Bài giảng môn Mạch điều khiển potx

Nguyên lí hoạt động: Sơ đồ nguyên lí của CB được trình bày ở hình dưới Ở trạng thái bình thường sau khi đóng điện, CB được giữ ở trạng thái đóng tiếp với điện áp định mức nam châm điện 1

BÀI GIẢNG MÔN MẠCH

ĐIỀU KHIỂN

MỤC LỤC

CHƯƠNG I 3

TỔNG QUAN VỀ KHÍ CỤ ĐIỆN 3

I Khái niệm chung về Khí cụ điện 3

II Phân loại khí cụ điện 3

III Một số khí cụ điện thông dụng 3

CHƯƠNG II 17

KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN 17

I Định nghĩa và phân loại 17

III Một số loại máy điện thông dụng 17

CHƯƠNG III 24

MẠCH ĐIỀU KHIỂN MÁY ĐIỆN 24

BÀI 1: RÁP MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN HAI ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA KHỞI ĐỘNG TRỰC TIẾP 24

BÀI 2 : RÁP MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 1 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA ĐẢO CHIỀU QUAY TRỰC TIẾP 26

BÀI 3: RÁP MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 1 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA ĐẢO CHIỀU QUAY QUA NÚT DỪNG 28

BÀI 4: RÁP MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 2 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA CHẠY TRỨƠC DỪNG SAU KHÔNG DÙNG TIMER 30

BÀI 5: RÁP MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 2 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA CHẠY TRỨƠC DỪNG TRƯỚC KHÔNG DÙNG TIMER 32

BÀI 6: RÁP MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 2 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA CHẠY TRỨƠC DỪNG SAU DÙNG TIMER 34

BÀI 7: RÁP MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 2 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA CHẠY TRỨƠC DỪNG TRƯỚC DÙNG TIMER 36

BÀI 8: RÁP MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 1 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA KHỞI ĐỘNG THEO PHƯƠNG PHÁP ĐỔI NỐI SAO TAM GIÁC 38

BÀI 9: RÁP MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 1 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA MẠCH ĐẢO CHIỀU QUAY DÙNG CÔNG TẮC HÀNH TRÌNH 40

BÀI 10 : RÁP MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 3 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA CHẠY LUÂN PHIÊN DÙNG NÚT NHẤN KÉP 42

BÀI 11: RÁP MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 3 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA CHẠY LUÂN PHIÊN DÙNG TIMER 44 BÀI 12: RÁP MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 1 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA KHỞI ĐỘNG TRỰC TIẾP VÀ HÃM ĐỘNG NĂNG 46 BÀI 13: RÁP MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 1 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA ROTOR DÂY QUẤN 2 CẤP TỐC ĐỘ 48 BÀI 14: RÁP MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 1 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA ĐẢO CHIỀU QUAY VÀ HÃM ĐỘNG NĂNG 50 BÀI 15: RÁP MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 1 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA KHỞI ĐỘNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỔI NỐI SAO – TAM GIÁC VÀ HÃM ĐỘNG NĂNG 52 BÀI 16: RÁP MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 1 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA ĐẢO CHIỀU QUAY, KHỞI ĐỘNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỔI NỐI SAO – TAM GIÁC VÀ HÃM ĐỘNG NĂNG 54

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ KHÍ CỤ ĐIỆN

I Khái niệm chung về Khí cụ điện

- Khí cụ điện là thiết bị dùng để điều khiển, kiểm tra, tự động điều chỉnh, khống chế các đối tượng điện cũng như không điện và bảo vệ chúng trong trường hợp sự cố Khí

cụ điện có nhiều chủng loại với chức năng, nguyên lý làm việc và kích cỡ khác nhau,

được dùng rộng rãi trong mọi lĩnh vực của cuộc sống

II Phân loại khí cụ điện

Theo công dụng: + khí cụ điện đóng cắt (CB, contactor, khởi động từ,…)

+ khí cụ điện bảo vệ (rơle, áptomat, … )

Theo mức điện áp: + khí cụ điện cao áp (> 1000 v)

a Khái niệm và yêu cầu:

CB là khí cụ điện dùng đóng ngắt mạch điện, có công

dụng bảo vệ quá tải ngắn mạch, sụt áp

Chọn CB phải thoả mãn 3 yêu cầu sau:

- Chế độ làm việc ở định mức của CB là chế độ

làm việc dài hạn

- CB phải ngắt được trị số dòng điện ngắn mạch lớn

- CB phải có thời gian cắt bé

b Cấu tạo:

- Tiếp điểm: CB thường chế tạo có hai cấp tiếp

điểm (tiếp điểm chính và hồ quang) hoặc ba cấp

tiếp điểm (chính, phụ, hồ quang) Khi đóng mạch

tiếp điểm hồ quang đóng trước, tiếp theo là tiếp điểm

phụ sau cùng là tiếp điểm chính Khi cắt mạch thì ngược lại

- Hộp dập hồ quang:

Gồm hai kiểu: - kiểu nửa kín, kiểu hở

- Cơ cấu truyền động cắt CB: bằng tay và bằng cơ điện

-Móc bảo vệ: móc bảo vệ quá dòng, móc bảo vệ sụt áp

CB 3 PHA

CB 1 PHA

c Nguyên lí hoạt động:

Sơ đồ nguyên lí của CB được trình bày ở hình dưới

Ở trạng thái bình thường

sau khi đóng điện, CB được

giữ ở trạng thái đóng tiếp

với điện áp định mức nam

châm điện 11 và phần ứng 10 hút lại với nhau

Khi sụt áp quá mức, nam châm điện 11 nhả phần ứng 10, lò xo 9 kéo móc 8 bật lên, móc 7 thả tự do, lò xo 1 được thả lỏng, kết quả các tiếp điểm CB được mở ra, mạch điện bị ngắt

d Phân loại và lựa chọn CB:

Theo kết cấu người ta chia CB ra ba loại: một cực, hai cực, ba cực

Theo thời gian tác động: tác động tức thời và không tức thời

Theo công dụng bảo vệ: CB cực đại, CB cực tiểu

Việc lựa chọn CB chủ yếu dựa vào:

- Dòng điện tính toán đi trong mạch

- Dòng điện quá tải

- Khi CB thao tác phải có tính chọn lọc

2 Cầu chì (Fuse)

a Khái niệm và yêu cầu

Cầu chì là một loại khí cụ điện dùng để bảo vệ thiết bị và lưới điện tránh sự cố ngắn mạch

Hình 1.1 : Sơ đồ CB dòng điên cực đại

Không tác động khi có dòng mở máy và dòng điện định mức lâu dài đi qua, đặc tính A-s của cầu chì phải thấp hơn đặc tính của đối tượng bảo vệ Khi tác động phải có tính chọn lọc, việc thay thế dễ dàng ít tốn thời gian

- Các đầu nối: các thàn phần này dùng định vị cố định cầu chì trên các thiết bị đóng ngắt mạch, đồng thời phải đảm bảo tính tiếp xúc điện tốt

c Nguyên lí hoạt động

- Đặc tính cơ bản của cầu chì là sự phụ thuộc của thời gian chảy đứt với dòng điện chạy qua Để có tác dụng bảo vệ đường đặc tính A-s của cầu chì phải thấp hơn đường đặc tính của đối tượng bảo vệ

+ Đối với dòng điện định mức của cầu chì: năng lượng sinh ra do hiệu ứng Joule khi

có dòng điện định mức chạy qua sẽ toả nhiệt ra môi trường không gây nên sự nóng chảy, sự

cân bằng nhiệt sẽ được thiết lập ở một giá trị mà không gây ra sự già hoá hay phá hỏng bất cứ phần tử nào của cầu chì

+ Đối với dòng điện ngắn mạch của cầu chì: sự cân bằng trên cầu chì bị phá huỷ, nhiệt năng trên cầu chì tăng cao và dẫn đến sự phá huỷ cầu chì

Người ta phân thành hai giai đoạn phá hủy cầu chì: quá trình tiền hồ quang, quá trình sinh hồ quang

d Phân loại, công dụng

- Cầu chì có thể được chia thành hai dạng cơ bản, tuỳ thuộc vào nhiệm vụ: cầu chì loại g, cầu chì loại a

- Do tốc độ kéo bằng tay không thể nhanh nên người ta làm them lưỡi dao phụ Lúc dẫn điện thì lưỡi dao phụ và lưỡi dao chính được kép trong ngàm Khi cắt điện, tay kéo lưỡi dao chính ra trước còn lưỡi dao phụ vẫn kẹp trong ngàm Lò xo lien kết giữa hai lưỡi dao được kéo căng ra và tới một mức nào đó sẽ bật nhanh kéo lưỡi dao phụ ra khỏi ngàm một cách nhanh chóng Do đó hồ quang được kéo dài nhanh và hồ quang bị dập tắt trong thời gian ngắn

Cầu dao 3 pha Cầu dao 1 pha

- Phân loại: phân loại cầu dao dựa vào các yếu tố sau:

+ Theo kết cấu: một cực, hai cực, ba cực

+ Cầu dao một ngả, hai ngả

+ Theo điện áp định mức: 250V, 500V

+ Theo dòng điện định mức: 10A, … , 1000A, …

+ Theo vật liệu cách điện: đế sứ, đế nhựa, đế đá

+ Theo điều kiện bảo vệ: loại có nắp và không có nắp

+ Theo yêu cầu sử dụng: loại có cầu chì bảo vệ ngắn mạch và không có cầu chì bảo vệ

c Các thông số định mức:

Chọn cầu dao theo dòng điện định mức và điện áp định mức:

Gọi Itt là dòng điện tính toán của mạch điện

điện từ khác nhau, các dụng cụ báo hiệu và cũng để

chuyển đổi các mạch điện điều khiển, tín hiệu lien

động bảo vệ…Ở mạch điện một chiều điện áp đến

440v và mạch điện xoay chiều điện áp 500v, tần số

50Hz, 60Hz nút nhấn thông dụng để khởi động, đảo

chiều quay động cơ điện bằng cách đóng và ngắt các

cuộn dây của contactor nối cho động cơ

- Nút nhấn thường được đặt trên bảng điều khiển, ở tủ điện, trên hộp nút nhấn Nút nhấn thường được nghiên cứu, chế tạo làm việc trong môi trường không ẩm ướt, không có hơi hoá chất và bụi bẩn

- Nút nhấn có thể bền tới 1.000.000 lần đóng không tải và 200.000 lần đóng ngắt có tải Khi thao tác nhấn nút cần phải dứt khoát để mở hoặc đóng mạch điện

b Phân loại và cấu tạo

Nút nhấn được phân loại theo các yếu tố sau:

- Phân loại theo chức năng trạng thái hoạt động của nút nhấn, có các loại:

Mỗi nút nhấn chỉ có một trạng thái (ON hoặc OFF)

- Phân loại theo hình dạng bên ngoài, người ta chia nút nhân ra thành 4 loại:

+ Loại hở

+ Loại bảo vệ

+ Loại bảo vệ chốn nước và chống bụi

Nút nhấn kiểu bảo vệ chống nước được đặt trong hộp kín khít để tránh nước lọt vào Nút nhấn kiểu bảo vệ chống bụi nước được đặt trong một vỏ cacbon đút kín khít để chống ẩm và bụi lọt vào

+ Loại bảo vệ khỏi nổ

Nhút nhấn kiểu chống nổ dùng trong các hầm lò, mỏ than hoặc ở nơi có các khí nổ lẫn trong không khí.Cấu tạo của nó đặc biệt kín khít không lọt được tia lửa ra ngoài và đặc biệt vững chắc để không bị phá vỡ khi nổ

- Theo yêu cầu điều khiển người ta chia nút nhấn ra 3 loại: một nút, hai nút, ba nút

- Theo kết cấu bên trong:

+ Nút nhấn loại có đèn báo

+ Nút nhấn loại không có đèn báo

III/Các thông số kĩ thuật của nút nhấn:

Uđm: điện áp định mức của nút nhấn

Iđm : dòng điện định mức của nút nhấn

Trị số điện áp định mức của nút nhấn thường có giá trị < 500V

Trị số dòng điện định mức của nút nhấn thường có giá trị < 5A

5 Contactor

a Khái niệm

- Contactor là một loại khí cụ điện dùng để

đóng ngắt các tiếp điềm, tạo liên lạc trong mạch

điện bằng nút nhấn Như vậy khi sử dụng

contactor ta có thể điều khiển mạch điện từ xa

có phụ tải với điện áp đến 500V và dòng là

600A (vị trí điều khiển, trạng thái hoạt động của

contactor rất xa vị trí các tiếp điểm đóng ngắt

b Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

- Cấu tạo:

Contactor được cấu tạo gồm các thành phần: cơ cấu điện từ (nam châm điện), hệ thống dập hồ quang, hệ thống tiếp điểm (tiếp điểm chính và phụ)

* Nam châm diện gồm có 4 thành phần:

+ Cuộn dây dùng tạo ra lực hút nam châm

+ Lõi sắt (hay mạch từ) của nam châm gồm hai phần: phần cố định, và phần nắp di động Lõi thép nam châm có thể có dạng EE, EI hay dạng CI

+ Lò xo phản lực có tác dụng đẩy phần nắp di động trở về vị trí ban đầu khi ngừng cung cấp điện vào cuộn dây

* Hệ thống dập hồ quang điện:

+ Khi contactor chuyển mạch, hồ quang điện sẽ xuất hiện làm các tiếp điểm bị cháy, mòn dần Vì vậy cần có hệ thống dập hồ quang gồm nhiều vách ngăn làm bằng kim loại đặt cạnh bên hai tiếp điểm tiếp xúc nhau, nhất là ở các tiếp điểm chính của contactor

* Hệ thống tiếp điểm của contactor:

+ Hệ thống tiếp điểm liên hệ với phần lõi từ di động qua bộ phận liên động vế cơ Tuỳ theo khả năng tải dẫn qua các tiếp điểm, ta có thể chia các tiếp điểm của contactor thành hai loại:

+ Tiếp điểm chính: có khả năng cho dòng điện lớn đi qua (từ 10A đến vài nghìn A, thí dụ khoảng 1600A hay 2250A) Tiếp điểm chính là tiếp điểm thường hở đóng lại khi cấp nguồn vào mạch từ của contactor làm mạch từ contactor hút lại

+ Tiếp điểm phụ: có khả năng cho dòng điện đi qua các tiếp điểm nhỏ hơn 5A Tiếp điểm ohụ có hai trạng thái: thường đóng và thường hở

+ Tiếp điểm thường đóng là loại tiếp điểm ở trạng thái đóng (có liên lạc với nhau giữa hai tiếp điểm) khi cuộn dây nam châm trong contactor ở trạng thái nghỉ (không được cung cấp điện) Tiếp điểm này hở ra khi contactor ở trạng thái hoạt động Ngược lại là tiếp điểm thường hở

Như vậy hệ thống tiếp điểm chính thường được lắp trong mạch điện động lực, còn các tiếp điểm phụ sẽ lắp trong hệ thống mạch điều khiền (dùng điều khiển việc cung cấp điện đến các cuộn dây nam châm của các contactor theo qui trình định trước) Theo một số kết cấu thông thường của contactor, các tiếp điểm phụ có thể được liên kết cố định về số lượng trong mỗi bộ contactor, tuy nhiên cũng phải có một vài nhà sản xuất chỉ bố trí cố định số tiếp điểm chính trên mỗi contactor, còn các tiếp điểm phụ được chế tạo thành những khối rời riêng lẽ Khi cần sử dụng ta chỉ ghép thêm vào trên contactor Số lượng tiếp điểm phụ trong truờng hợp này có thể bố trí tuỳ ý

Nguyên lý hoạt động của contactor

- Khi cấp nguồn điện bằng giá trị điện áp định mức của contactor vào hai đầu của cuộn dây quấn trên phần lõi từ cố định thì lực từ tạo ra hút phần lõi từ di động hình thành mạch kín (lực từ lớn hơn phản lực của lò xo), contactor ở trạng thái hoạt động Lúc này nhờ vào bộ phận liên động về cơ giữa lõi từ di động và hệ thống tiếp điểm làm cho tiếp điểm chính đóng lại , tiếp điểm phụ chuyển đổi trạng thái (thường đóng sẽ mở ra thường hở sẽ đóng lại) và duy trì trạng thái này Khi ngưng cấp nguồn cho cuộn dây thì contactor ở trạng thái nghỉ, các tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu

Chú ý: trong một sơ đồ mạch sử dụng nhiều contactor, muốn phân biệt các cuộn dây

và tiếp điểm của contactor ta thực hiện qui ước như sau:

- Ghi ký hiệu hay mã số cho cuộn dây của contactor (thí dụ M, R, S…)

- Các tiếp điểm thuộc về contactor nào thì mang cung mã số cuộn dây ngay tâm vòng tròn ký hiệu cuộn dây của Mỹ, ta ghi mã số cuộn dây ngay tâm vòng tròn ký hiệu của cuộn dây, với các ký hiệu khác, ta ghi liền ngay cạnh ký hiệu

c Các thông số cơ bản của contactor

Điện áp định mức:

Điện áp định mức của contactor Uđm là điện áp

của mạch điện tương ứng mà tiếp điểm chính

phải đóng ngắt, chính là điện áp đặt vào hai đầu

cuộn dây của nam châm điện sao cho mạch từ hút

lại

- Cuộn dây hút có thể làm việc bình thường ở

điện áp trong giới hạn (85-105%) điện áp định

mức của cuộn dây Thông số này được ghi trên

nhãn đặt ở hai đầu cuộn dây contactor, có các cấp

điện áp định mức: 110V, 220V, 440V một chiều

và 127V, 220V, 380V, 500V xoay chiều

Dòng điện định mức:

- Dòng điện định mức của contactor Iđm là dòng

điện định mức đi qua tiếp điểm chính trong chế

độ làm việc lâu dài, thời gian contactor ở trạng

thái đóng không quá 8 giờ

- Dòng điện định mức của contactor hạ áp thông

dụng có các cấp là: 10A, 20A, 25A, 40A, 60A,

75A, 100A, 150A, 250A, 300A, 600A Nếu

contactor đặt trong tủ điện thì dòng điện định

mức phải lấy thấp hơn 10% vì làm kém mát,

dòng điện cho phép qua contactor còn phải lấy

thấp hơn nữa trong chế độ làm việc dài hạn

Khả năng cắt và khả năng đóng:

- Khả năng cắt của contactor điện xoay chiều đạt

bội số đến 10 lần dòng điện định mức với phụ tải

- Khả năng đóng: contactor điện xoay chiều dùng để khởi động động cơ điện cần phải

có khả năng đóng từ 4 đến 7 lần Iđm

Tuổi thọ của contactor:

- Tuổi thọ của contactor được tính bằng số lần đóng mở, sau số lần đóng mở ấy thì

contactor sẽ bị hỏng và không dùng được

Tần số thao tác:

- Là số lần đóng cắt contactor trong một giờ Có các cấp: 30, 100, 120, 150, 300, 600,

1200, 1500 lần/h

Tính ổn định lực điện động:

- Tiếp điểm chính của contactor cho phép một dòng điện lớn đi qua (khoảng 10 lần

dòng điện định mức) mà lực điện động không làm tách rời tiếp điểm thì contactor tính

ổn định lực điện động

Tính ổn định nhiệt:

- Contactor có tính ổn định nhiệt nghĩa là khi có dòng điện ngắn mạch chạy qua trong

một khoảng thời gian cho phép, các tiếp điểm không bị nóng chảy và hàn dính lại

6 Rơ le điều khiển và bảo vệ

Rơ le là loại khí cụ điện dùng để tự động đóng ngắt mạch điều khiển, bảo vệ và điều

khiển sự làm việc của mạch điện

Có nhiều cách phân loại rơle:

Phân loại theo nguyên lí làm việc có:

- Rơle trung gian

- Rơle thời gian

Phân loại theo dòng điện có :

Phân loại theo giá trị và chiều của đại lượng đi vào rơle:

- Rơle cực tiểu

- Rơle sai lệch

Một số loại rơle thông dụng

7 Rơle trung gian

a Khái niệm và cấu tạo:

Rơle trung gian là loại khí cụ điện dùng trong lĩnh vực điều khiển tự động, cơ cấu

kiểu điện từ Rơle trung gian đóng vai trò điều khiển trung gian giữa các thiết bị điều

khiển

Rơle trung gian gồm: mạch từ nam châm điện, hệ thống tiếp điểm chịu dòng điện

nhỏ, vỏ bảo vệ và các chân ra tiếp điểm

b Nguyên lí hoạt động:

Khi cấp điện áp bằng giá trị điện áp định mức vào hai đầu cuộn dây của rơle trung

gian, lực điện từ hút mạch từ kín lại, hệ thống tiếp điểm chuyển đổi trạng thái và duy

trì trạng thái này Khi ngưng cấp điện, mạch từ hở, hệ thống tiếp điểm trở về trạng thái

ban đầu

c Ký hiệu:

- Ký hiệu SPDT: ký hiệu này được viết tắt từ thuật ngữ SINGLE POLE DOUBLE

THROW rơle mang ký hiệu này có một cặp tiếp điểm, gồm tiếp điểm thường đóng và

thường hở, cặp tiếp điểm này có một đầu chung

- Ký hiệu DPDT: ký hiệu này được viết tắt từ thuật ngữ DOUBLE POLE DOUBLE

THROW rơle mang ký hiệu này gồm có hai cặp tiếp điểm Mỗi cặp tiếp điểm gồm tiếp

điểm thường đóng và thường hở, cặp tiếp điểm này có một đầu chung

-Ký hiệu SPST: ký hiệu này được viết tắt từ thuật ngữ SINGLE POLE SINGLE

THROW rơle mang ký hiệu này gồm có một tiếp điểm thường hở

- Ký hiệu DPST: ký hiệu này được viết tắt từ thuật ngữ DOUBLE POLE SINGLE

THROW rơle mang ký hiệu này gồm hai tiếp điểm thường hở

8 Rơle thời gian (Timer)

Rơle thời gian là loại khí cụ điện dùng trong lĩnh vực

điều khiển tự động, đóng vai trò điều khiển trung gian

giữa các thiết bị điều khiển theo thời gian định trứơc

Rơle trung gian gồm: mạch từ nam châm điện, bộ

định thời gian làm bằng linh kiện điện tử, hệ thống tiếp

điểm chịu dòng điện nhỏ, vỏ bảo vệ và các chân ra tiếp

điểm

Rơle thời gian ON DELAY

Cấu tạo: gồm cuộn dây role thời gian

Hệ thống tiếp điểm: tiếp điểm

sẽ chuyển trạng thái và duy trì trạng thái này Khi ngưng cấp nguồn vào cuộn dây, tất

cả các tiếp điểm tức thời trở về trạng thái ban đầu

Rơle thời gian OFF DELAY

Cấu tạo: gồm cuộn dây role thời gian

Hệ thống tiếp điểm: tiếp điểm tác động không tính thời gian, tiếp điểm tác động tính thời gian

9 Rơle nhiệt (over load)

- Khái niệm và cấu tạo

Rơle thời gian là loại khí cụ điện để bảo vệ động cơ và mạch điện khi có sự cố quá tải Rơle nhiệt không tác động tức thời theo trị số dòng điện vì nó có quán tính nhiệt lớn, phải có thời gian phát nóng, do đó nó làm việc có thời gian từ vài giây đến vài phút Phần tử phát nóng 1 được đấu nối tiếp với mạch động lực bởi vít 2 và ôm phiến lưỡng kim 3 Vít 6 trên giá nhựa cách điện 5 dùng để điều chỉnh mức độ uốn cong đầu

tự do của phiến 3 Giá 5 xoay quanh trục 4, tuỳ theo trị số dòng điện chạy qua phần tử phát nóng mà phiến lưỡng kim cong nhiều hay ít, đẩy vào vít 6 làm xoay giá 5 để mở ngàm đòn bẩy 9 Nhờ tác dụng lò xo 8, đẩy đò bẩy 9 xoay quanh trục 7 ngược chiều kim đồng hồ làm mở tiếp điểm động 11 khỏi tiếp điểm tĩnh 12 Nút nhấn 10 để reset rơle nhiệt về vị trí ban đầu sau khi Nguyên lí hoạt động:

phiến lưỡng kim nguội trở về vị trí ban đầu

Nguyên lí chung của rơle nhiệt là dựa trên cơ sở tác dụng nhiệt của dòng điện làm giãn nở phiến kim loại kép Phiến kim loại kép gồm hai lá kim loại có hệ số giãn nở khác nhau ghép chặt với nhau thành một phiến bằng phương pháp cán nóng hoặc hàn Khi có dòng điện quá tải đi qua, phiến lưỡng kim được đốt nóng, uống cong về phía kim loại có hệ số giãn nở bé, đẩy cần gạt làm lò xo co lại và chuyển đổi hệ thống tiếp điểm phụ

Để rơle nhiệt hoạt động trở lại, phải đợi phiến kim loại nguội và kéo cần reset của rơle nhiệt

Phân loại rơle nhiệt

Theo kết cấu: rơle nhiệt chia làm hai loại : kiểu hở và kiểu kín

Theo yêu cầu sử dụng: loại một cực và hai cực

Theo phương thức đốt nóng:

+ Đốt nóng trực tiếp: dòng điện đi qua trực tiếp tấm kim loại kép Loại này có cấu tạo đơn giản, nhưng khi thay đổi dòng điện định mức phải tấm kim loại kép loại này không tiện dụng

+ Đốt nóng gián tiếp: dòng điện đi qua phần tử đốt nóng độc lập, nhiệt lượng toả ra gián tiếp làm tấm kim loại cong lên

+ Đốt nóng hỗn hợp: vừa đốt nóng trực tiếp vừa đốt nóng gián tiếp

CHƯƠNG II KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN

I Định nghĩa và phân loại

1 Định nghĩa

Máy điện là thiết bị điện từ, nguyên lý làm việc dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ

Về cấu tạo máy điện gồm mạch từ (lõi thép) và mạch điện (các dây quấn), dung để biến đổi sạng năng lượng như cơ năng thành điện năng (máy phát) hoạc ngược lại (động cơ điện) hoặc dung để biến đổi thông số điện như biến đổi điện áp, dòng điện, tần số, số pha,v.v…

2 Phân loại

Máy điện có nhiều loại được phân loại

theo nhiều cách khác nhau, ví dụ phân

loại theo công suất, theo cấu tạo, theo

chức năng, theo loại dòmh điện (xoay

chiều, một chiều), theo nguyên lý làm

việc,v.v…Dưới đây ta phân loại dựa vào

nguyên lý biến đổi năng lượng như sau:

a.Máy điện tĩnh:

Máy điện tĩnh thường gặp là máy biến

áp.Máy làm việc dựa trên hiện tượng

cảm ứng

điện từ do sự biến thiên từ thông giữa

các cuộn dây không có chuyển động

tương đối với nhau.(Máy thường dung

để biến đổi điện năng)

b Máy điện có phần động (quay hoặc

chuyển động thẳng):

Nguyên lý làm việc dựa vào hiện

tượng cảm ứng điện từ, lực điện từ do từ

trường và dòng điện của các cuộn dây có

chuyển động tương đối với nhau gây

ra.Dưới đây là sơ đồ phân loại máy điện

b Cấu tạo:

Máy biến áp có hai bộ phận chính: Lõi thép và dây quấn

- Lõi thép máy biến áp:

Lõi thép máy biến áp dung để dẫn từ thông chính của máy, được chế tạo từ những vật liệu dẫn từ tốt, thường là lá thép kỹ thuật điện Lõi thép gồm hai bộ phận:

Trụ là nơi để đặt dây quấn

Gông là phần khép kínmạch từ giữa các trụ

- Trụ và gông tạo thành mạch từ khép kín

Để giảm dòng điện xoáy tròng lõi thép,người ta dùng lá thép kỹ thuật điện (dày 0,35mm đến 0,5mm, hai mặt có sơn cách điện) ghép lại với nhau thành lõi thép

- Dây quấn máy biến áp:

Dây quấn máy biến áp thường được chế tạo bằng dây đồng (hoặc nhôm), có tiết diện tròn hoặc chữ nhật, bên ngoài dây dẫn có bọc cách điện Dây quấn gồm nhiều vòng dây và lồng vào trụ lõi thép Giữa các vòng dây, giữa các dây quấn có cách điện với nhau và dây quấn cách điện với lõi thép.(Máy biến áp thường có hai hoặc nhiều dây quấn)

2 Máy điện không đồng bộ

a Khái niệm chung:

Máy điện không đồng bộ là loại máy

điện xoay chiều, làm việc theo nguyên lý

cảm ứng điện từ, có tốc độ quay của rôto

n (tốc độ của máy khác với tốc độ của từ

trường quay n1

Máy điện không đồng bộ có hai dây

quấn stato

(sơ cấp) nối với lưới điện tấn số không đổi f,

dây quấn roto (thứ cấp) được nối tắt hoặc khép kín qua điện trở Dòng điện rôto có tần số f2 phụ thuộc vào tốc độ của rôto

Máy phát điện không đồng bộ có đặc tính làm việc không tốt lắm so với phát điện đồng bộ,nên ít được sử dụng

Động cơ điện không đồng bộ so với các loại động cơ khác có cấu tạo và vận hành đơn giản, giá thành rẻ, làm việc tin cậynên được sử dụng nhiều

Ngoài động cơ điện không đồng bộ 3 pha còn có động cơ điện không đồng bộ hai pha và một pha

+ Dây quấn: làm bằng dây dẫn bọc cách điện, được đặt trong rãnh các lõi thép + Võ máy: làm bằng nhôm hoặc bằng gang, dung để giữ chặt lõi thép và cố địng máy trên bệ.Vỏ máy và nắp máy còn để bảo vệ máy

Hình ảnh roto lồng sóc và stato

- Rôto:

Là phần quay gồmlõi thép, dây quấn và trục máy

+ Lõi thép: gồm các lá thép kỹ thuật điện được dập rãnh mặt ngoài ghép lại, tạo thành các rãnh theo hướng trụ, ở giữa có rãnh để lắp trụ

+ Dây quấn: Dây quấn rôto của máy điện không đồng bộ có hai kiểu: rôto lồng sóc

và rôto dây quấn

3 Máy điện đồng bộ

a Định nghĩa:

Những máy điện xoay chiều có tốc độ rôto n bằng tốc độ quay của từ trường n1 gọi

là máy điện đồng bộ.Máy điện đồng bộ có hai dây quấn: dây quấn stato nối với lưới điện có tần số f không đổi, dây quấn rôto được kích thích bằng dòng điện một chiều Trong máy điện đồng bộ gồm: máy phát đồng bộ và động cơ điện đồng bộ Nhưng

về phần cấu tạo thì chúng cũng tương đối giống nhau

b Cấu tạo:

Cấu tạo máy điện không đồng bộ gồm hai bộ phận chính là stato và rôto

Trên hình 2.3.1 vẽ mặt cắt ngang trục máy trong đó 1: lá thép stato; 2:dây quấn stato; 3: lá thép rôto; 4: dây quấn rôto

- Stato: Stato của máy điện đồng bộ giống như stato của máy điện không đồng bộ, gồm hai bộ phận chính: Lõi thép và dây quấn ba pha stato Dây quấn stato gọi là dây quấn phần ứng

- Rôto: Rôto của máy điện đồng bộ có các cực từ và dây quấn kích từ dung để tạo ra

từ trường cho máy, đối với máy nhỏ rôto là nam châm vĩnh cửu

B N

Hình 2.3.1 Mặt cắt ngang trục máy

Có hai loại : rôto cực ẩn và rôto cực lồi

B N

a)

N

b) B

Hình 2.3.2 a) rôto cực ẩn b) rôto cực lồi

4 Máy điện một chiều

Ngày nay mặc dù dòng điện xoay chiều được sử dụng rất rộng rãi, song máy điện một chiều vẫn tồn tại, đặc biệt là động cơ điện một chiều.Trong công nghiệp, động cơ điện một chiều được sử dụng ở nhữnh nơi yêu cầu mômen mở máy lớn hoặc yêu cầu điều chỉnh tốc độ bằng phẳng và phạm vi rộng

Trong các thiết bi tự động, các máy điện khuých đại, các động cơ điện chấp hành là máy điện một chiều.Ngoài ra máy điện một chiều còn thấy trong thiết bị ôto, tàu thủy máy bay, các máy phát điện một chiều, các thiết bị điện hóa…nhược điểm của máy điện một chiều là cổ góp làm cho cấu tạo phức tạp, đắt tiền và kém tin cậy, nguy hiểm trong môi trường dể nổ

a Cấu tạo máy phát điện một chiều:

Những phần chính của máy phát điện một chiều gồm stato với cực từ, rôto với dây quấn và cổ góp với chổi điện

máy điện một chiều

1 2 7

4

S N

Ngoài dây quấn xếp, ở máy điện một chiều còn có kiểu dây quấn sống Hai phần tử dây quấn kiểu sống

b Phân loại máy phát điện một chiều:

Dựa vào phương pháp cung cấp dòng điện kích từ, người ta chia máy điện một chiều

ra các loại sau:

- Máy điện một chiều kích từ độc lập:

Dòng điện kích từ của máy lấy từ nguồn điện khác, không liên hệ với phần ứng của máy

- Máy điện một chiều kích từ song song:

Dây quấn kích từ nối song song với mạch phần ứng

- Máy điện một chiều kích từ nối tiếp:

Dây quấn kích từ mắc nối tiếp với mạch phần ứng

- Máy điện một chiều kích từ hỗn hợp:

Gồm hai dây quấn kích từ:

Dây quấn kích từ song song và dây quấn kích từ nối tiếp, trong đó dây quấn kích từ song song thường là chủ yếu

Nguyên tắc hoạt động

Stator của động cơ điện 1 chiều thường là 1 hay nhiều cặp nam châm vĩnh cửu, hay nam châm điện, rotor có các cuộn dây quấn và được nối với nguồn điện một chiều, 1 phần quan trọng khác của động cơ điện 1 chiều là bộ phận chỉnh lưu, nó có nhiệm vụ

là đổi chiều dòng điện trong khi chuyển động quay của rotor là liên tục Thông thường

bộ phận này gồm có một bộ cổ góp và một bộ chổi than tiếp xúc với cổ góp

Nguyên tắc hoạt độngcủa động cơ điện một chiều

Pha 1: Từ trường của rotor

cùng cực với stator, sẽ đẩy

nhau tạo ra chuyển động quay

của rotor

Pha 2: Rotor tiếp tục quay

Pha 3: Bộ phận chỉnh điện sẽ đổi cực sao cho từ trường giữa stator và rotor cùng dấu, trở lại

pha 1

CHƯƠNG III MẠCH ĐIỀU KHIỂN MÁY ĐIỆN

BÀI 1: RÁP MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN HAI ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG

BỘ 3 PHA KHỞI ĐỘNG TRỰC TIẾP

I Nội dung yêu cầu

• Nhấn ON1 động cơ ĐC1 chạy

• Nhấn ON2 động cơ ĐC2 chạy

• Nhấn OFF cả hai động cơ dừng

II Danh mục thiết bị

6

BÀI 2 : RÁP MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 1 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG

BỘ 3 PHA ĐẢO CHIỀU QUAY TRỰC TIẾP

I Nội dung yêu cầu

• Nhấn ON1 động cơ quay theo chiều thuận

• Nhấn ON2 động cơ quay theo chiều ngược lại

3 Nguyên lí hoạt động

• Nhấn ON1 contactor K1 có điện, đóng tiếp điểm chính ở mạch động lực động

cơ quay theo chiều thuận

• Để đảo chiều quay động cơ ta nhấn ON2 contactor K2 có điện, đóng tiếp điểm chính ở mạch động lực động cơ quay theo chiều ngược lại

• Nhấn OFF động cơ dừng

IV Đánh giá - nhận xét

- Ưu điểm :

- Khuyết điểm :

- Đề nghị :