Bài giảng trang bị điện TS đặng thái việt

Công tắc tơ  Về cơ bản cấu tạo của công tắc tơ giống với rơle điện từ, chỉ khác nhau ở chỗ rơle dùng để đóng cắt tín hiệu trong các mạch điều khiển còn công tắc tơ dùng để đóng cắt ở

Trang 1

TRANG BỊ ĐIỆN

TS Đặng Thái Việt ĐHBK Hà nội

1

Trang 2

H×nh1.1: CÊu t¹o nót nhÊn.

H×nh1.2: Mét d¹ng nót nhÊn

cña h·ng Schneider.

2

Trang 3

CH ƯƠ NG I : PH N T ĐI U KHI N Ầ Ử Ề Ể

Trang 4

- Ký hi u : ệ + Ký hiệu theo bản vẽ Việt Nam (Nga)

Tiếp điểm thường mở Tiếp điểm thường đóng

+ Ký hiệu theo bản vẽ Châu Âu

+ Ký hiệu theo bản vẽ Nhật Bản

4

Trang 5

Xoay nóm theo chiÒu mòi tªn khi muèn tr¶ c¸c tiÕp ®iÓm vÒ tr¹ng th¸i ban ®Çu

5

Trang 6

1.1 Nỳt ấn :

+ Nỳt ấn tự khụng tự phục hồi :

- Tác dụng

Nút dừng khẩn được dùng để dừng nhanh hệ thống khi xảy ra

sự cố Thông thường người ta dùng tiếp điểm thường đóng để cấp điện cho toàn bộ mạch điều khiển Khi hệ thống xảy ra sự

cố nhấn vào nút dừng khẩn làm mở tiếp điểm thường đóng ra cắt điện toàn bộ mạch điều khiển.

6

Trang 7

7

Trang 8

1.2 Công tắc:

+ Công tắc :

H×nh1.4: C«ng t¾c 1

pha cña h·ng Schneider.

Trang 9

1.2 Cụng tắc :

+Cụng tắc:

- Tác dụng

Công tắc thực tế thường được dùng làm các khoá chuyển mạch (chuyển chế độ làm việc trong mạch

điều khiển), hoặc dùng làm các công tắc đóng mở nguồn (cầu dao).

9

Trang 10

KHÍ CỤ ĐiỆN

+ Ký hiệu của công tắc 3 pha

10

Trang 11

1.3 Công tắc hành trình :

+Cấu tạo công tắc hành trình

Bánh xe con cóc

Trang 12

1.3Công tắc hành trình :

+Cấu tạo công tắc hành trình

H×nh1.6: Mét sè kiÓu

c«ng t¾c hµnh tr×nh cña h·ng OMRON.

12

Trang 14

14

Trang 16

1.4 Cụng tắc từ Tỏc dụng :

Trong thực tế công tắc từ được ứng dụng để nhận biết vị trí của các cơ cấu trong các máy mà không cần tiếp xúc Trong hệ thống điều khiển khí nén người ta dùng công tắc từ để nhận biết vị trí của pittong chuyển động trong xi lanh.

Trang 17

CH ƯƠ NG 1 :PH N T ĐI U KHI N Ầ Ử Ề Ể

17

Trang 18

Lò xo

Ti p i m ế đ ể

C u t o R le i n t ấ ạ ơ đ ệ ừ 18

Trang 19

CHƯƠNG 2 : PHẦN TỬ XỬ LÝ TÍN HIỆU

2.1 Rơ le điện từ

H×nh1.21: R¬le ®iÖn tõ h·ng OMRON.

19

Trang 20

 Cuộn dây:

Khi đặt một điện áp đủ lớn vào hai đầu A và B, trong cuộn dây sẽ có dòng điện chạy qua, dòng điện này sinh ra từ trường, từ trường khép mạch qua mạch từ tạo nên lực hút điện từ hút nắp mạch từ làm thay đổi trạng thái của tiếp điểm.

 Lò xo: Dùng để giữ nắp.

 Tiếp điểm: Thường có một hoặc nhiều cặp tiếp điểm, 0-1 là tiếp điểm thường

mở, 0-2 là tiếp điểm thường đóng

20

Trang 21

®iÖn vµo hai ®Çu A-B n÷a th× c¸c tiÕp ®iÓm l¹i trë vÒ tr¹ng th¸i ban ®Çu.

21

Trang 22

CHƯƠNG 2 : PHẦN TỬ XỬ Lí TÍN HIỆU

Tiếp điểm thường mở Tiếp điểm thường đóng Cuộn dây

22

Trang 23

2.2 Công tắc tơ

 Về cơ bản cấu tạo của công tắc tơ giống với rơle điện

từ, chỉ khác nhau ở chỗ rơle dùng để đóng cắt tín hiệu trong các mạch điều khiển còn công tắc tơ dùng để

đóng cắt ở mạch động lực (có điện áp cao, dòng điện lớn) do đó cuộn dây của công tắc tơ lớn hơn, tiếp điểm của công tắc tơ cũng lớn hơn (chịu được dòng điện,

điện áp cao hơn).

 Tiếp điểm của công tắc tơ có hai loại: Tiếp điểm chính

(dùng để đóng cắt cho mạch động lực), tiếp điểm phụ (dùng để điều khiển phụ trợ) Để hạn chế phát sinh hồ quang khi tiếp điểm chính đóng cắt, tiếp điểm chính thường có cấu tạo dạng cầu và được đặt trong buồng dập hồ quang.

23

Trang 24

CHƯƠNG 2 : PHẦN TỬ XỬ LÝ TÍN HIỆU

- Ký hi u : ệ + Ký hiÖu cña cuén d©y vµ tiÕp ®iÓm phô gièng nh r¬le trung gian.

+ Ký hiÖu cña tiÕp ®iÓm chÝnh.

Ký hiÖu theo b¶n vÏ ViÖt Nam.

Ký hiÖu theo b¶n vÏ ch©u ¢u.

Ký hiÖu theo b¶n vÏ NhËt B¶n.

HoÆc

24

Trang 25

2.3 Rơ le thời gian

Mạch trễ thời gian

CT

a,

b,

Hình 1.25:

a, Sơ đồ khối của rơle thời gian

b, Sơ đồ nguyên lý của một rơle thời gian đơn giản

25

Trang 26

26

Trang 27

Tiếp điểm thường mở đóng chậm Tiếp điểm thường đóng mở chậm Cuộn dây

TLR

27

Trang 28

CHƯƠNG 3 : CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ

3.1 CÇu ch×

b,

H×nh 1.28:

a, CÊu t¹o cña cÇu ch×.

b, CÇu ch× c«ng nghiÖp h·ng Merlin Gerin

N¾p Vá

D©y ch¶y

a,

28

Trang 29

+Tác dụng

Bản chất của cầu chì là một đoạn dây dẫn yếu nhất trong mạch, khi có sự

cố đoạn dây này bị đứt ra đầu tiên Trong thực tế cầu chì dùng để bảo vệ

sự cố ngắn mạch hoặc quá tải dài hạn

+ Ký hiệu

Ký hiệu theo bản vẽ Việt Nam

Ký hiệu theo bản vẽ châu Âu

Ký hiệu theo bản vẽ Nhật Bản

29

Trang 30

CHƯƠNG 3 : CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ 3.2 Aptomat

30

Trang 31

Ký hiÖu theo b¶n vÏ ViÖt Nam

Ký hiÖu theo b¶n vÏ ch©u ¢u

Ký hiÖu theo b¶n vÏ NhËt B¶n

31

Trang 32

PhÇn tö gia nhiÖt

32

Trang 33

Tiếp điểm thường mở Tiếp điểm thường đóng Thanh nhiệt

33

Trang 34

CHƯƠNG 4 : CƠ CẤU CHẤP HÀNH

4.1 Động cơ điện xoay chiều

Hình 1.31:

a: Stator; b: Lá thép stator; c: Lá thép rotor d: Dây ngắn mạch; e: Rotor

f: Ký hiệu động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc

b, a,

Trang 35

4.2 §éng c¬ ®iÖn mét chiÒu

Nam ch©m vÜnh cöu(kÝch tõ)

PhÇn øng

Cuén d©y kÝch tõ

P hÇn øng

H×nh1.39:

a, §éng c¬ 1 chiÒu kÝch tõ b»ng nam ch©m vÜnh cöu.

b, §éng c¬ 1 chiÒu kÝch tõ b»ng nam ch©m ®iÖn.

b,

a,

35

Trang 36

Ký hiệu của động cơ:

Động cơ điện 1 chiều kích từ bằng nam châm vĩnh cửu

Động cơ điện một chiều kích từ độc lập

Động cơ điện một chiều kích từ song song

Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp

Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp

36

Trang 37

Trang 38

PHẦN II: CÁC NGUYÊN TẮC ĐIỀU

KHIỂN VÀ BẢO VỆ TRONG MẠCH ĐIỆN

CHƯƠNG 1 : CÁC KHÁI NIỆM CHUNG

 Theo yêu cầu công nghệ của máy hay cơ cấu sản xuất, các hệ thống truyền động điện tự động đều được thiết kế tính toán để làm việc ở những trạng thái (hay chế độ) xác định Việc chuyển từ giá trị này đến giá trị khác được thực hiện tự động nhờ hệ thống điều khiển

 Thực chất điều khiển tự động là đưa vào hoặc đưa ra khỏi hệ thống những phần tử , thiết bị nào đó ( chẳng hạn : điện trở , điện kháng , điện dung , khâu hiệu chỉnh ) để thay đổi một hoặc nhiều thông số đặc trưng hoặc để giữ một thông số nào đó không thay đổi khi có sự thay đổi ngẫu nhiên của thông số khác

Trang 39

 Để tự động điều khiển hoạt động của truyền động điện , hệ

thống điều khiển phải có những cơ cấu , thiết bị thụ cảm được giá trị các thông số đặc trưng cho chế độ công tác của truyền động điện

 Nếu hệ thống điều khiển có tín hiệu phát ra từ phần tử thụ cảm

được thời gian của quá trình ( từ một mốc thời gian nào đó ) ta nói rằng hệ điều khiển theo nguyên tắc thời gian

 Nếu hệ thống điều khiển có tín hiệu phát ra từ phần tử thụ cảm

được tốc độ ta nói rằng hệ điều khiển theo nguyên tắc tốc độ

Trang 40

 Nếu hệ thống điều khiển có tín hiệu phát ra từ phần tử thụ cảm được dòng điện ta nói rằng hệ điều khiển theo nguyên tắc dòng điện

 Ngoài ra có thể điều khiển theo nhiệt độ , theo mô men , theo chiều công suất

 Quá trình điều khiển hệ thống truyền động điện có thể chia ra những quá trình sau :

 Tự động điều khiển quá trình mở máy ( khởi động)

 Tự động điều khiển quá trình làm việc ( duy trì một thông số nào

đó theo một quy luật cho trước )

 Tự động điều khiển quá trình hãm dừng máy

 Một nhiệm vụ điều khiển đơn giản nhưng thường gặp là điều khiển quá trình mở máy và quá trình dừng máy các thống truyền động điện không thay đổi khi có sự thay đổi ngẫu nhiên của thông

số khác

Trang 41

 Khi mở máy các động cơ công suất trung bình và lớn người ta phải tiến hành hạn chế dòng khởi động nhờ các thiết bị như : điện trở , điện kháng , biến áp tự ngẫu Quá trình khởi động xong ta phải loại trừ các thiết bị hạn chế đó ra.

 VD ; Sơ đồ lắp điện trở phụ vào mạch phần ứng động cơ một chiều kích thích độc lập và vào mạch rô to động cơ không đồng

bộ rô to dây quấn

Trang 43

Nghiên cứu các đặc tính tĩnh và động ta thấy rằng có thể đóng cắt các điện trở phụ tại các thời điểm t1, t2 hoặc tại các giá trị tốc độ n1, n2 hoặc tại các giá trị dòng điện ( mô men) I1, I2 ( M1, M2) từ đó hình thành nên 3 nguyên tắc khống chế cơ bản như sau :

+ Nguyên tắc khống chế tự động theo thời gian ( rơ le thời gian )

+ Nguyên tắc khống chế tự động theo tốc độ (encoder)

+ Nguyên tắc khống chế tự động theo dòng điện ( rơ le dòng điện )

Trang 44

MẠCH KHỐNG CHẾ TỰ ĐỘNG THEO

THỜI GIAN

Nội dung nguyên tắc :

- Khống chế tự động theo nguyên tắc thời gian dựa trên cơ

sở là thông số mạch động lực biến đổi theo thời gian để từ đó phát tín hiệu điều khiển vào mạch ở những thời điểm thích hợp , các thời điểm đó được xác định dựa trên việc tính toán quá trình quá độ trong động cơ

- Giả thiết rằng ta có các quan hệ n= f(Mđ) và n = f(MC) là các

quan hệ tuyến tính Thì thời gian cần thiết để mở máy động cơ

từ tốc độ n1 đến tốc độ n2 được xác định

Trang 46

 Giới thiệu sơ đồ :

Sơ đồ dùng hai rơ le thời gian Rth1, Rth2 để mở máy tự động qua hai cấp điện trở phụ trong mạch phần ứng

Rơ le thời gian RH để khống chế tự động khi hãm động năng

 Hoạt động của sơ đồ:

Mở máy : ấn nút M, công tắc tơ K có điện , đóng tiếp điểm thường mở K tự duy trì và tiếp điểm thường mở K trên mạch động lực động cơ được nối với lưới và mở máy với toàn bộ điện trở phụ Đồng thời RH có điện chuẩn bị cho quá trình hãm động năng

Trang 47

 K có điện , tiếp điểm thường kín K mở do đó Rth1 mất điện , sau khoảng

thời gian chỉnh định t1 tiếp điểm thường kín đóng chậm Rth1 đóng cấp điện cho công tắc tơ 1K , tiếp điểm thường mở 1K đóng ngắn mạch cấp điện trở phụ thứ nhất làm cho rơ le thời gian Rth2 mất điện , sau thời gian chỉnh định (t2 –t1) tiếp điểm thường kín đóng chậm Rth2 đóng cấp điện cho 2K , tiếp điểm thường mở 2K đóng ngắn mạch nốt cấp điện trở phụ thứ hai , đưa động cơ làm việc trên đặc tính cơ tự nhiên

 Dừng máy : ấn nút dừng D , công tắc tơ K mất điện , rơ le thời gian RH

mất điện nhưng tiếp điểm RH chưa mở vì vậy công tắc tơ H có điện , điện trở hãm được đưa vào song song với phần ứng động cơ và xảy ra quá trình hãm động năng Khi hết thời gian mở chậm tiếp điểm RH- mở ra , H mất điện , điện trở hãm được loại ra khỏi mạch , động cơ được hãm tự do

Trang 49

Giới thiệu sơ đồ : Để hạn chế dòng điện mở máy người ta đưa

vào rô to động cơ điện trở phụ gồm hai cấp Việc ngắn mạch hai cấp điện trở phụ trong quá trình mở máy theo nguyên tắc thời gian nhờ hai rơ le thời gian Rth1 và Rth2

 Các nhân tố ảnh hưởng đến phương pháp khống chế tự

động theo nguyên tắc thời gian :

- Ảnh hưởng của mô men cản trên trục động cơ :

- Ảnh hưởng của mô men quá tính J :

- Ảnh hưởng của điện áp lưới :

Trang 50

- Ảnh hưởng của điện trở cuộn dây rơ le thời gian.

- Ảnh hưởng của điện trở khởi động

 Hoạt động của sơ đồ : Đóng cầu dao CD , ấn nút mở máy M , công tắc tơ

K có điện , động cơ được nối vào lưới và tiến hành mở máy với toàn bộ diện trở phụ trong mạch rô to , đồng thời K có điện thì rơ le thời gian Rth1 cũng có điện , sau khoảng thời gian t1 tiếp điểm thường mở đóng chậm Rth1 đóng cấp điện cho công tắc tơ 1K đóng cấc tiếp điểm thường mở 1K

ở mạch động lực ngắn mạch cấp điện trở phụ thứ nhất, đồng thời tiếp điểm thường mở 1K ở mạch khống chế cũng đóng cấp điện cho rơ le thời gian Rth2 , sau thời gian chỉnh định t2 – t1 tiếp điểm thường mở đóng chậm Rth2 đóng cấp điện cho 2K ngắn mạch nốt cấp điện trở phụ thứ hai , động

cơ chuyển sang làm việc trên đặc tính tự nhiên

Trang 51

MẠCH MỞ MÁY ĐỘNG CƠ

a: Sơ đồ mở máy động cơ một chiều kích từ độc lập theo

nguyên tắc tốc độ qua cấp điện trở phụ trong mạch phần ứng

Click to edit Master text styles

Trang 52

 Việc ngắn mạch các cấp điện trở khởi động trong mạch phần ứng động cơ có thể thực hiện được ở các tốc độ ω 1, ω 2, ω 3 Để làm các phần tử kiểm tra tốc độ ở đây ta dùng các công tắc tơ gia tốc 1K , 2K, 3K có cuộn dây mắc trực tiếp vào hai đầu phần ứng động cơ , nó tiếp thụ được điện áp tỷ lệ với tốc độ động cơ với sai lệch nhỏ

Trang 53

 Hoạt động của sơ đồ :

Sau khi ấn nút mở máy , công tắc tơ K có điện đóng mạch phần ứng động cơ vào nguồn qua ba cấp điện trở phụ và động cơ bắt đầu được gia tốc trên đường đặc tính cơ 1 Khi tốc độ động cơ đạt trị số ω1 điện áp trên hai đầu công tắc tơ 1K đạt trị số hút U1 do đó 1K hút loại điện phụ r1 , động cơ sẽ chuyển lên làm việc trên đường đặc tính cơ 2 Khi tốc độ động cơ đạt trị số ω2 ( ω2 > ω1 ) thì điện áp trên hai đầu công tắc tơ 2K đạt trị số hút U2 , điện trở r2 được ngắn mạch và động cơ sẽ chuyển lên gia tốc trên đường đặc tính cơ (3) Khi tốc độ động cơ đạt trị số ω3 ( ω3

> ω2) , điện áp hút trên hai đầu công tắc tơ 3K đạt trị số hút U3 , r3 được ngắn mạch và động cơ sẽ chuyển lên gia tốc trên đường đặc tính cơ tự nhiên cho đến điểm làm việc ổn định

Trang 55

b Sơ đồ khởi động động cơ một chiều kích từ độc lập qua hai cấp điện trở phụ và hãm động năng để dừng máy theo nguyên tắc tốc độ

Click to edit Master text styles

Second level

Third level

Fourth level

Fifth level

Trang 56

 Hoạt động của sơ đồ :

 Mở máy : ấn nút mở máy M , công tắc tơ K có điện , mạch phần ứng động cơ được nối vào lưới qua hai cấp điện trở phụ.

 Dừng máy nhanh động cơ bằng hãm động năng : ấn nút dừng máy D , công tắc tơ K mất điện , phần ứng động cơ bị cắt rakhỏi lưới , tiếp điểm thường kín K đóng cấp điện cho rơ le điện áp RH vì lúc này tốc độ động cơ vẫn còn lớn lên rơ le điện áp hãm RH sẽ tác động đóng tiếp điểm RH cấp điện cho công tắc tơ H đưa điện trở hãm vào song song với mạch phần ứng động cơ

và xảy ra quá trình hãm động năng Tốc độ động cơ giảm nhanh về 0 , khi giảm về một tốc độ đủ nhỏ nào đó rơ le RH nhả , H mất điện , điện trở hãm được loại ra khỏi mạch , động cơ được hãm tự do cho đến dừng hẳn

Tiêu đề	Khí Cụ Điện
Tác giả	Đặng Thỏi Việt
Trường học	ĐHBK Hà nội
Chuyên ngành	Trang bị điện
Thể loại	Bài giảng
Thành phố	Hà nội

Định dạng
Số trang	125
Dung lượng	8,59 MB