Khái niệm: Công tắc là loại khí cụ điện đóng cắt dòng điện bằng tay và để đóng ngắt mạch điện có công suất bé, có điện áp một chiều đến 440V và điện áp xoay chiều đến 500V.. Một số công
Trang 1nhờ các lỗ nhỏ mà chùm tia lửa chia thành nhiều tia nhỏ sau đó tiếp tục đập vào vách ngăn Cách thứ hai các tia lửa bị chia một lần nữa cứ như thế tia lửa bị chia nhỏ nhiều lần nên dễ bị dập tắt
2.3.3.Buồng dập hồ quang kiểu thổi từ
Cuộn dây thổi từ được mắc nối tiếp với cặp tiếp điểm Khi cặp tiếp điểm chớm mở giữa hai tếp điểm phát sinh tia hồ quang hình thành dòng hồ quang phóng qua hai tiếp điểm Đồng thời trên cuộn dây thổi từ xuất hiện dòng tự cảm cùng chiều với dòng điện chính tạo ra cảm ứng từ B mạnh tác dụng lên dòng hồ quang một lực điện động làm tia hồ quang bị kéo dài và dễ bị dập tắt
2.4.Sự phát nóng của khí cụ điện
Khi dòng điện chạy trong vật dẫn của khí cụ nó sinh ra một nhiệt lượng Q
Q =I2Rt (Jun) hay Q= 0,24I2Rt (calo)
Trong đó: R là điện trở của phần dây dẫn có dòng điện chạy qua
Một phần nhiệt lượng toả ra môi trường xung quanh, phần còn lại đốt nóng các vật dẫn có dòng điện chạy qua
Khi dòng điện tăng hoặc toả nhiệt không tốt các vật dẫn càng bị đốt nóng Thực tế thấy rằng khi nhiệt độ tăng quá mức quy định thì độ bề cơ học cũng như tính chất cách điện của vật liệu giảm rất nhanh, do đó dòng điện đi qua khí cụ
điện không được lớn quá giá trị cho phép.( Nói cách khác mỗi khí cụ điện chỉ
được dùng trong một giới hạn dòng điện nhất định) dòng điện này là dòng điện
định mức của khí cụ (Iđm)
Quá trình phát nóng của khí cụ khi có dòng định mức đi qua là:
Lúc chưa có dòng điện đi qua cácvật dẫn của khí cụ đều có nhiệt độ của môi trường
Từ lúc có dòng điện vật dẫn tiêu thụ năng lượng điện để chuyển thành nhiệt nănglàm nóng vật dẫn Lúc đầu nhiệt năng toả ra môi trường xung quanh ít
mà chủ yếu tích luỹvào vật dẫn, nhiệt độ vật dẫ bắt đầu tăng và sau
một thời gian đạt tới giá trị ổn định (τôđ) và giữa ở giá trị này
Chương III
τ
τ0
τôđ
t
Trang 2Thiết bị đóng cắt bằng tay
3.1.Công tắc
3.1.1.Khái niệm và phân loại
a Khái niệm: Công tắc là loại khí cụ điện đóng cắt dòng điện bằng tay và để
đóng ngắt mạch điện có công suất bé, có điện áp một chiều đến 440V và điện áp
xoay chiều đến 500V
b Phân loại
- Theo hình dạng bên ngoài có: Loại hở, loại bảo vệ, loai kín
- Theo công dụng có:
+ Công tắc đóng ngắt trực tiếp
+ Công tắc chuyển mạch(công tắc vạn năng)
+ Công tắc hành trình
3.2 Một số công tắc thông dụng
3.2.1.Công tắc xoay 3 pha (công tắc hộp)
Công tắc này thường dùng làm cầu dao tổng cho các máy công cụ,dùng để
mở máy, đảo chiều quay động cơ điện,hoặc đổi nối dây quấn stato động cơ từ sao
sang tam giác
a.Cấu tạo như hình vẽ
Gồm phần chính là các tiếp điểm (3) gắn trên các vành điện cách điện (2)
có đầu vặn vít chìa ra khỏi hộp Các tiếp điểm động( 4) gắn trên cùng một trục (7 )và cách điện với trục, nằm trong các mặt phẳng khác nhau tương ứng với các vành (2).Ngoài ra còn có núm xoay (5) và miếng đệm cách điện (6)
b Nguyên lý làm việc
+ Khi xoay núm 5 thì quay trục 7 quay theo đến vị trí thích hợp sẽ có một số tiếp
điểm động đến tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh Lúc đó công tắc ở chế độ đóng mạch + Khi ta xoay trục 7 đến vị trí khác thì tiếp điểm động rời khỏi tiếp điểm tĩnh Lúc đó công tắc ở chế độ ngắt mạch
+ Chú ý: Công tắc xoay thông thường được chế tạo có 3 cặp tiếp điểm dùng để
đóng ngắt nguồn điện ba pha Khi xoay trục 7 đến vị trí thích hợp thì 3 tiếp điểm
động sẽ đồng thời tiếp xúc với 3 cặp tiếp điểm tĩnh hoặc đồng thời tách khỏi 3 cặp tiếp điểm tĩnh
3.2.2.Công tắc vạn năng : Dùng để đóng ngắt chuyển đổi mạch điện các cuộn
dây hút của công tắc tơ, khởi đông từ điều khiển
a.Cấu tạo như hình vẽ
Gồm má tiếp điểm tĩnh 1 và má tiếp điểm động 2 gắn trên giá đỡ di động Giá đỡ di động gắn với một lò xo nhằm để cho vấu luôn tỳ lên vành nhựa 3 Vành cách điện 3 gắn trên trục 4 Trên bề mặt của vành cách điện có một phần
Trang 3khuyết Công tắc vạn năng được chế tạo có các vị trí cố định để tiếp điểm đóng,
mở có lò xo phản hồi về vị trí ban đầu
b.Nguyên lý làm việc
Bình thường khi vấu của giá đỡ tiếp điểm động tỳ lên phần cao của vành nhựa 3 thì tiếp điểm mở Còn khi ta xoay trục để cho vành khuyết của vành nhựa
3 trùng với vấu của giá đỡ tiếp điểm di động thì tiếp điểm đóng
3.2.3.Công tắc 3 cực: dùng để lắp đặt mạch điện cầu thang nhà nhiều tầng
+ Về cấu tạo : có một tiếp điểm động và một tiếp điểm tĩnh
+ Về nguyên lý:Bình thường tiếp điểm động luôn tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh khi
ta tác động vào công tắc thì tiếp điểm thay đổi
Ngoài ra còn có công tắc hành trình, công tắc điểm cuối, công tắc một pha
3.3.Phương pháp chọn
Uđm côngtắc≥ Ulưới
Iđm côngtắc ≥ I tínhtoán
3.4.Ký hiệu công tắc trên bản vẽ
+ Công tắc 2 cực( 1 pha)
+ Công tắc 3 cực
+ Công tắc 4 cực
+ Công tắc xoay 3 pha
3.2 Cầu dao
3.3.1.Khái niệm và phân loại
1 Khái niệm:
Cầu dao là một loại khí cụ đóng cắt bằng tay và đóng cắt không thường xuyên có nguồn điện áp cung cấp đến 440V đối với một chiều và đến 660V đối
với xoay chiều
Thường dùng để đóng cắt mạch điện công suất nhỏ Với các mạch điện có công suất trung bình và lớn thì cầu dao thường chỉ dùng để đóng cắt không tải
2.Phân loại
+ Theo kết cấu có các loại như sau: Loại một cực, hai cực, ba cực Loại có tay nắm ở giữa, loại có tay nắm ở bên, loai một ngả, loại hai ngả Loại có lưỡi dao phụ và loại không có lưỡi dao phụ
+ Theo cách đóng ngắt có 2 loại: Loại đóng cắt trực tiếp, loại đóng cắt từ xa + Theo điện áp có loại 250V, 500V, 1000V
+ Theo dòng điện có loại 10A, 15A, 25A 30A, 300A, 1000A
+ Theo điều kiện bảo vệ có 2 loại : Loại không có hộp và loại có hộp che chắn + Theo khả năng cắt : Có loại cắt không tải, có loại cắt có tải( cầu dao phụ tải)
Trang 4+ Theo yêu cầu sử dụng: loại có cầu chì bảo vệ và loại không có cầu chì bảo vệ
3.2.3 Một số cầu dao thông dụng
1.Cấu tạo của cầu dao như hình vẽ
Tiếp điểm động (1) hay còn gọi là lưỡi dao chính hay gọi thân dao chính Tiếp điểm tĩnh(2) hay gọi là má tiếp xúc tĩnh
Lưỡi dao phụ(3)
Lò xo(4) và Đế(5)
2 Nguyên lý làm việc
+ Khi đóng cầu dao thân dao chính chém vào má dao nhờ lực đàn hồi của má dao được ép chặt vào thân dao nên điện trở tiếp xúc bé do đó dẫn dòng điện tới phụ tải làm việc
+ Khi cắt cầu dao thân dao tách khỏi má dao lúc này điện trở tiếp xúc lớn HQ xuất hiện giữa 2 tiếp điểm và nó được dập tắt nhờ sự kéo dài của HQ
+ Để tăng khả năng ngắt mạch của cầu dao người ta lắp thêm lưỡi dao phụ và buồng dập HQ Khi đóng cầu dao thì lưỡi dao phụ tiếp xúc với má dao trước sau
đó mới đến lưỡi dao chính Còn khi ngắt mạch thì lưỡi dao chính ngắt trước lưỡi dao phụ sau Do vậy lưỡi dao chính được bảo vệ
3.2.3.Phương pháp chọn cầu dao
Uđm cầu dao≥ Ulưới
Iđm cầu dao≥ I tínhtoán
3.2.4.Ký hiệu cầu dao trên bản vẽ
Cầu dao một cực Cầu dao 2 cực 3 cực (3 pha) 3pha 2 ngả
3.3 .Nút bấm (ấn) vμ tay gạt
3.3.1.Nút bấm
1 Khái niệm và phân loại
a Khái niệm
+ Nút ấn còn gọi là nút điều khiển.Nó là một khí cụ điện dùng để đóng, ngắt từ
xa các thiết bị điện từ khác nhau, các dụng cụ báo hiệu để chuyển đổi các mạch
điện điều khiển … ở mạch điện một chiều điện áp đến 440V và mạch điện xoay chiều đến 500V
+Trong các mạch điện máy công cụ nút ấn được ứng dụng để khởi động, dùng và
Trang 5đảo chiều quay động cơ điện bằng cách đóng cắt các mạch cuộn dây hút của các công tắc tơ mắc ở mạch động cơ điện
b.Phân loại
- Theo hình dạng bên ngoài người ta chia nút ấn ra làm 4 loại: Loại hở, loại bảo
vệ, loại bảo vệ chống nước, chống bụi, loại bảo vệ chống nổ
- Theo yêu cầu điều khiển người ta chia nút ấn ra loại 1 nút ấn, 2 nút ấn,3 nút ấn
- Theo kết câu bên trong nút ấn có loại có đèn báo và loại không có đèn báo
c.Cấu tạo như hình vẽ
Vỏ (1) làm bằng vật liệu cách điện, tiếp điểm (2) làm bằng đồng hoặc bạch kim hoặc hợp kim có dạng bắc cầu , bộ phận để tay vào ấn (3)làm bằng vật liệu cách điện, lò xo(4)
d Ký hiệu
Nút ấn thường mở thường đóng nút ấn kép(hay liên động
e Phương pháp chọn
Uđm Nút ấn≥ Ulưới
Iđm Nút ấm ≥ I tínhtoán
3.3.2 .Tay gạt ( hay gọi Bộ khống chế )
1.Khái niệm và công dụng
+ Bộ khống chế là loại thiết bị chuyển đổi mạch điện bằng tay gạt hay vô lăng quay, nó có thể được điều khiển trực tiếp hoặc gián tiếp từ xa
+ Thực hiện được các chuyển đổi phức tạp như để điều khiển khởi động, dừng và
đảo chiều quay, điều chỉnh tốc độ, hãm điện…vvv các máy điện và các thiết bị + Trong thực tế tồn tại hai loại bộ khống chế là:
Bộ khống chế động lực còn gọi là tay trang được dùng để điều khiển trực tiếp các động cơ điện công suất bé và trung bình ở các chế độ làm việc khác nhau nhắm đơn giản hoá cho người vận hành như thợ lái cần trục điện, tầu điện
Bộ khống chế chỉ huy dùng để điều khiển gián tiếp các động cơ điện công suất lớn bằng cách chuyển đổi mạch điện điều khiển các cuộn hút công tắc tơ
Đôi khi có thể điều khiển trực tiếp các động cơ công suất bé, nam châm điện
2.Phân loại
+ Theo kết cấu người ta chia Bộ khống chế ra làm hai loại: Bộ khống chế hình trống và Bộ khống chế hình cam
+ Theo nguyên lý sử dụng ta chia BKC làm hai loại: Bộ khống chế điện xoay
Trang 6chiều và Bộ khống chế điện một chiều
3.Cấu tạo và nguyên lý làm việc của bộ khống chế hình trống
a Cấu tạo: Hình dạng Bộ khống chế hình trống được trình bày trên hình3- a, b
Trên trục quay 1 đã bọc cách điện người ta bắt chặt các đoạn vành trượt bằng đồng 2 có cung dài làm việc khác nhau Các đoạn này được dùng làm các vành tiếp xúc động xắp sếp ở các góc độ khác nhau Một vài đoạn được nối điện với nhau sẵn ở bên trong Các tiếp xúc tĩnh 3 có lò xo đàn hồi còn được gọi là chổi tiếp xúc kẹp chặt trên một giá cố định đã bọc cách điện 4, mỗi điểm tiếp xúc tương ứng với một tiếp điểm động ở bộ phận quay Các chổi tiếp xúc có vành cách điện với nhau và được nối trực tiếp với mạch điện bên ngoài
b.Nguyên lý
Khi quay trục 1 các đoạn vành trượt 2 tiếp xúc mặt với các chổi tiếp xúc 3
và do đó thực hiện được chuyển đổi mạch điện cần thiết trong mạch điều khiển
Chú ý: Khi trục quay có những vành trượt 2 tiếp xúc vào chổi tiếp xúc 3 nhưng
cũng tại vị trí đó cũng có những vành trượt 2 không tiếp xúc vào chổi tiếp xúc 3
4.Cách chọn
Uđm bộkhốngchế ≥ Ulưới
Iđm bộkhốngchế ≥ I tínhtoán Ngoài ra đối với bộ khống chế động lực dòng của bộ khống chế có thể thể được chọn theo cách tính sau:
+ Đối với bộ khống chế điện một chiều
+ Đối với bộ khống chế điện xoay chiều
Pđm là công suất định mức của động cơ (kW
U là điện áp nguồn cung cấp(V)
5.Ký hiệu
Chương IV
Pđm
I = 1,2 10 3 A
U
Pđm
I = 1,3 10 3 A
√3.U