Giáo trình khí cụ điện (nghề điện công nghiệp cao đẳng) 2

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: KHÍ CỤ ĐIỆN NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: / QĐ-CĐCG ngày … tháng năm Trường Cao đẳng giới Quảng Ngãi (Lưu hành nội bộ) 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 Giáo trình Khí cụ điện kết thực tham gia giảng viên trường Cao đẳng giới thực sở chương trình khung đào tạo, trường Cao đẳng giới Giáo trình thiết kế theo mô đun thuộc hệ thống mô đun/ mơn học chương trình đào tạo nghề Điện cơng nghiệp cấp trình độ Trung cấp nghề dùng làm giáo trình cho học viên khóa đào tạo, sau học tập xong mơ đun này, học viên có đủ kiến thức để học tập tiếp môn học, mô đun đun khác nghề Mặc dù cố gắng, song sai sót khó tránh Tác giả mong nhận ý kiến phê bình, nhận xét bạn đọc để giáo trình hồn thiện MỤC LỤC TRAN G Tuyên bố quyền Lời giới thiệu Mục lục Giáo trình mơ đun Bài mở đầu: KHÁI NIỆM VÀ CƠNG DỤNG KHÍ CỤ ĐIỆN Khái niệm khí cụ điện 11 11 Phân loại cơng dụng khí cụ điện 26 Bài 1: KHÍ CỤ ĐIỆN ĐĨNG CẮT Câu dao 29 Các loại công tắc nút điều khiển 34 40 3.Dao cách ly 30 Máy cắt điện 5.Áptômát 43 Bài 2: KHÍ CỤ ĐIỆN BẢO VỆ 54 1.Nam châm điện 55 Rơle điện từ 59 Rơle nhiệt 64 Cầu chì 69 Thiết bị chống dòng điện rò 76 Máy biến áp đo lường 80 Bài 3: KHÍ CỤ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 84 Contactor 85 Khởi động từ 89 Rơle trung gian rơ le tốc độ 91 Rơle thời gian 93 Bộ khống chế 96 Các thuật ngữ chuyên môn 112 Tài liệu tham khảo 113 48 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN Tên mơ đun: KHÍ CỤ ĐIỆN Mã mô đun: MĐ11 Thời gian mô đun: 45 ; (Lý thuyết: 20 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập: 22 giờ; Kiểm tra: giờ) Vị trí, ý nghĩa, vai trị mơ đun: - Vị trí: Mơ đun Khí cụ điện học sau mơn học: An tồn lao động; Mạch điện, học song song với mơn Vật liệu điện - Tính chất: Là mô đun kỹ thuật sở - Ý nghĩa, vai trị mơ đun: Nội dung mơn học nhằm trang bị cho học viên kiến thức kỹ cần thiết cấu tạo, nguyên lý làm việc, đặc tính kỹ thuật ứng dụng, nắm tượng, nguyên nhân hư hỏng cách sữa chữa số khí cụ điện nhằm ứng dụng có hiệu ngành nghề - Đối tượng: Trình độ Trung cấp, nghề Điện cơng nghiệp Mục tiêu mô đun - Kiến thức: A1 Nhận dạng phân loại loại khí cụ điện A2 Trình bày cấu tạo nguyên lý hoạt động loại khí cụ điện thơng dụng - Kỹ năng: B1.Tính chọn loại khí cụ điện theo yêu cầu phụ tải - Năng lực tự chủ trách nhiệm C1 Rèn luyện cho học sinh thái độ nghiêm túc, tỉ mỉ, xác học tập thực công việc Chương trình khung nghề điện cơng nghiệp Mã MH/ MĐ I MH 01 MH 02 MH 03 MH 04 MH 05 MH 06 Tên môn học, mô đun Các môn học chung/đại cương Chính trị Pháp luật Giáo dục thể chất Giáo dục quốc phòng An ninh Tin học Ngoại ngữ (Anh văn) Số tín Thời gian đào tạo (giờ) Trong Thực Tổng hành/thực Kiểm Lý số tập/Thí tra thuyết nghiệm/bài tập 12 255 94 148 13 1 30 15 30 45 15 21 13 24 21 2 45 90 15 30 29 56 II II.1 MH 07 MĐ 08 MĐ 09 MĐ 11 MĐ 11 II.2 MĐ 12 MĐ 13 MĐ 14 MĐ 15 MH 16 MĐ 17 MĐ 18 MĐ 19 MĐ 20 MĐ 21 MĐ 22 Các môn học, mô đun chuyên môn ngành, nghề Các mô đun, môn học kỹ 15 300 130 153 thuật sở An toàn điện 30 15 14 Điện 90 45 40 Vẽ kỹ thuật – vẽ điện 45 15 27 Khí cụ điện 45 20 22 Kỹ thuật Điện tử 90 35 50 Các mô đun, môn học chun mơn 52 1345 364 922 Điều khiển điện khí nén 90 30 55 Điện tử công suất 60 20 37 Máy điện 90 48 37 Kỹ thuật quấn dây máy 120 40 75 điện Cung cấp điện 90 60 26 Trang bị điện 180 37 129 120 47 67 PLC Kỹ thuật lắp đặt điện 120 20 92 Kỹ thuật lạnh 85 25 56 Chuyên đề ĐKLT cỡ 90 37 48 nhỏ_ nhà thông minh Thực tập tốt nghiệp 300 300 Tổng cộng 79 1900 588 1223 17 3 59 5 14 89 Chương trình chi tiết mơ đun Số TT Tên mô đun Thời gian (giờ) Tổng Lý Thực số thuyết hành Bài mở đầu 3 Bài Khí cụ điện đóng cắt 17 Bài Khí cụ điện bảo vệ 12 Bài Khí cụ điện điều khiển 13 Cộng: 45 20 Điều kiện thực mơn học: 3.1 Phịng học Lý thuyết/Thực hành: Đáp ứng phòng học chuẩn 11 22 Kiểm tra* 1 3.2 Trang thiết bị dạy học: Projetor, máy vi tính, bảng, phấn, tranh vẽ 3.3 Học liệu, dụng cụ, mô hình, phương tiện: Giáo trình, mơ hình thực hành, dụng cụ nghề điện, thiết bị khí cụ điện,… 3.4 Các điều kiện khác: Người học tìm hiểu thực tế mạch điện khí cụ điện suất nhà máy, xí nghiệp cơng nghiệp Nội dung phương pháp đánh giá: 4.1 Nội dung: - Kiến thức: Đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kiến thức - Kỹ năng: Đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kỹ - Năng lực tự chủ trách nhiệm: Trong trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu trước đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học + Nghiêm túc trình học tập 4.2 Phương pháp: Người học đánh giá tích lũy mơn học sau: 4.2.1 Cách đánh giá - Áp dụng quy chế đào tạo Trung cấp hệ quy ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH, ngày 13/3/2017 Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh Xã hội - Hướng dẫn thực quy chế đào tạo áp dụng Trường Cao đẳng Cơ giới sau: Điểm đánh giá + Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) + Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2) + Điểm thi kết thúc môn học Trọng số 40% 60% 4.2.2 Phương pháp đánh giá Phương pháp Phương pháp đánh giá tổ chức Thường xuyên Định kỳ Hình thức kiểm tra Viết/ Tự luận/ Thuyết trình Trắc nghiệm/ Báo cáo Viết Tự luận/ thực hành Trắc nghiệm/ Chuẩn đầu đánh giá Số cột A1, C1 A2, B1, C1 Thời điểm kiểm tra Sau 19 Sau 31 Kết thúc môn học Vấn đáp thực hành thực hành Vấn đáp thực hành mơ hình A1, A2, B1, C1, Sau 45 4.2.3 Cách tính điểm - Điểm đánh giá thành phần điểm thi kết thúc mô đun chấm theo thang điểm 11 (từ đến 11), làm trịn đến chữ số thập phân - Điểm mơ đun tổng điểm tất điểm đánh giá thành phần mô đun nhân với trọng số tương ứng Điểm mơ đun theo thang điểm 11 làm trịn đến chữ số thập phân Hướng dẫn thực mô đun 5.1 Phạm vi, đối tượng áp dụng: Đối tượng Trung cấp Điện công nghiệp 5.2 Phương pháp giảng dạy, học tập mô đun 5.2.1 Đối với người dạy * Lý thuyết: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực bao gồm: Trình chiếu, thuyết trình ngắn, nêu vấn đề, hướng dẫn đọc tài liệu, tập cụ thể, câu hỏi thảo luận nhóm… * Thực hành: - Phân chia nhóm nhỏ thực tập thực hành theo nội dung đề - Khi giải tập, làm Thực hành, thí nghiệm, tập: Giáo viên hướng dẫn, thao tác mẫu sửa sai chỗ cho nguời học - Sử dụng mô hình, học cụ mơ để minh họa tập ứng dụng mach điện khí cụ điện, loại thiết bị điều khiển * Thảo luận: Phân chia nhóm nhỏ thảo luận theo nội dung đề * Hướng dẫn tự học theo nhóm: Nhóm trưởng phân cơng thành viên nhóm tìm hiểu, nghiên cứu theo yêu cầu nội dung học, nhóm thảo luận, trình bày nội dung, ghi chép viết báo cáo nhóm 5.2.2 Đối với người học: Người học phải thực nhiệm vụ sau: - Nghiên cứu kỹ học nhà trước đến lớp Các tài liệu tham khảo cung cấp nguồn trước người học vào học môn học (trang web, thư viện, tài liệu ) - Sinh viên trao đổi với nhau, thực thực hành báo cáo kết - Tham dự tối thiểu 70% giảng tích hợp Nếu người học vắng >30% số tích hợp phải học lại mơ đun tham dự kì thi lần sau - Tự học thảo luận nhóm: Là phương pháp học tập kết hợp làm việc theo nhóm làm việc cá nhân Một nhóm gồm 2-3 người học cung cấp chủ đề thảo luận trước học lý thuyết, thực hành Mỗi người học chịu trách nhiệm số nội dung chủ đề mà nhóm phân cơng để phát triển hồn thiện tốt tồn chủ đề thảo luận nhóm - Tham dự đủ kiểm tra thường xuyên, định kỳ - Tham dự thi kết thúc mô đun - Chủ động tổ chức thực tự học Tài liệu tham khảo: Khí cụ Điện - Kết cấu, sử dụng sửa chữa Nguyễn Xuân Phú, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 1998 Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0.4-500 KV NGÔ HỒNG QUANG Thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn IEC Thiết kế hệ thống điện NGUYỄN HOÀNG VIỆT - NXB ĐạI HọC QUốC GIA TPHCM Các trang web: WWW.CADIVI.COM WWW.DIENQUANG.COM WWW.VIHEM.COM.VN Vật liệu điện - Nguyễn Xuân Phú NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 1998 Kỹ Thuật Điện - Đặng Văn Đào NXB Giáo Dục, 1999 Cung cấp điện Nguyễn Xuân Phú, NXB Khoa học Kỹ thuật , 1998 Thiết kế điện dự toán giá thành K.B Raina, s.k.bhattcharya (Phạm Văn Niên dịch), NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 1996 10.Tính tốn phân tích hệ thống điện Đỗ Xuân Khôi, NXB Khoa học Kỹ thuật , 2001 BÀI MỞ ĐẦU: KHÁI NIỆM VÀ CƠNG DỤNG KHÍ CỤ ĐIỆN Mã bài: M11-01 Giới thiệu : Cùng với phát triển ngành công nghiệp điện thiết bị điện dân dụng, điện công nghiệp khí cụ điện sử dụng ngày tăng lên khơng ngừng Chất lượng khí cụ điện không ngừng cải tiến nâng cao với phát triển cơng nghệ Vì địi hỏi người cơng nhân làm việc ngành, nghề đặc biệt nghề điện phải hiểu rõ yêu cầu, nắm vững sở lý thuyết khí cụ điện Làm sở để nắm vững cấu tạo, nguyên lý làm việc ứng dụng loại khí cụ điện để khơng ngừng nâng cao hiệu kinh tế tiết kiệm điện sử dụng Nội dung môn học nhằm trang bị cho học viên kiến thức cần thiết sở lý thuyết khí cụ điện nhằm ứng dụng có hiệu ngành nghề Mục tiêu: - Nêu khái niệm, công dụng loại khí cụ điện - Hiểu cách tiếp xúc điện, cách tạo hồ quang điện dập tắt hồ quang điện - Rèn luyện tính nghiêm túc học tập thực công việc Phương pháp giảng dạy học tập mở đầu - Đối với người dạy: Sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học nhớ khái niệm công dụng loại khí cụ điện - Đối với người học: Chủ động đọc trước giáo trình trước buổi học Điều kiện thực học - Phòng học chun mơn hóa/nhà xưởng: Phịng học chun mơn - Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu thiết bị dạy học khác - Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình mơn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, tài liệu liên quan - Các điều kiện khác: Khơng có Kiểm tra đánh giá học - Nội dung:  Kiến thức: Kiểm tra đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kiến thức  Kỹ năng: Đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kĩ 10 Cách điện cuộn dây bị phá hủy cuộn dây bị q nóng tính tốn thơng số quấn lại sai điện áp cuộn dây bị nâng cao quá, lõi thép hút khơng hồn tồn, điều chỉnh khơng hành trình lõi thép Do nước êmunxi, muối, dầu, khí hóa chất…của mơi trường xâm thực làm chọc thủng cách điện vịng dây 1.5.Sửa chữa khí cụ điện điều khiển Biện pháp sửa chữa: Lựa chọn khí cụ điện cho cơng suất dịng điện, điện áp chế độ làm việc tương ứng Kiểm tra sửa chữa nắn thẳng, phẳng giá đỡ tiếp điểm, điều chỉnh cho trùng khớp hoàn toàn tiếp điểm động tỉnh Contactor Kiểm tra lại lò xo tiếp điểm động xem có bị méo, biến dạng hay đặt lệch tâm khỏi chốt giữ Phải điều chỉnh lực ép tiếp điểm (có thể dùng lực kế để kiểm tra) Thay tiếp điểm kiểm tra thấy tiếp điểm bị mòn bị rỗ cháy hỏng nặng Đặc biệt điều kiện làm việc có đảo chiều hay hãm ngược, tiếp điểm thường hư hỏng mài mòn nhanh đặc biệt tiếp điểm động Kiểm tra loại trừ nguyên nhân bên gây hư hỏng cuộn dây quấn lại cuộn dây theo mẫu tính tốn lại cuộn dây điện áp công suất tiêu thụ yêu cầu Khi quấn lại cuộn dây, cần làm công nghệ kỹ thuật quấn dây, yếu tố quan trọng để đảm bảo độ bền tuổi thọ cuộn dây 2.Khởi động từ: 2.1.Cấu tạo: Khởi động từ khí cụ điện điều khiển gián tiếp từ xa Được ứng dụng mạch điện: Khởi động động cơ; đảo chiều quay động có bảo vệ tải cho động nguyên lý rơle nhiệt Có thể hiểu cách đơn giản: Khởi động từ thiết bị hợp thành Contactor thiết bị bảo vệ chuyên dùng (thường rơle nhiệt) để đóng cắt cho động cho mạch điện có cố Căn vào điều kiện làm việc Khởi động từ Trong chế tạo người ta thường dùng kết cấu tiếp điểm bắc cầu (có chỗ ngắt mạch pha cỡ nhỏ 25A Khơng cần dùng thiết bị dập hồ quang Kết cấu Khởi động từ bao gồm phận: Tiếp điểm động chế tạo kiểu bắc cầu có lị xo nén tiếp điểm để tăng lực tiếp xúc tự phục hồi trạng thái ban dầu Giá đỡ tiếp điểm làm đồng thau, tiếp điểm thường làm bàng bột gốm kim loại Nam châm điện chuyển động thường có mạch từ hình E – I, gồm lõi thép tĩnh lõi thép phần ứng (động) nhờ có lị xo Khởi động từ tự vị trí ban đầu Vịng chập mạch đặt đầu mút mạch rẽ lõi thép tĩnh, lõi thép phần ứng nam châm điện lắp liền với giá đỡ động cách điện có mang tiếp điểm động lo xo tiếp điểm Giá đỡ cách điện thường làm bakêlít chuyển động rãnh dẫn hướng thân nhựa đúc Khởi động từ 89 2.2.Tính chọn khởi động từ: Động điện không đồng rôto lồng sóc làm việc liên tục hay không tuỳ thuộc đáng kể vào mức độ tin cậy Khởi động từ Tương tự Contactor khí cụ đóng cắt bảo vệ khác mạch điện, chọn lựa khởi động từ khởi động từ phải đảm bảo yêu cầu sau: + Tiếp điểm phải có độ bền chịu mài mịn cao + Khả đóng cắt cao + Thao tác đóng cắt dứt khốt + Tiêu thụ điện + Bảo vệ tin cậy trạng thái tải động + Đảm bảo điều kiện khởi động hãm động 2.3.Độ bền điện tiếp điểm: Độ bền chịu mài mòn điện tiếp điểm định tuổi thọ tiếp điểm, yếu tố để ảnh hưởng đến mài mòn tiếp điểm là: Kết cấu tiếp điểm thân Contactor Công nghệ sản xuất tiếp điểm Quá trình sử dụng, vận hành, bảo quản sữa chữa Một yếu tố khách quan để đảm bảo tuổi thọ cho Contactor khởi động từ phải đảm bảo phạm vi sử dụng vận hành bảo quản sữa chữa Nhất khởi động từ làm việc chế độ khắc nghiệt (môi trường nhiều bụi bẩn, nhiều khí ăn mịn hóa học, động khởi động đóng ngắt liên tục ) 2.4.Tính chọn lắp đặt: Hiện động điện KĐB pha rôto lồng sóc có cơng suất từ (0,6  110) KW sử dụng rộng rãi nước ta Để vận hành chúng người ta dùng Khởi động từ Do để việc lựa chọn Khởi động từ thuận tiện nhà sản xuất cho biết dòng điện định mức Khởi động từ cho công suất động điện mà Khởi động từ điều khiển ứng với cấp điện áp khác Đơi cịn hướng dẫn cơng suất lớn công suất nhỏ động điện mà Khởi động từ làm việc điện áp định mức khác Cũng theo trị số dòng điện định mức động điện chế độ làm việc mà chọn Khởi động từ Khởi động từ lựa chọn theo điều kiện định mức tiếp điểm Contactor, điện áp định mức cuộn dây hút chế độ bảo vệ rơle nhiệt lắp khởi động từ Iđm KĐT  Iđm UKĐT = Ulưới Do yêu cầu giảm chấn động đảm bảo độ tin cậy làm việc khởi động từ cần ý điều kiện lắp đặt: Lắp chiều qui định tư làm việc khởi động từ Gá lắp cứng vững, không gây rung động đóng cắt Đảm bảo hoạt động linh hoạt cấu khí, khởi động từ kép có khóa chéo địn gánh khí 90 Đảm bảo độ tiếp điểm, rãnh trượt nắp tự động để chống tiếp xúc hở mạch từ (cuộn hút tải bị nóng cháy) Trước sử dụng Contactor khởi động từ, cần thiết phải kiềm tra thông số điều kiện phụ tải phải phù hợp với yêu cầu nêu 2.5.Đặc tính kỹ thuật ứng dụng Khởi động từ có tuổi thọ cao đạt từ triệu đến triệu lần thao tác Khởi động từ điều khiển động điện từ (0,6  811) KW làm việc tin cậy điện áp lưới giới hạn từ (85  115)% Uđm Khi điện áp lưới hạ thấp đến (35  40)% trị số định mức Khởi động từ ngắt tin cậy Khởi động từ sử dụng rộng rãi để điều khiển từ xa việc đóng, cắt đảo chiều quay động điện KĐB rơto lồng sóc 3.Rơle trung gian rơ le tốc độ 3.1.Rơ le trung gian: Rơle trung gian khí cụ điện dùng để khuếch đại gián tiếp tín hiệu tác động mạch điều khiển hay bảo vệ Trong mạch điện, rơle trung gian thường nằm hai rơle khác (vì điều nên có tên trung gian) a Cấu tạo: Cuộn dây hút rơle trung gian thường cuộn dây điện áp khơng có khả điều chỉnh giá trị điện áp Do vậy, yêu cầu quan trọng rơle trung gian độ tin cậy tác động Phạm vi giá trị điện áp làm việc rơle trung gian thường Uđm +15% Hệ thống tiếp điểm phụ thuộc vào loai rơ le có tiếp điểm phụ khơng có tiếp điểm chính, tiếp điểm thường nhỏ giống b Nguyên lý hoạt động: Nguyên lý hoạt động rơ le trung gian dựa nguyên lý điện từ Khi đưa điện áp xoay chiều thích hợp vào hai đầu cuộn dây rơ le phần cảm hút phần ứng làm đóng, mở hệ thống tiếp điểm Khi cắt dòng điện cuộn dây ro le tiếp điểm trở trạng thái ban đầu Bộ tiếp xúc (hệ thống tiếp điểm) rơle trung gian thường có số luợng tương đối lớn, thường lớn nhiều so với rơle dòng điện, rơle điện áp loại rơle khác Rơle trung gian làm việc mạch điều khiển nên có tiếp điểm phụ mà khơng có tiếp điểm Cường độ dịng điện qua tiếp điểm c Tính chọn ro le trung gian: Khi tính chọn rơ le trung gian ta cần ý điểm sau: - Điện áp định mức rơ le: Uđm = Umạng - Dòng điện định mức: Iđm role > Itt ( Itt dòng điện tính tốn mạch) - Số lượng tiếp điểm - Loại tiếp điểm thường đóng thường mở - Cắn vào nhu cầu sử dụng kết hợp với điểm để chọn loại rơ le có thơng số thích hợp 91 d Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng: Hư hỏng tiếp điểm: Nguyên nhân: Lực ép tiếp điểm không đủ Giá đỡ tiếp điểm không phẳng, cong, vêng Bề mặt tiếp điểm bị oxy hóa xâm thực mơi trường làm việc Do hậu việc xuất dòng điện ngắn mạch dây pha với đất phía sau rơ le Hư hỏng cuộn dây: Nguyên nhân: Ngắn mạch cục vòng dây cách điện xấu Ngắn mạch dây dẫn chất lượng cách điện xấu ngắn mạch dây dẫn vòng dây quấn đặt giao mà khơng có lót cách điện Đứt dây quấn Điện áp tăng cao điện áp định mức cuộn dây Cách điện cuộn dây bị phá hỏng va đập khí Hư hỏng chân cắm vào đế rơ le Nguyên nhân: Do người sử dụng không cẩn thận tháo, lắp rơ le khỏi đế rơ le Do chân rơ le bị cong nên không khớp với lỗ đế e Sửa chữa rơ le: Biện pháp sửa chữa: - Lựa chọn rơ le phải dòng điện, điện áp chế độ làm việc tương ứng - Kiểm tra sửa chữa nắn thẳng, phẳng giá đỡ tiếp điểm, điều chỉnh cho trùng khớp hoàn toàn tiếp điểm động tĩnh rơ le - Kiểm tra lại độ đàn hồi giá đỡ tiếp điểm để đảm bảo lực ép lên tiếp điểm - Kiểm tra loại trừ nguyên nhân bên gây hư hỏng cuộn dây quấn lại cuộn dây theo mẫu tính tốn lại cuộn dây điện áp công suất tiêu thụ yêu cầu - Khi quấn lại cuộn dây, cần làm công nghệ kỹ thuật quấn dây, yếu tố quan trọng để đảm bảo độ bền cuộn dây 3.2 Rơle tốc độ: a Cấu tạo: Rơle tốc độ dùng nhiều mạch điện hãm ngược động khơng đồng bộ, ngun lý cấu tạo hình vẽ 92 N S 10 Trục Rơle Nam châm vĩnh cửu ống trụ quay tự Thanh dẫn Cần đẩy  Hệ thống tiếp điểm  Thanh thép đàn hồi Tiếp điểm Hình 4.5: Nguyên lý cấu tạo rơle tốc độ PKC Trục rơle tốc độ nối đồng trục với rôto động với máy cần khống chế Trên trục có lắp nam châm vĩnh cửu làm hợp kim Fe - Ni có dạng hình trụ trịn Bên ngồi nam châm có trụ quay tự làm thép mỏng ghép lại, mặt trụ có xẻ rãnh đặt dẫn ghép mạch với giống rơto lồng sóc Trụ quay tự do, trụ có lắp tiếp điểm động 11 b Nguyên lý hoạt động: Khi động điện máy quay, trục quay theo làm quay nam châm 2, từ trường nam châm cắt dẫn cảm ứng sức điện động dòng điện cảm ứng lồng sóc, sinh momen làm trụ quay theo chiều quay động Khi trụ quay, cần đẩy tùy theo hướng quay rôto động điện mà đóng (hoặc mở ) hệ thống tiếp điểm thông qua thép đàn hồi Khi tốc độ động giảm xuống gần không, sức điện động cảm ứng giảm tới mức làm mômen không đủ để cần đẩy thép Hệ thống tiếp điểm trở vị trí bình thường 4.Rơle thơi gian: 4.1.Cấu tạo rơ le thời gian điện từ: Rơle thời gian khí cụ tạo trì hỗn hệ thống tự động Việc trì thời gian cần thiết truyền tín hiệu từ rơle đến rơle khác yêu cầu cần thiết hệ thống tự động điều khiển Rơle thời gian hệ thống bảo vệ tự động thường dùng để trì thời gian tải, thiếu áp giới hạn thời gian cho phép Về cấu tạo, rơle thời gian điện từ chiều khác với rơle thời gian điện từ xoay chiều Do vậy, nguyên tắc tác động, chúng khác Đối với rơle thời gian xoay chiều thường hợp rơle dòng điện, rơle điện áp rơle trung gian (nhiều rơle trung gian) với cấu thời gian Các cấu thời gian cấu khí, cấu khí nén, cấu lò xo kiểu đồng hồ Ngày nay, cấu thời gian Board mạch điện tử phức tạp 93 Đối với rơle thời gian chiều, thường dùng theo nguyên lý cảm ứng điện từ để tạo cấu trì thời gian Thường cấu ống đồng để chống lại suy giảm từ thông mạch từ theo định luật cảm ứng điện từ Việc điều chỉnh thời gian trì rơle thời gian thường thực cấu thời gian, mà không chỉnh định đại lượng tác động Ngày nay, rơle thời gian cấu tạo với cấu trúc điện tử phức tạp kết hợp với rơle trung gian Có hai loại ứng dụng rộng rãi thực tế: Hình 4.6: Cấu tạo rơle thời gian kiểu điện từ cuộn dây ống đồng ngắn mạch Nắp phần ứng Lị xo Vít điều chỉnh Tiếp điểm Lá đồng điều chỉnh khe hở 4.2.Nguyên lý hoạt động: Lõi thép hình chử U, bên phải quấn cuộn dây (1), bên trái ống đồng ngắn mạch Khi đưa điện áp vào đầu cuộn dây tạo nên từ thông  mạch sinh lực từ nắp (3) hút chặt vào phần cảm làm hệ thống tiếp điểm(6) đống lại Khi cuộn dây điện, từ thông  giảm dần Trong ống đồng xuất dòng điện cảm ứng tạo nên từ thông chống lại giảm từ thông  ban đầu Kết từ thông tổng mạch không bị triệt tiêu sau điện Do từ thơng mạch vẫn cịn nên tiếp điểm vẫn trì trạng thái đóng thêm khoảng thời gian mở Vít (5) dùng điều chỉnh độ căng lò xo, đồng mỏng (7) dùng điều chỉnh khe hở nắp phần cảm Hai phận có tác dụng điều chỉnh thời gian tác động Rơle 4.3 Giới thiệu số rơle thời gian điện tử * On-delay: Trì hoản thời gian đóng mạch 94 Hình 4.7 Một số dạng On-delay hảng ANLY - Đài Loan Tóm tắt nguyên lý làm việc Timer On-delay: - Khi đặt vào cuộn dây Timer On-delay (Board mạch điện tử Chân 7, hình 4-11) điện áp định mức: + Các tiếp điểm thường (1-3 1-4, hình 4.11) Timer thay đổi trạng thái tức thời (giống tiếp điểm rơle điện từ), 1-3 đóng lại 1-4 mở + Các tiếp điểm Timer (8-5 8-6, hình 4.11) sau khoảng thời gian (bằng khoảng thời gian chỉnh định chọn trước, tính từ lúc cuộn dây có điện) thay đổi trạng thái, 8-5 mở 8-6 đóng lại - Sau tiếp điểm Timer chuyển trạng thái, hệ thống hoạt động bình thường - Khi ta ngưng cấp điện cho cuộn dây Timer Các tiếp điểm trở trạng thái ban đầu (như hình 4.11) Cách kiểm tra Timer: - Chỉnh Timer 11s - Cho điện áp định mức vào đầu cuộn dây, Timer có đèn LED sáng: + Dùng VOM đo thông mạch:  Đo chân 8-5 (kêu) chân 8-6 (không kêu): Chưa kết luận  Nếu ngược lại 8-5 (không kêu), 8-6 (kêu) 8-5 (kêu), 8-6 (kêu) 8-5 (không kêu), 8-6 (không kêu): Hư + Sau 11s (trên Timer có LED sáng), dùng thông mạch đo lại, nếu:  8-5 (kêu), 8-6 (không kêu): Hư  8-5 (không kêu), 8-6 (kêu): Tốt * Off-delay: Trì hỗn thời gian mở mạch Hình 4.8 Một số dạng OFF-delay hảng ANLY - Đài Loan 95 Tóm tắt nguyên lý làm việc Timer Off-delay: - Khi đặt vào cuộn dây Timer On-delay (Board mạch điện tử Chân 7, hình 4.12) điện áp định mức: + Các tiếp điểm thường (1-3 1-4, hình 4.12) Timer thay đổi trạng thái tức thời (giống tiếp điểm rơle điện từ), 1-3 đóng lại 1-4 mở + Các tiếp điểm Timer (8-5 8-6, hình 4.12) thay đổi trạng thái tức thời, 85 mở 8-6 đóng lại Timer hoạt động bình thường - Khi ta ngưng cấp điện cho cuộn dây Timer Các tiếp điểm thường (1-3 1-4) trở trạng thái ban đầu tiếp điểm Timer vẫn trạng thái làm việc khoảng thời gian thời gian chỉnh định trở trạng thái ban đầu (như hình 4.12) * Ký hiệu: 4.4 Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng Hiện tượng hư hỏng: - Hư hỏng tiếp điểm thường tiếp điểm thời gian bị ngắn mạch phía sau rơ le - Các tiếp điểm thời gian hoạt động không bị nổ đứt bo mạch điện tử đến chân hư hỏng bo mạch điện tử 5.Bộ khống chế 5.1.Công dụng phân loại: * Công dụng: Trong máy móc cơng nghiệp người ta sử dụng rộng rãi khơng chế để làm khí cụ điều khiển thiết bị điện Bộ không chế chia làm khống chế động lực (còn gọi tay trang) để điều khiển trực tiếp khống chế huy để điều khiển gián tiếp Bộ khống chế loại thiết bị chuyển đổi mạch điện tay gạt hay vô lăng quay Điều khiển trực tiếp gián tiếp từ xa thực chuyển đổi mạch phức tạp để điều khiển khởi động, điều chỉnh tốc độ, đảo chiều, hãm điện máy điện thiết bị điện Bộ khống chế động lực (còn gọi tay trang) dùng để điều khiển trực tiếp động điện có cơng suất bé trung bình chế độ làm việc khác nhằm đơn giản hoá thao tác cho người vận hành 96 Bộ khống chế huy dùng để điều khiển gián tiếp động điện có công suất lớn, chuyển đổi mạch điện điều khiển cuộn dây công tắc tơ, khởi động từ Đôi dùng đóng cắt trực tiếp động điện có cơng suất bé, nam châm điện thiết bị điện khác Bộ khống chế huy truyền động tay động chấp hành Bộ khống chế động lực dùng để thay đổi trị số điện trở đấu mạch điện Về nguyên lý khống chế huy khơng khác khống chế động lực Chỉ có hệ thống tiếp điểm bé, nhẹ, nhỏ sử dụng mạch điều khiển * Phân loại:  Theo kết cấu người ta chia khống chế làm khống chế hình trống khống chế hình cam  Theo nguyên lý sử dụng người ta chia khống chế làm khống chế điện xoay chiều khống chế điện chiều 5.2.Cấu tạo nguyên lý hoạt động khống chế hình trống Trên trục bọc cách điện người ta bắt chặt đoạn vành trượt đồng có cung dài làm việc khác Các đoạn dùng làm vành tiếp xúc động xếp góc độ khác Một vài đoạn vành nối điện với sẵn bên Các tiếp xúc tĩnh có lị xo đàn hồi (cịn gọi chổi tiếp xúc) kẹp chặt cán cố định bọc cách điện chổi tiếp xúc tương ứng với đoạn vành trượt phận quay Các chổi tiếp xúc có vành cách điện với nối trực tiếp với mạch điện bên Khi quay trục đoạn vành trượt tiếp xúc mặt với chổi tiếp xúc thực chuyển đổi mạch cần thiết mạch điều khiển Hình 4.9: Bộ khống chế hình trống a Hình dạng chung b Bộ phận bên Trục quay Vành trượt đồng Các tiếp xúc tỉnh Trục cố định 97 5.3.Cấu tạo nguyên lý hoạt động khống chế hình cam: Hình dạng chung khống chế hình cam trình bày hình vẽ 4.11 Trên trục quay người ta bắt chặt hình cam Một trục nhỏ có vấu có lị xo đàn hồi ln ln đẩy trục vấu tỳ hình cam Các tiếp điểm động bắt chặt giá tay gạt, trục quay, làm xoay hình cam 2, trục nhỏ có vấu khớp vào phần lõm hay phần lồi hình cam, làm đóng mở tiếp điểm Hình 4.10: Bộ khống chế hình cam Trục quay Các tiếp điểm tĩnh Hình cam Các tiếp điểm động Trục nhỏ có vấu Lị xo đàn hồi 5.4 Một số thông số kỹ thuật khống chế Bộ khống chế hình cam có tần số thao tác lớn nhiều so với khống chế hình trống (hơn 1100 lần / giờ), khống chế động điện xoay chiều chiều công suất lớn (tới 200 kW) Tiếp điểm động tiếp xúc dạng lăn, dùng rộng rãi khống chế công suất lớn, cặp tiếp điểm cịn có hộp dập hồ quang Bộ khống chế hình trống tần số thao tác bé tiếp điểm động tĩnh có hình dạng tiếp xúc trượt dễ bị mài mịn Các thông số định mức khống chế động lực kiểu cho hệ số thông điện ĐL% = 40% tần số thao tác không lớn 600 lần / Các khống chế động lực để điều khiển động điện xoay chiều ba pha rơto dây quấn có cơng suất 110 kW (ở 380V), động điện chiều có cơng suất 80 kW (ở 440V), có trọng lượng xấp xỉ 90 kg Các khống chế cỡ bé dùng để điều khiển động điện xoay chiều có cơng suất bé (11- 30)kW có trọng lượng xấp xỉ 30 kg Bộ khống chế huy sản xuất ứng với điện áp 500V, tiếp điểm có dịng điện làm việc liên tục đến 11A, dòng điện ngắt chiều phụ tải điện cảm đến 1,5A điện áp 220V 5.5.Tính chọn khống chế Để lựa chọn khơng chế ta vào: 98 - Dịng điện cho phép qua tiếp điểm chế độ làm việc liên tục chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại (tần số thao tác giờ) - Điện áp định mức nguồn cung cấp Khi chọn dòng điện I qua tiếp điểm ta vào công suất định mức (Pđm ) động tính I theo cơng thức: + Đối với động điện chiều I = 1,2 Trong đó: - Pđm công suất động điện chiều, kW - U điện áp nguồn cung cấp V + Đối với động điện xoay chiều: Trong đó: - Pđm cơng suất động điện xoay chiều, kW - U điện áp nguồn cung cấp V - Dòng điện định mức khống chế hình trống có cấp:25; 0; 50; 110; 150; 300A làm việc liên tục dài hạn Còn làm việc ngắn hạn lặp lại dịng điện định mức chọn cao Khi tăng tần số thao tác ta phải chọn dung lượng khống chế cao Khi điện áp nguồn thay đổi, dung lượng khống chế thay đổi theo, chẳng hạn khống chế có dung lương 110kW điện áp 220V, sử dụng điện áp 380V dùng tới công suất 60kW 5.6.Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng + Bộ khống hình trống: Hư hỏng vành trượt đồng: ma sát bề mặt, bụi bẩn, bị cong, vênh, bị cháy, bị dính … Hư hỏng trục quay vít bị chờn, bị hỏng ren … Hư hỏng tiếp xúc tĩnh ma sát bề mặt với vành trượt đồng, bụi bẩn, tính đàn hồi … Hư hỏng trục tiếp xúc tĩnh bị tác động môi trường, nhiệt độ làm việc, cách điện bị già hóa + Bộ khống chế hình cam: Hư hỏng tiếp điểm tĩnh tiếp điểm động: bị cháy, bị dính, bị cong, bị vênh khơng trùng khớp tiếp điểm động tiếp điểm tĩnh … Hư hỏng bề mặt tiếp xúc hình cam ma sát, bụi bẩn Hư hỏng phận truyền động ốc vít bị mịn, bị hỏng, … Hư hỏng lị xo đàn hồi đặt khơng vị trí, độ đàn hồi lò xo giảm kim loại bị mỏi … 5.7.Sửa chữa khống chế: Đối với khống chế trình sử dụng tần số thao tác nhiều, dùng để điều khiển thiết bị điện có cơng suất lớn nên ta phải định kỳ kiểm tra bảo dưỡng cách điện, bề mặt tiếp xúc, ốc vít lực ép lò xo, trường hợp tiếp điểm tỉnh động bị mịn, bị rổ bị cháy, dính 99 ta tiến hành thay Kiểm tra điều chỉnh trùng khớp tiếp điểm tỉnh động Cố định chắn tiếp xúc tỉnh lên trục cố định vành trượt lên trục quay CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP Câu hỏi nghiệm lựa chọn: Đọc kỹ câu hỏi, chọn ý trả lời tơ đen vào thích hợp cột bên T Nội dung câu hỏi a b c d T 4.1 Điện áp định mức tiếp điểm Contactor là: a Là điện áp đặt vào đầu cuộn dây Contactor b Điện áp mạch điện tương ứng với tiếp điểm phải đóng cắt c Là điện áp đặt vào đầu cuộn dây tiếp điểm Contactor d Cả a b sai 4.2 Contactor phân loại theo nguyên lý truyền động có: a Contactor kiểu điện từ, kiểu ép, kiểu thủy lực b Contactor kiểu điện chiều, Contactor điện xoay chiều c Contactor điện từ d Câu a b 4.3 Khởi động từ phân loại theo: a Điện áp định mức cuộn dây hút, số lượng loại tiếp điểm thường đóng, thường mở b Kết cấu bảo vệ chống tác động môi trường xung quanh c Khả làm biến đổi chiều động điện d Cả a, b c 4.4 Trong mạch cần lấy tín hiệu, cuộn dây rơ le trung gian mắc: a Song song b Nối tiếp c Hỗn hợp d Cả a, b c 4.5 Công dụng khống chế hình cam: a Chuyển đổi mạch điện tay gạt, hay vô lăng quay b Điều khiển trực tiếp gián tiếp từ xa chuyển đổi mạch điên phức tạp c Điều khiển, khởi động, điều chỉnh tốc, đảo chiều, hãm điện máy điện thiết bị điện d Cả , b c □ ? □ ? □ ? □ ? □ ? □ ? □ ? □ ? □ ? □ ? □ ? □ ? □ ? □ ? □ ? □ ? □ ? □ ? □ ? □ ? 100 4.6 Bộ khống chế huy dùng để: a Điều khiển gián tiếp động điện có cơng suất lớn b Chuyển đổi mạch điện điều khiển, cuộn dây Contactor, khởi động từ c Điều khiển trực tiếp động điện có cơng suất nhỏ trung bình d Câu a b 4.7 Lực hút rơle điện từ phụ thuộc vào: a Kích thước lõi thép b Điện trở cuộn dây c Dòng điện qua phần cảm khe hở khơng khí d Tất 4.8 Bộ khống chế (bộ chuyển đổi) có công dụng: a Điều khiển khởi động, hãm dừng, điều chỉnh máy điện thiết bị điện; b Chỉ dùng Điều chỉnh tốc độ đảo chiều; c Chỉ dùng hãm động hãm ngược; d Đóng cắt, điều khiển bảo vệ động 4.9 Loại rơle thời gian On-delay dùng để: a Trì hoản thời gian đóng mạch b Trì hoản thời gian cắt mạch c Tăng nhanh thời gian đóng mạch d Tăng nhanh thời gian cắt mạch □ ? □ ? □ ? □ ? □ ? □ ? □ ? □ ? □ ? □ ? □ ? □ ? □ ? □ ? □ ? □ ? Bài tập thực hành: Thực hành tháo, lắp, bảo dưỡng, sửa chữa, quan sát cấu tạo, nguyên lý hoạt động công tắc tơ, khởi động từ, rơ le trung gian, rơ le thời gian, khống chế - Thao tác sửa chữa: - Mở nắp - Tháo cuộn dây quan sát mắt thường xem cuộn dây có bị cháy không dùng đồng hồ megomét kiểm tra cách điện, cuộn dây bị cháy phải quấn lại cuộn dây - Điều chỉnh tiếp điểm cho trùng khớp hoàn toàn với nhau, dùng giấy ráp vệ sinh tiếp điểm - Kiểm tra đàn hồi lị xo 101 CÁC THUẬT NGỮ CHUN MƠN a) CÁC TỪ VIẾT TẮT ĐKB AC DC KCĐ const CD CC KĐT N, O CTT RN RTh RU RI RTr RTĐ TCVN FCO IEC 158-1 Động không đồng ĐIện xoay chiều ĐIện chiều Khí cụ điện Constane (khơng đổi, cố định) Cầu dao đIện Cầu chì Khởi động từ Dây trung tính Cơng tắc tơ Rơ-le nhiệt Rơ le thời gian Rơ le điện áp Rơ le dòng điện Rơ le trung gian Rơ le tốc độ Tiêu chuẩn Việt Nam Fure Cut Out Tiêu chuẩn quốc tế (IEC: International Electrotechnical Commission) 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Xuân Phú, Khí cụ Điện - Kết cấu, sử dụng sửa chữa, NXB Khoa Học Kỹ Thuật năm 2000 [2] Nguyễn Xuân Phú, Vật liệu điện, NXB Khoa Học Kỹ Thuật năm 2000 [3] Đặng Văn Đào, Kỹ Thuật Điện, NXB Giỏo dục năm 2004 [4] Nguyễn Xuân Phú, Cung cấp điện, NXB Khoa học Kỹ thuật năm 2004 [5] K.B Raina, S.k.bhattcharya, Phạm Văn Niên (dịch), Thiết kế điện dự toán giá thành, NXB Khoa Học Kỹ Thuật năm 1996 [6] Phạm Văn Chới, Bùi Tín Hữu, Khí cụ điện, NXB Khoa Học Kỹ Thuật năm 2000 103