Báo cáo thí nghiệm kỹ thuật điện giới thiệu các thiết bị điện

Trang 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN ***BÁO CÁOTHÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ĐIỆNGiảng viên hướng dẫn: Đặng Việt Phúc Sinh viên thực hiện: Đặng Ngọc Bách Lớp: Kỹ thuật ô

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN

***

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ĐIỆN

Giảng viên hướng dẫn: Đặng Việt Phúc Sinh viên thực hiện: Đặng Ngọc Bách

Lớp: Kỹ thuật ô tô 3 – K62

Mã sinh viên: 211311836

THỰC HÀNH BUỔI 1: GIỚI THIỆU CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN

I) MCCB( Model Case Circuit Breaker): Aptomat

1, Tìm hiểu chung về MCCB:

MCCB hay còn được gọi là át khối,aptomat vỏ đúc.Thiết bị điện này có tácdụng bảo vệ mạch điện khỏi dòng điện quá mức,có thể gây quá tải hoặc ngắnmạch

+) Với khả năng xử lý nhanh,hoạt động liên tục, MCCB giúp bảo vệ hiệu quảdòng điện, thiết bị điện tránh cháy nổ, hỏng hóc và hạn chế nguy cơ giật điện,ảnh hưởng đến sức khỏe con người

+) MCCB thường có dòng cắt định mức, dòng cắt ngắn mạch lớn, thích hợp sửdụng trong công nghiệp, hệ thống điện của tòa nhà, nhà máy sản xuất, trungtâm thương mại, siêu thị

+) Các loại MCCB được sản xuất trên dây chuyền công nghệ hiện đại, theo tiêuchuẩn chất lượng quốc tế Vì vậy, trong quá trình hoạt động rất an toàn

+) Khả năng chịu nhiệt tốt và cách điện hiệu quả nhờ làm từ nhựa tổng hợpphenolic

+) Thông số MCCB rõ ràng, dễ lắp đặt và được bán nhiều hơn

+) Tuổi thọ rất cao, độ bền đạt tiêu chuẩn IEC 947 quốc tế

+) Duy trì ổn định hệ thống điện trong thời gian dài ( trên 10 năm)

*) Phân loại MCCB theo khả năng chỉnh dòng: MCCB có dòng định mức khôngđổi và MCCB có thể chỉnh dòng định mức.

Tuy nhiên, thông số MCCB về cơ bản các sản phẩm đều giống nhau, bao gồm:

*) Dòng điện định mức (In): Là dòng điện tối đa mà MCCB có thể hoạt động

được DÒng điện định mức này xác định giới hạn cho phép đòng điện đi qua và

là giá trị xác định dòng ngắt của MCCB

*) Công suất ngắt mạch tối đa (ICU): Thông số này có nghĩa là nếu dòng sự

cố vượt qua giá trị này thì MCCB sẽ không thế ngắt mạch Khi xảy ra trườnghợp vượt quá mức ICU thì MCCB có thể có cơ chế bảo vệ khác mà khả năngchịu được dòng sự cố sẽ hoạt động Điều này đảm bảo độ tin cậy của MCCB

*) Dòng ngắn mạch thực tế (ICS): Thông số này có ý nghĩa MCCB sẽ hoạt

động khi xảy ra dòng sự cố trong ngưỡng này xảy ra MCCB sẽ có thể sử dụnglại sau khi gặp sự cố ngắt mạch với điều kiện không vượt qua ngưỡng thông sốnày Ics càng cao thì MCCB càng đáng tin cậy Đây là giá trị dòng sự cố caonhất mà MCCB có thể xử lý

*) Điện áp cách điện định mức (Ui): Thông số Ui thể hiện giá trị điện áp tối đa

mà MCCB có thể chống lại được trong điều kiện phòng thí nghiệm Thườngđiện áp định mức hoạt động bình thường của MCCB sẽ thấp hơn giá trị điện áp

Ui để cung cấp biên độ an toàn cho thiết bị

*) Điện áp làm việc định mức (Ue): Ue là điện áp hoạt động liên tục của

MCCB Giá trị này thường tương đương với điện áp của hệ thống

*) Điện áp xung điện định mức (Uimp): Thông số này thể hiện giá trị điện áp

xung cao nhất mà MCCB có thể chịu được khi gặp sự có đóng cắt hoặc bị sétđánh

VD: ABN 53c – Aptomat LS MCCB 3P 20A 18kA

*) Số cực: 3 pha

*) Dòng điện định mức (In): 20A

*) Điện áp làm việc định mức (Ue): 690V

*) Điện áp cách điện định mức (Ui): 750V

*) Điện áp xung điện định mức (Uimp): 8kV

Kích thước:

II) Rơ le trung gian

1 Khái niệm về rơ le trung gian

Rơ le trung gian là một loại mạch điện tử, chức năng tương tự với công tắc điện trong nhà bạn dạng on/off Rơ le trung gian đóng vai trò truyền tải

điện, chuyển tín hiệu từ thiết bị có công suất nhỏ sang thiết bị công suất caohơn trong sơ đồ điện

2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Rơ le trung gian

- Cấu tạo của Relay trung gian

Rơ le được cấu tạo từ hai phần chính là cuộn hút và mạch tiếp điểm

 Cuộn hút ( nam châm điện ) Gồm có lõi thép động, lõi thép tĩnh và

cuộn dây Cuộn dây được dùng để cuộn cường độ, điện áp hay có thể

cuộn cả điện áp lẫn cường độ Lõi thép động sẽ được định vị bằng một vít điều chỉnh găng bởi lò xo

 Mạch tiếp điểm (mạch lực) Gồm có tiếp điểm thuận và tiếp điểm

nghịch Tiếp điểm nghịch sẽ đảm nhận vai trò đóng cắt tín hiệu thiết bị tải với dòng nhỏ được cách ly với cuộn hút

- Nguyên lý hoạt động rơ le trung gian

+ Khi dòng điện chạy qua rơ le trung gian, đi tới cuộn dây của nam châm điện,tạo thành từ trường hút Từ trường tác động để đóng hoặc mở tiếp điểmđiện Từ đó làm thay đổi trạng thái đóng mở của rơ le trung gian Tùy vàothiết kế mà số tiếp điểm điện sẽ thay đổi khác nhau

+ Rơ le trung gian có 2 mạch hoạt động độc lập Một mạch sẽ điều khiển cuộndây relay để dòng chảy có thể đi qua cuộn dây hoặc không đi qua Mạchcòn lại sẽ điều khiển dòng điện để xem xét dòng điện có thể đi qua relayđược hay không

- Cách đầu nối rơ le 14 chân

- Relay 14 chân có tổng 4 cặp tiếp điểm Trong đó:

 Chân 1 2 3 4 là NC (thường đóng)

 Chân 5 6 7 8 là NO (thường mở)

 Chân 9 10 11 12 là COM

 Chân 13 14 là chân cấp điện áp cho Coil

Còn relay kiếng loại 14 chân thực tế nó có tổng 4 cặp tiếp điểm Trong đó; 13 và

14 luôn là chân cuộn dây cấp nguồn

3 Vai trò của Rơ le trung gian

 Rơ le trung gian có thể thay thế contactor nhỏ

 Rơ le trung gian có thể nhận 1 hoặc nhiều tín hiệu điều khiển

 Relay trung gian có thể tăng khả năng tiếp xúc

 Rơ le trung gian có thể chuyển đổi loại tiếp điểm

 Rơ le trung gian có thể được sử dụng như một công tắc

 Rơ le trung gian có thể chuyển đổi điện áp và loại bỏ nhiễu mạch

*) RƠ LE TRUNG GIAN RN4S-NL-A230 IDEC.

 Rơ le 14 chân dẹp, 4 cực

 Dòng điện liên tục: 3 A

 Điện năng tiêu thụ: 1.2 VA

 Điện áp cuộn định mức: 230 VAC

 Mã sản phẩm: SN4S-05D

 Chân: 14 chân dẹp

 Điện áp tối đa: 300V

 Tải tối đa: 6A

 Tiêu chuẩn sản phẩm: UL, CSA, CE

 Áp dụng cho các dòng rơ le trung gian: RY4S và RU4S

 Xuất xứ: IDEC – JAPAN

III) Rơ le thời gian

1.Rơ le thời gian là gì

Rơ le (relay) thời gian hay còn được gọi là Timer (bộ định thời) là thiết bị dung

để tạo thời gian trễ, bằng cách dùng bộ mạch điện tử điều khiển thời gian đóng,

cắt của các tiếp điểm rơ le.Rơ le thời gian là một loại khí cụ điện được sử dụng

nhiều trong điều khiển tự động Với vai trò điều khiển trung gian giữa các thiết

bị điều khiển theo thời gian định trước

Rơ le thời gian có nhiệm vụ đóng tắt các thiết bị điện có trong hệ thống khi

không sử dụng nữa để tránh lãng phí nguồn năng lượng điện không cầnthiết Được ứng dụng trong việc điều khiển tắt mở: ánh sáng, quạt thônggió, tưới nước, máy, sưởi ấm, cửa tự động và tạo tín hiệu âm thanh hình ảnhtheo chu kỳ…

Thời gian trễ của rơ le thời gian có thể cài đặt từ vài giây đến hàng giờ tùytheo ứng dụng thực tế

2.Cấu tạo và nguyên lí hoạt động

Trong mạch điều khiển tự động, người ta thường sử dụng hai loại rơ le thờigian ON Delay và OFF Delay (hình trên) Ngoài ra còn có rơ le thời gian24h, thường sử dụng để bật, tắt thiết bị theo các giờ trong ngày như đènchiếu sáng hay máy bơm.– Đặc điểm chung:

+ Cuộn dây rơ le thời gian: Điện áp đặt vào hai đầu cuộn dây relay thời gianđược ghi trên nhãn, thông thường là 110V, 220V

+ Cấu tạo của một Timer gồm: mạch từ của nam châm điện, mạch điện tửđếm thời gian, hệ thống tiếp điểm, vỏ bảo vệ, đế Timer

3.Rơ le thời gian on delay

Ký hiệu rơ le thời gian ON Delay

Nguyên lý hoạt động của rơ le thời gian ON Delay:

Khi cấp nguồn vào cuộn dây (chân 2-7) của Timer ON Delay Các tiếpđiểm tức thời thay đổi trạng thái ngay lập tức

Sau khoảng thời gian đặt trước, các tiếp điểm định thời sẽ chuyển trạng thái

và duy trì ở trạng thái này Khi ngưng cấp nguồn vào cuộn dây, tất cả cáctiếp điểm trở về trạng thái ban đầu

4.Rơ le thời gian off delay

Tuy không đa dạng như Timer ON nhưng Timer OFF Delay cũng là một thiết bịkhông thể thiếu trong lĩnh vực tự động

Ký hiệu rơ le thời gian OFF Delay.

Nguyên lý hoạt động của rơ le thời gian OFF Delay

Khi cấp nguồn vào cuộn dây của Timer OFF Delay, các tiếp điểm thay đổi

trạng thái ngay lập tức

Khi ngưng cấp nguồn vào cuộn dây, tiếp điểm tức thời trở về trạng thái

ban đầu Nhưng tiếp điểm định thời vẫn duy trì trạng thái

Sau một khoảng thời gian đặt trước, tiếp điểm định thời trở về vị trí ban

đầu

Sơ đồ đấu dây rơ le thời gian

5.Thông số kĩ thuật

– Dải thời gian : 60S, 60M

– Điện áp nguồn: AC220V 50Hz/60Hz– Kiểu chỉnh thời gian: Chiết áp

IV).Nút nhấn

1.Giới thiệu về nút bấm

Nút nhấn (nút ấn) là một loại khí cụ dùng để ngắt đóng từ xa các máy móc,

thiết bị điện hoặc một số loại quá trình trong điều khiển

Nút nhấn (nút ấn) thường đặt ở tủ điện, trên bảng điều khiển, trên hộp nút

nhấn… Khi thao tác với nút nhấn cần dứt khoát để đóng hoặc mở mạch điện

Hầu hết, các nút nhấn (nút ấn) là kim loại hoặc nhựa Hình dạng của nút ấn

có thể phù hợp với bàn tay hoặc ngón tay để sử dụng dễ dàng Tất cả phụ thuộc vào thiết kế của cá nhân

Nút nhấn được thiết kế và sản xuất dựa theo tiêu chuẩn cao, có kiểu dáng đẹp, kết cấu chắc chắn, chất lượng, dễ dàng thay thế và lắp đặt

Công tắc nút nhấn sử dụng nhiều trong các ứng dụng khác nhau như điện thoại, máy tính, nút nhấn và rất nhiều thiết bị gia dụng Bạn có thể nhìn thấychúng trong văn phòng, nhà và trong các ứng dụng công nghiệp ngày nay Chúng có thể tắt, bật máy hoặc làm cho thiết bị thực hiện các hoạt động cụ thể, như trường hợp với máy tính Trong một số trường hợp, các nút nhấn

có thể được kết nối thông qua liên kết cơ học, điều khiển một nút nhấn kháchoạt động

Đa số, các nút sẽ có màu sắc cụ thể để hiển thị mục đích của chúng Ví dụ như nút nhấn màu đỏ thường được sử dụng để tắt thiết bị, nút nhấn màu xanh để bật thiết bị Điều này tránh gây ra một số nhầm lẫn Nút dừng khẩn cấp thường sẽ là các nút ấn lớn, thường có màu đỏ và có đầu nút lớn hơn để

sử dụng dễ dàng hơn

2.Cấu tạo

Nút nhấn gồm hệ thống các tiếp điểm thường đóng – thường hở, hệ thống

lò xo và vỏ bảo vệ Khi có tác động vào nút nhấn, các tiếp điểm sẽ chuyển trạng thái, khi không còn tác động, các tiếp điểm sẽ trở về trạng thái ban

đầu

3.Thông số kĩ thuật

– Uđm là điện áp định mức

– Iđm là dòng điện định mức

– Tuổi thọ cơ khí của nút nhấn

– Ucđ là Điện áp cách điện

4.Nguyên lí hoạt động

Nút nhấn có ba phần: Các tiếp điểm cố định, bộ truyền động và các rãnh

Bộ truyền động sẽ đi qua toàn bộ công tắc và vào một xy lanh mỏng ở phía bên dưới Bên trong là lò xo và một tiếp điểm động Khi nhấn nút, nó chạm vào các tiếp điểm tĩnh làm thay đổi trạng thái của tiếp điểm Trong một số trường hợp, người dùng cần nhấn liên tục hoặc giữ nút để thiết bị hoạt

động Với các loại nút nhấn khác, chốt sẽ giữ nút bật cho đến khi người sử dụng nhấn nút lần nữa

V) KHỞI ĐỘNG TỪ (CONTACTOR)

GIỚI THIỆU THIẾT BỊ

Contactor (Công tắc tơ) hay còn gọi là Khởi động từ là khí cụ điện hạ áp,

thực hiện việc đóng cắt thường xuyên các mạch điện động lực Contactor làthiết bị điện đặc biệt quan trọng trong hệ thống điện Nhờ có contactor ta có thểđiều khiển các thiết bị như động cơ, tụ bù, hệ thống chiếu sáng, thông qua nútnhấn, chế độ tự động hoặc điều khiển từ xa

Thao tác đóng ngắt của contactor có thể thực hiện nhờ cơ cấu điện từ, cơ cấukhí động hoặc cơ cấu thủy lực Nhưng thông dụng nhất là các loại contactorđiện từ Trong bài viết này sẽ chỉ đề cập đến contactor (công tắc tơ) đóng ngắttheo cơ chế điện từ.

ỨNG DỤNG CỦA CONTACTOR

Contactor là thiết bị điều khiển để đóng ngắt nguồn cấp cho thiết bị do đó được

sử dụng rất phổ biến trong hệ thống điện

Trong công nghiệp Contactor được sử dụng để điều khiển vận hành các động cơhay thiết bị điện để an toàn khi vận hành Đây là một giải pháp tự động hóabằng phương pháp cơ điện Phương pháp này không xử lý những quá trình phứctạp nhưng nó đơn giản và có độ ổn định cao, dễ sửa chữa

Trong ngành tự động hóa ngày nay đòi hỏi xử lý những công việc có tính chấtphức tạp và khó khăn cần phải có sự can thiệp của bộ xử lý nên phương pháp cơđiện tử ra đời để đáp ứng được những quy trình sản xuất tiên tiến Contactor vẫn

là thiết bị được sử dụng nhiều trong công nghiệp và cả dân dụng:

- Contactor điều khiển động cơ: cấp nguồn cho động cơ khởi động trực tiếp.

Contactor được dùng kết hợp với Rơ le nhiệt để bảo vệ quá tải cho động cơ

- Contactor khởi động sao - tam giác: thay đổi chế độ hoạt động của động cơ từ

sơ đồ hình sao khi khởi động sang sơ đồ tam giác khi động cơ đã vận hành ổnđịnh, mục đích để giảm dòng khởi động

- Contactor điều khiển tụ bù: đóng ngắt các tụ bù vào lưới điện để bù công suất

phản kháng Contactor được dùng trong hệ thống bù tự động được điều khiểnbằng Bộ điều khiển tụ bù đảm bảo đóng cắt các cấp tụ phù hợp với tải

- Contactor điều khiển đèn chiếu sáng: có thể điều khiển contactor bằng rơ le

thời gian hoặc PLC để đóng cắt điện cấp cho đèn chiếu sáng để bật/tắt đèn theogiờ quy định

- Contactor kết hợp bảo vệ pha: Tiếp điểm cảnh báo của Rơ le bảo vệ pha (mất

pha, quá áp, thấp áp, lệch pha, mất trung tính, ) kết nối với cuộn hút củaContactor cho phép ngắt contactor khi gặp các sự cố về pha Khi contactor nhả

ra thì hệ thống/thiết bị đằng sau sẽ mất nguồn điện phải dừng hoạt động do đóbảo vệ an toàn cho thiết bị

THÔNG SỐ ĐỊNH MỨC

- Dòng điện định mức: Là dòng điện chảy qua hệ thống tiếp điểm chính của

contactor khi đóng mạch điện phụ tải Với giá trị này của dòng điện, mạch dẫnđiện chính của contactor không bị phát nóng quá giới hạn cho phép

- Điện áp định mức: Là điện áp đặt trên hai cực của mạch dẫn điện chính của

contactor

- Khả năng đóng của contactor: Được đánh giá bằng giá trị dòng điện mà

contactor có thể đóng thành công Thường thì giá trị này bằng từ 1 đến 7 lần giátrị dòng điện định mức

- Khả năng ngắt của contactor: Được đánh giá bằng giá trị dòng điện ngắt, mà

ở giá trị đó, contactor có thể tác động ngắt thành công khỏi mạch điện Thườnggiá trị này bằng từ 1 đến 10 lần dòng điện định mức

- Độ bền cơ: Là số lần đóng ngắt khi không có dòng điện chảy qua hệ thống tiếp

điểm của contactor Vượt quá số lần đóng ngắt đó, các tiếp điểm xem như bị hưhỏng, không còn sử dụng được nữa Các loại contactor thường có độ bền cơ từ 5triệu đến 10 triệu lần đóng ngắt

- Độ bền điện: Là số lần đóng ngắt dòng điện định mức Contactor loại thường

có độ bền điện vào khoảng 200.000 đến 1 triệu lần đóng ngắt

VD:Contactor Schneider LC1E0910M5 9A 1NO 220V

VI) Đèn báo nguồn AD16 – 22D/S

Là loại đèn có chức năng thông báo, hiển thị tín hiệu, trạng

thái hoạt động của nguồn điện Với nhiều màu sắc hiển thị

khác nhau như xanh, đỏ, vàng… hiển thị chi tiết từng trạng

thái của nguồn điện đang bình thường hay có sự bất thường

trong hệ thống

Chẳng hạn như quá dòng, quá điện áp… khiến nguồn điện bị

quá tải, dễ xảy ra sự cố Khi đó, đèn báo nguồn sẽ thay đổi tín

hiệu màu sang những màu sắc khác nhau, nhờ vào đó ta có

thể dự đoán được và khắc phục được sự cố một cách dễ dàng

Ngoài ra, đèn báo nguồn còn có một chức năng quan trọng nữa là thông báo tìnhtrạng nguồn của hệ thống Theo tiêu chuẩn, đèn phải luôn sáng để thông báorằng nguồn điện của hệ thống vẫn đang trong tình trạng làm việc bình thường,không gặp bất kì sự cố nào

VII) Cầu chì Omega OMG-FS32M

- Cầu chì là một phần tử hay thiết bị bảo vệ mạch

điện bằng cách làm đứt mạch điện Cầu chì được sử dụng

nhằm phòng tránh các hiện tượng quá tải trên đường dây

gây cháy, nổ

- Nguyên lý hoạt động: Cầu chì thực hiện theo nguyên lý

tự chảy hoặc uốn cong để tách ra khỏi mạch điện khi

cường độ dòng điện trong mạch tăng đột biến Để làm

được điều này, điện trở của chất liệu làm dây cầu chì cần

có nhiệt độ nóng chảy, kích thước và thành phần thích

hợp

- Cấu tạo: Thành phần không thể thiếu trong một cầu chì

là

một dây chì mắc nối tiếp với hai đầu dây dẫn trong mạch

điện Vị trí lắp đặt cầu chì là ở sau nguồn điện tổng và trước

các bộ phận của mạch điện, mạng điện cần được bảo vệ như các thiết bị điện,… Cácthành phần còn lại bao gồm: hộp giữ cầu chì, các chấu mắc, nắp cầu chì, v.v đượcthay đổi tùy thuộc vào loại cầu chì cũng như mục đích thẩm mỹ

Thông số định mức vỏ cầu chì:

- Điện áp định mức: 690 VAC

- Dòng điện định mức: 32 A

Vỏ hộp ngắt mạch cầu chì làm bằng nhựa PBT chống cháy cao cấp

Tiếp điểm làm bằng đồng mạ bạc cao cấp

- Có đèn cảnh báo khi cầu chì bị đứt

- Đạt tiêu chuẩn quốc tế IEC 60269

- Đăc tính cắt gG/gL theo IEC 60269

- Sử dụng với cầu chì ống chuẩn 10x38mm