Kết cấu, sử dụng và sửa chữa Khí cụ điện_ Phần 2 (download tai tailieutuoi.com)

CHUONG IV

NAM CHAM DIEN § 4-3 KHÁI QUÁT

Trong kỹ thuật điện công nghiệp, người ta dùng nhiều nam châm

",# Nam châm vĩnh cửu làm bang vat licu sắt-từ cứng, có từ dư và lực giữ từ lớn Nam châm điện có lõi làm bằng vật liệu có độ từ thẩm lớn dược

Wi từ hóa bởi đồng diện đi qua cuôn dây quấn trên

Vật liệu sắt từ phân làm ba loại :

= ™~

là ~ Loại sắt từ mềm có lực giữ từ nhỏ, độ từ y ? thẩm tương dối ;d lớn, đường cong từ trễ hẹp nên y tốn hao từ trễ bé Sắt từ mềm thưởng dùng làm mạch từ cho các máy diện, thiết bị diện từ xoay

chiều và một chiều Một số vật liệu thuốc loại này

như : gang, các thép kỹ thuật điện, thép necmalôi

(hợp kim của sất từ từ 30 - 85% Ni có đó từ thẩm

gấp (5 + 50) lần loại thép kỹ thuật điện) Lực gid

Hinh 4-1 Duong cong tir trễ của tis rt nhd khoảng 0,02 A/cm và đường cong từ trễ

vật liệu sắt tr mềm được biểu diễn ở H.4-1

- Loại sắt từ cúng có từ dư và lực gig ta Ion thường dùng làm nam châm vĩnh cửu Dường cong từ trễ

— Loại tử điện môi là loại có tính chất trung gian giữa

vật liệu sắt từ và không sắt từ Từ diện môi làm bằng bột sắt từ có ø:đ lớn, kích thước các hạt nhỏ khoảng vài micrôn, các hạt này được gắn với nhau bằng chất điện môi hữu cơ hay vô

cơ Từ diện môi có /td tương đối ổn định, đường cong từ trễ hẹp nên tổn hao từ trễ bé Tổn hao dòng điện xoáy hầu như

không đáng kể Từ diện môi thường dùng trong các thiết bị

điện làm việc với tần số rất cao ở công nghiệp vô tuyến điện

Yêu cầu của một nam châm vĩnh cửu là : độ từ dư Br

(cường độ từ cảm dư), lực giữ từ Tĩc và độ từ thẩm ¿tđ lớn Để lợi dụng năng lượng từ trường của nam châm vĩnh Hình 4-2 Đường cong

cửu, người ta chế tạo mạch từ có kế không khí (II.4-3) từ trễ của vật liệu sắt từ

cứng.

Hinh 4-3 Mạch từ nam châm vĩnh cửu có khe hở không khí

§ 4-2 NAM CHÂM VĨNH CỬU

Để tính toán nam châm vĩnh cửu, dưa vào hai hệ số sau :

kị - hệ số mất mát xét tới những hiến dạng của đường sức từ bên trong

nam châm, ở cưc từ và các phần còn lại của mạch từ :

EM

kK) = 1 Is k, — hệ số xét tới tan và rò từ :

Ẳ,

k= ®à

trong đó :

Fé - suc tu dong tuong úng với khe hở không khí;

4; — tu théng co ích

Hé số kị thay đổi trong giới hạn từ 1,05 dén

1,25 Giới hạn trên rất ít gặp

Hệ số ks thay đổi trong giới hạn từ 2 đến 5 và

có thể vượt quá giá trị này nếu việc tính toán thiết kế không hợp lý

42-1 Độ từ dư

Nếu sau khi từ hóa nam châm, ta ngắt dòng điện

kích thích, thì nam châm sẽ có cường độ từ cảm fr

gọi là độ từ dư Khi có một khc hở ¿ ở vật liệu sắt —= tử, thì độ từ dư sẽ giám đến trị số BỊ ứng với điểm

P1 ở 14-4 | Hmh 4-4 Dường cong khừ từ

Nếu có một trường ngoài He tác dụng lên nam và đường cong phục hồi

châm, điểm làm việc sẽ hạ từ PỊ xuống P¿ Dường

thang hP2 song song với đường OP Khi không cho từ trường ngoai (4c dung nia thi điểm làm việc không trở về diểm Pị mà sẽ di đến diểm Pa, dời chuyển theo mot đường cong gọi là đường cong từ hóa nội bộ, hay còn gọi là đường cong phục hồi Dó dốc của dường cong từ hóa nội bộ gọi là độ từ thẩm phục hồi

Đối với môt nam châm vĩnh cửu, vấn đề từ hóa trước hay từ hóa sau khi lắp ráp thêm má cực từ, sẽ ảnh hưởng đến trị số của cường độ từ cam

Từ hóa trước khi lắp ráp thêm má cực thì cường độ từ cảm sẽ bề hơn mot ít, Gia du nt hda sau khi ap rấp thêm má cực điểm làm việc là PỊ (úng với trị sỐ B1) thi nt hod ước khi lắp ráp thêm má cực, điểm làm việc sẽ là Ps (úng với trị số 5)

Trên IÍ.4-4 ta thấy ls < Bị 42-2 Hệ số phẩm chất

£ Tích số BIL biểu thị năng lượng trên mỗi dun vi thé w | g„ tích và nó có giá trị lớn nhất ở một điểm nhất định trẻn đường a | cong tu tre Gia tri ldn nhdt cua ch sd nay (BED max goi la \p hệ số phẩm chất của vật liệu vì nó đánh giá tính chả! của vật l@„ - liệu nam châm tốt hay xấu Nếu (BI )max của vật hẻu càng

lớn thì vật liệu càng tốt

Nhà sản xuất ra vật liệu nam châm thường cho tri sd

\ hệ số phẩm chất, độ từ du va luc giữ tử Những giá trị cường

\ độ từ cảm và lực giữ từ ứng với hê số phẩm chất (HII)max

Z L 0 — dược ghí với kỹ hiệu ro, Ilco Nếu nhà sản xual khong cung He "co

cấp số liệu trên, ta có thể tìm thấy một cách gần dung tu dd Hình 4-5 Cách xac thị trên đường cong từ trễ I[.4-5, từ điểm IIc vẽ m‹ 1 đường định hệ số phẩm chất song song vii truc tung OB va ta diém Br ta vé mot dudng bằng đồ thị song song với trục hoành OFLNGi điểm giao nhau N của các

đường vừa vẽ với gốc tọa độ O, đường thing ON sẽ c1 đư*~~

cong từ trễ tại P Điểm P chính là diểm phải tìm

4-2-3 lệ số Kip diy y

Hiệ số lấp đầy y biểu thị bằng biểu thức sau :

max

(BIN) BI,

y = 0,25 - 0,65, đối với I„II¿ và Bro/By == 0,5 - 0.8

4244 Tính toán ram châm

Khi tính toán nam châm cần phải :-

Hạ — - là cường độ từ trường trong kẽ hở, tính bằng ớctét

Ss — tiết diện của kế hở, cm”,

K, —- tiết diện hệ số xết tới sự tản và rò từ

Áp dụng định luật mạch từ : HIL + Hal4 = 0 Nếu để ý đến từ thông tán và rò :

kị — hệ SỐ xét tới những hiến đang của đường sức (đã nêu trên)

Ở dây không kể đến dấu “—" vì dấu này chỉ cho biết chiều của cường độ tử trường

trong sắt từ ngược với chiều của cường dộ từ trường trong kế hở Nhân biểu thức (4-2) với (4-3) vế với vế ta được :

Ở dây SL là thể tích nam châm V và Sỏlð là thể tích khe hở Vỏ

Từ công thức (4-5) ta thấy : thể tích nam chdm V sé bé nhat néu BIL lin nhat

Vậy trong thiết kế ta chọn (3E])max Ta cũng tính được : tiết điện nam châm S tu (4-4)

B, = 9500 Gauxa; HH = 65 octét

Bro = 6000 Gauro; H,, = 40 octét

(BI) max = Biglog = 240000 Gaixo đclét

8, = 95006 aux

x 6000 bs

<<

Như vậy, nếu chọn nam châm có đường kính ngoài

Dng = 50mm Đường kính trong Dự = 24mm thì đường

kính trung bình :

D,,+D ng tc :

= 37mm = Dy

2

Voi Dib = 37mm thi chidu dai téng : aDin = 37x

= 1l6mm Nếu bớt đi phần đường kính lõi và kế hở hai

bên thì phần còn lại sẽ là : 116 - (8,Š + 2.1,2) = 105,1mm

= 10,5cm, tức là không chênh lệch nhiều so với chiều dài

nam châm L = 10,6cm Vậy việc chọn Dng = 50mm và

§ 4-3 NAM CHÂM ĐIỆN

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

Nam châm điện được dùng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như tư động hóa, các loại rơle, côngtắctơ v.v

Trong công nghiệp nó dược dùng ở cần trục để nâng các tấm thép Trong truyền

động điện, nó được dùng ở các bộ ly hợp, các van điện từ, bản từ

Trong sinh hoạt hàng ngày, cơ cấu diện từ được ứng dụng rộng rãi như chuông diện,

+ Loại có nắp chuyển động : gồm có cuộn dây, lõi :[Ƒ PP "”"" "ti

+ Loại không có nắp : Loại này gồm cuộn dây và LÍ: Ly

lõi sắt từ Đối với loại này, các vật liệu sắt thép bị hút TT Ls v_————- L

Việc tính toán cơ cấu điện từ rất phức tạp nên ta Hình 4-8 Nam cham điện

chỉ đề cập dến các cơ cấu điện từ hay gặp nhiều trong hình U, nắp hút thẳng khí cụ điện.

Hình 4-9 Phân tích lực

hút của cuộn dây nam

cham đối với vật liệu sắt

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

Từ II.4-9 ta thấy cực tính của vật liệu sắt từ khác dấu với cực tính của cuộn dây nên vật liệu sất từ bị hút về phía cuộn dây bởi lực hút diện từ F Nếu dối chiều dòng điện trong cuộn dây thì từ trường sẽ đổi chiều, vật liêu sất từ,

sau khi từ hóa vẫn có cực tính khác dấu với cực tính của cuộn dây, do đó vật liệu sắt từ vẫn bị hút về phía cuộn dây VI vậy khi löi từ mang cuộn dây có dòng diện, từ trường sẽ

làm cho nắp bị từ hóa và hút nắp về phía lõi

Có nhiều cách phân loại :

+ Theo tính chất dòng điện : có loại một chiều và loại xoay chiều Trị số dòng điện

trong cuộn dây phụ thuộc vào diện kháng cuộn dây va tỉ lỆ với kế không khí ¿

+ Theo hình dang :

- loại hút chập hay hút quay, nắp quay quanh mộit trục;

- loại hút thẳng : nắp hút thẳng về phía lõi;

- loại hút ống (còn gọi là loại piL tông)

+ Ngoài ra còn phân theo cách dấu cuộn dây vào nguồn điện :

- Dấu nối tiếp : phụ tải được mắc nối tiếp với cuộn dây còn gọi là cuộn dây

châm song song với mặt

cực phần ứng Công thức trên tính toán cho cơ cấu diện từ có một bề mặt tác dụng; đối với cơ cấu diện từ có hai bề mặt tác dụng (nam chầm hình

Hinh 4-14 Nam cham didn loai hut kiéu pit téng

F = 0,85 11B,S, (4-13)

trong đó Bp cường độ từ cảm piL tông ở tiết diện AA

b) Các công thưức tính lực hit điện nỳ của các nam châm điện một chiều có hình dang

trong đó : W - số vòng cuộn dây;

I - dong dién chay qua cudn day;

- Nam châm điện loại hút chập nấp quay quanh mội trục :

- ban kfnh ca vod, (I1.4-15, b);

Zz — độ đài pit tông ngập trong cuộn dây;

| —_ chiều đài cuộn dây

_#Ệ

———

Hình 4-15 Từ thông nam chăm điện loại pit tông có vẻ bọc

1— tr thông chỉnh (hữu Ích), 2ˆ tr thông bờ, 3, 4- tr thông rò ˆ c) Luc hit dién te cla nam châm điện xoay chiều

Giả thiết điện áp cung cấp hình sin : U = Um sinot, khi đó B = Bmsinsl Có nam châm diện như IT.4-16, lực hút điện từ tức thời sẽ là :

nắp hút thẳng - chiều

(4-18)

(4-19)

HìnF 4~17 Dường cong biểu diễn cường độ từ cảm B và

luc ht diện tir F theo thời gian & nam cham dién xoay

Vế thứ nhất bên phải của biểu thức (4-19) là thành phần không đổi (const) còn vế

thứ hai là thành phần thay đổi của lực hút theo thời gian Mặt khác ta có :

chiều

Bm = 1/7, ` S lẺ §

4 tty 2 Hg

Ilinh 4-17 chỉ sự biến thiên của cường dộ từ cảm l3 và lực

điện từ F theo thời gian Lực hút điện từ F biến thiên thco tần Số gấp dôi tần số nguồn diện (tần số nguồn điện f = š0ITz, thì tần số lực hút điện từ 2f = 100112), tức la nap bị hút 100 lần và nhả 100 lần trong một giây Ta nói tần số rung là I00, điều

này tạo tiếng On và rung Muốn chống rung, ta thưởng dụng vòng chống rung bằng đồng thau hay dây đồng có dạng [L.4-!8 Thuc tế đó là các vùng ngắn mạch W¿ Khi có vòng ngắn mạch, tử

thông ® sẽ chia lìm hai phan : ®I không di gua vong ngiin mạch,

con ®3 đi qua vòng ngắn mạch và gặp từ kháng X2 nên sẽ bị cham pha so với ®Ị một góc a Khi dó từ thông tổng tức thời sẽ giảm đến mọt giá trị cực tiểu song không bị triệt tiếu nên sư rung động giảm đáng kế Thực tế œ = 50 + 80°

* Luc húi điện từ của nam châm điện ba nha

Trên lõi sất hình F: có ba cuộn day Dong điện trong các cuộn dây lệch pha nhau 1207 điện và có thể xem như ba nam châm diện tổ hợp thành Lực hút tổng là một lượng không đối thco thời gian nhưng điểm tác dụng của lực tổng trên nắp lại không cổ dinh tì di chuyển

vị trí trong đoan AB của nắp với tần số gấp đôi tần số dòng diện cung cấp (II.4- 19)

Thật vậy, khi lõi 3 có dòng diện hằng 0 thì F3 = 0 và Fị = F2 nén điểm tác dụng sẽ ở A Khi dòng điện ở lõi | bang 0 thi I'2z = 1°3, diém tac dụng ở điểm B

Khi F¿ = 0 thì điểm tác dụng của lực F sé ở C, điểm giữa của AB

4-3-3 Thiết kế sơ bộ cơ cấu điện từ (Nam châm điện) a) Dòng một chuầu

Ta gọi: F - Lực hút diện từ cần thiết;

6 -— chiều dài của kế hở làm việc hay hành trình;

r — độ tăng nhiệt độ cho phép so với môi trường xung quanh;

Tùy theo trọng lượng dây dẫn và mật độ dòng điện, tẾn hao được tính :

y

với G = ys Why = yeSltb la day dẫn;

trong đó : lọ — chiều đài trung bình của vòng dậy:

g' - hệ số lấp đầy, » = —— =—,

4h (Cae — Ser) S §S_ —_ tiết diện ở chỗ được quấn dây;

l J1 - mat dé dong ditn J = |

với k - hệ số tỏa nhiệt 12 + 14 Wim? °C;

S_ —_ điện tích tỏa nhiệt của cuộn dây;

T -—- dO tang nhiệt so với môi trường xung quanh

Phương trình phát nóng còn có thể được tính theo công thức :

R pW.ly

4p\,, WI 4ø (r„ + Tig) WI

xử d’

trong dO tp + Typ — đường kính trung bình của cuộn dây;

d — duong kfnh cua dây quấn

Từ phương trình điện ấp (4-28), ta sẽ tìm được dưỡng kính day dẫn Sau khi tính toán xong, ta cần chọn thco bảng

Chú ý : ti”L điện của vỏ dé từ thông di qua phải được chọn íL nhất bằng tiết diện

pit (Ong khi dùng cùng loại vật liệu sắt từ Nếu dùng vật liệu có phẩm chất kém hơn, tiết

diện cần phải tăng để từ áp trong thép không vượt quá 10 - 25% từ áp của khc hở Trên cơ sở tính toán kích thước, ta có thể kiểm tra phát nóng v.v

b) Dòng xoay chiều

Thiết kế một nam châm điện loại pit tông, hành trình 4, lực F, điện áp nguồn UV

* Phicong trình lực hút điện nè trưng bình -

* Cuong dé ni cdm circ dai : max = k,S (4-31) _

VGi ky — hé sé lép diy cua tén silic,

Bmax T— Cần phải chọn giữa 12.500 — 15.500 gauxu * Phương trình phát nóng

* Cong sudt neong ting ké hd

Tính nam châm điện nhục H.5-20, voi dace diém sau :

-— hanh trinh 6 = (0.0.3uUn — lực luít F = lA00N

— điện án nguồn mi chiêu : U = 24E

- độ tăng ni! cho phép T = 70°C

_ Thay số vào ta được :

4.0,0228 107° (0,04 + 0,025) 1345

Trên đây là một số kích thước chính của nam châm diện, các kích thước khác có

thể tính theo công thức kinh nghiệm sau :

Trên cơ sở các phần đã tính trên, ta sẽ vẽ nam châm diện và sau đó kiểm tra lại

§ 4-4 ỨNG DỤNG NAM CHÂM ĐIỆN

Nam châm diện được ứng dung nhiều trong các thiết bị nâng ha, trong các thiết bị

phanh hãm, trong các cơ cấu truyền lực chuyển đông (bộ ly hợp) v.v 44-1 7 Nam châm điện nâng hy

Thường dược dùng nhiều trong các cần trục, đặc biệt là trong các nhì máy chế tạo cơ khí va luyện kim llình 4-22 cho hình dạng một nam châm diện nâng, dòng diện môt chiều

Nam châm điện có cuộn dây | duoc quấn trên lõi sắt từ 2, sau đó được dò dầy một kip nhưa Mặt cực 3 được bất chặt vào lõi nam châm bằng các bu lông Dây dẫn mềm 5

để đưa diện áp vào cuộn dây Phần đưới của cuộn đây được bảo vệ bằng một vinh 4 làm bằng vật liệu không dẫn từ (Ví dụ thép mangan cao cấp).

Hinh 4-22 Hinh dang chung của nam châm diện nâng

Luc nang cua nam châm diện tùy thuộc loại tải trọng cần dị chuyển Chẳng hạn, lực nâng của nam châm điện kiểu M-41 (của Liên Xô) ở 220V, công suất 7,15KW có số liệu cho trong bảng 4-1

44-2 Num châm điện phuah him

Thường được dùng để hãm các bọ phận chuyển động của cần trục, trục chính các

máy công cụ v.v Có nhiều kết cấu thiết bị hãm, nhưng thông dụng hơn cả lim nam

châm điện hãm kiểu guốc phanh, kiểu băng, kiểu đĩa Thường có hai loại :

* Nam châm điện hãm có hành trinlt dài : phần ứng (lôi thép dòng) của năm châm điện được nối với cần của hệ thống hãm llình 4-23, a và b cho hình dang chung của loại

này tương ung vai cuộn day dung dong di¢n mot chiều và dòng diện xoay chiều ba pha, Liên Xô có các kiểu KMII và KMT

* Nam châm dién ham có hành trình ngắn : Liên Xô có các kiểu MII và MO Nó

được ứng dụng trong bo ly hop diện từ.

Hinh 4-24 Hinh dạng kết cấu bộ ly hợp điện tr có đĩa ma sat

19.4

Bộ ly hợp điện từ được sử dụng nhiều trong những năm gần dây để tư dông hóa

quá trình diều khiển chạy và dừng các hộ phận cơ khí trong các máy móc gia công cất

got v.v mà van chi can ding một động cơ điện kéo

llình 4-24 cho hình dạng kết cấu một hộ ly hợp diện từ có đĩa ma sát Cuộn dây

nam châm điện I quấn trên lõi thép từ 2 và có dây dẫn ra vành trượt bằng đồng 8, sau

đó được đồ một lợp nhưa cứng bọc ngoài Phần ứng (phần động) là một đĩa thép 3 (còn

gọi là nắp), phía ngoài có một vành rcn rắng 4 để điều chính khc hở không khi 4 Dữa ma sát gồm hai loại : một loại phía trong có dạng thco hoa 5 lap bên chủ động, mốt loại phía ngoài có dạng hình răng 6 lắp bên bị động Chối than 7 dẫn điện vao vành

trượt 8

Trong sử dung bộ ly hợp diện từ, cần thực hiện kiểm tra ba tháng một lần gồm kiểm tra đô mòn của chối than, vành trượt, kiếm tra cách điện của cuộn dây, kiểm tra khc hở v.v Trường hợp không truyền được mỏmecn quay (có hiện tượng trượt đũa thép

ma sát và làm nóng dột ngột) thì phải dùng máy ngay và kiểm tra tình trang phun dầu làm nguội, trí số khe hớ không khí, tình hình mặt đĩa ma sát v.v liêng về khc hở hành trình hút, cần phải thco hướng dẫn của nhà chế tạo

Sau dây cho ví dụ số liệu kỹ thuát của bộ ly hợp diện từ kiểu CSN02 của Tiệp :

- Khe hở không khí 0.3mm dối vơi các cỡ :

1.2 x 20 CSN 02 4 x30CSN 05 6.3 x 35 CSN 02

- Khe hd khong khi 0,35mm ddi vii cdc co :,

10 x 40 CSN (2.

CHUONG V

ROLE DIEU KHIEN VA BAO VE

Rơle lỏ loại khợ cụ điện tự dộng dụng cất mach diện diều khiển, bảo vẻ vỏ diều

Cụ nhiều cõch phón loại rơlc, song thường cụ mấy cõch phón loại chợnh như sau : a) Phón theo nguyởn lý lỏm việc gồm cụ :

— role diện tu — role diđn dong

- rơlc từ điện (manhởtừ)

È rơle cảm ứng È rơlc nhiệt

— role bin dẫn va vi mach

6b) Phan theo dại lượng diện dị vỏo rơèa gồm cụ : — rơlc dúng điện

Ẫ) Phón theo loại dúng điện gồm cụ -

Role dong diđờn một chiều vỏ rơlc dúng điện xoay chiều

d) Phan theo gid mn va chiờu của dạt lượng đi vỏo rơie gam co : — role cực đại

— rơle cực tiểu

— rơle cực đại — cuc tiểu — role sai lệch

— rơlc hướng v.v

Sau đóy lần lượt trớnh bỏy nguyởn lý cấu tạo của cõc loại rơle trởn vỏ cóu tạo cụ

thể của một vỏi loại hay dỳng nhất hiện nay

196

§ 5-1 ROLE DIEN TU

S-l-1 Nyuyén lf lam việc

Sư làm việc của rơle điện tử dưa trên nguyên ly dién tu Hinh 5-1 biểu diễn rơie

điện từ có lỗi sắt từ gồm có : phần có ưịnh 1, phần nắp chuyển dong 2, cudn dây kích thích 3, lò xo 4, tiếp diểm cố định 5, nếp diểm động 6 đặt ở phần nắp chuyển dong 2, cuộn dây kích thích 3 dược cụng cấp moi dòng diện

Khi có dòng điên chay qua cuồn vây sẽ sinh lực hút điện từ hút nắp về phía lõi Lực hút điện tử có quan hệ :

Vậy lực hút diện từ Í' tỉ lẻ nghịch với binh phương chiều dài kế hứ và tỉ le thuản với bình phường dòng dien

dong di¢n du kin nén luc hot điện tu sé

lớn va thang luc khang của lò xo Nắp bắt dầu chuyển dòng và bị hút thẳng

vao các má cực của phần lõi cố dinh 1

Do nắp chuyển dộng nên chiều dài

kế hở giảm và do đó lực hút F lại càng Hinh 571 Sơ lược kết cấu chung rơle diện từ

tăng (biểu thức 5—1) luôn luôn thẳng lực

lò xo cho dến lúc nắp bị hút hoàn toàn vào má cực Kết quả là nắp dòng sẽ đóng tiếp

điểm 5 - 6 và đóng mạch điện diều khiển

Khi dòng diện trong cuộn dây 3 giảm đến giá trị ly < tia (hv - dòng điện trở về) lực lò xo sẽ thẳng tực hút diện từ, nắp sẽ đưa về vị trí bạn dầu mở tiếp điểm vài cất mạch

diện điều khiến

Tỷ 86 ky = 7 gọi là hệ số trở về (5-2) td

Dối với rơle cực đại : K„y < 1

Dối với rơlc cực tiểu : ky > 1

Rơlc làm việc càng chính xác khi k, càng gần giá trị 1

Tỷ sỐ giữa công suất điều khiển Pu của rơlc và công suất cần thiết để tác động

rơle Pd gọi là hệ số diều khiển kuk :

1Q7

Pot (5 3)

Pig Role cang nhay khi ky, cang lớn

Khoảng thời gian từ lúc cường dò dòng điện bắt dầu vuct qua gia tri tac dong Ita đến lúc chấm dứt sư hoạt đồng của rơlc gọi là khoảng thời gian tác dòng tra

Số lần tác động trong một đơn vi thời gian (giờ) gọi là tần số tac dong Rule điện từ được phân thành : role mot chiều vì rơic xoay chiều Dối với rơlc một chiều, khi cuộn

Đối với rơle dòng diện xoay chiều, lực hút sẽ triệt tiêu khi dòng điện quá giá trị 0

và như đã nêu ở chương 4, lực hút điện từ có tần số 2f (với f - tần số dòng diện) Khi

đÓ, giá trị trung bình của lực hút :

voi I — dong dién hiéu dung

Nếu cuộn dây đặt song song với nguồn điện áp U thì :

ở đây U - điện áp hiệu dung và là mỏt đại lương di vào rơle

Với tiòng điện xoay chiều, lực hút tức thời sẽ triệt tiêu ở tần số 2f, nên khi giá trị của lực hút nay bé hon lực lò xo thì nắp có khuynh hướng bị nhả để trở về vì trí bạn

đầu; do đó nắp sẽ bị rung phát tiếng kêu Dể khắc phục hiện tương này như ưa ru ở

chương 4, ta dùng vòng ngắn mạch

Công suất diều khiển của rơlc Pựy khoảng từ vài oát đến nghìn oát trong khi công suất tác động Ptd năm trong khoảng từ vài phần oát đến hàng trăm oat

Hệ số điều khiến nằm trong pham vi kak = 5 + 20

Thời gian tác động tùy theo cấu trúc của rơlc thay đối từ 2 + 20ms

Rơte điện từ có cấu tạo đơn giản, khỏe, rất đảm bảo trong vận hành nên dung nhiều

trong sơ đồ bảo vê, điều khiển tự động và từ xa 198

Tùy theo cấu tao mà có rơle dòng điện cực đại hay cực tiểu, rơle điện áp cực đai

hay cực tiểu, rơic công suất, rơile thời gián, rơle trung gian, r2Ì€ tần sỐ v.v

Nhược diem cua low role diện từ la công suất Pid tuong doi lớn,Lức là độ nhậy bé

so với các loại rơie khác, dò đó hệ số diều khiến (kúk) giảm

Các loại rơle điện từ được chế tạo tại Liên Xô có ký hiệu 3T, 3B, 31, 3C v.v Role

diện từ chế tao ti Liên XÔ màng ký hicu P3 dùng để điều khiến ở các mạch truyền động dién Dac diểm cua loa rule nay la công suất điều khiển lớn (dòng điện diều khiển lên

dén GOOA), lan so tác dòng cao (tử 8 dẻn 300 lần trong 1 giờ), khóc va tuổi thị! cao (vài tricu lan tac dong) Cae role lous PM, PRIL, MKY có dặc điểm công suất Pa và Pak bé,

tần số tác dòng lớn, có nhiều tiếp điểm để đồng thời điều khiển nhiều mạch diện nên được dùng nhiều trong tư dòng hóa và thông tin bưu điện

Sau đây mo ta mot vii loại role điện từ hay dùng

5-1-2 Rưle dòng điện và điện úp loại AT va all

ltrle dòng điện loại 37 (Liên Xô) thường dùng để bảo vệ mạch điện bị quá tải hoặc ngắn mach và để diều khiến sự làm việc của động cơ điện Nó gồm có mạch tử 1 hình chứ € (II 5-2) Trên mạch từ quan hui cuộn dây dòng diện 2 Miếng sắt từ 3 hình Z gìn lên trục và quay cùng với trục Khi có dòng điện chạy Qua cuộn dây 2 sẽ tạo luc tac

dụng lên miếng sắt từ 3 Nếu dòng diện chạy qua cuộn day đạt dén trị số dủ lớn, lực

điện từ thắng luc cản của lÒ xo 4, miếng sắt 3 và trục sẽ quay làm mở (hoặc dóng) hệ

thống tiếp diểm 5, 6

Trị số dòng diện lác động cla role được chỉnh dịnh bằng hai phương pháp :

- - Thay đổi sơ đồ đấu cuộn dây rưie : khi cần dòng diện tác động nhỏ thì hai cuộn dây dấu nối tiếp; cần dòng diện tác động lớn thì hai cuộn dây đấu song song Do vay, với cùng sức căng của lò xo điều chỉnh 4, khi đấu song song tri s6 dong’ điện để rơle tác động lớn gấp 2 lần so với khi dấu nối tiếp "

Di chuyển hệ thống dòn bấy 7 để tăng hoặc giảm sức căng lò xo 4 hoặc điều chỉnh vít 8, 9, ta có thể tăng hoặc giảm trị số dòng điện tác động

Hình 5-2 a) Sơ lược kết cấu loại rơie cường độ kiểu didn tir

_ b) Ký hiệu rơle cường dé c) Ky hiệu rơle điện áp

199

Role dién áp loai 2H thudng ding dé bao vé các thiết bị điện khi điện áp của nó

tăng hoặc ha qua muc quy định

Role di¢n 4p c6 cấu tạo tương tư như rơie dòng diện nhưng cuộn dây của nó có số vòng nhiều hơn và được mắc song song với mạch điện của thiết bị cần bảo về

Tủy theo nhiệm vụ bảo về, rơle diện áp được chia thành hai loại :

- Role diện áp cực đai : phần úng (phần quay) của loại rơic này lúc diện áp bình

thưởng đứng yên, khi diện áp tăng quá mức quy dinh, luc diện từ sẽ thẳng lực

can, role ac dong

- Role dién áp cực tiểu : ở diện áp bình thưởng, phần ứng rơic chịu lực diện tử

tác dụng, nhưng khi điện áp ha xuống dưới mức quy: dinh, lực cán tháng, phần

úng sẽ đóng (hoặc mở) các tiếp điểm Kỹ hiệu như H 5-2c

Diện áp khởi động của rơle cũng được diều chỉnh bằng sức căng của lò xo diều chỉnh 4 hoặc bảng cách thay đối sơ đồ dấu cuộn dây rơie hoặc bằng vít 8, a

* Rơile điện từ sản xuất tại các nước Tây Au

Rơle điện từ đơn cực dùng dể bảo vé dong diện cực dai do động cơ bị quái tải hoặc ngắn mạch dược hãng Télémécaniquc chào hàng vào cuối năm 1989, có nhúng dặc tính kỹ thuật sau (bang 5-1)

Bang 5-1

Vùng sử Giới hạn dùng viện

dụng được | điều chính _ | Trọng lưựng

bảo đảm lưm| (dòng điện sự aut IKø] Lai

dong co [A] | cấp pay | PAY chiêu

46,1 + 72 80 + 250 100 " RM1-XA-100 73 +115 125 + 400 160 " RM1—NA-160 116+ 145 | 160 + 500 200 " RM1- XA-200 146 + 230 | 250 + 800 315 " RM1-NXA-315 231 +360 | 400 = 1250 500 " RM1- XA-500 361 +630 | 630 + 2200 1000 " RMI-NA-101 361 +570 | 630 = 2000 1000 " RM1-NA-101

200

Piste ` ti C2

* Theo tiêu chuẩn : NC 63 650: VDI: 0660

lơic sẽ tác đóng khi dòng điện vượi Quá mức dong dicen cho phép, sư tác động của nó là tức thời và chi xay ra một cach ngau nhiên

Tần số thao túc : 12lãn/1piờở Dòng diện phái mất ngày va mất hoàn toàn sau khi mở

* Nhiệt đồ môi trường

xung quanh |'C|, đối với sư làm việc là : từ -40 đến +60 ® Độ cao sư dụng < 3000m

® Diện áp sử dung cực đại : 600V (xoay chiều và mọt chiều)

201

S-1-3 Kote trung pian

Nhiêm vu chính của role trung gin la khuéch dui các tín hiệu diều khiển rong sợ

đồ diều khiển, rơie trung gian thường năm ở ví trí ung gian ma hai rơlc khác nhau,

Cấu tao của rơle trung gian như ở TÍ.S-4

Nó göm có lỗi thép 1, cudon day 2 phan dòng (phần ứng) 3 và hệ thống tiếp diém 4 Khi dòng diện chạy quá, cuồn dây sẽ hút phần ứng và dóng (hoặc mở) tiếp diểm

Dac diểm của rờlc trung gián là khÔng có cơ cấu diều chính điện áp tác dong, yêu cầu phái túc động tốt khi diễn áp dãt vào cuốn dây dao dong trong pham vi + 15% dién

áp dịnh mức

KỶ hicu role trung gin nhu I1.5-5

3

S1-4 Rdưfe thời piaán

lơIc thời gian là thiết bí tao ra Thời gian duy trì căn -hiết khi truyền tín hiểu từ môi

rơic (hoặc thiết bị) đến rơie (hoặc thiết bị) khác

Trong sơ đö diều khiến vi báo về, rởie thời min dung de gigi han thon wan qua tii gia thet hy tu dong md may dòng cơ nhiều cấp mến trở, 4 han chế dòng cơ làm việc không tải

Role thoi gian kicu di¢n từ ở lÍ.5—6,

$ - 6 ) No gom c6 i thép 2 hinh cha U, mang cudn KH 2 ni

dây 7 va ống lót hàng dòng 4 Mot dau phin ang 5

1! gìn với lôi, đầu còn lại mang tiếp điểm động của bộ

Ï -

|

tiếp diểm 8 Khi cho dòng diện chạy quả cuon dây 7, f loi thep 2 sẽ hút phần ứng 5 Néu cit dong dicen, phan |_| "an ứng 3 không nha ra ngày vì khi từ thông cuộn dây

[ | - | gram trong Ong lót đồng cảm ứng sức diện dộng va dong diện cản Ưrở sự giảm của từ thông nên phần ứng

van dược hút trong mọt thời gian nứa Muốn chỉnh dịnh thời gian duy trì có thể thay dổi lực cản của lò

Hình 5-6 Sơ lược kết cấu rơle

thời gian kiểu điện từ

202

xo 3, điều chỉnh ốc 4, thay đổi độ dày của miếng dồng thau 6 (miếng dệm không từ lính) ở kẽ không khí hoặc thay đối trị số dòng diễn chạy vào cuốn dây (thêm diện trợ v.v )

Rơle thời gian kiểu điện từ chỉ dùng ở mạch dòng điện một chiều, muốn dùng cho

mạch xoay chiều phải dùng thêm bỏ chỉnh lưu,

Thời gian duy trì của rơlc điện từ có thể điều chỉnh trong phạm vị từ 0,5 dến 5s

S-1-5 Rơle điện từ cực tính (rơle phần cực)

Role này dưa trên cơ cấu diện từ cực tính như da nêu ở phần trên Gồm có hai sức

từ động độc lập :

— Sức tử động của nam châm vĩnh cửu; — Sức từ động của cuộn dây

Do vây, về cấu tạo có lõi sắt từ gồm nam châm vinh cửu 1 và hai cực từ 2 bằng sat ta mềm Cuôn dây 3 quấn vào sỉt từ mềm Phân động 4 quay quanh trụ 5 Một dầu gắn tiếp

ole lam viéc nhu sau (11.5-7) :

Khi cuộn dây của rơle không có dòng điện,

phần dộng đã ở vi tri bi một trong hai cưc nam H.5-7 Role dién tu cuc tinh

châm điện kéo sẽ tiếp tục nằm nguyên vi trí đó

Từ thông ®nc của nam châm vĩnh cứu sẽ phân thành hai phần không hàng nhau

ở hai nhánh mạch từ Giá sử phần dộng có ví trí như TI.5—7, từ thông ®nc] ở phần bên trái sẽ lớn hơn từ thông ®nc2 ở phần bên phải nên làm cho phần động năm ở vị trí bên trái càng ốn dinh Nếu cung cấp cho cuộn dây dòng diện một chiều (diện áp một

chiều) thì trong mach tu chính sẽ có thêm từ thdng dg cua cudn day Nhu vay, trong

khe hở bên trái sẽ có từ thông tông ®ị = dig - Onci, trong khe hd bén phai sé có từ

thông tổng ®2 = bug + ®ạc2 Từ thôn ®2 lớn hơn từ thông ®ị (b2 > 1) do dd F2

> Fl; luc hút điện từ F2 sẽ kéo phần dòng về bên phải, mở tiếp diểm.hên trái và đóng tiếp diểm cố dịnh bên phải

Ta thấy, khi cắt dòng diện cuộn dây, từ thông ®ự cũng mất, phần dộnu sẽ giữ nguyên ở vị trí nay Nếu muốn phần dòng di chuyến ngược lại từ phái sang trái thì tạo

từ thông ®u có chiều ngược lại Vậy rơle điện tử cực tính phản ứng theo chiều dòng điện

đi vào cuộn dây của nó

Role điện từ cực tính có độ nhậy cao, cần một công suất tác dộng 1072 + 103W

trong khi công suất tác động của rơle diễn từ thông thường loại nhậy nhất là 0,1W Tính

ốn dịnh nhiệt của rơle này rất lớn, có thế chịu được dòng diện lâu dài có cườn; dộ gấp

20 ~ 25 lần dòng diện tác dòng định mức

Thời gian tac dong tiy cua role diện từ cực tính rất bé : 2.1072 + 3.10 As

Rơle điện từ cực tính dùng trong thông tin bưu điện, tư động hóa, đặc hiệt được dùng để thưc hiện bảo vệ nhanh ở tần số cao

203

Ở Liên Xô da sản xuất các loại rơle diện từ cực tính PHY, HC-20; TPM và PH

§ 5-2 RƠLE ĐIỆN ĐỘNG

Theo nguyén tac, role di¢n dong co cdu tao nhu 115-8 gom hai cudn day : cuon dây | cố định và cuộn dây 2 chuyển dong quay quanh mot truc ndm trong cudn day 1 Ludi 3 duoc gần cố dinh trên cuön day 2

Những cuủn dây được nối tiếp nhu và có cùng dòng diện di qua hoặc dọc lập nhau (dong dien di vao khác nhu) Khi cho dòng điện dị vào cuốn dãy | thi lai mot vi tri nao do

của cuoön dây 2 sẽ có cường đỏ tử cảm l3|3 = KỈ

Cuön dãy 2 có dòng diện 12 đặt trong tử trường l312 sẽ chịu lực dicn dòng = kB sa,

Do d6 momen tac dung lén cuon day 2 se la :

Nhu vay, chicu cua mOmen phụ thuốc vào chiều dòng diễn tí; Khi hai cuồn dây

nối nối tiếp

1 =

Vay momen luc nay doe lắp với chế dòng diễn

Ở dòng diễn xouy chicu, do quản tính nên cuon day 2 dưới tác dụng mòmen M không thể chuyển dòng kịp với tần số 2T ([: tần số dòng diễn) (xem chương |) ma se hoạt dòng ở giá trí trung bình :

a thay rắng mọt trong hại cuốn dây dược cung cap mot dong

điện ngược với dòng diện bạn dầu tức là :

thi rule s¢ cO MOmen trung bình Mụn thay dời chiều Nếu các cuộn

ae dãy dược nối nối tiếp nhau và có cùng dòng diện đi quii : (Qj) = lạ =1: coy = |)

điện đông

204

Role diện đồng dược dùng trong các sơ đồ bảo về, Trên nguyên lý này có cae role

công suất hữu công, rơle công suất vỏ công (phản kháng) và role hệ xố công sudat vv

Role điện dông dùng dòng xouy chiếu không có mạch sất tử được dùng nhiều trong tu dong hoa

§ 5-3 RƠLE KIỂU TỬ ĐIỆN (manhêtô)

Sự làm việc của rolc kiểu từ dien (manhêLÔ) dưa trên cơ SỞ : từ trưởng của nam châm vĩnh cưu tác dung lên cuön dây có dòng diện một chiều tạo mômecn quấy Do đó,

role kiểu từ điện 1[.5-9 pồm :

Nam châm vĩnh cửu 1, bộ phần dòng là một chỉ tiết hình trụ bằng sắt từ mềm 2

gan mot khung 3 có cuộn dây quấn 4 quấn quanh khung này Dòng diện được dẫn qua

một số vòng băng đồng 5 dược dùng như lò xo kháng

b

Hinh 5-9, Role kiểu tư điện (manhôtô)

a) So luce kết câu;

b) Phan tich luce diém tr va mdémen quay

Trên khung dông được gắn tiếp diểm dòng 6 Khi khung quay có thể dóng hay mở tiếp diểm 7

Dong điện mọt chiều [ di gua cuon dây và cường do tu cam 1312 cua num cham vinh cuu tai điểm đãi khung dây tạo ra một lực diện dộng là :

Mômcn làm khung day quay tỷ lệ thuận với dòng điện

Rơle kiểu tu diện có đỏ nhảy lớn công suất tác động nhỏ (10 1W) duce su dụng nhiều trong tư dòng hóa Công suất diều khiến của rơic này từ 1 = 2W

Role ki¢u từ diện không lam việc ở dòng diện xoay chiều vì mômen trung bình

Mtp = 0

205

§ 5-4 ROLE CAM UNG

5-4-1 Nopuyen ly lam vige

Nguyên lý làm việc của rơlc cảm ung là tác động tương hỗ giữa từ trường xoay chiều với dòng diện cảm ứng trong bộ phận quay (đĩa cốc) để tạo ra mômcn quay

Role cam ung hay gap thường có hai loại :

- loại đĩa (II.5-10) Đĩa quay trong từ trường của cực từ có vòng ngăn mạch,

- loại cốc : trong cốc có lõi tư tính

Hình 5-10 So lược kết cấu rơle cảm ứng loại đĩa,

Ngoài ra còn nhiều loại khác phức tap, song ta chi nghiên cứu loại dĩa Để làm sáng tỏ cách phát sinh lực va mômen, hãy xét H.5—10, a

Trong kế hở của hai cực hình trụ | và 2 có vật dẫn là một tấm kim loại 3

Giả thiết cực từ 1 có từ thông :

®ị Z O,,,Siel xuyén qua, cực từ 2 có tử thông :

®2 = ®n(2Sin(ø( — ø) xuyên qua

Do hiện tương cảm ứng điện từ nên mỗi một từ thông biến đối theo thin gian sé

cảm ứng trong tấm kim loại dòng diện xoay chiều (dòng Pucô) Do vậy, nhúng phần vật

dẫn đặt dưới một cực sẽ chịu lực tác dung Nếu mômcn tổng của các lực này khúc không (0) thì tấm kim loại sẽ chuyển dộng

Để tính toán lực hay mômcn hãy xét hai vòng 1 va 2 của tấm kim loại II 5-10, b đồng tâm với các lực từ va chon sao cho vòng tròn đồng tâm với cực Ï đi dưới cực 2 và ngược lại Giả thiết những vòng này rất mảnh và R là diện trở của mỗi vòng còn điên

kháng của nó bé không dang kế

Goi-i va ¡2 là những dòng diện cảm ứng, sức diện động cảm ứng trong mi vòng sc la:

de,

206

dq,

\

Nhung vong nay co chén khang khong dang ke nén cugng do dong diện sẽ xác dinh

theo dinh luat Om :

Ba la cường đô tử cảm dưới cực từ 2

Tương tư, trên doan vòng 2 đặt dưới cực từ 1 sẽ chịu lực điện động tắc dòng :

lạp # Buai l3† — cường độ từ cảm dưới cực từ I

Goi S là diện tích của mỗi cực từ nếu không kể đến từ thông tản và rò :

Vì dòng điện và từ thông là những đại lượng thay dối nhanh theo thoi gianenén tấm kim loại sc chịu lực trung bình :

Tuy từ thông biến thiên nhưng lực trung bình không đổi, vì vậy đĩa không bị chín động

ki: - là hệ số phụ thuộc vào tần xố và hình đạng của cực tử,

Do vậy muốn đĩa quay thì hai từ thông phải có vị trí khác nhìu trong khong gian và lệch nhau về thời gian

Nếu trên tấm kim loai co mat diểm cố định đặt bên ngoài các cực thì tại diểm đó

SẼ có mômcn trung binh

Trên thực tế sư lệch pha của tử thong có thể thực hiến hàng nhiều cách, song thông

thưởng ta dùng vòng ngắn mạch như dã nêu ở chương 4 và như lI.5-LT a, b

[ưa trên nguyên lý dó, Liên Xo da sản xuất các loại rƠÏC dòng điện MT -Š0 rơic công

suất M-143 (nhần dòng có dang dia), rete MM B(phan dong co dạng cdc), role Win số NPY 54-2 Rdfe dòng điện loại T-80 IPI—80

Hinh 5712 Rote dong điện kiểu cảm ứng (loại WTT80)

1~ bờ phân dien từ 2 vòng ngắn mạch 3ˆ dịa nhỏm, 4— trục vít, 5ˆ cưng ràng khía, 6 tay dòn của cirg fang khia, 7” nam cham vinh đái, 8B” khung dòng: 8ˆ lò xọ: 10” nhịp, 192127 vil điều chính: 13” vít tí của hứng, 14^ móc thép, 15ˆ phản ưng cẢ( nhanh: 16— dơn của phan ứng; 17 miệng chân cách diễn: 18” tiếp điểm ca’ nhanh:

18" tiếp diém cig phan ts cam ung: 207 bo phan điều chỉnh thời gian khởi đồng, 21” bò phan diệu chính đong

điện khởi động, 22” nựn diều chính cÃt nhanh, 23— thang cát nhanh, 24” miếng chàn, 25” móc của khuc2 động,

Bộ phản cảm ung itd c6 thé diễu chính 2, 2/5, 3 4 5, 6, 8, 10A với thời gian chờ đợi 2 => 10s

Bồ chan diễn w (cht nhanh) co thé diều chính dòng diện tác dộng nhanh (ltdn) gấp 2, 4, 6 hay 8 lan dong diện tác động được diều chính ở bộ phân cảm ưng,

208

Rule 4T-80, PT-80 eta Lién Xô (tương úng với loại RTnC 1 của Rumani] có hình:

dạng như E[.5—12

Role gm mạch từ 1 có khe hở Giữa khc hở có dĩa nhôm 3 Ở phía trên và dưới khc hở, löi từ có vòng ngắn mạch 2 dể tạo lệch pha ®ị và ®2 Cuộn dây có hang day

núm tròn 21 và hệ phích cảm dùng để diều chỉnh dòng điện khởi động của rotc

Trục của đĩa nhôm cố định trên khung động 8 Khung này có thể quay quanh trục O2 Lò xo 9 giữ khung động 8 sao cho truc vil 4 gin trén trục dĩa không ăn khớp với

cung răng khía 5 Cung răng khía 5 có vị trí có duh

Khi dòng điện đạt tới giá trị.chỉnh định dÿ 1 bị kéo làm quay truc vit 4 n khớp

với cung răng khía 5 và dưa 5 lên trên Ví tt 13 dùng để giới hạn sư dời chuyển của khung Cung răng khía 5 được hàn thêm tay Jon 6 Khi 5 lên trên thì tay đòn ê cũng lên

trên và chạm phải tay đòn của phần ting 16 Tay đòn 16 nâng lên và nối tiếp diểm cất nhanh 18 nên xung sẽ truyền đi cất cau dao

Khoảng thời gian từ lúc trục vít 4 bất đầu ăn khớp với cung răng khía 5 cho đến lúc xung truyền đi cất cầu dao phụ thuộc vào cường độ dòng diễn và ví trí của cung ring khía 5 Vị trí của 5 là do vi trí của bộ phân điều chỉnh thời gian khởi đóng 20 vác dinh (cố vít 27) Nếu hộ phận dđiễu chỉnh thời gian khởi dòng 20 ở vị trí thấp thì khoang thời gian chờ doi đến lúo cất cầu dao sé lớn

Phần ứng cất nhanh 1Š ở phía trên lõi thép chính Í sẽ tác động khi xây ra ngắn mạch, lúc đó dòng điện rất lớn, sinh ra lực điện từ đủ sức húi phần úng cải nhanh l§ nâng tay đòn phần ứng 16 nối liền tiếp điểm cắt nhanh (không qua § và 4) truyền xung

đi cắt cầu dao Muốn diều chỉnh dòng diện cắt nhanh này tạ văn núm điều chỉnh cất

nhanh 22 trên thang cất nhanh 23 Vit nay cd tae dung lim thay doi khe hở giữa phần ứng cất nhanh 15 và lõi thép từ 1

§-4-3 Rơfe công saất tual cốc

Itinh 5—13 a, b biểu diễn hai cách cấu trúc, chúng chỉ "khắc nhau ở cách viặt cuộn

544 Role kiéin tra tốc độ kiểu cảm ứng củu Liên Xô ký hiệu PC

Rơle kiểm tra tốc độ được dùng để làm việc trong các sơ đồ hãm nhanh tự động các dong cơ điện không đồng bộ rôto lòng sóc, làm việc ở ludi dién 4p dén 380V Role

có thể làm việc với động cơ diện có tốc độ quay từ 1000 đến 3000v 2 phở chế dò liên tục

hay ngấn hạn lắp lại có tần số thao tác không quá 30 lần trong 1 phút

209

Nguyên lý cấu tạo của rơle này được trình bày trên 115-14, a N6 gdm có một trục

liên hệ với trục dộng cơ, (hoặc máy) có gắn cần không chế Trên trục có gắn nam châm

vĩnh cứu 2 Bên ngoài nam châm có trụ quay tự do 3 Mặt trong trụ có xẻ ranh và đặt các thanh dân 4, các thanh này khép mạch với nhau tạo thành lồng sóc (như ở rỏto động cơ lòng sóc) Cần tiếp điểm động 5 gắn chặt với trụ 3

Khi trụ 1 quay, từ trường nam châm cắt thanh dẫn 4, cảm ứng sức điện động và sinh ra dòng diện Dòng điện trong các thanh dẫn lại tác dụng với từ trưởng tạo mômcn làm trụ 3 quay Cần 5 quay thco trụ 3 đập vào thanh 6 đồng hoặc mở bộ tiếp diểm 7 và 8

Rơlc kiểm tra tốc độ PKC của liên Xô chỉ tác động (thanh 5 đập vùo thanh 6 đóng

hoặc mở bộ tiếp diểm) khi tốc độ quay đạt tới 500 — 700vg/ph Khi tốc độ quay giảm dưới 500 - 700xg/ph rơlc không tác động

Cấu tạo cụ thể của rơle này cho ở II.5—14, b

Hình 5-14 a) Nguyên lý cấu tạo của rơle kiểm.tra tốc độ:

210 b, c) Kết cấu cụ thể của một loại rơle kiếm tra tốc độ kiểu cảm ứng (PKC)

§ 5-5 ROLE NHIET

S—-S-1 Khai nifm va cdng dyng

Role nhiệt là một loại khí cụ, dể bảo vệ đông cơ và mạch điện khỏi hị quá tải,

thường dùng kèm với khởi động từ, côngtắctơ (*) Nó được dùng ở điện áp xoay chiều

đến 500V, tần số 50[lz Một số kết cấu mới của rơle nhiệt có dòng diện định mức đến

150A, có thể dùng ở lưới điện một chiều, có diện áp dến 440V

Rơle nhiệt được đãi trong tủ diện, trên bảng điện, đăng trước hoặc ding sau bd

phận bắt dây dan Role nhiệt không tác dòng tác thời theo tri sd dong dien vi ne cé quan

tính nhiệt lớn, phải có thời gian để phát nóng Do dó nó lam việc có thời gian từ vài giây

đến vài phút Vì vậy nó không thể dùng dể bảo vệ ngắn mạch được

Thường khi dùng rơlc nhiệt để bảo vệ quá tải, người ta phải dat kem vor câu chỉ để bảo vệ ngắn mạch

kén (bimêtan) cấu tạo từ hai tấm kim loại Mội tấm có hệ số giãn nở dài bé (thường

| dung invar c6 thanh phin 36% Ni, 64° Ve), mét tim cd he sd gin nd dai lon (ihudng dùng dòng thau, hoặc thép crém-niken) Cu thể đồng thau có hệ số giãn nở vì nhiệt lớn

gấp 20 lần invar lai tấm kim loại này dược phép chặt với nhau thành một nhiến hoặc

bằng phương pháp cán nóng, hoặc bằng phương pháp hin

Khi bị dốt nóng phiến kim loại kép uốn cong về phía kim loại có hệ số gian nở bé

Sư phát nóng là do có dòng diện trực tiếp đi qua nhiến hoặc gián tiếp qua phíin tử điện trở phát nóng dặt bao quanh phiến kim loại kép

Dể được đó uốn cong lớn, cần phải chế tao phiến có chiều đài kín và chiều dav

nhỏ Ngược lại nếu cần lực dây mạnh, lai phải chế tạo phiến rộng, chiều dầy lớn và chiều dài bé

- Cách tác động của rơlc nhiệt có thể minh họa

làơlc gôm hai mạch diện độc lap : mach dong

lực có dòng điện phụ tải di qua va mach thao tắc

để ngất diện cuôn dây điều khiển Phần tử phát

nóng 1 được dấu nối tiếp với mạch dòng lực bởi

các vít 2, và ôm lấy phiến kim loại kéo 3 Vit 6 cay

" ï - ae 5 Hình 5~15 Nguyên lý cấu tao của

trên giá nhựa cách diện 5 dùng dể diều chỉnh mức rơle nhiệt

độ uốn cong gần xa của dầu tư do của phiến 3

(*) Xem ở clutơng 3

211

Giá 5 cớ thể xoay quanh trục 4 Tùy theo trị sé dong dicn chay qua phan tu phat nóng mà phiến kim loại kép cong nhiều hày it dãy vào vít 6 làm xoay giá 5 dể mở ngàm đòn

bay 9 Dưới tác dụng của lò xo 8, đòn hily Ụ được xoay quanh trục 7 ngược chiếu kim

đồng hồ làm mở cầu tiếp điểm dong 11 khỏi tiếp điểm tính 12 Nút ấn 10 để khôi phục

rơlc về vị trí bạn dầu sau khi miếng kim loài kép đã được nguội trở lại | Điều chỉnh vít 6 đúng, rơle nhiệt sẽ tắc đồng khi có quá tải, lạm mở tiếp di¢m phụ để cắt mạch các cuôn dây công Iie to, Khoi dong ta, fam ngất diện vào phụ tải

SS-3 Phan loại và kết cấu

+ Theo kết cấu, người ta chia rơle nhiệt ra hai loại : kiểu hở và kiểu kín lơile nhiệt kiểu hở được đặt trong các nắp máy, tủ diện, bảng diện v.v Rơlc nhiệt kiểu kín (còn gọi là kiểu bảo vệ) được đặt trong các bề mt hở của thiết bị

+ Theo phương thức đốt nóng, người ta chia rơlc nhiệt ra ba loại :

¬ Đốtxinrc tiếp : dòng diện trưc tiếp di qua tấm kim loại kép Loại này có cấu tạo đơn giản, nhưng khi thay đối dòng điện dịnh múc ta phải thay đổi tấm kim loài kép, Do đó không Tiện dung

- Đố: gián tiếp : dòng diện dị qua phần tử dốt nóng độc lập, nhiệt lượng của nô tỏa ra gián tiếp làm tấm kim loài kép cong lên Loai này có ưu điểm là muốn thay doi dong dién định mức ta chỉ cần thay dối phần tử dốt nóng, chứ không cần phải thay dối tấm kim loại kếp Khuyết điểm của loái này là khi có quá tải lớn, phần tử đốt nóng có

thể dạt tới nhiệt dÖ khá cao, nhưng vì không khí truyền nhiệt kém nên tấm kim loại kép

chưa kịp tác đông mà phần tử đốt nóng da bi chây đút Trong thực tế đa số rơlec nhiệt

kiểu này bị chày hỏng bộ phần đốt nóng lì như vậy,

- Đột hàn hợp — loại này tường dõi tỐt vì vừa dốt trực tiếp, vừa đốt gián tiếp Nó

cá tính ön định nhiệt cao và có thể kìm việc ở bói số qui tái lớn, dến (12 + !S!lưm

+ Theo yêu cầu sử dung, người tá chia rơle nhiệt ra hai loại : hai cực và mỘI cực Loại hai cực thường được dùng để bảo vệ quá tải ở mạch xoay chiều ba pha

Kết cấu một số rơlc nhiệt thường nấp :

1) Rote nhiệt hat cực loại PT của Liên Xô : Sản xuất có ba kiểu : PI—I PT-2 và

1-3 Chúng có kết cấu gần piống nhau và các chỉ tiết sản xuất hàng loại thống nhất quy cách Chúng khác nhau ở cớ kích thước và kích thước các đầu cực bất dây llnh dạng chung của rơle nhiệt kiểu PT-1 như II.5-16

Các phần tử phát nóng của loại rơie này có thể thay thế được, nó được chế tao có dòng diện từ 0,33A đến 205A và dánh số thứ tư từ N”1 đến N°108 (108 cấp dong điện)

IIS-17, a, h, c, d)

Phần tử phát nhiệt có loại trái, loại phải như 115-17 Phần tử phat nhict ta sd N°L + N°34 duoc ché tao bằng dây dien trở crôm - niken mã hiệu X201180 quấn trên

phiến mica kính (IHI.5-17, a và b) Từ số N35 trở lên được chế bằng phương pháp dập

tử lá điện trở cung má hiệu trên (115-17, ¢ va d)

~l12

2) Rơle nhiệt hai cực loại TPH của Liên Äô : Cũng dùng dé bảo vệ quá tải động cơ điện xoay chiều, diện áp đến 500V Nó được chế tạo có dòng điện định múc từ 0,5A đến 32A vũ có thể đặt cùng với khởi dong từ hay dat ring trong nap máy, tủ diễn, bảng điện điều khiến

C nhiệt độ môi trường xung quanh + 35°C và trong chế đó tim vice lién tuc, role sẽ không tác dong khi có dòng diện dinh muc di qua Sau d6 néu dong điền tăng lên (quá

lai) bằng 1,2 lần dòng điện định múc, rơic sẽ tác động sau 20ph Khi qua tai sip 6 lần dòng diện định mức, rơie sẽ tác động sau : 4 + 15s đối với kiểu TP - 8A; sau 6 + 21s đối với các kiểu còn lại

Role loai TPH có ba kiểu (TPHT — 8, TP - 20, TPHỊ - 32), có các phần tử đốt -

nóng có dòng điện định múc lớn nhất tương ứng là 8; 20 và 32A Nó có nút ấn phục hồi 213

3) Role nhiét mét cuc loat TPA và TPB của Liên Xô - Và hoàn thiên hơn cả là kiểu TPH1 và kiểu TPT có hình dang chung như hình 5—18 Nó được dùng dể háo về quá,

tải các thiết bị điện một chiều và xoay chiều, điện áp đến 500V làơlc loài TPA dùng đc

bảo về động cơ điện xoay chiều và một chiều, có điều kiện khởi dệng năng (như thời gian mở máy lâu, hội số dòng diện mở máy lớn) Ngược lại rơic loại TP dùng để hảo vệ thiết bị điện có diễu kiện khởi động nhc

Tiếp điểm làm việc của role nhiệt đấu ở mạch 6 (J diệu khiển hay mạch tín hiệu, có dòng diện đến PA khi ngất ở diện áp xoay chiều đến 380V và dến 1A khi ngất ở diện 4p một chiều dến 220V

Phương thức đốt nóng của nó là hôn hợp, tức lì tấm kim loại kép và phần tử đốt nóng 0ưưyc mắc

sung song, và cùng đấu nối tiếp vào mách phụ tải

Rơic được chế tao có dòng diễn đình mức

7:\ đến 315A Ở dòng điện cao hơn S0A rờilc được ad sin xual cO điền trở sun — Role tu dong phuc hoi

SY TOE lời ES vị trí bạn đầu sau khi tác đồng mọt khong thời

rr | 4) Role nliét dé kite VP-200 (của !iên Xô) |

ul aH vit FP-170) Role nhict đố kiểu này đước thông | _Jo} dung ở nước ta để kiểm tra và tự động khống chế pm trang thái nhiệt độ của môi trưởng lìm việc (lò

Hình 5-18 Hình dạng kết cấu của - XÌY }: (ƯỚC Sử dung trong các sơ đồ tín hiệu và

-r0lc này được trình bày trên 11.5—19

Hình 5-19 Hình dạng kết cấu của role nhiat dd kidu TP-200

Role lam viéc dua trên nguyên lý sử đụng hệ số giãn nở dài khát nhau của invar và đồng thau Khi đốt nóng, ống dong thau 4 giản nở dài ra, làm chuyển dịch tru 1 (gấn

chất trên ống 4) tương dối với hệ thống lò xo 2 Diều dó dẫn tới làm giảm khc hở (xem

sơ đồ đông hoc của rơic này ở II.5-20) "

214