MÔN HỌC/MÔ ĐUN: KHÍ CỤ ĐIỆN NGÀNH/NGHỀ CNKT ĐIỆN- ĐIỆN …

i

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG CAO ĐẲNG KINH TẾ KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

GIAO TRINH

MÔN HỌC/MÔ ĐUN: KHÍ CỤ ĐIỆN

NGÀNH/NGHỀ: CNKT ĐIỆN- ĐIỆN TỬ

TRINH ĐỘ: CAO ĐẲNG

Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2020

ii

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG CAO ĐẲNG KINH TẾ KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

GIAO TRINH

MÔN HỌC/MÔ ĐUN: KHÍ CỤ ĐIỆN

NGÀNH/NGHỀ: CNKT ĐIỆN- ĐIỆN TỬ

TRINH ĐỘ: CAO ĐẲNG

THÔNG TIN CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI

Họ tên: NGUYÊN THI HÔNG LOAN

Học vị: Th.s KY THUÂT ĐIÊN

Đơn vị: KHOA ĐIÊN – TƯ ĐÔNG HOA

Email: [email protected]

TRƯỞNG KHOA TỔ TRƯỞNG

BỘ MÔN

CHỦ NHIỆM

ĐỀ TÀI

HIỆU TRƯỞNG

DUYỆT

Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2020

iii

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN

Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép

dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.

Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu

lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.

iv

LỜI GIỚI THIỆU

Sự phát triển của các ngành công nghiệp đã tạo ra nhiều chủng loại các máy công

nghiệp, thiết bị điện đa dạng, các khí cụ điện được sử dụng để điều khiển, bảo vệ các

máy công nghiệp, các thiết bị điện và mạng điện cung cấp cũng phát triển. Việc lựa

chọn, lắp đặt, thay thế, kiểm tra, bảo dưỡng khí cụ điện là yêu cầu quan trọng đặt ra đối

người nhân viên bảo dưỡng, lắp đặt, vận hành máy công nghiệp, mạng điện nhà máy,

tòa nhà.

Giáo trình “Khí Cụ Điện” được biên soạn nhằm đáp ứng một phần yêu cầu trên,

cho sinh viên chuyên ngành CNKT Điện - Điện tử đang học tại trường Cao Đẳng Kinh

Tế – Ky Thuật Tp.HCM

Giáo trình “Khí Cụ Điện” được biên soạn thành 4 chương với nội dung sau:

Chương 1: cơ sở lý thuyết về khí cụ điện

Chương 2: khi cụ diện dong cắt bằng tay.

Chương 3: khi cụ diện bảo vệ.

Chương 4: khí cụ điện điều khiển.

Cuối mỗi chương có câu hỏi ôn tập và bài tập, nhằm củng cố lại các kiến thức đã

học và vận dụng kiến thức để làm những bài tập ứng dụng thực tiễn.

Với thời gian ngắn biên soạn cuốn giáo trình này chắc chắn còn nhiều thiếu sót.

Tác giả chân thành cảm ơn sự đóng góp ý kiến của đồng nghiệp và độc giả.

TP. HCM Tháng năm 2020

Tham gia biên soạn

v

MỤC LỤC

Tựa ......................................................................................................................... Trang

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN ..................................................................................................... iii

LỜI GIỚI THIỆU .................................................................................................................... iv

MỤC LỤC ................................................................................................................................. v

GIÁO TRÌNH HỌC PHẦN .................................................................................................... ix

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ KHÍ CỤ ĐIỆN ....................................................... 1

1.1. Khái niệm về khí cụ điện ............................................................................................................ 1

1.2. Tiếp xúc điện ................................................................................................................................ 1

1.3. Sự phát nóng của khí cụ điện ..................................................................................................... 4

1.4. Các yêu cầu và tiêu chuẩn về khí cụ điện .................................................................................. 6

1.4.1. Các yêu cầu cơ bản về khí cụ điện ...................................................................................... 6

1.4.2. Tiêu chuẩn về khí cụ điện .................................................................................................... 7

CHƯƠNG 2: KHI CỤ ĐIỆN ĐONG CẮT............................................................................. 8

2.1. Cầu dao ........................................................................................................................................ 8

2.1.1. Cấu tạo .................................................................................................................................. 8

2.1.2. Phân loại ................................................................................................................................ 9

2.1.3. Nguyên lý hoạt động ...........................................................................................................11

2.1.4. Hư hỏng và các nguyên nhân gây hư hỏng ......................................................................11

2.1.5. Sửa chữa cầu dao ................................................................................................................12

2.2. Nut ấn ..........................................................................................................................................12

2.2.1. Khái quát và công dụng .....................................................................................................12

2.2.2. Phân loại và cấu tạo ...........................................................................................................13

2.2.3. Thông số kỹ thuật và đặc điểm sử dụng ...........................................................................14

2.2.4. Sửa chữa nút nhấn điều khiển ...........................................................................................14

2.3. Công tắc ......................................................................................................................................15

2.3.1. Khái quát và công dụng .....................................................................................................15

2.3.2. Phân loại và cấu tạo ...........................................................................................................15

2.4. Bộ khống chế ..............................................................................................................................18

2.4.1. Công dụng và Phân loại .....................................................................................................18

2.4.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động bộ khống chế hình trống .............................................18

2.4.3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động bộ khống chế hình cam................................................20

2.4.4. Các thông số kỹ thuật của bộ khống chế ..........................................................................21

2.4.5. Chọn bộ khống chế .............................................................................................................21

vi


2.4.7. Sửa chữa bộ khống chế ......................................................................................................22

2.5 Công tắc hành trình ...................................................................................................................22

2.5.1 Khái niệm ............................................................................................................................22

2.5.2. Cấu tạo của công tắc hành trình .......................................................................................22

Ổ cắm/chân cắm: Là nơi chứa các đầu vít của tiếp điểm để kết nối với các tiếp điểm với hệ thống

dây điện ..........................................................................................................................................23

2.5.3. Nguyên lí hoạt động của công tắc hành trình ..................................................................23

2.5.4. Phân loại công tắc hành trình ...........................................................................................24

2.5.5. Ứng dụng của công tắc hành trình ...................................................................................24

CHƯƠNG 3: KHÍ CỤ BẢO VỆ ............................................................................................ 25

3.1. Cầu chì ........................................................................................................................................25

3.1.1 Ký hiệu: ................................................................................................................................25

3.1.2. Cấu tạo ................................................................................................................................25

3.1.3. Nguyên lý hoạt động và phân loại .....................................................................................26

3.1.4. Phân loại cầu chì ................................................................................................................27

3.1.5. Tính chọn cầu chì ...............................................................................................................28

3.2 . Aptomat (CB - Circuit Breaker) .................................................................................................29

3.2.1. Ký hiệu: ..............................................................................................................................29

3.2.2. Cấu tạo ................................................................................................................................29


3.2.4. Phân loại CB .......................................................................................................................32

3.3. Rơ le chống giật (Thiết bị chống dòng điện rò- Residual Current Circuit Breaker) .................34

3.3.1. Ký hiệu ...............................................................................................................................34

3.3.2. Khái niệm ............................................................................................................................35

3.3.3. Cấu tạo ................................................................................................................................35

3.3.4. Nguyên lý hoạt động và phân loại ....................................................................................36

3.3.5. Tính chọn thiết bị chống rò ...............................................................................................37

3.4. Role nhiệt ...................................................................................................................................38

3.4.1.Ký hiệu .................................................................................................................................38

3.4.2. Cấu tạo ................................................................................................................................38

3.4.3. Nguyên lý hoạt động và phân loại .....................................................................................39

3.4.4. Tính chọn lựa rơ-le nhiệt ...................................................................................................40

3.5. Rơle dòng điện ............................................................................................................................41

3.5.1. Phân loại, cấu tạo ...............................................................................................................41

vii


3.5.3. Thông số kỹ thuật của rơle dòng điện ..............................................................................43

3.6. Rơ le điện áp ...............................................................................................................................43

3.6.1. Phân loại, cấu tạo ...............................................................................................................43


3.6.3. Thông số kỹ thuật của rơle điện áp...................................................................................44

3.7. Rơle tốc độ ..................................................................................................................................44

3.7.1. Khái quát, phân loại rơle tốc độ ........................................................................................44

3.7.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động rơle tốc độ kiểu cảm ứng .............................................45


CHƯƠNG 4 : KHÍ CỤ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN .................................................................. 47

4.1. Contactor ...................................................................................................................................47

4.1.1. Ký hiệu: ...............................................................................................................................47

4.1.2. Cấu tạo ................................................................................................................................47

4.1.3. Phân loại ..............................................................................................................................49


4.1.5. Các thông số kỹ thuật .........................................................................................................51

4.2. . Role trung gian (Relay control) ................................................................................................51

4.2.1. Ký hiệu: ...............................................................................................................................51

4.2.2. Khái niệm phân loại ...........................................................................................................52

4.2.3. Cấu tạo của rơ le trung gian ..............................................................................................52


4.2.5. Công dụng của rơle trung gian .........................................................................................53

4.3. Rơ le thơi gian (Timing relay) ..................................................................................................55

4.3.1. Ký hiệu ................................................................................................................................55

4.3.2. Khái niệm ............................................................................................................................55

4.3.3. Nguyên lý hoạt động: .........................................................................................................55

4.3.4. Thông số kỹ thuật ...............................................................................................................57

4.4. Lắp đặt và vận hành mạch sử dụng các khí điện cơ bản ......................................................58

4.4.1. Lắp đặt và vận hành mạch khởi động trực tiếp động cơ không đồng bộ 3 pha ..........58

a. Mạch khởi động trực tiếp động cơ không đồng bộ 3 pha .......................................................58

b. Mạch khởi động trực tiếp động cơ không đồng bộ 3 pha điều khiển 2 vị trí ..........................59

c. Mạch khởi động trực tiếp động cơ bơm nươc ..........................................................................61

4.4.2. Lắp đặt, vận hành mạch đảo chiều quay động cơ. ..........................................................63

a. Mạch đảo chiều gián tiếp động cơ không đồng bộ 3 pha ........................................................63

viii

b. Mạch đảo chiều quay trực tiếp động cơ không đồng bộ 3 pha ............................................65

4.4.3. Mạch điện điều khiển 3 động cơ hoạt động tuần tự sử dụng nút nhấn .........................67

4.4.4. Mạch điều khiển 3 động cơ điện hoạt động tuần tự sử dụng rơ le thơi gian.................69

TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................................... 72

PHỤ LỤC ................................................................................................................................ 73

ix

GIÁO TRÌNH HỌC PHẦN

Tên học phần: Khí cụ điện

Mã học phần: MH 3102215

Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của học phần:

- Vị trí: Học ở học kỳ: 1

- Tính chất: Nội dung học phần cung cấp cho sinh viên những kiến thức, ky năng

về khí cụ điện đóng cắt, khí cụ điện bảo vệ, khí cụ điện đo lường, khí cụ điện điều khiển.

- Ý nghĩa và vai trò của học phần: Đáp ứng cho người học giải quyết công việc

trong lĩnh vực lắp đặt tủ điện điều khiển và động lực trong công nghiệp và dân dụng.

Mục tiêu của học phần:

- Kiến thức:

Trình bày dược các định nghĩa, các định luật cơ bản, vật liệu dẫn từ liên quan đến

nguyên lý hoạt động của khí cụ điện.

Phân tích được cấu tạo, nguyên lý làm việc các loại khí cụ điện cơ bản.

Nêu được công dụng của các loại khí cụ điện trong công nghiệp và dân dụng.

Phân loại được các loại khí cụ điện dùng trong công nghiệp và dân dụng.

- Kỹ năng:

Đọc được các thông số ky thuật của các khí cụ điện thường dùng trong hệ thống

điện.

Lựa chọn được các khí cụ điện dùng trong sơ đồ trang bị điện.

Thiết kế được mạch cơ bản có dùng các khí cụ điện.

Lắp đặt và vận hành được mạch khí cụ điện cơ bản.

- Năng lực tự chủ và trách nhiệm:

Bố trí nơi làm việc khoa học, tổ chức làm việc nhóm hợp lí.

Rèn luyện thái độ làm việc nghiêm túc, chủ động, tích cực.

ii

Chương 1: Cơ sở lý thuyết về khí cụ điện

KHOA ĐIÊN – TƯ ĐÔNG HÓA 1

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ KHÍ CỤ ĐIỆN

Giới thiệu: “Chương 1: Cơ sở lý thuyết về khí cụ điện” đề cập một số yêu cầu cơ

bản về khí cụ điện, lực điện động sinh ra trong khí cụ điện, sự phát nóng khi khí cụ điện

làm việc và các vật liệu trọng yếu để làm khí cụ điện.

Mục tiêu: Trình bày dược các định nghĩa, các định luật cơ bản, vật liệu dẫn từ vật liệu

dẫn từ liên quan đến nguyên lý hoạt động của khí cụ điện. Phân loại được các khí cụ

điện trong công nghiệp và dân dụng.

Nội dung chính:

1.1. Khái niệm về khí cụ điện

Khí cụ điện là những thiết bị điện dùng để đóng, cắt, điều khiển, điều chỉnh và

bảo vệ các lưới điện, mạch điện, máy điện và các máy móc sản xuất… Khí cụ điện còn

dùng để kiểm tra, điều chỉnh các quá trình không điện. Khí cụ điện sử dụng rộng rãi

trong dân dụng, trong các công ty, xí nghiệp, trong nhà máy phát điện, trạm biến áp,

trong công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải và quốc phòng…

1.2. Tiếp xúc điện

Chỗ tiếp giáp giữa hai vật dẫn điện để cho dòng điện chạy từ vật dẫn này sang

vật dẫn kia gọi là tiếp xuc điện.

Bề mặt chỗ tiếp giáp của các vật dẫn điện gọi là bề mặt tiếp xuc điện.

Các yêu cầu cơ bản của tiếp xuc điện:

- Nơi tiếp xuc điện phải chắc chắn, đảm bảo

- Mối nối tiếp xúc phải có độ bền cơ khí cao

- Mối nối không được phát nóng quá giá trị cho phép

- Ổn định nhiệt và ổn định động khi có dòng điện cực đại đi qua

- Chịu được tác động của mội trường (nhiệt độ, chất hóa học….)

Để đảm bảo các yêu cầu trên, vật liệu dùng làm tiếp điểm có các yêu cầu:

- Điện dẫn và nhiệt dẫn cao.

- Độ bền chống rỉ trong không khí và trong các khí khác.

- Độ bền chống tạo lớp màng có điện trở suất cao.

- Độ cứng bé để giảm lực nén.

- Độ cứng cao để giảm hao mòn ở các bộ phận đóng ngắt.

- Độ bền chịu hồ quang cao ( nhiệt độ nóng chảy).


KHOA ĐIÊN – TƯ ĐÔNG HÓA

2

- Đơn giản gia công, giá thành hạ.

Một số vật liệu thường được dùng làm tiếp điểm là đồng, bạc, nhôm, Von-fram…

Phân loại tiếp xúc điện:

Tiếp xúc cố định: Các tiếp điểm được nối cố định với các chi tiết dẫn dòng điện

như là: thanh cái, cáp điện, chỗ nối khí cụ vào mạch. Trong quá trình sử dụng, cả hai

tiếp điểm được gắn chặt vào nhau nhờ các bu-lông, hàn nóng hay hàn nguội.

Hình 1.1 Tiếp xúc cố định

Tiếp xuc đóng mở : Là tiếp xuc để đóng ngắt mạch điện. Trong trường hợp này

phát sinh hồ quang điện, cần xác định khoảng cách giữa tiếp điểm tĩnh và động dựa vào

dòng điện định mức, điện áp định mức và chế độ làm việc của khí cụ điện.

Hình 1.2 Tiếp xúc đóng mở

Tiếp xuc trượt: Là tiếp xúc ở cổ góp và vành trượt, tiếp xuc này cũng dễ sinh ra

hồ quang điện.

Hình 1.3 Tiếp xúc trượt

Hình thức tiếp xúc:

Tiếp xuc điểm: Là hình thức các vật dẫn tiếp xúc nhau ở diện tích rất nhỏ được

xem là một điểm. Ví dụ: Tiếp xúc giữa mặt cầu với mặt cầu, tiếp xúc giữa mặt cầu với

mặt phẳng.



3

Tiếp xuc đường: Là hình thức các vật dẫn tiếp xuc nhau trên đường thẳng hoặc

đường cong.

Tiếp xúc mặt: Là các hình thức vật dẫn tiếp xúc nhau trên nhiều điểm của mặt

phẳng hoặc mặt cong. Ví dụ: tiếp xúc giữa tiếp điểm động và tiếp điểm tĩnh của máy

cắt, cầu dao, aptomat…

Điện trở tiếp xúc của tiếp điểm kiểu bất kì tính theo công thức:

K: hệ số phụ thuộc vật liệu và tình trạng bề mặt tiếp điểm

F: lực ép vào tiếp điểm (kg)

m: hệ số phụ thuộc số điểm tiếp xúc và kiểu tiếp xúc với :

Tiếp xúc mặt m = 1

Tiếp xuc đường m = 0,7

Tiếp xuc điểm m = 0,5

Ngoài ra công thức sau được xác định theo kinh nghiệm:

: điện trở suất của vật dẫn (.cm).

n: số điểm tiếp xúc.

F: lực nén (kg).

d là ứng suất chống dập của vật liệu làm tiếp điểm (kg/cm2).

Điện trở tiếp xúc của tiếp điểm ảnh hưởng đến chất lượng của thiết bị điện, điện

trở tiếp xúc lớn làm cho tiếp điểm phát nóng.

Nếu phát nóng quá mức cho phép thì tiếp điểm sẽ bị nóng chảy, thậm chí bị hàn

dính.

Trong các tiếp điểm thiết bị điện mong muốn điện trở tiếp xúc có giá trị càng nhỏ

càng tốt, nhưng do thực tế có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến Rtx nên không thể giảm Rtx

cực nhỏ được như mong muốn.

Các yếu tố ảnh hưởng điện trở tiếp xúc:

- Vật liệu làm tiếp điểm

- Lực ép tiếp điểm

- Hình dạng của tiếp điểm



4

- Nhiệt độ của tiếp điểm

- Tình trạng bề mặt tiếp xúc

- Mật độ dòng điện

Yêu cầu của vật liệu dùng làm tiếp điểm:

- Có độ dẫn điện cao (giảm Rtx và chính là điện trở của tiếp điểm).

- Dẫn nhiệt tốt (giảm phát nóng cục bộ của những điểm tiếp xúc).

- Không bị oxy hóa (giảm Rtx để tăng độ ổn định của tiếp điểm).

- Có độ kết tinh và nóng chảy cao (giảm độ mài mòn về điện và giảm sự nóng

chảy hàn dính tiếp điểm đồng thời tăng tuổi thọ tiếp điểm).

- Có độ bền cơ cao (giảm độ mài mòn cơ khí giữ nguyên dạng bề mặt tiếp xúc

và tăng tuổi thọ của tiếp điểm).

- Có đủ độ dẻo (để giảm điện trở tiếp xúc).

- Dễ gia công khi chế tạo, giá thành rẻ.

1.3. Sự phát nóng của khí cụ điện

Khi khí cụ điện làm việc lâu dài trong các mạch dẫn điện, nhiệt độ của khí cụ

điện tăng lên gây tổn thất điện năng dưới dạng nhiệt năng và đốt nóng các bộ phận dẫn

điện và cách điện của khí cụ. Vì vậy, khí cụ điện làm việc được trong mọi chế độ khi

nhiệt độ của các bộ phận phải không quá những giá trị cho phép làm việc an toàn lâu

dài.

Bảng1.1 Nhiệt độ cho phép của một số vật liệu

Vật liệu làm khí cụ điện Nhiệt độ cho phép

(oC)

- Vật liệu không bọc cách điện hoặc để xa chất cách điện.

- Dây nối ở dạng tiếp xuc cố định.

- Vật liệu có tiếp xuc dạng hình ngón.

- Tiếp xuc trượt của Cu và hợp kim Cu.

- Tiếp xuc má bạc.

- Vật không dẫn điện và không bọc cách điện.

110

75

75

110

120

110

Vật liệu cách điện Cấp cách nhiệt Nhiệt độ cho phép

(oC)

- Vải sợi, giấy không tẩm cách điện.

- Vải sợi, giấy có tẩm cách điện.

- Hợp chất tổng hợp.

- Mica, sợi thủy tinh.

- Mica, sợi thủy tinh có tẩm cách điện

Y

A

E

B

F

90

105

120

130

155



5

- Chất tổng hợp Silic.

- Sứ cách điện.

H

C

180

> 180

Tổn thất điện năng trong khí cụ điện được tính theo: tRiQ

t

..0

2

Q : điện năng tổn thất

i : dòng điện trong mạch

R : điện trở của khí cụ

t : thời gian có dòng điện chạy qua

Đối với dây dẫn đồng chất: s

lR ñmo )..1(

o : điện trở suất của vật liệu ở 0oC

l : chiều dài dây dẫn

: hệ số nhiệt độ của điện trở

đm : nhiệt độ cho phép ở chế độ định mức

s : tiết diện có dòng điện chạy qua

Tùy theo khí cụ điện tạo nên từ các vật liệu khác nhau, kích thước khác nhau,

hình dạng khác nhau sẽ phát sinh tổn thất khác nhau

Tùy theo chế độ làm việc khác nhau, mỗi khí cụ điện sẽ có sự phát nóng khác

nhau.

Khi khí cụ điện làm việc lâu dài, nhiệt độ trong khí cụ cụ bắt đầu tăng và đến

nhiệt độ ổn định thì không tăng nữa, luc này sẽ tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh.

Hình 1.4 Chế độ làm việc lâu dài của khí cụ điện



6

Hình 1.5 Chế độ làm việc ngắn hạn của khí cụ điện

Chế độ làm việc ngắn hạn của khí cụ là chế độ khi đóng điện nhiệt độ của nó

không đạt tới nhiệt độ ổn định, sau khi phát nóng ngắn hạn, khí cụ được ngắt, nhiệt độ

của nó sụt xuống tới mức không so sánh được với môi trường xung quanh.

Nhiệt độ của khí cụ điện tăng lên trong khoảng thời gian khí cụ làm việc, nhiệt

độ giảm xuống trong khoảng thời gian khí cụ nghỉ, nhiệt độ giảm chưa đạt đến giá trị

ban đầu thì khí cụ điện làm việc lặp lại. Sau khoảng thời gian, nhiệt độ tăng lên lớn nhất

gần bằng nhiệt độ giảm nhỏ nhất thì khí cụ điện đạt được chế độ dừng

Hình 1.6 Chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại của khí cụ điện

1.4. Các yêu cầu và tiêu chuẩn về khí cụ điện

1.4.1. Các yêu cầu cơ bản về khí cụ điện

Khí cụ điện được chế tạo phải sử dụng lâu dài, để đáp ứng được yêu cầu này

khi sử dụng khí cụ điện cần chu ý các thông số ky thuật của khí cụ điện:

- Điện áp định mức của khí cụ điện phải lớn hơn điện áp của lưới điện (Uđmkcđ

> Uđmn)

- Dòng điện định mức của khí cụ điện phải lớn hơn dòng điện cung cấp cho

phụ tải hay thiết bị ( Idmkcđ > Ipt ).



7

- Khí cụ điện phải ổn định nhiệt, ổn định lực điện động. Vật liệu sử dụng để

chế tạo khí cụ điện có đặc tính cơ tốt, chịu nhiệt cao, khi có sự cố quá tải hay ngắn mạch

khí điện tác động mà không hư hỏng hay biến dạng…

- Vật liệu cách điện tốt, khí cụ điện làm việc chính xác, an toàn, gọn nhẹ, dễ

gia công, rẽ tiền, dễ lắp đặt, kiểm tra, vận hành, sửa chữa…

1.4.2. Tiêu chuẩn về khí cụ điện

Tiêu chuẩn nhà nước TCVN 3725 – 82 khí cụ điện, điện áp đến 1000V áp dụng

cho các khí cụ điện làm việc ở điện áp đến 1000V như: máy cắt tự động và không tự

động, cầu dao cách ly, công tắc tơ, khởi động từ, rơle, cầu chảy, điện trở, biến trở và các

khí cụ khác.

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp kiểm tra các thông số điện, sự phát nóng,

độ mòn, các kích thước, lực, khối lượng, lắp ráp, tính lắp lẫn và xem xét phía ngoài khí

cụ.

CÂU HỎI

1. 1. Trình bày một số yêu cầu cơ bản về khí cụ điện? Tại sao phải đảm bảo những yêu

cầu đó?

1.2. Sự phát nóng bên trong khí cụ điện gây tác hại gì? Cho biết giải pháp khắc phục?

1.3. Khi đóng hay cắt mạch điện trên một số tiếp điểm của khí cụ điện xảy ra hiện

tượng? Hiện tượng đó có gây tác hại gì không? Tại sao?

1.4. Các tác nhân nào gây ra mài mòn tiếp điểm? Giải pháp khắc phục?

Chương 2: Khí cụ điện đóng cắt


CHƯƠNG 2: KHI CỤ ĐIỆN ĐONG CẮT

Giới thiệu: “Chương 2: Khí cụ điện đóng cắt băng tay” gồm có các khí cụ điện sử

dụng phổ biến trong gia dụng và công nghiệp: cầu dao, công tắc chuyển mạch , nut ấn...

Nội dung đề cập đến lý thuyết kết cấu, đặc tính sử dụng, lựa chọn, kiểm tra, bảo dưỡng

các khí cụ điều khiển bằng tay.

Mục tiêu: Phân tích được cấu tạo, nguyên lý làm việc các loại khí cụ điện đóng cắt. Đọc

được các thông số ky thuật của các khí cụ điện đóng cắt và bảo vệ thường dùng trong

hệ thống điện; Lựa chọn được các khí cụ điện đóng cắt dùng trong sơ đồ điện.

Nội dung chính:

2.1. Cầu dao

2.1.1. Cấu tạo

Cầu dao là một loại thiết bị khí cụ điện dùng để đóng cắt dòng điện, chuyển mạch

bằng tay đơn giản nhất, được sử dụng trong các mạch điện có điện áp nguồn cung cấp

đến 220 V điện một chiều và 380 V điện xoay chiều. Cầu dao thường dùng để đóng cắt

mạch điện có công suất nhỏ, khi làm việc cầu dao không phải thao tác đóng cắt điện

nhiều lần.

Cầu dao mắc trên mạch điện cao áp hoặc mạch điện có công suất trung bình và

lớn thì cầu dao chỉ được phép đóng cắt khi không tải; trong trường hợp này cầu dao làm

nhiệm vụ cách ly. Trong mạng điện gia dụng, văn phòng, phân xưởng, công ty xí nghiệp

cầu dao ngoài nhiệm vụ đóng cắt mạch điện người ta còn kết hợp với cầu chì để bảo vệ

mạch điện khi có sự cố ngắn mạch.

Cấu tạo của cầu dao gồm có lưỡi dao1 và 3, hàm dao 2, lò xo 4, đế nắm, vỏ bên

ngoài.

Lưỡi dao làm bằng vật liệu có tính chất dẫn điện tốt, ít bị ôxy hóa, ít mài mòn

chịu nhiệt độ cao, thường sử dụng đồng và hợp kim của đồng để làm lưỡi dao. Đối với

cầu dao có công suất trung bình và lớn ngoài lưỡi dao chính còn có lưỡi dao phụ 1 là

lưỡi dao chính, 3 là lưỡi dao phụ nhằm đóng cắt dứt khoát, nhanh để hạn chế hồ quang.

Hàm dao 2 là hàm dao cũng chế tạo từ đồng và hợp kim của đồng nhưng phải có

đặc tính cơ và độ đàn hồi tốt.



9

Đế cầu dao là bộ phận định vị hàm dao và lưỡi dao làm bằng sành, sứ hay nhựa

tổng hợp . . . Tay nắm là bộ phận liên kết với một đầu của lưỡi dao để tác động đóng mở

làm bằng gỗ, nhựa, sành, sứ... Vỏ bên ngoài ngăn chặn tác nhân bên ngoài tác động vào

cầu dao.- Ngoài ra nếu cầu dao có yêu cầu bảo vệ ngắn mạch phía sau lưỡi dao được lắp

qua cầu chì trước khi cung cấp điện cho phụ tải.

Hình 2.1: Cấu tạo cầu dao

Để đóng ngắt hai mạch điện khác nhau dùng cầu dao hai ngã (cầu dao đảo hay

cầu dao đổi nối). Cầu dao đảo khác cầu dao thường là ở chỗ có hai hệ thống tiếp điểm

tĩnh 1 và tĩnh 2 mắc vào hai mạch điện khác nhau, việc đổi nối được thực hiện bằng cách

thay đổi trạng thái tiếp xúc giữa lưỡi dao 3 và các tiếp điểm tĩnh khi quay tay cần 4

quanh trục 5.

Hình 2.2: Cấu tạo cầu dao hai ngã (đảo)

2.1.2. Phân loại



10

Hình 2.3: Hình dạng cầu dao một pha, cầu dao ba pha

Theo kết cấu gồm có cầu dao 1 cực, 2 cực, 3 cực, 4 cực; cầu dao có tay nắm giữa

hay ở bên; ngoài ra còn có cầu dao một ngã, cầu dao 2 ngã.

Theo điện áp định mức có loại 250 V và 500 V.

Theo dòng điện định mức có các loại 15 A, 20 A, 25 A, 30 A, 40 A, 60 A, 75A,

100 A, 150 A, 200 A, 350 A, 600 A, 1000 A.

Theo vật liệu của đế cách điện có loại bằng sứ, nhựa, bakelit, đế đá.

Theo điều kiện bảo vệ có loại không có hộp và có hộp bảo vệ.

Theo yêu cầu sử dụng có loại có cầu chì và loại không có cầu chì bảo vệ.

Hình 2.4 : Cầu dao đảo ba pha



11

Hình 2.5: Cầu dao có tay nắm ở bên

2.1.3. Nguyên lý hoạt động

Cầu dao dùng để đóng cắt mạch điện, chuyển mạch bằng tay đơn giản nhất, được

sử dụng trong các mạch điện có điện áp nguồn cung cấp đến 220V điện một chiều và

380V điện xoay chiều.

Cầu dao thường dùng để đóng cắt mạch điện có công suất nhỏ, khi làm việc cầu

dao không phải thao tác đóng cắt điện nhiều lần.

Cầu dao mắc trên mạch điện cao áp hoặc mạch điện có công suất trung bình và

lớn thì cầu dao chỉ được phép đóng cắt khi không tải; trong trường hợp này cầu dao làm

nhiệm vụ cách ly.

Trong mạng điện gia dụng, văn phòng, phân xưởng, công ty xí nghiệp cầu dao

ngoài nhiệm vụ đóng cắt mạch điện người ta còn kết hợp với cầu chì để bảo vệ mạch

điện khi có sự cố ngắn mạch.

Thông số ky thuật:

- Điện áp mà nhà sản xuất ghi trên cầu dao khi sử dụng phải chọn Uđmcd > Uđmn.

- Uđmcd: điện áp định mức của cầu dao, (V).

- Uđmn: điện áp định mức của nguồn, (V).

- Dòng điện định mức do nhà chế tạo ghi trên cầu dao khi chọn cầu dao thì

Iđmcd > Ipt

- Iđmcd : dòng điện định mức của cầu dao, (A).

- Ipt: dòng điện định mức của phụ tải, (A).

2.1.4. Hư hỏng và các nguyên nhân gây hư hỏng

Những hư hỏng thông thường ở cầu dao là lưỡi dao 1 tiếp xuc không tốt với đầu

(ngàm) tĩnh 2, ốc bắt bị lỏng, tình trạng lưỡi dao không bình thường, lò xo của lưỡi dao



12

phụ bị tuột hoặc không đủ lực căng. Lưỡi dao không tiếp xuc tốt với ngàm dao là do

ngàm tĩnh 2 quá rộng nên lực ép vào lưỡi dao không đủ mạnh, diện tích tiếp xuc nhỏ,

điện áp tiếp xuc lớn.

Mặt tiếp xuc bị bẩn làm tăng điện trở tiếp xuc nguyên nhân là do khi đóng cắt, ở

bề mặt tiếp xuc có hồ quang tạo thành một lớp gỉ, hoặc làm bề mặt tiếp xuc sù sì. Khi

lưỡi dao không tiếp xuc tốt với hàm dao, điện trở tiếp xuc lớn, dòng điện sẽ đốt nóng có

thể làm cháy bề mặt tiếp xuc. Do đó lưỡi dao và hàm dao phải được giữ gìn sạch sẽ, tiếp

xuc tốt với nhau.

2.1.5. Sửa chữa cầu dao

Khi sử dụng lắp đặt cầu dao trên mạng điện hoặc cho thiết bị điện cần phải chu ý

hai thông số dòng điện và điện áp định mức của cầu dao.

Hạn chế đóng cắt khi sử dụng cầu dao, khi lắp đặt trên mạng điện có công suất

trung bình và lớn thì cầu dao chỉ đóng cắt khi không tải.

Các ốc vít bắt không chặt hoặc không đung qui định sẽ ảnh hưởng rất xấu đến

chất lượng của cầu dao, ốc vít bắt điện lỏng dễ gây mất điện ở các pha của cầu dao, hoặc

gây chạm chập, quá nhiệt ở chỗ tiếp xuc làm cháy dây hoặc cực bắt dây.

Ốc vít bắt các lưỡi dao động với nhau và với bản lề không chặt dễ gây xộc xệch

và dẫn đến tình trạng các cực đóng không đồng thời. Nếu cầu dao để lâu mới dùng,

muốn làm sạch màn oxýt ta thực hiện đóng cắt cầu dao hai ba lần.

Khi mặt tiếp xuc bị bẩn phải lau sạch, nếu cần thì đánh sạch mụi than và vết cháy.

Nếu mặt tiếp xuc bị rỗ thì phải giũa lại cho phẳng rồi dùng giấy nhám mịn đánh sạch.

Không được bôi dầu để làm sạch bề mặt tiếp xuc vì sau đó khi đóng cắt thì hồ quang

xuất hiện làm cháy mặt tiếp xuc.

Không có điện qua cầu dao có thể tiếp xuc không tốt hay đứt cầu chì, tìm nguyên

nhân và sửa chữa. Lưỡi dao và hàm dao bị biến dạng do sự cố quá tải hay ngắn mạch có

thể thay thế từng bộ phận hay mua mới.

2.2. Nut ấn

2.2.1. Khái quát và công dụng

Nút nhấn hay là nut điều khiển là 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 đổi các mạch điều



13

khiển tín hiệu, liên động, bảo vệ… Nut nhấn dùng trong mạch điện một chiều điện áp

đến 440 V và trong mạch điện xoay chiều điện áp đến 500 V.

Nút nhấn là loại khí cụ điện kết hợp với một số thiết bị khí cụ điện khác như

công-tắc- tơ, khởi động từ, rơ le trung gian, rơ le thời gian… đóng hay cắt mạch điện từ

xa, để khởi động, dừng, đảo chiều quay động cơ điện, chuyển đổi, liên động mạch điều

khiển tín hiệu.

Nút nhấn thường đặt trên các bảng điện điều khiển, ở tủ điện, trên hộp nút nhấn.

Nút nhấn thường được chế tạo để làm việc trong môi trường không ẩm ướt, không có

hơi hóa chất và bụi. Nút nhấn có độ bền tới 100.000 lần đóng cắt không tải và 200.000

đóng cắt có tải.

2.2.2. Phân loại và cấu tạo

Theo hình dạng bên ngoài nút nhấn được phân thành loại hở, loại kín, loại chống

nước, chống bụi, chống nổ…

Theo chức năng có loại nút nhấn đơn, nut nhấn kép, loại nút nhấn thường hở, nút

nhấn thường đóng…

Theo yêu cầu điều khiển chia ra loại 1 nút nhấn, 2 nút nhấn và 3 nút nhấn.

Theo kết cấu bên trong có loại nút nhấn có đèn và nut nhấn không có đèn.

Hình 2.6 Một số loại nút nhấn

Vật liệu để chế tạo tiếp điểm là bạc, đồng và hợp kim của đồng.

Tiếp điểm cố định gắn trên kết cấu của nút nhấn gọi là tiếp điểm tĩnh, tiếp điểm

liên kết với bộ phận tác động gọi là tiếp điểm động.

Đế và vỏ của nút nhấn chế tạo bằng nhựa tổng hợp hay kim loại, tùy thuộc vào

chức năng bảo vệ, nút nhấn kiểu bảo vệ nó được đặt trong một vỏ nhựa hay vỏ sắt có

hình hộp; nút nhấn bảo vệ chống nước được đặt trong một vỏ kín khít để tránh khỏi nước

loạt vào; nút nhấn kiểu bảo vệ chống bụi, nước được đặt trong một vỏ cacbua đuc khít

kín để chóng ẩm và bụi lọt vào; nút nhấn kiểu chống nổ được dùng trong các hầm lò mỏ



14

than hoặc nơi có khí nổ lẫn không khí và cấu tạo của loại này đặc biệt khít kín để không

lọt được tia lửa ra ngoài, đặc biệt vững chắc để không bị phá vỡ khi nổ.

Lò xo phản liên kết với cần tiếp điểm động.

Khi ấn nut đối với nút nhấn thường hở thì tiếp điểm động tiếp xúc với tiếp điểm

tĩnh (đóng mạch); nút nhấn thường đóng thì tiếp điểm động rời khỏi tiếp điểm tĩnh (hở

mạch).

2.2.3. Thông số kỹ thuật và đặc điểm sử dụng

Khi sử dụng nút nhấn cần chú ý thông số điện áp và dòng điện chạy qua nút nhấn

phù hợp thông số ky thuật của nhà sản xuất.

Trên mạch điện có gắn thiết bị bảo vệ quá tải và ngắn mạch nhằm bảo vệ công

tắc và thiết bị điện.

Chú ý tiếp điểm của nút nhấn cho dòng điện bé đi qua do đó không lắp nút nhấn

trên mạch điện có công suất trung bình và công suất lớn, chỉ lắp trên mạch điện điều

khiển.

2.2.4. Sửa chữa nút nhấn điều khiển

Khi lắp đặt nut điều khiển trên mạng điện hoặc cho thiết bị điện cần phải chu ý

hai thông số dòng điện và điện áp định mức của nut điều khiển.

Chỉ đóng cắt khi sử dụng nut điều khiển trên mạch điều khiển.

Các ốc vít bắt không chặt hoặc không đung qui định sẽ ảnh hưởng rất xấu đến

chất lượng của nut điều khiển, ốc vít bắt điện lỏng dễ gây mất điện hoặc gây chạm chập,

quá nhiệt ở chỗ tiếp xuc làm cháy dây.

Khi mặt tiếp xuc của các tiếp điểm của nut điều khiển bị bẩn phải lau sạch, nếu

cần thì đánh sạch mụi than và vết cháy. Nếu mặt tiếp xuc bị rỗ thì phải giũa lại cho

phẳng rồi dùng giấy nhám mịn đánh sạch. Không được bôi dầu để làm sạch bề mặt tiếp

xuc vì sau đó khi đóng cắt thì hồ quang xuất hiện làm cháy mặt tiếp xuc.

Không có điện qua nut điều khiển có thể tiếp xuc không tốt hay đứt cầu chì, tìm

nguyên nhân và sửa chữa. Tiếp điểm động và tiếp điểm tĩnh bị biến dạng do sự cố quá

tải hay ngắn mạch có thể thay thế từng bộ phận hay mua mới.



15

2.3. Công tắc

2.3.1. Khái quát và công dụng

Công tắc là thiết bị khí cụ điện đóng cắt mạch điện bằng tay kiểu hộp, dùng để

đóng cắt mạch điện có công suất bé (thường dòng điện đóng cắt cho các công tắc đến

khoảng 10 A) có điện áp một chiều đến 440 V, và điện áp xoay chiều 500V. Trong hệ

thống điện sinh hoạt công tắc thường sử dụng để đóng cắt mạch điện cho mạch điện,

đèn, quạt, động cơ công suất nhỏ …

Trong công nghiệp công tắc hiện diện trên mạng điện chiếu sáng và trong mạch

điện máy công cụ (máy tiện, máy phay, máy bào, máy mài…). Trong mạch điều khiển

để đóng cắt cuộn dây công tắc tơ, hoặc khống chế trong mạch điện tác động như công

tắc hành trình.

Công tắc hộp thường dùng làm cầu dao tổng cho các máy công cụ, dùng đóng

mở trực tiếp các động cơ công suất bé, hoặc dùng để đổi nối, khống chế trong các mạch

điện tự động, có thể dùng để đảo chiều quay động cơ, đấu đổi nối Y/.

Công tắc hộp làm việc chắc chắn hơn cầu dao, dập tắt hồ quang nhanh hơn vì

thao tác nhanh và dứt khoát hơn cầu dao.

2.3.2. Phân loại và cấu tạo

Theo hình dạng bên ngoài có các loại công tắc loại hở, loại bảo vệ, loại kín…

Theo kiểu tác động có loại bật, bấm, giật, xoay … Loại tác động trực tiếp

(những công tắc sử dụng ở mạng điện gia đình) công tắc 2 chấu, 3 chấu , 4 chấu …

Theo công dụng công tắc chia ra các loại gồm công tắc dùng để đóng ngắt trực

tiếp mạch điện; công tắc vạn năng dùng để chuyển mạch các mạch điều khiển, mạch đo

lường; công tắc hành trình và cuối hành trình.

Bộ phận làm tiếp điểm sử dụng vật liệu dẫn điện tốt, ít bị oxy hóa, ít mài mòn,

chịu nhiệt, thường sử dụng đồng và hợp kim của đồng thau (Cu + 30 40 Zn) hay hoàng

đồng (Cu + 5 15 thiếc) có hai loại tiếp điểm là tiếp điểm động và tiếp điểm tĩnh. Tiếp

điểm tĩnh gắn trên đế công tắc, tiếp điểm động liên kết với bộ phận tác động.

Bộ phận tác động bằng sứ, nhựa tổng hợp hay bằng kim loại, bộ phận này liên

kết với lò xo phản khi tác động có thể đóng hay cắt mạch điện.

Vỏ hay đế của công tắc bằng sứ, nhựa tổng hợp hoặc bằng kim loại.



16

Hình 2.7: Hình dạng của các loại công tắc thường (dân dụng)

Công tắc hộp:

Hình 2.8: Hình dạng công tắc hộp; a) hình dạng chung, b) mặt cắt vị trí đóng, c)

mặt cắt vị trí ngắt, d) kiểu bảo vệ, e) kiểu kín.

Phần chính là các tiếp điểm tĩnh 3 gắn trên các vành nhựa bakêlit cách điện 2, có

đầu vặn vít chìa ra khỏi hộp. Các tiếp điểm động 4 gắn trên cùng trục và cách điện với

trục, nằm trong các mặt phẳng khác nhau tương ứng với các vành 2. Khi quay trục đến

vị trí thích hợp, sẽ có một số tiếp điểm động đến tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh, còn số khác



17

rời khỏi tiếp điểm tĩnh. Chuyển dịch tiếp điểm động nhờ cơ cấu cơ khí có num vặn 5.

Ngoài ra còn có lò xo phản kháng đặt trong vỏ 1 để tạo nên sức bật nhanh làm cho hồ

quang được dập tắt nhanh chóng.

Công tắc hộp thường dùng làm cầu dao tổng cho máy công cụ, dùng để đóng mở

trực tiếp động cơ công suất nhỏ, hoặc dùng để đổi nối, khống chế các mạch điều khiển

và tín hiệu. Đôi khi công tắc còn dùng để đảo chiều quay động cơ điện, đấu nối bộ dây

quấn stator động cơ từ đấu hình Y sang đấu hình . Công tắc hộp làm việc bảo đảm hơn

cầu dao, dập tắt hồ quang nhanh hơn vì thao tác ngắt nhanh và dứt khoát hơn cầu dao.

Công tắc vạn năng (công tắc chuyển mạch):

Hình 2.9 : Hình dạng công tắc vạn năng (công tắc chuyển đổi mạch) a) hình dạng

chung, b) hình mặt cắt ngang.

1: là tiếp điểm tĩnh; 2: là tiếp điểm động; 3: là vành cách điện; 4: trục nhỏ

Gồm các đoạn riêng rẽ cách điện với nhau và lắp trên cùng một trục có tiết diện

vuông. Các tiếp điểm 1 và 2 sẽ đóng và mở nhờ xoay vành cách điện 3 lồng trên trục 4

khi vặn công tắc. Tay gạt công tắc vạn năng có thể có một số vị trí chuyển đổi, trong đó

các tiếp điểm của các đoạn sẽ đóng hoặc ngắt theo yêu cầu. Công tắc vạn năng được chế

tạo theo kiểu tay gạt có các vị trí cố định hoặc có lò xo phản hồi về vị trí ban đầu (vị trí

không).

Công tắc vạn năng dùng để đóng, ngắt, chuyển đổi mạch điện các cuộn dây của

công-tắc-tơ, khởi động từ, rơle, chuyển đổi các mạch điện ở các dụng cụ đo lường …

Nó dùng trên mạch điện điều khiển có điện áp đến 440 V một chiều và đến 500 V xoay

chiều.



18

2.4. Bộ khống chế

2.4.1. Công dụng và Phân loại

Bộ khống chế là loại thiết bị chuyển mạch bằng tay hay bằng vô lăng quay, điều

khiển trực tiếp hay gián tiếp từ xa, thực hiện các chuyển đổi mạch phức tạp để khởi

động, đảo chiều quay điều chỉnh tốc độ và hãm động năng động cơ… các máy điện và

các thiết bị điện.

Bộ khống chế động lực tay trang dùng điều khiển động cơ công suất bé và trung

bình. Bộ khống chế chỉ huy điều khiển điều khiển gián tiếp các động cơ có công suất

lớn, chuyển đổi mạch điện cuộn dây công tắc tơ, rơ le trung gian, rơ le thời gian… Trên

thực tế bộ khống chế sử dụng nhằm đơn giản hóa thao tác của người thợ vận hành như

thợ lái tàu điện, lái cầu trục và lái cẩu trục…

Phân loại:

Theo kết cấu có bộ khống chế hình trống và bộ khống chế hình cam.

Theo nguồn điện sử dụng có bộ khống chế điện một chiều và bộ khống chế sử

dụng điện xoay chiều.

Theo nguyên lý làm việc và tác động có bộ khống chế trực tiếp (bộ khống chế

động lực) và bộ khống chế gián tiếp (bộ khống chế chỉ huy).

Bộ khống chế động lực dùng để điều khiển trực tiếp các động cơ công suất nhỏ

và trung bình ở các chế độ làm việc khác nhau nhằm đơn giản hóa thao tác cho người

vận hành (như thợ lái cầu trục, thợ lái tàu điện). Bộ khống chế động lực còn dùng để

thay đổi trị số điện trở đấu trong mạch điện.

Bộ không chế chỉ huy dùng để điều khiển gián tiếp các động cơ điện công suất

lớn, chuyển đổi mạch điện các cuộn hút của côngtắctơ, khởi động từ. Đôi khi cũng dùng

để đóng cắt trực tiếp các động cơ công suất nhỏ, nam châm điện và các thiết bị điện

khác.

2.4.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động bộ khống chế hình trống

Trên trục 1 của bộ khống chế đã bọc cách điện. Người ta bắt chặt các đoạn vành

trượt bằng đồng 2 có cung dài làm việc khác nhau. Các đoạn này dùng làm vành tiếp

xuc động sắp xếp ở các góc độ khác nhau. Một vài đoạn vành trượt đã nối điện sẳn bên

trong các tiếp xuc tĩnh 3 có lò xo đàn hồi (gọi là chổi tiếp xúc) kẹp chặt trên một cán cố

định đã bọc cách điện 4, mỗi chổi tiếp xuc tương ứng với một vòng trượt ở bộ phận



19

quay, các chổi điện này được cách điện với nhau và nối tới bộ phận bên ngoài. Khi trục

1 cách đoạn vành trượt 2 tiếp xúc mặt với các chổi tiếp xuc 3 do đó thực hiện được

chuyển đổi mạch điện cần thiết trong mạch điều khiển.

Hình 2.10 Cấu tạo bộ khống chế hình trống

Các hình dạng bên trong của một bộ khống chế hình trống gồm các tiếp điểm động 2 là

các đoạn vành trượt bằng đồng có cung dài làm việc khác nhau, các tiếp điểm tĩnh 3 có

lò xo đàn hồi và được nối trực tiếp với mạch điện bên ngoài. Khi quay trục 1 các đoạn

vành trượt của các tiếp điểm 2 tiếp xúc mặt với các tiếp điểm tĩnh 3 và do đó thực hiện

chuyển đổi mạch điện cần thiết.

hình 2.11 vẽ sơ đồ ký hiệu của bộ khống chế trong đó chỉ rõ trạng thái đóng (có dấu )

hay mở (không có dấu chấm) của các cặp tiếp điểm KC1, KC2, KC3… tương ứng với

các vị trí I, II, III của tay quay khi ở bên phải hay ở bên trái, hay ở vị trí giữa 0. Trạng

thái của bộ khống chế ở mọi vị trí của tay quay còn được thể hiện bằng bảng ký hiệu

trạng thái.



20

Hình 2.11 Ký hiệu và bảng trạng thái của bộ khống chế

2.4.3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động bộ khống chế hình cam

Trên trục quay 1 bắt chặt hình cam 2, một trục nhỏ có vấu 3 có lò xo đàn hồi 6

luôn luôn đẩy trục vấu 3 tỳ hình cam. Các tiếp điểm động 5 bắt chặt trên giá của trục 3,

các tiếp điểm tĩnh 4 bắt trên giá cách điện của bộ thành khống chế. Khi quay tay gạt

trục 1 quay làm xoay hình cam 2, do đó trục nhỏ có vấu 3 sẽ khớp vào phần lõm hay

phần lồi của hình cam, làm đóng hoặc mở các tiếp điểm 4, 5.

Trên hình 3.17 trình bày nguyên lý cấu tạo của một tầng tiếp điểm của bộ khống

chế chỉ huy hình cam. Trong tầng tiếp điểm đĩa 9 gắn cứng với trục 10 quay được nhờ

tay quay. Đòn bẩy 5, cần tiếp điểm động 4 và con lăn 6 xoay quanh trục 8, còn tiếp điểm

tĩnh 3 gắn trên tấm cách điện 2. Dây dẫn của mạch điện được nối vào ốc vít 1. Thường

mỗi tầng có hai cặp tiếp điểm(4, 3) và (4’, 3’). Khi quay trục 10 ngược chiều kim đồng

hồ, con lăn 6 tiếp xúc với đĩa 9 ở phần có bán kính lớn nên nó bị đẩy ra để mở cặp tiếp

điểm (4, 3). Còn con lăn 6’ tiếp xúc với đĩa ở đoạn cung có bán kính nhỏ, lò xo 7’ sẽ đẩy

đòn bẩy 5’ đóng cặp tiếp điểm (4’, 3’).



21

Hình 2.11 Cấu tạo bộ khống chế hình cam

2.4.4. Các thông số kỹ thuật của bộ khống chế

Bộ khống chế hình trống có số lần thao tác ít hơn bộ khống chế hình cam (1000

lần/giờ).

Các số liệu định mức của bộ khống chế trình bày ở trên có hệ số thông điện ĐL%

= 40% và tần số thao tác không lớn hơn 600 lần/1giờ.

Bộ khống chế chỉ huy sản xuất ở điện áp 600 V và dòng điện tới 10A.

2.4.5. Chọn bộ khống chế

Dòng điện cho phép qua tiếp điểm ở chế độ làm việc liên tục và chế độ làm việc

ngắn hạn lặp lại (số lần thao tác trong một giờ).

Khi chọn dòng điện đi qua tiếp điểm phải căn cứ vào công suất động cơ.



22

+ Pđm: công suất định mức của động cơ, (W hay KW).

+ U: điện áp định mức của động cơ, (V hay KV).

+ I: dòng điện qua tiếp điểm của bộ khống chế, (A hay KA).

+ Điện áp bộ khống chế lớn hơn điện áp nguồn.


Các tiếp điểm tĩnh và động không tiếp xúc hoặc tiếp xúc kém do bề mặt tiếp điểm

bị bẩn vì hồ quang điện gây nên hoặc lò xo đàn hồi bị liệt, các thanh tiếp điểm động bị

cong, các ốc vít nối các đầu dây đưa ra ngoài bị lỏng.

Các tiếp điểm cách ly bị chạm nhau do hỏng các bộ phận cách điện.

Khi quay vô lăng các tiếp điểm không thay đổi trạng thái do vô lăng bị tuôn.

2.4.7. Sửa chữa bộ khống chế

Dùng giấy nhám mịn đánh sạch bề mặt các tiếp điểm bị bẩn.

Xiết chặt các ốc vít nối các đầu dây đưa ra ngoài.

Thay thế các lò xo đàn hồi bị liệt.

Xiết chặt hoặc thay thế các ốc vít bắt vô lăng với trục.

2.5 Công tắc hành trình

2.5.1 Khái niệm

Công tắc hành trình hay còn gọi công tắc giới hạn hành trình là dạng công tắc

dùng để giới hạn hành trình của các bộ phận chuyển động. Nó có cấu tạo như công tắc

điện bình thường nhưng có thêm cần tác động để cho các bộ phận chuyển động tác động

vào làm thay đổi trạng thái của tiếp điểm bên trong nó. Công tắc hành trình là loại không

duy trì trạng thái, khi không còn tác động sẽ trở về vị trí ban đầu. Công tắc hành

trình dùng để đóng cắt mạch dùng ở lưới điện hạ áp Nó có tác dụng giống như nut ấn

động tác ấn bằng tay được thay thế bằng động tác va chạm của các bộ phận cơ khí, làm

cho quá trình chuyển động cơ khí thành tín hiệu điện.

2.5.2. Cấu tạo của công tắc hành trình

Bộ phận truyền động: Là một bộ phận của công tắc hành trình, nó tiếp xuc trực

tiếp với các thiết bị khác. Trong một sô công tắc, nó được gắn vào đầu thao tác để mở

hoặc đóng các tiếp điểm của công tắc.

Phần thân công tắc: là phần chứa cơ chế tiếp xuc điện



23

Ổ cắm/chân cắm: Là nơi chứa các đầu vít của tiếp điểm để kết nối với các tiếp điểm với

hệ thống dây điện

Hình 2.12: Cấu tạo của công tắc hành trình

2.5.3. Nguyên lí hoạt động của công tắc hành trình

Hình 2.13: Nguyên lí hoạt động của công tắc hành trình

Công tắc hành trình là thiết bị giup chuyển đổi chuyển động cơ thành tín hiệu

điện để phục vụ cho quá trình điều khiển và giám sát.

Công tắc hành trình dùng để đóng cắt mạch điện ở lưới điện hạ áp. Nó có tác

động tương tự nut ấn, chỉ khác là động tác ấn bằng tay sẽ được thay thế bằng động tác



24

va chạm của các bộ phận cơ khí, từ đó quá trình chuyển động cơ khí thành tín hiệu

điện.Như hình trên, chung ta có thể thấy cấu tạo vô cùng đơn giản của công tắc hành

trình. Bao gồm có: cần tác động, chân COM, chân thường đóng (NC), chân thường hở

(NO).

Nguyên lý hoạt động công tắc hành trình: ở điều kiện bình thường, tiếp điểm giữa

chân COM và chân NC sẽ được đấu với nhau. Khi có lực tác động lên cần tác động thì

tiếp điểm giữa chân COM + chân NC sẽ hở và chuyển qua chân COM + chân NO

2.5.4. Phân loại công tắc hành trình

Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại công tắc hành trình. Mỗi loại sẽ có ưu điểm

riêng và thích hợp với một số ứng dụng nhất định. Trong bài viết này sẽ chỉ giới thiệu 1

số loại thông dụng trên thị trường mà các bạn sẽ gặp nhiều trong công việc sau này.

Nếu phân loại dựa vào hình dạng thì công tắc giới hạn hành trình có thể được chia ra

thành: dạng gạt, dạng nhấn, dạng kéo và treo, thường đóng thường mở…. Còn nếu phân

loại theo cách tác động thì có những loại như: cần tác động tăng đưa, cần tác động lò

xo, cần tác động kéo...

2.5.5. Ứng dụng của công tắc hành trình

Chung ta có thể bắt gặp các công tắc hành trình trong ứng dụng công nghiệp cần sự an

toàn hoặc phát hiện.

Phát hiện sự tiếp xuc của đối tượng

Đếm

Phát hiện phạm vi di chuyển

Phát hiện vị trí và giới hạn chuyển động

Ngắt mạch khi gặp sự cố

phát hiện tốc độ

CÂU HỎI

2.1. Cho biết công dụng, cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các lọai cầu dao?

2.2. Cho biết công dụng, cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các lọai nut ấn?

2.3. Nêu các nguyên nhân gây hư hỏng bộ khống chế?

2.4. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của công tắc hành trình? Ưng dụng công tắc hành

trình trong công nghiệp.

Chương 3: Khí cụ điện bảo vệ


CHƯƠNG 3: KHÍ CỤ BẢO VỆ

Giới thiệu: “Chương 3: Khí cụ bảo vệ” gồm các khí cụ như: cầu chì, CB, , rơle dòng,

rơle tốc tộ, role nhiệt...... Trình bày kết cấu, nguyên lý làm việc, các thông số ky thuật,

lựa chọn, kiểm tra và bảo dưỡng các loại rơle trên.

Mục tiêu: Nêu được ứng dụng của các loại khí cụ điện bảo vệ trong công nghiệp và dân

dụng. Phân tích được cấu tạo, nguyên lý làm việc các loại khí bảo vệ cơ bản. Đọc được

các thông số ky thuật của các khí cụ điện đo lường và điều khiển thường dùng trong hệ

thống điện; Lựa chọn được các khí cụ điện dùng trong sơ đồ điện.

Nội dung chính:

3.1. Cầu chì

3.1.1 Ký hiệu:

Hình 3.1. Kí hiệu của cầu chì

3.1.2. Cấu tạo

Cầu chì bao gồm các thành phần sau :

+ Phần tử ngắt mạch : đây chính là thành phần chính của cầu chì, phần tử này phải

có khả năng cảm nhận được giá trị hiệu dụng của dòng điện qua nó. Phần tử này có giá

trị điện trở suất rất bé ( thường bằng bạc , đồng, hay các vật liệu dẫn có giá trị điện trở

suất nhỏ lân cận với các giá trị nêu trên ..). Hình dạng của phần tử có thể ở dạng là một

dây (tiết diện tròn) , dạng băng mỏng .

+ Thân của cầu chì : thường bằng thủy tinh, ceramic (sứ gốm ) hay các vật liệu

khác tương đương. Vật liệu tạo thành thân của cầu chì phải đảm bảo được hai tính chất



26

: Có độ bền cơ khí; Có độ bền về điều kiện dẫn nhiệt , và chịu đựng được các sự thay

đổi nhiệt độ đột ngột mà không hư hỏng.

+ Vật liệu lấp đầy (bao bọc quanh phần tử ngắt mạch trong thân cầu chì): thường

bằng vật liệu silicat ở dạng hạt, nó phải có khả năng hâp thu được năng lượng sinh ra do

hồ quang và phải đảm bảo tính cách điện khi xảy ra hiện tượng ngắt mạch.

Hình 3.2. Cầu chì của hãng Siemens

+ Các đầu nối : Các thành phần này dùng định vị cố định cầu chì trên các thiết bị

đóng ngắt mạch ; đồng thời phải đảm bảo tính tiếp xuc điện tốt.

3.1.3. Nguyên lý hoạt động và phân loại

- Đặc tính cơ bản của cầu chì là sự phụ thuộc của thời gian chảy đứt với dòng điện chạy

qua (đặc tính ampe – giây). Để có tác dụng bảo vệ, đường ampe – giây của cầu chì tại

mọi điểm phải thấp hơn đặc tính của đối tượng cần bảo vệ.

+ Đối với dòng điện định mức của cầu chì : năng lượng sinh ra do hiệu ứng Joule

khi có dòng điện định mức chạy qua sẽ tỏa ra môi trường và không gây nên sự nóng



27

chảy, sự cân bằng nhiệt sẽ được thiết lập ở một giá trị mà không gây sự già hóa hay phá

hỏng bất cứ phần tử nào của cầu chì.

+ Đối với dòng điện ngắn mạch của cầu chì : sự cân bằng trên cầu chì bị phá hủy,

nhiệt năng trên cầu chì tăng cao và dẫn đến sự phá hủy cầu chì.

- Người ta phân thành hai giai đọan khi xảy ra sự phá hủy cầu chì :

+ Quá trình tiền hồ quang (tp): Quá trình tiền hồ quang : giả sử tại thời điểm t0 phát

sinh sự quá dòng, trong khoảng thời gian tp làm nóng chảy cầu chì và phát sinh ra hồ

quang điện. Khoảng thời gian này phụ thuộc vào giá trị dòng điện tạo nên do sự cố và

sự cảm biến của cầu chì .

+ Quá trình sinh ra hồ quang (ta): Quá trình phát sinh hồ quang : tại thời điểm tp hồ

quang sinh ra cho đến thời điểm tt mới dập tắt toàn bộ hồ quang. Trong suốt quá trình

này, năng lượng sinh ra do hồ quang làm nóng chảy các chất làm đầy tại môi trường hồ

quang sinh ra; điện áp ở hai đầu cầu chì hồi phục lại, mạch điện được ngắt ra.

3.1.4. Phân loại cầu chì

Theo môi trường hoạt động: Cầu chì cao áp, Cầu chì hạ áp, Cầu chì ôtô.

Theo đặc điểm trực quan Cầu chì sứ, Cầu chì ống, Cầu chì hộp, Cầu chì tự rơi,

Cầu chì nổ,

Theo số lần sử dụng :Dùng một lần rồi bỏ, Thay dây chì mới để tiếp tục sử dụng,

Tự nối lại mạch điện sau khi ngắt mạch mà không cần con người (nhờ cấu tạo bằng chất

dẻo)

Cầu chì có thể được chia thành hai dạng cơ bản, tùy thuộc vào nhiệm vụ :

+ Cầu chì lọai g : cầu chì dạng này có khả năng ngắt mạch, khi có sự cố quá tải

hay ngắn mạch xảy ra trên phụ tải.

+ Cầu chì lọai a : cầu chì dạng này chỉ có khả năng bảo vệ duy nhất trạng thái ngắn

mạch trên tải.

Muốn phân biệt nhiệm vụ làm việc của cầu chì, ta cần căn cứ vào đặc tuyến Ampe

- giây (là đường biểu diển mô tả mối quan hệ giửa dòng điện qua cầu chì và thời gian

ngắt mạch của cầu chì).

Gọi Icc : giá trị dòng điện ngắn mạch (cc : court – circuit – Pháp văn); Is : giá trị

dòng điện quá tải (s : surchage – Pháp văn).



28

+ Với cầu chì lọai g : khi có dòng Icc qua mạch nó phải ngắt mạch tức thì, và khi

có dòng Is qua mạch cầu chì không ngắt mạch tức thì mà duy trì một khỏang thời gian

mới ngắt mạch (thời gian ngắt mạch và giá trị dòng Is tỉ lệ nghịch với nhau).

+ Với cầu chì lọai a : nó cho phép dòng điện Is qua mạch trong thời gian dài, và

khi có dòng ngắn mạch Icc qua nó, nó không ngắt tức thì mà duy trì một khoảng thời

gian mới ngắt mạch (thời gian ngắt mạch và giá trị dòng Icc tỉ lệ nghịch với nhau).

Hình 3.3. Đặc tính ampe-giây của các loại cầu chì

- Do đó nếu quan sát hai đặc tính Ampe - giây của hai lọai cầu chì a và g; ta nhận

thấy đặc tính Ampe - giây của cầu chì lọai a nằm xa trục thời gian (trục tung) và cao hơn

đặc tính Ampe - giây của cầu chì lọai g.

3.1.5. Tính chọn cầu chì

THÍ DỤ : Một lò nung dùng điện 3 pha có công suất 18KW cần bảo vệ quá tải

và ngắn mạch bằng cầu chì. Nguồn điện 3 pha cung cấp là 230V/400V ; dòng điện ngắn

mạch cho phép đối với máy biến áp nguồn là 10KA (xem sơ đồ đơn tuyến của hệ thống).

1/ Chọn theo bảng sau cầu chì F1 dùng bảo vệ các sự cố nêu trên.

2/ Gán các giá trị dòng điện vào giản đồ dòng điện.

Giải

1/ Dòng điện định mức qua mỗi dây dẩn đến lò nung là :

AU

PI 2698,25

3.400

000.18

3.



29

Khi chọn cầu chì F1, căn cứ vào giá trị dòng điện định mức, điện áp nguồn, chức

năng bảo vệ, tính chất phụ tải .. kích thước vỏ hộp chứa cầu chì.

Dòng định mức là 26A.

Điện áp nguồn (điện áp dây) 400V.

Bảo vệ quá tải và ngắn mạch.

Phụ tải thuần trở (lò nung).

Tra bảng tiêu chuẩn, ta chọn lọai cầu chì sau cho F1: Kích thước(Taille) (14 x51)

, Code: gl 1432 mã số P 93393 ; dòng định mức 32A.

3.2 . Aptomat (CB - Circuit Breaker)

3.2.1. Ký hiệu:

1] 2] 3]

Hình 3.4. Kí hiệu CB (1. Tổng quát, 2. Bảo vệ quá tải và ngắn mạch 3 pha, 3. Bảo

vệ quá tải và ngắn mạch 1 pha)

CB (CB được viết tắt từ danh từ Circuit Breaker- tiếng Anh), tên khác như:

Disjonteur (tiếng Pháp) hay Aptômát (theo tiếng Nga). CB là khí cụ điện dùng đóng

ngắt mạch điện (một pha, ba pha); có công dụng bảo vệ quá tải, ngắn mạch, sụt áp …

mạch điện.

3.2.2. Cấu tạo

Tiếp điểm

- CB thường được chế tạo có hai cấp tiếp điểm (tiếp điểm chính và hồ quang), hoặc

ba cấp tiếp điểm (chính, phụ, hồ quang)



30

- Khi đóng mạch, tiếp điểm hồ quang đóng trước, tiếp theo là tiếp điểm phụ, sau

cùng là tiếp điềm 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, do đó 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.

Hộp dập hồ quang

- Để CB dập được hồ quang trong tất cả các chế độ làm việc của lưới điện, người

ta thường dùng hai kiểu thiết bị dập hồ quang là: kiểu nửa kín và kiểu hở.

- Kiểu nửa kín được đặt trong vỏ kín của CB và có lỗ thoát khí. Kiểu này có dòng

điện giới hạn cắt không quá 50KA. Kiểu hở được dùng khi giới hạn dòng điện cắt lớn

hơn 50KA hoặc điện áp lớn 1000V(cao áp).

- Trong buồng dập hồ quang thông dụng, người ta dùng những tấm thép xếp thành

lưới ngăn, để phân chia hồ quang thành nhiều đọan ngắn thuân lợi cho việc dập tắt hồ

quang.

Cơ cấu truyền động cắt CB

- Truyền động cắt CB thường có hai cách : bằng tay và bằng cơ điện (điện từ, động

cơ điện).

- Điều khiển bằng tay được thực hiện với các CB có dòng điện định mức không

lớn hơn 600A. Điều khiển bằng điện từ (nam châm điện) được ứng dụng ở các CB có

dòng điện lớn hơn (đến 1000A).

- Để tăng lực điều khiển bằng tay người ta dùng một tay dài phụ theo nguyên lý

đòn bẩy. Ngoài ra còn có cách điều khiển bằng động cơ điện hoặc khí nén.

Móc bảo vệ

- CB tự động cắt nhờ các phần tử bảo vệ – gọi là móc bảo vệ, sẽ tác động khi mạch

điện có sự cố quá dòng điện (quá tải hay ngắn mạch) và sụt áp.

+ Móc bảo vệ quá dòng điện (còn gọi là bảo vệ dòng điện cực đại) để bảo vệ thiết

bị điện không bị quá tải và ngắn mạch, đường thời gian – dòng điện của móc bảo vệ

phải nằm dưới đường đặc tính của đối tượng cần bảo vệ. Người ta thường dùng hệ thống

điện từ và rơle nhiệt làm móc bảo vệ, đặt bên trong CB.

+ Móc kiểu điện từ có cuộn dây mắc nối tiếp với mạch chính, cuộn dây này được

quấn tiết diện lớn chịu dòng tải và ít vòng. Khi dòng điện vượt quá trị số cho phép thì



31

phần ứng bị hut và móc sẽ dập vào khớp rơi tự do, làm tiếp điểm của CB mở ra. Điều

chỉnh vít để thay đổi lực kháng của lò xo, ta có thể điều chỉnh được trị số dòng điện tác

động. Để giữ thời gian trong bảo vệ quá tải kiểu điện từ, người ta thêm một cơ cấu giữ

thời gian (ví dụ bánh xe răng như trong cơ cấu đồng hồ).

- Móc kiểu rơle nhiệt đơn giản hơn cả, có kết cấu tương tự như rơle nhiệt có phần

tử phát nóng đấu nối tiếp với mạch điện chính, tấm kim loại kép dãn nở làm nhả khớp

rơi tự do để mở tiếp điểm của CB khi có quá tải. Kiểu này có thiếu sót là quán tính nhiệt

lớn nên không ngắt nhanh được dòng điện tăng vọt khi có ngắn mạch, do đó chỉ bảo vệ

được dòng điện quá tải.

Vì vậy người ta thường sử dụng tổng hợp cả móc kiểu điện từ và móc kiểu rơle

nhiệt trong một CB. Lọai này được dùng ở CB có dòng điện định mức đến 600A.

+ Móc bảo vệ sụt áp (còn gọi là bảo vệ điện áp thấp) cũng thường dùng kiểu điện

từ. Cuộn dây mắc song song với mạch điện chính, cuộn dây này được quấn ít vòng với

dây tiết diện nhỏ chịu điện áp nguồn .


- Sơ đồ nguyên lý của CB dòng điện cực đại và CB điện áp thấp được trình bày

trên hình dưới.

CB bảo vệ quá dòng:

Hình 3.5. 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.



32

- 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 hut điện từ ở nam châm điện 5 lớn

hơn lực lò xo 6 làm cho nam châm điện 5 sẽ hut phần ứng 4 xuống làm bật nhả móc 3,

móc 2 được thả tự do, lò xo 1 được thả lỏng, kết quả các tiếp điểm của CB được mở ra,

mạch điện bị ngắt.

CB bảo vệ thấp áp:

- Bật CB ở trạng thái ON, với điện áp định mức nam châm điện 5 và phần ứng 4

hut lại với nhau.

- Khi sụt áp quá mức, nam châm điện 5 sẽ nhả phần ứng 4, lò xo 6 kéo móc 3 bật

lên, móc 2 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.

Hình 3.6. Sơ đồ nguyên lý của CB điện áp thấp

3.2.4. Phân loại CB

- Theo kết cấu, người ta chia CB ra ba loại: một cực, hai cực và ba cực.

- Theo thời gian thao tác, người ta chia CB ra loại tác động không tức thời và loại

tác động tức thời (nhanh).

- Tùy theo công dụng bảo vệ, người ta chia CB ra các loại: CB cực đại theo dòng

điện, CB cực tiểu theo điện áp, CB dòng điện ngược v.v…



33

MCB ( Miniature Circuit Breaker)

- Là khí cụ điện thuộc họ CB, dùng để ngắt mạch khi có sự cố ngắn mạch,sụt áp…Vì

chỉ dùng với Iđm <100A và Icu<100KA nên đa số dùng trong dân dụng và tải nhẹ

- Tên thường gọi: CB tự động loại nhỏ ,cầu dao tự động, aptômat nhỏ, CB tép…(gồm

các loại MCB 1p,2p,3p)

Hình 3.7 Một số loại MCB của hảng Schneider

MCCB (Molded Case Ciruit Breaker)

- Là khí cụ điện thuộc họ CB, giống như MCB, nhưng sử dụng với I đm >100A và Icu

>100KA nên đa số dùng trong công nghiệp.

- Tên thường gọi: CB khối, bộ ngắt mạch trong vỏ đuc sẵn.

Hình 3.8. Một số loại MCCB của hãng Schneider

3.2.5. Tính chọn CB

- Khi chọn CB phải thỏa ba yêu cầu sau:

+ Chế độ làm việc ở định mức của CB phải là chế độ làm việc dài hạn, nghĩa là trị

số dòng điện định mức chạy qua CB lâu tùy ý. Mặt khác, mạch dòng điện của CB phải



34

chịu được dòng điện lớn (khi có ngắn mạch) luc các tiếp điểm của nó đã đóng hay đang

đóng.

+ CB phải ngắt được trị số dòng điện ngắn mạch lớn, có thể vài chục KA. Sau khi

ngắt dòng điện ngắn mạch, CB đảm bảo vẫn làm việc tốt ở trị số dòng điện định mức.

+ Để nâng cao tính ổn định nhiệt và điện động của các thiết bị điện, hạn chế sự phá

hoại do dòng điện ngắn mạch gây ra, CB phải có thời gian cắt bé. Muốn vậy thường

phải kết hợp lực thao tác cơ học với thiết bị dập hồ quang bên trong CB.

- Việc lựa chọn CB, chủ yếu dựa vào :

+ Dòng điên tính toán đi trong mạch.

+ Dòng điện quá tải.

+ Khi CB thao tác phải có tính chọn lọc.

- Ngoài ra lựa chọn CB còn phải căn cứ vào đặc tính làm việc của phụ tải là CB không

được phép cắt khi có quá tải ngắn hạn thường xảy ra trong điều kiện làm việc bình

thường như dòng điện khởi động, dòng điện đỉnh trong phụ tải công nghệ.

- Yêu cầu chung là dòng điện định mức của móc bảo vệ ICB không được bé hơn dòng

điện tính toán Itt của mạch.

- Tùy theo đặc tính và điều kiện làm việc cụ thể của phụ tải, người ta hướng dẫn lựa

chọn dòng điện định mức của móc bảo vệ bằng 125%, 150% hay lớn hơn nửa so với

dòng điện tính toán mạch.

Tính chọn CB cho động cơ trên ta dựa theo 2 điều kiện sau:

CB dm tI I .K

mm dm

CB

K .II

3.3. Rơ le chống giật (Thiết bị chống dòng điện rò- Residual Current Circuit

Breaker)

3.3.1. Ký hiệu

1] 2]

Hình 3.9. Kí hiệu RCCB (1. RCCB 1 pha, 2. RCCB 3 pha)



35

3.3.2. Khái niệm

- Cơ thể người rất nhạy cảm với dòng điện, ví dụ: dòng điện nhỏ hơn 10mA thì

người có cảm giác kim châm; lớn hơn 10mA thì các cơ bắp co quắp; dòng điện đến

30mA đưa đến tình trạng co thắt, ngạt thở và chết người. Khi thiết bị điện bị hư hỏng rò

điện, chạm mát mà người sử dụng tiếp xuc vào sẽ nhận dòng điện đi qua người xuống

đất ở điện áp nguồn. Trong trường hợp này, CB và cầu chì không thể tác động ngắt

nguồn điện vời thiết bị, gây nguy hiểm cho người sử dụng.

- Nếu trong mạch điện có sử dụng thiết bị chống dòng điện rò thì người sử dụng sẽ

tránh được tai nạn do thiết bị này ngắt nguồn điện ngay khi dòng điện rò xuất hiện.

3.3.3. Cấu tạo

Hình 3.10. Thiết bị chống dòng điện rò 1 pha



36

Hình 3.11. Thiết bị chống dòng điện rò 3 pha


- Thiết bị chống dòng điện rò hoạt động trên nguyên lý bảo vệ so lệch, được thực

hiện trên cơ sở cân bằng giữa tổng dòng điện vào và tổng dòng điện đi ra thiết bị tiêu

thụ điện.

- Khi thiết bị tiêu thụ điện bị rò điện, một phần của dòng điện được rẽ nhánh xuống

đất, đó là dòng điện rò. Khi đó dòng điện về theo đường dây trung tính rất nhỏ và rơle

so lệch sẽ dò tìm sự mất cân bằng này và điều khiển cắt mạch điện nhờ thiết bị bảo vệ

so lệch.

- Thiết bị bảo vệ so lệch gồm hai phần tử chính:

- Mạch điện từ ở dạng hình xuyến mà trên đó được quấn các cuộn dây của phần

công suất (dây có tiết diện lớn), chịu dòng cung cấp cho thiết bị tiêu thụ điện.

- Rơle mở mạch cung cấp được điều khiển bởi cuộn dây đo lường (dây có tiết diện

bé) cũng được đặt trên hình xuyến này, nó tác động ngắt các cực.

Đối với hệ thống điện một pha

Trường hợp thiết bị điện không có sự cố: 21 II

Trường hợp sự cố : scIII 21



37

21 II do đó xuất hiện mất sự cân bằng trong hình xuyến từ, dẫn đến cảm ứng một

dòng điện trong cuộn dây dò tìm, đưa đến tác động rơle và kết quả làm mở mạch điện.

Đối với hệ thống điện ba pha

- Trường hợp thiết bị điện không có sự cố: 0321 oIIII

Từ thông tổng trong mạch từ hình xuyến bằng 0, do đó sẽ không có dòng điện cảm

ứng trong cuộn dây dò tìm.

- Trường hợp thiết bị điện không có sự cố: 0321 oIIII

- Từ thông tổng trong mạch từ hình xuyến không bằng 0, do đó sẽ có dòng điện

cảm ứng trong cuộn dây dò tìm, vậy cuộn dây dò tìm sẽ tác động mở các cực điện. Khả

năng chọn lọc từng phần.

- Tính chọn lọc được gọi là từng phần vì nó không tiếp nhận đối với một số giá trị

dòng điện sự cố. Tính chọn lọc được thoả mãn khi các hệ quả của một số sự cố có thể

kéo theo ngắt điện từng phần hay ngắt điện toàn bộ hệ thống cung cấp điện. sau đây là

ví dụ về tính chọn lọc từng phần:

- Hệ thống cung cấp điện công nghiệp với khả năng chọn lọc tổng ở ba mức chậm

(trễ) mức 1: chậm 200ms; mức 2: chậm 50ms; mức 3: không có thời gian trễ.

Hình 3.12. Thiết bị chống dòng rò của hãng Schneider

3.3.5. Tính chọn thiết bị chống rò

Sự tác động tin cậy của RCD.

- RCD tác động nhạy và tin cậy.



38

- Dòng điện tác động rò thực tế luôn thấp hơn dòng tác động rò danh định (ghi trên

nhãn hiệu của RCD) khoảng (25 40)% khi dòng điện rò xuất hiện tăng dần hay đột

ngột.

- Thời gian tác động thực tế đều nhỏ hơn thời gian tác động được nhà sản xuất

quy định (ghi trên nhãn hiệu) khoảng (20 80)%. Thông thường thời gian tác động cắt

mạch được ghi trên nhãn hiệu của RCD là 0,1s và thời gian tác động cắt mạch thực tế

nằm trong khoảng (0,020,008)s.

Sự tác động có tính chọn lọc của RCD bảo vệ hệ thống điện – sơ đồ điện

- Khi xuất hiện dòng điện rò đủ lớn ở đoạn đường dây điện hoặc phụ tải, RCD

được lắp đặt gần nhất sẽ tác động cắt mạch, tách đọan dây hoặc phụ tải bị rò điện ra khỏi

hệ thếng cung cấp điện. Như vậy đảm bảo tính chọn lọc, việc cung cấp điện không ảnh

hưởng đến phần còn lại.

- Nếu RCD lắp đặt không đung yêu cầu ky thuật thì RCD đó sẽ không tác động cắt

mạch khi xuất hiện dòng điện rò ở phần đường dây hay phụ tải tương ứng với chung,

hoặc tác động không đung yêu cầu đã đề ra.

Khả năng chọn lọc tổng hợp

- Khả năng chọn lọc tổng hợp là nhắm loại trừ duy nhất thiết bị có sự cố. Để đạt

được khả năng này phải thoả hai điều kiện:

- Dòng điện so lệch dư định mức của RCD ở phía trên phải có giá trị lớn hơn dòng

điện so lệch dư định mức của RCD ở phía dưới.

3.4. Role nhiệt

3.4.1.Ký hiệu

Hình 3.13. Kí hiệu của rơ le nhiệt

3.4.2. Cấu tạo

- Rơ-le nhiệt là một loại khí cụ để bảo vệ động cơ và mạch điện khi có sự cố quá

tải. Rơ-le nhiệt không tác động tức thời theo trị số dòng điện vì nó có quán tính nhiệt

lớn, phải có thời gian phát nóng, do đó nó làm việc có thời gian từ vài giây đến vài phut.



39

Hình 3.14. Cấu tạo rơ-le nhiệt

Theo sơ đồ trên, rơ le nhiệt có cấu tạo như sau:

– (1) Đòn bẩy

– (2) Tiếp điểm thường đóng

– (3) Tiếp điểm thường mở

– (4) Vít chính dòng điện tác động

– (5) Thanh lưỡng kim

– (6) Dây đốt nóng

– (7) Cần gạt

– (8) Nut phục hồi


- Nguyên lý chung của rơ-le nhiệt là dựa trên cơ sở tác dụng nhiệt của dòng điện

làm giãn nở phiến kim loại kép. Phiến kim loại kép gồm hai lá kim loại có hệ số giãn nở

khác nhau (hệ số giãn nở hơn kém nhau 20 lần) ghép chặt với nhau thành một phiến

bằng phương pháp cán nóng hoặc hàn . Khi có dòng điện quá tải đi qua, phiến lưỡng

kim được đốt nóng, uốn cong về phía kim loại có hệ số giãn nở bé, đẩy cần gạt làm lò

xo co lại và chuyển đổi hệ thống tiếp điểm phụ.

- Để rơ-le nhiệt làm việc trở lại, phải đợi phiến kim loại nguội và kéo cần reset của

rơ-le nhiệt.

Phân loại rơ-le nhiệt:

- Theo kết cấu: rơ-le nhiệt chia thành hai loại: kiểu hở và kiểu kín.

- Theo yêu cầu sử dụng: loại một cực và hai cực.



40

- Theo phương thức đốt nóng:

+ Đốt nóng trực tiếp: dòng điện đi qua trực tiếp tấm kim loại kép. Loại này có cấu

tạo đơn giản, nhưng khi thay đổi dòng điện định mức phải thay đổi tấm kim loại kép,

loại này không tiện dụng.

+ Đốt nóng gián tiếp: dòng điện đi qua phần tử đốt nóng độc lập, nhiệt lượn toả ra

gián tiếp làm tấm kim loại cong lên. Loại này có ưư điểm là muốn thay đổi dòng điện

định mức ta chỉ cần thay đổi phần tử đốt nóng. Khuyết điểm của loại này là khi có quá

tải lớn, phần tử đốt nóng có thể đạt đến nhiệt độ khá cao nhưng vì không khí truyền nhiệt

kém, nên tấm kim loại chưa kịp tác động mà phần tử đốt nóng đã bị cháy đứt.

+ Đốt nóng hỗn hợp: loại này tương đối tốt vì vừa đốt trực tiếp vừa đốt gián tiếp.

Nó có tính ổn định nhiệt tương đối cao và có thể làm việc ở bội số quá tải lớn.

3.4.4. Tính chọn lựa rơ-le nhiệt

- Đặc tính cơ bản của rơ-le nhiệt là quan hệ giữa dòng điện phụ tải chạy qua và

thời gian tác động của nó (gọi là đặc tính thời gian – dòng điện, A-s). Mặt khác, để đảm

bảo yêu cầu giữ được tuổi thọ lâu dài của thiết bị theo đung số liệu ky thuật đã cho của

nhà sản xuất, các đối tượng bảo vệ cũng cần đặc tính thời gian - dòng điện.

- Lựa chọn đung rơ-le nhiệt là sao cho đường đặc tính A-s của rơ-le gần sát đường

đặc tính A-s của đối tượng cần bảo vệ. Nếu chọn thấp quá sẽ không tận dụng được công

suất của động cơ điện, chọn cao quá sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị cần bảo vệ.

Hình 3.15. Rơ le nhiệt của hãng Schneider



41

- Trong thực tế, cách lực chọng phù hợp là chọn dòng điện định mức của rơ-le

nhiệt bằng dòng điện định mức của động cơ điện cần bảo vệ, rơ-le sẽ tác động ở giá trị

(1,21,3)Iđm. Bên cạnh, chế độ làm việc của phụ tải và nhiệt độ môi trường xung quanh

phải được xem xét.

Hình 3.16. Đặc tính A-s của rơle nhiệt

3.5. Rơle dòng điện

Rơle dòng điện là một thiết bị điện dùng để bảo vệ mạch điện khi có sự cố quá

tải ngắn mạch. Ngoài ra rơle dòng điện kết hợp với công tơ điện để đo công suất điện,

sử dụng trong các dụng cụ đo lường để đo dòng điện.

3.5.1. Phân loại, cấu tạo

Hình 3.17: Cấu tạo rơle dòng điện



42

Lõi thép tĩnh gồm nhiều lá thép ky thuật điện chữ C ghép lại, bề dày từng lá từ

0.35 0.5 mm bề mặt của từng lá có phủ lớp sơn cách điện mỏng, chức năng của lõi

thép dùng để dẫn từ.

Lõi thép động 3 là một miếng thép chữ Z gắn trên trục và cùng quay với trục, liên

kết với lò xo phản và cơ cấu chỉnh định.

Cuộn dây 1 gồm hai nửa cuộn dây dòng điện quấn trên lõi thép tĩnh 2, vật liệu là

nhôm hoặc đồng bên ngoài có phủ lớp cách điện mỏng êmail, số vòng dây ít, tiết diện

dây lớn, mắc nối tiếp với phụ tải.

Phân loại theo tác động có loại rơle dòng điện trực tiếp, rơle dòng điện gián tiếp.

Phân loại theo dòng điện có loại rơle dòng điện một chiều, rơle dòng điện xoay

chiều.

Hình 3.18: Ký hiệu của rơle dòng điện


Hai nửa cuộn dây 1 của rơle dòng điện được mắc nối tiếp với phụ tải, tiếp điểm

của rơle dòng điện được mắc trên mạch điện điều khiển.

Ở trạng thái bình thường dòng điện chạy qua cuộn dòng điện 1, tạo từ trường trên

lõi thép tĩnh 2, tạo ra lực điện từ nhưng lực điện từ này không lớn hơn lực của lò xo, do

vậy tiếp điểm thường đóng vẫn đóng, tiếp điểm thường hở vẫn hở.

Khi có sự cố quá tải hay ngắm mạch xảy ra, dòng điện qua cuộn dòng 1 lớn, tạo

ra Fđt > Flx, lõi thép tĩnh 2 hut miếng sắt 3, làm cho miếng sắt 3 quay, tác động làm tiếp

điểm mở (hoặc đóng) hệ thống tiếp điểm 5, trên mạch điều khiển mở ra, cắt mạch điện

qua mạch điều khiển.

Trị số dòng điện tác động của rơle được chỉnh định bằng hai cách; khi cần dòng

tác động nhỏ thì hai nửa cuộn dây 1 đấu nối tiếp, khi cần dòng điện tác động lớn thì hai

nửa cuộn dây đấu song song. Di chuyển hệ thống tay đòn 7 để tăng hay giảm lực cản

của lò xo 4, để tăng hay giảm trị số tác động của dòng điện một cách bằng phẳng.



43

3.5.3. Thông số kỹ thuật của rơle dòng điện

Dòng điện định mức của rơle dòng điện Iđm, (A hay KA) nếu dòng điện qua rơle

dòng lớn hơn Iđm thì rơle dòng điện tác động.

Tỷ số biến dòng Ki của rơle dòng điện, dựa vào tỷ số KI để tính được dòng điện

I1 khi biết dòng điện I2.

Điện áp định mức của rơle dòng điện Uđm (V hay KV) là điện áp định mức của

cuộn dây rơle dòng điện.

3.6. Rơ le điện áp

Rơle điện áp là một thiết bị điện dùng để bảo vệ mạch điện khi có sự cố quá áp

hoặc sụt áp.

3.6.1. Phân loại, cấu tạo

Lõi thép tĩnh 2 gồm nhiều lá thép ky thuật điện hình chữ C ghép lại giữa các lá

có phủ lớp sơn cách điện mỏng, chức năng của lõi thép dùng để dẫn từ.

Lõi thép động 3 là một miếng thép chữ Z, gắn trên trục và cùng quay với trục,

liên kết với lò xo phản và cơ cấu chỉnh định.

Cuộn dây 1 gồm hai nửa cuộn dây, làm bằng nhôm hoặc đồng bên ngoài có phủ

lớp cách điện mỏng gọi là êmail, số vòng dây cuộn dây 1 nhiều, tiết diện dây nhỏ, mắc

song song với nguồn (hay phụ tải).

Phân loại theo tác động có loại rơle điện áp trực tiếp, rơle điện áp gián tiếp.

Phân loại theo dòng điện có loại rơle điện áp một chiều, rơle điện áp xoay chiều.

Hình 3.19 : Cấu tạo rơle điện áp



44


Cuộn dây của rơle điện áp được mắc song song với phụ tải, tiếp điểm của rơle

điện áp được mắc trên mạch điện điều khiển.

Ở trạng thái điện áp nguồn điện bình thường dòng điện chạy qua cuộn dây điện

áp tạo từ trường trên lõi thép tĩnh, tạo ra lực điện từ nhưng lực điện từ này không lớn

hơn lực của lò xo, do vậy tiếp điểm thường đóng vẫn đóng, tiếp điểm thường hở vẫn hở.

Khi có sự cố quá áp, điện áp đặt vào cuộn áp lớn, dòng điện qua cuộn áp lớn, tạo

ra Fđt > Flx, lõi thép tĩnh hut lõi thép động xuống, tác động làm tiếp điểm trên mạch điều

khiển mở ra, cắt mạch điện qua mạch điều khiển.

Trị số điện áp tác động của rơle điện áp được chỉnh định bằng hai cách: khi cần

điện áp tác động nhỏ thì hai nửa cuộn dây 1 đấu song song, khi cần điện áp tác động lớn

thì hai nửa cuộn dây đấu nối tiếp. Di chuyển hệ thống tay đòn 7 để tăng hay giảm lực

cản của lò xo 4, để tăng hay giảm trị số tác động của điện áp một cách bằng phẳng.

3.6.3. Thông số kỹ thuật của rơle điện áp

Điện áp định mức của rơle điện áp Uđm, (V hay KV) nếu điện áp nguồn qua cuộn

áp lớn hơn hoặc nhỏ hơn điện áp định mức của rơle điện áp thì rơle điện áp tác động.

Tỷ số biến dòng KU của rơle điện áp, dựa vào tỷ số Ku để tính được điện áp U1

khi biết được điện áp U2.

Dòng điện định mức của rơle điện áp Iđm (A hay KA) là dòng điện định mức

của cuộn dây rơle điện áp.

3.7. Rơle tốc độ

3.7.1. Khái quát, phân loại rơle tốc độ

Căn cứ vào tốc độ của động cơ để điều khiển sự làm việc của hệ thống, phần tử

thụ cảm được chính xác tốc độ của động cơ là rơle tốc độ. Rơle tốc độ sẽ phát tín hiệu

cho phần tử chấp hành để chuyển trạng thái làm việc của hệ thống khi tốc độ đạt đến các

giá trị ngưỡng đã chỉnh định sẵn.

Rơle tốc độ hay còn gọi là rơle hãm ngược, hoặc rơle kiểm tra tốc độ (PKC), nó

thường sử dụng trong các mạch hãm tự động động cơ không đồng bộ ba pha rotor lồng

sóc, làm việc đến điện áp 380 V.

Rơle tốc độ có nhiều loại làm việc theo các nguyên tắc khác nhau như nguyên tắc

li tâm, nguyên tắc cảm ứng, có thể dùng máy phát tốc làm rơle tốc độ. Đối với động cơ



45

điện một chiều có thể kiểm tra tốc độ động cơ thông qua sức điện động của động cơ.

Đối với động cơ xoay chiều kiểm tra tốc độ động cơ thông qua sức điện động và tần số

mạch rotor.

3.7.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động rơle tốc độ kiểu cảm ứng

Rotor 1 là nam châm vĩnh cửu được nối với trục của động cơ.

Stator 2 cấu tạo như một cái lồng sóc và có thể quay trên giá đỡ của nó.

Hình 3.20 Cấu tạo của rơle tốc độ kiểu cảm ứng

Trên cần 3 gắn vào stator 2 có đặt má động 11 của hai tiếp điểm có má tĩnh 7 và

15. Ngoài ra còn có lò 4, 5 và kết cấu vỏ bên ngoài.

Trục của rơle tốc độ nối đồng trục với trục của động cơ. Khi rotor không quay

các cặp tiếp điểm (7-11) và (15 -11) mở vì các lò xo 4 giữ cần 3 ở chính giữa. Khi rotor

quay sẽ tạo ra từ trường quay quét qua các thanh dẫn của lồng sóc stator, cảm ứng trong

các thanh dẫn dòng điện cảm ứng.

Tác dụng tương hỗ giữa dòng điện cảm ứng này và từ trường quay tạo ra momen

điện từ làm cho stator quay đi một góc, luc đó các lò xo 4 bị nén hay căng ra sẽ tạo

momen cản chống lại, cân bằng với momen điện từ. Tuỳ theo chiều quay của rotor mà

má động 11 có thể đến tiếp xuc với má tĩnh 7 hay 15.

Trị số ngưỡng của tốc độ có thể điều chỉnh bằng bộ phận 5 để thay đổi lực kéo

nén của lò xo cân bằng 4. Khi tốc độ quay của rotor nhỏ hơn trị số ngưỡng đã đặt, momen

điện từ nhỏ nên không thắng được momen phản của lò xo cân bằng nên tiếp điểm không

thể đóng lại được. Khi tốc độ quay của rotor lớn hơn hay bằng trị số ngưỡng đã chỉnh



46

định thì momen điện từ thắng được momen phản của lò xo làm cho stator quay, đóng

tiếp điểm tương ứng theo chiều quay của rotor.

Hình 3.21 Sơ đồ nguyên lý mạch điện hãm ngược động cơ 3 pha


Các tiếp điểm không thay đổi trang thái khi động cơ chuyển từ đang đứng yên

sang hoạt đông với vận tốc định mức và ngược lại do cơ cấu cơ khí ngắt ly tâm bị

hỏng.

Không thể điều chỉnh ngưỡng tốc độ bằng bộ phận 5 để thay đổi lực kéo nén của

lò xo cân bằng 4 do lò xo bị liệt.

CÂU HỎI

3.1. Nêu công dụng, cấu tạo, nguyên lý hoạt động của rơ le nhiệt?

3.2. Cho biết công dụng, cấu tạo, các lọai CB? Cách chọn CB?

3.3. Hãy trình bày nguyên lý họat động của MCCB, MCB, RCCB?

3.4. So sánh cầu dao và CB khác nhau như thế nào?

Chương 4: Khí cụ điện điều khiển


CHƯƠNG 4 : KHÍ CỤ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN

Giới thiệu: “Chương 4: Khí cụ điều khiển" gồm các khí cụ như: contactor, khởi động

từ, role thời gian, role trung gian... Trình bày kết cấu, nguyên lý làm việc, các thông số

ky thuật, lựa chọn, kiểm tra và bảo dưỡng các loại khí cụ trên

Mục tiêu: Nêu được ứng dụng của các loại khí điều khiển trong công nghiệp và dân

dụng. Phân tích được cấu tạo, nguyên lý làm việc các loại khí cụ điều khiển cơ bản. Đọc

được các thông số ky thuật của các khí cụ điện đo lường và điều khiển thường dùng

trong hệ thống điện; Lựa chọn được các khí cụ điện dùng trong sơ đồ điện.

4.1. Contactor

4.1.1. Ký hiệu:

Hình 4.1 Kí hiệu của contactor

4.1.2. Cấu tạo

Nam châm điện: Nam châm điện gồm có 4 thành phần:

+ Cuộn dây dùng tạo ra lực hut 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 đầu khi ngừng

cung cấp điện vào cuộn dây.

Hệ thống dập hồ quang điện



48

Khi contactor chuyển mạch, hồ quang 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 xuc nhau, nhất là ở các tiếp điểm chính của contactor.

Hình 4.2 Các bộ phận của contactor khi lắp vào

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.

Tùy 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 hở đóng lại khi

cấp nguồn vào mạch từ của contactor làm mạch từ contactor hut 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 nghỉ (không

được cung cấp điện). Tiếp điểm này hở 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).



49

- 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 cotactor; tuy nhiên cũng có một vài nhà sản

xuất chỉ bố trí cố định số tiếp điểm chính trên mỗi contactor; còn các tiếp điểm phụ được

chế tạo thành những khối rời riêng lẻ. Khi cần sử dụng ta chi ghép thêm vào trên

contactor, số lượng tiếp điểm phụ trong trường hợp này có thể bố trí tùy ý.

4.1.3. Phân loại

Hình 4.3. Một số loại contactor của các hãng trên thị trường

Theo nguyên lý truyền động:

Kiểu điện từ (truyền điện bằng lực hut điện từ)

Kiểu hơi ép (truyền động bằng khí nén, thuỷ lực)

Theo dòng điện (kiểu điện từ):

Một chiều: 24VDC, 36VDC, 127VDC…

Xoay chiều: 110VAC, 220VAC, 380VAC…

Theo kết cấu:

Hạn chế chiều cao (dùng ở gẩm xe…)

Hạn chế chiều rộng (dùng ở buồng tàu điện…)



50

Theo kết cấu bảo vệ: có các loại contactor hở, bảo vệ, chống bụi, chống nổ, chống

thấm nước.


Khi cấp nguồn có điện áp định mức vào cuộn dây contactor, trong mạch từ sinh

ra lực hut lớn hơn lực cản của lò xo. Lõi thép tĩnh hut chặt lõi thép động về phía nó. Làm

hệ thống các tiếp điểm thay đổi trạng thái, tiếp điểm thường đóng thì mở ra, tiếp điểm

thường mở thì đóng lại.

Ngắt nguồn ra khỏi cuộn dây contactor, các tiếp điểm trở về vị trí bàn đầu nhờ lò

xo hản hồi.

Hình 4.4. Trạng thái ban đầu của contactor khi chưa tác động

Hình 4.5 Trạng thái của contactor khi đã tác động



51

4.1.5. Các thông số kỹ thuật

Thông số điện:

Un: Điện áp định mức (V)

Ui : Điện áp cách điện (kV)

Uax: Điện áp cuộn hut (V)

Uimp: Điện áp xung (kV)

In: Dòng điện định mức (A)

Icu: Dòng điện ngắn mạch (kA)

Thông số không điện:

Tuổi thọ: Phụ thuộc số lần đóng-ngắt

Tần số thao tác: Số lần đóng-ngắt trong một giờ

Tính chọn Contactor theo thông số quan trọng nhất là dòng làm việc của

Contactor

Giả sử có tải động cơ điện 3 pha, 380V, công suất 3kW, cos φ 0.85. Tính chọn

như sau:

Từ công suất động cơ tính ra dòng điện định mức khi động cơ làm việc ổn định

I=P/(1,73xUnx0,85)

Tính được In=3000/(1,73x380x0,85)=5,4A.

Dòng điện của contactor chọn Ict=In x hệ số khởi động (1,2-1,4 In)

Vậy dòng Ict=5,4x1,4=7,56A.

Chọn contactor dòng làm việc từ 8A trở lên, dòng của rơ le nhiệt bằng dòng của

contactor.

4.2. . Role trung gian (Relay control)

4.2.1. Ký hiệu:

a. b.



52

b. c. d.

Hình 4.6 Kí hiệu của các loại rơ le trung gian (a. Loại 5 chân, b. Loại 8 chân, c.

Loại 11 chân, d. Loại 14 chân)

4.2.2. Khái niệm phân loại

Relay trung gian về cơ bản là một thiết bị rơ le điện từ với kích thước nhỏ, chung

có chức năng chuyển mạch tín hiệu điều khiển hoặc là làm nhiệm vụ khuếch đại. Trong

sơ đồ điều khiển, relay trung gian thông thường được lắp đặt ở vị trí trung gian, nó nằm

giữa những thiết bị điều khiển công suất nhỏ và các thiết bị điều khiển có công suất lớn

hơn.

Hiện nay tại trên thị trường bạn có thể dễ dàng tìm thấy các loại rơle trung

gian sau:

– Rơ le trung gian 12VDC, 24VDC, 220VAC

– Rơle trung gian 5, 8, 11, 14 chân

4.2.3. Cấu tạo của rơ le trung gian

Thiết bị nam châm điện này có thiết kế gồm lõi thép động, lõi thép tĩnh và cuộn

dây. Cuộn dây bên trong có thể là cuộn cường độ, cuộn điện áp, hoặc cả cuộn điện áp

và cuộn cường độ. Lõi thép động được găng bởi lò xo cùng định vị bằng một vít điều

chỉnh. Cơ chế tiếp điểm bao gồm tiếp điểm nghịch và tiếp điểm nghịch.

Hình 4.7. Cấu tạo của rơ le trung gian (1. Lõi thép tĩnh; 2. Cuộn dây; 3. Nắp di

động; 4. Lò xo phản hồi; 5. Tiếp điểm)

https://sieuthivattudien.com/thiet-bi-dieu-khien-tu-dong-hoa/



53


Khi có dòng điện chạy qua rơ le, dòng điện này sẽ chạy qua cuộn dây bên trong

và tạo ra một từ trường hut. Từ trường hut này tác động lên một đòn bẩy bên trong làm

đóng hoặc mở các tiếp điểm điện và như thế sẽ làm thay đổi trạng thái của rơ le. Số tiếp

điểm điện bị thay đổi có thể là 1 hoặc nhiều, tùy vào thiết kế.

+Relay có 2 mạch độc lập nhau hoạt động. Một mạch là để điều khiển cuộn dây của rơ

le: Cho dòng chạy qua cuộn dây hay không, hay có nghĩa là điều khiển rơ le ở trạng thái

ON hay OFF. Một mạch điều khiển dòng điện ta cần kiểm soát có qua được rơ le hay

không dựa vào trạng thái ON hay OFF của rơ le.

4.2.5. Công dụng của rơle trung gian

Công dụng của Rơle trung gian là làm nhiệm vụ “trung gian” chuyển tiếp mạch

điện cho một thiết bị khác, ví như bộ bảo vệ tủ lạnh chẳng hạn – khi điện yếu thì rơle sẽ

ngắt điện không cho tủ làm việc còn khi điện ổn định thì nó lại cấp điện bình thường.

Trong bộ nạp ắc quy xe máy, ô tô thì khi máy phát điện đủ khỏe thì rơ le trung gian sẽ

đóng mạch nạp cho ắc quy…

Relay trung gian chất lượng có lượng tiếp điểm là khá nhiều, khoảng 4 cho đến

6 tiếp điểm, có thể vừa mở và đóng, chính vì thế cho nên thiết bị này thường được sử

dụng nhằm truyền tín hiệu khi relay chính không đảm bảo về khả năng ngắt, đóng và số

lượng tiếp điểm hay là dùng để chia tín hiệu đến nhiều bộ phận khác từ một relay chính

trong hệ thống sơ đồ mạch điện điều khiển.

Hình 4.8 Một số loại Rơle trung gian



54

Ngoài ra, đối với những bảng mạch điều khiển sử dụng linh kiện điện tử, thiết bị

điện rơle trung gian cũng hay được sử dụng để truyền tín hiệu cho bộ phận mạch phía

sau bằng cách làm phần tử đầu ra, mặt khác chung cũng có thể cách ly được điện áp

khác nhau giữa phần chấp hành thường là điện xoay chiều, điện áp lớn (220V – 380V)

với phần điều khiển (thông thường là điện áp một chiều , điện áp thấp từ 9V đến 24V).

4.2.6. Thông số kỹ thuật

Thông số kỹ thuật của một số loại rơ le

Loại RJ1S RJ2S

Tổng số cực 1 cực 2 cực

Số cực 1 cặp tiếp điểm

(1NO+1NC)

2 cặp tiếp điểm

(1NO+1NC)

Tiếp điểm Hợp kim Bạc và Nikel

Cấp bảo vệ IP40

Thời gian tiếp điểm đáp ứng mở 15 ms maximum

Thời gian tiếp điểm đáp ứng đóng 10 ms maximum ( With diode:

20 ms maximum)

Số lần đóng mở bằng điện Tải AC: 200,000 ( nhỏ nhất)

Tải DC: 100,000 ( nhỏ nhất)

Số lần đóng mở bằng cơ( Không tải) Tải AC: 30,000,000 ( nhỏ nhất)

Tải DC: 50,000,000 ( nhỏ nhất)

Nhiệt độ hoạt động -40 đến 70ºC

Độ ẩm 5 đến 85 RH

Khối lượng

https://sieuthivattudien.com/

https://sieuthivattudien.com/



55

4.3. Rơ le thơi gian (Timing relay)

4.3.1. Ký hiệu

Hình 4.9. Kí hiệu của các loại rơ le thời gian

4.3.2. Khái niệm

- Rơ-le 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.

- Rơ-le thời gian gồm: mạch từ của nam châm điện, bộ định thời gian làm bằng

linh kiện điện tử, hệ thống tiếp điểm chịu dòng điện nhỏ (5A), vỏ bảo vệ và các chân ra

tiếp điểm.

- Tùy 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

4.3.3. Nguyên lý hoạt động:

Rơ-le thời gian ON DELAY

Khi cấp nguồn vào cuộn dây của rơ-le 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.



56

Hình 4.10 Trạng thái hoạt động của rơ le thời gian ON DELAY

Rơ-le thời gian OFF DELAY

Khi cấp nguồn vào cuộn dây của rơ-le 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.

Hình 4.11. Trạng thái hoạt động của rơ le thời gian OFF DELAY



57

Hình 4.12. Sơ đồ chân của rơ-le thời gian

4.3.4. Thông số kỹ thuật

– Điện áp: 12-240VAC/DC + 10 phần trăm.

– Kích thước: 48×48.

– Nhiệt độ hoạt động: -20-55 độ C.

– Cấp chính xác cài đặt: ±5 phần trăm F.S.

– Lắp đặt: trên mặt tủ hoặc rail.

– Độ phân giải thời gian: 0.02 to 1.2s, 0.2 to 12s, 2 to 120s, 0.2 to 12min, 2 to 120min,

0.2 to 12h, 2 to 120h, hoặc 0.05 to 3s, 0.5 to 30s, 5 to 300s, 0.5 to 30min, 5 to 300min,

0.5 to 30h, 5 to 300h.

– Tiếp điểm: Hai cặp tiếp điểm.

Hình 4.13 Rơle thời gian hãng Omron mã hiệu H3CR

https://sites.google.com/site/tinhf8/



58

4.4. Lắp đặt và vận hành mạch sử dụng các khí điện cơ bản

4.4.1. Lắp đặt và vận hành mạch khởi động trực tiếp động cơ không đồng bộ 3

pha

a. Mạch khởi động trực tiếp động cơ không đồng bộ 3 pha

Hình 4.14 Sơ đồ nguyên lý mạch khởi động trực tiếp động cơ không đồng bộ 3 pha

+Chức năng của các thiết bị điện trong mạch:

CB1: Cấp nguồn 3 pha 380VAC và bảo vệ quá tải, ngắn mạch cho mạch động lực

CB2: Cấp nguồn 1 pha 220VAC và bảo vệ quá tải, ngắn mạch cho mạch điều khiển

RN: Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải cho động cơ

D: Nút nhấn dừng máy

M: Nút nhấn mở máy

K: Contactor điều khiển đóng ngắt nguồn 3 pha 380VAC cho động cơ M

M: Động cơ không đồng bộ 3 pha rotor ngắn mạch



59

DLV: Đèn báo động cơ làm việc

DQT: Đèn báo động cơ bị quá tải

+ Nguyên lý hoạt động:

Mở máy:

Đóng CB1, CB2

Nhấn M: → Đèn DLV sáng báo làm việc

→ Cuộn K có điện → K (4 - 5) đóng → Tự duy trì dòng điện cho cuộn K

→ K(ĐL) đóng → Cấp 3~ vào động cơ M → M mở máy

Dừng máy:

Nhấn D → Đèn DLV tắt

→ Cuộn K mất điện → K (4 - 5) mở → Thôi duy trì dòng điện cho cuộn K

→ K(ĐL) mở → Ngắt 3~ khỏi động cơ M → M dừng

Qúa tải:

Nếu động cơ M đang hoạt động mà xảy ra sự cố quá tải → Dòng điện 3 pha trong bộ

dây quấn động cơ tăng → Nhiệt độ tăng → Thành phần cảm thụ nhiệt tác động:

→ RN (2 - 3) mở → Cuộn K mất điện → K (ĐL) mở → Ngắt 3~ khỏi động cơ M →

Bảo vệ quá tải cho động cơ M.

→ RN (2 - 6) đóng → Cấp 1~ → Đèn DQT sáng báo động cơ M đang bị quá tải.

b. Mạch khởi động trực tiếp động cơ không đồng bộ 3 pha điều khiển 2 vị trí

+ Chức năng của các thiết bị điện trong mạch:




D1: Nút nhấn dừng máy vị trí 1

M1: Nút nhấn mở máy vị trí 1

D2: Nút nhấn dừng máy vị trí 2

M2: Nút nhấn mở máy vị trí 2

K: Contactor điều khiển đóng ngắt nguồn 3 pha 380VAC cho động cơ M


DLV: Đèn báo động cơ làm việc




60

Hình 4.15 Sơ đồ nguyên lý mạch khởi động trực tiếp động cơ không đồng bộ 3 pha

điều khiển 2 vị trí

Nguyên lý hoạt động:

Mở máy vị trí 1:

Đóng CB1, CB2

Nhấn M1→ Đèn DLV sáng báo làm việc

→ Cuộn K có điện → K (5 - 6) đóng → Tự duy trì dòng điện cho cuộn K

→ K (ĐL) đóng → Cấp 3~ vào động cơ M → M mở máy

Dừng máy vị trí 1:

Nhấn D1 → Đèn DLV tắt

→ Cuộn K mất điện → K (5 - 6) mở → Thôi duy trì dòng điện cho cuộn K

→ K (ĐL) mở → Ngắt 3~ khỏi động cơ M → M dừng

Qúa tải:



61

Nếu động cơ M đang hoạt động mà xảy ra sự cố quá tải → Dòng điện 3 pha trong bộ

dây quấn động cơ tăng → Nhiệt độ tăng → Thành phần cảm thụ nhiệt tác động → RN

(2 - 3) mở → Cuộn K mất điện → K (ĐL) mở → Ngắt 3~ khỏi động cơ M → Bảo vệ

quá tải cho động cơ M.


Mở và dừng máy vị trí 2:

Nhấn M2 và D2 (tương tự như nhấn M1 và D1)

c. Mạch khởi động trực tiếp động cơ bơm nươc

+ Chức năng các khí cụ điện

L1-L2-L3: Nguồn điện xoay chiều 3 pha 380V

L-N: Nguồn điện xoay chiều 1 pha 220V

MCB1: Bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho mạch động lực

MCB2: Bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho mạch điều khiển

S1: Công tắc chuyển mạch

S2: Phao bơm

S3: Nut nhấn text mạch

MC: Contactor điều khiển cho động cơ M hoạt động

OL: Role nhiệt bảo vệ quá tải cho động cơ

D1: Đèn báo động cơ M hoạt động

D2: Đèn báo động cơ quá tải

M: Động cơ bơm nước 3 pha



62

+ Nguyên lý hoạt động

Trương hơp 1: S1 ở chế độ bơm tự động (S1-12)

+ Giả sử nước trong bồn cạn tiếp điểm phao bơm đóng lại, đóng MCB1, MCB2 cuộn

dây contactor có điện, đèn Đ1 báo sáng. Bên mạch động lực các tiếp điểm của MC đóng

lại cấp nguồn cho động cơ bơm 3 pha hoạt động.

+ Khi nước đầy S2 sẽ hở ra cuộn dây MC mất điện, các tiếp điểm của MC sẽ trở về trạng

thái ban đầu.

Trương hơp 2: S1 ở chế độ kiểm tra (S1-14)

+ Bật công tắc S1 sang chế độ kiểm tra, Đóng MCB1, MCB2 cuộn dây contactor có

điện, đèn Đ1 báo sáng. Bên mạch động lực các tiếp điểm của MC đóng lại cấp nguồn

cho động cơ bơm 3 pha hoạt động.



63

Quá tải

Nếu động cơ bị quá tải, tiếp điểm của OL(95 – 96) mở ra, cuộn dây MC mất điện động

cơ dừng hoạt động. Đồng thời tiếp điểm OL (97 – 98) đóng lại đèn Đ2 sáng báo động

cơ quá tải.

4.4.2. Lắp đặt, vận hành mạch đảo chiều quay động cơ.

a. Mạch đảo chiều gián tiếp động cơ không đồng bộ 3 pha






MT: Nút nhấn mở máy quay thuận

MT: Nút nhấn mở máy quay ngược

KT: Contactor điều khiển đóng ngắt nguồn 3 pha 380V cho động cơ M quay thuận

KN: Contactor điều khiển đóng ngắt nguồn 3 pha 380VAC cho M quay ngược


DT: Đèn báo đông cơ quay thuận

DN: Đèn báo đông cơ quay ngược




64

Hình 4.16 Sơ đồ nguyên lý mạch đảo chiều gián tiếp động cơ không đồng bộ 3 pha


Mở máy quay thuận:

Đóng CB1, CB2

Nhấn MT→ Đèn DT sáng báo làm việc chế độ quay thuận

→ Cuộn KT có điện → KT (7 - 8) mở → Khóa chéo cuộn KN

→ KT (4 - 5) đóng → Tự duy trì dòng điện cho cuộn KT

→ KT (ĐL) đóng → Cấp 3~ vào M theo thứ tự L1-L2-

L3 → M quay thuận



65

Dừng máy:

Nhấn D → Đèn DT tắt

→ Cuộn KT mất điện → KT (7 - 8) đóng → Thôi khóa chéo cuộn KN

→ KT (4 - 5) mở → Thôi duy trì dòng điện cho cuộn KT

→ KT (ĐL) mở → Ngắt 3~ khỏi M → M thôi quay thuận

Mở máy quay ngược:

Nhấn MN→ Đèn DN sáng báo làm việc chế độ quay ngược

→ Cuộn KN có điện → KN (5 - 6) mở → Khóa chéo cuộn KT

→ KN (4 - 7) đóng → Tự giữ dòng điện cho cuộn KN

→ KN (ĐL) đóng → Cấp 3~ vào M thứ tự L3 - L2 -

L1→ M quay ngược

Qúa tải:

Nếu M đang hoạt động (ví dụ đang quay ngược) mà xảy ra sự cố quá tải → Dòng điện

3 pha trong bộ dây quấn động cơ tăng → Nhiệt độ tăng → Thành phần cảm thụ nhiệt

tác động → RN(2 - 3) mở → Cuộn KN mất điện → KN(ĐL) mở → Ngắt 3~ khỏi M →

Bảo vệ quá tải cho M.


b. Mạch đảo chiều quay trực tiếp động cơ không đồng bộ 3 pha






MT: Nút nhấn kép mở máy quay thuận

MT: Nút nhấn kép mở máy quay ngược

KT: Contactor điều khiển đóng ngắt nguồn 3 pha 380VAC cho M quay thuận

KN: Contactor điều khiển đóng ngắt nguồn 3 pha 380VAC cho M quay ngược


DT: Đèn báo đông cơ quay thuận

DN: Đèn báo đông cơ quay ngược



66


Hình 4.17 Sơ đồ nguyên lý mạch đảo chiều trực tiếp động cơ không đồng bộ 3 pha


Mở máy quay thuận:

Đóng CB1, CB2

Nhấn MT→ Đèn DT sáng báo làm việc chế độ quay thuận

→ Cuộn KT có điện → KT (9 - 10) mở → Khóa chéo cuộn KN

→ KT (4 - 5) đóng → Tự duy trì dòng điện cho cuộn KT

→ KT (ĐL) đóng → Cấp 3~ vào M thứ tự L1-L2-L3 →

M quay thuận

Mở máy quay ngược:

Nhấn MN→ Đèn DT tắt

→ Cuộn KT mất điện → KT (9 - 10) đóng → Thôi khóa chéo cuộn KN

→ KT (4 - 5) mở → Thôi duy trì dòng điện cho KT

→ KT (ĐL) mở → Ngắt 3~ khỏi M → M thôi quay

thuận



67

Sau đó → Đèn DN sáng báo làm việc chế độ quay ngược

→ Cuộn KN có điện → KN (6 - 7) mở → Khóa chéo cuộn KT

→ KN (4 - 8) đóng → Tự duy trì dòng điện cho cuộn KN

→ KN (ĐL) đóng → Cấp 3~ vào M theo thứ tự L3 - L2 -

L1 → M quay ngược

Dừng máy:

Nhấn D → Cuộn KN mất điện → KN (6 - 7) đóng → Thôi khóa chéo cuộn KT

→ KN (4 - 8) mở → Thôi duy trì dòng điện cho cuộn KN

→ KN (ĐL) mở → Ngắt 3~ khỏi M → M dừng

Qúa tải:

Nếu M đang hoạt động (ví dụ đang quay ngược) mà xảy ra sự cố quá tải → Dòng điện

3 pha trong bộ dây quấn động cơ tăng → Nhiệt độ tăng → Thành phần cảm thụ nhiệt

tác động → RN(2 - 3) mở → Cuộn KN mất điện → KN (ĐL) mở → Ngắt 3~ khỏi M

→ Bảo vệ quá tải cho M.


4.4.3. Mạch điện điều khiển 3 động cơ hoạt động tuần tự sử dụng nút nhấn




RN1: Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải cho động cơ M1




M1: Nút nhấn mở máy động cơ M1



K1: Contactor điều khiển đóng ngắt nguồn 3 pha 380VAC cho động cơ M1 làm

việc


việc



68


việc


D1: Đèn báo đông cơ M1 làm việc



Hình 4.18 Sơ đồ nguyên lý mạch khởi động tuần tự 3 động cơ dùng nút nhấn


Mở máy DC1:

Đóng CB1, CB2

Nhấn M1 → Đèn chỉ thị động cơ D1 sáng

→ Cuộn K1 có điện → K1 (6 - 7) đóng → Tự duy trì dòng điện cho cuộn K1

→ K1 (9 - 10) đóng → Sẵn sàng cho cuộn K2 làm việc

→ K1 (ĐL) đóng → Cấp 3~ vào DC1 → DC1 hoạt động

Mở máy DC2:




69


→ K2 (11 - 12) đóng → Sẵn sàng cho cuộn K3 làm việc


Mở máy DC3:


→ Cuộn K3 có điện → K3 (6 - 11) đóng → Tự duy trì dòng điện cho K3


Dừng máy:

Nhấn D → 3 Đèn chỉ thị động cơ D1, D2, D3 tắt

→ 3 Cuộn K1, K2, K3 mất điện → Các tiếp điểm của K1, K2, K3 mở →

Ngắt 3~ → 3 động cơ dừng

Qúa tải:

Nếu 1 trong 3 hoặc cà 3 động cơ bị quá tải → Dòng điện 3 pha trong bộ dây quấn các

động cơ tăng → Nhiệt độ tăng → Thành phần cảm thụ nhiệt tác động → các tiếp điểm

RN (NC) mở → Các cuộn K mất điện → Các tiếp điểm của các cuộn K mở → Ngắt 3~

khỏi các DC → Bảo vệ quá tải cho các DC.

4.4.4. Mạch điều khiển 3 động cơ điện hoạt động tuần tự sử dụng rơ le thơi gian









T1: Rơ le thời gian điều khiển mở máy động cơ M2

T2: Rơ le thời gian điều khiển mở máy động cơ M3


việc


việc



70


việc


Hình 4.19 Sơ đồ nguyên lý mạch khởi động tuần tự 3 động cơ dùng timer


Mở máy DC1:

Đóng CB1, CB2

Nhấn M → Cuộn dây rơ le thời gian T1 có điện



Mở máy DC2:

Sau thời gian cài đặt T1 (6 - 9) đóng → Cuộn dây rơ le thời gian T2 có điện

→ Cuộn K2 có điện → K2 (ĐL) đóng → Cấp 3~

vào DC2 hoạt động



71

Mở máy DC3:

Sau thời gian cài đặt T2 (6 - 10) đóng → Cuộn K3 có điện → K3 (ĐL) đóng → Cấp

3~ vào DC3 hoạt động

Dừng máy:

Nhấn D → 3 Cuộn T1, T2 mất điện → Các tiếp điểm của T1, T2 mở

→ 3 Cuộn K1, K2, K3 mất điện → Các tiếp điểm của K1, K2, K3 mở →

Ngắt 3~ → 3 động cơ dừng

Qúa tải:

Nếu 1 trong 3 hoặc cà 3 động cơ bị quá tải → Dòng điện 3 pha trong bộ dây quấn các

động cơ tăng → Nhiệt độ tăng → Thành phần cảm thụ nhiệt tác động → các tiếp điểm

RN (NC) mở → Các cuộn K mất điện → Các tiếp điểm của các cuộn K mở → Ngắt 3~

khỏi các DC → Bảo vệ quá tải cho các DC.

CÂU HỎI

4.1. Phương pháp kiểm tra rơle trung gian? Khi sử dụng rơle trung gian thường xảy ra

những hư hỏng nào? Cách khắc phục?

4.2. Đọc sơ đồ chân của role thời gian 8 chân, 11 chân và 14 chân

4.3.Trên động cơ có ghi các thông số như sau: P= 1.5KW, cos = 0,8; = 0,85; Kmm =

2; Uđm = 380V. Tính chọn dòng điện và điện áp làm việc cho role nhiêt, contactor và CB

4.4.Trên một mạch điện có lắp một rơle nhiệt để bảo vệ cho motor ba pha. Nhưng khi

có quá tải xảy ra rơle nhiệt không tác động dẫn đến cháy động cơ. Cho biết những sai

hỏng làm gây ra sự cố trên?

4.5. Thiết lập sơ đồ giải thích mạch điện điều khiển cho hai đèn theo yêu cầu sau: Khi

tác động nut nhấn đèn 1 sáng sau 2 phut đèn 2 sáng (cả đèn 1 và đèn 2 đều sáng). Sau

10 phut (tính từ luc đèn 2 sáng) hai đèn đều tắt?

4.6 Hãy trình bày nguyên tắc lựa chọn contactor?

4.7 Cho động cơ có các thông số: P = 1,5KW; cos = 0,8; = 0,85; Uđm = 380V; Kmm

= Lựa chọn contactor, CB, role nhiệt để điều khiển động cơ.


TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Khí cụ điện - Hồ Xuân Thanh, Phạm Xuân Hổ, Phạm Văn Chới, ĐH Quốc Gia TP.

HCM, 2010

[2]. Nguyễn Xuân Phú-Tô Đằng, Khí cụ điện (Lý thuyết kết cấu & tính toán lựa chọn và

sử dụng), Nhà xuất bản Khoa học ky thuật, 2001.


73

PHỤ LỤC

KÝ HIỆU ĐIỆN

STT

TÊN THIẾT BỊ

KÝ HIỆU

1 Nguồn điện xoay chiêu 1 pha

2 Nguồn điện xoay chiêu 3 pha

3 Nguồn điện một chiêu

4 Cầu Diode chỉnh lưu

5 Bộ biến đổi điện AC/DC

6 Cầu chì 1 pha

7 Cầu chì 3 pha


74

8 Cầu dao tự động dạng tổng quát 1 cực

9 Cầu dao tự động dạng tổng quát 2 cực

10 Cầu dao tự động dang tổng quát 3 cực

11 Cầu dao tự động bảo vệ dòng điện rò

1 pha

12 Cầu dao tự động bảo vệ dòng điện rò

3 pha

13 Cầu dao tự động bảo vệ quá tải và

ngắn mạch 1 cực




75



16 Tay gạt 1 cực




20 Nút nhấn thường mở (NO)

21 Nút nhấn thường đóng (NC)

22 Nút nhấn liên động NC/NO

23 Nút nhấn liên động NC/NO có 1 chấu

chung


76

24 Công tắc hành trình (tiếp điểm NO)

25 Công tắc hành trình (tiếp điểm NC)

26 Công tắc hành trình liên động (tiếp

điểm NC/NO)

27 Công tắc hành trình liên động (tiếp

điểm NC/NO) có 1 chấu chung

28 Tiếp điểm thường mở (NO)

29 Tiếp điểm thường đóng (NC)

30 Tiếp điểm thường mở (NO) của rơ le

nhiệt

31 Tiếp điểm thường đóng (NC) của rơ

le nhiệt

32 Tiếp điểm kép (NC/NO) của rơ le

nhiệt

33 Tiếp điểm kép (NC/NO) của rơ le

nhiệt có 1 chấu chung


77

34 Tiếp điểm thường mở đóng chậm (On

Delay Timer)

35 Tiếp điểm thường đóng mở chậm (On

Delay Timer)

36 Tiếp điểm thường mở đóng nhanh mở

chậm (Off Delay Timer)

37 Tiếp điểm thường đóng mở nhanh

đóng chậm (Off Delay Timer)

38 Phần tử cảm thụ nhiệt

39 Cuộn dây contactor

40 Cuộn dây rơ le thời gian (On Delay

Timer)

41 Cuộn dây rơ le thời gian (Off Delay

Timer)

42 Chuông báo hiệu

43 Còi báo hiệu


78

44 Động cơ KĐB 3P rotor lồng sóc (có 3

đầu dây ra + PE)





47 Động cơ KĐB 3P 2 cấp tốc độ kiểu

Dahlander

48 Động cơ KĐB 3P 2 cấp tốc độ kiểu

có 2 bộ dây quấn

49 Động cơ ĐB 3P rotor dây quấn

50 Động cơ điện một chiều

Documents

MÔN HỌC/MÔ ĐUN: KHÍ CỤ ĐIỆN NGÀNH/NGHỀ CNKT ĐIỆN- ĐIỆN …