CHƯƠNG 2: KHÍ CỤ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN

Dòng điện khởi động đóng khoảng 2,5 Iđm, còn dòng điện cắt bằng Iđm của động cơ.. Định nghĩa Khởi động từ là một loại KCĐ đóng cắt, bảo vệ quá tải mạch điện động lực, cho phép điều khiển

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

MỤC ĐÍCH

1 Trang bị kiến thức cơ bản về nguyên lý làm việc, đặc điểm cấu tạo CÔNGTẮCTƠ, KHỞI ĐỘNG TỪ, CÁC LOẠI RƠLE sử dụng trong hệ thống điều khiển

2 Có kiến thức và kỹ năng tính toán, lựa chọn CÔNGTẮCTƠ, KHỞI ĐỘNG TỪ, CÁC LOẠI RƠLE sử dụng trong hệ thống điều khiển

- Phần ít còn lại là các CTT điện tử  các van bán dẫn như Tranzitor, Thyristor, Triac, với ưu điểm về tần số thao tác cao, không có hồ quang khi đóng cắt nhưng vì giới hạn về mặt kích cỡ, công suất lắp đặt và khả năng chịu quá tải kém nên CTT loại này chiếm rất ít trên thị trường

3 Cấu tạo CTT điện từ

1) Thanh dẫn, đầu nối, tiếp điểm chính – phụ;

2) Hệ thống dập hồ quang;

3) Hệ thống nam châm điện;

4) Hệ thống các lò xo nhả,

lò xo ép tiếp điểm chính – phụ;

5) Vỏ nhựa và các cơ cấu kết cấu khác

Hình ảnh CTT và phụ

kiện lắp kèm

Block tiếp điểm phụ lắp kèm

Hình ảnh CTT 3pha 3cực và 3pha 4 cực

4 Ký hiệu kỹ thuật Côngtắctơ

A

N CTT

Start

Stop

CTT

Đ 3~

5 Lựa chọn côngtắctơ xoay chiều

Loại tải ?

Hãm, đảo chiều hoặc Inching?

Rôto lồng sóc

Rôto dây quấn

số công suất lớn hơn hoặc bằng 0,95

- Là tất cả các loại tải điện trở: Tải nhiệt, tải đèn thắp sáng (trừ các loại đèn phóng điện chưa có tụ bù), tải

điện phân phối

- Là tải tương ứng là các động cơ KĐB rôto lồng sóc

- Khi đóng mạch, dòng điện qua CTT đến 7Iđm Khi ngắt mạch, dòng điện qua CTT bằng Iđm; lúc đó, điện áp giữa các tiếp điểm của CTT bằng khoảng 20% Unguồn

Khi đóng mạch, dòng điện đến 7Iđm Khi ngắt, dòng điện lớn gần 7Iđm

Đóng, cắt giống như tải AC4, nhưng với dòng điện đóng và cắt đến 4Iđm

6 Lựa chọn côngtắctơ 1 chiều

- Loại DC1: sử dụng đối với các TBĐ và KCĐ một chiều, có

hằng số thời gian (L/R)  1ms, là những tải không có tính cảm

hoặc tính cảm nhỏ Ví dụ như lò điện trở

- Loại DC2: sử dụng với động cơ 1 chiều kích từ song song,

L/R khoảng 7,5ms Dòng điện khởi động đóng khoảng 2,5 Iđm, còn dòng điện cắt bằng Iđm của động cơ Điều kiện cắt tương

đối dễ dàng

- Loại DC3: sử dụng cho các loại động cơ 1 chiều phanh kiểu

hãm ngược hoặc có chế độ làm việc gián đoạn, với L/R 

2ms Dòng điện khi đóng khoảng 2,5 Iđm, khi cắt với dòng khoảng 2,5 Iđm, với điện áp cắt tối đa bằng điện áp lưới  cắt tương đối khó khăn hơn

- Loại này được sử dụng với với động cơ 1 chiều kích từ song song, với phụ tải làm việc gián đoạn và dùng cho việc đổi chiều quay động cơ

- Loại DC4: sử dụng cho các loại động cơ 1 chiều kích từ

nối tiếp, với L/R khoảng 10ms Dòng điện khi đóng khoảng 2,5 Iđm, dòng cắt khoảng 1/3 Iđm động cơ, với điện áp trên tiếp điểm khi cắt là 20% UđmL nên việc đóng cắt dễ dàng hơn Ở loại DC4 cho phép làm việc với tần số thao tác cao hơn

- Loại DC5: sử dụng để khởi động động cơ điện 1 chiều kích

từ nối tiếp, phụ tải làm việc gián đoạn hoặc hoạt động ở chế

độ hãm ngược, với L/R  7,5ms Dòng điện đóng có thể đạt tới 2,5 Iđm, còn dòng cắt bằng Iđm động cơ, với điện áp trên tiếp điểm khi cắt có thể bằng UđmL nên việc cắt khó khăn hơn Ví dụ như sử dụng để đảo chiều quay của động cơ

7 Thông số chính lựa chọn côngtắctơ:

- Loại CTT: 1 chiều hay xoay chiều 3 pha

- Điện áp và dòng điện định mức trên pha chính

- Điện áp và dòng điện định mức trên pha phụ

- Điện áp điều khiển (1chiều hay xoay chiều)

- Loại tải mà CTT sử dụng đóng cắt (AC hay DC 1, 2, 3, 4)

- Giá trị dòng điện đóng và dòng điện cắt

- Tần số đóng cắt

- Tuổi thọ điện, cơ khí

- Có yêu cầu phòng nổ hay không

- Nếu là 2 CTT liên động thì cần lựa chọn thêm khóa liên động cơ khí

II KHỞI ĐỘNG TỪ

1 Định nghĩa Khởi động từ là một loại KCĐ đóng cắt, bảo vệ quá tải mạch điện động lực, cho phép điều khiển bằng tay hoặc tự động, từ

xa với tần số thao tác lớn (đến 1800 lần/giờ)

2 Đặc điểm

- KĐT đơn = 1CTT + 1RN  sử dụng để khởi động, dừng và bảo vệ quá tải cho động cơ

- KĐT kép = 2CTT + 1RN  sử dụng để khởi động, dừng, bảo vệ quá tải cho động cơ và đảo chiều quay động cơ

Chú ý đối với KĐT kép: để đảm bảo an toàn cho hệ thống hoạt động cần sử dụng khóa liên điện và liên động cơ khí

3 Ký hiệu kỹ thuật Khởi động từ

RN

I  I  I  ApT

• Làm việc dài hạn  nhiệt độ phát nóng ≤ cho phép

• Làm việc ở chế độ ngắn hạn  cho phép hoạt động với tần

số thao tác lớn, quá tải

Rơle nhiệt

CTT

Khởi động từ kép

và các phụ kiện kèm theo

KHÓA LIÊN ĐỘNG CƠ KHÍ

5 Thông số chính lựa chọn Khởi động từ:

• Rơle nhiệt 3 pha

• Công tắc tơ

Cách thức đấu nối các bộ khởi động động cơ

Switch (cầu dao) Cầu dao tải Công- tắctơ Rơ le nhiệt Áptômát kiểu

từ điện

Áptômát kiểu

từ nhiệt

Thiết bị tích hợp

Cách ly Đóng cắt Ngắn mạch Quá tải Điều khiển

Công dụng của các thiết bị đóng cắt, bảo vệ

Bộ khởi động cơ bằng tay – MMS – Manual Motor Starter

Loại 3 modul ApT + CTT + RN

Loại 2 modul ApT + CTT

Ưu điểm khi sử dụng (MMS)

5 phút

20 giây

1 giây

Dòng điện K*Iđm

Đặc tính bảo vệ ngắn mạch

Đặc tính rơle nhiệt

Đặc tính khởi động động cơ và TBĐ

Dòng cắt của công-tắc-tơ (IEC 947-4)

Giới hạn nhiệt của RN

Động cơ và các thiết bị được bảo vệ như thế nào?

?

Bộ khởi động mềm (Soft-Starter)

Biến tần (Inverter)

Cách thức đấu nối các mạch khởi động trực tiếp

Cách thức đấu nối mạch khởi động, đảo chiều quay động cơ

Cách thức đấu nối khởi động động cơ bằng đổi nối Y/

Cách thức đấu nối khởi động động cơ bằng đổi nối Y/

1 Nút nhấn

CÁC KHÍ CỤ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG CẮT BẰNG TAY

TRONG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ

• Nút ấn kiểu kín, kiểu hở, bảo vệ chống nước, chống bụi, phòng nổ

2 Công tắc đổi nối, khóa chuyển mạch kiểu kín

• KCĐ đóng cắt bằng tay không thường xuyên, dòng điện đến 400A, 220VDC hoặc 380VAC

• Làm cầu dao tổng cho các máy công cụ

• Đảo chiều quay, đổi nối tam giác – sao

• Là loại công tắc có 2 chỗ ngắt  dập hồ quang tốt

• Nhược điểm: hệ thống tiếp điểm & cơ cấu truyền động

dễ bị ăn mòn Tuổi thọ thấp : 104 lần đóng cắt

Khóa chuyển mạch (Switch-disconnector)

3 Công tắc hành trình

• KCĐ khống chế quá trình làm việc kiểu tuần tự trước sau của các cơ cấu cơ khí

Mở máy – Đóng tải – Ngắt tải – Cắt mạch

 Nâng cửa – Dừng (khóa liên động) – Hạ cửa

• Kiểu ấn – kiểu đòn – kiểu trụ - kiểu quay : phụ thuộc cấu

tạo (tham khảo tài liệu)

4 Điện trở và Biến trở mở máy, điều khiển:

• Là khí cụ điện dùng để hạn chế và (hoặc) điều chỉnh dòng

điện trong mạch điện

• Phân loại điện trở theo chức năng:

o Điện trở mở máy: hạn chế dòng mở máy của động cơ

có công suất trung bình và lớn

o Điện trở điều chỉnh: dùng để thay đổi giá trị dòng điện

trong mạch kích thích máy điện

o Điện trở hãm: dùng để hạn chế dòng điện động cơ khi

phanh hãm

o Điện trở nối đất: tạo tải phụ cho trung tính của máy

phát hoặc máy biến áp

4 Điện trở và Biến trở mở máy, điều khiển:

• Phân loại biến trở theo chức năng:

o Biến trở mở máy: hạn chế dòng mở máy của động cơ

có công suất trung bình và lớn

o Biến trở điều chỉnh: dùng để thay đổi giá trị dòng điện

trong mạch kích thích máy điện

4 Điện trở và Biến trở mở máy, điều khiển:

Yêu cầu đối với vật liệu chế tạo biến trở và điện trở:

• Điện trở suất cao để giảm kích thước của điện trở, biến trở

• Điểm nóng chảy cao để chịu được nhiệt độ làm việc cao

• Hệ số nhiệt điện trở bé, điện trở ít thay đổi theo nhiệt

4 Điện trở và Biến trở mở máy, điều khiển:

Những vật liệu thường được dùng làm biến trở:

• Constantan (Cu60, Ni40)

• Nicrôm A (Ni87, Cr11, Mn2)

• Nicrôm B (Ni61, Cr15, Fe20, Mn4)

• Fecran (Fe80, Cr15, Al15)

• Gang, nikeline, dây thép v.v…

IV CƠ CẤU ĐIỆN TỪ CHẤP HÀNH

1 Định nghĩa

Cơ cấu điện từ chấp hành là một loại thiết bị điện dùng để thực hiện một công đoạn nhất định trong một quá trình công nghệ; trong đó NCĐ (1chiều) là một bộ phận chủ yếu sinh ra lực điện từ cần thiết để các CCĐTCH làm việc