về phía cuận dây Vì vậy, khi lõi sắt từ mang cuận dây có dịng điện, từ trường sẽ làm cho nắp bị từ hố và hút nắp về phía lõi

Trang 12

b- Phân theo hình dáng:

- Loại hút chập hay hút quay, nắp quay quanh một trục - Loại hút thẳng: nắp hút thẳng về phía lõi

- Loại hút ống (cịn gọi là loại pít tơng)

c- Phân theo cách đấu cuận dây vào nguồn điện:

- Đấu nối tiếp : Phụ tải được mắc nối tiếp với cuận dây còn gọi là cuận dây dòng điện

Hình 1- 10 : Cuận dây nam châm mắc nối tiếp vào mạch dòng điện - Đấu song song : Dòng điện trong cuận dây phụ thuộc vào tham số của

cơ cấu điện từ và điện áp nguồn điện, còn gọi là cuận dây điện áp

Hình 1- 11 : Cuận dây nam châm nắc song song vào mạch điện áp

3- ứng dụng của nam châm điện

Nam châm điện được dùng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như tự động hoá, các loại rơ le, công tắc tơ

Trong công nghiệp nó được dùng để nâng các tấm thép Trong truyền động điện, nó được dùng ở các bộ ly hợp để truyền chuyển động quay hoặc để phanh hãm,van điện từ, bàn từ

Đ 1- 5 rơ le điện từ

Rơ le là các khí cụ điện tự động đóng cắt mạch điện điều khiển, bảo vệ và điều khiển sự làm việc của mạch điện

I- cấu tạo và nguyên lý làm việc 1- Cấu tạo

1- mạch từ tĩnh ; 4- lò xo ;

Trang 13

Rơ le điện từ gồm có một mạch từ hình chữ U, trên đó có quấn cuận dây cho dòng điên của mạch cần được bảo vệ đi qua Phía trên có nắp chuyển động 2 được gắn vào lò xo 4 và tiếp điểm động 6 ở trên mỏm cực từ phần tĩnh người ta có gắn vào đó một vịng ngắn mạch bằng đồng ( còn gọi là vòng chống rung ) Vòng ngắn mạch này chỉ được lắp đối với các rơ le hoạt động ở nguồn xoay chiều Tiếp điểm tĩnh 5 được nối với mạch điều khiển

2- Ngun lý làm việc

Khi có dịng điện chạy qua cuận dây sẽ sinh ra lực hút điện từ hút nắp về phía thân mạch từ với một lực được tính theo cơng thức :

22ikF

Trong đó : k – hệ số tỷ lệ phụ thuộc vào từng loại rơ le - dòng điện chạy trong cuận dây

 - chiều dài khe hở khơng khí giữa mạch từ và nắp

Khi dòng điện chạy vào cuận dây còn nhỏ hơn dòng điện tác động, lò xo4 sinh lực đối kháng thắng lực hút, nên nắp giữ nguyên không chuyển động và rơ le khơng tác động

Khi dịng điện chạy vào cuận dây lớn hơn hoặc bằng dòng điện tác động, dòng điện này sinh ra lực hút điện từ đủ lớn thắng lực cản của lò xo hút nắp động vào mạch từ tĩnh Kết quả là tiếp điểm thường đóng sẽ mở ra và tiếp điểm thường mở sẽ đóng lại đưa tín hiệu tới mạch điều khiển làm cắt mạch điện

Tín hiệu vào cuận dây có thể là dịng điện hay điện áp Rơ le có thể dùng ở nguồn điện một chiều hay xoay chiều

Có thể thay đổi trị số dòng điện tác động bằng cách điều chỉnh lực căng của lò xo hay thay đổi số vòng của cuận dây

3- Nguyên lý làm việc của vòng chống rung

Đối với dòng điện xoay chiều do trị số và chiều của dòng điện ln ln biến thiên, nên khi dịng điện đi qua trị số khơng thì từ thơng trong mạch từ cũng bằng khơng Lực điện từ lúc đó khơng cịn, nên nắp động có xu hướng tách khỏi phần tĩnh Do đó, nắp sẽ bị rung và phát ra tiếng kêu

Trang 14

II- ứng dụng của rơ le điện từ

Rơ le điện từ được dùng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau của nền kinh tế quốc dân, nhất là trong các hệ thống tự động hoá và cung cấp điện Người ta ứng dụng nguyên lý điện từ để chế tạo ra rơ le dòng điện, rơ le điện áp, rơ le trung gian, rơ le thời gian, rơ le tín hiệu, rơ le điện từ cực tính

Đ 1- 6 Rơ le nhiệt

Rơ le nhiệt dùng để bảo vệ quá tải cho mạch điện, chủ yếu là bảo vệ cho động cơ điện

1- Cấu tạo

1- cuận dây đốt ; 2- cặp kim loại ; 3- cần quay; 4- trục quay; 5- lò xo ; 6,7- tiếp điểm;

Hình 1- 13 Sơ đồ cấu tạo của rơ le nhiệt

Bộ phận chính của nó là cặp kim loại (2 ) đặt cạnh cuận dây đốt nóng ( 1 ) và tiếp điểm ( 6- 7 ) Cặp kim loại gồm hai thanh kim loại khác nhau, gắn chặt với nhau, thanh trên có hệ số nở dài về nhiệt nhỏ hơn thanh dưới Một đầu cặp kim loại được kẹp cố định, còn đầu kia đội vào cần quay ( 3 ) có lị xo ( 5 ) gắn chặt Cuận dây đốt đặt trong mạch điện cần được bảo vệ để dòng điện của mạch đi qua nó, cịn tiếp điểm đặt trong mạch cuận dây đóng cắt, chẳng hạn nối tiếp với cuận dây công tắc tơ

2- Nguyên lý làm việc

Trang 15

Rơ le nhiệt làm việc cần có thời gian ( chờ cho cặp kim loại nóng lên ), nên nó chỉ dùng để bảo vệ quá tải chứ không dùng để bảo vệ ngắn mạch được Ngồi ra, độ chính xác của nó cịn phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường

3- phân loại

Theo kết cấu, người ta chia rơ le nhiệt ra làm hai loại : kiểu hở và kiểu kín Rơ le nhiệt kiểu hở được đặt trong các nắp máy, tủ điện, bảng điện Rơ le nhiệt kiểu kín ( cịn gọi là kiểu bảo vệ ) được đặt trong các bề mặt hở của thiết bị

Theo phương thức đốt nóng, người ta chi rơ le nhiệt ra làm ba loại :

- Đốt trực tiếp : Dòng điện trực tiếp đi qua thanh kim loại kép Loại này có cấu tạo đơn giản, nhưng khi thay đổi dòng điện định mức ta phải thay đổi tấm kim loại kép Do đó khơng tiện dụng

- Đốt gián tiếp : Dòng điện đi qua phần tử đốt nóng độc lập, nhiệt lượng của nó toả ra gián tiếp làm tấm kim loại kép cong lên Loại này có ưu điểm là muốn thay đổi dòng điện định mức ta chỉ cần thay đổi phần tử đốt nóng, chứ khơng cần thay đổi tầm kim loại kép Khuyết điểm của loại này là khi có quá tải lớn, phần tử đốt nóng có thể đạt tới nhiệt độ khá cao, nhưng vì khơng khí truyền nhiệt kém nên tấm kim loại kép chưa kịp tác động mà phần tử đốt nóng đã bị cháyđứt

- Đốt hỗn hợp : loại này tương đối tốt vì vừa đốt nóng trực tiếp, vừa đốt nóng gián tiếp Nó có tính ổn định nhiệt cao và có thể làm việc ở bội số quá tải lớn, đến ( 12- 15 ) Iđm

Theo yêu cầu sử dụng, người ta chia rơ le nhiệt ra làm hai loại: hai cực và một cực Loại hai cực thường được dùng để bảo vệ quá tải ở mạch điện xoay chiều ba pha

4- Cách lựa chọn

Đặc tính cơ bản của rơ le nhiệt là quan hệ giữa thời gian tác động và dòng điện phụ tải chạy qua ( còn gọi là đường đặc tính thời gian- dịng điện, A- s ) mặt khác, để đảm bảo yêu cầu giữ được tuổi thọ lâu dài của thiết bị theo đúng số liệu kỹ thuật đã cho của nhà sản xuất, các đối tượng cần bảo vệ cũng có đường đặc tính thời gian- dòng điện

Tuỳ theo chế độ làm việc của phụ tải là liên tục hay ngắn hạn mà ta cần xét đến hằng số thời gian phát nóngcủa rơ le khi có quá tải liên tục hay ngắn hạn

Ngoài ra, khi nhiệt độ môi trường xung quanh thay đổi, dòng điện tác động của rơ le cũng thay đổi theo, làm cho bảo vệ kém chính xác Thơng thường nhiệt độ mơi trường xung quanh tăng, dịng điện tác động giảm và ta phải hiệu chỉnh lại vít điều chỉnh hoặc núm điều chỉnh

Trang 16

Về nguyên tắc, cầu chì gồm một dây chảy thường làm bằng chì, nhơm đồng, kẽm đặt trong một vỏ kín để hạn chế và dập tắt hồ quang Cầu chì mắc nối tiếp trong mạch điện được bảo vệ

Dòng điện trong mạch đi qua dây chảy sẽ toả ra nhiệt lượng theo định luật Jun- Lenxơ, làm cho dây chảy nóng lên Nếu dòng điện chưa đủ lớn, nhiệt độ dây chảy chưa vượt quá nhiệt độ nóng chảy, mạch điện vẫn liền Khi dịng điện tăng cao, nhiệt độ dây chảy tăng đến mức chảy đứt, ngắt mạch dịng điện, ta bảo cầu chì bị ‘‘ nổ ’’

Dòng điện nhỏ nhất vừa đủ làm cho dây chảy đứt gọi là dòng điện dây chảy, ký hiệu là Idc Dòng điện dây chảy phụ thuộc vào kích thước và loại vật liệu làm dây chảy Dây chảy được sản xuất theo các trị số dòng điện dây chảy quy định và gọi là cỡ dây chảy Cỡ dây chảy cho trong sổ tay kỹ thuật

Cầu chì được sản xuất theo cấp điện áp định mức và dòng điện định mức Điện áp định mức quyết định kích thước cầu chì, vật liệu và chất lượng cách điện Dòng điện định mức quyết định quy cách và kích thước các bộ phận dẫn điện, nhất là các đầu tiếp xúc, tức đầu để nối cầu chì vào giá cầu chì Cần chú ý là dịng điện định mức Iđm là của cầu chì, cịn dòng điện dây chảy Idc phụ thuộc vào cỡ dây chảy Hai đại lượng này khác nhau, và ta có Iđm  Idc Ví dụ, cầu chì 500V, 15 A có thể lắp dây chảy cỡ 6, 10 hay 15 A

Bảng tra dây chảy cầu chì

Đường kính dây chảy ( mm ) Dịng điện định mức của dây chảy ( A )

Trang 17

2,5 120 32 -

3 160 46 -

2- Phân loại và cấu tạo cầu chì hạ áp

Cầu chì có loại đặt hở, có loại đặt kín, có loại có thiết bị dập hồ quang Thông thường gồm các loại :

a- Loại hở :

Loại này khơng có vỏ bọc kín, thường chỉ gồm dây chảy Đó là những phiến làm bằng chì lá, kẽm, hợp kim chì thiếc, nhơm lá hay đồng lá mỏng được dập cắt thành các dạng như hình 3- 10 Sau đó dùng vít bắt chặt vào các đầu cực đẫn điện đặt trên các bản cách điện bằng đá, sứ

Dây chảy cũng còn có hình dạng tiết diện trịn và làm bằng chì, thông dụng ta dùng các cỡ 5A, 10A,15A,30A

b- Loại vặn

Thường có dạng như hình 3-11a và b Dây chảy 1 nối với nắp 2 ở phía trong Nắp 2 có dạng răng vít để vặn chặt vào đế 3 Dây chảy bằng đồng, có khi dùng bạc, có các cỡ định mức 6A, 10A, 15A, 20A, 25A,30A,60A,100A ở điện áp 500V

Hình 1- 13: a- Hình dạng chung b- Lõi dây chảy cả nắp

c- Loại hộp

Trang 18

Cầu chì hộp được chế tạo theo các cỡ có dịng điện định mức là: 5A,10A,15A,20A,30A,60A,80A,100A ở điện áp 500V

d- Loại kín trong ống khơng có cát thạch anh:

Vỏ làm bằng chất hữu cơ (một loại xelulơ) có dạng hình ống mà ta thường gọi là cầu chì ống phíp, hình dạng chung như hì

Hình 1- 14 : Cầu chì ống phíp

Dây chảy được đặt trong một ống kín bằng phíp 1, hai đầu có nắp bằng đồng 3, có răng vít để vặn chặt kín Dây chảy 5 được nối chặt với các cực tiếp xúc 6 bằng các vịng đệm bằng đồng 4

Q trình dập hồ quang của nó như sau : khi xảy ra ngắn mạch, dây chảy sẽ chảy đứt ra ở chỗ có tiết diện hẹp và phát sinh hồ quang Dưới tác dụng của nhiệt độ cao của hồ quang, vỏ xelulơ của ống bị đốt nóng sẽ bốc hơi ( 40% H2, 50% CO2, 10% hơi nước ), làm áp lực khí trong ống tăng lên rất lớn (40 - 80 at) sẽ dập tắt hồ quang

Cầu chì ống được chế tạo có hai cỡ chiều dài tuỳ thuộc vào điện áp làm việc của nó Cỡ ngắn để làm việc ở điện áp không cao hơn 380V điện xoay chiều Cỡ dài để làm việc ở điện áp đến 500V

Tuỳ thuộc dòng điện định mức chạy qua cầu chì mà trong cùng một cỡ chiều dài, ta có nhiều cỡ đường kính ( có thể tới 6 cỡ đường kính ) Trong mỗi cỡ đường kính, ta có thể đặt dây chảy có các trị số dịng điện định mức khác nhau Ví dụ trong cầu chì ống định mức 15A, có thể đặt dây chảy có dịng định mức 6,10 và 15A

e- Loại kín trong ống có cát thạch anh

loại này có đặc tính bảo vệ hồn thiện hơn loại trên, có hình dáng cấu tạo như hình 1- 15 Loại này thường gọi là cầu chì ống sứ

Trang 19

Trong vỏ có trụ trịn rỗng để đặt dây chảy 2 hình lá, sau đó đổ đầy cát thạch anh 3 Dây chảy được hàn đính vào đĩa 4, và được bắt chặt vào phiến 5 có cực tiếp xúc 6 Các phiến 5 được bắt chặt vào ống sứ bằng vít 7

Dây chảy được chế tạo bằng đồng lá dầy 0,1- 0,2 mm, có dập các lỗ dài để tạo tiết diện hẹp Để giảm nhiệt độ chảy của đồng ( 10800 C ), người ta hàn các quả cầu thiếc vào các đoạn có tiết diện hẹp

3- Chọn dây chảy cầu chì điện áp thấp a- Điều kiện lựa chọn

Cầu chì là thiết bị bảo vệ chủ yếu của mạng điện áp thấp Tính chọn cầu chì chủ yếu là xác định dịng điện dây chảy Căn cứ vào dòng điện dây chảy, ta sẽ xác định được kích thước dây chảy

Việc chọn dây chảy cần đảm bảo duy trì dịng điện ứng với trạng thái làm việc bình thường, và sẽ chảy đứt khi dòng điện vượt quá trị số cho phép điều kiện lựa chọn là dòng điện dây chảy phải bằng hoặc lớn hơn dòng điện tính tốn của mạch điện được bảo vệ :

Idc  IttTrong đó :

- Idc là dịng điện định mức của dây chảy, được tra trong các sổ tay kỹ thuật ( bảng 3- 1 )

- Itt là dịng điện tính tốn của mạch được bảo vệ

Dịng điện tính tốn được xác định tuỳ theo tính chất của mạch được bảo vệ

b- Cầu chì bảo vệ mạch điện chiếu sáng

Dịng điện tính tốn xác định theo cơng thức:

nidmcttkII1Trong đó : - nidmI1

là tổng dòng điện định mức của các mạch nối vào mạch chính - n là số nhánh

Trang 20

Với : Pđt- Tổng cơng suất đóng đồng thời; Pđ- Tổng công suất đặt;

Hệ số cần dùng được tra theo sổ tay kỹ thuật Chẳng hạn, đối với phụ tải chiếu sáng, diện tích nhà được chiếu sáng dưới 100 m2, kc= 1; trên 100 m2, kc= 0,8 – 0,9; toà nhà có từ 10 – 15 phịng, kc= 0,75 – 0,7; chiếu sáng ngoài trời , kc= 1

Sau khi xác định được dịng điện tính tốn, căn cứ vào điều kiện lựa chọn và tra sổ tay kỹ thuật của cầu chì, ta chọn cỡ dây chảy thích hợp

* Ví dụ : Mạch điện 1 pha, điện áp 220V xoay chiều, cung cấp điện cho 15 căn

hộ Mỗi hộ tiêu thụ công suất để thắp sáng và sinh hoạt là 1200W, cos = 1 Chọn dây chảy cầu chì bảo vệ cho mạch điện trên

Giải Dòng điện định mức của 1 căn hộ :   5,412201200cosUIIttdm

Dịng điện tính tốn của 15 căn hộ : nidmcttkII1=0,7 5,4 15= 56,7 ( A )

Tra bảng ta chọn cầu chì có dịng điện định mức Iđm = 60 A,dây chảy cầu chì bằng dây nhơm có đường kính d = 1,6 mm, Idc = 60 A

c- Chọn dây chảy cầu chì bảo vệ cho một động cơ

Điều kiện lựa chọn dây chảy là phải đảm bảo động cơ mở máy được ( từ 2- 10 giây ) Dịng điện tính tốn được xác định theo cơng thức :

kI

Imm

tt 

Trong đó : Imm là dòng điện mở máy của động cơ Imm= kmm.Iđm

ở đây : - kmm là bội số mở máy của động cơ - Iđm là dòng điện định mức của động cơ

- k là hệ số tuỳ thuộc vào điều kiện mở máy của động cơ nếu động cơ mở máy nhẹ, thời gian mở máy nhanh ( mở máy không tải ), k = 2,5 Ngược lại, nếu động cơ mở máy nặng nề, thời gian mở máy kéo dài ( mở máy có kéo đủ tải ), k = 1,6 Các trường hợp khác có thể chọn giá trị trung gian k = 1,6 – 2,5

Trang 21

Imm= kmm.Iđm= 6,5 19,7 = 128 A Dịng điện tính tốn của động cơ ( lấy k = 2,5 )

AkIImmtt 51,25,2128

Tra bảng, chọn cầu chì có dịng điện định mức bằng 60 A, với dây chảy làm bằng dây nhơm có đường kính d = 1,6 mm; Idc = 60 A

d- Cầu chì bảo vệ cho một nhóm động cơ

Dịng điện tính tốn được xác định theo cơng thức:

5,211maxnimmdmcttIIkITrong đó : - 11nidmI Là tổng dòng điện định mức của các động cơ, trừ động cơ có dịng điện mở máy lớn nhất trong nhóm

- Immmax là dịng điện mở máy của động cơ có dịng mở máy lớn nhất - kc là hệ số cần dùng, tra theo sổ tay kỹ thuật

Đối với phân xưởng gia công nguội, kcchọn theo bảng sau :

Số động cơ 2 3 4 5 6 8 10 20 30

Hệ số kc 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,25 Sau khi xác định được dòng điện tính tốn, căn cứ vào điều kiện lựa chọn và tra sổ tay kỹ thuật của cầu chì, ta chọn cỡ dây chảy thích hợp

* Chú ý : xác định cỡ dây chảy, ta cần nghệm lại các điều kiện sau :

- Dòng điện dây chảy phải nhỏ hơn dòng điện cho phép của dây dẫn đặt trên cùng một mạch: Idc  0,8 Idd

Trong đó Idd là dịng điện cho phép của dây dẫn

Trang 22

Khi thiết bị điện bị hư hỏng cách điện, có dịng điện rị ra vỏ máy, nếu trong q trình sử dụng mà con người tiếp xúc với các thiết bị này thì sẽ có dịng điện đi qua người xuống đất, gây nguy hiểm cho người sử dụng

Trong trường hợp này áptơmát và cầu chì khơng thể tác động cắt nguồn điện ra khỏi thiết bị được Để đảm bảo an toàn cho người sử dụng, người ta chế tạo ra các áptơmát chống dịng điện rị, gọi là áptơmát chống giật

Khi có dịng điện rị xuất hiện, áptômát sẽ tự động cắt nguồn điện đảm bảo an tồn cho người sử dụng Các áptơmát này được lắp đặt ở nơi có độ ẩm cao dễ gây tai nạn điện giật như nhà tắm, trạm bơm nước…

2- Cấu tạo và nguyên lý làm việc của áptômát chống giật một pha a- Cấu tạo 1, 4- Lò xo; 2, 3- Móc; 5- Phần ứng; 6- Nam châm điện; 7- Lõi thép hình xuyến;

8- Cuộn dây thứ cấp;

Hình 1- 16 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo của áptômát chống giật một pha Cấu tạo tương tự như áptômát 1 pha bình thường chỉ khác là trong áptơmát có lắp thêm lõi thép hình xuyến Trên lõi thép có quấn cuộn dây thứ cấp Cuộn dây này sẽ cung cấp điện cho nam châm điện

b- Ngun lý làm việc

Khi khơng có dịng điện rị từ dây pha, ta thấy giá trị dòng điện tức thời chạy qua dây pha và dây trung tính ln ln bằng nhau nhưng ngược chiều nhau Từ thông do hai dòng điện này sinh ra có cùng độ lớn và ngược chiều nhau, nên từ thông tổng chạy trong lõi thép hình xuyến bằng khơng

 = L + N = 0

Trong cuộn dây thứ cấp ( 8 ) khơng có điện áp cảm ứng và do đó áptơmát vẫn đóng, phụ tải làm việc bình thường

Trang 23

cho cuận dây của nam châm điện ( 6 ) Nam châm điện sẽ hút phần ứng ( 5 ) làm nhả móc ( 3 ) Móc ( 2 ) được tự do, dưới sức căng của lò xo ( 1 ) sẽ tự động cắt áptômát loại phụ tải ra khỏi lưới điện

Tuy nhiên nếu có hiện tượng rị điện ở mạch điện phía trên áptơmát thì dịng điện IL và IN vẫn ln bằng nhau, áptơmát sẽ khơng tự ngắt

Người ta có thể quấn cuộn sơ cấp của lõi thép vài vòng để tăng độ nhạy cho áptơmát hoặc dùng mạch điện tử Hình 1- 17 giới thiệu hình dáng và sơ đồ mạch điện của áptômát chống giật một pha hiệu F362 của Mỹ sản xuất

Hình 1- 17 : Hình dáng, cấu tạo và sơ đồ nguyên lý cấu tạo của áptômát chống giật 1 pha dùng linh kiện điện tử

Nguyên lý hoạt động như sau :

Khi có người hoặc vật chạm vào dây pha, chỉ cần xuất hiện dòng điện rò rất nhỏ từ dây pha qua người hoặc vật xuống đất làm xuất hiện trên cuận thứ cấp một điện áp cảm ứng Điện áp này sẽ kích thích vào chân G của thyristo ( Th ) làm cho Th dẫn điện Tuy Th dẫn dòng điện một chiều như nhờ cầu điốt D1  D4 mà chúng tạo thành khoá điện xoay chiều cấp cho cuận hút ( 6 ) làm việc Cụ thể :

Trang 24

nhờ mạch điện tử mà độ nhạy của áp tô mát chống giật tăng lên rất nhiều

Trong trường hợp muốn cắt khẩn cấp, ta có thể ấn vào nút thường mở ( K ) để tạo ra sự chênh lệch về trị số dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp, lập tức áptômát bị ngắt điện

Trong mạch sử dụng thyristo mã hiệu BT1690 và điốt mã hiệu IN4007

3- Cấu tạo và nguyên lý làm việc của áptômát chống giật 3 pha a- Cấu tạo 1,4- lò xo; 2,3- Móc; 5- phần ứng; 6- nam châm điện; 7- lõi thép hình xuyến; 8- cuộn dây thứ cấp;

Hình 1- 18 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo của áptômát chống giật ba pha

Sơ đồ nguyên lý cấu tạo của áptômát chống giật ba pha như hình 3- 16 Cấu tạo tương tự như áptômát chống giật 1 pha chỉ khác là 3 dây pha và dây trung tính đều đi xuyên qua lõi thép hình xuyến

b- Ngun lý làm việc

Khi đóng áptơmát nếu phụ tải làm việc bình thường thì dịng điện chạy qua các dây pha cân bằng với dịng điện chạy trên dây trung tính nhưng ngược chiều nhau, nên từ thông trong lõi thép hình xuyến bằng khơng Cuộn thứ cấp khơng có điện áp cảm ứng áptơmát vẫn đóng, phụ tải làm việc bình thường

Nếu có hiện tượng rị điện từ một trong các dây pha thì dịng điện qua dây trung tính khơng cân bằng với tổng dịng điện qua các dây pha nên từ thông trong lõi thép sẽ khác khơng Cuộn thứ cấp sẽ có điện áp cảm ứng cung cấp điện cho nam châm điện dẫn đến cắt áptômát, loại phụ tải ra khỏi lưới điện

4- Tính chọn thiết bị chống rị

Các áp tơ mát chống giật được lựa chọn theo điều kiện điện áp điện áp định mức, dòng điện định mức, kiểu loại

Trang 25

Uđm ATM - Điện áp định mức của áptômát được ghi trong lý lịch máy hoặc trên nhãn máy

Uđm mạng - Điện áp định mức của mạng điện nơi áptômát được lắp đặt Iđm ATM - Dòng điện định mức của áptômát được ghi trong lý lịch

máy hoặc trên nhãn máy

I tt - Dịng điện tính tốn của phụ tải

Ngoài ra, cần chú ý đến một thông số rất quan trọng là dòng điện rò (thường từ 30 - 50 mA )

Đ 1-9 Công tắc tơ

I- công dụng và phân loại

Cơng tắc tơ là một loại khí cụ điện dùng để đóng cắt từ xa tự động hoặc bằng nút ấn các mạch điện động lực có phụ tải điện áp đến 500V, dòng điện đến 600A

Cơng tắc tơ có hai vị trí : đóng- cắt, được chế tạo có số lần đóng - cắt lớn, tần số đóng có thể lên tới 1500 lần trong một giờ

Công tắc tơ hạ áp thường dùng kiểu không khí, được phân ra nhiều loại như sau:

- Theo nguyên lý truyền động, ta có cơng tắc tơ kiểu điện từ (truyền động bằng lực hút điện từ), kiểu hơi ép, kiểu thuỷ lực Thông thường ta gặp công tắc tơ kiểu điện từ

- Theo dạng dòng điện ta có cơng tắc tơ điện một chiều và cống tắc tơ điện xoay chiều

- Theo kết cấu, người ta phân ra công tắc tơ dùng ở nơi hạn chế chiều cao (ví dụ ở bảng điện gầm xe) và công tắc tơ dùng ở nơi hạn chế chiều rộng (ví dụ buồng tàu điện ngầm)

II- cấu tạo và nguyên lý hoạt động 1- cấu tạo

Công tắc tơ điện từ có các bộ phận chính như sau: cơ cấu điện từ (nam châm điện), hệ thống dập hồ quang, hệ thống tiếp điểm (tiếp điểm chính và phụ)

a- Nam châm điện: gồm có 3 thành phần

- Mạch từ (lõi sắt): Là các lõi thép có hình dạng EI, UI Nó gồm những lá thép tơn silic, có chiều dầy 0,35mm hoặc 0,5 mm, ghép lại để tránh tổn hao dịng điện xốy Mạch từ được chia làm hai phần, một phần được kẹp chặt cố định (phần tĩnh), phần còn lại là nắp (còn gọi là phần ứng hay phần động) được nối với hệ thống tiếp điểm qua hệ thống tay đòn

Trang 26

của cuộn dây là hệ số trở về, thì hệ số này có thể đạt tới ( 0,6- 0,7 ) Điều đó có nghĩa là khi điện áp cuộn dây sụt xuống còn 60 - 70% trị số điện áp hút thì nắp bị nhả và ngắt mạch điện

- Cơ cấu truyền động: phải có kết cấu sao cho giảm được thời gian thao tác đóng ngắt tiếp điểm, nâng cao lực ép các tiếp điểm và giảm được tiếng kêu va đập Cơ cấu truyền động thường dùng lực lò xo

Các sơ đồ cơ cấu truyền động của các công tắc tơ điện xoay chiều như hình 1-19

+ Nắp chuyển động xoay quanh bản lề, tiếp điểm chuyển động thẳng có tay địn truyền chuyển động (1a)

+ Nắp và tiếp điểm chuyển động theo hai phương vng góc nhau (b)

+ Nắp chuyển động thẳng, tiếp điểm chuyển động xoay quanh bản lề (c)

+ Nắp và tiếp điểm đều chuyển động xoay quanh một bản lề có một hệ thống tay đòn chung (H 4- 1d), trường hợp này lực ép trên tiếp điểm lớn

Hình 1-19 Các sơ đồ cơ cấu truyền động của các công tắc tơ điện xoay chiều

b- Hệ thống dập hồ quang

Khi công tắc tơ chuyển mạch, hồ quang điện sẽ xuất hiện làm các tiếp điểm bị cháy, mòn dần Hệ thống dập hồ quang thường gồm nhiều vách ngăn làm bằng kim loại đặt cạnh bên hai tiếp điểm tiếp xúc nhau, nhất là ở các tiếp điểm chính của cơng tắc tơ

c- Hệ thống tiếp điểm

Hệ thống tiếp điểm liên hệ với mạch từ di động qua bộ phận liên động cơ khí Các tiếp điểm của cơng tắc tơ được chia thành hai loại:

- Tiếp điểm chính cho dịng điện của phụ tải chạy qua Nó là loại tiếp điểm thường mở Khi cuộn dây chưa có điện tiếp điểm nay ở trạng thái mở, khi cuộn dây có điện tiếp điểm này đóng lại Tiếp điểm này có khả năng cho dòng điện lớn đi qua ( từ 10A đến vài nghìn ampe )

Trang 27

Khoa Điện - Điện Tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 252- Nguyên lý hoạt động 1- cuộn dây; 2- mạch từ tĩnh 3- nắp động; 4- Vòng ngắn mạch; 5- tay đòn ;

6- tiếp điểm thường mở; 7- tiếp điểm thường đóng;

Hình 1- 20 Sơ đồ cấu tạo của công tắc tơ xoay chiều

- Khi chưa cấp điện vào cuộn dây thì lõi thép động vẫn ở vị trí tách khỏi lõi thép tĩnh Tiếp điểm thường mở vẫn mở và tiếp điểm thường đóng vẫn đóng

- Khi cung cấp điện cho cuộn dây có giá trị định mức sẽ sinh ra từ thông chạy trong mạch từ, tạo ra lực hút điện từ hút lõi thép động về phía lõi thép tĩnh (lực điện từ thắng lực cản lị xo) Cơng tắc tơ được giữ ở trạng thái đóng Lúc này nhờ vào bộ phận liên động về cơ khí giữa lõi thép động và hệ thống tiếp điểm động làm cho tiếp điểm chính đóng lại cung cấp điện cho phụ tải Hệ thống tiếp điểm phụ cũng chuyển đổi trạng thái: tiếp điểm thường đóng mở ra và tiếp điểm thường mở đóng lại

- Khi ngừng cung cấp điện cho cuộn dây thì cơng tắc tơ ở trạng thái nghỉ, các tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu

Nguyên lý làm việc của công tắc tơ điện một chiều kiểu điện từ cũng tương tự như trên, thường chỉ khác ở hình dáng kết cấu truyền động của mạch từ tới tiếp điểm

III- Tính chọn cơng tắc tơ

Các cơng tắc tơ được lựa chọn theo điều kiện điện áp điện áp định mức, dòng điện định mức, kiểu loại

Trang 28

Điều kiện lựa chọn cơ bản là :

Uđm ctt  Uđm mạng I đm ctt  I tt

Trong đó:

Uđm ctt - Điện áp định mức của công tắc tơ được ghi trong lý lịch máy hoặc trên nhãn máy

Uđm mạng - Điện áp định mức của mạng điện nơi công tắc tơ được lắp đặt

Iđm ctt - Dòng điện định mức của các tiếp điểm chính của cơng tắc tơ được ghi trong lý lịch máy hoặc trên nhãn máy I tt - Dịng điện tính tốn của phụ tải

Đ 1-10 BỘ KHỐNG CHẾ

Trong các máy móc cơng nghiệp, người ta sử dụng rộng rãi các bộ khống chế để làm các khí cụ điều khiển các thiết bị điện Bộ khống chế được chia làm bộ khống chế động lực (còn gọi là tay trang), để điều khiển trực tiếp và bộ khống chế chỉ huy để điều khiển gián tiếp

Bộ khống chế là một loại thiết bị chuyển đổi mạch điện bằng tay gạt hay vô lăng quay, điều khiển trực tiếp hay gián tiếp từ xa, thực hiện các chuyển đổi mạch điện phức tạp để điều khiển khởi động, điều chỉnh tốc độ, đảo chiều quay, hãm điện các máy điện và thiết bị điện

Bộ khống chế động lực hay (tay trang) để dùng để điều khiển trực tiếp các động cơ điện công suất bé và trung bình ở các chế độ làm việc khác nhau nhằm đơn giản hoá thao tác cho người vận hành (thợ lái tàu điện, lái cần trục, đứng máy đặc biệt )

Bộ khống chế chỉ huy được dùng để điều khiển gián tiếp các động cơ điện công suất lớn bằng cách chuyển đổi mạch điện các cuộn dây hút của công tắc tơ, khởi động từ Đơi khi nó cũng được dụng để đóng ngắt trực tiếp các động cơ điện công suất bé, nam châm điện, và các thiết bị điện khác Bộ khống chế chỉ huy có thể được truyền động bằng tay hoặc bằng động cơ chấp hành

Về nguyên lý, bộ khống chế chỉ huy không khác gì bộ khống chế động lực, mà nó chỉ có hệ thống tiếp điểm bé, nhẹ hơn và sử dụng ở mạch điều khiển

2- Phân loại

Theo kết cấu, người ta chia ra bộ khống chế hình trống và bộ khống chế hình cam

Theo nguyên lý sử dụng, người ta chia ra bộ khống chế điện một chiều và bộ khống chế điện xoay chiều

Trang 29

Khoa Điện - Điện Tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 27 a Hình dạng chung b Bộ phận chính bên trong Hình 4-12 Bộ khống chế hình trống

Hình dạng chung của bộ khống chế hình trống được trình bày trên hình 1- 21a,b

Trên trục quay ( 1 ) đã được bọc cách điện, người ta bắt chặt các đoạn vành trượt bằng đồng ( 2 ) có cung dài làm việc khác nhau Các đoạn này được dùng làm các vành tiếp xúc động, xắp xếp ở các góc độ khác nhau Một vài đoạn vành được nối điện với nhau sẵn ở bên trong Các tiếp xúc tĩnh ( 3 ) có lò xo đàn hồi ( còn gọi là chổi tiếp xúc ), kẹp chặt trên một cán cố định đã bọc cách điện ( 4 ), mỗi chổi tiếp xúc tương ứng với một đoạn vành trượt ở bộ phận quay Các chổi tiếp xúc có vành cách điện với nhau và được nối trực tiếp với mạc điện bên ngoài Khi quay trục ( 1 ), các đoạn vành trượt ( 2 ) tiếp xúc mặt với các chổi tiếp xúc ( 3 ) và do đó thực hiện được chuyển đổi mạch cần thiết trong mạch điều khiển

4- Cấu tạo bộ khống chế hình cam

Hình dạng chung của bộ khống chế hình cam được trình bày trên hình 1-22 Trên trục quay ( 1 ), người ta bắt

chặt hình cam ( 2 ) Một trục nhỏ có vấu ( 3 ), có lị xo đàn hồi (6 )luôn luôn đẩy trục vấu ( 3 ) tỳ hình cam Các tiếp điểm động ( 5 ) bắt chặt trên giá của trục (3) Các tiếp điểm tĩnh ( 4 ) bắt trên giá cách điện của thành bộ khống chế Khi quay tay gạt, trục ( 1 ) quay, làm xoay hình cam( 2 ), do đó trục nhỏ có vấu ( 3 ) sẽ khớp vào phần lõm hay lồi của hình cam, làm đóng hay mở các bộ tiếp điểm ( 4 ) và ( 5 )

Hình 1- 22 Bộ khống chế hình cam

Trang 30

5- Một số thơng số kỹ thuật của bộ khống chế

Nói chung tần số thao tác của bộ khống chế hình trống bé, bởi vì tiếp điểm động và tĩnh có hình dạng tiếp xúc trượt dễ bị mài mòn Bộ khống chế hình cam có tần số thao tác lớn hơn ( hơn 1000 lần /h ), khống chế được động cơ điện xoay chiều và một chiều công suất lớn ( tới 200 KW )tiếp điểm động và tiếp xúc theo dạng lăn, vì vậy được dùng rộng rãi ở các bộ khống chế công suất lớn, mỗi cặp tiếp điểm cịn có một hộp dập hồ quang riêng

Các thông số kỹ thuật cơ bản của bộ khống chế động lực là : - Hệ số thông điện ( % )

- Tần số thao tác

- Dòng điện và điện áp của bộ khống chế - Trọng lượng của bộ khống chế

Bộ khống chế chỉ huy được sản xuất ứng với điện áp đến 500V, các tiếp điểm có dịng điện làm việc liên tục đến 10 A ; dòng điện ngắt một chiều ở phụ tải điện cảm đến 1,5A ở điện áp 220V

6- Tính chọn bộ khống chế

Để lựa chọn bộ khống chế người ta căn cứ vào :

a- Dòng điện cho phép đi qua các tiếp điểm ở chế độ làm việc liên tục và ở chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại ( tần số thao tác trong một giờ )

Khi chọn dòng điện I đi qua tiếp điểm, phải căn cứ vào công suất định mức Pđm của động cơ điện

* Đối với bộ khống chế điện một chiều :

AUPIdm,102.13Trong đó :

- Pđm là công suất định mức của động cơ điện một chiều, KW - U là điện áp nguồn cung cấp, V

* Đối với bộ khống chế điện xoay chiều :

AUpIdm,1033,13

Trong đó : Pđm là cơng suất định mức của động cơ điện xoay chiều, KW Dòng điện định mức của bộ khống chế hình trống có các cấp 25,40,50,100,150,300A khi làm việc ở chế độ dài hạn Còn khi làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì dịng điện định mức có thể cao hơn

b- Điện áp định mức của nguồn cung cấp

Khi tăng tần số thao tác ta phái chọn dung lượng của bộ khống chế lớn hơn

Trang 31

Bộ khống chế là khớ cụ dựng để điều khiển giỏn tiếp (qua mạch điều khiển) hoặc điều khiển trực tiếp (qua mạch động lực) cỏc thiết bị điện

Bộ khống chế điều khiển giỏn tiếp cũn gọi là bộ khống chế từ hay khống chế chỉ huy Bộ khống chế điều khiển trực tiếp cũn gọi là bộ khống chế động lực Bộ khống chế là khớ cụ

đúng-cắt đồng thời nhiều mạch (điều khiển hoặc động lực hoặc cả điều khiển lẫn động lực) nhờ tay quay hay vụ lăng quay để điều khiển một quỏ trỡnh nào đú như mở mỏy, điều chỉnh tốc độ, đảo chiều, hóm điện

Bộ khống chế được chia ra theo dũng điện một chiều hoặc xoay chiều và tuỳ theo cấu tạo cũn cú bộ khống chế hỡnh trống hay bộ khống chế hỡnh cam

Hỡnh 1.23 trỡnh bày nguyờn lý cấu tạo một bộ khống chế hỡnh trống Tang trống 1 cú trục quay 2 được quay từng vị trớ nhờ vụlăng 3 Trờn tang trống cú gắn cỏc đoạn vành trượt 4 (vành tiếp xỳc động) Cỏc vành này cú thể được nối với nhau bằng thanh nối 6 Do vậy mà cỏc mỏ đồng tiếp xỳc tĩnh 7 và 8 gắn trờn thanh 11 cú thể được nối liền mạch qua hai vành tiếp xỳc động 4 và 5 ở một gúc quay tương ứng nào đú Vị trớ quay được chỉ trờn đĩa chia độ cố định 12

Hỡnh 1-23 Bộ khống chế hỡnh trống: a) Cấu tạo; b) Sơ đồ tiếp điểm

Sơ đồ nối tiếp điểm cho trờn hỡnh 5.14b Cỏc dấu chấm chỉ rừ vị trớ của bộ khống chế mà cỏc tiếp điểm tương ứng được nối thụng Những tiếp điểm khụng cú dấu chấm thỡ cỏc tiếp điểm bị mở Vớ dụ như trờn hỡnh 5.14b thỡ tiếp điểm 9,10 được nối thụng tại cỏc vị trớ 3', 0, 1, 2 và 3

Bộ khống chế hỡnh trống cú kết cấu cồng kềnh, phức tạp và chương trỡnh đúng-ngắt tiếp điểm khụng thay đổi được Bộ khống chế hỡnh cam khắc phục được một phần nhược điểm trờn

Hỡnh 1.24 cho kết cấu của một bộ khống chế hỡnh cam Bộ khống chế hỡnh cam là một chồng cỏc đĩa cam 3 cú cựng một trục quay vuụng 4 Cỏc đĩa cam cú cỏc biờn dạng cam khỏc nhau tuỳ theo chương trỡnh đúng-cắt Khi quay trục 4, đĩa cam 3 tiếp xỳc với bỏnh lăn 6 Bỏnh lăn 6 luụn tỳ sỏt vào đĩa cam 3 nhờ lực ộp của lũ xo 5 thụng qua cần 7 cú trục quay 8 Ở phần khuyết của cam 3 thỡ tiếp điểm động 2 tiếp xỳc với tiếp điểm tĩnh 1 và mạch ab được nối thụng Ở phần lồi của cam 3 thỡ bỏnh lăn 6 bị đẩy sang

phải, nộn lũ xo 5 và hai tiếp điểm 1, 2 rời xa nhau Mạch ab bị cắt

Trang 32

Lựa chọn một bộ khống chế phải căn cứ vào điện ỏp định mức của mạch thao tỏc và quan trọng hơn là dũng điện cho phộp đi qua cỏc tiếp điểm ở chế độ làm việc liờn tục và ngắn hạn lặp lại (liờn quan đến tần số đúng-cắt/giờ)

Trị số dũng điện của tiếp điểm bộ khống chế động lực thường được chọn với hệ số dự

trữ là 1,2 đối với dũng điện một chiều:

Hỡnh 1.24- Bộ khống chế hỡnh cam

Trang 33

Khoa Điện - Điện Tử 30 Trường Cao đẳng nghề Nam Định

CHƯƠNG 2: TỰ ĐỘNG KHỐNG CHẾ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

Đ2-1 Những vấn đề chung về hệ thống trang bị điện - tự động hoỏ cỏc mỏy sản

xuất

I Khỏi quỏt về hệ thống trang bị điện - tự động hoỏ cỏc mỏy sản xuất 1 Chức năng, nhiệm vụ của hệ thống TBĐ -TĐH cỏc mỏy sản xuất a Chức năng:

* Hệ thống TBĐ-TĐH cỏc mỏy sản xuất là tổng hợp cỏc thiết bị điện được lắp rỏp theo một sơ đồ phự hợp nhằm đảm bảo cho cỏc mỏy sản xuất thực hiện nhiệm vụ sản xuất

* Hệ thống TBĐ-TĐH cỏc mỏy sản xuất giỳp cho việc

- Nõng cao năng suất mỏy

- Đảm bảo độ chớnh xỏc gia cụng - Rỳt ngắn thời gian mỏy

- Thực hiện cỏc cụng đoạn gia cụng khỏc nhau theo một trỡnh tự cho trước

* Hệ thống TBĐ-TĐH cần cú:

- Cỏc thiết bị động lực - Cỏc thiết bị điều khiển - Cỏc phần tử tự động

Nhằm tự động hoỏ một phần hoặc toàn bộ cỏc quỏ trỡnh sản xuất của mỏy, hệ thống TBĐ-TĐH sẽ điều khiển cỏc bộ phận cụng tỏc thực hiện cỏc thao tỏc cần thiết với những thụng số phự hợp với quy trỡnh sản xuất

b Nhiệm vụ của hệ thống TBĐ-TĐH:

* Nhận và biến đổi năng lượng điện thành dạng năng lượng khỏc để thực hiện nhiệm vụ sản xuất thụng qua bộ phận cụng tỏc

* Khống chế và điều khiển bộ phận cụng tỏc làm việc theo trỡnh tự cho trước với thụng số kỹ thuật phự hợp

* Gúp phần nõng cao năng suất, chất lượng, hiệu quả của quỏ trỡnh sản xuất, giảm nhẹ điều kiện lao động cho con người

* Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị trong quỏ trỡnh sản xuất

2 Kết cấu của hệ thống TBĐ-TĐH:

a Phần thiết bị động lực: Là bộ phận thực hiện việc biến đổi năng lượng điện

thành cỏc dạng năng lượng cần thiết cho quỏ trỡnh sản xuất Thiết bị động lực cú thể là:

* Động cơ điện

* Nam chõm điện, li hợp điện từ trong cỏc truyền động từ động cơ sang cỏc mỏy sản xuất hay đúng mở cỏc van khớ nộn, thuỷ lực

Trang 34

* Cỏc phần tử R, L, C, để thay đổi thụng số của mạch điện để làm thay đổi chế độ làm việc của phần tử động lực

b Thiết bị điều khiển:

Là cỏc khớ cụ đúng cắt, bảo vệ, tớn hiệu nhằm đảm bảo cho cỏc thiết bị động lực làm việc theo yờu cầu của mỏy cụng tỏc

Cỏc trạng thỏi làm việc của thiết bị động lực được đặc trưng bằng: - Tốc độ làm việc của cỏc động cơ điện hay của mỏy cụng tỏc

- Dũng điện phần ứng hay dũng điện phần cảm của động cơ điện - Mụmen phụ tải trờn trục động cơ

Tuỳ theo quỏ trỡnh cụng nghệ yờu cầu mà động cơ truyền động cú cỏc chế độ cụng tỏc khỏc nhau Khi động cơ thay đổi chế độ làm việc, cỏc thụng số trờn cú thể cú giỏ trị khỏc nhau

Việc chuyển chế độ làm việc của động cơ truyền động được thực hiện tự động nhờ hệ thống điều khiển

Như vậy: Hệ thống khống chế truyền động điện là tập hợp cỏc khớ cụ điện

và dõy nối được lắp rỏp theo một sơ đồ nào đú nhằm đỏp ứng việc việc điều khiển, khống chế và bảo vệ cho phần tử động lực trong quỏ trỡnh làm việc theo yờu cầu cụng nghệ đặt ra

II Chức năng, yờu cầu của hệ thống khống chế truyền động điện 1 Cỏc chức năng của hệ thống khống chế truyền động điện

a Đúng cắt: Là quỏ trỡnh đưa phần tử động lực vào hoặc ra khỏi mạch điện

để thay đổi trạng thỏi làm việc của hệ thống truyền động Chức năng đúng cắt do cỏc khớ cụ đúng cắt thực hiện Cỏc thiết bị đúng cắt bao gồm:

- Cầu dao, ỏp tụmỏt - Cụngtăctơ, khởi động từ - Nỳt ấn, cụng tắc hành trỡnh

- Bộ khống chế chỉ huy hay động lực

Kết quả hoạt động của quỏ trỡnh đúng cắt sẽ đưa hệ thống động lực đến trạng thỏi làm việc mới trong đú cú ớt nhất một thụng số đặc trưng của hệ thống động lực nhận giỏ trị mới

b Khống chế: Nhằm đảm bảo cho quỏ trỡnh đúng cắt xảy ra đỳng thời điểm,

đỳng trỡnh tự yờu cầu Nhờ chức năng khống chế của hệ thống mà thiết bị động lực sẽ làm việc với tốc độ, dũng điện, mụ men,thời gian, trỡnh tự theo yờu cầu của quy trỡnh cụng nghệ đũi hỏi

Chức năng khống chế do cỏc khớ cụ khống chế thực hiện Cỏc khớ cụ khống chế bao gồm:

Trang 35

- Cỏc phần tử tự động như đỏt trớch nhiệt độ, đỏt trớch kiểm tra kớch thước, ỏp suất,

Cỏc khớ cụ khống chế đúng vai trũ là cỏc phần tử tớn hiệu, cũn cỏc khớ cụ đúng cắt là phần tử chấp hành

c Bảo vệ: Nhằm đảm bảo an toàn cho con người và thiết bị trong quỏ trỡnh sản

xuất Chức năng bảo vệ do cỏc khớ cụ bảo vệ thực hiện

Cỏc khớ cụ bảo vệ bao gồm cầu chỡ, ỏp tụmat, rơ le nhiệt, rơle dũng điện, điện ỏp, cụng tắc cực hạn

2 Cỏc yờu cầu của hệ thống khống chế truyền động điện: a Phự hợp nhất với quy trỡnh cụng nghệ:

Đõy là yờu cầu quan trọng nhất của hệ thống khống chế vỡ hệ thống khống chế được hỡnh thành từ yờu cầu cụng nghệ Một hệ thống khống chế được gọi là "phự hợp nhất với quy trỡnh cụng nghệ" phải cú cỏc đặc điểm sau:

- Động cơ điện truyền động phải cú đặc tớnh cơ và đặc tớnh điều chỉnh tốc độ phự hợp với đặc tớnh cơ của cơ cấu sản xuất mà nú dẫn động

- Động cơ phải cú được cỏc chế độ cụng tỏc cần thiết đỏp ứng được đũi hỏi của mỏy cụng tỏc

Khi đú hệ thống truyền động sẽ được khai thỏc triệt để nhất về mặt cụng suất, hiệu suất, nõng cao được hiệu quả kinh tế- kỹ thuật của phương ỏn lựa chọn

b Kết cấu đơn giản, tỏc động tin cậy:

Tớnh đơn giản được thể hiện:

- Kết cấu của thiết bị đơn giản

- Sử dụng ớt chủng loại thiết bị Số lượng thiết bị là ớt nhất - Số lượng và chiều dài dõy nối là ớt nhất

Tớnh tin cậy được thể hiện:

- Thiết bị phải cú thống số và đặc tớnh làm việc ớt biến đổi theo thời gian và điều kiện mụi trường

- Thiết bị co tuổi thọ về cơ, điện, tần số đúng cắt phự hợp với đặc tớnh của mỏy cụng tỏc

c Thuận tiện, linh hoạt trong điều khiển:

Tớnh linh hoạt: Một hệ thống điều khiển được coi là linh hoạt khi nú

nhanh chúng và dễ dàng:

- Chuyển từ chế độ điều khiển bằng tay sang điều khiển tự động, bỏn tự động và ngược lại

- Chuyển từ khối làm việc sang khối dự phũng và ngược lại

- Chuyển từ quy trỡnh làm việc này sang quy trỡnh làm việc khỏc

Tớnh thuận tiện: Tớnh thuận tiện trong điều khiển nghĩa là:

Trang 36

d Đơn giản cho kiểm tra và phỏt hiện sự cố:

Quỏ trỡnh hoạt động của hệ thống kỹ thuật núi chung cũng như hệ thống truyền động điện núi riờng cú thể xảy ra cỏc chế độ làm việc khụng mong muốn hoặc sự cố Cỏc chế độ này thường gõy thiệt hại về nhiều mặt Do đú khi xuất hiện cỏc chế độ này cần nhanh chúng loại bỏ để giảm thiểu những thiệt hại do chỳng mang lại Việc thiết kế và xõy dựng hệ thống phải làm sao cho cho nhõn viờn vận hành cú cỏc xử lý đỳng đắn trong quỏ trỡnh làm việc đồng thời giỳp cho nhõn viờn sửa chữa thuận tiện cho việc bảo dưỡng, thay thế và nhanh chúng phỏt hiện ra cỏc phần mạch bị sự cố

Khi thiết kế và xõy dựng hệ thống nờn bố trớ thiết bị theo cỏc quy tắc: * Bố trớ thiết bị thành nhúm theo từng cụm chức năng của sơ đồ * Cỏc nhúm khỏc nhau được cung cấp từ cầu dao, cầu chỡ riờng

* Cỏc cụm quan trọng phải cú tớn hiệu bỏo về tỡnh trạng làm việc bỡnh thường hay sự cố của chỳng bằng õm thanh, ỏnh sỏng

* Cỏc thiết bị phải thường xuyờn kiểm tra bảo dưỡng phải được bố trớ ở chỗ thuận tiện cho xem xột, thỏo lắp thay thế, sửa chữa

* Đặt ký hiệu và số hiệu đầu nối của dõy dẫn * Sử dụng cỏc dõy dẫn với màu sắc khỏc nhau

e.Tỏc động phõn minh lỳc bỡnh thường cũng như khi cú sự cố:

Hoạt động của mạch phải tốt cả khi vận hành bỡnh thường cũng như khi cú sự

cố Khụng được tạo ra cỏc mạch giả khi cú sự hoạt đụng khụng bỡnh thường của mạch Mạch phải được thiết kế đảm bảo sao cho khi nhõn viờn vận hành tthao tỏc nhầm, khụng để gõy ra sự cố

g Kớch thước và giỏ thành nhỏ nhất

Kớch thước và giỏ thành của hệ thống điều khiển ảnh hưởng đỏng kể đến kớch thước và giỏ thành của mỏy Do đú việc tớnh toỏn, thiết kế hệ thống truyền động phải được chỳ trọng nhưng phải đỏp ứng được yờu cầu kỹ thuật, chắc chắn và tớnh mỹ thuật cho cả mỏy

h An toàn và cỏc yờu cầu khỏc

An toàn cho người và thiết bị trong quỏ trỡnh khai thỏc, vận hành thiết bị là

yờu cầu quan trọng Khi thiết kế và xõy dựng hệ thống cần dự kiến đến cỏc chế độ làm việc xấu và sự cố để cú cỏc phương ỏn bảo vệ cần thiết, đồng thời phải cú cỏc biện phỏp đảm bảo an toàn cho người vận hành và những người liờn quan Ngoài cỏc biện phỏp kỹ thuật phải cú cả cỏc biện phỏp quản lý như hệ thống biển bỏo, biển cấm đối với những khu vực hoặc những thiết bị cú nguy cơ gõy mất an toàn cho người và thiết bị …

Trang 37

III Cỏc loại sơ đồ điện: a Sơ đồ khai triển:

Là sơ đồ thể hiện đõỳ đủ tất cả cỏc phần tử của mạch điện

Trong sơ đồ này cỏc mỏy điện, khớ cụ điện được thể hiện dưới dạng khai triển, trong đú vị trớ của cỏc chi tiết, phần tử của mỏy điện, khớ cụ điện trờn sơ đồ khụng xột đến vị trớ tương quan thực tế của chỳng, mà chỉ xột đến vị trớ thực hiện chức năng của nú

Vớ dụ: Cụngtăctơ gồm cỏc bộ phận chớnh là cuộn dõy (cuộn hỳt), cỏc tiếp điểm chớnh, cỏc tiếp điểm phụ thường mở, thường kớn Mỗi chi tiết cú một chức năng riờng

- Cuộn hỳt: quyết định đến trạng thỏi làm việc của cụng tắc tơ Khi cuộn hỳt cú điện (và đủ trị số tỏc động) nú sẽ mở cỏc tiếp điểm thường kớn, đúng cỏc tiếp điểm thường hở Như vậy vị trớ của cuộn hỳt là ở mạch điều khiển

- Cỏc tiếp điểm chớnh: Để cho dũng điện cấp cho động cơ chạy qua Vậy vị trớ của chỳng là ở mạch điện cấp cho động cơ hay cũn gọi là mạch động lực

- Cỏc tiếp điểm phụ tuỳ thuộc nú điều khiển đối tượng nào thỡ vị trớ của chỳng sẽ được vẽ ở trong mạch cấp điện cho đối tượng đú như tiếp điểm tự giữ là tiếp điểm cấp điện cho cuộn hỳt của cụng tắc tơ nờn nú được vẽ trong mạch cuộn dõy cụng tăc tơ

- Tiếp điểm thường hở của cụng tắc tơ là tiếp điểm mà ở trạng thỏi cuộn dõy khụng cú điện hoặc cú mà khụng đủ để hỳt mạch từ (trạng thỏi thường) nú ở trạng thỏi ngắt mạch điện Khi cuộn dõy cú dũng điện (đủ trị số) chạy qua, ta núi cuộn dõy cú điện, thỡ tiếp điểm sẽ đúng lại

- Tiếp điểm thường kớn thỡ ngược lại, khi cuộn dõy khụng cú điện (hoặc cú nhưng khụng đủ hỳt) nú ở trạng thỏi kớn mạch Khi cuộn dõy tỏc động, thiếp điểm thường kớn sẽ mở ra

Trờn sơ đồ khai triển thiết bị điện được biểu diễn ở trạng thỏi thường, nghĩa là trạng thỏi thiết bị khụng chịu tỏc động về cơ, điện, nhiệt, quang

Vớ dụ: - Cầu dao điện, cụng tắc, ỏp tụ mỏt vẽ ở trạng thỏi hở mạch điện (khụng cú tỏc động cơ học - tay người tỏc động vào để đúng mạch điện

- Rơ le, cụng tắc tơ vẽ ở trạng thỏi cuộn dõy khụng cú điện, tiếp điểm thường hở ở trạng thỏi hở mạch điện, tiếp điểm thường kớn ở trạng thỏi đúng mạch điện

Sơ đồ khai triển gồm 2 phần mạch là:

Mạch động lực: cấp điện cho động cơ qua cầu dao, cầu chỡ, tiếp điểm chớnh của cụngtăctơ vẽ bằng nột đậm

Trang 38

Tờn của cỏc thiết bị điện được đặt theo nhiệm vụ của nú và viết tắt bằng cỏc chữ cỏi bờn cạnh, phớa trờn bờn phải.Tất cả cỏc chi tiết của cựng một thiết bị đều cú cựng tờn gọi (cuộn dõy K, tiếp điểm K Rơle RH, tiếp điểm RH )

Cỏc điểm nối phải đỏnh số thứ tự để thuận lợi cho việc sử dụng sơ đồ, dễ lắp rỏp

b Sơ đồ nguyờn lớ:

Là một dạng của sơ đồ khai triển đơn giản hoỏ nhằm giỳp người đọc hiểu được

nguyờn lớ làm việc của sơ đồ hoặc của một khõu nào đú của hệ thống tự động

Trong sơ đồ nguyờn lớ chỉ để lại cỏc mạch chớnh biểu thị mỏy điện, cỏc khớ cụ điện cú thể nờu được nguyờn lớ làm việc của sơ đồ Những chi tiết, phần tử khụng liờn quan đến nguyờn lý làm việ cuả sơ đồ thỡ khụng cần vẽ Vớ dụ cầu dao, cầu chỡ, cuộn dõy kớch từ của mỏy điện một chiều kớch thớch độc lập

c Sơ đồ lắp rỏp:

Là sơ đồ giới thiệu vị trớ lắp đặt thực tế của thiết bị điện trong tủ điều khiển và ở cỏc bộ phận khỏc của mỏy, chỉ rừ đường dõy nối giữa cỏc khớ cụ, thiết bị, kể cả tiết diện của dõy dẫn và số hiệu của nú

Cỏc thiết bị của mỏy được bố trớ tại 3 nơi:

Động cơ điện, rơ le tốc độ, ỏp tụmat, cụng tăc hành trỡnh được bố trớ tại mỏy Cỏc khớ cụ tự động như rơ le điện ỏp, dũng điện, cụngtăctơ, khởi động từ, biến ỏp chỉnh lưu đặt trong tủ điện

Cỏc khớ cụ cần quan sỏt như cỏc loại đồng hồ chỉ thị, cỏc đốn tớn hiệu, nỳt ấn, cỏc khoỏ điều khiển bố trớ trờn bảng điện

Sơ đồ lắp rỏp phải vẽ theo một tỉ lệ xớch nhất định, phải ghi rừ kớch thước của bản điện, tủ điện, kớch thước của khớ cụ điện

Cỏc đầu dõy ở từng khối đều được đỏnh số thống nhất với sơ đồ nguyờn lớ Cỏc dõy dẫn đi theo một chiều được bú thành một bú

Sơ đồ lắp rỏp dựng cho lắp rỏp hoặc sửa chữa khi cú hỏng húc

d Bảng kớ hiệu cỏc chi tiết, phần tử của thiết bị điện trờn sơ đồ nguyờn lý

Trang 39

TT Tờn gọi Ký hiệu

1

Động cơ điện một chiều

a/ Kớch từ độc lập b/ Kớch từ nối tiếp c/ Kớch từ song song d/ Kớch từ hỗn hợp

2

Động cơ điện xoay chiều

a/ Khụng đồng bộ rotor lồng súc b/ Khụng đồng bộ rotor dõy quấn

c/ Động cơ đồng bộ

3

Mỏy biến ỏp đo lường

4 Mỏy biến dũng 5 ỏp tụ mat a/ Một cực ; b/ Hai cực; c/ Ba cực 6 Cầu dao a/ Một cực ; b/ Hai cực; c/ Ba cực 7 Cầu chỡ 8

Rơ le, cụng tăc tơ kiểu điện từ

a/ Cuộn dõy; b/ Tiếp điểm thường hở c/ Tiếp điểm thường kớn

9 Rơ le nhiệt

a/ Phần tử phỏt núng; b/ Tiếp điểm

10

Rơ le thời gian

a/ Tiếp điểm thường hở, đúng chậm b/ Tiếp điểm thường hở, mở chậm c/ Tiếp điểm thường kớn, đúng chậm d/ Tiếp điểm thường kớn, mở chậm 11

Nỳt ấn

Trang 40

c/ Nỳt ấn kộp (1 TĐ hở, 1TĐ kớn)

12

Cụng tăc hành trỡnh

a/ Đơn, tiếp điểm thường hở b/ Đơn, tiếp điểm thường hở c/ Kộp (1 tiếp điểm hở, 1TĐ kớn)

13

Bộ khống chế chỉ huy

Số hàng biểu thị số tiếp điểm

Số cột biểu thị vị trớ của tay gạt điều khiển

Dấu chấm biểu thị trạng thỏi đúng của tiếp điểm ở vị trớ đú của tay gạt

14 Búng đốn tớn hiệu 15 Chuụng điện 16 Cũi điện

17 Cầu chỉnh lưu 1 pha

Đ2-2: CÁC NGUYấN TẮC KHỐNG CHẾ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

I Khỏi niệm về khống chế truyền động điện

Cỏc chế độ làm việc của hệ thống truyền động điện được đặc trưng bằng cỏc thụng số:

- Tốc độ của động cơ điện truyền động hoặc tốc độ của cơ cấu sản xuất

- Dũng điện phần ứng của đụng cơ- là thành phần sinh mụ men quay của động cơ

- Mụ men điện từ do động cơ sinh ra hoặc mụ men cản của cơ cấu sản xuất trờn trục động cơ

Mối quan hệ giữa cỏc đại lượng này được biểu diễn bằng cỏc phương trỡnh đặc tớnh tốc độ và phương trỡnh đặc tớnh cơ

Khi động cơ làm việc ổn định, ứng với một trị số phụ tải trờn trục động cơ ta cú cỏc cặp thụng số (n,M) hoặc (n,I) xỏc định

Định dạng
Số trang	123
Dung lượng	6,11 MB