Bài giảng trang bị điện trong máy cắt kim loại chương i khí cụ điện

CÔNG TẮC:- Là khí cụ đóng - cắt mạch điện hạ áp bằng tay hoặc bằng tác động cơ khí.-Công tắc có các tiếp điểm động và tiếp điểm tĩnh.. Mạch điện được nối thông khi hai tiếp điểm tiếp xúc

Trang 1

TRƯỜNG CAO ĐẲNG HÀNG HẢI II

KHOA CƠ KHÍ

-oOo -TRANG BỊ ĐIỆN TRONG MÁY CẮT KIM LOẠI

Ths Nguyễn Ánh Vân Hà

Trang 3

Khởi động

từ

Trang 5

CÁC KHÍ CỤ ĐÓNG-CẮT CÓ TIẾP ĐIỂM

1 NÚT NHẤN:

Một số loại nút nhấn

Nút nhấn đơn

Trang 6

1 NÚT NHẤN:

Nút nhấn kép

Trang 7

1 NÚT NHẤN:

Nút dừng khẩn cấp

Trang 8

2 CÔNG TẮC:

- Là khí cụ đóng - cắt mạch điện hạ áp bằng tay hoặc bằng tác động

cơ khí.

-Công tắc có các tiếp điểm động và tiếp điểm tĩnh Mạch điện được

nối thông khi hai tiếp điểm tiếp xúc nhau.

Công tắc xoay

Ký hiệu:

Trang 9

2 CÔNG TẮC:

Công tắc nhấn

Ký hiệu:

Trang 11

2 CÔNG TẮC:

Công tắc ba vị trí

Ký hiệu:

Trang 13

3 CẦU DAO:

- Cầu dao là loại khí cụ đóng - cắt mạch điện bằng tay ở lưới điện hạ áp

- Cầu dao được dùng rất phổ biến trong mạch điện dân dụng

và công nghiệp ở dải công suất nhỏ với tần suất đóng - cắt bé.

- Cầu dao có lưỡi dao phụ và

cầu dao không có lưỡi dao

phụ.

Trang 14

3 CẦU DAO:

Cầu dao có lưỡi dao phụ

1 Lưỡi dao chính.

2 Kẹp.

3 Lưỡi dao phụ.

4 Lò xo.

Trang 16

4 BỘ KHỐNG CHẾ:

- Bộ khống chế là khí cụ dùng để điều khiển gián tiếp (qua mạch điều khiển) hoặc điều khiển trực tiếp (qua mạch động lực) các thiết bị điện

- Bộ khống chế là khí cụ đóng - cắt đồng thời nhiều mạch và tùy theo cấu tạo có thể chia ra: bộ khống chế hình trống và

bộ khống chế hình cam

Trang 17

4 BỘ KHỐNG CHẾ:

Một số bộ không chế hình trống của hãng DigiKey

Bộ khống chế hình trống

Trang 20

Chọn bộ khống chế

Chọn bộ khống chế phải căn cứ vào điện áp của mạch thao tác và dòng điện cho phép qua các tiếp điểm

- Trị số dòng điện một chiều:

- Đối với dòng xoay chiều:

3

10 2

.

1

U

P I

) (

10 cos

3

I

Trang 21

5 RỜLE

RỜLE

1 8

3

4 7

Rờle điện từ

Rờle trung gian

Rờle lưỡi gà

5 6

Rờle lưỡi gà Rờle tốc độ

Rờle thời gian

Rờle dòng điện

8

3

4 7

5 6

2

RỜLE

Rờle điện từ

Rờle lưỡi gà Rờle tốc độ

Rờle thời gian

Rờle dòng điện

Trang 22

4 Lò xo 5,6,7 Tiếp điểm

Trang 23

5.1) MỘT SỐ RỜLE ĐIỆN TỪ

Rờle điện từ của hãng DigiKey

Các loại chân đế cho rờle điện từ

Trang 24

- Nhiệm vụ của rờle trung gian là khuếch đại các tín hiệu điều khiển

- Liên kết giữa các phần tử điều khiển khác nhau.

- Rờle trung gian thường là rờle điện từ.

Ký hiệu:

Trang 25

Rờle trung gian của hãng Omron

Các loại chân đế cho rờle trung gian

của hãng Omron

5.2) RỜLE TRUNG GIAN

Trang 26

3 Ống thủy tinh

4 Cuộn dây

Trang 27

- Tiếp điểm làm việc trong chân không hay khí

trơ loãng nên hầu như không có hồ quang lúc

đóng - cắt Tiếp điểm không bị oxy hóa.

- Khoảng cách 2 tiếp điểm nhỏ nên thời gian tác

động nhanh ( 0,4 ÷ 2,0 ) ms và tần số thao tác lớn (400-2000 lần/s ).

- Dòng đóng - cắt có thể từ ( 1 ÷ 5 ) A.

- Từ trường điều khiển nhỏ.

Rờle lưỡi gà chỉ có một tiếp điểm thường mở.

Trang 28

5.3) MỘT SỐ RỜLE LƯỠI GÀ

Một số loại rờle lưỡi gà của hãng DigiKey

Trang 29

5-6 TĐ thường

đóng

5-7 TĐ thường mở

Trang 30

Nút reset

Vị trí nguồn vào cuộn dây

Tiếp điểm thường mở

Rãnh lắp rờle

vào thanh ray

của tủ điện

Trang 32

5.8) RỜLE THỜI GIAN

Rờle thời gian là rờle tạo trễ đầu ra, nghĩa là khi có tín hiệu điều khiển ở đầu vào thì sau một thời gian nào đó, đầu ra mới có tác động (tiếp điểm rờle đóng hoặc mở)

Trang 33

a) RỜLE THỜI GIAN KIỂU ĐIỆN TỪ

1-Mạch từ chữ nhật dẹt 2-Vòng ngắn mạch 3-Mạch từ trụ

4-Cuộn hút 5-Tiếp điểm rờle gắn trên nắp

từ động

Trang 34

a) RỜLE THỜI GIAN KIỂU ĐIỆN TỪ

Vị trí nguồn xoay chiều vào cuộn dây Tiếp điểm

thường đóng

Tiếp điểm thường mở

Núm điều chỉnh thời gian

Rờle thời gian đóng trễ của hãng

Siemen

Moeller

Trang 35

b) RỜLE THỜI GIAN KIỂU THỦY KHÍ

1-Cuộn hút 2-Lõi từ

3-Nắp từ động 4-Lò xo

5-Tiếp điểm 6-Piston

7-Xi lanh dầu nhờn

Trang 36

c) RỜLE THỜI GIAN BÁN DẪN

Việc làm trễ thời gian tác động phần lớn là nhờ các mạch bán dẫn:

- Mạch trễ nhờ sự phóng hoặc nạp của tụ điện (mạch R-C)

- Mạch trễ nhờ các bộ đếm

T1; T2 – Tranzitor

C – Tụ điện R1 – Điện trở bảo vệ T1 R2 – Điện trở bảo vệ T2

VR – Biến trở

R – Rờle

D – Điốt bảo vệ R

Trang 37

Ưu điểm: bền, gọn, tiêu tốn năng lượng ít, tác động nhanh, tin cậy, khoảng thời gian trễ lớn (từ vài phần giây đến hàng trăm giờ hoặc hơn)

Siemens

Rờle thời gian đóng, mở trễ của

hãng Omron

Trang 38

CÁC KHÍ CỤ ĐÓNG-CẮT CÓ TIẾP ĐIỂMc) RỜLE THỜI GIAN BÁN DẪN

Một số loại rờle thời gian bán dẫn và sơ đồ đấu dây

Trang 39

Trang 40

Trang 41

Phân loại: - CB dòng điện cực đại

- CB dòng điện cực tiểu

- CB điện áp thấp

- CB công suất ngược v.v .

Trang 42

6) ÁP TÔ MÁT (CB)

CB dòng điện cực đại:

I tăng, cuộn điện từ 1 nối tiếp với

mạch động lực sẽ đủ lực, thắng lực

cản của lò xo 3, hút nắp từ động 2,

làm cần 4 quay nhả móc chốt Lò xo

6 kéo rời tiếp điểm động ra khỏi tiếp

điểm tĩnh để cắt mạch

I lớn, cuộn 1 đủ lực hút để hút nắp

từ động 2 và mạch được đóng kín.

I giảm, cuộn 1 không đủ lực từ nên

bị lò xo 3 kéo nắp từ động 2 ra và

tiếp điểm bị mở, dòng điện bị cắt

 CB dòng điện cực tiểu

Trang 43

ELCB (Earth leakage circuit breaker)

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

thiết bị tự động cắt mạch điện khi dòng điện rò (dòng điện chạy

từ dây dẫn xuống đất rồi trở về nguồn) đạt tới trị số nguy hiểm cho cơ thể người (từ 30mA trở lên), hoặc có thể gây ra phóng tia lửa điện (cỡ 500mA), gây hỏa hoạn

ELCB của hãng Powerex

Trang 45

Một số loại CB của hãng Schneider

Vị trí đấu dây vào phụ tải

Vị trí đấu dây nguồn

Trang 46

7 CONTACTOR:

Công tắc tơ là khí cụ điều khiển từ xa dùng để đóng – cắt các mạch động lực ở lưới điện hạ áp và dòng điện tới vài trăm, vài nghìn ampe.

Ký hiệu:

Nguyên lý hoạt động

Khi cấp điện cho cuộn K, lõi

Fe bị hút , nén lò xo LX và cần

C sẽ đóng các tiếp điểm 1, a, b,

c và mở tiếp điểm 2

Trang 47

Tiếp điểm phụ thường mở (NO)

Tiếp điểm phụ thường đóng (NC)

Vị trí nguồn

vào cuộn dây

Trang 48

7 CONTACTOR:

Một số loại công tắc tơ

Loại 3 pha Loại 1 pha

Trang 50

8 KHỞI ĐỘNG TỪ:

Khởi động từ là một khí

cụ kết hợp giữa công tắc

tơ và rờle nhiệt để điều

khiển từ xa động cơ và

bảo vệ động cơ khỏi quá

tải

- Khởi động từ đơn gồm

một công tắc tơ kết hợp

với rờle nhiệt

- Khởi động từ kép gồm

hai công tắc tơ kết hợp

với 2 rờle nhiệt

Vị trí cuộn coil

Rơle nhiệt

Bộ điều chỉnh

Bộ tiếp điểm phụ

Trang 51

từ kép

Trang 52

- Khả năng đóng cắt của khởi động từ phải cao.

- Thao tác đóng cắt phải dứt khoát.

- Tiêu thụ công suất ít.

- Bảo vệ tin cậy động cơ điện khỏi quá tải lâu dài.

- Thỏa mãn các điều kiện khởi động động cơ

không đồng bộ rôto lồng sóc có hệ số dòng khởi động từ 5÷7 lần dòng điện định mức.

Trang 54

F

Trang 55

8.1 CẦU CHẢY:

1.Ống sứ 2.Dây chảy

3.Nắp kim loại 4.Nắp xoáy

6, 8.Tiếp điểm

7, 9.Vít bắt dây 10.Tấm mica

11 Cát thạch anh

Nguyên lý tác động cắt mạch: Cầu chảy tác động theo

nguyên lý dựa vào hiệu ứng nhiệt của dòng điện.

Yêu cầu:

- Cầu chảy phải được lắp nối tiếp ở dây pha.

- Khi lắp đặt cầu chảy phải đảm bảo tính chọn lọc theo thứ tự từ tải về nguồn.

- Làm việc phải bảo đảm tin cậy.

- Khi cần thay thế sửa chữa phải đảm bảo an toàn, tiện lợi

Trang 56

Cầu chảy của hãng DigiKey

Cầu chảy dạng ống của hãng DigiKey

Trang 58

8.2 RỜLE NHIỆT:

Lưu ý:

- Rờle nhiệt không bảo vệ được sự cố ngắn mạch.

- Dòng điện quá tải càng lớn thì thời gian tác động của rờle càng ngắn.

- Chọn dòng tác động cho rờle nhiệt

Itd = (1.2 – 1.3)Idm.

Itd: Giá trị dòng điện tác động Idm: Giá trị dòng điện định mức

Trang 59

8.2 RỜLE NHIỆT:

Một số loại rờle nhiệt

Rờle nhiệt chủa hãng

Maxge

Rờle nhiệt chủa hãng Telemecanique Rờle nhiệt chủa hãng Siemens

Đầu nối vào khởi động từ Nút reset

Tiếp điểm thường mở Tiếp điểm thường đóng Nút stop

Trang 61

THIẾT BỊ ĐÓNG - CẮT KHÔNG TIẾP ĐIỂM

THIẾT BỊ ĐÓNG - CẮT KHÔNG TIẾP ĐIỂMTriac

Thyrysto

Tranzito

Trang 62

- Phần tử chủ yếu trong các thiết bị đóng - cắt không tiếp điểm là tranzito công suất (mạch một chiều), thyristo (mạch

một chiều và xoay chiều), triac (mạch xoay chiều).

Triac của hãng Powerex U=1800V; I= 1550A

Trang 63

Scr của hãng Nec Tokin

Trang 64

THIẾT BỊ ĐÓNG - CẮT KHÔNG TIẾP ĐIỂM

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

Dùng tranzito Dùng thyristo Dùng triac

Mạch một chiều Mạch xoay chiều

Trang 70

II

Các mạch điều khiển động cơ

Động cơ điện một chiều

Động cơ điện xoay chiều ba pha

Trang 71

TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

1.Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Phần chính gồm Stato (phần đứng yên) với các cực từ (bằng nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện), Roto với các cuộn dây quấn, cổ góp cùng chổi điện.

5 7

3

4 6

2 1

7- Cuộn dây phần

ứng

Trang 72

Một số loại động cơ điện một chiều trong công nghiệp do hãng Toshiba sản xuất

Một số loại động cơ điện một chiều

Trang 73

-a) Động cơ điện một chiều kích từ độc lập:

Cuộn dây kích từ mắc vào nguồn một chiều độc lập

với cuộn dây phần ứng

b) Động cơ điện một chiều kích từ song song: Cuộn dây kích từ mắc song song với cuộn dây phần ứng

Trang 74

-c) Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp:

Cuộn dây kích từ được mắc nối tiếp với cuộn dây

-d) Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp:

Gồm hai cuộn dây kích từ Một cuộn mắc nối tiếp với cuộn dây phần ứng, cuộn còn lại mắc độc lập với cuộn dây phần ứng

Trang 75

3.Phương trình đặc tính cơ và đường đặc tính cơ

a) Phương trình đặc tính cơ

M C

C

R C

U n

m e

a e

2

Φ - Từ thông dưới một cực của động cơ điện [Vs]=[weber]

I a - Dòng điện của phần ứng [A]

R a - Điện trở cuộn dây phần ứng [Ω]

C e - Hằng số suất điện động của động cơ

C m - Hằng số momen của động cơ.

n - Số vòng quay của động cơ [vòng /phút]

U - Điện áp nguồn [V]

M - Mômen [N/m]

Trang 76

3 Phương trình đặc tính cơ và đường đặc tính cơ

U

n0

m e

a

C C

R b

n0 - số vòng quay của động cơ

điện lúc không tải lý tưởng

Trang 77

4 Khởi động động cơ kích từ song song

a) Trực tiếp:

Đóng trực tiếp động cơ điện

vào mạng điện.

Dòng điện tăng vọt trong thời

gian bắt đầu mở máy.

- Làm nóng động cơ

- Điện áp của mạng điện cung cấp cho động cơ bị hạ thấp

Trang 78

4 Khởi động động cơ kích từ song song

M

a d

Trang 80

5 Điều chỉnh số vòng quay

a) Thay đổi điện áp nguồn U:

Chỉ có thể thực hiện bằng các thiết bị đặc biệt để có thể điều chỉnh điện áp U cấp cho động cơ, đó là các hệ thống:

- Hệ thống máy phát - động cơ thông thường.

- Hệ thống máy phát - động cơ có máy khuyếch đại từ trường ngang

- Hệ thống khuyếch đại từ - động cơ

- Hệ thống chỉnh lưu – động cơ

- Hệ thống trục điện

Trang 81

M - Động cơ điện KĐB ba pha

M1 - Động cơ điện một chiều

Trang 82

Φ tăng n giảm

I a giảm

M

0 3

Trang 83

ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU 3 PHA

1 Cấu tạo

- Phần cảm: gồm 3 cuộn dây đặt lệch nhau 120 o , thường đặt ở stato

- Phần ứng: cũng gồm 3 cuộn dây, thường đặt ở rôto.

Cuộn dây stato

Ổ bi

Nguồn vào

Rôto

Stato

Trang 84

Khi 3 cuộn dây phần ứng kết hợp thành một lồng trụ với các thanh dẫn bằng nhôm thì rôto được gọi là rôto lồng sóc.

Rôto lồng sóc Rôto dây quấn

Trang 85

Sơ đồ lắp ráp một động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc

Trang 86

Hình ảnh một số động cơ:

Trang 87

cuộn dây (hay thanh dẫn) phần ứng

xuất hiện suất điện động cảm ứng Nếu

mạch phần ứng nối kín thì có dòng điện

cảm ứng sinh ra

Từ trường quay lại tác dụng dòng cảm ứng này một từ lực tạo ra

mômen làm quay phần cảm theo chiều

quay của từ trường.

Tốc độ quay phần cảm luôn nhỏ hơn tốc

độ quay của từ trường quay

Trang 88

3 Phương trình đặc tính cơ:

Trong đó: U1ph- Điện áp pha đặt vào cuộn phần cảm [V];

U'2 - Điện trở một pha cuộn dây phần ứng quy đổi về stato [Ω];

R1 - Điện trở một pha cuộn dây phần cảm [Ω];

Xnm= X1+X2 - Điện trở ngắn mạch;

X1 - Điện kháng một pha cuộn dây phần cảm, [Ω];

X'2 - Điện kháng một pha cuộn dây phần ứng quy đổi về stato [Ω].

s - Độ trượt

2

2 ' 2 1

0

' 2

2 1

3

nm

ph

X s

R R

0 1

s

Trang 89

' 2

nm

th

X R

R s

1 1

0

2 1

2

3

nm

ph th

X R

R

U M

Trang 90

5 Các phương pháp mở máy động cơ KĐB 3 pha:

5.1) Phương pháp mở máy trực tiếp.

5.2) Phương pháp mở máy bằng điện trở đối xứng ở mạch rôto.

5.3) Phương pháp mở máy bằng điện trở hoặc trở kháng ở mạch stato.

5.4) Phương pháp mở máy dùng biến áp tự ngẫu.

5.5) Phương pháp mở máy nhờ đổi nối  -Δ.

Tiêu đề	Khí Cụ Điện
Tác giả	Ths. Nguyễn Ánh Vân Hà
Trường học	Trường Cao Đẳng Hàng Hải II
Chuyên ngành	Cơ Khí
Thể loại	bài giảng

Định dạng
Số trang	90
Dung lượng	3,29 MB