Rờ le điện Công dụng : Rơle điện là một loại thiết bị điện tự động, thường được lắp đặt ở mạch điện nhị thứ, dùng để điều khiển đóng cắt hoặc báo tín hiệu, bảo vệ an toàn trong quá t[r]
(1)06/12/21 Khí cụ đóng cắt: Rơ le, công tắc tơ TS Leâ Ngoïc Bích Khoa Cô Khí Bộ môn Cơ Điện Tử Lê Ngọc Bích (2) Rờ le Rờ le là khí cụ đóng cắt mạch điện công suất nhỏ tự động (không điều khiển tay) Nguyên lý đóng cắt dựa vào các nguyên nhân vật lý khác và từ đó hình thành tên gọi rờ le Lê Ngọc Bích (3) Rờ le điện Công dụng : Rơle điện là loại thiết bị điện tự động, thường lắp đặt mạch điện nhị thứ, dùng để điều khiển đóng cắt báo tín hiệu, bảo vệ an toàn quá trình vận hành thiết bị điện mạch thứ hệ thống điện Lê Ngọc Bích (4) Rờ le điện Các phận chính rơle : a Cơ cấu tiếp nhận tín hiệu (khối tiếp nhận tín hiệu vào) có nhiệm vụ tiếp nhận tín hiệu làm việc không bình thường cố hệ thống điện từ BU, BI các cảm biến điện, để biến đổi thành đại lượng cần thiết cung cấp tín hiệu cho khối trung gian b Cơ cấu trung gian (khối trung gian) làm nhiệm vụ tiếp nhận tín hiệu đa đến từ khối tiếp nhận tín hiệu, để biến đổi nó thành đại lợng cần thiết cho rơle tác động c Cơ cấu chấp hành (khối chấp hành) Làm nhiệm vụ phát tín hiệu cho mạch điều khiển Lê Ngọc Bích (5) Rờ le điện Phân loại rơle điện : a Phân loại theo nguyên lý làm việc : Gồm • Rơle điện (rơle điện từ, rơle cảm ứng, rơle từ điện, rơle phân cực ) • Rơle từ • Rơle nhiệt • Rơle điện tử, bán dẫn, vi mạch • Rơle số Lê Ngọc Bích (6) Rờ le điện b Phân loại theo nguyên tắc tác động cấu chấp hành : • Rơle có tiếp điểm : đóng ngắt mạch tiếp điểm • Rơle không có tiếp điểm (rơle tĩnh) tác động đóng cắt mạch cách thay đổi tham số điện trở, điện cảm điện dung c Phân loại theo tín hiệu đầu vào : • Rơle dòng điện • Rơle điện áp • Rơle công suất • Rơle tổng trở Lê Ngọc Bích (7) Rờ le điện d Phân loại theo vị trí lăp đặt : • Rơle thứ lắp đặt trực tiếp mạch động lực • Rơle nhị thứ lắp đặt mạch nhị thứ thông qua BU, BI, cảm biến e Phân loại theo trị số và chiều tín hiệu đầu vào : • Rơle cực đại • Rơle cực tiểu • Rơle cực đại, cực tiểu • Rơle so lệch • Rơle định hướng chiều tiếp nhận tín hiệu đầu vào Lê Ngọc Bích (8) Rờ le điện Các thông số kỹ thuật rơle điện a Hệ số điều khiển : • Trong đó : Pđk là công suất điều khiển định mức rơle (chính là công suất tiếp điểm Rơle) • Ptđ là công suất tác động (công suất khối tiếp nhận tín hiệu vào) loại rơle điện từ chính là công suất cuộn dây điện từ Lê Ngọc Bích (9) Rờ le điện b Thời gian tác động : • Ttđ là thời gian kể từ khối tiếp nhận có tín hiệu đến khối chấp hành làm việc, ví dụ loại rơle điện từ là quãng thời gian từ cuộn dây rơle có điện đến tiếp điểm nó đóng mở hoàn toàn c Hệ số trở : Ktv = I/Itv • Trong đó : Itv là trị số dòng điện trở xác định cách sau tiếp điểm thường mở rơle đóng hòan toàn, thí nghiệm giảm từ từ dòng điện khởi động đến tiếp điểm rơle mở ra, thời điểm đó đo Itv Ktv càng gần thì rơle càng chính xác Lê Ngọc Bích (10) Rờ le điện d Độ nhạy rơle : Kn=IR/Ikd Trong đó : IR là dòng điện chạy qua rơle ngắn mạch cuối vùng bảo vệ Yêu cầu kỹ thuật sơ đồ bảo vệ chính Kn >= 1,5 và sơ đồ bảo vệ dự trữ (dự phòng) Kn >= 1,2 Lê Ngọc Bích (11) Rờ le điện từ Lê Ngọc Bích (12) Rờ le điện từ Ký hiệu mạch điện 12 Lê Ngọc Bích (13) Rờ le điện từ Cấu tạo và nguyên lý làm việc : Lực hút điện từ đặt vào nắp : δ : khe hở I : dòng điện K : hệ số Khi dòng điện vào cuộn dây i > Itđ (dòng điện tác động) thì lực hút F tăng dẫn đến khe hở giảm làm đóng tiếp điểm (do tiếp điểm đợc gắn với nắp) Khi dòng điện i ≤ Itv (dòng trở về) thì lò xo F lò xo > F (lực điện từ) vμ rơle nhả Tỷ số gọi là hệ số trở Rơle dòng cực đại Ktv < Rơle dòng cực tiểu Ktv > Rơle càng chính xác thì Ktv càng gần Lê Ngọc Bích (14) Rờ le điện từ Hệ số điều khiển rơle : Với: Pđk là công suất điều khiển Ptđ là công suất tác động rơle Rơle càng nhạy thì Kđk càng lớn Khoảng thời gian từ lúc dòng điện i bắt đầu > Itđ đến lúc chấm dứt hoạt động rơle gọi là thời gian tác động ttđ Lê Ngọc Bích (15) Rờ le điện từ Rơle điện từ phân làm hai loại : Rơle chiều thì có U là điện áp đặt vào cuộn dây Rơle xoay chiều : Lực F = (tần số 2f) I = Giá trị trung bình lực hút là: cuộn dây đặt song song với nguồn U thì Nam châm xoay chiều lực F = lò xo kéo nắp rơle loại này làm việc có rung động gây tiếng kêu, để hạn chế người ta sử dụng vòng ngắn mạch Lê Ngọc Bích (16) Rờ le điện từ Rơle điện từ có : - Công suất điều khiển Pđk từ vài (W) đến vài nghìn (W) - Công suất tác động Ptđ từ vμi (W) đến vài nghìn (W) - Hệ số điều khiển Kđk = (5 - 20) - Thời gian tác động ttđ = (2 - 20)ms Nhược điểm rơle điện từ : Công suất tác động Ptđ tương đối lớn, độ nhạy thấp, Kđk nhỏ Loại tăng Kđk Lê Ngọc Bích (17) Rờ le thời gian-Timer Rơ le thời gian thiết kế để trì hoãn thời gian đóng/mở tiếp điểm kích hoạt 17 Lê Ngọc Bích (18) Công tắt tơ Lê Ngọc Bích (19) Công tắt tơ Công dụng: Công tắc tơ là loại khí cụ điện hạ áp đợc sử dụng để điều khiển đóng cắt mạch từxa tự động nút ấn các mạch điện lực có phụ tải điện áp đến 500V, dòng điện đến 600A Công tắc tơ có hai vị trí đóng- cắt Tần số có thể đến 1500 lần/giờ Nhiệm vụ Công tắc tơ là thiết bị điện đóng cắt điện áp thấp dùng để khống chế tự động và điều khiển xa các thiết bị điện chiều và xoay chiều có điện áp tới 500 v Công tắc tơ tính với tần số đóng cắt lớn tới 1500 lần Lê Ngọc Bích (20) Công tắt tơ Phân loại: Phân loại theo nguyên lý truyền động: • Công tắc tơ điện từ • Công tắc tơ kiểu ép • Công tắc tơ kiểu thuỷ lực Phân loại theo dạng dòng điện: • Loại công tắc tơ điều khiển điện áp chiều • Loại công tắc tơ điều khiển điện áp xoay chiều Phân loại theo kiểu kết cấu: • Công tắc tơ hạn chế chiều cao • Công tắc tơ hạn chế chiều rộng Lê Ngọc Bích (21) Công tắt tơ Đặc điểm cấu tạo: Lê Ngọc Bích (22) Công tắt tơ Cấu tạo nguyên lý hình vẽ: gồm các phận chính sau: Cuộn dây điện áp điều khiển số Mạch từ chế tạo từ thép kỹ thuật điện Vỏ thường chế tạo từ nhựa cứng Bộ phận truyền động gồm lò xo và truyền động Hệ thống tiếp điểm thường mở và thường đóng Lê Ngọc Bích (23) Công tắt tơ Ký hiệu công tắc tơ Lê Ngọc Bích (24) Công tắt tơ Nguyên lý làm việc: Muốn đóng điện cho tải thì đóng khoá K trên mạch điều khiển, cuộn dây công tắc tơ sinh lực điện từ hút chập hai nửa mạch từ lại với nhau, vì Ftđ > Flò xo nên lò xo bị nén lại đồng thời truyền động kéo tiếp xúc động đóng chặt vào tiếp xúc tĩnh, đó tiếp điểm thường đóng mở ra, còn tiếp điểm thường mở đóng lại, mạch điện nối liền Muốn cắt điện khỏi tải, ngắt khoá K cuộn dây điện áp điện, lực điện từ bị triệt tiêu, lò xo đẩy nửa mạch từ xa đa tiếp xúc động rời khỏi tiếp xúc tĩnh, mạch điện cắt Lê Ngọc Bích (25) Công tắt tơ Các tham số chủ yếu công tắc tơ: a Điện áp định mức: là điện áp mạch điện tương ứng mà tiếp điểm chính phải đóng cắt, có các cấp : + 110V, 220V, 440 V chiều + 127V, 220V, 380V, 500V xoay chiều Cuộn hút có thể làm việc bình thường điện áp giới hạn từ 85% tới 105% b Dòng điện định mức: là dòng điện qua tiếp điểm chính chế độ làm việc gián đoạn lâu dài, nghĩa là chế độ này thời gian công tắc tơ đóng không lâu quá Công tắc tơ hạ áp có các cấp dòng thông dụng: 10, 25, 40, 60, 75, 100, 150, 250, 300, 600A Nếu đặt công tắc tơ tủ điện thì dòng điện định mức phải lấy thấp 10% vì làm mát kém, làm việc dài hạn thì chọn dòng điện định mức nhỏ c Khả đóng cắt: là dòng điện cho phép qua tiếp điểm chính cắt và đóng mạch Ví dụ công tắc tơ xoay chiều dùng để điều khiển động không đồng ba pha lồng sóc cần có khả đóng yêu cầu (3 đến 7) Iđm Lê Ngọc Bích (26) Công tắt tơ Các tham số chủ yếu công tắc tơ: d Tuổi thọ công tắc tơ: Tính số lần đóng cắt, sau số lần đóng cắt công tắc tơ không dùng đợc tiếp tục Hư hỏng có thể độ bền học bền điện e Tần số thao tác: số lần đóng cắt thời gian giờ, bị hạn chế phát nóng tiếp điểm chính hồ quang Có các cấp : 30, 100, 120, 150, 300, 600, 1200, 1500 lần trên giờ, tuỳ chế độ công tác máy sản xuất mà chọn công tắc tơ có tần số thao tác khác Lê Ngọc Bích (27) Công tắt tơ U nhược điểm : Kích thước gọn nhỏ có thể tận dụng khoảng không gian hẹp để lắp đặt và thao tác mà cầu dao không thực Điều khiển đóng cắt từ xa, có vỏ ngăn hồ quang phóng bên ngoài nên an toàn tuyệt đối cho ngời thao tác, thời gian đóng cắt nhanh, vì u điểm trên công tắc tơ đợc sử dụng rộng rãi điều khiển đóng cắt mạch điện hạ áp đặc biệt sử dụng nhiều các nhà máy công nghiệp Lê Ngọc Bích (28) Khởi động từ Khái niệm và công dụng: Khởi động từ là loại thiết bị điện (kết hợp công tắt tơ và rờ le nhiệt) dùng để điều khiển từ xa việc đóng cắt đảo chiều và bảo vệ quá tải (nếu có mắc thêm rơle nhiệt) cho các động Khởi động từ có công tắc tơ gọi là khởi động từ đơn, thường dùng để đóng cắt động điện Khởi động từ có hai công tắc tơ gọi là khởi động từ kép, thường dùng khởi động và điều khiển đảo chiều động điện Muốn khởi động từ bảo vệ đợc ngắn mạch phải mắc thêm cầu chì Lê Ngọc Bích (29) Khởi động từ Ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng: Khởi động từ ưu điểm cầu dao chỗ điều khiển đóng cắt từ xa nên an toàn cho người thao tác, đóng cắt nhanh, bảo vệ quá tải cho động cơ, khoảng không gian lắp đặt và thao tác gọn (một tủ điện có thể lắp đặt nhiều động cơ) Vì sử dụng rộng rãi cho mạch điện hạ áp Lê Ngọc Bích (30) Lê Ngọc Bích (31)