DC điện dân dụng

dien

Câu 1: Định nghĩa, phân loại, cấu tạo, nguyên lý hoạt động của cầu chì; ký hiệu cầu chì trong

Cầu chì gồm 3 phần chính: dây chảy, vỏ và tiếp điểm

- Dây chảy là bộ phận chính của cầu chì, được đặt trong vỏ vật liệu cáchđiện Dây chảy được nối với các điện cực và các điện cực này được nối vớimạch điện qua các dạng tiếp xúc như liên kết ốc vít, bulong, ngàm.Dâychảy khi có dòng điện lớn đi qua sẽ bị nóng chảy và bị đốt nên cắt mạchđiện.Dây chảy thường làm bằng đồng, bạc,thiếc , chì

- Vỏ cầu chì: có nhiệm vụ cách điện, ngăn chặn không khí nóng khi cầuchì tác động và là buồng lập hồ quang Vỏ cầu chì thường làm bằng nhựacách điên, sứ hay thủy tinh

 Nguyên lý hoạt động:

Cầu chì thực hiện theo nguyên lý tự chảy hoặc uốn cong để tách ra khỏimạch điện khi cường độ dòng điện trong mạch tăng đột biến Để làm đượcđiều này điện trở của chất liệu làm dây cầu chì cần có nhiệt độ nóng chảy,kích thước và thành phần thích hợp

Câu 2:Phạm vi sử dụng của cầu chì, cách lựa chọn cầu chì để lắp cho mạch điện chiếu sáng và

mạch điện có động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc?

 Phạm vi sử dụng của cầu chì:

Cầu chì sử dụng nhiều lần được ứng dụng rộng rãi trong các mạch điện giadụng, các đường dây tải điện Các cầu chì dùng một lần thì thường đượclắp trong các thiết bị điện gia dụng như: máy sấy, máy pha cà phê,

Hiện nay, trong các công trình hiện đại, cầu chì được thay thếbằng aptomat với nhiều đặc điểm ưu việt hơn

 Cách lựa chọn cầu chì:

Cầu chì được chọn sao cho khi làm việc ở chế độ dòng điện dài hạn, nhiệt

độ phát nóng của dây chảy bé hơn trị số cho phép, còn chế độ quá độ nhưkhi mở máy động cơ điện, cầu chì không được tác động Mặt khác, việcchọn cầu chì phải đáp ứng được yêu cầu bảo vệ chọn lọc, nghĩa là cầu chì

ở xa nguồn ( gần tải) phải tác động trước so với cầu chì ở gần nguồn ( xatải )

- Cách lựa chọn cầu chì để lắp cho mạch điện chiếu sáng:

Mạng lưới điện 1 pha: Itt = Ptt/(U.cosφ) ; U = 220V) ; U = 220V

Mạng lưới điện 3 pha: Itt = Ptt/( 3.Uđm.cosφ) ; U = 220V); U = 380V

Đèn sợi đốt, bàn là, bình nóng lạnh, bếp điện: cosφ) ; U = 220V = 1

Quạt, đèn tuýp, điều hòa, tủ lạnh, máy giặt: cosφ) ; U = 220V = 0,8

Itt tính theo công suất động cơ P1

Câu 3: Định nghĩa, phân loại, cấu tạo, nguyên lý hoạt động của Aptomat; ký hiệu trong mạch

Phân loại áptômát

- Phân loại theo kết cấu:

+ AT định hình: bảo vệ quá tải bằng rơ le nhiệt, bảo vệ quá điện áp bằng

rơ le điện từ, đặt trong vỏ nhựa

Cấu tạo áptômát

Gồm có hệ thống tiếp điểm, hệ thống dập hồ quang, cơ cấu truyềnđộng đóng cắt và các phần tử bảo vệ

a) Hệ thống tiếp điểm:

Gồm tiếp điểm tĩnh và tiếp điểm động

• Yêu cầu của tiếp điểm là ở trạng thái đóng, điện trở tiếp xúc phải nhỏ

để giảm tổn hao do tiếp xúc Khi ngắt, dòng điện rất lớn, các tiếp điểmphải có đủ độ bền nhiệt , độ bền điện động để không bị hư hỏng do dòng

điện ngắt gây nên Tiếp điểm thường làm bằng hợp kim gốm chịu được hồquang như : bạc – vofram, đồng –vonfram, bạc – niken- graphits,….

• Aptomat thường chế tạo có hai cấp tiếp điểm (làm việc và hồ quang)hoặc ba cấp tiếp điểm (làm việc, trung gian, hồ quang) Khi đóng, tiếpđiểm hồ quang đóng trước, đến tiếp điểm trung gian và cuối cùng là tiếpđiểm làm việc Khi ngắt, thứ tự trên ngược lại

c) Cơ cấu truyền động đóng cắt

Gồm cơ cấu đóng cắt và khâu truyền động trung gian

• Cơ cấu đóng cắt thường có hai dạng: bằng tay và bằng cơ điện Điềukhiển bằng tay (núm gạt hoặc nút ấn) được thực hiện với các AT có dòngđiện định mức không lớn hơn 600A Điều khiển bằng cơ điện ( nam châmđiện, động cơ điện, hoặc hệ thống thủy lực) thường dùng đóng cắt từ xa vàđược ứng dụng ở cá AT có dòng định mức lớn hơn 600A

• Khâu truyền động trung gian dùng phổ biến nhất trong AT là cơ cấu tự

do trượt khớp

d) Phần tử bảo vệ

Các phần tử bảo vệ AT gồm: bảo vệ quá tải, ngắn mạch, sụt áp, dòng điện

dư, bảo vệ tổng hợp bằng tổ hợp mạch điện tử

• Phần tử bảo vệ quá tải có kết cấu tương tự như rơle nhiệt, phần tử đốtnóng của rowle nhiệt được đấu nối tiếp với mạch điện chính Khi quá tải,tấm kim loại kép giãn nở làm nhả khớp tự do để mở tiếp điểm của AT

• Phần tử bảo vệ ngắn mạch có kết cấu như một rơle dòng điện , có cuộndây mắc nối tiếp với mạch điện chính ( hoặc một phần dòng điện chính điqua cuộn dây) Khi dòng điện vượt quá trị số cho phép thì phần ứng bị hútlàm nhả khớp tự do và mở tiếp điểm của AT Điều chỉnh vít để thay đổilực của lò xo phản lực, ta có thể điều chỉnh được trị số dòng điện tải động

• Phần tử bảo vệ sụt áp có kết cấu tương tự như một rơle điện áp, cuộndây được mắc vào điện áp nguồn, khi có sự cố sụt áp hay mất điện áp, lựchút điện từ không đủ sức hút phần ứng, lò xo phản lực đẩy phần ứng, làmnhả khớp rơi tự do và làm mở tiếp điểm của AT.

Nguyên lý làm việc của AT

Dựa vào chức năng bảo vệ người ta chia máy cắt hạ áp có nguyên lý làm việc

thành các loại có nguyên lý làm việc khác nhau:

a) Aptomat dòng điện cực đại: nó tự động ngắt mạch khi dòng điện trong

động ra khỏi tiếp điểm tĩnh, mạch điện bị ngắt

Aptomat dòng điện cực đại dùng để bảo vệ mạch điện khi bị quá tải hoặc

Khi I < Icđ , lực điện từ của nam châm điện 1 không đủ sức để nắp 2 nên lực

kéo của lò xo 3 sẽ kéo tiếp điểm động ra khỏi tiếp điểm tĩnh, mạch điệ

sử dụng, đang dần thay thế bằng AT công suất ngược

c) Áptômát công suất ngược:

Nó tự động ngắt mạch khi hướng truyền công suất thay đổi ( khi dòng điện

thay đổi chiều)

Nếu năng lượng truyền thuận chiều, từ thông qua cuộn dây dòng điện và cuộn

dây điện áp của nam châm điện điện 1 cùng chiều với nhau Lực điện từ lớnhơn lực của lò xo 3, AT đóng Khi chiều dòng điện thay đổi ( công suất truyền

ngược), lực điện từ của nam châm điện tỷ lệ với bình phương hiệu hai từ thông

do dòng điện và điện áp sinh ra, do đó lực điện từ giảm đi rất nhiều, không

thắng nổi lực kéo của lò xo, mấu giữa thanh 4 và đòn 5 bật ra, lò xo ngắt 6 kéo

tiếp điểm động rời khỏi tiếp điểm tĩnh, mạch điện bị ngắt

kéo tiếp điểm động rời khỏi tiếp điểm tĩnh, mạch điện bị cắt

AT điện áp thấp thường dùng để bảo vệ mạch điện khi điện áp sụt quá thấp hay

hoặc núm vặn, thường có dòng điện định mức từ 6A đến 1600A Loại máy cắt này

được dùng rất thông dụng và không cần bảo trì Nó thường dùng để bảo vệ quá tải

và ngắn mạch cho các phụ tải gia dụng, công nghiệp và các loại tải khác

và cầu chì ba pha khi một pha bị sự cố

Phần cắt nhiệt có thời gian phụ thuộc vào dòng điện, còn phần cắt từ ( khi ngắn

mạch) có thời gian tác động rất nhanh, dưới 0,01s Tùy theo phụ tải, trị số dòng cắt từ

so với dòng định mức của tải được chia làm ba loại: B, C và D tương ứng cho chế độ

quá dòng quá độ nhẹ, trung bình và nặng

g) Áptômát chống điện giật

Còn gọi là thiết bị chống dòng điện rò hay áptômát vi sai, là thiết bị tự động cắt

mạch điện khi dòng điện rò (dòng điện chạy từ dây dẫn xuống đất rồi trở về

nguồn) đạt tới trị số nguy hiểm cho con người ( từ 30mA trở lên) hoặc có thể gây

ra tia lửa điện ( cỡ 500mA), gây ra hỏa hoạn

vệ theo dòng điện (quá tải, ngắn mạch) không tác động Nếu vỏ thiết bị bằn

Câu 4:Các thông số Kỹ thuật của AT, phạm vi ứng dụng, cách lựa chọn, và ưu nhược điếm so với các thiết bị đóng cắt khác?

Các thông số Kỹ thuật và cách Lựa chọn áptômát

Tùy theo thông số, kết cấu của phụ tải, mức độ bảo vệ để chọn loại, thông

số của áptômát Nguyên tắc lựa chọn áptômát như sau:

- Điện áp định mức của áptômát phải ít nhất bằng điện áp định mức củalưới điện: UAT = Ulưới

- Dòng điện định mức của áptômát phải lớn hơn dòng định mức của tảikhoảng (1,1 ÷ 1,2) lần

IđmAT ≥ (1,1 ÷ 1,2)Itải

Tùy theo dạng tải, chọn loại với dòng cắt từ B, C, hoặc D

Phạm vi ứng dụng:

- Trong dân dụng: vô cùng phong phú như bảo vệ máy tính, nồi cơmđiện, lò viba, điện chiếu sáng…

- Trong công nghiệp: bảo vệ hệ thống máy điện, động cơ…

Ưu nhược điếm so với các thiết bị đóng cắt khác

Aptomat dùng thay cho cầu chì do độ tin cậy lớn hơn và thao tác đóngmạch trở lại dễ hơn, an toàn cho người hơn và nhanh hơn Aptomat bìnhthường không tự đóng mạch được, phải dùng tay, đấy cũng là do yêu cầubảo vệ

Câu 5:Định nghĩa, cấu tạo, sơ đồ ứng dụng của rơle nhiệt bảo vệ?

 Định nghĩa:

Role nhiệt là loại khí cụ điện tự động đóng cắt tiếp điểm nhờ sự co giãn

vì nhiệt của các thanh kim loại Role nhiệt dùng để bảo vệ động cơ điện

có chế độ làm việc liên tục hoặc làm việc gián đoạn nhưng khoảng cáchkhông nhỏ hơn 30phut, với mục đích bảo vệ khỏi quá nhiệt nguy hiểm khiđộng cơ quá tải kéo dài Thường role nhiệt chế tạo thành role riêng biệt vàđặt cùng với công tắc tơ thành một khí cụ điện thống nhất gọi là khởi độngtừ

 Cấu tạo:

1 Đòn bẩy

2 Tiếp điểm thường đóng

3 Tiếp điểm thường mở

Role nhiệt bảo vệ theo dõi nhiệt độ của đối tượng và phát tín hiệu chomạch bảo vệ khi nhiệt độ đối tượng vượt quá nhiệt độ cho phép Phần tửnhạy cảm nhiệt là tấm kim loại kép còn gọi là lưỡng kim hoặc bimetan.Role nhiệt bảo vệ được dùng để bảo vệ quá dòng trong aptomat định hình

và phần bảo vệ nhiệt để bảo vệ quá tải cho động cơ điện trong khởi độngtừ

Câu 6: Định nghĩa, cấu tạo,nguyên lý hoạt động của rơle điện từ; ký hiệu trong mạch điện?

Định nghĩa:

Rơle điện từ: Dựa trên tác dụng của lực từ trường do dòng điện chạy trong

cuộn dây sinh ra lên phần ứng (nắp mạch từ) làm nắp dịch chuyển

Hình 3.4 Nguyên lý cấu tạo của rơle điện từ

1 Cuộn dây; 2 Mạch từ; 3 Lò xo nhả; 4 Hệ thống tiếp điểm.

trong cuộn dây, tức đổi chiều từ thông trong mạch từ Cho nên tín hiệu và

o rơle điện

từ có thể là đại lượng điện xoay chiều hoặc điện một chiều

Bộ phận trung gian là lò xo nhả, tạo ra trên nắp mạch từ lực nhả Fnh ngược

chiều với lực hút điện từ Fđt Lực Fđt được so sánh với lực Fnh,

Ký hiệu rơle trên sơ đồ mạch điện

Gồm có cuộn dây và tiếp điểm

- Cuộn dây:

- Tiếp điểm

+tiếp điểm thường mở

+ tiếp điểm thường đóng

Câu 7:Đặc tính vào ra và các tham số của rơle?

Đặc tính của rơle là đường biểu diễn quan hệ giữa đại lượng đầu vào x và đầu

ra y của rơle Gọi là đặc tính vào –ra của rơle

Đường đặc tính rơle được trình bày trên hình 3-2

Khi x biến thiên từ 0 đến x2 thì y = y1 đến khi x = x2 thì y tăng đột ngột từ

y = y1 đến y = y2( nhảy bậc) Nếu tăng tiếp x thì y không đổi y = y2 Ta nóirơle tác động hay rơle đóng

Ngược lại, khi x giảm từ x2 về lại x1 thì y = y2 cũng không đổi, đến khi

x = x1 thì y giảm đột ngột từ y2 về y = y1 Quá trình này ta nói rơle nhả.Đại lượng đầu vào ứng với lúc rơle tác động gọi là giá trị tác động xtđ,

và ứng với lúc rơle nhả gọi là giá trị nhả xnh của rơle

Hệ số nhả K nh

Nếu gọi: X = X2 = Xtđ là giá trị tác động của rơle,

X = X1 = Xnh là giá trị nhả của rơle

Tỷ số

gọi là hệ số nhả của rơle

Hệ số Knh luôn nhỏ hơn 1

Khi Knh lớn thì bề rộng của đặc tính vào ra của rơle có dạng ‘gầy’thíchhợp với rơle bảo vệ có tính chọn lọc cao, sử dụng trong lĩnh vực bảo vệ hệthống điện

Khi Knh nhỏ thì đặc tính có dạng ‘béo’, thích hợp với rơle điều khiển và

tự động trong truyền động điện và tự động hóa

3.2.3.3 Hệ số điều khiển rơle Kđk (hàm truyền)

Tỷ số

in

out đk

I

I

ampe

3.2.3.4 Hệ số dự trữ

Tỷ số

tđ

lv dt

X

X

tín hiệu đầu vào x đến thời điểm nắp từ bắt đầu chuyển động

t1 là thời gian chuyển động, là khoảng thời gian từ khi nắp từ bắt đầu chuyển động

đến khi kết thúc chuyển động, có tín hiệu đầu ra y

Các loại rơle khác nhau ttđ cũng khác nhau

3.2.3.6 Thời gian nhả

Khoảng thời gian từ thời điểm ngắt tín hiệu đầu vào x đến khi đại lượng ra đạt

giá trị 0 hoặc cực tiểu gọi là thời gian nhả của rơle

Trong rơle tiếp điểm, thời gian nhả cũng gồm hai khoảng thời gian:

3.2.3.7 Tần số thao tác

Số chu kỳ tác động và nhả của rơle trong một đơn vị thời gian gọi là tần số thao tác f của rơle và được xác định theo công thức:

ng nh lv

tđ t t t t

Trong đó: ttđ là thời gian tác động, tnh là thời gian nhả;

tlv là thời gian làm việc (khoảng thời gian từ khi đại lượng ra đạt giá trị cực đại đến khi đạt giá trị 0 hoặc cực tiểu);

tng là thời gian nghỉ (khoảng thời gian từ khi đại lượng ra đạt giá trị 0 đến khi đạt giá trị cực đại lần sau)

Câu 8:Định nghĩa, cấu tạo,nguyên lý hoạt động của rơle trung gian;

ký hiệu trong mạch điện?

Định nghĩa:

Rơle trung gian làm việc dưới tác động của những tín hiệu từ những rơlekhác để khuếch đại những tín hiệu này và chia ra tác động lên nhiều mạchđiều khiển khác nhau thông qua hệ thống tiếp điểm

Cấu tạo:

 Role trung gian 1 chiều:

Cấu tạo rơle trung gian một chiều loại Pп23 do Liên Xô chế tạo như ở hình 3.2

Rơle có mạch từ kiểu hút chập Mũ lõi 12 cố định chặt cuộn dây nam châm điện 14

trên lõi thép mạch từ Khi có tác động trên cuộn dây, nắp hút 11 được hút v

Khi ngắt điện cuộn dây hút, lực hút điện từ giảm về 0 Lò xo nhả 3 đẩy giá

phần động trượt lên phía trên làm nắp hút của nam châm điện mở ra và hệ thống tiếp

điểm trở về trạng thái ban đầu, rơle ở trạng thái nhả

Rơle có bốn tiếp điểm thường mở và một tiếp điểm thường đóng

Vỏ hộp rơle 16 làm bằng nhựa trong suất cho phép quan sát, kiểm tra tình trạng

các bộ phận của rơle Vỏ hộp được cố định vào đế bằng móc giữ 10

Khi lắp đặt, rơle được cố định trên bảng điện và nối dây điện vào cuộn dâ

y và

các tiếp điẻm của rơle bằng các vít ở phía dưới đế nhựa 2 của rơle

Rơle trung gian xoay chiều

Về cơ bản, cấu tạo giống như rơle một chiều, chỉ khác là nam châm điện thuộc

loại xoay chiều cho nên mạch từ được làm bằng thép kỹ thuật điện dày 0,3

5 đến 5mm

dập và ép lại Trên mỏm cực từ có đặt vòng ngắn mạch bằng đồng đỏ để chống rung

Câu 9: Định nghĩa, ứng dụng của rơle thời gian; ký hiệu trong mạch điện, sơ đồ ứng dụng?

Định nghĩa:

Rơle thời gian là loại rơle mà tín hiệu đầu ra tác động chậm một khoảng thời

gian xác định so với tín hiệu đầu vào

Ứng dụng của rơle thời gian:

Trong các quá trình công nghệ, tự động điều khiển và bảo vệ, cần có những

khoảng thời gian xác định giữa các thời điểm thao tác của thiết bị Để tạo khoảng thời

gian cần thiết đó, người ta dùng rơle thời gian

Ký hiệu rơle thời gian trên sơ đồ điện:

Câu 10: Định nghĩa, phân loại, cấu tạo,nguyên lý hoạt động của công tắc tơ; ký hiệu trong mạch điện, sơ đồ ứng dụng?phân tích hoạt động của sơ đồ?

lực hút điện từ), kiểu hơi ép, kiểu thuỷ lực

 Theo dạng dòng điện ta có: Công tắc tơ một chiều và công tắc tơ xoay chiều

(công tắc tơ 1 pha và công tắc tơ 3 pha)

Các bộ phận chính của công tắc tơ điện từ

Công tắc tơ điện từ là loại dùng thông dụng nhất

Các bộ phận chính bao gồm: mạch vòng dẫn điện, hệ thống dập hồ quang,

các

lò xo phản lực, nam châm điện và vỏ.

 Mạch vòng dẫn điện: có vai trò quan trọng, gồm các thanh dẫn, dây

nối mềm,

đầu nối, hệ thống tiếp điểm,

Các thanh dẫn động và tĩnh được làm bằng đồng dẫn điện tốt và có đủ độ bền

cơ Đầu nối được chế tạo dạng ốc, vít, bulông thép để tạo nên lực ép tiếp xúc

tiếp xúc bé, chịu mài mòn và chịu hồ quang.

Lò xo tiếp điểm để tạo nên lực ép tiếp điểm đủ để đảm bảo tiếp xúc điện tốt

 Hệ thống dập hồ quang: hệ thống dập hồ quang phải đảm bảo nhanh ch

óng dập

tắt hồ quang sinh ra trong quá trình đóng cắt mạch điện

Hồ quang điện một chiều khó dập tắt hơn so với hồ quang điện xoay chiều Vì

hệ thống dập hồ quang ở công tắc tơ một chiều có kích thước lớn hơn, dập

hồ quang

tốt hơn

Người ta thường dùng kiểu dàn dập hồ quang là dùng cuộn thổi từ thổ

i hồ

quang vào buồng dập kiểu dàn giập hoặc buồng dập có khe dạng ziczac

Cuộn thổi từ được mắc nối tiếp với tiếp điểm tĩnh, để tạo nên từ trường mạ