Giáo trình Lý thuyết nghề - Chương 1: Các thiết bị điện trong mạch điện tự động khống chế

Bµi gi¶ng: Lý thuyÕt nghÒ - Ch-¬ng I

Ch-¬ng I:

C¸c thiÕt bÞ ®iÖn trong m¹ch tù ®éng khèng chÕ

I. 1 Kh¸i niÖm chung vÒ thiÕt bÞ ®iÖn

I.1.1 Kh¸i niÖm: ThiÕt bÞ ®iÖn lµ nh÷ng thiÕt bÞ ®iÖn dïng ®Ó ®iÒu khiÓn, kiÓm tra,

tù ®éng ®iÒu chØnh khèng chÕ c¸c ®èi t-îng cã ®iÖn còng nh- kh«ng ®iÖn vµ b¶o vÖ

trong tr-êng hîp sù cè.

NhËn xÐt: T¹i sao ph¶i sö dông c¸c thiÕt bÞ ®iÖn trong m¹ch tù ®éng khèng chÕ?

Khi chóng ta l¾p r¸p vµ sö dông c¸c thiÕt bÞ trong m¹ch ®iÖn th× cÇn ph¶i ®¶m

b¶o ®é tin cËy CC§ vµ an toµn khi sö dông vµ ®ång thêi ph¶i cã tÝnh kinh tÕ. VËy

®èi víi lo¹i thiÕt bÞ (KC§) cña chóng ta ®©y lµ mét trong nh÷ng thiÕt bÞ cã chøc

n¨ng nh- vËy.

Nh-: +cÇu ch×, cÇu dao, ATM b¶o vÖ nguån m¹ch;

 R¬le ®ãng c¾t vµ b¶o vÖ m¹ch ®iÒu khiÓn;

 C¸c CTT cã nhiÖm vô ®ãng c¾t cÊp ®iÖn cho ®éng c¬ lµm viÖc vµ ®¶o

chiÒu quay cña ®éng c¬;

 R¬le thêi gian lµm nhiÖm vô t¹o thêi gian trÔ cho c¸c m¹ch ®iÒu khiÓn theo

yªu cÇu.. .

I.1.2 Ph©n lo¹i

ViÖc ph©n lo¹i c¸c KC§ dùa vµo chøc n¨ng, nguyªn lý vµ m«i tr-êng lµm viÖc

hay ®iÖn ¸p lµm viÖc.

Ph©n lo¹i theo chøc n¨ng gåm cã:

 Thùc hiÖn ®ãng c¾t chøc n¨ng chÝnh (cã thÓ ®ãng c¾t tù ®éng hoÆc b»ng tay),

chÕ ®é lµm viÖc kh¸c nhau: CD, CC, ATM, DCL, MC...

 C¸c KC§ h¹n chÕ dßng ®iÖn, ®iÖn ¸p: CSV..

 C¸c KC§ ®iÒu khiÓn më m¸y: CCT, K§T...

 C¸c KC§ dïng ®Ó kiÓm tra theo dâi: c¶m øng ¸nh s¸ng, c¶m øng nhiÖt ®é

 C¸c KC§ tù ®éng ®iÒu chØnh khèng chÕ: bé æn ®Þnh ®iÖn ¸p...

Ph©n lo¹i theo nguyªn lý lµm viÖc: Theo ®iÖn tõ, tõ ®iÖn, ®iÖn ®éng

Theo nguån ®iÖn: Dßng cao, ¸p cao

Theo ®é lín ®iÖn ¸p: Cao ¸p, h¹ ¸p

Theo ®iÒu kiÖn m«i tr-êng lµm viÖc ®Æt trong nhµ hay ngoµi trêi.

1

GV: NguyÔn L-¬ng Kiªn

Bµi gi¶ng: Lý thuyÕt nghÒ - Ch-¬ng I

I.2 C¸c thiÕt bÞ ®iÖn ®ãng c¾t b»ng tay vµ tù ®éng

I.2.1 C«ng t¾c:

a) Kh¸i niÖm: Lµ lo¹i KC§ dïng ®Ó thùc hiÖn ®ãng c¾t b»ng c¸c m¹ch ®iÖn cã

cong suÊt nhá (h¹ ¸p 380v), l-íi ®iÖn mét chiÒu U=440V víi xoay chiÒu 500V,

th-êng ®-îc dïng lµm cÇu dao tæng.

øng dông :

 C«ng t¾c ®iÒu khiÓn, cong t¾c xoay cho c¸c m¸y thùc hiÖn ®ãng më trùc tiÕp

cho c¸c thiÕt bÞ ®iÖn cã c«ng suÊt nhá.

 §Ó ®æi nèi cho c¸c m¹ch T§KC dïng ®Ó ®¶o chiÒu quay.

b) Ph©n lo¹i: Cã thÓ chia thµnh nhiÒu lo¹i kh¸c nhau.

 Theo kÕt cÊu: C«ng t¾c kiÓu hë, kÝn, kiÓu b¶o vÖ.

 Theo c«ng dông:

C«ng t¾c hai cùc

C«ng t¾c 3 cùc

C«ng t¾c 4 cùc dïng trong m¹ch ®iÖn hÇm, lß.

 Theo sè pha: 1 pha, 2 pha, 3 pha

HI.1

 Theo c«ng t¾c quay: §ãng c¾t m¹ch ®iÖn 3 pha, ®¶o chiÒu quay 3 pha.(HI.2)

HI.2

2

GV: NguyÔn L-¬ng Kiªn

Bµi gi¶ng: Lý thuyÕt nghÒ - Ch-¬ng I

 Theo c«ng t¾c hµnh tr×nh: §Ó giíi h¹n hµnh tr×nh lµm viÖc

HI.3

 C«ng t¾c l«gic dïng trong c¸c m¹ch sè

 C«ng t¾c ®ßn bÈy ( dïng trong ®iÖn tö sè) t¹o ra gi¸ trÞ nhÞ ph©n

 C«ng t¾c ®Æc biÖt: C«ng t¾c t¬

C«ng t¾c t-¬ng ®èi.

c) §iÒu kiÖn chän

 Chän theo ®iÖn ¸p ®Þnh møc: U_{®m c«ng t¾c}



U_{®m m¹ng}

 Chänn theo dßng ®iÖn ®Þnh møc: I_t®ct

I.2.2 Nót Ên

 I_{®m m¹ng}

a) Kh¸i qu¸t vµ c«ng dông

 KN: Nót Ên lµ mét lo¹i KC§ dïng ®Ó ®ãng ng¾t tõ xa c¸c thiÕt bÞ ®iÖn tõ kh¸c

nhau, c¸c thiÕt bÞ ®iÖn, dông cô b¸o hiÖu ®Ó chuyÓn ®æi c¸c m¹ch ®iÖn ®iÒu khiÓn

tÝn hiÖu, liªn ®éng, b¶o vÖ...

Víi m¹ch DC U=440v, m¹ch AC U=500v, f=5060Hz

 C«ng dông:

 §-îc dïng th«ng dông ®Ó khëi ®éng, dõng vµ ®¶o chiÒu quay §C§ b»ng c¸ch

®ãng ng¾t c¸c m¹ch cuén d©y hót cña CCT, K§T m¾c ë m¹ch ®l cña ®éng c¬.

 §-îc ®Æt trªn c¸c b¶ng ®iÒu khiÓn, ë tô ®iÖn, trªn hép nót Ên

 §-îc nghiªn cøu chÕ t¹o lµm trong m«i tr-êng kh«ng Èm -ít, kh«ng cã h¬i

chÊt vµ bôi bÈn

 Nót Ên cã thÓ bÒn tíi hµng 1000.000 lÇn ®ãng kh«ng t¶i vµ 2000.000 lÇn ng¾t

cã t¶i.

 Khi Ên nót, ®ßn g¸nh tiÕp ®iÓm ®éng b¾t ®Çu më m¹ch nµy vµ ®ãng l¹i m¹ch

kia .

b) Ph©n lo¹i

--Theo h×nh d¸ng :  Lo¹i hë, kÝn

 Lo¹i b¶o vÖ

3

GV: NguyÔn L-¬ng Kiªn

Bµi gi¶ng: Lý thuyÕt nghÒ - Ch-¬ng I

 lo¹i b¶o vÖ chèng n-íc vµ bôi

 B¶o vÖ chèng næ

--Theo yªu cÇu ®iÒu khiÓn:  Lo¹i button, 2button,3button

 Lo¹i nót bÊm ®¬n

Lo¹i nót bÊm ®¬n kÐp

--Theo kÕt cÊu bªn trong th× cã lo¹i cã ®Ìn b¸o, cã lo¹i kh«ng cã ®Ìn b¸o

Mét sè ký hiÖu

M

D

KiÓu hë

KiÓu kÝn

Nót bÊm kÐp

C1

C’

C1’

C’

C1

C

D2M2

C1’

C

B’

B1’

B’

B1

B

B1

D1M1

B

B1’

A1

A’

A1’

A’

A1

A

DM

A1’

A

øng dông vµo m¹ch ®iÖn cô thÓ :

AC 380V

O

A

K§

M

D

K§

§

4

GV: NguyÔn L-¬ng Kiªn

Bµi gi¶ng: Lý thuyÕt nghÒ - Ch-¬ng I

c) §iÒu kiÖn chän U_®m

U_l-íi

U_®mI _t¶i

I.2.3 Bé khèng chÕ

a) Kh¸i qu¸t vµ c«ng dông,

KN: BKC lµ thiÕt bÞ chuyÓn ®æi m¹ch ®iÖn b»ng tay g¹t hay v« l¨ng ®iÒu khiÓn

trùc tiÕp hay gi¸n tiÕp tõ xa, thùc hiÖn c¸c chuyÓn ®æi phøc t¹p ®Ó §KT§, ®æi

chuyÓn tèc ®é, ®¶o chiÒu h·m ®iÖn

¦ng dông: Bé KCT ®éng l-îng ®iÒu khiÓn trùc tiÕp c¸c §C§ c«ng suÊt bÐ,

trung b×nh ë c¸c chÕ ®é lµm viÖc kh¸c nhau.

Bé CK chØ huy ®iÒu khiÓn gi¸n tiÕp c¸c §C§ lín, chuyÓn ®æi m¹ch ®iÖn ®iÒu

khiÓn c¸c cuén d©y hót CTT, khëi ®éng tõ .

b) Ph©n lo¹i :

 Theo kÕt cÊu: BKC h×nh trèng

BKC h×nh cam

 Theo nguyªn lý SD: BKC ®iÖn xoay chiÒu

BKC ®iÖn mét chiÒu

CÊu t¹o cña BKC gåm c¸c cÆp tiÕp ®iÓm cã thÓ ®ãng c¾t ë nhiÒu vÞ trÝ kh¸c nhau

(t-¬ng ®-¬ng nh- c«ng t¾c )

khi nóm ë vÞ trÝ b

1nèi víi 27rêi 8

1

5

khi nóm ë vÞ trÝ th× 1nèi víi 23 rêi 8

KÝ hiÖu (trªn b¶n vÏ b»ng c¸c dÊu chÊm )

2

3

4

6

7

8

d

e

f

a

b

c

1

2

4

thanh 1vµ 2 kh«ng ®-îc nèi víi nhau

GV: NguyÔn L-¬ng Kiªn

5

Bµi gi¶ng: Lý thuyÕt nghÒ - Ch-¬ng I

thanh 3 vµ 4 cã thÓ ®-îc nèi víi nhau ë c¸c vÞ trÝ a,e,f,. cña nóm xoay cßn ë vÞ trÝ b

thanh 3,4 kh«ng ®-îc nèi vµo .

H II –5. S¬ ®å khai triÓn cña bé khèng chÕ

c) §iÒu kiÖn chän (theo c¸c ®¹i l-îng ®Þnh møc)

I.2.4 CÇu dao

a) Kh¸i qu¸t vµ c«ng dông:

KN: lµ KC§ thùc hiÖn ®ãng b»ng tay ®¬n gi¶n, ®ãng c¾t kh«ng th-êng xuyªn

cho c¸c m¹ch ®iÖn.Víi nguån cã V=440^VAC U =660^V.

¦ng dông:  dïng ®ãng c¾t m¹ch ®iÖn cã c«ng suÊt nhá

 M¹ch ®iÖn cã c«ng suÊt trung b×nh, lín CD ®ãng c¾t kh«ng t¶i.

b)Ph©n lo¹i :

--Theo kÕt cÊu :  CD 1 cùc, 2 cùc (1pha)

 CD 3cùc, 4cùc (3pha)

 CD 1pha 2 cùc 2 ng¶

 CD 3pha cùc 2 ng¶

6

GV: NguyÔn L-¬ng Kiªn

Bµi gi¶ng: Lý thuyÕt nghÒ - Ch-¬ng I

--Theo ®iÖn ¸p ®Þnh møc

U_{®m AC}=250^V

U_{®m DC}=500^V

--Theo dßng ®Þnh møc I=(15^A, 20^A, 35^A, 60^A, 100^A, 250^A, 500^A...........^.)

--Theo vËt liÖu lµm cÇu dao:

 CD ®Õ ®¸

 CD ®Õ nhùa

 CD ®Õ sø

--Theo d¹ng b¶o vÖ:

 CD cã hép

 Kh«ng hép

 Cã cÇu ch×

c) §iÒu kiÖn chän:

U_{®m CD}

I_{§m CD}

I.2.5 CÇu ch× (cÇu ch¶y )



U_§ml-íi



I_{§m t¶i}

a) Kh¸i qu¸t vµ c«ng dông .

KN: CÇu ch× lµ KC§ dïng ®Ó b¶o vÖ thiÕt bÞ ®iÖn khái bÞ qu¸ dßng khi xay ra sù

cè.

C«ng dông: B¶o vÖ cho ®-êng d©y TBA, §C§.

§Æc ®iÓm: KÕt cÊu ®¬n gi¶n, kÝch th-íc nhá, cã kh¶ n¨ng c¾t lín.

b) KÕt cÊu:

 Bé phËn lµ d©y ch¶y (ch×, thiÕc –ch×, ®ång) lµ phÇn tö cã nhiÖt ®é thÊp.

 lâi ®Æt d©y ch¶y

 N¾p cÇu ch×

 TiÕp ®iÓm ®Êu d©y

c) Ph©n lo¹i: chia thµnh c¸c lo¹i sau

 Lo¹i hë (d©y ch¶y ®-îc b¾t vµo ®Çu cùc ®Æt trªn b¶n c¸ch ®iÖn b»ng ®¸ )

 Lo¹i v¨n (dïng trong c¸c m¹ch ®iÖn m¸y c«ng cô )

 Lo¹i hép (cÇu ch× hép )dïng trong hÖ thèng chiÕu s¸ng

 Lo¹i kÝn trong èng cã c¸t th¹ch anh

7

GV: NguyÔn L-¬ng Kiªn

Bµi gi¶ng: Lý thuyÕt nghÒ - Ch-¬ng I

d) KÝ hiÖu.

e) Nguyªn lý lµm viÖc cña cÇu ch× :

ë ®iÒu kiÖn b×nh th-êng th× I_T¶iI_{M¸c CC}th× nhiÖt ®é to¶ ra trªn bÒ mÆt cÇu ch×

kh«ng kÞp to¶ ra trªn m«i tr-êng xung quanh hÕt v-ît qu¸ nhiÖt ®é cho phÐp vµ ®¹t

tíi nhÖt ®é nãng ch¶y cña cÇu ch× th× cÇu ch× t¸c dông ®Ó b¶o vÖ ®èi t-îng. Qu¸

tr×nh ®ã x¶y ra trong kho¶ng thêi gian rÊt ng¾n lªn ng-êi ta gäi lµ qu¸ tr×nh ®o¹n

nhiÖt.

f) §iÒu kiÖn chän cÇu ch×:

U_§mmCC

U_§mM¹ng

I_®mccI_{®m m¸c}



S_{®mc¾t cc}

S ^“

I.2.6 ¸p t« m¸t

a) Kh¸i qu¸t vµ c«ng dông

KN: Lµ KC§ dïng ®Ó b¶o vÖ l-íi ®iÖn vµ thiÕt bÞ ®iÖn tù ®éng m¹ch ®iÖn khi

x¶y ra c¸c sù cè qu¸ t¶i, ng¾n m¹ch, sôt ¸p c«ng suÊt ....

C«ng dông: §-îc dïng trong l-íi h¹ ¸p cã U_AC= 660^V, U_DC=3, I_®m= 6000^A

Thùc hiÖn ®ãng c¾t cã thÓ ®iÒu khiÓn b»ng NC§ hoÆc b»ng tay

b) Ph©n lo¹i .

- Theo kÕt cÊu :AB 1cùc,AB 2cùc, AB 3cùc.

- Theo thêi gian t¸c ®éng: t¸c ®éng tøc

thêi vµ kh«ng tøc thêi

Cuén

d©y

M¸ t®

®éng

- Theo dang b¶o vÖ (b¶o vÖ n.m, qu¸ t¶i

)®iÖn ¸p thÊp,cùc thÊp, b¶o vÖ c«ng suÊt

ng-îc, AB v¹n n¨ng )cùc ®¹i )

S¾t tõ

*AB b¶o vÖ dßng cùc ®¹i

Lß xo 2

Nguyªn lý lµm viÖc: B×nh th-êng

mäi b¶o vÖ ®ãng kÝn, lß xo hai t¸c dông

Lß xo 1

Mãc b¶o

vÖ

8

GV: NguyÔn L-¬ng Kiªn

Bµi gi¶ng: Lý thuyÕt nghÒ - Ch-¬ng I

gi÷ mãc m¸y ®iÖn kÝn, nÕu v× lß xo nµo ®ã mµ dßng trong m¹ch t¨ng (n.m hoÆc qu¸

t¶i)I_cdt¨ng hót miÕng s¾t tõ lµm nh¶ mãc b¶o vÖ 1sÏ kÐo tiÕp ®iÓm ®éng ra ngoµi

m¹ch ®iÖn bÞ c¾t.

*AB b¶o vÖ dßng cùc tiÓu .

T® tÜnh

T® ®éng

Cuén d©y

Lß xo

Nguyªn lý lµm viÖc: Khi b×nh th-êng ë dßng ®iÖn ®Þnh møc, CD sÏ hót s¾t tõ g¾n

trªn th©n 1 lµm cho tiÕp ®iÓm ®ãng kÝn. Khi dßng trong m¹ch qu¸ nhá nh- khong

t¶i I_cdnhá lùc hót yÕusøc keo c¨ng cña lß xo 1 kÐo vÒ phÝa lß xo tiÕp ®iÓm

hë m¹ch m¹ch ®iÖnmÊt .

*AB b¶o vÖ ®iÖn ¸p thÊp .

Nguyªn t¾c lµm viÖc ( Nguyªn t¾c cuén d©y ¸p kh¸c cuén d©y dßng )

-- Cuén d©y chÞu ®iÖn ¸p: B×nh th-êng ATM ®ãng hót s¾t tõ g¾n trªn thanh 2gi÷

chÆt mãc b¶o vÖ. Khi cã sù cè x¶y ra, ®iÖn ¸p m¹ch thÊp xuèng lùc hót cña cén

d©y thÊp ®Õn mét lóc nµo ®ã <lùc hót lß xo lß xo kÐo thanh 2 lªn, thanh 1 bÞ lß xo

kÐo c¸c tiÕp ®iÓm më ra b¶o vÖ

c) §iÒu kiÖn chän

Theo U_®m:

Theo I_{®m :}: I_AB

I.2.7 M¸y c¾t ®iÖn

a) Kh¸i qu¸t vµ c«ng dông :

U_®mAB



U_{®m m¹ng}



I_qtcp

KN: M¸y c¾t dïng ®Ó ®ãng c¾t dßng ®iÖn phô t¶i vµ ®ãng c¾t dßng ®iÖn n.m.®Ó ®

® m¸y c¾t ng-êi ta dïng c¸c bé T§ ®iÒu khiÓn b»ng tay hoÆc b»ng ®iÖn .

C«ng dông :§ãng c¾t trong mét buång kÝn cã thÓ ng©m dÇu ®Ó dËp hå quang

b) Ph©n lo¹i:

-- M¸y c¾t dÇu :M¸y c¾t nhiÒu dÇu vµ m¸y c¾t Ýt dÇu

-- M¸y c¨t kh«ng khÝ

9

GV: NguyÔn L-¬ng Kiªn

Bµi gi¶ng: Lý thuyÕt nghÒ - Ch-¬ng I

-- M¸y c¾t tù sinh khÝ

-- M¸y c¾t ch©n kh«ng

-- M¸y c¾t khÝ SF₆

-- M¸y c¾t ®iÖn tõ

*M¸y c¾t ®iÖn nhiÒu dÇu .

-- DÇu m¸y ®-îc dïng lµ dÇu m¸y MBA Cã cÊp c¸ch ®iÖn theo ®iÖn ¸p l-íi

®iÖn

1.TiÕp ®iÖn ®éng

2.TiÕp ®iÖn tÜnh

3.Dïng dÇu

4. èng tho¸t khÝ

5-6 Bé T§

7.Bé chØnh møc dÇu

8.V¹n th¸o dÇu

9. Xø xuyªn

10. Lß xo c¾t

- ViÖc dËp hå quang ®-îc thùc hiÖn trong m«i tr-êng chÊt láng

- ChÕ ®é b¶o d-ìng sau 6 th¸ng ph¶i thay dÇu mét lÇn

- NÕu dÇu b¸o thÊp qu¸ th× kh«ng ®-îc phÐp lµm viÖc

- Hai ®Çu sø xuyªn ®-îc b¾t chÐo ®Ó t¹o kho¶ng c¸ch an toµn khi ë tr¹ng th¸i nh¾t

m¹ch .

- èng tho¸t khÝ sè 4 cã t¸c dông ®Êu kh«ng kÝ ra ngoµi khi trong thïng xuÊt hiÖn

dÇu s«i

- ë s¸t vá thïng dÇu ®-îc phñ mét líp c¸ch ®iÖn cã t¸c dông ng¨n cho tia hå quang

b¾n vµo vá thïng dÇu.

- Van 8 ®Ó thay dÇu hay b¶o d-ìng .

Nguyªn lý lµm viÖc:

Thùc hiÖn ®ãng c¾t m.c¾t, ®iÒu khiÓn bé chuyÓn ®éng 5—6 t¸c dông lµm cho tiÕp

®iÓm ®éng sè 1tiÕp xóc trong t¸ch rêi cÆp tiÕp ®iÓm tÜnh sè 2. Qu¸ tr×nh chuyÓn

®éng trôcT§ sè 5 ®-îc kÐo lªn phÝa trªn Ðp lß xo sè 10 cho phÐp dßng ®i qua hai

dßng sø xuyªn 9. Qu¸ tr×nh c¾t x¶y ra ng-îc l¹i .

Qu¸ tr×nh ®ãng c¾t trong m¸y c¾t hå quang ph¸t sinh ra m¹nh dßng ®iÖn cã thÓ c¾t

b»ng hµng ngh×n ampe nhiÖt ®é t¨ng cã thÓ xuÊt hiÖn dÇu s«i lµm s¸o trén dÇu trong

10

GV: NguyÔn L-¬ng Kiªn

Bµi gi¶ng: Lý thuyÕt nghÒ - Ch-¬ng I

thïng lµm cho c¸c tia hå quang ®¶o lén kÐo dµi vµ rÊt m¶nh c¾t ®øt mét c¸ch nhanh

chãng .

 M¸y c¾t Ýt dÇu (tù ph©n tÝch )

 M¸y c¾t kh«ng khÝ

I.3 nam ch©m ®iÖn

I.3.1 Kh¸i niÖm chung

 Nam ch©m ®iÖn lµ bé phËn rÊt quan träng cña KC§ ®-îc dïng ®Ó biÕn ®æi ®iÖn

n¨ng ra c¬ n¨ng trong KC§

VD: Trong c«ng nghiÖp nã ®-îc dïng ë cÇn trôc ®Ó n©ng c¸c tÊm thÐp trong T§§

®-îc dïng ë c¸c bé phËn ly hîp, c¸c van ®iÖn tö, b¶n tõ.

 Trong sinh ho¹t h»ng ngµy øng dông réng r·i nh- chu«ng ®iÖn, loa ®iÖn.

1. CÊu t¹o nam ch©m ®iÖn

 Gåm cã 2 bé phËn chÝnh: Cuén d©y (phÇn ®iÖn)

M¹ch tõ (PhÇn tõ)

PhÇn ®iÖn: lµ c¸c cuän d©y ®-îc quÊn trªn lâi tõ (th-êng dïng lµ cuén d©y ®iÖn tõ).

PhÇn tõ: KÕt cÊu ch÷: E, I hoÆc U (h×nh vÏ)

 Trong thùc tÕ ta th-êng gÆp 2 lo¹i sau:

 Lo¹i cã l¾p chuyÓn ®éng gåm cã cuén d©y, lâi s¾t tõ vµ n¾p

S

N



N

S

2. Nguyªn lý lµm viÖc

Khi cã dßng ®iÖn ch¹y trong cuén d©y sinh ra lùc hót ®iÖn tõ hót n¾p vÒ khÝa

lâi. Khi c¾t dßng ®iÖn lùc hót kh«ng cßn n÷a, n¾p bÞ nh¶

 Lo¹i kh«ng cã n¾p: Gåm cuén d©y vµ lâi s¾t tõ

§èi víi lo¹i nµy vËt liÖu s¾t tõ bÞ hót ®-îc xem nh- lµ n¾p.

11

GV: NguyÔn L-¬ng Kiªn

Bµi gi¶ng: Lý thuyÕt nghÒ - Ch-¬ng I

Nguyªn lý lµm viÖc:

Khi cho dßng ®iÖn ch¹y trong cuén d©ysinh ra tõ tr-êng, vËt liÖu s¾t tõ n»m

trong tõ tr-êng sÏ bÞ tõ ho¸ vµ cã lùc tÝnh. Tõ th«ng sinh ra vËt liÖu s¾t tõ theo

®-êng khÐp kÝn (cho tõ th«ng ®i ra lµ cùc b¾c N, ®i vµo lµ cùc nam S).

3. Ph©n lo¹i: Cã nhiÒu c¸ch ph©n lo¹i

a) Theo tÝnh chÊt dßng ®iÖn:  Nam ch©m ®iÖn 1 chiÒu

 Nam ch©m ®iÖn xoay chiÒu

b) Theo h×nh d¸ng:

 Lo¹i hót chËp hay hót quay, n¾p quay quanh 1 trôc

 Lo¹i hót th¼ng: l¾p hót th¼ng vÒ phÝa lâi

 Lo¹i hót èng

c) Ngoµi ra cßn ph©n theo c¸ch ®Êu cuén d©y vµo nguån ®iÖn

4.TÝnh to¸n nam ch©m ®iÖn 1 chiÒu

-- TÝnh tiÕt diÖn mò lâi S_m

2

Tõ d: F = 4



B_h



S_m

4 S_m

F

 S_m=

 d_m=

2



4 B_h

-- TÝnh lâi trô: §-êng kÝnh trô

d₁<d_m: d₁=(1,32)d₁₃₃

_S=_SS_lâi

-- TÝnh søc tõ ®éng cña cuén d©y:

F= I W=(IW) +(IW)_S+(IW)

--X¸c ®Þnh kÝch th-íc cña cuén d©y:









I W

² p

2k  k_ndT  k_t



3

h=

1

k = 4



8 lµ hÖ sè kÕt cÊu cd k=

n

k_nd: HÖ sè nhÐt ®Çy khe hë cña m¹ch tõ k_nd=0,3

k_z: HÖ sè to¶ nhiÖt

0,6

T: sù chªnh lÖch nhiÖt ®é, T = t_cdlv- t_mtxq

-- TÝnh ®-êng kÝnh cuén d©y

12

GV: NguyÔn L-¬ng Kiªn

Bµi gi¶ng: Lý thuyÕt nghÒ - Ch-¬ng I

4 p  D_tb I W

d =

U

D_tb=d

I+h

4 l W

  d² j

--Sè vßng cña cuén d©y: W =

-- TÝnh ®-êng kÝnh d©y dÉn: d = 0,377



F (mm)

5.TÝnh to¸n biÕn ®æi cuén d©y nam ch©m ®iÖn

a) Nguyªn t¾c thay ®æi ®iÖn ¸p lµm viÖc cho cuén d©y NC§ lµm viÖc tõ U₁ U₂

P = IUcos ( gi÷ P=const)

NÕu U t¨ngI gi¶m khi I = const th× tiÕt diÖn cña vßng d©y b»ng h»ng sè

Khi cuén d©y lµm viÖc ë U₁th× cã I₁, W₁, d₁

Khi cuén d©y lµm viÖc ë U₂th× cã I₂,W₂, d₂

Víi cuén d©y dßng ®iÖn mét chiÒu:

U₂

d₂= d₁

(mm)

U₁

d ²

U₂

1cd

2cd

W₂= W₁



W₁

U₁

Víi cuén d©y dßng ®iÖn xoay chiÒu:

U₂

U₁

W₂

W₁

W₂= W₁

; d_2c®= d_1c®

Thay ®æi tõ I₁I₂

Ta cã: W₁I₁= W₂I₂

W₁ I₁

I₂

I₁

W₂=

d_2c®= d_1c®

I₂

b) TÝnh to¸n quÊn l¹i cuén d©y cã hÖ sè th«ng ®iÖn thay ®æi.

§èi víi cuén d©y dßng ®iÖn 1 chiÒu:

0

TD₁

TD₂

TD₁

TD₂

0

4

d₂= d₁

= d₁

0

§èi víi cuén d©y dßng ®iÖn xoay chiÒu:

0

TD₂

TD₁

TD₂

TD₁

0

d₂= d₁

13

GV: NguyÔn L-¬ng Kiªn

Bµi gi¶ng: Lý thuyÕt nghÒ - Ch-¬ng I

d ²

1cd

W₂=

W₁

2cd

c) TÝnh to¸n cuén d©y trong tr-êng hîp chØ cã m¹ch tõ

TiÕt diÖn lâi tõ: S = a



b hoÆc S = 1,25

p

K

Sè vßng trªn 1 vol: n_vßng/vol

=

B S

W = n_vßng/volU

I



j

6. øng dông NC§

I.4 c¸c lo¹i r¬le

I.4.1 Kh¸i niÖm chung vÒ r¬le

R¬le lµ thiÕt bÞ ®iÖn rÊt phæ biÕn ®-îc dïng nhiÒu trong c¸c modem ®iÒu khiÓn

hoÆc c¸c m¹ch tù ®éng khèng chÕ.

1. NhiÖm vô cña R¬le:

R¬le lµ KC§ tù ®éng khi l-îng vµo biÕn ®æi mét c¸ch liªn tôc vµ ®¹t trÞ sè x¸c

®Þnh th× l-îng ra biÕn ®æi mét c¸ch nhÈy bËc vµ ®Ó thùc hiÖn tù ®éng ho¸ mét qu¸

tr×nh s¶n xuÊt th× c¸c thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn Êy cÇn c¸c thiÕt bÞ tù ®éng.

2.Ph©n lo¹i

- Theo nguyªn lý lµm viÖc :

+ R¬le ®iÖn tõ

+ R¬le ®iÖn ®éng

+ R¬le c¶m øng

+ R¬le nhiÖt

+ R¬le kiÓm tra tèc ®é

+ R¬le b¸n dÉn

+ R¬le thêi gian

- Theo ®¹i l-îng ®iÖn ®i vµo R¬le gåm cã:

14

GV: NguyÔn L-¬ng Kiªn

Bµi gi¶ng: Lý thuyÕt nghÒ - Ch-¬ng I

+ R¬le dßng ®iÖn: gåm R¬le dßng1chiÒu vµ R¬le dßng

xoay chiÒu

+ R¬le dßng ¸p

+ R¬le CS

+ R¬le tæng trë

+ R¬le tÇn sè

- Theo gi¸ trÞ vµ chiÒu cña ®¹i l-îng ®i vµo gåm cã:

+ R¬le dßng cùc ®¹i

+ R¬le dßng cùc tiÓu

+ R¬le dßng cùc ®¹i – cùc tiÓu ...

I.4.2 R¬le nhiÖt

1. Kh¸i qu¸t vµ c«ng dông

KN: Lµ KC§ dïng ®Ó b¶o vÖ qu¸ t¶i cho c¸c §C§ 1 pha, 3 pha bÞ ph¸t nãng vµ

gi·n në kh«ng ®Òu nhau gi÷a hai thanh kim lo¹i nã ®Èy ®Çu vÝt chØnh dßng b¶o vÖ

sè 6 ®-îc g¾n trªn gi¸ nhùa c¸ch ®iÖn sè 5 xuèng gi¸ phÝa d-íi cho phÐp lß xo 10

xuèng lµm vÊu cña dßn bÈy 9 lËt ra lß xo 8 ®Èy ®ßn bÈy 9 lªn gi¸ trªn lµm cho tiÕp

®iÓm ®éng c¬ 11 t¸ch rêi khái thêi ®iÓm tÜnh 12, c¸ch ®iÖn vµo m¹ch ®iÒu khiÓn

lµm CTT nh¶ ra vµ b¶o vÖ cho ®éng c¬ kh«ng lµm viÖc trong tr-êng hîp qu¸ t¶i .

Muèn phôc håi l¹i tr¹ng th¸i cò cña R¬le nhiÖt ph¶i chê mét thêi gian ng¾n ®Ó

phiÕn kim lo¹i kÐp sè 3 co l¹i tr¹ng th¸i bÊt ®éng. Sau ®ã nót phôc håi sã 10 ®Ó

®ãng tiÕp ®iÓm11, 12 trë l¹i.

3. §iÒu kiÖn chän

I_{®m RN}

 I_{®m t¶i}

I_bvptph¶i gÊp (1.5 ÷ 1.7) lÇn I_®m

I.4.3 R¬le trung gian

1. KÕt qu¶ vµ c«ng dông

KN: R¬le trung gian lµ lo¹i KC§ dïng rÊt nhiÒu trong c¸c s¬ ®å b¶o vÖ hÖ thèng

®iÖn vµ c¸c s¬ ®å §KT§.

C«ng dông: V× hÖ thèng cã nhiÒu tiÕp ®iÓm (4 6) ®Ó truyÒn tÝn hiÖu khi kh¶

n¨ng ®ãng ng¾t vµ sè l-îng tiÕp ®iÓm cña R¬le chÝnh kh«ng ®ñ hoÆc ®Ó chia tÝn

hiÖu tõ 1 R¬le chÝnh ®Õn nhiÒu bé phËn cña s¬ ®å m¹ch ®iÒu khiÓn .

15

GV: NguyÔn L-¬ng Kiªn

Bµi gi¶ng: Lý thuyÕt nghÒ - Ch-¬ng I

R¬le trung gian dïng lµm phÇn tö ®Çu ra ®Ó truyÒn tÝn hiÖu cho bé phËn m¹ch phÝa

sau, ®ång thêi c¸ch ly ®-îc víi ®iÖn ¸p kh¸c nhau gi÷a phÇn ®iÒu khiÓn vµ phÇn

3

chÊp hµnh .

2. CÊu t¹o

1

2

4

5

6

®éng mang hÖ thèng c¸c cÆp tiÕp ®iÓm gièng nhau

gåm c¸c cÆp th-êng më vµ c¸c cÆp th-êng ®ãng.

B×nh th-êng c¸c tr¹ng th¸i cña c¸c cÆp tiÕp ®iÓm

nh- sau:

CD

U_V

N¾p ®éng

ë tr¹ng th¸i ®éng th× tiÕp ®iÓm ®ã cã ®æi tr¹ng th¸i

3. Ph©n lo¹i:

- R¬le trung gian 1 chiÒu

- R¬le trung gian xoay chiÒu

- R¬le trung gian t¸c ®éng nhanh

- R¬le trung gian t¸c ®éng chËm

a) R¬le trung gian 1 chiÒu

lùc hót ®iÖn tõ. §Çu tù do cña n¾p t× trªn mÊu T§6 nhê ®ã n¾p hót lµm dÞch chuyÓn

gi¸ phÇn ®éng 5 tÞnh tiÕn tr-ît theo r·nh cña ®ai nhùa 6 lµm tiÕp ®iÓm th-êng më

®ãng l¹i, th-êng ®ãng më ra, lß xo nh¶ 3 ®-îc nÐn l¹i. Khi mÊt ®iÖn lùc hót b»ng 0.

Lß xo nh¶ 3 ®Èy phÇn ®éng tr-ît trªn gi¸ trªn lµm n¾p hót cña NC§ më ra hÖ

thèng tiÕp ®iÓm trë vÒ tr¹ng th¸i ban ®Çu, r¬le ë tr¹ng th¸i nh¶.

-- Th«ng sè kü thuËt nh- sau:

U _lvcd= 24,48,110,220 V

T⁰_mtlv= -20⁰C 40⁰C

U_{t® nguéi}= 20 50⁰C (kh«ng lín qu¸ 70% U_®m)

§iÖn ¸p nh¶ cña r¬le kh«ng nhá h¬n 3% U_®m

16

GV: NguyÔn L-¬ng Kiªn

Bµi gi¶ng: Lý thuyÕt nghÒ - Ch-¬ng I

b) R¬le trung gian xoay chiÒu

c) R¬le trung gian t¸c ®éng nhanh

d) R¬le trung gian t¸c ®éng chËm

1. øng dông:

Dïng trong c¸c m¹ch ®iÒu khiÓn vµ m¸y c¾t gät kim lo¹i trong hÖ s¶n xuÊt, trong

c¸c m¹ch tù ®éng c«ng suÊt nhá.

I.4.4 R¬le tèc ®é

1. Kh¸i qu¸t vµ c«ng dông

KN: lµ r¬le cã c¸c cÆp tiÕp ®iÓm dïng ®Ó ®ãng c¾t phô thuéc vµo tèc ®é

§¹i l-îng ®Çu vµo cña r¬le nµy lµ tèc ®é quay cña thiÕt bÞ lµm viÖc, ®¹i l-îng ®Çu

ra lµ tr¹ng th¸i ®ãng më cña c¸c cÆp tiÕp ®iÓm.

Khi tèc ®é quay v-ît qu¸ trÞ sè ®· ®Þnh r¬le sÏ tù ®ãng.

2. Ph©n lo¹i:

-- R¬le tèc ®é kiÓu c¶m øng

-- r¬le tèc ®é kiÓu m¸y ph¸t

1.Trôc quay

6

2. Qña vµng

3.Lß xo

7

4. §Üa

5. TiÕp ®iÓm më

6. TiÕp ®iÓm ®ãng

7. Lß xo ®Èy

1

3

2

4

5

Nguyªn lý lµm viÖc:

®øng yªn hoÆc quay víi tèc ®é nhá h¬n tèc ®é tù ®ãng lß xo keã 3 lµm qu¶ v¨ng 2

tú len ®Üa c¸ch ®iÖn4 . HÖ thèng tiÕp ®iÓm 5 më vµ hÖ thèng tiÕp ®iÓm 6 ®ãng.

17

GV: NguyÔn L-¬ng Kiªn

Bµi gi¶ng: Lý thuyÕt nghÒ - Ch-¬ng I

kÐo cña lß xo lµm qu¶ v¨ng kh«ng tú vµo ®Üa 4 n÷a. Lß xo nÐn 7 ®Èy ®Üa 4 theo

h-íng däc trôc lµm tiÕp ®iÓm 5 ®ãng, tiÕp ®iÓm 6 më.

Muèn ®iÒu chØnh tèc ®é t® cña r¬le ta ®iÒu chØnh ®é c¨ng cña lß xo kÐo 3

4. øng dông: Dïng trong c¸c m¹ch ®iÒu khiÓn tù ®éng, tù ®éng æn ®Þnh tèc ®é cña

®éng c¬

vd:h×nh vÏ

AC220V

I.4.5 R¬le dßng ®iÖn

1) Kh¸i qu¸t vµ c«ng dông

KN: Lµ thiÕt bÞ dïng ®Ó b¶o vÖ m¹ch ®iÖn khi dßng ®iÖn trong m¹ch v-ît qu¸ hoÆc

gi¶m d-íi 1 gi¸ trÞ nµo ®ã ®· ®-îc chØnh ®Þnh trong r¬le dßng.

C«ng dông: §Ó b¶o vÖ qu¸ t¶i hay n.m cho m¹ch ®iÖn vµ ®Ó ®iÒu khiÓn sù lµm

viÖc cña ®éng c¬ ®iÖn nh- ®iÒu khiÓn ®éng c¬, chuyÓn ®æi m¹ch trong hÖ thèng

T§§

2) Ph-¬ng ph¸p ®iÒu chØnh trÞ sè dßng ®iÖn t¸c ®éng cña r¬ le

vµ víi t¶i

-- Khi cÇn dßng t¸c ®éng lín th× 2 cuén ®Êu song song vµ nèi tiÕp víi t¶i

18

GV: NguyÔn L-¬ng Kiªn

Bµi gi¶ng: Lý thuyÕt nghÒ - Ch-¬ng I

3) Ph©n lo¹i

-- R¬le dßng cùc ®¹i: Dïng trong lÜnh vùc b¶o vÖ hÖ thèng ®iÖn, nhãm thiÕt bÞ nh-

§C§, MBA c«ng suÊt lín. R¬le nµy cã c«ng suÊt ng¾t nhá lªn ph¶i hiÖu chØnh RI

cÈn thËn

-- R¬le dßng ®iÖn ®iÒu khiÓn T§§ :dïng trong c¸c s¬ ®å ®iÒu khiÓn vµ b¶o vÖ T§§

víi hÖ sè nh¶ cao

-- R¬le dßng ®iÖn b¶o vÖ T§§

+ b¶o vÖ nhanh b»ng r¬ le dßng ®iÖn cùc ®¹i

+ b¶o vÖ mÊt ¸p hay ®iÖn ¸p thÊp

+ thêi gian tù ®ãng cña r¬ le =0,06 s

+ thêi gian nh¶ cña r¬ le =0,07 s

-- R¬le dßng ®iÖn khëi ®éng §C K§B 1pha

4) CÊu t¹o

cd

Lß xo

Lâi s¾t

Lâi s¾t h×nh Z

s¾t Z ®-îc ®Þnh vÞ bëi lß so cã thÓ chuyÓn ®éng quay khi lâi s¾t nµy quay nÕu th¾ng

lùc c¶n cña lß so nã sÏ kÐo cÆp tiÕp ®iÓm më ra hoÆc ®ãng vµo.

Ho¹t ®éng: NÕu cã sù cè x¶y ra dßng ®iÖn t¨ng hoÆc gi¶m h¬n dßng chØnh ®Þnh

dông lªn lâi s¾t h×nh Z th¾ng søc c¶n cña lß so lµm cho lâi s¾t ch÷ Z ph¶i quay dÓ

chØnh ®Þnh dßng ®iÖn t¸c dông ng-êi ta chØnh søc c¨ng cña lß so.

VI. R¬le b¶o vÖ T§§

ë tr¹ng th¸i b×mh th-êng r¬le b¶o vÖ dßng cùc ®¹i ch-a t® khi cã dßng ®i qua cuén

®iÓm th-êng ®ãng më ra b¶o vÖ.

19

GV: NguyÔn L-¬ng Kiªn

Bµi gi¶ng: Lý thuyÕt nghÒ - Ch-¬ng I

5) R¬le dßng ®Ó khëi ®éng ®éng c¬

Khëi ®éng ®éng c¬ 1 pha:

TrÞ sè dßng ®iÖn khi tèc ®é ®éng c¬ = 0 t¨ng vät lµm cho r¬le ®ãng Ri cÊp

nguån cho cuén khëi ®éng ®éng c¬. Khi tèc ®é æn ®Þnh lµm cho m«men c¶n gi¶m

lµm I gi¶m r¬le c¾tRi c¾t nguån vµo cuén khëi ®éng. ë thêi ®iÓm ban ®Çu khi

cÊp nguån vµo ®éng c¬ W = 0, cã dßng qua W_lv, W_k®t¹i thêi ®iÓm t=0, I t¨ng cã thÓ

I = (5 7) I_{®m ®éng c¬}Ri ®¹t trÞ sè t® ®ãng tiÕp ®iÓm Ri kÝn m¹ch. Hai cuén W_lv,

W_k®sÏ t¹o n.m më m¸y lµm quay vµ t¨ng dÇn tèc ®é ®éng c¬ W_®m, khi W t¨ng I

gi¶m dßng qua r¬le gi¶m tiÕp ®iÓm th-êng ®ãng ®Êu nèi tiÕp cuén khëi ®éng nh¶

ra c¾t ®iÖn qua W_k®.

I.4.6 R¬le ®iÖn ¸p

1. Kh¸i qu¸t vµ c«ng dông

R¬le ®iÖn ¸p dïng ®Ó b¶o vÖ m¹ch khi ¸p cao h¬n hoÆc thÊp h¬n ®iÖn ¸p chØnh

®Þnh (cao h¬n hoÆc thÊp h¬n )

2. CÊu t¹o

cd

Lß xo

Lâi s¾t

nhiÖm vô b¶o vÖ ®iÖn ¸p lín hoÆc ®iÖn ¸p nhá.

Gåm 2 lo¹i: + R¬le ¸p cùc ®¹i: 1 chiÒu, xoay chiÒu.

+ R¬le ¸p cùc tiÓu

-- R¬le ¸p cùc ®¹i: Lóc b×nh th-êng r¬le kh«ng t¸c ®éng, khi nµo ®iÖn ¸p t¨ng qu¸

møc quy ®Þnh th× r¬le tù ®éng më cÆp tiÕp ®iÓm ®ãng c¾t ®iÖn cho m¹ch ®iÖn.

20

GV: NguyÔn L-¬ng Kiªn