GIÁO TRÌNH VẬT LIỆU KHÍ CỤ ĐIỆN ĐẦY ĐỦ

GIÁO TRÌNH VẬT LIỆU KHÍ CỤ ĐIỆN ĐẦY ĐỦ GIÁO TRÌNH VẬT LIỆU KHÍ CỤ ĐIỆN ĐẦY ĐỦ GIÁO TRÌNH VẬT LIỆU KHÍ CỤ ĐIỆN ĐẦY ĐỦ GIÁO TRÌNH VẬT LIỆU KHÍ CỤ ĐIỆN ĐẦY ĐỦ GIÁO TRÌNH VẬT LIỆU KHÍ CỤ ĐIỆN ĐẦY ĐỦ GIÁO TRÌNH VẬT LIỆU KHÍ CỤ ĐIỆN ĐẦY ĐỦ GIÁO TRÌNH VẬT LIỆU KHÍ CỤ ĐIỆN ĐẦY ĐỦGIÁO TRÌNH VẬT LIỆU KHÍ CỤ ĐIỆN ĐẦY ĐỦ GIÁO TRÌNH VẬT LIỆU KHÍ CỤ ĐIỆN ĐẦY ĐỦ GIÁO TRÌNH VẬT LIỆU KHÍ CỤ ĐIỆN ĐẦY ĐỦ GIÁO TRÌNH VẬT LIỆU KHÍ CỤ ĐIỆN ĐẦY ĐỦ GIÁO TRÌNH VẬT LIỆU KHÍ CỤ ĐIỆN ĐẦY ĐỦ GIÁO TRÌNH VẬT LIỆU KHÍ CỤ ĐIỆN ĐẦY ĐỦ GIÁO TRÌNH VẬT LIỆU KHÍ CỤ ĐIỆN ĐẦY ĐỦ GIÁO TRÌNH VẬT LIỆU KHÍ CỤ ĐIỆN ĐẦY ĐỦ

PH N V T LI U I N Ch ng V T LI U D N I N 1.1 Khái niệm, phân loại đặc tính vật liệu dẫn điện 1.1.1 Khái niệm vật liệu dẫn điện 1.1.2 Phân loại vËt liƯu dÉn ®iƯn 1.1.3 Đặc tính vật liƯu dÉn ®iƯn 1.2 Kim loại hợp kim 1.2.1 Kh¸i niƯm 1.2.2 CÊu t¹o kim lo¹i hỵp kim 1.2.3 TÝnh chÊt chung 1.3 Kim loại hợp kim có điện dẫn suất cao 11 1.4 Hỵp kim có điện dẫn suất thấp (Điện trở cao) 13 1.5 Các kim loại khác 14 1.5.1 Won fram 14 1.5.2 M« lip ®en 14 1.5.3 Niken 15 1.5.4 Ch× 15 1.5.5 ThiÕc 16 1.5.6 KÏm 16 1.5.7 B¹ch kim (platin) 16 1.5.8 Thủ ng©n 16 1.6 ng dụng hợp kim kỹ thuật điện 17 1.6.1 Hợp kim dùng làm ®iÖn trë 17 1.6.2 Hợp kim dùng làm tiếp điểm điện 19 1.6.3 D©y dÉn, dây cáp 22 1.7 V t li u siêu d n 25 1.7.1 Khái ni m 25 1.7.2 Các đ c tính c b n c a v t li u siêu d n 25 1.7.3 ng d ng c a v t li u siêu dân 25 Ch- ¬ng V T LI U CÁCH I N 29 2.1 Những hiểu biết kỹ thuật cách điện 29 2.1.1 §iƯn tr- êng 29 2.1.2 Sự già hoá vật liệu cách điện 30 2.1.3 TÝnh chÊt c¬ lý hoá điện môi 31 2.2 Phân loại tính chất vật liệu cách điện 33 2.2.1 Phân loại 33 2.2.2.C¸c tính chất 34 2.3 Vật liệu cách điện thĨ r¾n 34 2.3.1 VËt liƯu sø vµ mi ca 34 2.3.2 Vật liệu dẻo đàn hồi 37 2.3.3 VËt liƯu x¬ 39 2.4 Vật liệu cách điện thĨ khÝ, láng vµ nưa láng 41 2.4.1.Vật liệu cách điện thể khí 41 2.4.2 Vật liệu cách điện thể lỏng 41 2.4.3 Sơn hợp chất cách điện 43 2.5 Sử dụng vật liệu cách điện 44 2.5.1 Cách điện máy biến áp 44 2.5.2 Cách điện máy điện quay 45 2.5.3 Cách điện khí ®iƯn 46 2.6 Kiểm nghiệm cách điện 50 2.6.1 Ph©n nhãm mục đích việc kiểm nghiệm 50 2.6.3 Kiểm nghiệm cách điện máy biÕn ¸p 52 2.6.4 Kiểm nghiệm cách điện máy phát 52 2.6.5 Kiểm nghiệm cách điện máy cắt 53 Ch- ¬ng V T LI U S T T 53 3.1 Kh¸i qu¸t 53 3.1.1 Nh÷ng vËt liƯu tõ mÒm 54 3.1.2 Nhãm vËt liÖu tõ cøng 55 3.1.4 C¸c vật liệu đặc biệt 56 3.3 ảnh h- ởng tác động học nhiệt độ đến tính dẫn từ cđa thÐp kü tht ®iƯn 59 Ch- ¬ng C¬ së lý thut cđa khÝcơ ®iƯn 61 4.1 Phân loại yêu cầu khí cụ điện 61 4.1.1 Khái quát phân loại 61 4.1.2 Các yêu cầu khí cụ ®iÖn 61 4.2 Lùc ®iÖn ®éng 62 4.2.1 Ph- ơng pháp tính lực điện động dựa định luật tác dụng t- ơng hỗ dây dẫn mang dòng địên từ tr- ờng (định luật Biosavalaplax) 62 4.2.2 Ph- ơng pháp cân l- ợng để tính lực ®iÖn ®éng 63 4.2.3 TÝnh lùc ®iÖn ®éng hai dây dẫn song song 64 4.2.4 Tính lực điện động tác dụng lên vòng dây dẫn mang dòng điện vòng dây với 67 4.2.5 n định lực điện ®éng cđa khÝ ®iƯn 69 4.3 Sự phát nóng khí cụ điện 69 4.3.1 Kh¸i qu¸t 69 4.3.2 Ph¸t nãng khÝ ®iƯn 70 4.4 TiÕp xóc ®iƯn 75 4.4.1 Kh¸i qu¸t 75 4.4.2 BỊ mỈt tiÕp xóc, ®iƯn trë tiÕp xóc cđa tiÕp ®iĨm 77 4.4.3 Các yếu tố ảnh h- ởng đến điện trở tiếp xúc ăn mòn kim loại làm tiếp điểm 79 4.5 Hå quang ®iÖn 81 4.5.1 Kh¸i qu¸t 81 4.5.2 Quá trình phát sinh dập tắt hồ quang 83 4.5.3 Hå quang ®iƯn mét chiỊu 85 4.5.4 Hå quang ®iƯn xoay chiỊu 88 4.5.5 C¸c biƯn pháp dập hồ quang điện 90 4.6 M¹ch tõ 92 4.6.1 Kh¸i qu¸t 92 4.6.2 M¹ch tõ cđa nam châm điện chiều 92 4.6.3 Mạch từ nam châm điện xoay chiều 95 Ch- ¬ng 5: KHệ C I N I U KHI N B NG TAY 97 5.1 Công tắc 97 5.1.1 Kh¸i niƯm chung 97 5.1.2 Phân loại, cấu tạo 97 5.2 CÇu dao 100 5.2.1 Khái quát công dụng 100 5.2.2 Phân loại cấu tạo 101 5.2.3 Mét sè th«ng sè kü tht cđa cÇu dao 103 5.3 Nót Ên 103 5.3.1 Khái quát công dụng 103 5.3.2 Phân loại cấu t¹o 104 5.3.3 Th«ng sè kü tht cđa nót Ên 105 5.3.4 Nguyªn lý lµm viƯc 105 Ch- ơng 6: khí cụ điện dóng cắt bảo vệ hạ áp 106 6.1 Cầu chì 106 6.1.1 Khái quát công dụng 106 6.1.2 Nguyªn lý lµm viƯc 106 6.1.3 Phân loại, cấu tạo 107 6.1.4 Thông số kỹ thuật, cách tính toán lựa chän 109 6.2 R¬le nhiƯt 111 6.2.1 Kh¸i qu¸t chung 111 6.2.2 Ph©n lo¹i, cÊu t¹o 111 6.2.2.3 Nguyên lý làm việc 112 6.2.3 C¸ch lùa chän r¬le nhiƯt 113 6.2.4 Các thông số kỹ thuật cđa r¬le nhiƯt 113 6.3 Nam châm điện 114 6.3.1 Kh¸i qu¸t 114 6.3.2 CÊu t¹o 114 6.3.3 Nguyªn lý lµm viƯc 114 6.3.4 C¸c øng dơng 114 6.3.5 Thông số kỹ thuật, đặc điểm sử dụng 115 6.4 Rơle dòng điện 116 6.4.1 Kh¸i niƯm chung 116 6.4.2 Phân loại, cÊu t¹o 116 6.4.3 Th«ng sè kü thuËt 119 6.5 Rơle điện áp 119 6.5.1 Kh¸i niƯm chung 119 6.5.2 Phân loại, cấu tạo nguyên lý làm viƯc 119 6.5.3 Th«ng sè kü thuËt 121 6.6 Aptômát 121 6.6.1 Khái quát yêu cầu 121 6.6.2 Phân loại cấu tạo áptômát 122 6.6.3 Nguyên lý làm việc áptômát (Hình 3.21.a) 124 6.6.4 Th«ng sè kü thuËt, tÝnh to¸n lùa chän 125 6.7 Aptômát chống rò 126 6.7.1 Kh¸i niÖm chung 126 6.7.2 Phân loại, cấu tạo 126 6.7.3 Nguyên lý làm việc 127 6.7.4 Th«ng sè kü thuËt, lùa chän 127 6.8 R¬le trung gian 127 6.8.1 Kh¸i niÖm chung 127 6.8.2 Phân loại, cấu tạo 128 6.8.3 C¸c th«ng sè kü thuËt 129 6.9 Côngtắctơ, khởi động từ 129 6.9.1 Kh¸i niƯm chung 129 6.9.2 Phân loại, cấu tạo 130 6.9.3 Nguyên lý làm việc 133 6.9.4 Th«ng sè kü thuËt 134 6.9.5 Khëi ®éng tõ 134 6.10 R¬le thêi gian 134 6.10.1 Kh¸i niƯm chung 134 6.10.2 R¬le thêi gian ®iƯn tõ 135 6.10.3 R¬ le thêi gian kiĨu ®ång hå 138 6.10.4 Rơle thời gian điện tử 140 6.11 Rơle tốc độ 143 6.11.1 Kh¸i niƯm chung 143 6.11.2 CÊu tạo, nguyên lý làm việc 143 Câu hỏi tập ch- ¬ng 145 PH N V T LI U ĐI N Ch ng V T LI U D N ĐI N 1.1 Khái niệm, phân loại đặc tính vật liệu dẫn điện 1.1.1 Khái niệm vật liệu dẫn điện Vật liệu dẫn điện dạng vật chất có chứa điện tích tự (ngay điều kiện th- ờng) Khi đặt chúng điện tr- ờng điện tích tự chuyển ®éng theo mét h- íng nhÊt ®Þnh cđa ®iƯn tr- ờng tạo thành dòng điện lúc ta nói vËt liƯu cã tÝnh dÉn ®iƯn VËt liƯu cã thĨ tồn thể rắn, lỏng, khí Đó kim loại hợp kim hay phi kim loại ví dụ: Than, Graphit 1.1.2 Phân loại vật liệu dẫn điện Nhóm 1: VËt liƯu dÉn ®iƯn cã tÝnh dÉn ®iƯn tư Phần lớn thuộc kim loại, hợp kim, số phi kim loại, th- ờng tồn thể rắn tr- ờng hợp đặc biệt thể lỏng (thủy ngân) - Đặc tr- ng nhóm vật liệu là: Mọi hoạt động điện tích không làm thay đổi thực thể tạo nên vật dẫn - Có hai loại vật liệu dẫn điện tính dẫn ®iƯn tư: Lo¹i 1: Cã ®iƯn trë st nhá gåm vật liệu nh- đồng, nhôm, vàng, bạc Khi sử dụng th- ờng hợp kim ứng dụng: Dùng làm dây dẫn, dây điện từ máy điện, khí cụ điện số dụng cụ đo l- ờng Loại 2: Cã ®iƯn trë st cao vÝ dơ nh- : Hợp kim manganin, constantan ứng dụng: Dùng làm biến trở, điện trở mẫu, dùng loại bóng đèn Nhóm 2: Vật liệu dẫn điện có tính dẫn ion Phần lớn chúng tồn d- ới dạng dung dịch nh- axit, kiềm, muối Đặc tr- ng nhóm là: Khi dòng điện chạy qua vật dẫn làm thay đổi biến đổi hóa học 1.1.3 Đặc tính vật liệu dẫn điện * Điện trở (R) Khái niệm: Là quan hệ hiệu điện không đổi đặt hai đầu dây dẫn c- ờng độ dòng điện chiều tạo nên dây dẫn Hoặc: quan hệ điện áp không đổi hai đầu vật dẫn c- ờng độ dòng điện chảy vật dẫn Biểu thức: R =.l/s Trong đó: : Điện trở suất phụ thuộc vào loại vật liệi tạo nên vật dẫn l, s: Chiều dài tiết diện dây dẫn Đơn vị: ; k ; M + Điện dẫn: Là đại l- ợng nghịch đảo điện trở Biểu thức: G = 1/R Đơn vị: 1/ = -1 Siemen (S) * Điện trở suất () Khái niệm: Điện trở suất điện trở dây dẫn có chiều dài đơn vị chiều dài tiết diện đơn vị diện tích NÕu S tÝnh b»ng mm2, l tÝnh b»ng m th× = mm2/m cm, m, cm với quan hÖ: cm = 10-2 m = 104 mm2/m.= 106  cm + HƯ sè thay ®ỉi cđa ®iƯn trë suất theo nhiệt độ Kí hiệu: Phần lớn vật dẫn nhiệt độ tăng điện trở suất tăng, số vật dẫn khác lại có tính chất ng- ợc lại (Cácbon dung dịch điện phân) Cách tính hệ số Đối với khoảng chênh lệch nhiệt độ (t2 - t1) hệ số trung bình là: = (t2 - t1)/t1(t2 - t1) Khi nóng chảy điện trở suất kim loại thay đổi thông th- ờng tăng lên trừ ăngtimoan, bitmut lại giảm độ không tuyệt đối (00K) kim loại tinh khiết giảm đột ngột chúng thể hiện t- ợng siêu dẫn Tr- ớc t- ợng siêu dẫn không đ- ợc sử dụng thực tế vì: Với giá trị c- ờng độ từ tr- ờng đà phá hoại hiệu ứng siêu dẫn (với kim loại c- ờng độ từ tr- ờng không lớn) Ng- ời ta sử dụng hợp kim có nhiệt độ t- ơng đối cao chuyển sang siêu dẫn giữ đ- ợc trạng thái siêu dẫn từ tr- ờng mạnh vá cho dòng điện lớn qua Nb3Sn: Tri niobi- Thiếc, có nhiệt độ siêu dẫn 18, 2oK V3Ga: Tri vanadi - Gali, có nhiệt độ siêu dẫn 16, 8oK Nb-Ti: Niobi-Titan, có nhiệt độ siêu dẫn gần 10oK Nb-Zn: Niobi- Ziriconi, có nhiệt độ siêu dẫn gần 10oK B ng 1: Điện trở suất hệ số thay ®ỉi ®iƯn trë st theo nhiƯt ®é cđa mét sè kim loại Hệ số thay đổi Hệ số thay đổi §iƯn trë st ë §iƯn trë st ë ®iƯn trë suất Kim điện trở suất Kim loại 20oc mm2/m 20oc mm2/m loại theo nhiệt theo nhiệt độ(1/độ) độ(1/độ) 0, 0034- 0, 0,0035B¹c 0, 016- 0, 0165 KÏm 0, 0535- 0, 063 00429 0,00419 0, 0168-0, 0, 00392 - 0, 0,0044 §ång Niken 0, 0614- 0, 138 0182 00445 0,00692 Vµng 0, 022 - 0, 024 0, 0035 - 0, ThÐp 0, 0918- 1, 150 0,0045 - Nhôm Manhê Môlipđe n Wonfra m 0, 0262 - 0, 040 0, 0446 - 0, 046 0, 0476 - 0, 057 0, 0530 - 0, 0612 00398 0, 0040 - 0, 0049 0, 0039 - 0, 0046 0, 0033 - 0, 00512 0, 004 - 0, 0052 Platin 0, 0866- 0, 116 ThiÕc 0, 113 - 0, 143 Ch× 0, 205 - 0, 222 Thủ ng©n 0, 952 - 0, 959 0,00657 0,002470,00398 0,0042 0,00465 0,0038 0,00428 0,0009 0,00099 + HÖ sè thay đổi điện trở suất theo áp suất Khi kéo nén đàn hồi điện trở suất kim loại biến ®æi theo:  = o (1± k) Trong ®ã: DÊu "+" øng víi biÕn d¹ng kÐo, dÊu "-"do nÐn; o: n tr su t ban đ u c a m u : øng st c¬ khÝ cđa mẫu, đơn vị kg/mm2 k: Hệ số với Nhôm = 3, 815.10-6 ®Õn 3, 766.10-6, ThiÕc = -9, 79.10-6 Mg =-3, 9.10-6 * Điện dẫn suất: () Là đại l- ợng nghịch đảo điện trở suất * ảnh h- ởng tr- ờng từ ánh sáng với ®iƯn trë st §iƯn trë st cđa kl cịng biÕn đổi t- ơng tự đặt tr- ờng tõ vµ  cđa mét sè vËt liƯu cịng biÕn đổi d- ới ảnh h- ởng ánh sáng * Hiệu điện tiếp xúc suất nhiệt động Khi tiếp giáp hai kim loại khác với nhau, chúng sinh hiệu điện thế, sở sảy t- ợng ăn mòn điện hóa Nguyên nhân: có khác công thoát điện tử số l- ợng điện tự Điện tiếp xúc từ vài phần m- ời đến vài vôn Bảng Giới thiệu điện hoá nhiệt độ bình th- ờng phòng sè kim lo¹i so v i Hidro B ng 2: Kim loại Vàng Platin Thuỷ ngân Bạc Đồng Hyđrô Thiếc Chì Điện hoá nhiệt độ bình th- ờng (V) +1, +0, 86 +0, 86 +0, 88 +0, 345 0, 00 -0, 01 - 0, 13 Kim loại Cadmium Sắt Crôm Wolfram Kẽm Mangan Nhôm Magie Điện hoá nhiệt độ bình th- ờng (v) - 0, 04 - 0, 44 - 0, 557 - 0, 58 - 0, 76 -1, 04 - 1.34 - 2, 35 Niken Coban - 0, 25 - 0, 255 Bari - 2, 96 Søc nhiƯt ®iƯn ®éng sinh cđa hai kim loại khác tiếp xúc với đ- ợc ứng dụng để chế tạo nhiệt ngẫu Ng- êi ta th- êng chän hai kim lo¹i cã søc nhiệt điện động lớn quan hệ đ- ờng thẳng với nhiệt độ để làm nhiệt ngẫu 1.2 Kim loại hợp kim 1.2.1 Khái niệm + Kim loại chiếm 79 nguyên tố trăm nguyên tố Trong vỏ trái đất kim loại chiếm nhiều Nhôm 7%, sắt chiếm 5% Trong công nghiệp kim loại nguyên chất đ- ợc dùng dẻo lại có độ bền, độ cứng thấp Nhiều kim loại có độ dẫn điện cao nh- ng nhiệt độ cao độ dẫn điện lại giảm Điện trë nhá biÕn ®ỉi theo nhiƯt ®é, hƯ sè gi·n në nhiƯt rÊt lín cã sù thay ®ỉi nhiƯt độ + Hợp kim sản phẩm nấu chảy hai hay nhiều nguyên tố mà nguyên tố chủ yếu kim loại hợp kim có tính chất kim loại Hợp kim đ- ợc chế tạo chủ yếu cách nấu chảy, điện phân, thiêu kết 1.2.2 Cấu tạo kim loại hợp kim Cấu tạo kim loại Cấu tạo nguyên tử kim loại: Kim loại có tính chất khác tổ chức bên chúng khác Vật chất nguyên tử tạo thành Mỗi nguyên tử hệ thống phức tạp tạo thành bao gồm: hạt nhân mạng điện tích d- ơng điện tử mang điện tích âm bao quanh hạt nhân Hạt nhân bao gồm : prôtôn nơtrôn, khối l- ợng nguyên tử tập chung chủ yếu vào hạt nhân Điện tử: số l- ợng điện tử số l- ợng prôtôn đ- ợc sếp theo thứ tự bảng hệ thống tuần hoàn, số l- ợng từ 104 điện tử Các điện tử chuyển động xung quanh hạt nhân theo quỹ đạo elíp với vận tốc lớn Các điện tử lớp có ảnh h- ởng lớn đến tính chất chất, số l- ợng điện tử lớp từ điện tử Đối với kim loại, quỹ đạo có từ 12 điện tử, điện tử dễ rời hỏi quỹ đạo đẻ cho nguyên tử trở thành iôn d- ơng điện tử nguyên nhân tính đẫn điện, dẫn nhiệt nh- tính dẻo dai loại Cấu tạo tinh thể kim loại Kim loại trạng thái rắn có cấu tạo bên theo mạng tinh thể,tức nguyên tử xếp không gian theo vị trí hình học định hỗn độn nh- phi kim loại Cơ sở mạng tinh thể ô ,khi ta ghép ô ta đ- ợc mạng tinh thể Các kiểu mạng tinh thể th- ờng gặp kim loại : Mạng lập ph- ơng thể tâm Trong ô kiểu mạng tinh thể có nguyên tử nút ( đỉnh ) hình lập ph- ơng hình lập ph- ơng có nguyên tử ( hình1.1) Khoảng cách a nguyên tử đo đơn vị A0 (ăng trôn ) đ- ợc gọi thông số mạng 1A0 = 10-8 cm Các kim loại có cấu trúc mạng tinh thể kiểu : sắt.crôm, wrolfram,Môlipđen Lập ph- ơng diện tâm Trong ô kiểu ,các nguyên tử nằm nút nămg trung tâm mặt hình lập ph- ơng( hình 1.2 ) Các kim loịa có cấu trúc kiểu mạng : sắt , đồng, niken,chì bạc, vàng a Mạng lục ph- ơng dày đặc ô Hình 1.1 : ô Hình 1.2 : ô bản kiểu này, nguyên tử nằm lập ph- ơng thể tâm lập ph- ơng diện tâm nút hình lục lăng,hai nguyên tử nằm tâmtrụ tam giác ( trung tâm hai mặt đáy,ba nguyên tử nằm trung tâm ba khối lăng hình 1.3 ) Các kim loại th- ờng gặp cấu trúc mạng tinh thể là: kẽm, magiê, cađimi Hình chiếu : ô lục ph- ơng dày đặc Hình 1.3 :Kiểu mạng lục ph- ơng dày đặc 1.2.3 TÝnh chÊt chung a TÝnh chÊt lý häc * Vẻ sáng mặt Sự phản chiếu ánh sáng mặt gọi màu kim loại Ví dụ: Đồng màu đỏ, thiếc màu trắng bạc, kẽm màu xám, có màu lớp oxit bị ôxi hóa chúng tạo thành màu sắc khác nhiệt độ khác + Ng- ời ta chia kim loại thành: - Kim loại đen gồm: Sắt hợp kim sắt - Kim loại màu gồm: Tất kim loại lại * Tính nóng chảy Kim loại có tính chảy loÃng đốt nóng đông đặc làm nguội Nhiệt độ ứng với kim loại chuyển từ thể đặc sang thể lỏng hoàn toàn gọi điểm nóng chảy có ý nghĩa quan trọng công nghệ đúc kim loại Điểm nóng chảy hợp kim khác với điểm nóng chảy kim loại tạo nên * Tính dẫn nhiệt Là tính truyền nhiệt kim loại bị đốt nóng làm lạnh Các vật có tính dẫn nhiệt muốn đốt nóng hoàn toàn phải thời gian dài làm nguội nhanh gây nøt * TÝnh gi·n në nhiƯt Khi ®èt nãng kim loại giÃn nở nguội lạnh co lại (cần ý tr- ờng hợp thĨ) * TÝnh nhiƠm tõ - ChØ cã mét số kim loại có tính nhiễm từ (tức bị từ hóa sau đ- ợc đặt từ tr- ờng) VD: Sắt hợp kim sắt lại kim loại khác hầu nh- không - Tính nhiễm từ sắt phụ thuộc vào thành phần vào tổ chức bên kim loại Do không cố định với loại vật liệu VD: nhiệt độ 7680c sắt có tính nhiễm từ nhiệt độ lớn không khả ®ã n÷a b TÝnh chÊt hãa häc TÝnh chÊt hãa học biểu thị khả kim loại hợp kim chống lại tác dụng hóa học môi tr- ờng có hoạt tính khác + Tính chống ăn mòn Khả chống lại ăn mòn không khí, ôxy, n- ớc nhiệt độ thừơng nhiệt độ cao + Tính chịu axit Là khả chống lại tác dụng môi tr- ờng axit c Tính chất học(cơ tính) Là khả chống lại tác dụng lực bên lên kim loại (độ đàn hồi, độ bền, độ dẻo, độ cứng, chịu mỏi) d Tính công nghệ 10 Hình 3.28 Mét sè kÕt cÊu buång dËp hå quang 6.9.3 Nguyªn lý làm việc 6.9.3.1 Côngtắctơ điện chiều (Hình 3.29) Tiếp điểm tĩnh đ- ợc gắn quai nối với cuộn dây thổi từ 3, đầu cuộn thổi từ đ- ợc nối với đầu cách điện với giá đỡ, đồng thời mạch từ cách điện Tiếp điểm động đ- ợc chế tạo dạng tấm, đầu cuối quay quanh điểm tựa Đầu đ- ợc nối với tiếp điểm động nhờ dây nối mềm 10 lực ép tiếp điểm đ- ợc sinh nhờ lò xo 12 Để giảm nóng chảy tiếp điểm hồ quang dòng điện lớn 50A, côngtắctơ có tiếp điểm dập hồ quang kiểu sõng D- íi t¸c dơng cđa tõ tr- êng cn thỉi tõ, hå quang nhanh chãng chun dÞch vỊ quai bắt chặt với tiếp điểm tĩnh chuyển sừng bảo vệ tiếp điểm động 11 Sau cắt điện cuộn dây, phần ứng trở vị trí ban đầu nhờ lò xo13 Để cải thiện điều kiện làm lạnh hồ quang, đ- ợc thổi vào khe hë cđa bng dËp hå quang lµm b»ng vËt liệu chịu nhiệt có hệ số dẫn nhiệt cao Khi mở tiếp điểm - 7, chúng xuất hồ quang 14 Hình 3.29 Sơ đồ cấu tạo côngtắctơ điện chiều loại KB 600 1- Tiếp điểm tĩnh; 2- Quai; 3- Cuộn dây thổi từ; 4- Đầu ra; 5- Tấm cách điện; 6- Mạch từ; 7- Tiếp điểm động; 8- Điểm tựa; 9- Đầu ra; 10- Dây nối mềm; 11- Tiếp điểm động; 12- Lò xo tiếp điểm; 13- Lò xo; 14- Hồ quang 6.9.3.2 Côngtắctơ xoay chiều (Hình 3.30) 133 Khi cho điện vào cuộn dây, nắp mạch từ đ- ợc hút phía mạch từ tĩnh 5, có gắn vòng chống rung 8, làm cho tiếp điểm động tiếp xóc víi tiÕp ®iĨm tÜnh TiÕp ®iĨm tÜnh đ- ợc gắn dẫn 3, đầu dẫn có vít bắt dây điện vào Các lò xo tiếp điểm có tác dụng trì lực ép tiếp điểm cần thiết lên tiếp điểm §ång thêi hƯ thèng tiÕp ®iĨm phơ 12 cịng ®- ợc đóng vào, mở Lò xo nhả đẩy toàn phần động côngtắctơ lên phía cắt điện cuộn dây Toàn chi tiết đ- ợc đặt vỏ nhựa 10, 11 6.9.4 Thông số kỹ thuật - Tiếp điểm chính: - Dòng điện định mức - Dòng điện ngắt cực đại - Điện áp cuộn dây - Công suất tiêu thụ cuộn dây - Trọng l- ợng Hình 3.30 Cấu tạo côngtắctơ xoay chiều 1- Tiếp điểm động; 2- Lò xo tiếp điểm; 3Thanh dẫn; 4- Tiếp điểm tĩnh; 5- mạch từ tĩnh; 6- Nắp mạch từ; 7- Lò xo nhả; 8Vòng chống rung; 9- Phần động côngtắctơ; 10, 11- Vỏ nhùa; 12- HƯ thèng tiÕp ®iĨm phơ 6.9.5 Khëi ®éng từ - Khởi động từ loại khí cụ ®iƯn dïng ®Ĩ ®iỊu khiĨn tõ xa viƯc ®ãng ng¾t, đảo chiều bảo vệ tải động ®iƯn kh«ng ®ång bé ba pha cã r«to lång sãc - Cấu tạo: Gồm côngtăctơ điện xoay chiều rơle nhiệt lắp hộp (cũng đ- îc kÕt hîp tõ hai khÝ cô rêi) - Khëi động từ có côngtắctơ gọi khởi động từ đơn th- ờng dùng để điều khiển đóng ngắt động điện Khởi động từ có hai côngtắctơ gọi khởi động kép (hoặc gọi khởi động từ ®¶o chiỊu) dïng ®Ĩ thay ®ỉi chiỊu quay cđa ®éng điện điều khiển 6.10 Rơle thời gian 6.10.1 Khái niệm chung Rơle thời gian rơle có đặc tÝnh: Khi cã tÝn hiƯu vµo sau mét thêi gian xác định, rơle phát tín hiệu đầu (còn gọi rơle trễ thời gian hay trễ) * Những yêu cầu chung rơle thời gian: 134 a- Khả trì thời gian ổn định, xác, tin cậy, không phụ thuộc vào dao động điện áp nguồn cung cấp, tần số, nhiệt độ điều kiện môi tr- ờng (nhiệt độ, độ ẩm, độ rung ) b- Công suất ngắt hệ thống tiếp điểm đủ lớn; c- Công suất tiêu thụ nhỏ; d- Kết cấu, sử dụng đơn giản Hầu nh- tất loại rơle trở trạng thái đầu tín hiệu điện đầu vào 0, không yêu cầu hệ số nhả cao Trong sơ đồ tự động điều khiển, nhiều có tần số thao tác cao nên yêu cầu độ bền chống mài mòn cao từ đến 10.106 lần thao tác Thời gian tạo trễ chậm từ 0, 25 giây trở lên, tới hàng lâu Các rơle thời gian điện tử cho phép hẹn (nhớ) lập trình * Cấu tạo rơle thời gian: - Bộ phận động lực: Có chức nhận tín hiệu vào l- ợng điện, biến đổi thành l- ợng thích hợp cho phận tạo thời gian hoạt động Bộ phận động lực nam châm điện, động điện, biến đổi điện: biến áp, chỉnh l- u - Bộ tạo thời gian: Có chức kéo dài thời gian trễ rơle Bộ phận làm việc theo nguyên lý khác nh- : điện tử, khí, khí nén, thuỷ lực, điện từ v.v.Căn vào tạo thời gian trễ mà có tên rơle t- ¬ng øng VÝ dơ r¬le thêi gian ®iƯn tõ, r¬le thời gian điện tử, rơle thời gian thuỷ lực vv - Bộ phận đầu ra: Rơle phát tín hiệu thay đổi trạng thái đóng, mở tiếp điểm Ngoài rơle có phận điều chỉnh thời gian tác động (thời gian trễ) rơle phận hiển thị thời gian dạng kim dạng chữ số Hình 3.31 Ký hiệu rơle thời gian a- Cuộn dây; b- Tiếp điểm th- ờng më, ®ãng chËm; c- TiÕp ®iĨm th- êng ®ãng, më chậm 6.10.2 Rơle thời gian điện từ 1- Cấu tạo: hình 3.32 Mạch từ gồm lõi 1, nắp đệm phi từ tính (th- ờng đồng mỏng 0, 1mm) Lõi sắt đ- ợc bắt chặt lên bảng điện nhờ đế nhôm Trên đế lắp hệ thống tiếp điểm Nam châm điện chiều có lõi làm thép Nhánh phải có tiết 135 diện tròn để chế tạo lắp ráp cuộn dây đ- ợc thuận tiện Nhánh trái có tiết diện chữ nhật, nhờ tăng đ- ợc chiều dài chỗ tiếp xúc lõi nắp từ phần chuyển động, tăng đ- ợc độ bến chống mài mòn cạnh quay Trên nhánh trái có lắp vòng ngắn mạch có dạng ống trụ rỗng 8, dẫn điện tốt nh- đồng nhôm Tốc độ tăng hay giảm từ thông cuộn dây đ- ợc đóng hay ngắt điện chậm Có nghĩa thời gian tác động thời gian nhả rơle đ- ợc tăng lên Muốn có thời gian nhả chậm hơn, từ dẫn khe hở không khí làm việc khe hở phụ phải lớn, bề mặt tiếp xúc lõi nắp nam châm điện phải đ- ợc mài nhẵn Đế đúc nhôm rơle đóng vai trò vòng ngắn mạch phụ để tăng thời gian nhả chậm Trong vật liệu từ lý t- ởng, sau ngắt điện cuộn dây, từ thông lõi giảm đến giá trị Hình 3.31 Rơle thời gian điện từ d- d Giá trị d vật liệu kích 1- Lõi thép mạch từ; 2- Nắp; 3- Đệm phi từ th- ớc mạch từ định Lực khử từ tính; 4- Bảng lắp đặt rơle; 5- Đế nhôm; 6nhỏ, mật độ từ thông d- Bd nhỏ, từ thông d- d bé thời gian nhả chậm rơle lớn Thời gian nhả chậm mạch từ bÃo hoà tính theo c«ng thøc: W2 t R d HƯ thèng tiÕp điểm; 7- Cuộn dây; 8- ống trụ rỗng; 9- Lò xo nhỏ; 10- Vít điều chỉnh lực lò xo nhả; 11- Lò xo tách nắp; 12- Chốt đẩy nắp; 13- Vít điều chỉnh lực tách nắp d I W Trong đó: W số vòng ống ngắn mạch, th- ờng W = R điện trở vòng ngắn mạch: R (1 ) s Điện trở R phụ thuộc vào điện trở suất  cđa vËt liƯu, kÝch th- íc chiỊu dµi trung bình vòng l, tiết diện ngang s, hệ số nhiệt điện trở nhiệt độ làm việc vòng, ảnh h- ởng đến thời gian nhả chậm rơle Ngoài vật liệu có độ từ thẩm cao đoạn ch- a bÃo hoà đ- ờng cong từ hoá cho thời gian nhả chậm lớn Trong điều kiện giống nhau, thời gian nhả chậm từ thông ban đầu định, giá trị đ- ờng cong từ hoá trạng thái đóng định Vì dòng điện cuộn dây điện áp tỉ lệ với nên t- ơng quan từ thông điện áp (u) tỉ lệ nh- ng tỉ lệ khác Khi mạch từ ch- a bÃo hoà, 136 điện áp định mức, giá trị phụ thuộc nhiều vào giá trị ®iƯn ¸p ngn Khi ®ã thêi gian chËm sÏ phơ thuộc theo điện áp đặt vào cuộn dây Trong sơ đồ truyền động điện, điện áp đặt lên cuộn dây th- ờng thấp định mức Do đó, thời gian nhả nhỏ nhỏ Để tạo đ- ợc thời gian nhả chậm không phụ thuộc vào điện áp nguồn, mạch từ phải bÃo hoà cao (hình 3.32) Trong vài loại rơle, điện áp sụt đến 50% không ảnh h- ởng đến thời gian chậm Muốn thời gian nhả chậm ổn định, thời gian cấp điện cho cuộn dây phải đủ lớn để từ thông đạt đủ đến giá trị xác lập Thời gian gọi thời gian nạp (hay thời gian chuẩn bị) Nếu thời gian nạp không đủ, thời nhả chậm bị giảm Thời gian nạp vào khoảng giây Nhiệt độ môi tr- ờng ảnh h- ởng đến thời gian nhả chậm Nhiệt độ tăng làm thời gian nhả chậm giảm, giảm đến 50% Chịu ảnh h- ởng nhiệt độ nh- ợc điểm loại rơle 2- Điều chỉnh thời gian làm việc: Bằng cách thay đổi lực căng lò xo nhả (hình 3.31) Nh- ng trạng thái mở nam châm điện, số thời gian Hình 3.32 Sự phụ thuộc thời gian nhả điện từ nam châm điện nhỏ, nên thời vào điện áp nguồn cung cÊp gian nh¶ chËm hót cịng nhá, kho¶ng A- Vùng không bÃo hòa; B Vùng bÃo hòa 0, giây Khi cần thời gian nhả chậm lớn giây phải dùng rơle chế độ nhả Lúc điều chỉnh thời gian nhả chậm cách sau: - Thay đổi lực lò xo tách nắp 11 (hình 3.31) Đầu lò xo tựa vào miếng lót 14 đà đ- ợc chốt 15 vặn chặt lên nắp Đầu d- ới lò xo truyền lực lên chốt đồng 12 tự di chuyển lỗ nắp Trục chốt đồng 12 di chuyển t- ơng trục lò xo trạng thái đóng, chốt 12 bị đẩy lên lò xo 11 bị thêm lực ép Lò xo 11 tạo lực tách nắp khỏi lõi giai đoạn đầu trình nhả rơle Thay đổi lực ép ban đầu lò xo tức thay đổi lực tách nắp nhờ ốc điều chỉnh 13 - Nếu tăng lực lò xo 11, làm tăng lực tách nắp, tăng từ thông nhả, dẫn đến giảm thời gian nhả chậm rơle (hình 3.33.a) Ng- ợc lại giảm lực lò xo tăng thời gian nhả chậm Khi từ thông nhả nh gần từ thông d- d, thời gian nhả chậm tăng lên nhiều sai lệch tăng nhiều, làm giảm độ xác rơle Do không cho rơle làm việc vùng nh d - Để thay đổi phạm vi lớn nhảy cấp (điều chỉnh thô) thời gian nhả chậm rơle, thay đổi chiều dày đệm phi từ tính đặt nắp lõi thép 137 trạng thái đóng, mạch từ bÃo hoà, bề dày đệm ảnh h- ởng đến giá trị Khi giảm chiều dày đệm phi từ tính (0, 10, 3mm), làm tăng độ từ cảm cuộn dây có lõi thép, mạch từ trạng thái không bÃo hoà làm giảm tốc độ suy giảm từ thông lõi, kết thời gian nhả chậm tăng lên (hình 3.33.b) Hình 3.33 Điều chỉnh thời gan nhả chậm rơle a- Thay đổi lực lò xo nhả; b- Thay đổi đệm phi từ tính Loại rơle đ- ợc chế taọ có thời gian nhả chậm từ 0, đến giây, sử dụng điện chiều Dòng điện định mức tiếp điểm rơle 10A điện áp 110V 5A điện áp 220V Rơle làm việc bền, chắn 6.10.3 Rơ le thời gian kiểu đồng hồ Trong rơle thời gian kiểu đồng hồ, phận động lực làm rơle hoạt động cuộn lò xo (nh- dây cót đồng hồ khí) Khi vặn lò xo cuộn chặt lại, lò xo đà đ- ợc nạp l- ợng Do tính đàn hồi, lò xo xổ trở trạng thái đầu, giải phóng l- ợng làm rơle hoạt động Bộ phận động lực nam châm điện Khi có tín hiệu điều khiển vào cuộn dây nam châm, phần ứng (nắp) nam châm đ- ợc hút vỊ phÝa lâi nhê lùc hót ®iƯn tõ sÏ kÐo căng lò xo (hoặc làm nhả lò xo đà đ- ợc kéo hay nén sẵn) để rơle hoạt động Bộ phận tạo thời gian hệ thống bánh giảm tốc cấu cóc dao động Cơ cấu cóc có tác dụng làm bánh chuyển động quay với tốc độ chậm không đổi nh- đồng hồ khí thông th- ờng, nhờ tạo đ- ợc thời gian trễ cho rơle Sơ đồ động đơn giản rơle thời gian kiểu đồng hồ dùng điện xoay chiều nh- hình 3.34.a chiều hình 3.34.b Mạch từ nắp làm thép kỹ thuật điện dập ghép lại ®Ĩ gi¶m tỉn hao lâi thÐp, ®ång thêi chÕ tạo đơn giản Cuộn dây đặt trụ mạch từ Nắp nối với lò xo nhả Một đầu tay đòn cấu đồng hồ tì vào nắp nhờ lò xo kéo Khi nam châm điện đ- ợc cấp điện, nắp đ- ợc hút xuống làm hệ thống bánh đồng hồ quay d- ới tác động lò xo kéo 6, dẫn đến tay quay quay sau thời gian tác động lên hệ tiếp điểm Nhờ lắc (dao động) cấu cóc 7, tốc độ quay tay quay đ- ợc giảm xuống không đổi, làm cho thời gian tác động rơle đ- ợc kéo dài, độ xác tính ổn định làm việc đ- ợc tăng cao Điều chỉnh thời gian tác động rơle cách thay đổi góc quay ban đầu tay quay (hoặc cấu cam) hệ tiếp điểm Ngoài rơle có hệ tiếp điểm tác động tức thời 10 (không trễ) đ- ợc đóng mở nhờ nắp nam châm điện 138 Hình 3.34.a Rơle thời gan kiểu đồng hồ 1- Nam châm điện; 2- Nắp từ; 3- Cuộn dây hút; 4- Lò xo nhả; 5- Tay đòn; 6- Lò xo kéo; 7- Cơ cấu cóc; 8- Tay quay; 9- TiÕp ®iĨm trƠ; 10- TiÕp ®iĨm ®ãng nhanh Hình 3.34.b Rơle thời gan chiều kiểu đồng hồ 1- Lò xo nhả; 2- Lõi hút; 3- Mạch từ; 4- Cuộn dây; 5, 6, 7, 8- Các bánh truyền động; 9- Khớp ly hợp chiều; 10- Cơ cấu điều chỉnh; 11- Lò xo tạo thời gian; 12Trục quay; 13- Bảng thời gian; 14- Tiếp điểm tĩnh; 15- Tiếp điểm động tác động chậm; 16, 17- bánh truyền động; 18, 19- Cơ cấu cóc; 20, 21- tay quay trun ®éng; 22, 23, 24- HƯ thèng tiÕp điểm tác động nhanh Thời gian trễ loại rơle kiểu đồng hồ đạt tới 20 giây 0, Rơle làm việc ổn định, gần nh- không bị ảnh h- ởng dao động điện áp nguồn, tuổi thọ cao Nếu dùng cho điện chiều, cần thay nam châm điện loại nam châm chiều Một số loại rơle thời gian kiểu đồng hồ có phận động lực loại khí, dùng lò xo cuộn nhđà nói trên, có thời gian trễ dài hơn: 6; 15; 30; 60 phút Ví dụ rơle hẹn ngắt số đồ dùng điện nh- quạt, máy giặt, ổ cắm điện Có loại rơle đ- ợc thay đòn quay cấu nhiều bánh xe cam để đóng mở nhiều tiếp điểm thời điểm thời 139 gian trễ khác nhau, dùng điều khiển thiết bị làm việc theo ch- ơng trình đà định nhmáy giặt, máy rửa, máy ấp trứng công nghiệp sinh hoạt 6.10.4 Rơle thời gian điện tử 1.Rơle thời gian đèn điện tử (Hình 3.35) * Nguyên lý làm việc: Khi đóng khoá K, tụ điện C đ- ợc nạp điện áp U0 với cực tính âm Vì điện áp U0 lớn điện áp phóng Up đèn ba cực, nên lúc đèn bị khoá Trong mạch anôt dòng điện, rơle trạng thái nhả Khi mở khoá K, tụ điện C bắt đầu phóng điện qua điện trở R Điện áp U0 từ từ giảm theo hàm mũ tắt dần Điện l- ới đèn từ từ trở nên d- ơng Sau thời gian điện đạt đến giá trị điện áp l- ới tác động, đèn chuyển sang chế độ mở Dòng điện mạch anốt tăng lên, làm rơle điện từ tác động, tiếp điểm đầu rơle đ- ợc đóng Ta nói rơle thời gian đà tác động (chế độ đóng chậm) Thời gian tác động rơle phụ thuộc vào số thời gian (quán tính điện) mạch RLC: t td  RC ln U0 U td Trong đó: ttđ - Thời gian tác động rơle; U0 - Điện áp nguồn điều khiển; Hình 3.35 Rơle thời gian điện tử Utđ - Điện áp l- ới đèn rơle tác a- Sơ dò nguyên lý; b- Đặc tính thời gian t(U0) động Nếu R C có trị số lớn, thời gian chậm tăng Loại rơle có thời gian chậm (trễ) đến vài phút Khi thời gian chậm lớn, độ xác rơle giảm Điều chỉnh thời gian chậm cách thay đổi trị số điện trở R 2.Rơle thời gian bán dẫn (hình 3.36) Thay đèn điện tử transistor bán dẫn Thực chất, khuếch đại hai tầng làm việc trạng thái rơle Đầu vào T1 qua điện trở R3, Chế độ làm việc mạch đ- ợc chọn cho khoá K đóng rơle điện từ R trạng thái nhả Khi có tín hiệu điều khiển, khoá K mở, tụ C bắt đầu phóng điện qua điện trở R2 cực phát T1 Do điện điểm A tăng dần, làm cho dòng điện qua cực phát T2 tăng Sau thời gian xác định, tuỳ thuộc vào trị số C R2, dòng điện đạt đến trị số tác 140 động, rơle điện từ R đóng, tiếp điểm đầu rơle đóng Điện trở R4 dùng để thay đổi dòng tác động rơle điện từ Loại rơle có thời gian chậm đến vài phút Ưu điểm có tuổi thọ cao, công suất điện tiêu thụ ít, nh- ng đặc tính thời gian chịu ảnh h- ởng dao động điện áp nguồn nhiệt độ môi tr- ờng Vì vậy, để nâng cao độ xác thời gian rơle, rơle phải có thêm phần mạch phụ trợ khác nh- : mạch ổn định điện áp làm việc, mạch bù nhiệt Rơle điện từ R đ- ợc dùng với mục đích cách ly điện mạch rơle với mạch phía sau tăng dòng rơle, tiếp điểm rơle điện từ cho phép đóng ngắt dòng đến 5A dòng mạch cực phát T2 nhỏ, cỡ vài Hình 3.36 Rơle thời gian bán dẫn dùng điện chiều phần trăm ampe Với rơle dùng điện xoay chiều, rơle có phần mạch chỉnh l- u mạch lọc điện áp nguồn Hai loại rơle thời gian điện tử bán dẫn tạo thời gian trễ sở sử dụng trình phóng điện tụ mạch điện qua điện trở Hạn chế chúng khoảng thời gian trễ nhỏ, phụ thuộc vào dao động điện áp nguồn nhiệt độ Do độ xác không cao 3.Rơle thời gian vi mạch (IC) Với rơle loại này, ng- ời ta tạo loại rơle thời gian có dải thời gian làm việc rộng, từ 0, 001 giây đến 9999 giờ, độ xác tin cậy cao, nhiều tính làm việc Đáp ứng đ- ợc yêu cầu toán tự động điều khiển có nội dung phức tạp, khối l- ợng thông tin lớn a/ Cấu tạo sơ đồ khối hình 3.37 * Bộ phận tạo thời gian: phần mạch dao động, tạo xung có tần số ổn định không đổi Thông th- ờng, tần số dao động lớn, từ vài trăm KHz trở lên Nên tần số đ- ợc làm giảm phù hợp với đặc tính thời gian làm việc rơle qua phần mạch chia tần số Trong số loại rơle thời gian dïng ngn xoay chiỊu l- íi ®iƯn qc gia, ng- ời ta dùng tần số nguồn làm xung thời gian chuẩn, xung ứng với 0, 01 giây tần số 50 Hz *Bộ phận đếm xung: Bộ phận đếm xung xuất từ thời điểm rơle làm việc (có tín hiệu điều khiển đầu vào) đến thời điểm rơle tác động Số xung đếm đ- ợc cho thời gian trễ cần thiết Kết đếm đ- a dạng t- ơng tự dạng số 141 Dao động xử lý tần số Nguồn Đếm xung AC DC So sánh Chỉnh định hiển thị Hình 3.37 Sơ đồ khối chức rơle thời gian vi mạch *Bộ phận so sánh: So sánh kết đếm xung với mức chuẩn thời gian đặt (chỉnh định) tr- ớc Thời gian chỉnh định ban đầu dạng t- ơng tự dạng số Nếu đại l- ợng làm việc rơle đ- ợc xử lý dạng t- ơng tự, ta có rơle kỹ thuật t- ơng tự Khi đ- ợc xử ký dạng số, ta có rơle kỹ thuật số Khi kết đếm giống số liệu chỉnh định so sánh cho tín hiệu ra, rơle tác động *Bộ phận nguồn cung cấp: Bộ phận có chức biến đổi điện áp nguồn cho rơle, điện chiều xoay chiều, th- ờng 24V; 110V; 220V thành mức điện áp thấp chiều, có cực tính phù hợp với điện áp làm việc linh kiện vi mạch rơle: 12V; 8V; 5V *Bộ phận đầu ra: Bộ phận đầu có nhiệm vụ ghép nối chuyển tín hiệu tác động rơle đến thiết bị phía sau rơle, phận th- ờng rơle điện từ công suất nhỏ (hoặc transistor công suất) Khi có tín hiệu tác động từ phận so sánh truyền đến, rơle điện từ tác động, tiếp điểm chúng chuyển trạng thái từ mở sang đóng ng- ợc lại Các tiếp điểm có dòng làm việc định mức đến 5A điện áp làm việc định mức 220V Mặt khác, rơle điện từ cho phép cách ly điện hai phần mạch điện tr- ớc sau rơle Thông th- ờng, rơle thời gian đ- ợc lắp hai cặp tiếp điểm, ®ã mét cỈp (gåm mét tiÕp ®iĨm th- êng ®ãng tiếp điểm th- ờng mở) tác động tức thời cặp tác động có thời gian trễ, tạo điều kiện thuận lợi sử dụng *Bộ phận chỉnh định: Bộ phận chỉnh định núm xoay trơn liên tục (nh- rơle kỹ thuật t- ơng tự) nút ấn, phím gạt nhỏ, núm xoay tõng b- íc (nh- ë r¬le kü tht sè) dïng để chỉnh định (đặt tr- ớc) thông số thời gian trễ làm việc rơle phức tạp hơn, nh- rơle lập trình đ- ợc, núm dùng để chọn (đặt) chức làm việc, thay đổi dải thời gian, đơn vị thời gian, hẹn giờ, đặt ch- ơng trình làm việc cho rơle chỉnh vỊ *Bé phËn chØ thÞ (hiĨn thÞ): Bé phận thị cho ng- ời sử dụng biết rõ thông số làm việc thời (hiện tại), chức làm việc rơle Tín hiệu hiển thị th- ờng đ- ợc thể dạng chữ số, chữ cái, hình mà hoá in, bảng LED sáng nhấp nháy theo qui luật (mà hoá) 142 Trong phận trên, phận chỉnh định phận thị hai phËn chÝnh thùc hiƯn viƯc “giao tiÕp” trùc tiÕp gi÷a ng- ời sử dụng rơle 3.10.4 Thông số kỹ thuật - Điện áp làm việc: Các cấp AC: 110V, 220V, 50/60 Hz; DC: 12V, 24V, 48V Công suất tiêu thụ (W) Thời gian trễ đặt dải điều chỉnh Dòng điện đầu (A) Số l- ợng tiếp điểm: Tác động tức thời, tác động có trễ, th- ờng đóng, th- ờng mở 6.11 Rơle tốc độ 6.11.1 Khái niệm chung Đại l- ợng đầu vào rơle tốc độ quay thiết bị làm việc Đại l- ợng trạng thái đóng, mở tiếp điểm Khi tốc độ quay v- ợt trị số đà định, rơle tác động Có nhiều loại rơle tốc độ làm việc theo nguyên lý khác nhau: Rơle tốc độ kiểu ly tâm; rơle tốc độ kiểu điện tử; rơle tốc độ kiểu máy phát 6.11.2 Cấu tạo, nguyên lý làm việc a Rơle tốc độ kiểu ly tâm (cơ khí) hình 3.38 Trên trục quay đ- ợc cố định hệ thống ly tâm gồm văng lò xo kéo 3: Khi trục đứng yên quay với tốc độ nhỏ tốc độ tác động, lò xo kéo làm văng tỳ lên đĩa cách điện Hệ thống tiếp điểm th- ờng mở 5, hệ thống tiếp điểm th- ờng ®ãng Khi tèc ®é quay cđa trơc ®¹t ®Õn trị số tác động (lực ly tâm văng đủ lớn) thắng lực kéo lò xo, làm Hình 3.38 Rơle tốc độ kiểu ly tâm văng không tỳ vào đĩa 4, lò xo nén đẩy đĩa 1- Trục quay; 2- Quả văng ly tâm; dịch chuyển theo h- ớng dọc trục làm đóng 3- Lò xo kép; 4- Giá tiếp điểm động; tiếp điểm mở tiếp điểm 5- Tiếp điểm th- ờng mở; 6- Tiếp điểm Muốn thay đổi trị số tác động th- ờng đóng rơle, điều chỉnh độ căng lò xo kéo Rơle th- ờng dùng để ngắt cuộn mở máy động không đồng pha khởi động tụ Tốc độ tác ®éng cđa r¬le th- êng tõ 0, ®Õn 0, tốc độ định mức động b Rơle tốc độ kiểu cảm ứng (điện) hình 3.39 * Cấu tạo: Rơle gồm ba phần chính: Rôto, stato hệ thống tiếp điểm Rôto có dạng trục quay, có gắn nam châm vĩnh cửu Rôto đ- ợc nối với trục quay thiết bị làm việc Stato gồm lồng sóc đồng đặt 143 lõi thép dẫn từ (t- ơng tự rôto lồng sóc động không đồng bộ) Trên vỏ stato có gắn cần tác động Hình 3.40 Rơle tốc độ kiểu máy phát 1- Trục quay; 2- Nam ch©m vÜnh cưu; 3- Cn d©y stato; 4- Bộ xử lý tín hiệu đầu Hình 3.39 Rơle tốc độ kiểu cảm ứng 1- Trục quay; 2- Nam ch©m vÜnh cưu; 3- Lång sãc; 4- Lâi thÐp stato; 5- Cần tác động; 6- Hệ thống tiếp điểm * Nguyên lý làm việc: Khi trục thiết bị công tác quay, rôto rơle quay theo, từ tr- ờng nam châm vĩnh cửu quay cắt ngang dẫn stato Trong lồng sóc xuất dòng điện cảm ứng Tác dụng dòng cảm ứng với từ tr- ờng quay khe hở stato rôto tạo mômen lực làm quay stato rơle Mômen quay tỉ lệ thuận với tốc độ rôto Khi tốc độ rôto (tức tốc độ trục quay thiết bị công tác) đạt đến tốc độ tác động, mômen quay stato đủ lớn làm dịch chuyển stato cần tác động thực đóng, mở tiếp điểm rơle c Rơle tốc độ kiểu máy phát.Hình 3.40 Trên rôto có lắp nam châm vĩnh cửu Trên lõi thép stato có đặt cuộn dây (một pha ba pha) Khi trục máy công tác quay, trục rôto rơle quay theo, làm từ tr- ờng nam châm vĩnh cửu quay Do đó, cuộn dây stato xuất điện áp cảm ứng tỉ lệ thuận với tốc độ quay Rơle làm việc nh- máy phát điện đồng bộ, có kích từ nam châm vĩnh cửu Khi tốc độ quay đạt đến trị số chỉnh định tr- ớc, điện áp cuộn dây stato đủ lớn làm rơle điện từ (nối đầu rơle) tác động Hệ thống tiếp điểm chuyển trạng thái Rơle làm việc đến tốc độ 3600vòng/phút 144 Câu hỏi tập ch-ơng Ph n 1: V t li u n C©u 1: Nêu c u t o nguyên t phân t c a v t li u n Khái quát v n ng l ng nguyên t lý thuy t phõn vựng n ng l ng Câu 2: Phân loại vật liệu dẫn điện đặc tính v t li u dẫn điện Câu 3: Phân tích tính chất chung KL HK Câu 4: Đặc điểm, ứng dụng đồng hợp kim đồng Các ph- ơng pháp hàn kết dính đồng Câu 5: Đặc điểm, ứng dụng Nhôm hợp kim Nhôm Các ph- ơng pháp hàn kết dính Nhôm Câu 6: So sánh kim loại Đồng Nhôm ( Tính chất chung, ứng dụng) Câu 7: Nêu yêu cầu VL dùng làm điện trở, lựa chọn vật liệu dùng làm loại điện trở Câu 8: Nêu yêu cầu VL dùng làm tiếp điểm, lựa chọn vật liệu dùng làm loại tiếp điểm Câu 9: Những t- ợng xẩy vật liệu cách điện đặt điện tr- ờng Câu 10: Phân tích t- ợng già hoá vật liệu cách điện Câu 11: Đặc điểm chung vật liệu cách điện gốm, sứ mi ca Câu 12: Đặc điểm chung vật liệu cách điện lỏng nửa lỏng Câu 13: Lựa chọn loại vật liệu dùng để chế tạo MBA động điện pha roto lồng sóc Câu 14: Phân loại dây dẫn, cáp điện; giải thích ký hiệu vỏ dây dẫn Câu 15: Nêu PP chung để lựa chọn dây dẫn, cáp điện; Điều kiện để chọn dây thay chúng khác lo¹i vËt liƯu Ph n 2: Khí c n Câu 1: Phân loại khí cụ điện; yêu cầu khí cụ điện Câu 2: Phân tích qúa trình ion hoá trình phản ion hoá Câu 3: Các biện pháp dập tắt hồ quang điện Câu 4: Tiếp xúc điện (Điện trở tiếp xúc, yếu tố ảnh h- ởng tới điện trở tiếp xúc) Câu 5: Phân loại cầu chì, phân tich cấu tạo nguyên lý làm việc loại cầu chì Câu 6: Phân loại nút ấn, phân tích cấu tạo nguyên lý làm việc loại nút ấn Câu 7: Phân loại công tắc, phân tích cấu tạo nguyên lý làm việc loại loại công tắc Câu 8: Phân tích cấu tạo, nguyên lý làm việc rơ le điện từ 145 Câu 9: Phân tích cấu tạo, nguyên lý làm việc thông số kỹ thuật rơ le dòng cực đai Câu10: Phân tích cấu tạo, nguyên lý làm việc thông số kỹ thuật rơ le nhiệt Câu 11: Phân loại, cấu tạo, nguyên lý làm việc ATM pha, pha, thông số kỹ thuật Câu 12: Vẽ phân tích sơ đồ bảo vệ truyền động ®iƯn cđa ®éng c¬ ®iƯn chiỊu b»ng r¬ le dòng điện cực đại, thông số kỹ thuật Câu 13: Phân tích cấu tạo nguyên lý làm việc rơ le thời gian kiểu đồng hồ Câu 14: Phân tích cấu tạo, nguyên lý làm việc thông số kỹ thuật công tắc tơ Câu 15: Phân loại cầu dao cách ly, phân tích cấu tạo nguyên lý làm việc cách lựa chọn cầu dao cách ly Câu 16: Phân loại máy cắt, phân tích cấu tạo nguyên lý làm việc cách lựa chọn máy cắt Câu 17: Phân loại chống sét, phân tích cấu tạo nguyên lý làm việc cách lựa chọn chống sét Câu 18: Giải thích ký hiệu có nhÃn khí cụ điện Câu 19: Chọn cầu chì bảo vệ cho động điện, nhóm động có thông số khác -Tớnh ch n c u chì b o v cho đ ng c K B pha có cơng su t Pđm = 7,5 kW; cos = 0,8; kmm =2;  = 0,91; C = 2; U= 0,4 kV - Tính ch n c u chì b o v cho h gia đình có cơng su t tính tốn P tt = kW; cos = 0,8; U = 220V - Tính ch n c u chì b o CC; CC1; CC2;CC3 đ ng dây có thơng s k thu t sau: S đ nh hình v C1: Pđm= 11 kW; cosđm= 0,85; đm = 0,8; Imm = Iđm ;Uđm = 0,4 kV; C= 1,6 C2: Pđm= 15 kW; cosđm= 0,8; đm = 0,86; Imm = Iđm; Uđm = 0,4 kV; C= 1,6 Ph t i chi u sáng + sinh ho t có: Stt = kW; U = 220V; Dòng n ng n m ch l n nh t c a đ ng dây I(3)k = 350 A 146 CC CC3 Chi u sáng, sinh ho t CC2 CC1 C1 C2 Câu 20: Chọn ATM bảo vệ cho nhóm phụ tải biết thông sè ( P, U, K®t, I®m ) Tính ch n aptomat Ap, Ap1, Ap2,Ap3, b o v cho đ ng dây có thơng s sau: C1: Pđm= 7,5 kW; cosđm= 0,85 ; đm = 0,8 ; Imm = Iđm; Uđm = 0,4 kV; C= 2,5 C2: Pđm= 15 kW; cosđm= 0,8 ; đm = 0,86 ; Imm = Iđm,; Uđm = 0,4 kV; C= 2,5 Ph t i chi u sáng + sinh ho t có Ptt = 9,5kW; U = 220 V; Cos = 0,8 Dòng n ng n m ch l n nh t c a đ ng dây I(3)k = 550 A Ap Ap Chi u sáng, sinh ho t Ap C2 Ap C1 Câu 21: Ch n máy c t ph t i b o v cho ngu n n có Uđm = 6,3 kV; Ilvmax = 450 A; IK = 10 kA; tN = 1,5 (s); kxk= 1,8 147 ... cách điện 2.1.1 Điện tr- ờng Mục đích cách điện trì khả cách điện vật liệu cách điện đặt điện tr- ờng tránh t- ợng sau: - Phóng điện vật liệu cách điện - Đánh thủng toàn phần phận bên vật liệu. .. phân loại đặc tính vật liệu dẫn điện 1.1.1 Khái niệm vật liệu dẫn điện Vật liệu dẫn điện dạng vật chất có chứa điện tích tự (ngay điều kiện th- ờng) Khi đặt chúng điện tr- ờng điện tích tự chuyển... 2.1 - Phóng điện bề mặt bề mặt tiếp xúc hai vật liệu Hiện t- ợng phóng điện xẩy điện áp lớn trị số đặc tr- ng vật liệu cách điện kết cấu hình học điện cực trị số điện áp phóng điện Điện áp mà