Giáo trình mđ 11 khí cụ điện đcn 2022

UBND TỈNH BẮC NINH TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP BẮC NINH GIÁO TRÌNH MĐ11: KHÍ CỤ ĐIỆN NGÀNH: Điện cơng nghiệp TRÌNH ĐỘ: Cao đẳng Ban hành kèm theo Quyết định số 433a/QĐ-CĐCN ngày 12 tháng 10 năm 2022 Hiệu trưởng trường Cao đẳng Công nghiệp Bắc Ninh Bắc Ninh, năm 2022 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Để thực biên soạn giáo trình đào tạo nghề Điện cơng nghiệp trình độ Cao Đẳng Nghề Trung Cấp Nghề, giáo trình khí cụ điện giáo trình mơn học đào tạo chun ngành biên soạn theo nội dung chương trình khung Bộ Lao động Thương binh Xã hội Tổng cục Dạy Nghề phê duyệt Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức kỹ chặt chẽ với nhau, logíc Khi biên soạn, nhóm biên soạn cố gắng cập nhật kiến thức có liên quan đến nội dung chương trình đào tạo phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết thực hành biên soạn gắn với nhu cầu thực tế sản xuất đồng thời có tính thực tiển cao Nội dung giáo trình biên soạn với dung lượng thời gian đào tạo 60 gồm có: Bài 1: Khí cụ điện đóng cắt Bài 2: Khí cụ điện bảo vệ Bài 3: Khí cụ điện điều khiển Trong trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu khoa học công nghệ phát triển điều chỉnh thời gian bổ sung kiến thức cho phù hợp Trong giáo trình, chúng tơi có đề nội dung thực tập để người học cố áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ Tuy nhiên, theo điều kiện sở vật chất trang thiết bị, trường có thề sử dụng cho phù hợp Tuy nhiên, tùy theo điều kiện sở vật chất trang thiết bị, trường có thề sử dụng cho phù hợp Mặc dù cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng mục tiêu đào tạo không tránh khiếm khuyết Rất mong nhận đóng góp ý kiến thầy, giáo, bạn đọc để nhóm biên soạn hiệu chỉnh hồn thiện Các ý kiến đóng góp xin gửi Trường Cao đẳng nghề công nghiệp Bắc Ninh Bắc Ninh, ngày tháng năm 2022 Tham gia biên soạn Nguyễn Thị Sử Nguyễn Thị Hiền Lê Thị Hiền MỤC LỤC GIÁO TRÌNH MƠN HỌC/MƠ ĐUN Tên mơn học: MĐ11 Khí cụ điện Mã mơn học/mơ đun: MĐ 11 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học/mơ đun: I Vị trí, tính chất mơ đun - Vị trí: Mơ đun học sau mơn học An tồn lao động, Mạch điện, Vật liệu điệnvà song song với môn học, mô đun kỹ thuật sở khác - Tính chất: Là mơ đun kỹ thuật sở, thuộc mô đun đào tạo bắt buộc II Mục tiêu mô đun: - Kiến thức: +Nhận dạng phân loại loại khí cụ điện + Trình bày cấu tạo nguyên lý hoạt động loại khí cụ điện thơng dụng - Kỹ năng: + Tháo lắp, sữa chữa hư hỏng thơng thường khí cụ điện; + Lựa chọn loại khí cụ điện theo yêu cầu phụ tải - Năng lực tự chủ trách nhiệm: + Đảm bảo an toàn cho người thiết bị + Phát huy tính chủ động, sáng tạo tập trung công việc III Nội dung mô đun: Nội dung tổng quát phân bổ thời gian: Thời gian (giờ) TT Tên mơ đun Bài 1: Khí cụ điện đóng cắt Cầu dao Công tắc Dao cách ly Máy cắt điện Áp tô mát Bài 2: Khí cụ điện bảo vệ Nam châm điện Rơle điện từ Rơle nhiệt Cầu chì Bài 3: Khí cụ điện điều khiển Cơng tắc tơ, Khởi động từ Rơle thời gian Rơle tốc độ Bộ khống chế Tổng số Lý thuyết Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập Kiểm tra 14 14 13 Kiểm tra kết thúc mô đun Cộng: 45 15 24 BÀI 1: KHÍ CỤ ĐIỆN ĐĨNG CẮT Cầu dao 1.1 Cơng dụng, phân loại, cấu tạo, nguyên lý hoạt động a Công dụng Cầu dao loại khí cụ điện đóng cắt dịng điện tay đơn giản Được sử dụng mạch điện có điện áp nguồn cung cấp chiều đến 220V, xoay chiều đến 380V b Phân loại - Phân loại theo theo kết cấu (số cực): có loại cực, cực, cực, cực Cầu dao có tay nắm hay tay nắm bên Cầu dao ngả cầu dao hai ngả - Phân loại theo điện áp định mức: 250V, 500V - Phân loại theo dòng điện định mức:15A, 25A, 30A( 40 ), 6Â, 75A, 100A, 150A, 200A, 300A, 350A, 600A, 1000A - Phân loại theo điều kiện bảo vệ: loại có hộp, loại khơng có hộp che chắn ( nắp nhựa, nắp gang, nắp sắt vv ) - Phân loại theo vật liệu cách điện: loại đế sứ, đế nhựa, đá, bakêlit - Phân loại theo yêu cầu sử dụng: Cầu dao có cầu chì bảo vệ cầu dao khơng có cầu chì bảo vệ c Cấu tạo, nguyên lý hoạt động * Cấu tạo chung Đế Ngàm tĩnh(Tiếp xúc tĩnh) Lưỡi dao Lưỡi dao phụ Tay nắm Lò xo Cực đấu dây Dây dẫn * Nguyên lý hoạt động - Đóng mạch: Khi đưa tay nắm lên cho dao tiếp xúc với tiếp xúc tĩnh 2, lúc mạch điện đóng - Ngắt mạch: Khi kéo tay nắm xuống đưa lưỡi dao khỏi ngàm 2, lị xo bật nhanh kéo lưới dao phụ khỏi ngàm, dòng điện ngắt đồng thời hồ quang dập tắt 1.2 Cách lựa chọn cầu dao + Cầu dao hạ áp lựa chọn theo điều kiện UđmCD UđmLĐ IđmCD Itt Trong đó: UđmCD - Điện áp định mức cầu dao, thường chế tạo cỡ: 220V,250V, 380V, 440V, 600V UđmLĐ - Điện áp định mức lưới điện hạ áp, có trị số 220V 380V + Ngồi cịn phải ý đến số pha, số cực, khả cắt tải, nhà, trời 1.3 Kiểm tra, bảo dưỡng - Cầu dao sử dụng rộng rãi sinh hoạt,công nghiệp, nông nghiệp - Cầu dao thường dùng để đóng, ngắt trực tiếp mạch điện có cơng suất nhỏ Khi làm việc khơng cần thao tác đóng, cắt nhiều lần - Với mạch điện có cơng suất trung bình lớn cầu dao dùng để đóng cắt khơng tải TT Những hư hỏng Hỏng nắp bảo vệ Tiếp xúc không tốt Nguyên nhân Vỡ, va đập mạnh Biện pháp khắc phục Thay nắp cách điện khác Có cố, Mịn tiếp Dùng giấy giáp đánh điểm tiếp điểm thay Công tắc 2.1 Công dụng phân loại cấu tạo, nguyên lý hoạt động a Công dụng Công tắc điện khí cụ đóng ngắt tay kiểu hộp, dùng để đóng ngắt mạch điện có cơng suất nhỏ, sử dụng điện áp chiều đến 440V xoay chiều đến 500V b Phân loại Có nhiều loại công tắc khác công tắc xoay, công tắc bấm, công tắc giật Trên vỏ thường ghi đại lượng định mức (ví dụ: 250V-10A) Cơng tắc hộp thường dùng làm cầu dao tổng cho máy cơng cụ, dùng đóng mở trực tiếp cho động điện công suất bé, dùng để đổi nối, khống chế mạch điện tự động Có dùng để thay đổi chiều quay động điện, đổi cách đấu cuộn dây stato động từ (Y) sang tam giác ( ) Công tắc hộp làm việc chắn cầu đao, dập tắt hồ quang nhanh thao tác ngắt nhanh dứt khốt cầu dao 2.2 Lựa chọn công tắc a Công tắc hộp( công tắc xoay) * Ký hiệu công tắc xoay * Cách sử dụng Công tắc xoay thường mắc mạch động lực nối tiếp với phụ tải, sau cầu chì Thơng thường mắc cố định bảng điện mắc kèm với đồ dùng điện đèn bàn, quạt điện b Công tắc vạn * Công dụng Công tắc vạn dùng để đóng, cắt, chuyển đổi mạch điện cuộn hút CTT, KĐT vv Chuyển đổi mạch điện dụng cụ đo lường Nó thường dùng mạch điện điều khiển có điện áp đến 440V chiều, 500v xoay chiều * Ký hiệu * Cách sử dụng Công tắc vạn thường mắc mạch điều khiển, nối tiếp với cuộn dây CTT, KĐT vv c Cơng tắc hành trình * Cơng dụng Cơng tắc hành trình dùng để đóng, ngắt mạch điều khiển truyền động điện tự động hoá Tuỳ thuộc vào cữ gạt cấu chuyển động khí nhằm tự động điều khiển hành trình làm việc hay tự động ngắt mạch điện cuối hành trình để đảm bảo an tồn cho mạch điện * Ký hiệu: Tiếp điểm thường mở Tiếp điểm thường đóng * Cách sử dụng Cơng tắc hành trình thường mắc mạch điều khiển, nối tiếp với cuộn dây CTT, KĐT vv 2.3 Kiểm tra, bảo dưỡng Tt Những hư hỏng Không bật tắt công tắc Hỏng vỏ bảo vệ Nguyên nhân Bị kẹt tiếp điểm Biện pháp khắc phục Sửa lại Vỏ bị chảy, Rơi vỡ, va Cạo lớp nhựa đập mạnh chảy thay Công dụng phân loại Nút điều khiển gọi nút ấn, khí cụ điện dùng để đóng, ngắt từ xa thiết bị điện từ khác nhau, dụng cụ báo hiệu, dùng để chuyển đổi mạch điện điều khiển, tín hiệu, liên động, bảo vệ vv với mạch điện chiều có điện áp đến 440V, xoay chiều đến 500V, tần số 50 - 60 Hz * Một số loại nút điều khiển thường dùng a Ký hiệu: Nút ấn thường mở Nút ấn thường đóng b Cách sử dụng: - Nút ấn thường dùng để khởi động,dừng đảo chiều động điện cách đóng ngắt mạch điện cuộn dây công tắc tơ, khởi động từ mác mạch điều khiển - Nút ấn thường đặt bảng điều khiển, tủ điện, hộp nút ấn - Nút ấn thường làm việc mơi trường khơng ẩm ướt, khơng có hố chất - Nút ấn kiểu hở thường đặt giá đặt bảng điện, hộp nút ấn hay tủ điện - Nút ấn kiểu bảo vệ đặt vỏ nhựa hay vỏ sắt có hộp - Nút ấn kiểu bảo vệ chống nước đặt vỏ khít để tránh nước lọt vào - Nút ấn kiểu bảo vệ chống bụi đặt vỏ cacbua đúc kín, khít để chống ẩm bụi lọt vào - Nút ấn kiểu bảo vệ chống nổ dùng hầm lị, nơi có khí nổ lẫn khơng khí Dao cách ly 3.1 Công dụng phân loại cấu tạo, nguyên lý hoạt động a Công dụng Dao cách ly thiết bị đóng cắt khí, vị trí mở tạo nên khoảng cách cách điện Chúng có khả mở hoạc đóng mạch dịng điện đóng mở khơng đáng kể biến thiên điện áp đầu cực không đáng kể Dao cách ly chế tạo có điện áp từ 72.5 đến 800 kV Dịng điện từ 1250 đến 4000A, dòng ngắn mạch tới 63 đến 160 kA DCL khơng có phận dập tắt hồ quang nên khơng thể đóng cắt mạch điện có dịng điện lớn Nếu dùng DCL đóng cắt mạch điện có dịng điện lớn phát sinh hồ quang gây nguy hiểm Vì DCL thường dùng để đóng cắt mạch điện khơng tải nơi cần sữa chữa thường lắp đặt thêm DCL ngồi thiết bị đóng cắt khác b Phân loại + Phân theo điện áp + Phân theo số pha:1 pha, pha + Phân theo điều kiện bảo vệ: Trong nhà, trời + Phân loại theo kết cấu: kiểu quay, kiểu trụ c Cấu tạo - Dao cách ly quay hai trụ có điện áp từ 72.5 đến 420kV Sử dụng trạm biến áp nhỏ trạm biến áp lớn trời: trạm đường dây đến, dao cách li phân đoạn - Đế quay1 lắp khung thép cán định hình nối kẹp - Sứ cách điện 3( sứ đỡ ) gắn với bệ quay, đỉnh gắn với khớp xoay có cần tiếp điểm cao áp - Tay khớp cấu trúc nhơm hàn có chi tiết tiếp điểm khơng bị ăn mịn thời gian lâu khơng làm giảm giá trị điện trở - Bệ quay có cấu chịu điều kiện thời tiết không cần bảo dưỡng ổ bi Bệ quay lắp bu lông cho phép điều chỉnh xác hệ thống tiếp điểm thiết bị thẳng hàng cho phép có dung sai sứ cách điện 1.i.1.a.i.1 1.i.1.a.i.2 áp 1.i.1.a.i.3 1.i.1.a.i.4 Đế quay Khung Tay khớp Đầu nối cao Sứ cách điện Đầu quay Bộ tác động Tiếp điểm Dao cách li hai trụ kiểu SGF d Ngun lý hoạt động vị trí mở, DCL có điểm cắt hai trụ tạo nên khoảng cách cách điện nằm ngang Các sứ đỡ gắn với bệ quay đỉnh gắn với khớp xoay có cần tiếp điểm cao áp Khi thao tác hai cần quay góc 900 Khi DCL đóng, phận tiếp điểm đóng vào khớp, nối kín mạch điện Việc thao tác đóng, cắt DCL thực tay ( sào ) động 3.2 Cách lựa chọn dao cách ly + Điều kiện chọn dao cáh ly: UđmDCL ≥ Uđm LĐ IđmDCL ≥ Imax ≥ Ilvmax IXK Trong đó: UđmDCL : Điện áp định mức DCL ( kV ) Uđm LĐ: Điện áp định mức lưới điện( kV ) IđmDCL: Dòng điện định mức DCL( A ) 10 Gồm hai phập chính: cuộn dây(phần điện) mạch từ ( Phần từ ) Hệ thống tiếp điểm + Cuộn dây: Được quấn dây điện từ, cuộn dây quấn quanh lõi thép Cuộn dây đấu nối tiếp song song với lưới điện tuỳ theo loại + Mạch từ ( Lõi thép ): Được làm vật liệu từ: thép thép kỹ thuật điên Lõi thép có nhiều hình dạng khác Tuỳ theo kết cấu loại nam châm Có hai phần: Nắp ( phần động) lõi thép ( phần cố định) + Hệ thống tiếp điểm: Tiếp điểm thường đóng, tiếp điểm thường mở b Nguyên lý làm việc Sự làm việc rơ le điện từ dựa nguyên lý điện từ Khi có dịng điện chạy qua, cuộn dây sinh lực hút điện từ hút nắp phía lõi Làm cho tiếp điểm thường mở đóng lại tiếp điểm thường đóng mở 2.2 ứng dụng rơ le điện từ a Rơ le dòng điện + Dùng để bảo vệ tải ngắn mạch để diều khiển làm việc động điện + Ký hiệu sơ đồ - Tiếp điểm thường mở - Tiếp điểm thường đóng 20 - Cuộn dây b Rơ le điện áp + Dùng để bảo vệ thiết bị điện điện áp tăng giảm mức quy định + Rơ le điện áp có cấu tạo tương tự rơ le dòng điện, cuộn dây quấn nhiều vịng dây mắc song song với mạch điện cần bảo vệ + Theo nhiệm vụ bảo vệ , rơ le điện áp chia làm hai loại: - Rơ le điện áp cực đại: Khi điện áp bình thường rơ le không tác động, điện áp tăng trị số cho phép lực điện từ thắng lực cản lò xo, rơ le tác động - Rơ le điện áp cực tiểu: Khi điện áp bình thường, phần ứng rơ le chụi lực điện từ tác động Khi điện áp giảm trị số cho phép lực điện từ thắng lực cản lị xo, rơ le khơng tác động + Ký hiệu sơ đồ: - Tiếp điểm thường mở - Tiếp điểm thường đóng - Cuộn dây Rơle nhiệt 3.1 Công dụng phân loại cấu tạo, nguyên lý hoạt động a Công dụng - Rơle nhiệt khí cụ điện dùng để bảo vệ động mạch điện khỏi bị tải Thường dùng kèm với khởi động từ, cơng tắc tơ Nó dùng điện áp chiều đến 440V, xoay chiều đến 500V, f = 50 Hz - Rơ le nhiệt đặt tủ điện, bảng điện, thường kèm với CTT - Rơle nhiệt không tác động tức thời theo trị số dịng điện có qn tính nhiệt lớn, phải có thời gian để phát nóng Do làm việc thời gian từ vài giây đến vài phút Vì khơng dùng để bảo vệ ngắn mạch - Thường dùng rơle nhiệt để bảo vệ tải, người ta phải mắc kèm với cầu chì để bảo vệ ngắn mạch b Phân loại - Theo kết cấu: + Kiểu hở: đặt nắp máy, tủ điện, bảng điện + Kiểu kín: đặt bề mặt hở thiết bị: tủ lạnh, nồi cơm điện, bàn vv - Theo phương thức đốt nóng: + Đốt nóng trực tiếp: dịng điện trực tiếp qua kim loại kép + Đốt nóng gián tiếp: dịng điện qua phần tử đốt nóng độc lập 21 + Đốt nógn hỗn hợp: - Theo yêu cầu sử dụng: Loại cực, cực, cực Loại 2,3 cực thường dùng để bảo vệ tải mạch điện xoay chiều pha Thơng thường ta gặp rơle nhiệt đốt nóng gián tiếp 2,3 phần tử c Cấu tạo Sơ đồ nguyên lý cấu tạo rơle nhiệt: Phần tử đốt nóng Thanh kim loại kép Địn bẩy Lị xo Tiếp điểm thường đóng + Phần tử đốt nóng (1): mắc nối tiếp với phụ tải mắc mạch động lực, có tác dụng nung nóng kim loại kép Ký hiệu: + Thanh kim loại kép (2): phần tử nhạy cảm nhiệt, gồm kim loại có hệ số giãn nở dài khác ( L1 < L2 ), kim loại có hệ số giãn nở bé invar, kim loại có hệ số giãn nở lớn thường đồng thau với hệ số giãn nở gấp 20 lần invar Hai kim loại ép chặt với phương pháp cán nóng hàn Tạo thành cố định đầu Khi bị nung nóng theo phương kim loại kép cong phía kim loại có hệ số giãn nở dài nhỏ + Lò xo (4) đòn bẩy (3): Lị xo (4) có tác dụng làm cho địn bẩy ( ) bật lên để mở tiếp điểm thường đóng rơle nhiệt + Tiếp điểm thường đóng (5): mắc nối tiếp vào mạch điều khiển Ký hiệu: - Tiếp điểm thường đóng - Tiếp điểm thường mở 22 Ngồi rơle nhiệt cịn có số phận khác vỏ , đế, núm điều chỉnh dòng điện tác động d Nguyên lý làm việc - Trạng thái bình thường: Khi phụ tải (thiết bị) làm việc chế độ bình thường I lv = Iđm, có dịng điện chạy qua phần tử đốt nóng (1 ), nhiệt độ phần tử đốt nóng mức độ cho phép Tiếp điểm (5 ) trạng thái thường đóng phụ tải( thiết bị ) làm việc bình thường - Khi xảy cố tải (Ilv > Iđm) dòng điện chạy qua phần tử đốt nóng tăng trị số cho phép Nhiệt độ phần tử đốt nóng tăng mức độ cho phép Làm cho kim loại kép bị nung nóng Sau khoảng thời gian kim loại kép bị cong lên phía kim loại có hệ số giãn nở dài bé Do làm cho địn bẩy bị điểm tì bật lên nhờ lị xo (4 ), tiếp điểm thường đóng mở cắt mạch điện vào phụ tải, mạch điện bảo vệ Sau rơ le nhiệt tác động, ta phải để thời gian cho kim loại kép nguội ta ấn nút phục hồi (6) Tiếp điểm (5) trở trạng thái thường đóng Dịng điện tác động rơle nhiệt chỉnh định cách thay đổi lực kéo lò xo (4) 3.2 Cách lựa chọn rơ le nhiệt + Điều kiện chọn: IđmRN = IđmĐC ItđRN = ( 1,2 - 1,3 ) IđmĐC Trong đó: IđmRN : Dòng điện định mức rơle nhiệt IđmĐC : Dòng điện định mức động điện cần bảo vệ ItđRN : Dòng điện tác động rơle nhiệt 3.3 Kiểm tra, bảo dưỡng Tt Những hư hỏng Nguyên nhân Biện pháp khắc phục Không tác động - Hỏng lưỡng - Thay có cố kim - Nắn lại tiếp - Tiếp điểm bị cong điểm vênh Không làm việc trở Nút ấn hồi phục bị Sửa lại, thay lại bảo vệ xong kẹt, gẫy, hỏng Cầu chì 4.1 Cơng dụng phân loại cấu tạo, nguyên lý hoạt động a Công dụng Cầu chì loại khí cụ điện dùng để bảo vệ thiết bị điện lưới điện tránh khỏi dòng điện ngắn mạch ( tải) 23 Thường dùng để bảo vệ đường dây, máy biến áp, động điện, thiết bị điện, mạch điêù khiển, mạch chiếu sáng Cầu chì có cấu tạo đơn giản, kích thước nhỏ, khả cắt nhanh, giá thành rẻ, ngày sử dụng rộng rãi b Cấu tạo chung cầu chì Nguyên lý cấu tạo chung cầu chì, gồm phần: Dây chảy, đế, nắp + Dây chảy: Dây chảy dùng để cắt mạch điện cần bảo vệ Dây chảy làm vật liệu để chảy (nhiệt độ nóng chảy thấp) như: kẽm, hợp kim, chì, thiếc, Al, Cu Dây chảy mắc nối tiếp với mạch điện cần bảo vệ Được lắp dây pha + Đế: Dùng để bắt chặt cầu chì lên bảng điện, để gắn cực đấu dây Đế làm vật liệu cách điện như: sứ, đá, nhựa chịu nhiệt vv + Nắp: Dùng để bảo vệ an toàn dập tắt hồ quang nhanh Nắp làm vật liệu cách điện như: sứ, đá, nhựa chịu nhiệt vv… c Nguyên lý hoạt động Khi có tượng ngắn mạch dịng điện qua dây chảy cầu chì tăng cao, có tỏa nhiệt: Q = 0,24I2Rt, làm cho dây chảy nóng lên, dịng điện tăng, nhiệt độ dây chảy tăng đến mức làm dây chảy bị đứt ngắt dòng điện mạch Khi dây chảy cháy thường phát sinh hồ quang dây chảy đặt kín vỏ nhờ phần nắp hồ quang bị dập tắt nhanh chóng *Giới thiệu số loại cầu chì hạ áp * Cầu chì kiểu hở: Loại thường dùng trời trạm điện khơng có vỏ bọc kín, thường gồm dây chảy làm chì, kẽm, hợp kim chì, thiếc dập cắt thành sau Sau dùng vít bắt chặt vào cực đấu dây gắn bảng cách điện đá, sứ Loại thơng dụng nước ta có cỡ 5A, 10A, 30A * Cầu chì vặn: 24 Dây chảy điện nối với nắp phía Nắp có dạng vít để vặn chặt vào đế Dây chảy đồng, có dùng bạc Có cỡ định mức 6A, 15A, 20A, 25A, 30A, 60A điện áp định mức 500V * Cầu chì hộp: Hộp nắp làm sứ cách điện bắt chặt tiếp xúc vít vào phía nắp Tuỳ vào nơi sử dụng để ta chọn dây chảy dây chì trịn cho thích hợp, Cầu chì hộp chế tạo theo cỡ có dịng điện định mức là: 5A, 10A, 15A, 20A, 30A, 60A, 80A, 100AC với Uđm đến 500V * Cầu chì ống: + Cầu chì ống khơng có cát thạch anh: 1- ống kín phíp 2- Cực nối với dây chảy 3- Dây chảy 4- Nắp đồng có vít 5- Cực tiếp xúc 6- Vịng đệm đồng Vỏ làm chất hữu có dạng hình ống, ta thường gọi cầu chì ống phíp Dây chảy đặt ống kín phíp, hai đầu có nắp đồng, có vít để vặn Dây chảy làm kẽm ( nhiệt độ nóng chảy thấp 420 0C ) có khả chống rỉ.Với hình dạng phần Cầu chì ống thường chế tạo theo cỡ chiều dài Tuỳ thuộc vào cấp điện áp làm việc Cỡ ngắn để làm việc với điện áp không 380V điện xoay chiều.Cỡ dài để làm việc với điện áp đến 500V điện xoay chiều Tuỳ thuộc vào dòng điện định mức chạy qua cầu chì mà cữ chiều dài, ta có nhiều cỡ đường kính khác nhau( tới cỡ đường kính) Trong cỡ đường kính, ta đặt dây chảy có trị số dịng điện định mức khác Ví dụ: Cầu chì ống có dịng định mức 15A, ta đặt dây chảy có dịng định mức là: 5A, 10 A 15a + Cầu chì ống có cát thạch anh: (cịn gọi cầu chì ống sứ) Cầu chì ống có cát thạch anh có đặc tính bảo vệ hồn thiện Vỏ làm sứ có dạng hình hộp chữ nhật Trong có trụ trịn rỗng để đặt dây chảy, dây chảy có dạng hình Làm đồng dày 0.1 đến 0.2 mm 4.2 Lựa chọn cầu chì 25 Lựa chọn cầu chì: Cầu chì hạ áp lựa chọn theo điều kiện: UđmCC UđmLĐ Idc Itt Trong đó: UđmCC- Điện áp định mức cầu chì, chế tạo cỡ điện áp với cầu dao: 220V, 230V, 259V, 380V, 400V, 440V, 500V, 690V UđmLĐ- Điện áp định mức lưới điện hạ áp, có trị số 220 V (điện áp pha), 380V (điện áp dây) Idc - Dòng điện định mức dây chảy (A), nhà chế tạo cho Itt - Dòng điện tính tốn, dịng lâu dài lớn chạy qua dây chảy cầu chì (A) 4.3 Kiểm tra, bảo dưỡng Tt Biện pháp khắc phục Đứt dây chảy Do tượng ngắn Thay dây chảy mạch khác Đế, nắp bảo vệ bị Bị nóng chảy Cạo lớp nhựa chảy, vỡ rơi va đập mạnh bị chảy thay 26 Những hư hỏng Nguyên nhân BÀI 3: KHÍ CỤ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN Cơng tắc tơ 1.1 Công dụng, phân loại, cấu tạo, nguyên lý hoạt động a Công dụng - Công tắc tơ loại khí cụ điện dùng để đóng, ngắt từ xa tự động nút ấn mạch điện lực có phụ tải, điện áp đến 500V, dòng điện đến 600A - Cơng tắc tơ có hai vị trí đóng - cắt, chế tạo với tần số đóng cắt lớn đến 1500 lần b Phân loại Công tắc tơ chia làm nhiều loại: - Theo ngun lý truyền động, ta có cơng tắc tơ kiểu điện từ ( truyền điện lực hút điện từ), kiểu ép, kiểu thuỷ lực - Theo dạng dịng điện: có cơng tắc tơ điện chiều công tắc tơ điện xoay chiều c Cấu tạo Sơ đồ nguyên ly cấu tạo công tắc tơ Má tiếp điểm động Má tiếp điểm tĩnh 3, Má tiếp điểm tĩnh phụ Má tiếp điểm động phụ 6, 11 Lò xo Mạch từ động (Phần ứng) nam châm 27 Mạch từ tĩnh nam châm Cuộn dây nam châm 10 Vòng đồng ngắn mạch * Cơ cấu điện từ (Nam châm điện) + Mạch từ (Lõi thép) - Mạch từ có tác dụng dẫn từ thơng có dịng điện qua cuộn dây - Mạch từ ghép tơn silíc, thường có dạng chữ E, U, I, ghép chặt cách điện với lớp sơn cách điện (để hạn chế dòng điện xoáy gây lên) - Mạch từ bao gồm: Mạch từ tĩnh, mạch từ động - Mạch từ tĩnh ghép chặt cố định Trên mạch từ thường có vòng đồng ngắn mạch để chống rung - Mạch từ động( phần ứng) nối với hệ thống tiếp điểm qua trục truyền động + Cuộn dây: - Cuộn dây có tác dụng để hút phần ứng có dòng điện chạy qua - Cuộn dây làm dây đồng có bọc cách điện bên ngồi, bao gồm nhiều vòng dây quấn khung dây cách điện lồng vào mạch từ tĩnh - Cuộn dây cơng tắc tơ hay cịn gọi cuộn hút - Ký hiệu cuộn hút công tắc tơ: Cơ cấu điện từ (Nam châm điện)1, Lõi thép2, Cuộn dây * Hệ thống tiếp điểm: Tiếp điểm chính, tiếp điểm phụ + Hệ thống tiếp điểm làm hợp kim chịu dịng điện lớn, có tiết diện bề mặt tiếp xúc lớn Hệ thống tiếp điểm thường tiếp điểm thường mở mắc mạch động lực + Hệ thống tiếp điểm phụ có tiết diện bề mặt tiếp xúc nhỏ tiếp điểm 28 Hệ thống tiếp điểm phụ bao gồm: Tiếp điểm thường mở tiếp điểm thường đóng Tiếp điểm phụ mắc mạch điều khiển + Ký hiệu hệ thống tiếp điểm: Tiếp điểm thường mở: Tiếp điểm thường đóng: * Bộ phận dập hồ quang: (Hộp dập hồ quang) Hộp dập hồ quang có tác dụng dập tắt hồ quang sinh trình đóng cắt Thơng thường hộp dập hồ quang làm nhựa cứng chịu nhiệt Hộp dập hồ quang chia làm ba ngăn, ngăn chứa tiếp điểm d Nguyên lý làm việc - Khi cấp điện cho cuộn dây cơng tắc tơ, dịng điện cuộn dây sinh lực điện từ hút phần ứng nam châm điện xuống, làm cho tiếp điểm thường đóng mở ra, tiếp điểm thường mở đóng lại, cấp điện cho phụ tải làm việc - Khi điện điện áp đặt vào cuộn dây công tắc tơ nhỏ 80% điện áp định mức cuộn dây, lực điện từ không đủ mạnh để hút phần ứng xuống cơng tắc tơ khơng làm việc 1.2 Cách lựa chọn công tắc tơ - Phạm vi ứng dụng: công tắc tơ ứng dụng rộng rãi mạch điện máy công cụ, mạch điện hệ thống trạm bơm - Lựa chọn công tắc tơ: công tắc tơ lựa chọn dựa vào dòng điện định mức qua tiếp điểm chính: Iđm qua tiếp điểm Iđm phụ tải 1.3 Kiểm tra, bảo dưỡng Trình tự tháo, kiểm tra, sửa chữa lắp công tắc tơ ( loại TT Nội dung công việc Phương tiện, dụng cụ B1 Tháo, kiểm tra nắp Tuốc nơ vit B2 B3 dập hồ quang Tháo, kiểm tra phần Tuốc nơ vit biến dạng Tiếp điểm không bị cháy, động: tiếp điểm chính, xém, tiếp xúc tốt, mặt phẳng lõi thép động, tiếp điểm lõi thép nhẵn, không xây phụ Tháo, kiểm tra phần xước Tuốc nơ vit, đồng hồ Điện tĩnh: cuộn dây, lõi thép vạn 29 ME – 221 Liên Xô ) Yêu cầu kỹ thuật Nắp không bị cháy xém, trở cuộn dây tĩnh, vòng chập, lò xo R=110 , không bị đứt, mặt phẳng lõi thép nhẵn, khơng xây xước, khơng bị nứt, lị xo B4 Sửa chữa hư có độ đàn hồi tốt Tuốc nơ vit, dẻ lau, Tiếp điểm sạch, nhẵn, cuộn hỏng thường gặp: Tiếp giấy giáp dây có R = 110 , Lị xo có điểm: cháy xém, cháy độ đàn hồi tốt hỏng, cuộn dây: đứt, cháy, Lò xo: không đàn B5 hồi Lắp ráp: thực Tuốc nơ vit ngược lại với trình tự B6 tháo(từ B3 B1) Kiểm tra: Khơng điện có điện ốc vít bắt chặt, chắn, có đọ trơn trượt tốt Tuốc nơ vit, đồng hồ vạn Hoạt động tốt, tiếng kêu, tiếp điểm đóng, mở theo yêu cầu Rơle trung gian 2.1 Công dụng, phân loại, cấu tạo, nguyên lý hoạt động - Rơle trung gian (Relay trung gian) loại thiết bị có chức chuyển mạch tín hiệu điều khiển khuếch đại chúng với kích thước nhỏ Thiết bị lắp đặt vị trí trung gian nằm thiết bị điều khiển công suất nhỏ thiết bị công suất lớn b.Phân loại ro le trung gian Rơ le trung gian thiết bị điện phổ biến thị trường, chúng có nhiều cách để phân loại, ví dụ như: Phân loại theo điện áp: Rơ le trung gian 12vdc Rơ le trung gian 24vdc Rơ le trung gian 220v Rơ le trung gian 48vdc Rơ le trung gian 380v Theo số chân: Rơ le trung gian 14 chân Rơ le trung gian chân Rơ le trung gian chân Rơ le trung gian 11 chân… c Cấu tạo 30 Cấu tạo rơ le trung gian bao gồm phần là: cuộn hút (nam châm điện) mạch tiếp điểm (mạch lực) + Nam châm điện : Bao gồm lõi thép động, lõi thép tĩnh cuộn dây Cuộn dây dùng để cuộn cường độ, điện áp cuộn điện áp lẫn cường độ Trong đó, lõi thép động định vị vít điều chỉnh găng lị xo + Tiếp điểm: Bao gồm tiếp điểm nghịch có vai trị đóng cắt tín hiệu thiết bị tải với dịng nhỏ cách ly với cuộn hút Hình 2.29 Rơ le trung gian d Nguyên lý hoạt động rơ le trung gian – Nguyên lý hoạt động + Để tạo từ trường hút, dịng điện cần chạy qua rơ le trung gian, sau dịng điện chạy qua cuộn dây tạo thành từ trường hút Giúp tạo đòn bẩy làm đóng mở tiếp điểm điện làm thay đổi trạng thái rơ le trung gian Tùy vào thiết kế mà số tiếp điểm điện thay đổi khác + Rơ le trung gian có mạch hoạt động là: mạch điều khiển cuộn dây cho dòng chạy qua hay khơng mạch điều khiển dịng điện có qua rơ le hay khơng Chức Rơle trung gian “trung gian” giúp chuyển tiếp mạch điện cho thiết bị khác Giống bảo vệ tủ lạnh điện yếu rơ le tự động ngắt điện, điện ổn định cấp điện lại bình thường.Hoặc ắc quy cho ô tô hay xe máy máy phát điện khỏe rơ le trung gian đóng mạch nạp ắc quy Vai trò Rơ le trung gian: Vai trò Rơ le trung gian mạch điện điều khiển có vai trị quan trọng giúp: - Mạch điều khiển cách ly với mạch lực - Mạch điện cách ly với cấp điện áp - Có nhiệm vụ nhận tín hiệu sử dụng vị trí trở lên Ứng dụng rơ le đời sống Rơ le cịn dùng để chia tín hiệu đến nhiều phận khác hệ thống sơ đồ mạch điện điều khiển 31 Không vậy, rơ le làm phần tử đầu cách ly điện áp phần chấp hành như: điện xoay chiều, điện áp lớn với phần điều khiển để truyền tín hiệu cho phận phía sau Như ta thấy chức rơ le trung gian làm chuyển tiếp mạch điện giúp làm đóng ngắt điện Rơ le trung gian sử dụng nhiều ngành điện tử như: tủ lạnh, tủ điện, tủ điều khiển hay loại máy móc cơng nghiệp Hy vọng viết giúp người dùng hiểu chức rơ le trung gian cơng dụng áp dụng áp dụng vào đời sống hàng ngày 2.2 Ứng dụng rơle thời gian - Rơ le trung gian sử dụng nhiều thiết bị công nghiệp với nhiệm vụ trung gian để chuyển tiếp mạch điện đến với thiết bị khác Relay giúp bảo vệ thiết bị, kéo dài tuổi thọ chúng Rơ le dùng để chia tín hiệu điện đến phận hệ thống sơ đồ mạch điện điều khiển - Rơ le trung gian phần từ đầu cách ly điện áp phần chấp hành điện xoay chiều, điện áp lớn,… phần điều khiển Phần chấp hành: điện xoay chiều có điện áp cao 220V-380V Phần điều khiển: điện chiều có điện áp thấp 9V-24V Trên thực tế, người ta sử dụng rơ le trung gian để truyền tín hiệu hay vòng điện từ vài Ampe đổ lại 2.3 Kiểm tra, bảo dưỡng Rơle thời gian 3.1 Công dụng, phân loại, cấu tạo, nguyên lý hoạt động a Công dụng - Rơ le thời gian thiết bị tạo thời gian trì cần thiết truyền tín hiệu từ thiết bị này( rơ le này) đến thiết bị khác( rơ le khác) + Ký hiệu sơ đồ: - Tiếp điểm thường mở - Tiếp điểm thường đóng - Cuộn dây - Tiếp điểm thờng mở đóng chậm - Tiếp điểm thờng đóng mở chậm 32 b Cấu tạo c Nguyên lý làm việc Khi cho dòng điện chạy qua cuộn dây, lõi thép hút phần ứng Nếu cắt dòng điện, phần ứng khơng nhả kết cấu có ống lót đồng Lúc từ thơng cuộn dây giảm, ống đồng cảm ứng sức điện động dịng điện, cản trở giảm từ thơng nên phần ứng đợc hút thời gian Muốn chỉnh định thời gian trì thay đổi lực cản lò xo, thay đổi độ dày ống đồng Thời gian trì rơ le kiểu điện từ pham vi từ 0,5 đến 5s 3.2 Ứng dụng rơle trung gian - Rơ le thời gian kiểu điện từ dùng mạch điện chiều, muốn sử dụng mạch xoay chiều phải dùng thêm chỉnh lưu 3.3 Kiểm tra, bảo dưỡng 33 Tài liệu tham khảo: [1] Nguyễn Xuân Phú, Khí cụ Điện - Kết cấu, sử dụng sửa chữa, NXB Khoa Học Kỹ Thuật 2000 [5] K.B Raina, S.k.bhattcharya, Phạm Văn Niên (dịch), Thiết kế điện dự toán giá thành, NXB Khoa Học Kỹ Thuật 1996 [6] Phạm Văn Chới, Bùi Tín Hữu, Khí cụ điện, NXB Khoa Học Kỹ Thuật 2000 34