4.4.1.1. Công dụng
Nút nhấn còng gọi là nút điều khiển là một loại khí cụ điện dùng để đóng ngắt từ xa các thiết bị điện từ khác nhau; các dụng cụ báo hiệu và cũng để chuyển đ i các mạch điện điều khiển, tín hiệu liên động bảo vệ… Ở mạch điện một chiều điện áp đến 440V và mạch điện xoay chiều điện ap 500V, tần số
50Hz; 60Hz, nút nhấn thông dụng để khởi động, đảo chiều quay động cơ điện
bằng cách đóng và ngắt cáccuộn dây của contactor nối cho động cơ.
Nút nhấn thường được đặt trên bảng điều khiển, ở tủ điện, trên hộp nút nhấn. Nút nhấn thường được nghiên cứu, chế tạo làm việc trong môi trường không ẩm ướt, không có hơi hóa chất và bụi bẩn. Nút nhấn có thể bền tới 1.000.000 lần đóng không tải và 200.000 lần đóng ngắt có tải. Khi thao tác nhấn nút cần phải dứt khoát để mở hoặc đóng mạch điện.
4.4.1.2. Phân loại
Nút ấn được phân loại theo các yếu tố sau:
Phân loại theo chức năng trạng thái hoạt động của nút ấn, có 2 loại: Nút ấn đơn: Mỗi nút ấn ch có một trạng thái (ON hoặc OFF)
Nút ấn kép: Mỗi nút ấn có hai trạng thái (ON và OFF), tiếp điểm thường mởliên động với tiếp điểm thường đóng.
Trong thực tế, để dễ dàng sử dụng và tháo ráp lấp lẫn trong quá trình sửa chữa, thường người ta dùng nút ấn kép, ta có thểdùng nó như là dạng nút ấn ON hay OFF.
Phân loại theo hình dạng bên ngoài, người ta chia nút nhấn ra thành 4 loại:
Loại hở. Loại bảo vệ.
Loại bảo vệ chống nước và chống bụi: Nút ấn kiểu bảo vệ chống nước
được đặt trong một hộp kín khít đểtránh nước lọt vào. Nút ấn kiểu bảo vệ
chống bụi nước được đặt trong một vỏ cacbon đút kín khít để chống ẩm và bụi lọt vào.
Loại bảo vệ khỏi n : Nút ấn kiểu chống n dùng trong các hầm lò, mỏ than hoặc ở nơi có các khí n lẫn trong không khí. Cấu tạo của nó đặc biệt kín khít không lọt được tia lửa ra ngoài và đặc biệt vững chắc để không bị phá vỡ khi n .
Theo yêu cầu điều khiển chia nút ấn ra 3 loại: một nút, hai nút, ba nút.
Theo kết cấu bên trong: Nút ấn loại có đèn báo.
Nút ấn loại không có đèn báo.
4.4.1.3. Cấu tạo
Nút ấn gồm hệ thống lò xo, hệ thống các tiếp điểm thường mở – thường
đóng và vỏ bảo vệ. Khi tác động vào nút ấn, các tiếp điểm chuyển trạng thái; khi
không còn tác động, các tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu.
4.4.1.4. Các thông số kỹ thuật của n t nhấn
Uđm: điện áp định mức của nút nhấn.
Iđm: dòng điện định mức của nút nhấn.
Trị số điện áp định mức của nút nhấn thường có giá trị 500V. Trị số dòng điện định mức của nút nhấn thường có giá trị 5A.
Theo qui định về màu của các nhà sản xuất: Màu đỏ: màu để dừng hệ thống.
Màu xanh: màu để khởi động hệ thống.
4.4.2. ộ khống chế 4.4.2.1. Công dụng
Dùng để điều khiển gián tiếp các động cơ điện công suất lớn, thông qua việc làm chuyển mạch điện điều khiển các cuộn hút của rơle, contacto, khởi
động từ. Ngoài ra, còn được dùng để điều khiển trực tiếp các động cơ công suất bé, nam châm điện và các thiết bịđiện khác.
Bộ khống chế được dùng để điều khiển gián tiếp các động cơ điện công suất lớn bằng cách là chuyển đ i mạch điện điều khiển các cuộn dây hút của công tắc tơ, khởi động từ. Đôi khi cũng được dùng đóng cắt trực tiếp các động
cơ có công suất bé nam châm điện và một số thiết bị khác được gọi là bộ khống chế ch huy.
Ngoài ra, dùng nhiều trong các hệ thống điều khiển cẩu hàng, tàu thủy…
Bộ khống chế có thể truyền động bằng tay, hoặc bằng động cơ chấp hành.
4.4.2.2. Phân loại
Theo kết cấu, người ta chia bộ khống chế ra làm 2 loại: - Bộ khống chế hình trống.
- Bộ khống chế hình cam.
- Bộ khống chế ch huy. - Bộ khống chế động lực.
Về nguyên lý, bộ khống chế ch huy không khác gì so với bộ khống chế động lực, mà nó ch có hệ thống tiếp điểm bé, nhẹ nhỏ hơn và sử dụng ở mạch
điều khiển.
Theo nguồn điện sử dụng, người ta chia bộ khống chế ra làm 2 loại: - Bộ khống chế điện xoay chiều.
- Bộ khống chế điện một chiều.
4.4.2.3. Cấu tạo, nguy n lý làm việc
Hình 4-13: Cấu tạo bộ khống chế.
Trên trục quay đã được bọc cách điện, người ta bắt chặt các đoạn vành trượt bằng đồng có cung dài làm việc khác nhau. Các đoạn này được làm các vành tiếp xúc động sắp xếp ở các góc độ khác nhau, một vài đoạn vành được nối điện với nhau ẩn ở bên trong các tiếp điểm t nh có lò xo đàn hồi, kẹp chặt trên một cán cố định đã được bọc cách điện với nhau và được nối trực tiếp với mạch điện bên ngoài. Khi quay trục các đoạn vành trượt tiếp xúc mặt với các ch i tiếp
4.4.3. Công tắc hành trình4.4.3.1. Công tắc 4.4.3.1. Công tắc
Công tắc hành trình dùng để đóng gắt mạch điện điều khiển trong truyền
động điện, tự động hóa... Tùy thuộc vị trí cữ gạt ở các cơ cấu chuyển đ i cơ khí
nhằm tự động điều khiển hành trình làm việc hay tự động ngắt điện ở cuối hành
trình đểđảm bảo an toàn.
Công tắc hành trình có tác dụng như là nút ấn, động tác ấn bằng tay được thay thế bằng động tác va chạm của các bộ phân cơ khí, làm cho quá trình
chuyển động cơ khí thành tín hiệu điện...
Cách dùng của công tắc hành trình có thể được phân thành hai cách như
sau: một loại giống như một công tắc để hạn chế một chuyển động cơ khí không được vượt quá giới hạn cho phép, còn một loại dùng để làm công tắc cho thiết bị
nâng hạ, hạn chế các hành trình cơ giới của thiết bị này. Ví dụ mạch sử dụng công tắc hành trình để tựđộng khống chếhành trình đóng mở c ng.
4.4.3.2. Phân loại
Ngày nay, việc áp dụng các dây chuyền tự động đòi sử dụng nhiều dạng công tắc hành trình khác nhau, bởi vì những thực hiện mở đóng các tiếp điểm trong công tắc hành trình phải phù hợp với những sơ đồđộng học và cấu tạo của máy công tác. Tùy theo cấu tạo của công tắc hành trình mà có thể chia thành các loại công tắc hành trình: kiểu nút ấn, kiểu tì, kiểu quay.
* Ký hiệu
Trong các sơ đồ điện thì tiếp điểm của công tắc hành trình được ký hiệu
như sau:
Hình 4-14: Ký hiệu công tắc hành trình.
Bộ phân tiếp điểm của công tắc hành trình bao giờ cũng có một tiếp điểm
thường mở và một tiếp điểm thường đóng, trong đó tiếp điểm động là chung.
4.4.3.3. Cấu tạo và nguy n lý làm việc
Thường gặp các loại công tắc hành trình dưới đây:
a)Công tắc hành trình kiểu nút ấn
Công tắc này gồm có đếcách điện trên đó có lắp đặt các tiếp điểm kiểu cầu 1, 2, 3.
Hình 4-15: Cấu tạo công tắc hành trình kiểu nút ấn.
Công tắc này thường được lắp ở điểm cuối của hành trình. Khi cơ cấu được
điều khiển đi hết đoạn hành trình cần điều khiển vấu lồi của nó sẽ đè lên nút,
trục sẽ tác động xuống mở cặp tiếp điểm 1 - 2 ra và đóng cặp tiếp điểm 2 - 3 lại. Sau khi vấu lồi đã đi hết qua, lò xo sẽđẩy trục và các tiếp điểm động sẽ trở về vị trí ban đầu.
Trong các công tắc hành trình này tốc độđóng ngắt của các tiếp điểm bằng tốc độ chuyển động của trục và phụ thuộc vào tốc độ chuyển động của vấu lồi.
b)Công tắc hành trình kiểu tì
Khi cần dừng máy hay chuyển đ i trạng thái với độ chính xác cao (0,3 - 0,7
mm thì người ta dùng công tắc kiểu tì này.
Công tắc này có một tiếp điểm thường đóng và một thường mở các tiếp
điểm t nh lắp trên đế, tiếp điểm động gắn trên đầu tự do của lò xo lá, khi ấn nút lò xo bị biến dạng dần. Sau khi nút bị tác động tụt xuống một khoảng xác định lò xo sẽ bật nhanh xuống phía dưới làm cho tiếp điểm trên mở ra và tiếp điểm
dưới đóng lại, quá trình chuyển đ i trạng thái này sang trang thái kia rất nhanh. T ng hành trình của nút ấn bằng 0,7mm. Sau khi thôi ấn nút, công tắc tự động trở lại vịtrí ban đầu.
Hình 4-16: Cấu tạo công tắc hành trình kiểu tì.
c) Công tắc hành trình kiểu đòn
Khi cần có tác động chuyển đ i chắc chắn, trong điều kiện hành trình lớn
và dòng điện lớn thì người ta dùng công tắc hành trình này.
Hình 4-17: Cấu tạo của một công tắc hành trình kiểu đòn.
Sơ đồ biểu diễn vị trí đóng của các tiếp điểm 7 và 8. Then khoá 6 có tác dụng định vị giữ chặt tiếp điểm ở vịtrí đóng. Khi máy công tác tác động lên con
lăn 1, đòn 2 sẽ quay ngược chiều kim đồng hồ, con lăn 12 nhờ lò xo 14 sẽ làm
cho đ a 11 quay đi, cặp tiếp điểm 7- 8 mở ra, cặp tiếp điểm 9-10 đóng lại. Tốc
độ đóng ngắt của tiếp điểm rất lớn không phụ thuộc vào tốc độ của con lăn 1.
Công tắc này có thể ngắt dòng điện một chiều đến 6A, điện áp 220V. Lò xo 5 sẽ kéo đòn 2 về vịtrí ban đầu sau khi không có lực tác động lên con lăn 1 nữa.
4.4.4. Contactor (Công tắc tơ)4.4.4.1. Công dụng 4.4.4.1. Công dụng
Contactor là một khí cụ điện dùng để đóng ngắt các tiếp điểm, tạo liên lạc trong mạch điện bằng nút nhấn. Như vậy, khi sử dụng Contactor ta có thể điều khiển mạch điện từ xa có phụ tải với điện áp đến 500V và dòng là 600A (vị trí
điều khiển, trạng thái hoạt động của Contactor rất xa vị trí các tiếp điểm đóng
ngắt mạch điện).
Hình 4-18: Contactor
4.4.4.2. Phân loại
Phân loại Contactor tuỳtheo các đặc điểm sau:
Theo nguyên lý truyền động: ta có Contactor kiểu điện từ (truyền điện bằng lực hút điện từ), kiểu hơi ép, kiểu thuỷ lực. Thông thường sử dụng Contactor kiểu điện từ.
Theo dạng dòng điện: Contactor một chiều và Contactor xoay chiều (Contactor 1 pha và 3 pha).
4.4.4.3. Cấu tạo
Contactor được cấu tạo gồm các thành phần: Cơ cấu điện từ (nam châm
điện), hệ thống dập hồ quang, hệ thống tiếp điểm (tiếp điểm chính và phụ).
a)Nam châm điện
Nam châm điện gồm có 4 thành phần: Cuộn dây dùng tạo ra lực hút nam châm.
Lõi sắt (hay mạch từ) của nam châm gồm hai phần: Phần cố định và phần nắp di động. Lõi thép nam châm có thể có dạng EE, EI hay dạng CI.
Lò xo phản lực có tác dụng đẩy phần nắp di động trở về vị trí ban đầy khi ngừng cung cấp điện vào cuộn dây.
b)Hệ thống dập hồquang điện
Khi Contactor chuyển mạch, hồquang điện sẽ xuất hiện làm các tiếp điểm bị cháy, mòn dần. Vì vậy, cần có hệ thống dập hồ quang gồm nhiều vách ngăn
làm bằng kim loại đặt cạnh bên hai tiếp điểm tiếp xúc nhau, nhất là ở các tiếp
điểm chính của Contactor.
c) Hệ thống tiếp điểm của Contactor
Hệ thống tiếp điểm 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 của Contactor thành hai loại:
Tiếp điểm chính: Có khả năng cho dòng điện lớn đi qua từ 10A đến vài nghìn A, thí dụ khoảng 1600A hay 2250A). Tiếp điểm chính là tiếp điểm
thường mở đóng lại khi cấp nguồn vào mạch từ của Contactor làm mạch từ
Contactor hút lại.
Tiếp điểm phụ: Có khả năng cho dòng điện đi qua các tiếp điểm nhỏ hơn
5A. Tiếp điểm phụ có hai trạng thái: Thường đóng và thường hở.
Tiếp điểm thường đóng là loại tiếp điểm ở trạng thái đóng có liên lạc với nhau giữa hai tiếp điểm) khi cuộn dây nam châm trong Contactor ở trạng thái ngh không được cung cấp điện). Tiếp điểm này mở ra khi Contactor ở trạng thái hoạt động. Ngược lại là tiếp điểm thường hở.
Như vậy, hệ thống tiếp điểm chính thường được lắp trong mạch điện động lực, còn các tiếp điểm phụ sẽ lắp trong hệ thống mạch điều khiển dùng điều khiển việc cung cấp điện đến các cuộn dây nam châm của các Contactor theo
quy trình định trước).
Theo một số kết cấu thông thường của Contactor, các tiếp điểm phụ có thể được liên kết cố định về số lượng trong mỗi bộ Contactor, tuy nhiên cũng có
một vài nhà sản xuất ch bố trí cố định số tiếp điểm chính trên mỗi Contactor, còn các tiếp điểm phụ được chế tạo thành những khối rời đơn lẻ. Khi cần sử
dụng ta ch ghép thêm vào trên Contactor, số lượng tiếp điểm phụ trong trường hợp này có thể bố trí tuỳ ý.
4.4.4.4. Nguyên lý làm việc
Hình 4-19: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động contactor.
Khi cấp nguồn điện bằng giá trị điện áp định mức của Contactor vào hai
đầu của cuộn dây quấn trên phần lõi từ cốđịnh 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 và hệ thống tiếp điểm làm cho tiếp điểm chính đóng lại, tiếp điểm phụ
chuyển đ i 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 ngh, các tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu.
Các ký hiệu dùng để biểu diễn cho cuộn dây nam châm điện) trong Contactor và các loại tiếp điểm.
Có nhiều tiêu chuẩn của các quốc gia khác nhau, dùng để biểu diễn cho cuộn dây và tiếp điềm của Contactor.
4.4.5. Khởi động từ
4.4.5.1. Khái quát và công dụng
Khởi động từ là một loại khí cụ điện dùng để điều khiển từ xa việc đóng - ngắt, đảo chiều và bảo vệ quá tải (nếu có lắp thêm rơle nhiệt các động cơ không đồng bộ ba pha rotor lồng sóc.
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 đ i chiều quay của động cơ gọi là khởi động từ đảo chiều. Muốn bảo vệ
ngắn mạch phải lắp thêm cầu chì.
4.4.5.2. Các y u cầu kỹ thuật
Động cơ điện không đồng bộ ba pha có thể làm việc liên tục được hay không tuỳ thuộc vào mức độ tin cậy của khởi động từ. Do đó khở động từ cần phải thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật sau:
Tiếp điểm có độ bền chịu mài mòn cao. Khả năng đóng - cắt cao.
Thao tác đóng - cắt dứt khoát. Tiêu thụ công suất ít nhất.
Bảo vệ động cơ không bị quá tải lâu dài có Rơle nhiệt).
Thoả mãn điều khởi động dòng điện khởi động từ 5 đến 7 lần dòng điện
định mức).
4.4.5.3. Kết cấu và nguy n lý làm việc
Khởi động từ thường được phân chia theo:
Điện áp định mức của cuộn hây hút: 36V, 127V, 220V, 380V, 500V. Kết cấu bảo vệ chống các tác động bởi môi trường xung quanh: hở, bảo
vệ, chống bụi, nước n …
Khả năng làm biến đ i chiều quay động cơ điện: Không đảo chiều quay
và đảo chiều quay.
a)Nguyên lý làm việc của khởi động từ
Khởi động từ và hai nút nhấn