BÀI 3 : KHÍ CỤ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN
1. Cụng tắc tơ:
1.1. Khỏi niệm: Cụng tắc tơ là khớ cụ điện dựng để đúng cắt mạch điện động lực bằng tay (thụng qua bộ nỳt ấn) hoặc tự động. Cụng tắc tơ cú thể dựng cho cỏc mạch điện động lực cú điện ỏp đến 500V, dũng điện định mức đến 800A và tần số đúng cắt đến 1800 lần trong một giờ.
1.2. Cấu tạo: xột cụng tắc tơ xoay chiều 3 pha kiểu điện từ (hỡnh 4.1).
a. Cấu tạo mặt ngoài cụng tắc tơ
Cuộn hỳt Dàn tiếp điểm chớnh thường mở Tiếp điểm phụ thường đúng Tiếp điểm phụ thường mở
b. Cỏc bộ phận chớnh của cụng tắc tơ Hỡnh 4 – 1. a – b. Cấu tạo cụng tắc tơ Cỏc bộ phận chớnh của cụng tắc tơ:
- Lừi thộp tĩnh (1) và lừi thộp động (2) đều cú dạng hỡnh chữ E, được chế
tạo bằng cỏc lỏ thộp kỹ thuật điện được sơn cỏch điện, cú bề dày từ 0,35
0,5mm ghộp lại với nhau. Lừi thộp tĩnh (1) cố định. Lừi thộp động (2) chuyển động lờn xuống được dọc theo rónh ở vỏ cụng tắc tơ.
- Cuộn hỳt (K) bằng dõy đồng kỹ thuật điện, được quấn trờn khung cỏch điện và lồng vào lừi thộp tĩnh (1). Hai đầu dõy nối với mạch điều khiển để tạo nam chõm điện.
- Giỏ đỡ tiếp điểm động (3) bằng nhựa cỏch điện, bắt cố định với lừi thộp động (2). Trờn giỏ đỡ (3) gỏ cỏc tiếp điểm động. Để thuận tiện cho việc lắp ghộp, giỏ đỡ (3) thường được chế tạo thành nhiều khối rồi ghộp với nhau.
Lũ xo hồi vị Thõn (vỏ) Cuộn hỳt Giỏ đỡ tiếp điểm động Lừi thộp động Lừi thộp tĩnh Vũng ngắn mạch
- Cỏc tiếp điểm chớnh (K1), tiếp điểm phụ thường mở (K2) và tiếp điểm phụ thường đúng (K3) đều cú cỏc tiếp điểm động cú thể tiếp xỳc với cỏc tiếp điểm tĩnh theo kiểu bắc cầu để đúng cắt mạch điện. Cỏc tiếp điểm tĩnh và động đều được làm bằng đồng, phần tiếp xỳc bằng hợp kim dẫn điện tốt, chịu mũn, chịu được hồ quang.
- Vũng ngắn mạch (4) thường gắn trờn lừi thộp tĩnh (1) để chống rung. Lũ
xo hồi vị (5) luụn cú xu hướng đẩy tỏch hai lừi thộp động và tĩnh ra xa nhau. Tuỳ từng loại cụng tắc tơ, lũ xo (5) cú 1 hoặc 2 chiếc.
1.3. Nguyờn lý hoạt động. (theo hỡnh 4-2) cụng tắc tơ làm việc dựa trờn nguyờn tắc của nam chõm điện
Hỡnh 4 – 2. Nguyờn lý hoạt động của cụng tắc tơ
- Khi cuộn hỳt (K) chưa được cấp điện: Lũ xo (5) đẩy lừi thộp động (2)
tỏch xa lừi thộp tĩnh (1). Cỏc tiếp điểm chớnh (K1) và tiếp điểm phụ (K2) ở trạng thỏi mở, K3 ở trạng thỏi đúng
- Khi cuộn hỳt (K) được cấp điện: Dũng điện này sẽ sinh ra từ thụng múc vũng qua cả hai lừi thộp và khộp kớn mạch từ. Chiều và trị số của từ thụng sẽ biến thiờn theo chiều và trị số của dũng điện sinh ra nú. Xột tại một thời điểm nhất định, từ thụng đi qua bề mặt của hai lừi thộp sẽ tạo thành ở hai bề mặt này hai cực N-S trỏi dấu nhau (vào nam, ra bắc). Kết quả là hai lừi thộp sẽ bị biến thành “nam chõm điện“ và luụn cú xu thế hỳt nhau (khụng phụ thuộc vào chiều dũng điện chạy trong cuộn dõy). Lừi thộp động (2) sẽ bị hỳt về phớa lừi thộp tĩnh (1) thắng lực cản của lũ xo (5), kộo theo giỏ đỡ (3) làm cho cỏc tiếp điểm chớnh (K1) và tiếp điểm phụ (K2) đúng lại, tiếp điểm phụ (K3) mở ra.
Khi cuộn hỳt (K) bị cắt điện, lũ xo (5) đẩy phần động về vị trớ ban đầu.
UĐK
K3
1. Lừi thộp tĩnh 2. Lừi thộp động
3. Giỏ đỡ tiếp điểm động 4. Vũng ngắn mạch 5. Lũ xo hồi vị K. Cuộn hỳt
K1. Cỏc tiếp điểm chớnh K2. Tiếp điểm phụ thường mở
K3. Tiếp điểm phụ thường đóng 5 4 K1 N K2 1 2 K S 3
1.4. Tớnh chọn cụng tắc tơ: 1.4.1. Điện ỏp định mức: 1.4.1. Điện ỏp định mức:
- Điện ỏp định mức của contactor Uđm là điện ỏp của mạch điện tương ứng mà tiếp điểm chớnh phải đúng ngắt, chớnh là điện ỏp đặt vào hai đầu cuộn dõy của nam chõm điện sao cho mạch từ hỳt lại;
- Cuộn dõy hỳt cú thể làm việc bỡnh thường ở điện ỏp trong giới hạn (85- 105)% điện ỏp định mức của cuộn dõy. Thụng số này được ghi trờn nhón đặt ở hai đầu cuộn dõy contactor, cú cỏc cấp điện ỏp định mức: 110V, 220V, 440V một chiều và 127V, 220V, 380V, 500V xoay chiều;
1.4.2. Dũng điện định mức:
- Dũng điện định mức của contactor Iđm là dũng điện định mức đi qua tiếp điểm chớnh trong chế độ làm việc lõu dài, thời gian contactor ở trạng thỏi đúng khụng quỏ 8 giờ;
- Dũng điện định mức của contactor hạ ỏp thụng dụng cú cỏc cấp là: 10A, 20A, 25A, 40A, 60A, 75A, 100A, 150A, 250A, 300A, 600A. Nếu contactor đặt trong tủ điện thỡ dũng điện định mức phải lấy thấp hơn 10% vỡ làm kộm mỏt, dũng điện cho phộp qua contactor cũn phải lấy thấp hơn nữa trong chế độ làm việc dài hạn;
1.4.3. Khả năng cắt và khả năng đúng:
- Khả năng cắt của contactor điện xoay chiều đạt bội số đến 10 lần dũng điện định mức với phụ tải điện cảm;
- Khả năng đúng: contactor điện xoay chiều dựng để khởi động động cơ điện cần phải cú khả năng đúng từ 4 đến 7 lần Iđm.
1.4.4. Tuổi thọ của contactor: Tuổi thọ của contactor được tớnh bằng số lần đúng mở, sau số lần đúng mở ấy thỡ contactor sẽ bị hỏng và khụng dựng được.
1.4.5. Tần số thao tỏc: Là số lần đúng cắt contactor trong một giờ. Cú cỏc cấp: 30, 100, 120, 150, 300, 600, 1200, 1500 lần / h.
- Tớnh ổn định lực điện động: Tiếp điểm chớnh của contactor cho phộp một dũng điện lớn đi qua (khoảng 10 lần dũng điện định mức) mà lực điện động khụng làm tỏch rời tiếp điểm thỡ contactor cú tớnh ổn định lực điện động.
1.5. Hư hỏng và cỏc nguyờn nhõn gõy hư hỏng: 1.5.1. Hiện tượng hư hỏng tiếp điểm:
Nguyờn nhõn:
- Chọn khụng đỳng cụng suất khớ cụ điện: chẳng hạn dũng điện định mức, điện ỏp và tần số thao tỏc của khớ cụ điện khụng đỳng với thực tế v v…
- Lực ộp trờn cỏc tiếp điểm khụng đủ.
- Giỏ đỡ tiếp điểm khụng bằng phẳng, cong, vờng (nhất là đối với loại tiếp điểm bắc cầu) hoặc lắp ghộp lệch.
- Bề mặt tiếp điểm bị ụxy húa do xõm thực của mụi trường làm việc (cú húa chất, ẩm ướt vv…
- Do hậu quả của việc xuất hiện dũng điện ngắn mạch một pha với ‘’đất’’ hoặc dũng ngắn mạch hai pha ở phớa sau cụng tắc tơ, khởi động từ vv…
1.5.2. Hiện tượng hư hỏng cuộn dõy (cuộn hỳt): Nguyờn nhõn:
- Ngắn mạch cục bộ giữa cỏc vũng dõy do cỏch điện xấu;
- Ngắn mạch giữa cỏc dõy dẫn ra do chất lượng cỏch điện xấu hoặc ngắn mạch giữa dõy dẫn và cỏc vũng dõy quấn do đặt giao nhau mà khụng cú lút cỏch điện;
- Đứt dõy quấn;
- Điện ỏp tăng cao quỏ điện ỏp định mức của cuộn dõy; - Cỏch điện của cuộn dõy bị phỏ hỏng do bị va đập cơ khớ;
- Cỏch điện của cuộn dõy bị phỏ hủy do cuộn dõy bị quỏ núng hoặc vỡ tớnh toỏn cỏc thụng số quấn lại sai hoặc điện ỏp cuộn dõy bị nõng cao quỏ, hoặc lừi thộp hỳt khụng hoàn toàn, hoặc điều chỉnh khụng đỳng hành trỡnh lừi thộp;
- Do nước ờmunxi, do muối, dầu, khớ húa chất…của mụi trường xõm thực làm chọc thủng cỏch điện vũng dõy.
1.6. Sửa chữa khớ cụ điện điều khiển:
- Lựa chọn khớ cụ điện cho đỳng cụng suất dũng điện, điện ỏp và cỏc chế độ làm việc tương ứng;
- Kiểm tra và sửa chữa nắn thẳng, phẳng giỏ đỡ tiếp điểm, điều chỉnh sao cho trựng khớp hoàn toàn cỏc tiếp điểm động và tỉnh của Contactor;
- Kiểm tra lại lũ xo của tiếp điểm động xem cú bị mộo, biến dạng hay đặt lệch tõm khỏi chốt giữ. Phải điều chỉnh đỳng lực ộp tiếp điểm (cú thể dựng lực kế để kiểm tra);
- Thay thế bằng tiếp điểm mới khi kiểm tra thấy tiếp điểm bị quỏ mũn hoặc bị rỗ chỏy hỏng nặng;
- Đặc biệt trong điều kiện làm việc cú đảo chiều hay hóm ngược, cỏc tiếp điểm thường hư hỏng và mài mũn rất nhanh đặc biệt là tiếp điểm động;
- Kiểm tra và loại trừ cỏc nguyờn nhõn bờn ngoài gõy hư hỏng cuộn dõy và quấn lại cuộn dõy theo mẫu hoặc tớnh toỏn lại cuộn dõy đỳng điện ỏp và cụng suất tiờu thụ yờu cầu;
- Khi quấn lại cuộn dõy, cần làm đỳng cụng nghệ và kỹ thuật quấn dõy, vỡ đú là một yếu tố quan trọng để đảm bảo độ bền và tuổi thọ của cuộn dõy.
1.7. Giới thiệu một số cụng tắc tơ thường sử dụng:
- Theo nguyờn lý truyền động cú: Contactor kiểu điện từ, kiểu hơi ộp, kiểu thuỷ lực;
- Theo dạng dũng điện ta cú: Contactor điện một chiều, Contactor điện xoay chiều;
- Theo kết cấu ta cú: Contactor dựng ở nơi hạn chế chiều cao (ở bảng điện gầm xe) và ở nơi hạn chế chiều rộng (buồng tàu điện).