bài giảng môn học khí cụ điện, chương 11 pot

Chương 11: RƠ-LE ĐIỀU KHIỂN VÀ BẢO VỆ I KHÁI QUÁT VÀ PHÂN LOẠI: Rơ-le loại khí cụ điện dùng để tự động đóng cắt mạch điều khiển , bảo vệ điều khiển làm việc mạch điện Có nhiều cách phân loại rơ le:  Phân loại theo nguyên lý làm việc có: - Rơ-le điện từ - Rơ-le điện động - Rơ-le từ điện - Rơ-le cảm ứng - Rơ-le nhiệt - Rơ-le bán dẫn vi mạch  Phân loại theo vai trò đại lượng tác động rơ-le có: - Rơ-le trung gian - Rơ-le thời gian - Rơ-le nhiệt - Rơ-le tốc độ - Rơ-le dòng điện - Rơ-le điện áp - Rơ-le công suất - Rơ-le tổng trở - Rơ-le tần số…  Phân loại theo dòng điện có: - Rơ-le dòng điện chiều - Rơ-le dòng điện xoay chiều  Phân loại theo giá trị chiều đại lượng vào rơ-le: - Rơ-le cực đại - Rơ-le cực tiểu - Rơ-le sai lệch - Rơ-le hướng… Lýù Thuyếát Khí Cụï Điệän Trang 70/ 103 II MỘT SỐ LOẠI RƠLE THÔNG DỤNG: Rơ-le trung gian: a) Khái niệm cấu tạo: Rơ-le trung gian khí cụ điện dùng lónh vực điều khiển tự động, cấu kiểu điện từ Rơ-le trung gian đóng vai trò điều khiển trung gian thiết bị điều khiển (contactor, rơ-le thời gian…) Rơ-le trung gian gồm: mạch từ nam châm điện, hệ thống tiếp điểm chịu dòng điện nhỏ ( 5A), vỏ bảo vệ chân tiếp điểm b) Nguyên lý hoạt động Nguyên lý hoạt động rơ-le trung gian tương tự nguyên lý hoạt động contactor Khi cấp điện áp giá trị điện áp định mức vào hai đầu cuộn dây rơ-le trung gian (ghi nhãn), lực điện từ hút mạch từ kín lại, hệ thống tiếp điểm chuyển đổi trạng thái trì trạng thái (tiếp điểm thường đóng hở ra, tiếp điểm thường hờ đóng lại) Khi ngưng cấp nguồn, mạch từ hở, hệ thống tiếp điểm trở trạng thái ban đầu Điểm khác biệt contactor rơ-le tóm lược sau: - Trong rơ-le ta có loại tiếp điểm có khả tải dòng điện nhỏ, sử dụng cho mạch điều khiển (tiếp điểm phụ) - Trong rơ-le ta có loại tiếp điểm thường đóng tiếp điểm thường hở, nhiên tiếp điểm buồng dập hồ quang (khác với hệ thống tiếp điểm contactor hay CB) Các ký hiệu dùng cho rơ-le trung gian: Trong trình lắp ráp mạch điều khiển dùng rơ-le hay số mạch điện tử công nghiệp, ta thường gặp ký hiệu sau đây: Lýù Thuyếát Khí Cụï Điệän Trang 71/ 103 - Ký hiệu SPDT: Ký hiệu viết tắt từ thuật ngữ SINGLE POLE DOUBLE THROW, rơ-le mang ký hiệu có cặp tiếp điểm, gồm tiếp điểm thường đóng thường hở, cặp tiếp điểm có đầu chung SPDT Lýù Thuyếát Khí Cụï Điệän Trang 72/ 103 - Ký hiệu DPDT: Ký hiệu viết tắt từ thuật ngữ DOUBLE POLE DOUBLE THROW, rơ-le mang ký hiệu gồm có hai cặp tiếp điểm Mỗi cặp tiếp điểm gồm tiếp điểm thường đóng thường hở, cặp tiếp điểm có đầu chung - Ký hiệu SPST: Ký hiệu viết tắt từ thuật ngữ SINGLE POLE SINGLE THROW, rơ-le mang ký hiệu gồm có tiếp điểm thường hở - Ký hiệu DPST: Ký hiệu viết tắt từ thuật ngữ DOUBLE POLE SINGLE THROW, rơ-le mang ký hiệu gồm có hai tiếp điểm thường hở 4 SPST DPST DPDT Ngoài ra, rơ-le lắp ghép tủ điều khiển thường lắp đế chân Tùy theo số lượng chân ta có kiểu khác nhau: đế chân, đế 11 chân, đế 14 chân… Lýù Thuyếát Khí Cụï Điệän Trang 73/ 103 Lýù Thuyếát Khí Cụï Điệän Trang 74/ 103 Một số hình dạng rơ-le trung gian Rơ-le thời gian: a) Khái niệm: Rơ-le thời gian khí cụ điện dùng lónh vực điều khiển tự động, với vai trò điều khiển trung gian thiết bị điều khiển theo thời gian định trước Rơ-le trung gian gồm: mạch từ nam châm điện, định thời gian làm linh kiện điện tử, hệ thống tiếp điểm chịu dòng điện nhỏ ( 5A), vỏ bảo vệ chân tiếp điểm Tùy theo yêu cầu sử dụng lắp ráp hệ thống mạch điều khiển truyền động, ta có hai loại rơ-le thời gian: rơ-le thời gian ON DELAY, rơ-le thời gian OFF DELAY b) Rơ-le thời gian Lýù Thuyếát Khí Cụï Điệän ON DELAY: Trang 73/ 103 Ký hiệu: Lýù Thuyếát Khí Cụï Điệän TR Trang 74/ 103 TR - Cuộn dây rơ-le thời gian: Điện áp đặt vào hai đầu cuộn dây rơ-le thời gian ghi nhãn, thông thường : 110V, 220V… - Hệ thống tiếp điểm: Tiếp điểm tác động không tính thời gian: tiếp điểm hoạt động tương tự tiếp điểm rơ-le trung gian TR TR Thường đóng: Thường hở : TR TR Tiếp điểm tác động có tính thời gian: Tiếp điểm thường mở ,đóng chậm, mở nhanh: Tiếp điểm thường đóng ,mở chậm , đóng nhanh: Lýù Thuyếát Khí Cụï Điệän Trang 75/ 103 TR TR TR Lýù Thuyếát Khí Cụï Điệän Trang 76/ 103 Nguyên lý hoạt động: Khi cấp nguồn vào cuộn dây rơ-le thời gian ON DELAY, tiếp điểm tác động không tính thời gian chuyển đổi trạng thái tức thời (thường đóng hở ra, thường hở đóng lại), tiếp điểm tác động có tính thời gian không đổi Sau khoảng thời gian định trước, tiếp điểm tác động có tính thời gian chuyển trạng thái trì trạng thái Khi ngưng cấp nguồn vào cuộn dây, tất tiếp điểm tức thời trở trạng thái ban đầu Sau sơ đồ chân rơ-le thời gian ON DELAY: source Hình dạng cụ thể rơ-le thời gian ON DELAY phổ biến: Lýù Thuyếát Khí Cụï Điệän Trang 75/ 103 b) Rơ-le thời gian OFF DELAY: TR TR Ký hiệu: - Cuộn dây rơ-le thời gian: Điện áp đặt vào hai đầu cuộn dây rơ-le thời gian ghi nhãn, thông thường : 110V, 220V… - Hệ thống tiếp điểm: Tiếp điểm tác động không tính thời gian: tiếp điểm hoạt động tương tự tiếp điểm rơ-le trung gian TR TR Thường đóng: TR Thường hở : TR Tiếp điểm tác động có tính thời TR gian: Tiếp điểm thường mở, đóng nhanh, mở chậm: TR TR TR Tiếp điểm thường đóng, mở nhanh, đóng chậm: Nguyên lý hoạt động: Khi cấp nguồn vào cuộn dây rơ-le thời gian OFF DELAY, tiếp điểm tác động tức thời trì trạng thái Khi ngưng cấp nguồn vào cuộn dây, tất tiếp điểm tác động không tính thời gian trở trạng thái ban đầu Tiếp sau khoảng thời gian định trước, tiếp điểm tác động có tính thời gian chuyển trạng thái ban đầu Sau sơ đồ chân rơ-le thời gian OFF DELAY: Lýù Thuyếát Khí Cụï Điệän source Trang 76/ 103 Lýù Thuyếát Khí Cụï Điệän source Trang 76/ 103 Hình dạng cụ thể rơ-le thời gian OFF DELAY phổ biến: Sau cataloge Merlin timer Lýù Thuyếát Khí Cụï Điệän Trang 77/ 103 Rơ-le nhiệt (Over Load OL): a) Khái niệm cấu tạo: Rơ-le nhiệt loại khí cụ để bảo vệ động mạch điện có cố tải Rơ-le nhiệt không tác động tức thời theo trị số dòng điện có quán tính nhiệt lớn, phải có thời gian phát nóng, làm việc có thời gian từ vài giây đến vài phút 10 11 12 Lýù Thuyếát Khí Cụï Điệän Trang 78/ Cấu tạo rơ-le nhiệt 103 Khi rơ-le nhiệt tác động Phần tử phát nóng đấu nối tiếp với mạch động lực vít ôm phiến lưỡng kim Vít giá nhựa cách điện dùng để điều chỉnh mức độ uốn cong đầu tự phiến Giá xoay quanh trục 4, tùy theo trị số dòng điện chạy qua phần tử phát nóng mà phiến lưỡng kim cong nhiều hay ít, đẩy vào vít làm xoay giá 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 khỏi tiếp điểm tónh 12 Nút nhấn 10 để reset rơ-le nhiệt vị trí ban đầu sau phiến lưỡng kim nguội trở vị trí ban đầu b) Nguyên lý hoạt động: Nguyên lý chung rơ-le nhiệt dựa sở tác dụng nhiệt dòng điện làm giãn nở phiến kim loại kép Phiến kim loại 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 dòng điện tải qua, phiến 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 rơ-le nhiệt làm việc trở lại, phải đợi phiến kim loại nguội kéo cần reset rơ-le nhiệt Kýù hiệäu Phiếán lưỡõng kim Tiếáp điểåm Tiếáp điểåm phụï: OL OL OL OL c) Phân loại rơ-le nhiệt: Theo kết cấu: rơ-le nhiệt chia thành hai loại: kiểu hở kiểu kín Theo yêu cầu sử dụng: loại cực hai cực Theo phương thức đốt nóng: Lýù Thuyếát Khí Cụï Điệän Trang 79/ 103 + Đốt nóng trực tiếp: dòng điện qua trực tiếp kim loại kép Loại có cấu tạo đơn giản, thay đổi dòng điện định mức phải thay đổi kim loại kép, loại không tiện dụng + Đốt nóng gián tiếp: dòng điện qua phần tử đốt nóng độc lập, nhiệt lượn toả gián tiếp làm kim loại cong lên Loại có ưư điểm muốn thay đổi dòng điện định mức ta cần thay đổi phần tử đốt nóng Khuyết điểm loại có tải lớn, phần tử đốt nóng đạt đến nhiệt độ cao không khí truyền nhiệt kém, nên kim loại chưa kịp tác động mà phần tử đốt nóng bị cháy đứt + Đốt nóng hỗn hợp: loại tương đối tốt vừa đốt trực tiếp vừa đốt gián tiếp Nó có tính ổn định nhiệt tương đối cao làm việc bội số tải lớn d) Chọn lựa rơ-le nhiệt: Đặc tính rơ-le nhiệt quan hệ dòng điện phụ tải chạy qua thời gian tác động (gọi đặc tính thời gian – dòng điện, A-s) Mặt khác, để đảm bảo yêu cầu giữ tuổi thọ lâu dài thiết bị theo số liệu kỹ thuật cho nhà sản xuất, đối tượng bảo vệ cần đặc tính thời gian - dòng điện Lựa chọn rơ-le nhiệt cho đường đặc tính A-s rơle gần sát đường đặc tính A-s đối tượng cần bảo vệ Nếu chọn thấp không tận dụng công suất động điện, chọn cao làm giảm tuổi thọ thiết bị cần bảo vệ Trong thực tế, cách lực chọng phù hợp chọn dòng điện định mức rơ-le nhiệt dòng điện định mức động điện cần bảo vệ, rơ-le tác động giá trị (1,21,3)IBBđmBB Bên cạnh, chế độ làm việc phụ tải nhiệt độ môi trường xung quanh phải xem xét t 1000 Đặëc tính A-s củûa đốái tượïng cầàn bảûo Rơ-le nhiệät táùc độäng ởû giáù trị 100 Đặëc tính A-s củûa rơ-le nhiệät 10 Lýù Thuyếát Khí Cụï Ñieään 1,2 Trang 80/ 103 I I dm Contactor hãng Merlin gerin Chỉnh dòøng củûa Rơle nhiệät Chếá độä Auto/ Hand (A/H) NO : Normal Open, tiếp điểm phụ thường hở NC : Normal Close, tiếp điểm phụ thường đóng Rơ-le dòng điện: - Dùng để bảo vệ tải ngắn mạch - Cuộn dây hút có vòng quấn dây to mắc nối tiếp với mạch điện cần bảo vệ, thiết bị thường đóng ngắt mạch điều khiển - Khi dòng điện động tăng lớn đến trị số tác đông rơ-le, lực hút nam châm thắng lực cản lò xo làm mở tiếp điểm nó, ngắt mạch điện điều khiển qua công tắc tơ K, mở tiếp điểm tách động khỏi lưới RD1 K RD2 (Rơle dòøng điệän ) Lýù Thuyếát Khí Cụï Điệän D Trang 81/ 103 M KK Đc Lýù Thuyếát Khí Cụï Điệän Trang 82/ 103 Relay điện áp : - Dùng để bảo vệ sụt áp mạch điện - Cuộn dây hút quấn dây nhỏ nhiều vòng mắc song song với mạch điện cần bảo vệ Khi điện áp bình thường, rơ-le tác động làm nóng tiếp điểm Khi điện áp sụt thấp mức quy định, lực lò xo thắng lực hút nam châm mở tiếp điểm Rơ-le vận tốc : Thanh N Nam chââm vónh Lýù Thuyếát Khí Cụï Điệän S Phầàn ứùng Trụïc độäng Trang 83/ 103 C a u t i e p T i e á á p - Làm việc theo nguyên tắc phản ứng điện từ dùng mạch thắng động - Rơ-le mắc đồng trục với động mạch điều khiển Khi quay, nam châm vónh cửu quay theo Từ trường quét lên dẫn sinh suất điện động dòng điện cảm ứng Dòng điện nằm từ trường sinh lực điện từ làm cho phần ứng quay, di chuyển cần tiếp điểm đến đóng tiếp điểm Khi tốc độ động giảm nhỏ gần không, lực điện từ yếu đi, trọng lượng cần tiếp điểm đưa vị trí cũ mở tiếp điểm Lýù Thuyếát Khí Cụï Điệän Trang 84/ 103 - Rơ-le vận tốc thường dùng mạch điều khiển hãm ngược Lýù Thuyếát Khí Cụï Điệän Trang 85/ 103 ... đế 11 chân, đế 14 chân… Lýù Thuyếát Khí Cụ? ? Điệän Trang 73/ 103 Lýù Thuyếát Khí Cụ? ? Điệän Trang 74/ 103 Một số hình dạng rơ-le trung gian Rơ-le thời gian: a) Khái niệm: Rơ-le thời gian khí cụ. .. Thuyếát Khí Cụ? ? Điệän source Trang 76/ 103 Lýù Thuyếát Khí Cụ? ? Điệän source Trang 76/ 103 Hình dạng cụ thể rơ-le thời gian OFF DELAY phổ biến: Sau cataloge Merlin timer Lýù Thuyếát Khí Cụ? ? Điệän... chậm, mở nhanh: Tiếp điểm thường đóng ,mở chậm , đóng nhanh: Lýù Thuyếát Khí Cụ? ? Điệän Trang 75/ 103 TR TR TR Lýù Thuyếát Khí Cụ? ? Điệän Trang 76/ 103 Nguyên lý hoạt động: Khi cấp nguồn vào cuộn dây