mạch khởi động sao - tám giác

Tiểu luận
Mạch khởi động sao -
tám giác
Tiểu Luận Tốt Nghiệp GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
Contents
Tiểu luận 1
Mạch khởi động sao - tám giác 1
Contents 2
SVTH : Trần Văn Dẫn Trang
Tiểu Luận Tốt Nghiệp GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
Chương I
ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1 Giới thiệu chung
Nước ta là một nước đi lên từ nền nông nghiệp, công nghiệp kém phát
triển và lạc hậu.Tuy nhiên, những năm gần đây ngành công nghiệp nước ta đã
thay đổi tích cực, nhanh chóng và hiện đại hóa mạnh mẽ. Nhưng so với các
nước công nghiệp phát triển khác và các nước công nghiệp trong khu vực thì
nền công nghiệp nước ta còn một khoảng cách khá xa. Để đảm bảo chất lượng
phát triển công nghiệp như thời buổi hiện nay thì việc nâng cao tính năng hoạt
động và năng suất của các thiết bị máy móc là yêu cầu chủ yếu, thiết thực nhất.
Đó là đưa thiết bị máy móc vào dây truyền tự động và bán tự động bằng các
mạch điều khiển điện công nghiệp hiện nay. Trong đó, mạch khởi động động
cơ đổi nối sao – tam giác (Y/∆) là rất quan trọng và cần thiết.Vì vậy, việc tìm
hiểu và vận hành kiểm tra thử nghiệm thực tế các thiết bị công nghiệp là vốn
kiến thức không thể thiếu cho sinh viên ngành điện. Do đây là một vấn đề chủ
yếu và cần thiết cho việc vận hành bão dưỡng kinh tế các thiết bị công nghiệp
nhằm nâng cao năng suất sản xuất của các xí nghiệp vừa và nhỏ hiện tại.
Về cấu tạo thì các mạch điều khiển điện công nghiệp nói chung và mạch
khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác (Y/∆) nói riêng thực chất là tổ hợp
của các thiết bị điện cơ bản đơn giản. Nhưng việc tìm hiểu và nắm bắt phương
pháp vận hành các thiết bị công nghiệp có hiệu quả là một sự trãi nghiệm

không thể xem nhẹ, coi thường.
1.2 Mục đích của đề tài
Nhằm tìm hiểu sâu cơ sở lý thuyết và nắm bắt phương pháp vận hành thực
tế mạch điều khiển động cơ bằng mạch khởi động động cơ đổi nối sao – tam
giác (Y/∆). Từ kết quả đạt được có thể tìm ra hướng khắc phục hoặc hạn chế sự
sai lệch giữa cơ sở lý thuyết và thực tập thực tế nhằm để vận hành bảo dưỡng
các thiết bị công nghiệp làm việc ổn định, lâu dài và kinh tế.
1.3 Phương pháp thực hiện đề tài
Tham khảo tài liệu, nghiên cứu thực tế và kết hợp với vốn kiến thức đã
học để vận hành kiểm tra thử nghiệm đem đến kết quả xác thực trên các thiết bị
điện công nghiệp về mạch khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác (Y/∆).
1.4 Thời gian và địa điểm thực hiện đề tài
Thời gian : Từ ngày 04/09/2010 đến ngày 19/11/2010.
Địa điểm thực hiện : Tại phòng thí nghiệm điện công nghiệp – Bộ môn
Kỹ thuật điện - Khoa Công Nghệ - Trường Đại học Cần Thơ.
SVTH : Trần Văn Dẫn Trang
Tiểu Luận Tốt Nghiệp GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
Chương II
LÝ THUYẾT VỀ MẠCH KHỞI ĐỘNG SAO – TAM GIÁC (Y/∆)
2.1 Giới thiệu về phương pháp khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác
2.1.1 Khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác (Y/∆).
Khởi động - sao tam giác là một trong các biện pháp khởi động của động
cơ có công suất trung bình. Chỉ áp dụng được với động cơ hoạt động với sơ đồ
tam giác. Khi khởi động, động cơ được nối sao, lúc này điện áp trên mỗi cuộn
dây chỉ là U pha (220V với lưới điện hạ áp của Việt nam). Sau một khoảng thời
gian thì chuyển sang đấu tam giác, lúc này điện áp trên các cuộn dây là U dây.
Bằng cách này giúp cho dòng khởi động nhỏ xuống, nhưng có nhược điểm là
moment khởi động cũng giảm theo. Về sơ đồ đấu dây thì chúng ta có thể dễ
dàng tìm kiếm, thiết bị sử dụng cũng đơn giản. Tuy nhiên đòi hỏi người vận
hành phải được hướng dẫn cẩn thận. Đối với động cơ nhỏ tới 7.5KW thì khởi

động trực tiếp. Đối với động cơ từ 11KW tới 45KW thì khởi động sao - tam
giác (Y/∆) và thường là các loại động cơ không đồng bộ ba pha như động cơ
rotor dây quấn, động cơ lồng sóc v.v…
Ta có mạch khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác như sau :
2.1.2 Dòng điện khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác (Y/∆)
2.1.2.1 Dòng điện khởi động của động cơ khi đấu sao (Y)
Gọi U
dY
là điện áp dây của lưới điện.
Z
N
là trở kháng của một cuộn dây pha.
SVTH : Trần Văn Dẫn Trang
Tiểu Luận Tốt Nghiệp GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
Lúc này điện áp đặt lên mỗi cuộn dây pha của động cơ là :
Ta có dòng diện dây khi động cơ đấu sao là :
2.1.2.2 Dòng điện khởi động của động cơ khi đấu tam giác (∆)
Kết thúc quá trình khởi động sao, động cơ được chuyển sang đấu tam
giác. Khi đó, điện áp đặt lên mỗi cuộn dây pha của động cơ là :
Và dòng điện dây khi động cơ đấu tam giác là :
2.1.2.2 Dòng điện khởi động cần tìm của động cơ
Lấy tỷ lệ giữa dòng điện khởi động của động cơ khi đấu sao (Y) và dòng
điện khởi động của động cơ khi đấu tam giác (∆), ta có kết quả như sau :
Vậy dòng điện khởi động động cơ đổi nối sao – tam gác là :
SVTH : Trần Văn Dẫn Trang
3
dY
pY
U
U

=
pYdY
II
=
∆∆
=
dp
UU
∆∆
×=
pd
II 3
=×=
×
=
×
=
∆
∆
∆
∆
p
pY
n
p
n
pY
p
pY
d

dY
U
U
Z
U
Z
U
I
I
I
I
3
1
3
3
3
1
33
1
=
×
×=
∆
p
dY
U
U
Với :
∆
=

pdY
UU
3
∆
=⇒
d
dY
I
I
3
∆
==
d
dYkđ
I
II
Tiểu Luận Tốt Nghiệp GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
2.1.3 Moment khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác (Y/∆)
2.1.3.1 Moment quay của động cơ
Sơ đồ mạch tương đương gần đúng của động cơ không đồng bộ như sau:
Ở chế độ động cơ điện, moment điện từ đóng vai trò moment quay, được
tính theo công thức sau :
Trong đó,
là công suất điện từ.
là dòng điện pha lúc mở máy.
là tần số góc của từ trường quay.
là tần số góc của dòng điện stator.
P là số đôi cực từ.
SVTH : Trần Văn Dẫn Trang
( )









++








+
===
2
'
21
2
'
2
1
'
2
2
1

1
3
XX
s
R
Rs
RpU
P
MM
dt
dt
ω
ω
s
R
IP
dt
'
2
2
2
'
3=
p
ω
ω
=
1
ω
( )

2
'
21
2
'
2
1
'
2
2
1
'
2
3
XX
s
R
R
RpU
I
++








+

=
'
2
•
E
'
2
jX
'
2
•
I
'
2
R
j
1
•
I
1
•
E
o
I
•
'
2
•
I
Tiểu Luận Tốt Nghiệp GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường

R
1
là điện trở dây quấn stator
R
2
’
là điện trở dây quấn rotor quy đổi về stator.
X
1
là điện kháng tản dây quấn stator.
X
2
’
là điện kháng tản dây quấn rotor quy đổi về stator.
n
1
là tốc độ từ trường quay.
n là tốc độ động cơ.

là hệ số trượt.

Với s = 1, ta có moment mở máy động cơ là :
2.1.3.2 Moment khởi động của động cơ khi đấu sao (Y)
Động cơ không đồng bộ ba pha có moment khởi động. Để khởi động
được, moment khởi động động cơ phải lớn hơn moment cản của tải lúc khởi
động, đồng thời moment động cơ phải đủ lớn để thời gian khởi động trong
phạm vi cho phép.
Với hệ số trượt s = 1, ta có moment khởi động của động cơ khi đấu sao là:
Do dòng khởi động I
kdY

nhỏ nên điện áp U
2
pY
cũng nhỏ và moment khởi
động M
kdY
giảm xuống. Vì moment khởi động tỷ lệ với bình phương điện áp đặt
vào động cơ.
2.1.3.3 Moment khởi động của động cơ khi chuyển sang đấu tam giác (∆)
Kết thúc quá trình khởi động thì động cơ chuyển sang đấu tam giác ngay
tức thì. Lúc này, dòng điện đi vào cuộn dây động cơ tăng lên tương đương với
dòng điện định mức và điện áp cũng tăng theo. Từ đó, moment động cơ tăng
lên rất nhanh và được tính theo công thức sau :
SVTH : Trần Văn Dẫn Trang
1
1
n
nn
s
−
=
( ) ( )
[ ]
2
'
21
2
'
21
'

2
2
1
3
XXRR
RpU
M
mm
+++×
=
ω
( ) ( )
[ ]
2
'
21
2
'
21
'
2
2
3
XXRR
RpU
M
pY
kdY
+++×
=

ω
( ) ( )
[ ]
2
'
21
2
'
21
'
2
2
3
XXRR
RpU
M
p
kd
+++×
=
∆
∆
ω
Tiểu Luận Tốt Nghiệp GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
2.1.3.4 Moment khởi động của động cơ cần tìm là :
Lấy moment khởi động của động cơ khi đấu sao (Y) và moment khởi
động của động cơ khi chuyển sang đấu tam giác (∆). Ta được kết quả như sau :
Mà,
Suy ra,
Vậy moment khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác là :

2.1.4 Đặc tính cơ khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác (Y/∆)
2.1.4.1 Đặc tính cơ khởi động động cơ không đồng bộ ba pha
Ta có hàmquan hệ moment theo hệ số trượt là :
M = f(s)
SVTH : Trần Văn Dẫn Trang
2
2
∆∆
=
p
pY
kd
kdY
U
U
M
M
∆∆
=
=
dp
dY
pY
UU
U
U
3
3
1
3

2
2
2
2
=
×
==⇔
∆∆∆
d
dY
p
pY
kd
kdY
U
U
U
U
M
M
3
∆
=⇒
kd
kdY
M
M
3
∆
==

kd
kdYkd
M
MM
1
1
n
nn
s
−
=
Tiểu Luận Tốt Nghiệp GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
Thay ta sẽ có quan hệ n = f(M)

và đây là đường đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ như giản đồ sau :
Từ hình vẽ a) ta thấy động cơ sẽ làm việc khi moment mở máy (M
mở
) lớn
hơn hoặc bằng moment cản (M
C
). Vì khi động cơ được cấp điện thì xuất hiện
moment mở máy và moment động cơ (M) xuất hiện sau đó, nhưng đến khi hệ
số trượt s = 1 thì động cơ bắt đầu khởi động. Khi động cơ khởi động thì
moment mở máy và moment động cơ giám vì xuất hiện moment cản, do đó
chúng ta cần xác định thời gian phù hợp để moment cản không lớn hơn
moment động cơ.
2.1.4.2 Đặc tính cơ khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác (Y/∆)
Do đây là phương pháp dùng cho những động cơ không đồng bộ ba pha
khi làm việc bình thường dây quấn stator nối hình tam giác nên cũng có đặc
tính cơ tương tự. Nhưng chúng ta cần xem xét quá trình khởi động động cơ

cũng như mối liên hệ mật thiết giữa các moment xuất hiện trong động cơ cùng
với việc điều chỉnh thời gian.
Để hiểu rõ hơn, chúng ta có thể xem xét giản đồ biểu thị đường đặc tính
cơ khởi động sao – tam giác như sau :
SVTH : Trần Văn Dẫn Trang
Động cơ làm
việc
Động cơ bắt đầu khởi động
Tiểu Luận Tốt Nghiệp GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
Hình a Hình b
Khi mở máy ta nối cuộn dây hình sao để điện áp đặt vào giảm xuống. Khi
đó, moment mở máy (M
mở
), moment động cơ (M
đc
) và moment cản (M
cản
) lần
lượt xuất hiện. Ở hình a ta thấy rằng, nếu để thời gian chạy lúc các cuộn dây
nối sao (Y) quá lâu thì moment cản (M
cản
) sẽ lớn hơn moment mở máy (M
mở
).
Vì khi đó, động cơ bắt đầu khởi động thì hệ số trượt giảm xuống từ s = 1 đến
còn khoảng s = ( 0.02 : 0.06). Trong trường hợp này, dòng điện khởi động sẽ
giảm nhưng không có lợi về moment động cơ do moment cản sẽ tăng lên.
Còn ở hình b ta thấy rằng nếu chuyển các cuộn dây của động cơ từ đấu
sao (Y) sang đấu tam giác (∆) sớm thì dòng khởi động tăng lên rất cao sẽ gây
ra hiện tượng sụt áp của mạng điện.

Từ đó, ta có thể kết luận rằng không nên để thời gian chạy sao lâu quá và
cũng không nên chuyển sang tam giác sớm. Chính vì vậy, ta cần xác định và
tính toán thời gian phù hợp của quá trình khởi động động cơ đổi nối sao – tam
giác (Y/∆).
2.1.5 Thời gian khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác (Y/∆)
Nếu ta khởi động cơ bằng phương pháp trực tiếp thì dòng điện khởi động
rất cao sẽ gây ra hiện tượng sụt áp trên mạng điện. Do đó, ta phải khởi động
động cơ bằng cách đổi nối sao – tam giác. Như vậy, dòng điện khởi động sẽ
giảm xuống nhưng không thể thiếu đến việc điều chỉnh thời gian khởi động
hợp lí và khả thi.
Khi ta bắt đầu khởi động động cơ, dòng điện đi vào các cuộn dây stator
được đấu sao (Y). Lúc này, moment quay trong lòng stator xuất hiện và có
moment cản cũng xuất hiện chống lại nó, do động cơ trong quá trình làm việc
thì kéo tải theo. Nhưng ta tính toán khả năng mà động cơ kéo tải phải đảm bảo
yêu cầu sau:
SVTH : Trần Văn Dẫn Trang
M
cản
M
kd∆
M
kdY
maxcđc
MM
≥
I
kd∆
I
kdY
Tiểu Luận Tốt Nghiệp GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường

M
đc
là moment quay chủ động của động cơ và phụ thuộc vào giá trị công
suất điện từ, được tính như sau :
M
c
là moment cản xuất hiện trong lúc động cơ kéo tải hay không tải và
thường thì nó phụ thuộc vào trọng lượng của tải. Khi tải lớn thì công suất P
2
trên rotor lớn nên tổn hao ∆P
r
ở dây quấn rotor tăng lên và moment cản M
c
cũng tăng lên cao. Cụ thể như sau :
Ta thấy moment cản M
th
tỷ lệ thuận với tổn hao trên trục rotor ∆P
r
nên
chúng có quan hệ tuyến tính với nhau.
Khi đó, moment cản ban đầu M
cb
của phụ tải bằng tổng moment cản trên
trục rotor M
cr
, moment tổn hao M
Ck
và moment quán tính M
qt
như sau :

Với M
qt
= m.d
2
= 4J
J = mr
2
là moment quán tính phụ thuộc vào khối lượng tải và khoảng
cách đặt tải gần hay xa trục quay.
Mặt khác, giá trị moment cản M
r
trên trục rotor theo thông số cho sẵn
trên mỗi động cơ mà nhà chế tạo đã tính.
Khi đó, moment gia tốc (M
a
) được tính :
Vậy công thức tính thời gian khởi động động cơ đổi nối sao tam giác là :
SVTH : Trần Văn Dẫn Trang
1
ω
××=∆
thr
MsP
cbđca
MMM
−=
qtthrCb
MMMM
++=
a

qt
M
nM
t
×
××=
−
3
1067,2
1
ω
×
∆
=
s
P
M
r
th
1
ω
dt
dtđc
P
MM
==
Tiểu Luận Tốt Nghiệp GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
o Trường hợp động cơ không kéo tải
o Trường hợp động cơ kéo tải nhỏ
o Trường hợp động cơ kéo tải lớn

SVTH : Trần Văn Dẫn Trang
Tiểu Luận Tốt Nghiệp GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
2.1.6 Nhận xét
2.1.6.1 Ưu điểm
Giảm dòng khởi động giảm đi một phần ba lần so với phương pháp khởi
động trực tiếp. Chi phí không đắt hơn khi so sánh với các phương pháp khởi
động làm giảm dòng điện khác. Đơn giản và tiết kiệm điện năng.
2.1.6.2 Nhược điểm
Làm giảm mô men khởi động một phần ba lần so với mô men đủ tải, điều
này cho phép sử dụng phương pháp này khởi động động cơ với chế độ tải trọng
nhỏ.
Xuất hiện nhiễu trên đường dây khi chỉnh lại từ chế độ Sao thành Tam
giác (Loại chuyển hở). Do xuất hiện hồ quang điện trong quá trình chuyển
mạch từ sao sang tan giác.Chỉ làm việc với động cơ nối Δ, tốn công tắc tơ khi
chuyển từ Y → Δ động cơ bị giật do xung dòng điện lớn.
2.1.7 Ứng dụng
Sử dụng phương pháp này để khởi động động cơ dưới chế độ không tải
như là bơm, các máy trong ngành gỗ. Ngoài ra, nếu có tải thì phải sử dụng phù
hợp với tải không yêu cầu moment khởi động lớn.
2.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của một số khí cụ điện thường sử dụng
trong mạch khởi động động cơ đổi nối sao – tam giác
2.2.1 Áp to mát (CB – Circuit breaker)
Áp to mát là loại khí cụ điện dùng để đóng, ngắt điện bằng tay nhưng có
thể tự ngắt mạch điện khi có sự cố quá tải hoặc ngắn mạch.
SVTH : Trần Văn Dẫn Trang
Tiểu Luận Tốt Nghiệp GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
Theo cơ cấu tắc động tự ngắt có 3 loại : CB nhiệt, CB điện từ và CB từ -
điện.
Theo kết cấu có 3 loại : CB 1 cực, CB 2 cực và CB 3 cực.
Theo điện áp sử dụng có 2 loại : CB 1 pha (có cực hoặc không có cực) và

CB 3 pha (có 3 cực)
Theo công dụng có nhiều loại : CB dòng cực đại, CB điện áp thấp, CB
chống giật, CB đa năng…
2.2.1.1 Cấu tạo
Tùy theo chức năng cụ thể mà CB có đầy đủ bộ phận và thường có các bộ
phận chính sau :
+ Hệ thống tiếp điểm và bộ phận dập hồ quang
+ Cơ cấu tác động nhệt
+ Cơ cấu tác động từ.
Trường hợp cụ thể như hình sau :
1) Vỏ bên ngoài
2) Ngõ vào dây điện trên
3) Bộ phận dập hồ quang
4) Cuộn dây nam châm điện
5) Cần gạt
6) Tiếp điểm cố định
7) Tiếp điểm di động
8) Thanh dẫn hồ quang
9) Thanh lưỡng kim
10) Ngõ vào dây điện dưới
11) Kẹp thanh ray
( dùng để gài cầu dao )
Dòng điện bảo vệ ngắn mạch của CB : I
nm
> I
kd
Dòng điện bảo vệ quá tải của CB thường là : I
qt
= (1,1 : 1,2) I
tt

Điện áp làm việc của CB phải là : U
CB
> U
Lưới điện
2.2.1.2 Nguyên lý hoạt động chung
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 điểm với tiếp điểm động.
Bật CB ở trạng thái ON, với dòng điện định mức nam châm điện 5 và phần ứng
4 không hút. Nếu mạch điện bị quá tải hay ngắn mạch, lực điện từ ở nam châm
điện 5 lớn hơn lò xo 6 làm cho nam châm điện sẽ hút phần ứng 4 xuống làm
SVTH : Trần Văn Dẫn Trang
Tiểu Luận Tốt Nghiệp GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
nhả móc 3, móc 5 được thả tự do, lò xo 1 được thả lỏng. Kết quả các tiếp điểm
của CB mở ra và mach điện bị ngắt ra.
Bật CB ở trạng thái ON, với điện áp cùng phần ứng nam châm điện 11 và
phần ứng 10 hút lại với nhau. Khi sụt áp định mức nam châm điện sẽ nhả phần
ứng 10 ra, lò xo 9 kéo móc 8 bật lên, thả lỏng và lò xo 1 được thả lỏng. Kết quả
các tiếp điểm của CB mở ra và mach điện bị ngắt ra.
2.2.2 Công tắc tơ (Contactor)
Công tắc tơ là một loại khí cụ điện dùng để đóng cắt từ xa, tự động hoặc
bằng nút ấn các mạch điện lực có phụ tải điện áp đến 500V, dòng điện đến
600A. Công tắc tơ có hai vị trí là đóng và cắt. Tần số đóng có thể tới 1500 lần
một giờ.
Công tắc tơ hạ áp thường là kiểu không khí được phân ra các loại sau:
+ Phân theo nguyên lí truyền động
Công tắc tơ điện từ (truyền động bằng lực hút điện từ )
Công tắc tơ kiểu hơi ép.
Công tắc tơ kiểu thủy lực.
SVTH : Trần Văn Dẫn Trang
Tiểu Luận Tốt Nghiệp GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường

+ Phân theo dạng dòng điện
Công tắc tơ một chiều.
Công tắc tơ xoay chiều
+ Phân theo kiểu kết cấu
Công tắc tơ hạn chế chiều cao (dùng ở gầm xe, )
Công tắc tơ hạn chế chiều rộng (như lắp ở buồng tàu điện, )
Dòng định mức trên contactor thường chọn : I
đm
= (1.2 :1.5).I
tt
Điện áp định mức trên contactor thường chọn theo mạch điều khiển
U = 220V AC.
2.2.1.1 Cấu tạo
Công tắc tơ điện từ có các bộ phận chính như sau:
Hệ thống tiếp điểm chính.
Hệ thống dập hồ quang.
Cơ cấu điện từ.
Hệ thống tiếp điểm phụ.
2.2.1.2 Nguyên lý hoạt động
SVTH : Trần Văn Dẫn Trang
Tiểu Luận Tốt Nghiệp GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
Khi cuộn hút của công tắc tơ chưa được cấp điện, lò xo 5 đẩy lõi thép
động số (4) tách ra khỏi lõi thép tĩnh. Các cặp tiếp điểm chính (1) và tiếp điểm
phụ (3) ở trạng thái mở, cặp tiếp điểm phụ ở trạng thái đóng. Vì vậy tiếp điểm
(1) và (3) gọi là tiếp điểm thường mở.
Khi cấp điện cho cuộn hút, trong cuộn hút sẽ có dòng điện chạy qua.
Dòng điện này sẽ sinh ra từ thông móc vòng qua cả hai lõi thép và khép làm
kín mạch từ. Chiều và trị số của từ thông sẽ biến thiên theo chiều và trị số của
dòng điện sinh ra nó, nhưng xét tại một thời điểm nhất đinhj thì từ thông đi qua
bề mặt tiếp xúc của hai lõi thép là cùng chiều nên sẽ tạo thành ở 2 bề mặt này

hai cực N –S trái dấu nhau. Kết quả là lõi thép sẽ bị hút về phía lõi thép tĩnh,
kéo theo tay đòn (2) làm cho các tiếp điểm chính (1) và tiếp điểm phụ (3) đóng
lại, tiếp điểm phụ (2) mở ra. Khi cắt điện vào cuộn hút, lò xo hồi vị đẩy lõi thép
động (4) về trở lại vị trí ban đầu.
2.2.3 Rơle nhiệt (OLR – Overload relay)
Rơle nhiệt là loại khí cụ điện tự động đóng, cắt tiếp điểm nhờ sự co dãn vì
nhiệt của các thanh kim loại. Trong mạch điện công nghiệp , nó thường được
dùng để bảo vệ quá tải cho các động cơ điện. Khi đó, rơle nhiệt được lắp kèm
với công tắc tơ và được gọi là “ khởi động từ”.
Dòng điện tác động thường chọn để bảo vệ động cơ : I
tđ
= (1,1 : 1,2) . I
đm
Thông thường chọn dòng tác động như trên, ở nhiệt độ môi trường là
25
0
C và dòng quá tải tăng 20% thì rơle nhiệt sẽ tác động làm ngắt mạch sau
khoảng 20 phút. Nếu nhiệt độ môi trường cao hơn thì rơle tác động nhanh hơn.
SVTH : Trần Văn Dẫn Trang
Tiểu Luận Tốt Nghiệp GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
2.2.1.1 Cấu tạo
Gồm các bộ phận sau :
+ Thanh lưỡng kim gồm hai lá kim loại có hệ số dãn nở vì nhiệt khác
nhau được gắn chặt và ép sát vào nhau.
+ Dây đốt nóng làm nhiệm vụ tăng cường nhiệt độ cho thanh lưỡng kim.
+ Cơ cấu đóng ngắt nhận năng lượng trực tiếp từ sự co dãn của thanh
lưỡng kim để đóng ngắt tiếp điểm.
2.2.1.2 Nguyên lý hoạt động chung
SVTH : Trần Văn Dẫn Trang
Tiểu Luận Tốt Nghiệp GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường

Ấn nút điều khiển PB
1
, cuộn hút công tắc tơ có điện. Nó đóng các tiếp
điểm cho động cơ hoạt động. Ở chế độ định mức hoặc không tải thì dòng điện
qua động cơ không vượt quá dòng định mức nên nhiệt lượng trên dây đồng
nóng mức bình thường và nhiệt độ trên thanh lưỡng kim (5) bình thường.
Thanh lưỡng kim chưa bị cong, các tiếp điểm thường đóng (2) và thường mở
(3) của rơle nhiệt chưa tác động, động cơ vẫn hoạt động bình thường.
Khi động cơ M bị quá tải, dòng điện qua động cơ vượt dòng điện định
mức làm cho nhiệt lượng trên dây đốt nóng (7) tăng lên, nhiệt độ trên thanh
lưỡng kim cũng tăng lên cao. Do thanh lưỡng kim được làm từ hai vật liệu có
hệ số dãn nở vì nhiệt khác nhau và được ép sát vào nhau. Lá kim loại bên phải
có hệ số dãn nở nhiệt lớn hơn nên làm thanh lưỡng kim cong về bên trái. Khi
thanh lưỡng kim cong về phía bên trái sẽ đẩy cần gạt (8) sang trái tác động vào
đòn bấy (1) mở tiếp điểm thường đóng (2) ngắt điện mạch điều khiển, cuộn hút
công tắc tơ bị ngắt điện, các tiếp điểm K
1
mở ra, bảo vệ an toàn cho động cơ.
Muốn điều chỉnh tiếp điểm đóng cắt ở các mức độ tải khác nhau, ta điều
chỉnh vít (4) để tăng hay giảm lực căng của lò xo ép vào đòn bẩy (1).
2.2.4 Rơle thời gian (TR – Timer relay)
Rơle thời gian được dùng nhiều trong các mạch tự động điều khiển. Nó có
tác dung làm trễ quá trình đóng, mở các tiếp điểm sau một thời gian chỉ định
nào đó.
SVTH : Trần Văn Dẫn Trang
Tiểu Luận Tốt Nghiệp GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
Thông thường rơle thời gian không tác động trực tiếp trên mạch động lực
mà nó tác động gián tiếp qua mạch điều khiển. Vì vậy, dòng điện định mức của
các tiếp điểm trên rơle thời gian không lớn, chỉ cỡ vài ampe. Bộ phận chính của
rơle thời gian là cơ cấu tác động trễ và hệ thống tiếp điểm.

Theo thời điểm trễ thì có 3 loại sau :
+ Trễ vào thời điểm cuộn hút được đóng điện (ON DELAY). Loại này chỉ
có tiếp điểm thường đóng, mở chậm (TS
11
) hoặc thường mở, đóng chậm (TS
12
).
+ Trễ vào thời điểm cuộn hút được mất điện (OFF DELAY). Loại này chỉ
có tiếp điểm thường đóng, đóng chậm (TS
21
) hoặc thường mở, đóng chậm
(TS
22
).
+ Trễ vào thời điểm cuộn hút được đóng điện (ON/OFF DELAY). Loại
này chỉ có tiếp điểm thường đóng, mở đóng chậm (TS
31
) hoặc thường mở, đóng
mở chậm (TS
32
).
Ngoài ra trên rơle thời gian còn bố trí các thêm các tiếp điểm tác động tức
thời thường đóng và thường mở.
Theo cơ cấu tác động trễ thì có 4 loại sau :
+ Rơle thời gian kiểu con lắc.
+ Rơle thời gian kiểu khí nén.
+ Rơle thời gian kiểu điện từ.
+ Rơle thời gian kiểu điện tử.
2.2.1.1 Cấu tạo
Theo như hình cấu tạo của rơle điện tử sau :

SVTH : Trần Văn Dẫn Trang
Tiểu Luận Tốt Nghiệp GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
2.2.1.2 Nguyên lý hoạt động
Các rơle điện tử thông thường hoạt động dựa trên cơ sở mạch “RC” như
hình sau :
Khi K
2
đang ở trạng thái ngắt, đóng K
1,
tụ điện C được nạp

cho đến khi bằng
điện áp nguồn E
C
thì qua trình nạp kết thúc. Hằng số τ = RC sẽ quyết địh thời
gian nạp của tụ điện. Sau đó, nếu ta ngắt K
1
và đóng K
2
thì tụ C sẽ phóng điện
qua R
1.
o Nguyên lý hoạt động của rơle ON DELAY
SVTH : Trần Văn Dẫn Trang
Khối rơle
Đế cắm
K
1
R
K

2
R
1
C
U
+
_
Tiểu Luận Tốt Nghiệp GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
Khi khóa SW chưa đóng, rơle chưa có điện và T
1
mở, T
2
đóng lại. Khóa
SW đóng, rơle sẽ tác động khi Tụ C được nạp đầy. Khi đó, T
1
chuyển sang
đóng và T
2
mở ra. Tụ C phóng điện qua R, do lúc này công tắc 2 vị trí đã
chuyển lên trên nên trạng thái của các tiếp điểm được duy trì. Ngắt khóa SW,
rơle ngưng hoạt động và hệ thống trở lại trạng thái ban đầu. Như vậy, T
1
và T
2
đều tác động trễ ở thời điểm khóa SW đóng. Tương ứng T
1
là tiếp điểm thường
mở, đóng chậm và T
2
là tiếp điểm thường đóng, mở chậm.

Đặc tính của rơle ON DELAY
SVTH : Trần Văn Dẫn Trang
Thường đóng,
mở chậm
Cuộn dây
Thường mở,
đóng chậm
Thường đóng
phụ
Thường mở
phụ
Tiểu Luận Tốt Nghiệp GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
o Nguyên lý hoạt động của rơle OFF DELAY
Khi khóa SW chưa đóng, rơle chưa có điện và T
1
mở, T
2
đóng lại. Khóa
SW đóng, rơle sẽ tác động. Khi đó, T
1
chuyển sang đóng và T
2
mở ra. Bây giờ
ngắt khóa SW, tụ C phóng điện qua RL và duy trì trạng thái hiện tại của các
tiếp điểm thêm một thời gian nữa. Cho đến khi điện áp trên tụ C nhỏ hơn điện
áp định mức của rơle thì rơle ngừng hoạt động và hệ thống trở lại trạng thái ban
đầu. Như vậy, T
1
và T
2

đều tác động trễ ở thời điểm khóa SW mở. Tương ứng
T
1
là tiếp điểm thường mở, mở chậm và T
2
là tiếp điểm thường đóng, đóng
chậm.
Đặc tính của rơle OFF DELAY
SVTH : Trần Văn Dẫn Trang
Thường đóng,
đóng chậm
Cuộn dây
Thường mở,
mở chậm
Thường đóng
phụ
Thường mở
phụ
Tiểu Luận Tốt Nghiệp GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
2.2.5 Công tắc chuyển mạch
Công tắc là loại khí cụ điện đóng, ngắt nhờ ngoại lực (có thể bằng tay
hoặc điều khiển qua một cơ cấu nào đó…). Trạng thái của công tắc sẽ thay đổi
khi có ngoại lực tác động và giữ nguyên khi bỏ ngoại lực tác động. Thông
thường công tắc (hay chuyển mạch nói chung) dùng để đóng, ngắt mạch điện
có công suất nhỏ, điện áp thấp.
Theo cơ cấu tác động người ta chia thành các loại sau:
+ Công tắc gạt.
+ Công tắc hành trình.
+ Công tắc xoay.
+ Công tắc ấn.

+ Công tắc ấn – xoay ( nút ấn dừng khẩn cấp).
+ Công tắc tắc có khóa ( khóa điện).
Theo phương thức kết nối mạch người ta chia thành các loại sau:
+ Công tắc 1 ngã.
+ Công tắc 2 ngã.
+ Công tắc 3 ngã.
Khi lựa chọn công tắc cần chú ý đến hai thông số kỹ thuật sau:
+ Dòng điện định mức.
+ Điện áp định mức.
SVTH : Trần Văn Dẫn Trang
Tiểu Luận Tốt Nghiệp GVHD : Thầy Đoàn Phú Cường
2.2.6 Bộ nút ấn (PB –Pushbutton)
Nút ấn là loại khí cụ điện dùng để đóng ngắt các thiết bị điện bằng tay.
Các cặp tiếp điểm trong nút ấn sẽ chuyển trạng thái khi có ngoại lực tác động,
còn khi bỏ lực tác động thì nút ấn sẽ trở lại trạng thái cũ. Đó chính là điểm
khác biệt cơ bản giữa nút ấn và công tắc.
Trong mạch điện công nghiệp, nút ấn thường được dùng để khởi động,
dừng đảo chiều quay động cơ thông qua công tắc tơ hoặc rơle trung gian.
Theo kết cấu người ta chia thành các loại sau :
+ Nút ấn đơn (một tầng tiếp điểm).
+ Nút ấn kép ( hai tầng tiếp điểm).
Theo phương thức kết nối mạch người ta chia thành các loại sau:
+ Nút ấn đơn thường mở.
+ Nút ấn đơn thường đóng.
+ Nút ấn kép sẽ tồn tại đồng thời hai tiếp điểm ở trạng thái trên.
Khi lựa chọn nút ấn, ta cần chú ý đến các thông số kỹ thuật sau:
+ Dòng điện định mức
+ Điện áp định mức.
+ Trạng thái của các cặp tiếp điểm khi có ngoại lực tác động và khi không
có ngoại lực tác động.

Trên sơ đồ nguyên lý, nút ấn thường được ký hiệu như sau :
2.2.7 Cầu chì (Fuse)
SVTH : Trần Văn Dẫn Trang