một số mạch điện công nghiệp khí cụ điện

Rơ Le Thời Gian a Rơle thời gian là một khí cụ điện dùng trong lĩnh vực điều khiển tự động,Với vai trò điều khiển trung gian giữa các thiết bị điều khiển theo thời gian định trước,tạo ra

Một Số Khí Cụ Điện Dùng Trong Mạch Công

Nghiệp

A Khái Niệm

+ Contactor là một loại khí cụ điện dùng để điều khiển đóng ngắt, đảo chiều và bảo vệ quá tải,khi sử dụng contactor ta có thể điều khiển mạch điện từ xa

+ Khởi động từ có một Contactor gọi là khởi động từ đơn thường để đóng -ngắt động

cơ điện Khởi động từ có hai Contactor là khởi động từ kép dùng để thay đổi chiều quay của động cơ gọi Muốn bảo vệ ngắn mạch phải lắp thêm cầu chì

B Cấu Tạo : Contactor được cấu tạo gồm các thành phần: nam châm điện, hệ thống dập hồ quang, hệ thông tiếp điểm

 Nam châm điện: Gồm 4 thành phần: Cuộn dây dùng tạo ra lực hút nam châm, Lõi

sắt, Lò xo tác dụng đẩy phần nắp trở về vị trí ban đầu.

 Hệ thống dập

hồ quang: Khi

chuyển mạch, một số các tiếp điểm bị cháy

và mòn dần, vì vậy cần hệ thống dập hồ quang.

 Hệ thống tiếp điểm:

Hệ thống tiếp điểm của contactor trong tủ điện liên hệ với phần lõi từ di động qua bộ phận liên động về cơ Tuỳ theo khả năng tải dẫn qua các tiếp điểm, ta có thể chia các tiếp điểm :

– Tiếp điểm chính

– Tiếp điểm phụ

– Tiếp điểm thường đóng

C Nguyên Lý Hoạt Động : Khi cấp nguồn 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 từ 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 hệ thống tiếp điểm làm cho tiếp điểm chính đóng lại Tiếp điểm phụ chuyển đổi trạng thái ( thường đóng sẽ mở ra, thường mở 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

II Rơ Le Nhiệt

a Rơle nhiệt là loại khí cụ điện tự động đóng cắt tiếp điểm nhờ sự co dãn vì nhiệt của các thanh kim loại Rơle nhiệt thường dùng để bảo vệ quá tải cho động cơ và mạch điện Trong công nghiệp rơle nhiệt được lắp kèm với công tắc tơ

b Cấu Tạo :

– Gồm một đầu cảm nhiệt chứa môi chất dễ bay hơi

để lấy tín hiệu nhiệt độ buồng lạnh biến thành tín hiệu áp suất

– Hộp xếp dùng để chuyển tín hiệu áp suất ra độ giãn nở cơ học của hộp xếp, vì giữa hộp xếp và đầu cảm nhiệt có ống dẫn

– Cơ cấu đòn bẩy để biến

độ giãn nở hộp xếp ra động tác đóng ngắt tiếp điểm cho một cách dứt khoát

– Có thêm hệ thống lò xo và vít điều chỉnh nhiệt độ từ chế độ ít lạnh nhất đến lạnh nhất

c Nguyên Lý Làm Việc :

- Phần tử cơ bản rơle nhiệt là phiến kim loại kép (bimetal) cấu tạo từ hai tấm kim loại, một tấm hệ số giãn nở bé và một tấm hệ số giãn nở lớn.Hai phiến ghép lại với nhau thành một tấm bằng phương pháp cán nóng hoặc hàn

- Khi động cơ làm việc,chạy quá tải,dòng điện sẽ tăng lên đột ngột làm phiến kim loại kép uốn về phía kim loại có hệ số giãn nở nhỏ hơn.cặp tiếp điểm thường đóng sẽ mở và cặp tiếp điểm thường mở sẽ đóng Để độ uốn cong lớn yêu cầu phiến kim loại phải có chiều dài lớn và mỏng Nếu cần lực đẩy mạnh thì chế tạo tấm phiến rộng, dày và ngắn

III Rơ Le Thời Gian

a) Rơle thời gian là một khí cụ điện dùng trong lĩnh vực điều khiển tự động,Với vai trò điều khiển trung gian giữa các thiết bị điều khiển theo thời gian định trước,tạo ra thời gian duy trì cần thiết khi truyền tín hiệu từ một thiết bị này sang một thiết bị khác

- Tuỳ theo yêu cầu sử dụng khi 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) Cấu Tạo:

1- 3: Tiếp điểm thường mở

1- 4: Tiếp điểm thường đóng

5- 8: Tiếp điểm thường đóng mở chậm

6- 8: Tiếp điểm thường mở đóng chậm

2- 7: Nguồn

 Rơle Thời Gian On Delay

- Khi cấp nguồn vào cuộn dây của rơle thời gian ON DELAY, các tiếp điểm tác động không tính thời gian chuyển đổi trạng thái tức thời (thường đóng hở ra, thường

hở đóng lại), các tiếp điểm tác động có tính thời gian không đổi Sau khoảng thời gian đã định trước, các tiếp điểm tác động có tính thời gian 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

- Khi cấp nguồn vào cuộn dây của rơle thời gian OFF DELAY, các tiếp điểm tác động tức thời và duy trì trạng thái này

- Khi ngưng cấp nguồn vào cuộn dây, tất cả các tiếp điểm tác động không tính thời gian trở về trạng thái ban đầu Tiếp sau đó một khoảng thời gian đã định trước, các tiếp điểm tác động có tính thời gian sẽ chuyển về trạng thái ban đầu

IV Aptomat

1 Cấu Tạo

• Aptomat là một khí cụ điện dùng để tự động cắt mạch điện, bảo vệ quá tải ngắn

mạch, sụt áp,… trong kỹ thuật thì nó được sử dụng để đóng cắt không thường xuyên các mạch làm việc ở chế độ bình thường

• Aptomat (MCB hay MCCB) thường được chế tạo có hai cấp tiếp điểm ( tiếp điểm chính và hồ quang) hoặc ba 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, tiếp điểm chính mở trước, sau đến tiếp điểm phụ, cuối cùng là tiếp điểm hồ quang Như vậy hồ quang chỉ cháy trên tiếp điểm hồ quang nên

nó bảo vệ được tiếp điểm chính để dẫn điện Dùng thêm tiếp điểm phụ để tránh hồ quang cháy lan vào làm hư hại tiếp điểm chính.

2 Nguyên Lý Làm Việc

 Sơ đồ nguyên lý của CB dòng điện cực đại:

- Ở trạng thái bình thường sau khi đóng điện, CB được giữ ở trạng thái đóng tiếp điểm nhờ móc 2 khớp với móc 3 cùng một cụm với tiếp điểm động

- Bật CB ở trạng thái ON, với dòng điện định mức nam châm điện 5 và phần ứng 4 không hút.Khi mạch điện quá tải hay ngắn mạch, lực hút điện từ ở nam châm điện 5 lớn hơn lực lò xo 6 làm chon am châm điện 5 sẽ hút phần ứng 4 xuống làm bật nhả móc 3, móc 5 được thả tự do, lò xo 1 được thả lỏng, kết quả các tiếp điểm của CB được mở ra, mạch điện bị ngắt

 Sơ đồ nguyên lý CB điện áp thấp:

- Bật CB ở trạng thái ON, 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 sẽ nhả phần ứng 10, lò xo 9 kéo móc 8 lên, móc 7 thả tự

do, thả lỏng, lò xo 1 được thả lỏng, kết quả các tiếp điểm của CB được mở ra, mạch điện

bị ngắt.

1) Cấu Tạo :

- Cầu chì là loại thiết bị dùng để bảo về an toàn cho các dồ dụng điện,mạch điện

khi xảy ra sự cố ngắn mạch hoặc quá tải

- Cấu tạo chung của một chiếc cầu chì là một dây chì mắc nối tiếp với hai đầu dây dẫn trong mạch điện Vị trí lắp đặt cầu chì là ở sau nguồn điện tổng và trước các

bộ phận của mạch điện, mạng điện cần được bảo vệ như các thiết bị điện

- Cầu chì khá đa dạng về chủng loại: cầu chì sứ, cầu chì ống, cầu chì hộp,cầu chì hạ

áp, cao áp

2) Nguyên lý làm việc :

Khi có sự cố ngắn mạch hoặc quá tải, dòng điện tăng lên quá giá trị định mức,dây chảy cầu chì nông chảy và bị đứt làm cho mạch điện bị hở, bảo

vệ các đồ dùng điện thiết bị điện không hư hỏng

Một Số Mạch Điện Công Nghiệp

 Đối với các mạch điện công nghiệp thông thường được chia làm :

 Mạch động lực dùng cho các thiết bị chính như động cơ

 Mạch điện điều khiển dùng cho các thiết bị đóng cắt và điều khiển

Mạch khởi động động cơ điện ba pha bằng khởi động từ đơn

• Mạch Động Lực

 L1,L2,L3,N: là ký hiệu các pha điện của nguồn điện 3 pha

 CB cầu dao

 Fuse: Cầu chì

 K11: Contactor

 OLR: Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải

• Mạch Điều Khiển

 Nút nhấn thường đóng OFF dùng để tắt động cơ

 Nút Nhấn thường mở ON dùng để bật động cơ chạy

 K12 : Tiếp điểm thường mở contactor dùng để duy trị trạng thái công tắc ON

 K11 : cuộn hút contactor dùng hút các tiếp điểm cơ khí của contactor cấp điện cho động cơ

 OLR : Tiếp điểm thường đóng rơle nhiệt dùng để ngắt mạch tắt tắt động cơ khi quá tải

 Nguyên Lý Làm Việc :

- Khi đóng cầu dao CB, động cơ chưa hoạt động được, mạch điện ở trạng thái chờ Nếu ấn nút ON cuộn hút Công tắc tơ K11 có điện, tiếp điểm thường mở K11 đóng lại để duy trì đồng thời tiếp điểm K ở mạch động lực đóng, động cơ được nối với lưới điện, bắt đầu làm việc

- Muốn dừng ấn nút OFF, làm tiếp điểm thường đóng OFF mở ra làm cuộn hút khởi động từ K11 mất điện làm mạch điều khiển bị mất điện, tiếp điểm K ở mạch động lực sẽ mở ra Động cơ được loại khỏi lưới điện và dừng tự do

- Nếu trong quá trình làm việc động cơ bị quá tải hoặc mất pha, dòng điện các pha

sẽ tăng cao làm rơle nhiệt tác động, tiếp điểm thường đóng OLR sẽ mở ra làm cắt điện mạch điều khiển Động cơ được loại khỏi lưới điện

Mạch ĐẢO CHIỀU ĐỘNG CƠ 3 PHA ( KHỞI ĐỘNG TỪ KÉP )

• Mạch Động Lực

 L1,L2,L3,N: là ký hiệu các pha điện của nguồn điện 3 pha

 CB cầu dao

 Fuse: Cầu chì

 K11,K22: Contactor

 OLR: Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải

• Mạch Điều Khiển

 Nút nhấn thường đóng OFF

 FUSE : cầu chì

 K12,K23: Tiếp điểm contactor

 K11,K22: cuộn hút contactor

 OLR : Tiếp điểm thường đóng rơle nhiệt

 Nguyên Lý Làm Việc

- Đóng CB cấp điện cho mạch Muốn động cơ quay theo chiều thuận ấn ON1, công tắc tơ K11 có điện, đóng tiếp điểm thường mở K12 tự duy trì, mở tiếp điểm thường đóng K13 tránh sự tác động đồng thời của công tắc tơ K22 Đồng thời các tiếp điểm K11 ở mạch động lực đóng lại cấp điện cho động cơ M quay theo chiều thuận

- Muốn động cơ quay theo chiều ngược ấn ON, công tắc tơ K22 có điện đóng tiếp điểm thường mở K23 tự duy trì, mở tiếp điểm thường đóng K23 tránh sự tác động đồng thời của công tắc tơ K11 Đồng thời các tiếp điểm K22 ở mạch động lực đóng lại cấp điện cho động cơ Đ quay theo chiều ngược lại

- Muốn dừng động cơ, ấn nút OFF, công tắc tơ ON (hoặc O1N) mất điện, động cơ được cắt ra khỏi nguồn và dừng tự do

Mạch khởi động sao – tam giác

 Các thiết bị trên sơ đồ :

• CB: Cầu dao

• FUSE: Cầu chì

• K11:công tắc tơ

• K21 : công tắc tơ nối cuộn dây stato hình sao

• K31 : công tắc tơ nối cuộn dây stato hình tam giác

• OLR: rơ le nhiệt

• ON,OFF : nút nhấn mở đóng

• K2,K3,K1 : cuộn hút

 Nguyên Lý Làm Việc

- Đóng CD cấp điện cho mạch Muốn động cơ quay ấn ON, công tắc tơ K11 có điện, các tiếp điểm K11và K12 đóng lại để tự duy trì và cấp điện cho RTZ và K22 Các tiếp điểm K11 và K21 ở mạch động lực đóng lại, động cơ khởi động với cuộn dây stato được nối hình sao

- Sau thời gian chỉnh định của RTZ, tiếp điểm thường đóng K11 mở ra, K2 mất điện

mở các tiếp điểm K21 ở mạch động lực ra Đồng thời tiếp điểm thường mở RTZ12

đóng lại cấp điện cho công tắc tơ K3 K3 có điện đóng tiếp điểm K32 lại để tự duy trì.Đồng thời các tiếp điểm K31 ở mạch động lực đóng lại, động cơ tiếp tục khởi động và làm việc với cuộn dây stato được đấu hình tam giác

- Muốn dừng động cơ ấn OFF, K11 mất điện động cơ được cắt ra khỏi lưới và dừng

tự do

Mạch mở máy động cơ lồng sóc qua cuộn kháng

• Mạch Động Lực

 L1,L2,L3,N: là ký hiệu các pha điện của nguồn điện 3 pha

 CB cầu dao

 Fuse: Cầu chì

 K11, K21: Contactor

 OLR: Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải

• Mạch Điều Khiển

 Nút nhấn thường đóng OFF

 Nút Nhấn thường mở ON

 K12,K22 : Tiếp điểm thường mở contactor

 K1,K2: cuộn hút contactor

 OLR : Tiếp điểm thường đóng rơle nhiệt

 T1: Rơ le thời gian

 Nguyên Lý Làm Việc

- Đóng CB cấp nguồn cho mạch động lực và mạch điều khiển Muốn động cơ chạy

ấn ON, công tắc tơ K1 có điện, đóng tiếp điểm Ttự duy trì.Tiếp điểm T13 đóng lại cấp điện cho T1 Đồng thời các tiếp điểm K11 ở mạch động lực đóng lại, động cơ khởi động theo chiều thuận thông qua cuộn kháng.Sau thời gian chỉnh định của

T1 thì tiếp điểm thường mở T12 đóng lại cấp nguồn cho công tắc tơ K2 Công tắc tơ

K2 có điện tác động đóng các tiếp điểm K21 ở mạch động lực đưa điện 3 pha trực tiếp vào động cơ Động cơ tiếp tục tăng tốc và làm việc nhanh Muốn dừng động

cơ, nhấn nút D, công tắc tơ K21 mất điện, động cơ được cắt ra khỏi nguồn và dừng tự do

Mạch hãm động năng

 Các thiết bị trên sơ đồ :

• CD: Cầu dao

• CC1,CC2: Cầu chì

• MT, MN : Nút ấn mở máy thuận, mở máy ngược

• D : Nút ấn dừng hãm

• T và N: Công tắc tơ khống chế quay thuận và quay ngược

• H và RTZ: Công tắc tơ và rơle thời gian khống chế quá trình hãm

• BA và CL : Máy biến áp và bộ chỉnh lưu

• Đ : Động cơ

• RN: Rơle nhiệt

 Nguyên Lý Làm Việc

- Cấp điện cho mạch, nhấn nút ON, cuộn hút công tắc tơ K1 có điện,làm tiếp điểm thường mở K2 đóng lại,K1 ở mạch động cơ được nối nguồn 3 pha và động cơ làm việc

- Muốn dừng, nhấn nút OFF, cuộn hút công tắc tơ K1 mất điện, động cơ được cắt

ra khỏi nguồn 3 pha Đồng thời công tắc tơ K2 và rơle TG có điện, các tiếp điểm K2 ở mạch động lực đóng lại cấp nguồn một chiều vào động cơ, động cơ thực hiện quá trình hãm động năng Quá trình hãm động năng kết thúc khi sau thời gian hiệu chỉnh, tiếp điểm TG mở ra, công tắc tơ K2 và rơle TG mất điện, động cơ được cắt ra khỏi nguồn một chiều

Mạch hãm ngược

☺ Các thiết bị trên sơ đồ:

⅏ CD: Cầu dao

⅏ CC1,CC2: Cầu chì

⅏ RN : Rơle nhiệt

⅏ K,H : Công tắc tơ

⅏ RTZ : Rơle thời gian

⅏ K1, K2, H1, H2 tiếp điểm thường đóng,mở

 Nguyên Lý Làm Việc

- Cấp điện cho mạch, nhấn nút M, công tắc tơ K có điện, động cơ được nối nguồn

3 pha và làm việc

- Muốn dừng, nhấn nút D, công tắc tơ K mất điện, động cơ được cắt ra khỏi nguồn

3 pha Đồng thời công tắc tơ H và rơle RTZ có điện, đóng tiếp điểm H ở mạch điều khiển tự duy trì, các tiếp điểm H ở mạch động lực đóng lại đảo 2 trong 3 pha cấp vào động cơ, động cơ thực hiện quá trình ngược Quá trình ngược kết thúc khi tiếp điểm RTZ thường đóng mở chậm mở ra, công tắc tơ H và rơle RTZ mất điện