Mh 07 kỹ thuật điện (ngành công nghệ ô tô)

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BẮC NINH TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠNG NGHIỆP BẮC NINH GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: MH07 - KỸ THUẬT ĐIỆN NGÀNH: CƠNG NGHỆ Ơ TƠ 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 nguyên 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 Giáo trình Kỹ thuật điện, biên soạn theo chương trình giảng dạy nhà trường năm 2022 Nội dung giáo trình biên soạn sở kế thừa nội dung giảng dạy trường, kết hợp với nội dung nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng đào tạo Giáo trình biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu Các kiến thức tồn giáo trình có mối quan hệ lơgíc chặt chẽ Tuy vậy, giáo trình phần nội dung chuyên ngành đào tạo người dạy, người học cần tham khảo thêm giáo trình có liên quan Mơn học để việc sử dụng giáo trình có hiệu Nội dung giáo trình biên soạn gồm bài: Chương 1: Từ trường - Các tượng cảm ứng điện từ Chương 2: Mạch điện xoay chiều hình sin pha Chương 3: Mạch điện xoay chiều pha Chương 4: Máy biến áp Chương 5: Máy điện khơng đồng Chương 6: Khí cụ điện thơng dụng Giáo trình biên soạn cho đối tượng học viên hệ cao đẳng ngành Công nghệ ô tô Ngoài tài liệu tham khảo cho học viên ngành nghề khác có liên quan Mặc dù đội ngũ biên soạn cố gắng khơng tránh khỏi sai sót Rất mong nhận ý kiến đóng góp chia sẻ để giáo trình hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp, đơn vị liên kết, tác giả nhà xuất sách tham khảo giúp đỡ chúng tơi hồn thành giáo trình Bắc Ninh, ngày……tháng……năm 2022 Tham gia biên soạn Nguyễn Quốc Hiệp - Chủ biên Lê Đức Tùng – Thành viên Võ Văn Hùng – Thành viên MỤC LỤC Trang CHƯƠNG 1: TỪ TRƯỜNG – CÁC HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Khái niệm từ trường .7 1.1 Từ trường 1.2 Đường sức từ trường Từ trường dòng điện 2.1 Từ trường dòng điện dây dẫn thẳng 2.2 Từ trường dòng điện vòng dây, ống dây Các đại lượng đặc trưng từ trường 3.1 Cường độ từ cảm 3.2 Cường độ từ trường – độ từ thẩm 3.3 Từ thông Lực điện từ 10 4.1 Lực điện từ tác dụng lên dây dẫn 10 4.2 Công lực điện từ 11 4.3 Lực tác dụng hai dây dẫn mang dòng điện 11 Hiện tượng cảm ứng điện từ 12 5.1 Dòng điện cảm ứng 12 5.2 Các định luật cảm ứng điện từ 12 CHƯƠNG 2: MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HÌNH SIN PHA 15 Dịng điện xoay chiều hình sin 15 1.1 Định nghĩa 15 1.2 Đại lượng đặc trưng dịng điện xoay chiều hình sin 15 Biểu diễn đại lượng xoay chiều dạng đồ thị .17 2.1 Đồ thị hình sin 17 2.2 Đồ thị vectơ 18 Mạch xoay chiều trở .18 3.1 Quan hệ dòng điện - điện áp 19 3.2 Công suất 19 Mạch xoay chiều cảm 20 4.1 Quan hệ dòng điện – điện áp 20 4.2 Công suất 20 Mạch xoay chiều dung 21 5.1 Quan hệ dòng điện – điện áp 21 5.2 Công suất 22 Mạch xoay chiều có R – L – C nối tiếp .22 6.1 Quan hệ dòng điện – điện áp 22 6.2 Định luật ôm – tổng trở – tam giác trở kháng 23 6.3 Công suất – tam giác công suất 24 Bài tập 27 CHƯƠNG 3: MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU PHA 29 Hệ thống ba pha 30 1.1 Định nghĩa 30 1.2 Nguyên lý máy phát điện pha 30 1.3 Đồ thị hình sin đồ thị vectơ 31 Mạch ba pha nối hình .31 2.1 Cách nối dây (nguồn dấu hình – tải hình sao) 31 2.2 Quan hệ đại lượng dây pha 32 Mạch ba pha nối hình tam giác .32 3.1 Cách nối dây 32 3.2 Quan hệ đại lượng dây pha 33 Bài tập 33 CHƯƠNG 4: MÁY BIẾN ÁP 36 Khái niệm chung .37 1.1 Công dụng 37 1.2 Định nghĩa 37 1.3 Các đại lượng định mức 38 Cấu tạo nguyên lý làm việc máy biến áp 39 2.1 Cấu tạo 39 2.2 Nguyên lý làm việc máy biến áp 40 Máy biến áp ba pha 41 3.2 Các sơ đồ máy biến áp pha 41 Các máy biến áp đặc biệt 43 4.1 Máy biến áp tự ngẫu 43 4.2 Máy biến áp hàn 44 4.3 Máy biến áp đo lường 45 CHƯƠNG 5: MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 45 Khái niệm chung cấu tạo 46 1.1 Khái niệm chung 46 1.2 Cấu tạo 46 Nguyên lý hoạt động động điện không đồng pha 47 2.1 Từ trường quay – từ trường đập mạch 47 2.2 Nguyên lý làm việc động không đồng pha 50 Động không đồng pha 51 3.1 Động không đồng pha có khâu cực từ (có vịng ngắn mạch) 51 3.2 Động không đồng pha có tụ khởi động 52 CHƯƠNG 6: KHÍ CỤ ĐIỆN THƠNG DỤNG 54 Cấu tạo - cơng dụng khí cụ điện hạ áp 55 1.1 Cầu chì 55 1.2 Cầu dao 56 1.3 Công tắc, nút nhấn 57 1.4 Áptômát 59 1.5 Rơle nhiệt 61 Lựa chọn khí cụ điện hạ áp 62 2.1 Cầu chì 62 2.2 Cầu dao 63 2.3 Áptômát 63 2.4 Rơle nhiệt 63 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: KỸ THUẬT ĐIỆN Mã mơn học: MH 07 Thời gian thực môn học: 30 (Lý thuyết: 23 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập: 05 giờ; Kiểm tra: 02 giờ) I Vị trí, tính chất mơn học: - Vị trí: + Môn học Kỹ thuật điện học học kỳ I năm thứ + Học sau môn học chung, học trước môn học mô đun chun ngành - Tính chất: + Mơn học Kỹ thuật điện thuộc mơn học kỹ thuật sở, đóng vai trị quan trọng q trình đào tạo trình độ Cao đẳng Trung cấp + Môn học Kỹ thuật điện tảng để sinh viên dễ dàng tiếp thu kiến thức môn học khác chuyên ngành II Mục tiêu môn học: - Về kiến thức: + Trình bày mơ hình mạch, mơ hình toán hệ thống mạch điện, loại máy điện, khí cụ điện + Giải thích định luật kỹ thuật điện + Phân tích giải toán mạch điện - Về kỹ năng: + Xác định phương pháp đo đại lượng điện + Lựa chọn thiết bị điện mạch điện đơn giản - Về lực tự chủ trách nhiệm: Rèn luyện cho sinh viên thái độ nghiêm túc, tỉ mỉ, xác học tập thực cơng việc III Nội dung môn học: CHƯƠNG 1: TỪ TRƯỜNG – CÁC HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ MỤC TIÊU + Trình bày khái niệm từ trường, đường sức từ trường + Xác định chiều đường sức từ, lực điện từ, sức điện động cảm ứng + Vận dụng kiến thức để giải tốn từ trường + Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập NỘI DUNG Khái niệm từ trường 1.1 Từ trường - Từ trường dạng vật chất tồn không gian mà biểu cụ thể xuất lực từ tác dụng lên nam châm hay dịng điện đặt ⃗ đơn vị cảm ứng từ - Đặc trưng từ trường cảm ứng từ ký hiệu 𝐵 T (Tesla) - Quy ước: Hướng từ trường điểm hướng Nam - Bắc kim nam châm cân điểm N N N S S S I Hình 1.1 1.2 Đường sức từ trường - Đường sức từ đường vẽ khơng gian có từ trường cho tiếp tuyến điểm có hướng trùng với hướng của từ trường điểm N N S S Hình 1.2 Đường sức từ - Tập hợp đường sức từ trường gọi từ phổ Chiều đường sức cực Bắc N vào cực Nam S - Quy ước: Vẽ đường cảm ứng từ cho chỗ từ trường mạnh đường sức dày chỗ từ trường yếu đường sức từ thưa Từ trường dòng điện 2.1 Từ trường dòng điện dây dẫn thẳng Đường sức từ vòng tròn đồng tâm mặt phẳng vng góc với dây dẫn, tâm trục dây dẫn Chiều đường sức xác định theo quy tắc vặn nút chai Về độ lớn: cường độ từ trường H điểm M cách trục dây dẫn khoảng cách a là: H= I 2a Hình 1.3 (2-1) 2.2 Từ trường dịng điện vòng dây, ống dây Đường sức từ dòng điện vịng dây, ống dây đường cong kín bao quanh dây dẫn, nằm mặt phẳng pháp tuyến qua tâm vòng dây Riêng đường sức qua tâm dây đường thẳng trùng với trục vòng dây Nếu chiều dài ống dây lớn nhiều so với đường kính ống dây đường sức lịng ống dây song song với Hình 1.4 Từ trường ống dây Chiều đường sức xác định theo quy tắc vặn nút chai: Quay nút chai theo chiều dịng điện ống chiều tiến nút chai chiều đường sức ống dây Trong trường hợp cường độ từ trường điểm ống dây Từ trường ống dây gọi từ trường có tri số: H = Trong đó: I W L (2-2) I: dòng điện chạy dây dẫn W: số vòng dây ống; L: chiều dài ống dây Các đại lượng đặc trưng từ trường 3.1 Cường độ từ cảm Cùng nguồn từ trường sinh đặt môi trường khác mức độ tương tác lực điện từ mạnh yếu khác Đại lượng đặc trưng cho từ trường phương diện tác dụng lực cường độ từ cảm Cường độ từ cảm đại lượng véc tơ phương chiều với véc tơ cường độ từ trường Trị số cường độ từ cảm trị số lực điện từ tác dụng lên dây dẫn dài đơn vị, mang dịng điện đơn vị đặt vng góc với đường sức từ điểm B= F I l - Trong hệ SI: F: lực điện từ tính đơn vị Niutơn I: cường độ dịng điện tính Ampe L: chiều dài dây dẫn tình mét B: Cường độ từ cảm tính Tesla, ký hiệu T Ngoài đơn vị Tesla người ta dung đơn vị Gauser (1 gao-xơ = 10-4 Tesla) 1T = 1N 1J V.S = = 2 1A.1m 1A.1m m * Ý nghĩa tesla sau: Một điểm từ trường có cường độ từ cảm Tesla nghĩa đặt điểm dây dẫn dài 1m, có dịng điện 1A lực từ tác dụng lên dây dẫn 1Niutơn 3.2 Cường độ từ trường – độ từ thẩm Cường độ từ trường đại lượng đặc trưng cho độ mạnh yếu từ trường, ký hiệu H đơn vị A/m Độ từ thẩm thường ký hiệu μ đại lượng vật lý đặc trưng cho tính thấm từ trường vào vật liệu, hay nói lên khả phản ứng vật liệu tác dụng từ trường Mối quan hệ cường độ từ trường cường độ từ cảm B = µ.H Trong (2-3) B: độ từ cảm µ: độ từ thẩm H: cường độ từ trường 3.3 Từ thông Từ thông (thông lượng từ trường) đại lượng vật lý đặc trưng cho "lượng" từ trường qua tiết diện giới hạn đường cong kín Ký hiệu là:  Độ chênh lệch tốc độ từ trường quay rotor gọi tốc độ trượt Hệ số trượt tốc độ là: 𝑠= 𝑛1 −𝑛 𝑛1 * Roto quay chiều từ trường tốc độ n < n1 ( < s < 1) Giả thuyết chiều quay n1 từ trường khe hở Φ rotor n hình a Theo quy tắc bàn tay phải, xác định chiều sức điện động E I2 ; theo quy tắc bàn tay trái, xác định lực F moment M Ta thấy F chiều quay rotor, nghĩa điện đưa tới stator, thông qua từ trường biến đổi thành trục quay rotor theo chiều từ trường quay n1, động làm việc chế độ động điện * Roto quay chiều từ trường tốc độ n > n1 (s < 0) Dùng động sơ cấp quay rotor máy điện không đồng vượt tốc độ đồng n > n1 Lúc chiều từ trường quay quét qua dây quấn rotor ngược lại, sức điện động dòng điện dây quấn rotor đổi chiều nên chiều nên chiều M ngược chiều n1, nghĩa ngược chiều với rotor, nên moment hãm (hình b) Như máy biến tác dụng lên trục động điện động sơ cấp kéo thành điện cung cấp cho luới điện, nghĩa động làm việc chế độ máy phát * Roto quay ngược chiều từ trường tốc độ n > (s > 1) Vì ngun nhân mà rotor máy điện quay ngược chiều từ trường quay hình c, lúc chiều sức điện động moment giống chế độ động Vì moment sinh ngược chiều quay với rotor nên có tác dụng hãm rotor lại Trường hợp máy vừa lấy điện lưới điện vào, vừa lấy từ động sơ cấp Chế độ làm việc gọi chế độ hãm điện từ Động không đồng pha 3.1 Động không đồng pha có khâu cực từ (có vịng ngắn mạch) a Cấu tạo - Phần tĩnh (stato): gồm có lõi thép dây quấn vỏ máy + Lõi thép ghép thép kỹ thuật điện phía khơng xẻ rãnh mà hình thành cực từ rõ rệtTrên mặt cực xẻ rãnh lệch phía để lồng vào vịng ngắn mạch đồng (nằm ỏ vị trí 1/3 mặt cực) + Dây quấn: gồm bối dây quấn tập trung cực từ Các bối dây nối với tạo thành cuộn dây 1pha nối vào nguồn điện xoay chiều - Phần quay (rô to): Là loại rơ to lồng sóc Vịng ngắn mạch 51 Cuộn dây Stato Hình 5.8 Sơ đồ cấu tạo động khơng đồng pha có khâu cực từ b Nguyên lý làm việc Khi đặt điện áp xoay chiều vào dây quấn stato, dịng điện dây quấn stato sinh từ thông xoay chiều ( ) lõi thép stato Từ thông chia làm hai phần : - Phần từ thông 1 qua cực từ khơng có vịng ngắn mạch - Phần từ thơng 2 qua cực từ có vịng ngắn mạch Theo định luật cảm ứng điện từ vòng ngắn mạch sinh sức điện động Ev kín mạch nên sức điện độngnày sinh Iv, dịng điện Iv sinh từ thông v Từ thông v từ thơng  lệch pha tạo thành từ trường quay làm cho động quay theo nguyên lý động không đồng Theo định luật cảm ứng điện từ vòng ngắn mạch sinh sức điện động Ev kín mạch nên sức điện độngnày sinh Iv, dòng điện Iv sinh từ thơng v Từ thơng v từ thơng  lệch pha tạo thành từ trường quay làm cho động quay theo nguyên lý động không đồng 3.2 Động khơng đồng pha có tụ khởi động a Động pha có tụ điện * Cấu tạo - Phần tĩnh: (stato) gồm có vỏ máy lõi thép dây quấn + Lõi thép ghép nhiều thép kỹ thuật điện, có dập rãnh để đặt dây quấn pha (tương tự lõi thép động pha) + Dây quấn: có cuộn dây A B đặt lệch 900 không gian Cuộn A cuộn làm việc dây quấn có tiết diện to số vịng Cuộn B cuộn khỏi động dây quấn có tiết diện nhỏ số vòng nhiều cuộn làm việc Cuộn B đấu nối tiếp với tụ điện đấu song song với cuộn làm việc hình 5.9 52 U C A A B Hình 5.9 Sơ đồ ngun lý động khơng đồng pha có tụ khởi động - Phần quay( rô to): gồm lõi thép, dây quấn trục (thông thường loại rô to lồng sóc) * Nguyên lý làm việc Khi đặt điện áp xoay chiều U vào dây quấn stato có hai dịng điện: - Dịng IA cuộn làm việc - Dòng IB cuộn khởi động Vì cuộn dây đặt lệch khơng gian 90 có tụ điện nên dịng điện cuộn dây lệch pha thời gian 900 hay 1/4 chu kỳ Từ trường tổng hợp IA IB sinh từ trường quay, làm cho động quay theo nguyên lý động không đồng Bài tập Bài 1: Động không đồng ba pha roto dây quấn có cơng suất định mức 17,5 kW, dòng điện định mức 21A điện áp định mức 380V số cực 2p = dây quấn stator đấu ∆, tốc độ quay định mức 1470 vg/ph cho biết tỉ số Mmax/ Mmin = 1.5, Mmở máy(mm)/Mđm = 1,2 a Tính mơmen mở máy động b Tính tốc độ động mơmen tải đạt cực đại GIẢI: a Tính Moment mở máy động Ta có: Km = 1,2 b Tính tốc độ động Moment tải đạt cực đại Tốc độ từ trường quay: 53 Từ công thức hệ số trượt ta suy ra: Vậy hệ số trượt định mức là: Ta có: Tốc độ động Moment tải đạt cực đại là: Bài 2: Động không đồng ba pha roto dây quấn đấu Y/∆ 380/220V, R1 = 0, R2 = 0,25Ω, X1 = 0,96Ω, X2’ = 0,94Ω, f = 50Hz, sđm = 0,02, động đấu Udây = 380V Tính tốc độ định mức động cơ, dòng điện định mức động vẽ mạch điện thay động GIẢI: Ta có: n1 = 1500 Vậy tốc độ định mức động là: Dòng điện định mức: Sơ đồ mạch điện thay CHƯƠNG 6: KHÍ CỤ ĐIỆN THƠNG DỤNG MỤC TIÊU - Mô tả cấu tạo - nguyên lý hoạt động khí cụ hạ điện thơng dụng 54 ’ - Trình bày phương pháp tính chọn khí cụ điện hạ áp - Rèn luyện tính kỉ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập NỘI DUNG Cấu tạo - cơng dụng khí cụ điện hạ áp 1.1 Cầu chì a Cơng dụng: - Cầu chì loại khí cụ điện dùng để bảo vệ tự động cắt mạch điện có cố tải ngắn mạch Cầu chì tác động lần, mắc nối tiếp với mạch điện cần bảo vệ như: đường dây, máy biến áp, động điện, thiết bị điện, mạch điều 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: Cấu tạo chung cầu chì thường có phận sau: Vỏ cầu chì Các điện cực Dây chảy cầu chì Hình 6.1 Cấu tạo chung cầu chì * Dây chảy: Dây chảy phần tử quan trọng nhất, để cắt điện có cố cách tin cậy, dây chảy cần thoả mãn yêu cầu sau: - Khơng bị oxy hố - Dẫn điện tốt - Nhiệt độ nóng chảy tuơng đối thấp * Để giảm nhiệt độ tác động, người ta thường dùng biện pháp: - Dùng dây dẹt có chỗ thắt lại để giảm tiết diện - Dùng dây tròn, số đoạn hàn thêm số vảy kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp - Dây chảy làm vật liệu để chảy (nhiệt độ nóng chảy thấp) Ví dụ: kẽm, hợp kim chì, thiếc, Al, Cu 55 * Đế: dùng để bắt chặt cầu chì lên bảng điện, gắn cực đấu dây Đế làm vật liệu cách điện (sứ, nhựa chịu nhiệt…) * Nắp: Dùng để bảo vệ an toàn dập tắt hồ quang nhanh Được làm vật liệu cách điện (sứ, nhựa chịu nhiệt…) Một số loại cầu chì thường dung: + Cầu chì kiểu hở: Loại thường dùng ngồi trời trạm điện khơng có vỏ bọc kín, thường dây chảy làm dây chì dây đồng, hai đầu bắt chặt vít với cực đấu dây + Cầu chì vặn: 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 (hoặc nhựa cứng 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 U đm lên tới 500V + Cầu chì ống: Gồm: cầu chì thủy tinh, ống phíp, loại ống phíp có cấu tạo sau: 1.2 Cầu dao 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 - 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 b Cấu tạo Để đảm bảo cắt điện tin cậy thiết bị dùng điện khỏi nguồn điện, chiều dài lưỡi dao phải đủ lớn (lớn 50cm) để an toàn lúc đóng cắt, cần có biện pháp dập 56 tất hổ quang, tốc độ di chuyển lưỡi dao tiếp xúc nhanh, thời gian dập tắt hồ quang ngắn, người ta thường làm thêm lưỡi dao phụ có lị xo bật nhanh (hình 6.3a) cầu dao có dịng điện chiều lớn 30A Lưỡi dao Đầu dây Đầu tiếp xúc tĩnh Giá cách điện Trục quay Tay nắm Hình 6.2 Cấu tạo cầu dao đơn giản a) b) c) Hình 6.3 - Theo kết cấu người ta phân loại cực, cực, cực cực - Theo điện áp phần điện áp định mức 250V, 500V Theo dịng điện định mức có loại: 15; 25; 30; 40; 60; 75; 100; 150; 200; 300; 350 ; 600; 1000A - Theo điểu kiện bảo vệ có loại khơng có hộp, có loại có hộp che chắn - Theo yêu cầu sử dụng có loại cầu dao có cầu chì bảo vệ loại khơng có cầu chì bảo vệ 1.3 Cơng tắc, nút nhấn 1.3.1 Công tắc xoay a Công dụng: Công tắc xoay khí cụ điện đóng cắt đơn giản để mở máy động cỡ nhỏ máy móc cơng nghiệp b Cấu tạo: (hình6.4) 57 Hình 6.4 Cấu tạo công tắc xoay Gồm giá cách điện 1, có gắn đầu tiếp xúc đàn hồi tĩnh Trục quay mang tang trống quay tròn nấc nhờ núm xoay Trên tang trống có gắn đầu tiếp xúc động có tác dụng nối liền hai đầu tiếp xúc đóng mạch Ba đầu tiếp xúc – – tạo thành hệ tiếp xúc (1 cực) cơng tắc lập số cực tùy ý Tất bao kín nắp nhựa cách điện 1.3.2 Nút ấn a Công dụng: Là thiết bị điện để điều khiển từ xa (có khoảng cách) đóng cắt tự động mạch điện (mạch điện động điện ) lưới điện hạ áp Nút ấn thường dùng để điều khiển rơ le, công tắc tơ, chuyển đổi mạch tín hiệu, bảo vệ Phổ biến dùng nút ấn mạch điều khiển động để mở máy, dung đảo chiều quay động điện b Cấu tạo: Có hai loại nút ấn: nút ấn thường hở nút ấn thường đóng - Nút ấn thường mở (hở): Hình 6.5 Nút ấn thường mở Tiếp điểm động; Tiếp điểm tĩnh; lị xo; Ký hiệu - Nút ấn thường đóng: 58 Hình 6.5 Nút ấn thường đóng - Nút án kép Hình 6.6 c Nguyên lý làm viêc: Khi ấn nút theo chiều mũi tên tiếp điểm đóng lại nối mạch điện (đối với tiếp điểm thường mở) mở cắt mạch điện (đối với tiêp điêm thương đóng) Khi khơng ấn nữa, nhờ lị xo đưa tiếp điểm trở trạng thái ban đầu Các loại nút ấn thường có dịng điện định mức 5A, điện áp định mức 400V, tuổi thọ đến 200000 lần đóng cắt Nút ấn màu đỏ thường dùng để dừng máy gọi nút thường đóng Nc Nút màu xanh dùng cho khởi động máy gọi nút thường mở Nd 1.4 Áptômát a Công dụng: Áp tô mát khí cụ điện tự động cắt mạch điện có cố (quá tải, ngắn mạch, giảm thấp điện áp) Ngồi áptơmát cịn dùng để đóng cắt khơng thường xuyên mạch điện làm việc chế độ định mức b Phân loại: 1/ Phân loại theo cấu tạo: - Aptomat dạng tép: - Aptomat dạng khối: 2/ Phân loại theo chức năng: - Aptomat thường (bảo vệ tải, ngắn mạch): 59 - Aptomat chống rò: 3/ Phân loại theo số pha / số cực: - Aptomat pha: cực - Aptomat pha + trung tính (1P+N): cực - Aptomat pha: cực - Aptomat pha: cực - Aptomat pha + trung tính (3P+N): cực - Aptomat pha: cực 4/ Phân loại theo dòng cắt ngắn mạch: - Dòng cắt thấp: thường dùng dân dụng - Dịng cắt tiêu chuẩn: thường dùng cơng nghiệp - Dịng cắt cao: thường dùng cơng nghiệp ứng dụng đặc biệt 5/ Phân loại theo khả chỉnh dịng: - Aptomat có dịng định mức khơng đổi - Aptomat chỉnh dịng định mức b Cấu tạo Hình 6.7 Cấu tạo aptomat Aptomat có cấu tạo gồm phận như: tiếp điểm, hồ quang dập tắt, phận truyền động, móc bảo vệ c Nguyên lý làm việc Aptopmat hoạt động dựa trê nguyên lí dịng việc: Dịng điện cực đại điện áp thấp 60 * Dòng điện cực đại Ở trạng thái bình thường sau đóng điện, áp tơ mát giữ trạng thái đóng tiếp điểm nhờ khớp với móc cụm với tiếp điểm động Khi bật aptomat trạng thái ON, với dòng điện định mức nam chậm điện phần ứng không hút Khi mạch điện tải hay ngắn mạch, lực hút điện từ nam châm điện lớn lực lò xo làm cho nam châm điện sẻ hút vào phần ứng xuống làm bật nhả móc 3, móc thả tự do, lị xo thả lỏng Cuối tiếp điểm Aptomat mở đồng thời làm cho mạch điện bị ngắt * Điện áp thấp Khi áp to mát bật trạng thái ON, với điện áp định mức nam châm điện 11 phần ứng 10 hút lại với nhau, sụt áp mức nam châm điện 11 sẻ nhả phần ứng 10, lò xo kéo móc bật lên, móc thả tự do, lò xo thả lỏng Cuối aptomat mở ra, mạch điện bị ngắt 1.5 Rơle nhiệt a Công dụng Rơle nhiệt dùng để bảo vệ động điện mạch điện khỏi bị tải, thường sử dụng kèm với công tắc tơ khởi động từ b Cấu tạo 61 Hình 6.9 Sơ đồ cấu tạo rơle nhiệt Phần tử phát nóng ; Cực đấu dây; Thanh lưỡng kim 4,7 Trục quay; Tấm cách điện; Vít điểu chỉnh; Lò xo Đòn bẩy; 10 Nút phục hồi; 11 Tiếp điểm động; 12 Tiếp điểm tĩnh Phần tử phát nóng đấu nối tiếp với mạch động lực cực đấu dây ôm lưỡng kim Vít điểu chỉnh cách điện dùng để điều chỉnh mức độ uốn cong đầu tự lưỡng kim Tấm cách điện xoay quanh trục 4, tuỳ theo trị số dòng điện chạy qua phần tử phát nóng mà lưỡng kim cong nhiều hay ít, đẩy vào vít làm xoay để mở ngàm đòn bẩy Nhờ tác dụng lò xo 8, đẩy đòn bẩy xoay quanh trục ngược chiều kim đồng hồ làm mở tiếp điểm động 11 tách khỏi tiếp điểm tĩnh 12 Nút nhấn phục hồi 10 để Reset Rơle nhiệt vị trí ban đầu sau lưỡng kim nguội trở vị trí ban đầu c Nguyên lý làm việc Nguyên lý chung Rơle nhiệt dựa sở tác dụng nhiệt làm dãn nở lưỡng kim lưỡng kim kép gồm hai kim loại có hệ số giãn nở khác (hệ số giãn nở 20 lần) ghép chặt với thành phiến phương pháp cán nóng hàn Khi có dịng điện q tải qua, lưỡng kim đốt nóng, uốn cong phía kim loại có hệ số giãn nở bé, đẩy cần gạt làm lò xo co lại chuyển đổi hệ thống tiếp điểm phụ Để Rơle nhiệt làm việc trở lại, phải đợi phiến kim loại nguội kéo cần Reset Rơle nhiệt Lựa chọn khí cụ điện hạ áp 2.1 Cầu chì Trong thực tế tải khơng lớn (1,5 – 2)Iđm, phát nóng cầu chì diễn chậm phần lớn nhiệt lượng tỏa mơi trường xung quanh Do cầu chì khơng bảo vệ tải nhỏ Trị số dòng điện mà dây chảy bắt đầu bị chảy 62 đứt gọi dòng điện tới hạn Ith Để dây chảy khơng bị chảy đứt dịng điện định mức cần thỏa mãn điều kiện: Iđm < Ith Mặt khác để bảo vệ thiết bị, dòng điện tới hạn phải khơng lớn dịng định mức nhiều Theo kinh nghiệm: - Ith/Iđm = 1,6 – đồng - Ith/Iđm = 1,25 – 1,45 chì - Ith/Iđm = 1,15 hợp kim chì thiếc Dịng điện định mức cầu chì chọn cho chạy liên tục qua dây chảy, chỗ phát nóng lớn dây chảy không làm cho kim loại bị oxy hóa q mức biến đổi đặc tính bảo vệ, đồng thời nhiệt lượng phát phận bên ngồi cầu chì khơng vượt q trị số ổn định 2.2 Cầu dao Chọn cầu dao theo dòng điện định mức điện áp định mức: Nếu gọi Itt dịng điện tính tốn mạch điện Ung điện áp nguồn lưới điện sử dụng thì: - Iđm cầu dao > Itt - Uđm cầu dao > Ung 2.3 Áptômát Việc lựa chọn áptômát chủ yếu dựa vào yếu tố sau: - Dịng điện tính tốn mạch - Dịng điện q tải - Tính thao tác có chọn lọc Ngồi lựa chọn áptơmát cịn phải vào đặc tính làm việc phụ tải áptơmát khơng phép cắt có dịng q tải ngắn hạn thường xảy điều kiện làm việc bình thường dòng diện khởi động, dòng điện đỉnh nhọn phụ tải cơng nghệ u cầu chung dịng điện định mức móc bảo vệ khơng bé dịng điện tính tốn mạch, Iáptơmát > Itt Tùy theo điều kiện làm việc cụ thể phụ tải, người ta hướng dẫn lựa chọn dòng định mức móc bảo vệ 125%, 150% hay so với dịng điện tính tốn mạch Sau việc lựa chọn áptơmát cịn vào số liệu kỹ thuật nhà sản xuất 2.4 Rơle nhiệt 63 Đặc tính rơle nhiệt quan hệ thời gian tác động dòng điện chạy qua phụ tải (cịn gọi đặc tính thời gian – dịng điện) Mặt khác với phụ tải có đặc tình thời gian dịng điện tương ứng Lựa chọn đắn rơle nhiệt cho đặc tính ampe – giây rơle ln nằm đặc tính ampe – giây đối tượng gần với đặc tính đối tượng tốt Chọn thấp không tận dụng hết công suất thiết bị, chọn cao làm giảm tuổi thọ thiết bị Trong thực tế sử dụng, cách lựa chọn phù hợp chọn dòng định mức rơle dòng định mức động điện cần bảo vệ role tác động giá trị (1,2 – 1,3) Iđm Tùy thuộc vào chế độ làm việc phụ tải tiêu thụ điện liện tục hay ngắn hạn mà xét đến số thời gian phát nóng role có tải liên tục hay ngắn hạn Ngồi ra, nhiệt độ mơi trường cơng tác ảnh hưởng tới dịng tác động nhiệt độ môi trường thay đổi cần điều chỉnh lại dòng tác động 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đặng Văn Đào, Lê Văn Doanh – Giáo trình kỹ thật điện- Vụ trung học chuyên nghiệp dạy nghề- NXB Giáo dục - 2006 [2] Phạm Văn Chới – Giáo trình khí cụ điện - NXB Giáo dục - 2008 [3] Đặng Văn Đào, Trần Khánh Hà, Nguyễn Hồng Thanh - Giáo trình máy điện – Vụ giáo dục chuyên nghiệp - NXB Giáo dục - 2010 [4] Nguyễn Văn Tuệ - Kỹ thuật điện lực tổng hợp (Máy điện, mạch điện hệ thống cấp điện) - NXB đại học Quốc gia TP HCM – 2008 [5] Nguyễn Đức Sỹ– Giáo trình vận hành sửa chữa thiết bịđiện - NXB Giáo dục 2010 [6] Phan Đăng Khải – Giáo trình kỹ thuật lắp đặt điện – Vụ giáo dục chuyên nghiệp NXB Giáo dục - 2010 [7] Vũ Văn Tấm – Giáo trình điện dân dụng cơng nghiệp -Vụ trung học chuyên nghiệp dạy nghề - NXB Giáo dục - 2009 [8] Phạm Văn Chính, Nguyễn Hùng Khơi – Giáo trình thực hành trang bị điện Trường đại học sư phạm kỹ thuật Nam Định - 2010 65