BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN TRANG BỊ ĐIỆN-ĐIỆN TỬ TRONG MÁY CÔNG NGHIỆP ĐỀ TÀI MẠCH ĐIỀU KHIỂN CỦA CỦA CUỐN DÙNG CÔNG TẮC HÀNH TRÌNH

Chung có khả năng kết nối với cáccảm biến và bộ điề khiển để tự động điề chỉnh lượng điện đượccng cấp đến các thiết bị khác trong hệ thống..  Ngoài ra, aptomat MCB còn được sử dụng t

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCMTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN TRANG BỊ ĐIỆN-ĐIỆN TỬ TRONG MÁY CÔNG NGHIỆP

CỦA CUỐN DÙNG CÔNG TẮC HÀNH TRÌNH

LỚP: L07 – NHÓM: 4

GVHD: TRẦN QUANG PHƯỚC

1 Lê Trần Tuấn Nhật 2212392

2 Lê Trung Nghĩa 2114178

3 Lê Vũ Đăng Khoa 1913807

4 Lương Tuấn Kiệt 2211757

5 Ngô Tâm Gia Bảo 2210224

  Thành phố Hồ Chí Minh – 2024

MỤC LỤC

I Các trang bị điện có trong mạch và vai trò của chúng 3

1.1 MCB 3

1.1.1 Cấu tạo: 3

1.1.2 Nguyên lý hoạt động 3

1.1.3 Ứng dụng 4

1.2 Contactor 4

1.2.1 Cấu tạo: 4

1.2.2 Nguyên lí hoạt động 5

1.2.3 Ứng dụng 5

1.3 Động cơ 3 pha 6

1.3.1 Cấu tạo 6

1.3.2 Nguyên lí hoạt động 7

1.3.3 Ứng dụng 7

1.4 Công tắc hành trình 7

1.4.1 Cấu tạo 8

1.4.2 Nguyên lí hoạt động 8

1.4.3 Ưng dụng 9

1.5 Nút Start và nút Stop 10

1.5.1 Nút Start 10

1.5.2 Nút Stop 11

1.6 Nút dừng khẩn cấp 12

1.7 Nút báo cháy 13

1.8 Rơ le nhiệt 14

1.8.1 Cấu tạo 14

1.8.2 Nguyên lí hoạt động 15

1.8.3 Ứng dụng 15

II Vẽ sơ đồ mạch điện 15

2.1 Vẽ sơ đồ nguyên lí mạch điện 15

2.2 Tính toán tải và chọn các linh kiện bảo vệ phù hợp 16

2.3 Giải thích nguyên lí vận hành động cơ 16

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành bài tập lớn môn hc Trang bị điện – điện tử trong máycông nghiệp chung em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Trần Qang Phước– người đã hướng dẫn, giup đỡ nhóm hoàn thành bài tập lớn này.Chung em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn đến trường Đại hc Bách Khoa

 TP Hồ Chí Minh đã tạo điề kiện cho chung em có cơ hội được hc tập

và ứng dụng những kiến thức trên giảng đường vào giải qyết nhữngvấn đề thực tiễn và tìm hiể, giải qyết vấn đề trong bài tập lớn Từ 

đó, chung em có thể áp dụng tốt những điề đã được hc vào côngviệc trong tương lai Và qa việc làm bài tập lớn này, chung em nhận

ra nhiề điề mới mẻ và bổ ích trong việc hc tập để giup ích chocông việc sa này của bản thân

Vì kiến thức bản thân còn nhiề hạn chế, trong qá trình tìm hiể,hoàn thiện đề tài báo cáo này, chung em không tránh khỏi những saisót, kính mong nhận được những ý kiến đóng góp từ thầy

Chung em xin chân thành cảm ơn!

I Các trang bị điện có trong mạch và vai

thành lưới và ngăn thành nhiề đoạn khác nha để tạo điề kiệnthận lợi cho việc dấp tắt hồ qang

MCB là bằng tay và bằng cơ điện Đối với tryền động cắt MCBđiề khiển bằng tay được thực hiện với những MCB có dòng điện

định mức không cao Còn đối với loại điề khiển bằng cơ điện thìđược thực hiện với các MCB có dòng điện lớn hơn.

  Móc bảo vệ: Có vai trò bảo vệ thiết bị điện không bị qá tải vàngắn mạch Có 2 loại móc bảo vệ: Móc kiể điện từ và móc kiể rơ

  Khi cóngắn mạch, dòng điện tăng lên rất nhanh, sinh ra từ

trường mạnh trong cộn dây, kéo cơ cấ ngắt mạch, mở các tiếpđiểm và ngắt mạch ngay lập tức

  Ứng dụng chính của aptomat MCB là giup kiểm soát hiệ điện thế

và dòng điện trong đường dây điện Chung có khả năng tự độngngắt ngồn điện khi phát hiện dòng điện vượt qá mức cho phéphoặc khi xảy ra sự cố ngắn mạch Điề này đảm bảo an toàn trongqá trình sử dụng và bảo vệ thiết bị khác trên cùng đường dây

  Aptomat MCB còn có thể được sử dụng để kiểm soát hệ thống điệnthông minh trong một tòa nhà Chung có khả năng kết nối với cáccảm biến và bộ điề khiển để tự động điề chỉnh lượng điện đượccng cấp đến các thiết bị khác trong hệ thống Điề này giup tiếtkiệm điện năng và giảm chi phí sử dụng điện

  Ngoài ra, aptomat MCB còn được sử dụng trong hệ thống điện mặttrời để bảo vệ các thiết bị điện khỏi các cu dao động áp sất vàdòng điện Chung giup đảm bảo qá trình hoạt động ổn định của

hệ thống điện mặt trời và kéo dài tổi th của các thiết bị điệntrong hệ thống

1.2 Contactor

Contactors (hay Contactor) là các thiết bị điện dùng để điề khiểnmạch điện trong các hệ thống công nghiệp, đặc biệt là trong việcđóng cắt mạch điện từ xa

1.2.1 Cấu tạo:

  Nam châm điện: gồm có các chi tiết: Cộn dây dùng tạo ra lực hutnam châm, lõi sắt, lò xo tác dụng đẩy phần nắp trở về vị trí banđầ

  Hệ thống dập hồ qang: Khi chyển mạch, hồ qang điện sẽ xấthiện làm các tiếp điểm bị cháy và mòn dần, vì vậy cần hệ thốngdập hồ qang

  Hệ thống tiếp điểm: gồm có tiếp điểm chính và tiếp điểm phụ

Tiếp điểm chính: Có khả năng cho dòng điện lớn đi qa Tiếp điểmchính là tiếp điểm thường hở đóng lại khi cấp ngồn vào mạch từ củacontactor trong tủ điện làm mạch từ hut lại

Tiếp điểm phụ: Có khả năng cho dòng điện đi qa các tiếp điểm nhỏhơn 5A Tiếp điểm phụ có hai trạng thái: Thường đóng và thường mở. Tiếp điểm thường đóng là loại tiếp điểm ở trạng thái đóng (có liên lạcvới nha giữa hai tiếp điểm) khi cộn dây nam châmtrong contactor ở trạng thái nghỉ (không được cng cấp điện) Tiếpđiểm này mở ra khi contactor ở trạng thái hoạt động Ngược lại là tiếpđiểm thường mở

  Ngyên lý hoạt động của contactor như sa: Khi cấp ngồn trongmạch điện điề khiển bằng với giá trị điện áp định mứccủa contactor vào hai đầ cộn dây qấn trên phần lõi từ đã được

cố định trước đó thì lực từ sinh ra sẽ hut phần lõi từ di động và hình

thành mạch từ kín (luc này lực từ sẽ lớn hơn phản lực của lò xo).Contactor bắt đầ trạng thái hoạt động.

  Nhờ bộ phận liên động về cơ giữa lõi từ di động và hệ thống tiếpđiểm sẽ làm cho tiếp điểm chính đóng lại và tiếp điểm phụ chyểnđổi trạng thái (khi thường đóng sẽ mở ra và khi thường hở sẽ đónglại), trạng thái này sẽ được dy trì Khi ngồn điện ngưng cấp chocộn dây thì contactor ở trạng thái nghỉ và các tiếp điểm lại trở vềtrạng thái ban đầ

Contactor được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống điề khiển điện,bao gồm:

ví dụ trong các hệ thống bơm, qạt công nghiệp, máy nén khí

các hệ thống chiế sáng công cộng hoặc các thiết bị công nghiệp

có tải lớn

  Hệ thống điều khiển tự động: Dùng trong các tủ điện điề

khiển, đặc biệt là trong các hệ thống tự động hóa và điề khiển từxa

1.3 Động cơ 3 pha

Động cơ 3 pha là một loại động cơ điện sử dụng ngồn điện xoaychiề 3 pha Đây là loại động cơ phổ biến trong các ứng dụng côngnghiệp và các hệ thống yê cầ công sất lớn, hiệ sất cao và ổnđịnh

được cấp điện từ ngồn 3 pha Stator bao gồm ba cộn dây bố trí 

cách nha 120° theo hình tròn và được đấ nối với ba pha điện.Các cộn dây này tạo ra từ trường xoay.

  Lõi sắt Stator: Là bộ phận từ tính của stator, thường được làm Lõisắt Rotor: Thường là một trục qay được làm từ các lá thép mỏng,

có thể là rotor lồng sóc hoặc rotor dây qấn

  Rotor lồng sóc: Là loại rotor phổ biến, có cấ tạo gồm các thanhdẫn bằng đồng hoặc nhôm, được nối với nha ở hai đầ bằng cácvòng ngắn mạch Rotor này không cần cng cấp điện bên ngoài

mà hoạt động nhờ cảm ứng từ trường của stator

  Rotor dây quấn: Là rotor có các cộn dây qấn qanh lõi sắt, cóthể kết nối với điện áp bên ngoài qa chổi than và vòng điện

  Vỏ động cơ : Vỏ động cơ bao bc và bảo vệ các bộ phận bên trongnhư stator, rotor, trục, và các bộ phận khác khỏi tác động của môitrường bên ngoài như bụi, nước và các yế tố gây hại khác

  Trục động cơ : Trục là phần qay

của động cơ, nó gắn liền với rotor

và tryền chyển động qay ra

ngoài Trục này có thể gắn thêm

các bộ phận cơ khí như bánh răng,

qạt làm mát, hoặc các phụ tải

khác

  Vòng bi: Được sử dụng để giảm ma sát và hỗ trợ trục qay, giupđộng cơ vận hành mượt mà và ổn định.

  Hệ thống làm mát: Động cơ 3 pha có thể được trang bị qạt làmmát hoặc hệ thống làm mát nước, tùy vào công sất và yê cầcủa động cơ Hệ thống này giup giảm nhiệt độ động cơ trong qátrình hoạt động

Khi động cơ 3 pha được cấp ngồn, các cộn dây stator tạo ra từ trường qay Từ trường này tác động lên rotor, làm cho rotor qay.Chyển động qay của rotor được sử dụng để tryền động cơ hc rangoài Động cơ 3 pha có hiệ sất cao và ít bị hao tổn năng lượng sovới động cơ 1 pha

trong các dây chyền sản xất tự động như máy ép nhựa, máy giacông kim loại, máy phay, máy tiện, và máy cắt

  Băng tải: Động cơ 3 pha cng cấp công sất ổn định và hiệ sấtcao cho các hệ thống băng tải trong nhà máy, vận chyển hànghóa, ngyên liệ

  Máy nén khí : Các hệ thống máy nén khí công nghiệp thường sửdụng động cơ 3 pha vì khả năng cng cấp công sất lớn và ổn địnhcho các máy nén khí

cơ 3 pha được sử dụng trong

  Máy bơm: Trong các ngành

công nghiệp và nông nghiệp,

động cơ 3 pha cng cấp

năng lượng cho các máy

bơm nước, máy bơm dầ, và các hệ thống bơm hóa chất

1.4 Công tắc hành trình

Công tắc hành trình hay còn được gi công tắc giới hạn hành trình.Đây là dạng công tắc được sử dụng để giới hạn hành trình của các bộphận chyển động trong 1 cơ cấ hay 1 hệ thống Nó có cấ tạogiống như những công tắc điện bình thường, vẫn có chức năng đóng

và mở ty nhiên có thêm cần tác động để cho những bộ phận chyển

động tác động vào làm và thay đổi trạng thái của tiếp điểm ở bêntrong Công tắc hành trình không thể dy trì trạng thái, khi không cònđược tác động chung sẽ trở về vị trí ban đầ Khác với các loại côngtắc bình thường khác thì sa khi được tác động chung sẽ vẫn tiếp tụcdy trì trạng thái cho đến bị được tác động thêm 1 lần nữa.

Cấ tạo của công tắc hành trình bao gồm những bộ phận sa:

  Bộ phận nhận tryền động: Đây là bộ phận khá qan trng trongcông tắc hành trình Chung được gắn trên đầ của công tắc và cónhiệm vụ nhận tác động từ những bộ phận chyển động để kíchhoạt công tắc

  Thân công tắc: Bao gồm các linh kiện bên trong công tắc với lớp vỏbằng nhựa giup chung chị được va đập, bảo vệ mạch điện bêntrong khỏi các tác nhân vật lý bên ngoài

  Chân kết nối: Đây được coi là phần tín hiệ ngõ ra cho công tắc vì

nó có chức năng tryền tín hiệ đến những thiết bị khác khi bị tácđộng bởi bộ phận nhận tryền động

1.4.2 Nguyên lí hoạt động

  Thông thường mỗi công tắc sẽ có các bộ phận hoạt động gồm: Cầntác động, chân thường đóng (NC) và chân thường hở (NO), chânCOM

  Ở trạng thái bình thường khi không có sự tác động đến bộ phậnnhận tryền động của công tắc thì tiếp điểm giữa chân COM vàchân thường đóng sẽ được đấ với nha Ty nhiên, khi có sự tácđộng vào bộ phận tryền động thì sẽ làm cho chân COM chân NCtách nha ra, sa đó chân COM sẽ tác động vào chân thường hởnhằm kích hoạt trạng thái hoạt động và điề khiển tín hiệ ngõ racủa công tắc hành trình

a.Hệ thống cửa tự động:

cốn, cửa trượt, cửa ra vào tự động), công tắc hành trình được sử dụng để phát hiện và điề khiển vị trí của cửa Khi cửa di chyểnđến vị trí mở hoặc đóng hoàn toàn, công tắc hành trình sẽ dừngchyển động của cửa

rằng cửa không mở qá xa hoặc đóng qá mức, tránh làm hỏngcác bộ phận của cửa và bảo vệ an toàn cho người sử dụng

b.Hệ thống điều khiển động cơ 

để giới hạn phạm vi chyển động của động cơ Trong các ứng dụngnhư băng tải, nế băng tải di chyển qá xa hoặc đến điểm giớihạn, công tắc hành trình sẽ phát tín hiệ để dừng động cơ, tránh

hư hỏng

đổi hướng qay (như động cơ qay qa lại), công tắc hành trình cóthể được sử dụng để xác định khi nào thay đổi hướng qay củađộng cơ, giup điề khiển động cơ một cách chính xác

- Là nút nhấn phổ biến trong các mạch điện dùng để bắt đầu hoặc khởi động một quá trình trong mạch điện.

- Thường sử dụng tiếp điểm thường mở (NO), khi nhấn nút Start sẽ đóng mạch điện để dòng điện đi qua, cấp nguồn thiết bị hoặc động cơ khởi động.

+ Thường dùng tiếp điểm thường mở (NO) để đóng mạch điện khi nhấn.

+ Sử dụng các kim loại dẫn điện tốt như đồng, bạc, hoặc hợp kim dẫn điện tốt để bảo đảm độ bền và khả năng tải điện.

- Phần đầu nút nhấn:

+ Là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với người sử dụng để điều khiển hoạt động của nút start.

+ Thường có màu xanh lá để hiển thị trạng thái bật.

- Hệ thống lò xo:

+ Đẩy đầu nút trở về vị trí ban đầu sau khi nhấn.

+  Giúp nút luôn sẵn sàng cho lần nhấn tiếp theo.

  Kí hiệu trong bản vẽ:

  Nguyên lý hoạt động:

Khi nhấn nút start: Tiếp điểm thường mở (NO) đóng lại, cấp nguồn cho cuộn dây khởi động từ, thiết bị bắt đầu hoạt động.

- Ưu điểm: Khởi động nhanh, dễ sử dụng.

- Nhược điểm: Cần phối hợp với nút stop để dừng.

1.5.2 Nút Stop

Định nghĩa:

- Là nút nhấn phổ biến trong các mạch điện dùng để kết thúc hoặc trong mạch điện.

- Thường sử dụng tiếp điểm thường đóng (NC), khi nhấn nút Stop sẽ ngắt mạch điện khiến thiết bị ngừng hoạt động.

+ Thường dùng tiếp điểm thường đóng (NC) để ngắt mạch điện khi nhấn.

+ Sử dụng các kim loại dẫn điện tốt như đồng, bạc, hoặc hợp kim dẫn điện tốt để bảo đảm độ bền và khả năng tải điện.

- Phần đầu nút nhấn:

+ Là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với người sử dụng để điều khiển hoạt động của nút start.

+ Thường có màu đỏ để hiển thị trạng thái dừng.

- Hệ thống lò xo:

+ Đẩy đầu nút trở về vị trí ban đầu sau khi nhấn.

+  Giúp nút luôn sẵn sàng cho lần nhấn tiếp theo.

  Kí hiệu trong bản vẽ:

  Nguyên lý hoạt động:

Khi nhấn nút stop: Tiếp điểm thường đóng (NC) mở ra, ngắt nguồn cấp cho cuộn dây khởi động từ, thiết bị dừng hoạt động.

- Ưu điểm: Đảm bảo an toàn, dừng nhanh chóng

- Nhược điểm: Có thể gây ngắt mạch nếu nhấn nhầm.

Nút dừng khẩn cấp ( Emergency Stop Button):

Định nghĩa:

- Là loại nut nhấn dùng để dừng các hoạt động của hệ thống hoặcthiết bị ngay lập tức khi xảy ra các tình hống không thể dừng theocách thông thường

+ Bảo vệ cơ chế bên trong nut nhấn khỏi các tác nhân bên ngoài như bụi bẩn, nước, dầ nhớt

+ Thường được thế kế với mà đỏ với viền vàng hoặc cam để dễnhận biết

+ Có kích thước lớn hơn các nut thông thường để dễ nhận diện vàthao tác

- Có thể dừng các hoạt động của mạch ngay lập tức và có thể đượckiểm tra và khởi động lại trong trạng thái an toàn.

+Có thể bị kích hoạt nhầm nế không chu ý

+Phải kiểm tra định kỳ thường xyên để bảo đảm sự ổn định

Rơ le nhiệt (thermal relay) là một thiết bị điện tự động được thiết kế

để bảo vệ các thiết bị điện khỏi tình trạng qá tải nhiệt Khi nhiệt độ

của thiết bị vượt qá giới hạn cho phép, rơ le nhiệt sẽ tự động ngắtmạch điện để ngăn ngừa hư hỏng hoặc cháy nổ.

1.8.1 Cấu tạo

Rơ le nhiệt (thermal relay) có cấ tạo gồm các phần chính sa:

  Đòn bẩy (Lever): Được sử dụng để chyển động cơ hc khi nhiệt

  Vít chỉnh dòng điện tác động (Crrent Adjstment Screw): Dùng đểđiề chỉnh dòng điện mà tại đó rơ le sẽ tác động

  Thanh lưỡng kim (Bimetal Strip): Gồm hai tấm kim loại có hệ sốgiãn nở nhiệt khác nha, khi nhiệt độ tăng, thanh này sẽ ốn cong

và tác động lên các tiếp điểm

  Dây đốt nóng (Heating Coil): Dùng để tạo nhiệt khi dòng điện chạyqa, làm nóng thanh lưỡng kim

  Cần gạt (Reset Lever): Dùng để đặt lại rơ le sa khi nó đã tácđộng

  Nut phục hồi (Reset Btton): Dùng để khôi phục trạng thái ban đầcủa rơ le sa khi qá tải đã được giải qyết

1.8.2 Nguyên lí hoạt động

  Khi dòng điện trong mạch hoạt động bình thường:

  Dòng điện đi qa dây dẫn tạo ra nhiệt nhưng chưa đủ để làmcong dải lưỡng kim

  Các tiếp điểm NC (thường đóng) vẫn giữ ngyên trạng thái, cho

phép dòng điện cấp cho động cơ

  Khi dòng điện vượt qá giá trị định mức (qá tải):

  Dòng điện lớn hơn sẽ tạo ra nhiề nhiệt trong mạch gia nhiệt

  Nhiệt này làm cho dải lưỡng kim nóng lên và cong đi theo hướng

của kim loại có hệ số giãn nở thấp hơn

  Khi dải lưỡng kim cong đủ nhiề, nó sẽ kích hoạt cơ cấ tiếp

điểm, mở mạch NC và đóng mạch NO

  Điề này làm ngắt ngồn điện cấp cho động cơ hoặc thiết bị để

bảo vệ chung khỏi hư hại

  Khi rơ le nhiệt ngội lại:

  Sa một khoảng thời gian, nhiệt độ của dải lưỡng kim giảm, nó

trở lại hình dạng ban đầ, các tiếp điểm NC và NO trở về trạng

thái ban đầ

1.8.3 Ứng dụng

Rơ le nhiệt thường được sử dụng trong:

  Bảo vệ động cơ trong các hệ thống điện công nghiệp

  Bảo vệ các thiết bị điện trong gia đình và tòa nhà

II Vẽ sơ đồ mạch điện