HÌNH 1.2: TÍN HIỆU DO NÚT NHẤN TẠO RA

7



mạch điều khiển. Khi hệ thống xảy ra sự cố nhấn vào nút dừng khẩn làm mở

tiếp điểm thường đóng ra cắt điện toàn bộ mạch điều khiển.

1.4.Công tắc (switch)





Cấu tạo



b. Công tắc 3 pha



a. Công tắc 1 pha



HÌNH 1.4: CÔNG TẮC 1 PHA VÀ 3 PHA







Công dụng



Công tắc thực tế thường được dùng làm các khoá chuyển mạch (chuyển

chế độ làm việc trong mạch điều khiển), hoặc dùng làm các công tắc đóng mở

nguồn (cầu dao).

0



1.5.Rơle điện từ





Cấu tạo



6



1



5



0. Tiếp điểm chung (com);



2



1. Tiếp điểm thường đóng (NC);

A



2. Tiếp điểm thường mở (NC);

3. Cuộn dây (phần cảm);



4



4. Mạch từ (phần cảm);

5. Nắp (phần ứng);



B

3



6. Lò xo;

A, B: Nguồn nuôi cho rơle.



HÌNH 1.9: CẤU TẠO RƠLE ĐIỆN TỪ



8



HÌNH1.10: DẠNG THỰC TẾ MỘT SỐ LOẠI RƠLE ĐIỆN TỪ



- Mạch từ: có tác dụng dẫn từ. Đối với rơle điện từ 1 chiều, gông từ

được chế tạo từ thép khối thường có dạng hình trụ tròn (vì dòng điện một

chiều không gây nên dòng điện xoáy do đó không phát nóng mạch từ). Đối với

rơle điện từ xoay chiều, mạch từ thường được chế tạo từ các lá thép kỹ thuật

điện ghép lại (để làm giảm dòng điện xoáy fuco gây phát nóng).

- Cuộn dây: Khi đặt một điện áp đủ lớn vào hai đầu A và B, trong cuộn

dây sẽ có dòng điện chạy qua, dòng điện này sinh ra từ trường trong lõi thép

để rơle làm việc.

- Lò xo: Dùng để giữ nắp.

- Tiếp điểm: Thường có một hoặc nhiều cặp tiếp điểm, 0 - 1 là tiếp điểm

thường mở, 0 - 2 là tiếp điểm thường đóng.





Nguyên lý



- Khi chưa cấp điện vào hai đầu A - B của cuộn dây, lực hút điện từ

không sinh ra, trạng thái các chi tiết như Hình 1.9.

- Khi đặt một điện áp đủ lớn vào A - B, dòng điện chạy trong cuộn dây

sinh ra từ trường tạo ra lực hút điện từ. Nếu lực hút điện từ thắng được lực đàn

hồi của lò xo thì nắp được hút xuống. Khi đó tiếp điểm 0 - 1 mở ra và 0 - 2

đóng lại. Khi mất nguồn cung cấp, lò xo sẽ kéo các tiếp điểm lại trở về trạng

thái ban đầu.





Công dụng



Rơle điện từ được sử dụng rộng rãi trong hệ thống điều khiển có tiếp điểm.

Nhiệm vụ chính là để cách ly tín hiệu điều khiển, nhằm đảm bảo cho mạch

hoạt động tin cậy, đúng qui trình...

1.6. Công tắc tơ (contactor)



9



a. Loại 4 tiếp điểm



HÌNH1.11 DẠNG THỰC TẾ MỘT SỐ LOẠI CÔNGTẮCTƠ







Công dụng



Côngtắctơ là phần tử chủ lực trong hệ thống điều khiển có tiếp điểm. Nó

được dùng để đóng cắt, điều khiển... động cơ, máy sản xuất trong công nghiệp

và dân dụng.

a. Khái quát:

Contactor là một loại khí cụ điện đóng cắt hạ áp dùng để khống chế tự

động và điều khiển từ xa các thiết bị điện có điện áp 500V và dòng điện 600A.

với sự hỗ trợ của nút ấn

Contactor có 2 trạng thái: đóng và cắt, có số lần đóng cắt lớn, tần số đóng

cắt cao có thể tới 1500 lần /giờ.

Contactor có thể chia thành nhiều loại:

- Theo nguyên lý truyền động có Contactor : điện từ, khí ép, thủy lực

(thông dụng là kiểu điện từ).

- Theo nguyên lý dòng điện có Contactor : một chiều, xoay chiều.

Trong giáo trình này, chủ yếu trình bày Contactor kiểu điện từ.

b.

-



Cấu tạo, phân loại:

Cấu tạo:



10



Các cực đấu dây của các

tiếp điểm phụ thường đóng



Các cực đấu dây của các

tiếp điểm phụ thường mở

Thời gian ngaột



Cực đấu dây của các

tiếp điểm chính của công tắc tơ

Hai đầu cuộn dây (cuộn hút)



Hình 1.12 Cấu tạo contactor



Vỏ nhựa

Cuộn dây (cuộn

hút)

Mạch từ phần

ứng



Mạch từ phần

cảm



Lò xo phản lực

Các tiếp điểm

chính



Các tiếp điểm

phụ

Hình 1.13: Các bộ phận chính của Contactor.



11



- Mạch từ: là các lõi thép có hình dạng EI hoặc chữ UI. Nó gồm những lá

tôn silic, có chiều dầy 0,35mm hoặc 0,5mm ghép lại để tránh tổn hao dòng

điện xoáy. Mạch từ thường chia làm hai phần, một phần được kẹp chặt cố

định (phần tĩnh), phần còn lại là nắp (phần động) được nối với hệ thống tiếp

điểm qua hệ thống tay đòn.

- Cuộn dây: cuộn dây có điện trở rất bé so với điện kháng. Dòng điện

trong cuộn dây phụ thuộc vào khe hở không khí giữa nắp và lõi thép cố định.

Vì vậy, không được phép cho điện vào cuộn dây khi nắp mở. Cuộn dây có thể

làm việc tin cậy (hút phần ứng) khi điện áp cung cấp cho nó nằm trong phạm

vi (85-100)% Uđm .

- Hệ thống tiếp điểm:

a. Theo khả năng dòng tải:

* Tiếp điểm chính: chỉ có ở Contactor chính, 100% là tiếp điểm thường

mở, làm việc ở mạch động lực, vì thế dòng điện đi qua rất lớn (10  2250)A.

* Tiếp điểm phụ: có cả thường đóng và thường mở, dòng điện đi qua các

tiếp điểm này nhỏ chỉ từ 1A đến khoảng 10A, làm việc ở mạch điều khiển.

b. Theo nhiệm vụ làm việc:

* Tiếp điểm thường đóng và tiếp điểm thường mở: (xem phần Rơle).

- Cơ cấu truyền động: phải có kết cấu sao cho giảm được thời gian thao

tác đóng ngắt tiếp điểm, nâng cao lực ép tiếp điểm và giảm được tiếng va dập.

Phân lọai:

+ Theo nguyên lý truyền động có: Contactor kiểu điện từ, kiểu hơi ép,

kiểu thuỷ lực. Thường gặp Contactor kiểu điện từ. Contactor kiểu điện từ có

hai lọai:

-



- Contactor chính: có 3 tiếp điểm chính còn lại là tiếp điểm phụ.

- Contactor phụ: Chỉ có tiếp điểm phụ (không có tiếp điểm chính).

+ Theo dạng dòng điện ta có: Contactor điện một chiều, Contactor điện

xoay chiều



12



+ Theo kết cấu ta có: Contactor dùng ở nơi hạn chế chiều cao (ở bảng

điện gầm xe) và ở nơi hạn chế chiều rộng (buồng tàu điện).

c.

Các yêu cầu cơ bản

+ Điện áp định mức: Uđm là điện áp mạch điện tương ứng với tiếp điểm

chính phải đóng cắt. Điện áp định mức có: 110v, 220v, 440v DC và 127v,

220v, 380v và 500v AC. Cuộn dây hút có thể làm việc bình thường ở điện áp

giới hạn (85% -105%) điện áp định mức của cuộn dây.

+ Dòng điện định mức: là dòng điện định mức đi qua tiếp điêm chính.

Thời gian công tắc tơ ở trạng thái đóng không quá 8 giờ. Dòng điện định mức

Contactor hạ áp thông dụng có các cấp : 10, 20, 25, 40, 60, 75, 100, 150, 250,

300, 600A (nếu Contactor đặt trong tủ hoặc làm việc dài hạn dòng điện cho

phép thấp hơn Iđm từ (10- 15)% vì làm mát kém.

+ Khả năng cắt đóng: là dòng điện định mức đi qua tiếp điêm chính khi

cắt và khi đóng (4 - 7)Iđm động cơ rô to lồng sóc và 10*Iđm đối với phụ tải điện

cảm.

+ Tuổi thọ Contactor: được tính bằng số lần đóng cắt, sau số lần đóng cắt

đó công tắc tơ không dùng được nữa.

- Độ bền cơ: số lần đóng cắt không tải (10 - 20) triệu lần thao tác.

- Độ bền điện: số lần đóng cắt tiếp điểm có tải 1 triệu lần.

+ Tần số thao tác: số lần đóng cắt công tắc tơ trong một giờ có các cấp:

30, 100, 150, 300, 600, 1200 - 1500 lần / giờ.

+ Tính ổ định lực điện động: nghĩa là tiếp điểm chính của nó cho phép

dòng điện lớn nhất đi qua mà không bị lực điện động làm tách rời tiếp điểm

(dòng điện thử = 10* Iđm).

+ Tính ổ định nhiệt: nghĩa làkhi có dòng ngắn mạch chạy qua trong một

thời gian cho phép, các tiếp điểm không bị cháy hoặc bị dính lại.

d. Ký hiệu:

a) Cuộn dây:

b) Tiếp điểm chính:

Thường được ký hiệu bởi 1 ký số: Các ký số đó là: 1 - 2; 3 - 4; 5 - 6.



13



Trong Contactor chính, 3 tiếp điểm đầu tiên bên tay trái luôn luôn là tiếp

điểm chính, những tiếp điểm còn lại là tiếp điểm phụ.

c) Tiếp điểm phụ:

Thường được ký hiệu bởi 2 ký số:



- Ký số thứ nhất: Chỉ vị trí tiếp điểm (số thứ tự, đánh từ trái sang).

- Ký số thứ hai: Chỉ vai trò tiếp điểm:

+ 1 - 2 (NC): Thường đóng.

+ 3 - 4 (NO): Thường mở.

e. Các đại lượng cơ bản:

Điện áp định mức (điện áp đặt vào đầu tiếp điểm chính): đó là điện áp

định mức của tải (mạch động lực).

Điện áp định mức của cuộn dây (điện áp đặt vào 2 đầu cuộn dây): đó là

điện áp làm việc định mức của cuộn dây Contactor, nó được thể hiện ngay trên

Contactor. Giá trị điện áp này có thể giống và cũng có thể khác giá trị điện áp

trên tiếp điểm chính.

Dòng điện định mức: là giá trị dòng điện đi qua tiềp điểm chính trong

chế độ làm việc lâu dài mà không phá hủy tiếp điềm. Các cấp dòng định mức

thông dụng của Contactor như sau: (10, 20, 25, 40, 60, 75, 100, 150, 300, 600)

Ampe.

Khả năng đóng cắt: là giá trị dòng điện lớn nhất cho phép đi qua tiếp

điểm chính khi đóng hoặc cắt Contactor.



14



Tuổi thọ của Contactor: là số lần đóng cắt tối đa mà sau đó Contactor

không làm việc được nữa, thường tuổi thọ Contactor do độ bền cơ khí, độ bền

điện quyết định.

Tần số thao tác: là số lần đóng cắt trong một giờ. Tần số thao tác bị hạn

chế bởi sự phát nóng của các tiếp điểm chính do hồ quang sinh ra. Các cấp tần

số thao tác thông dụng: (30, 100, 120, 150, 300, 600, 1200, 1500) lần.

f.

Nguyên lý làm việc:

Sự làm việc của Contactor điện từ dựa trên nguyên tắc lực điện từ, khi ta

cung cấp một điện áp U = (85  100)% Uđm vào cuộn dây, nó sẽ sinh ra từ

trường, từ trường này sẽ tạo ra lực từ có lực lớn hơn lực kéo lò xo của hệ

thống truyền động. Nó sẽ hút lõi sắt phần động để khép kín mạch từ. Hệ thống

tiếp điểm sẽ thay đổi trạng thái. Nếu như ở điều kiện bình thường (khi cuộn

dây chưa có điện), tiếp điểm là đóng thì khi cho điện vào cuộn dây, tiếp điểm

sẽ mở ra. Ngược lại, nếu như ở điều kiện bình thường (khi cuộn dây chưa có

điện), tiếp điểm là mở thì khi cho điện vào cuộn dây, tiếp điểm sẽ đóng lại.



Hình 1.14. Quá trình chuyển động hệ thống tiếp điểm của Contactor trƣớc và sau

khi có điện



g. Cách lựa chọn

Dựa vào dòng điện định mức của tải và căn cứ vào tính chất của phụ tải

làm việc gián đoạn hay liên tục và căn cứ vào dãy dòng điện, điện áp định mức

của Contactor từ đó ta lựa chọn công tắc tơ cho thích hợp

UCTT = Ulưới ;

h.



ICTT  Iđm



Đặc tính kỹ thuật và phạm vi ứng dụng



15



Công tắc tơ có nhiều loại và rất đa dạng nhưng thường sử dụng là

Contactor điện xoay chiều thường dùng ở tần số công nghiệp (50 Hz)

Contactor có số lượng tiếp điểm chính (1  5) tiếp điểm nhưng thông dụng

hơn cả là Contactor có kết cấu 3 cực

+ Dòng điện định mức của các tiếp điểm chính là dòng điện dùng trong

chế độ làm việc gián đoạn - liên tục với chu kỳ 8 giờ, thời gian đóng cắt rất bé.

Thời gian đóng

(0,08  0,1 s), thơi gian nhả (0,03  0,04s)

+ Phạm vi ứng dụng: tuỳ theo giá trị dòng điện mà Contactor phải làm

việc trong lúc bình thường hay khi cắt mà người ta dùng các cở khác nhau,

phạm vi sử dụng phụ thuộc và: loại hộ tiêu thụ cần được kiểm tra: động cơ

rôto lồng sóc hay rôto dây quấn

Những điều kiện thực hiện đóng mở, quá trình khởi động nặng, nhẹ, đảo

chiều và hãm vv...

Tóm lại Contactor có phạm vi sử dụng đa dạng, sử dụng với dòng điện

xoay chiều, một chiều, sử dụng với động cơ có hệ số cos  cao cho đến các

loại động cơ có cos nhỏ. Động cơ rôto lồng sóc cho đến động cơ rôto dây

quấn.

1.7. Các thiết bị bảo vệ

a. Cầu chì





Cấu tạo



1. Nắp.

2. Võ;

3. Dây chảy

1



2



a. Cấu tạo cầu chì



3



b. Một dạng cầu chì



HÌNH 1.17: CẦU CHÌ



16







Công dụng



Bản chất của cầu chì là một đoạn dây dẫn yếu nhất trong mạch, khi có sự

cố đoạn dây này bị đứt ra đầu tiên. Cầu chì dùng bảo vệ thiết bị tránh khỏi

dòng ngắn mạch.

b. Aptomat (Current Breaker; CB)





Cấu tạo



Aptomat là một thiết bị bảo vệ đa năng, tuỳ theo cấu tạo aptomat có thể

bảo vệ sự cố ngắn mạch, sự cố quá tải, sự cố dòng điện dò, sự cố quá áp...

Trong thực tế người ta dùng phổ biến là aptomat bảo vệ sự cố ngắn mạch,

trong công nghiệp để bảo vệ sự cố ngắn mạch và sự cố quá tải cho các động cơ

điện người ta còn tích hợp thêm rơle nhiệt vào aptomat.

Trong dân dụng, để tránh sự cố điện giật nguy hiểm cho tính mạng con

người, người ta thường trang bị cho hệ thống điện trong nhà aptomat bảo vệ sự

cố dòng điện dò (aptomat chống giật). Nguyên lý của aptomat bảo vệ sự cố

ngắn mạch.





Công dụng



Aptomat dùng để đóng cắt và bảo vệ mạch điện. Với giá thành ngày càng

rẻ, hiện nay nó thay thế hầu hết các vị trí của cầu dao và cầu chì.



A

4



3



5



2



1

5



a. Cấu tạo



b. Dạng thực tế CB

1 pha



B



HÌNH 1.18: CẤU TẠO VÀ DẠNG THỰC TẾ APTOMAT CB 1 PHA



1. Nam châm điện;



5. Lò xo;



2. Móc răng;



A: Cực nối nguồn;



3. Thanh truyền động;



B: Cực nối tải.



4. Tiếp điểm;



17



c. Rơle nhiệt

4



2



1



3



B



A



b. Dạng thực tế

rơle nhiệt 3 pha



a. Cấu tạo



HÌNH 1.19: CẤU TẠO VÀ DẠNG THỰC TẾ RƠLE NHIỆT 3 PHA







Cấu tạo

1. Thanh lưỡng kim;



4. Lò xo;



2. Phần tử đốt nóng;



A: Cực nối nguồn;



3. Hệ thống tiếp điểm;





B: Cực nối tải.



Công dụng



Rơle nhiệt dùng để bảo vệ sự cố quá tải. Trong thực tế người ta thường gắn

rơle nhiệt phía sau công tắc tơ gọi là khởi động từ.



2 Nguyên lý mạch điện trên tủ điện.

2.1. Mạch điều khiển trực tiếp động cơ máy bơm dùng khởi động từ và nút

bấm đơn .

a. Sơ đồ nguyên lý