Giáo trình Thực hành trang bị điện (Nghề: Công nghệ kỹ thuật Điện-Điện tử - CĐ/TC) - Trường Cao đẳng nghề Đồng Tháp

TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐỒNG THÁP
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

GIÁO TRÌNH
MƠN HỌC: THỰC HÀNH TRANG BỊ ĐIỆN
NGÀNH, NGHỀ: CN T ĐI N, ĐI N TỬ
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG/TRUNG CẤP

(Ban hành kèm theo Quyết định Số: /QĐ-CĐNĐT ngày… tháng…năm 2018
của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng nghề Đồng Tháp)

Đồng Tháp, năm 2018


TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể đƣợc 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.

1


LỜI GIỚI THIỆU
Quyển giáo trình này giới thiệu về các loại khí cụ điện, mạch điện cơ bản để điều khiển
các động cơ 3 pha dùng trong ngành điện, điện tử; Các sơ đồ mạch điện thực tế. Các phƣơng
pháp lăp đặt, vận hành, và sửa chữa.
Giáo trình này nhằm trang bị cho sinh viên ngành Công nghệ kỹ thuật Điện – Điện tử
những kiến thức, kỹ năng cần thiết để ứng dụng vào thực tế. Ngồi ra, giáo trình này cũng là tài
liệu hữu ích cho những ai muốn nghiên cứu, tìm hiểu về các mạch điện để điều khiển động cơ
dùng các công tắc tơ, nút nhấn và các rơle.

Tài liệu đƣợc biên soạn với sự cố gắng của bản thân, tuy vậy cũng không tránh khỏi những
thiếu sót. Rất mong đƣợc sự đóng góp của quý đồng nghiệp, q đọc giả để tơi chỉnh sửa giáo
trình này đƣợc hoàn thiện hơn.
Xin trân trọng cảm ơn quý Thầy, Cô trong tổ bộ môn Điện lạnh cũng nhƣ quý Thầy, Cô
trong khoa Điện – Điện tử đã hỗ trợ, giúp đỡ để Tơi hồn thành đƣợc quyển giáo trình này

Sađéc, ngày tháng

năm 2018

Biên soạn

Nguyễn Thanh Tùng

2


MỤC LỤC


Bài 1:

hái quát chung về hệ thống trang bị điện - điện tử........................................................... 6

1. hái niệm về hệ thống trang bị điện ...................................................................................... 6
2. Các yêu cầu của hệ thống trang bị điện .................................................................................. 6
3. Một số khí cụ trong hệ thống trang bị điện: ........................................................................... 6
3.1. Nút nhấn .......................................................................................................................... 6
3.2. Công tắc tơ ....................................................................................................................... 8
3.3. Role trung gian .............................................................................................................. 14

3.4. Rơle thời gian ................................................................................................................ 15
3.5. Rơle nhiệt....................................................................................................................... 16
3.6. Rơle kiểm tra tốc độ ...................................................................................................... 19
4. iểm tra, sử dụng và sửa chữa các thiết bị trang bị điện – điện tử. ..................................... 20
4.1

iểm tra các thiết bị trang bị điện – điện tử .................................................................. 20

4.2 Sử dụng các thiết bị trang bị điện – điện tử ................................................................... 21
4.3 Sửa chữa các thiết bị trang bị điện – điện tử. ................................................................ 21
Bài 2: Lắp đặt, kiểm tra, vận hành và sửa chữa các mạch mở máy trực tiếp động cơ khơng đồng
bộ 3 pha rotor lồng sóc ................................................................................................................. 23
1. hái niệm về tự động khống chế truyền động điện.............................................................. 23
2. Các nguyên tắc điều khiển .................................................................................................... 24
2.1 Nguyên tắc điều khiển theo thời gian ............................................................................. 24
2.2 Nguyên tắc điều khiển theo tốc độ ................................................................................. 26
2.3 Nguyên tắc điều khiển theo dòng điện ........................................................................... 26
2.4 Nguyên tắc điều khiển theo vị trí ................................................................................... 27
3. Lắp đặt, kiểm tra, vận hành và sửa chữa các mạch mở máy trực tiếp động cơ khơng đồng
bộ 3 pha rotor lồng sóc ................................................................................................................. 28
3.1 Lắp đặt và sửa chữa tủ điện điều khiển động cơ kđb 3 pha quay một chiều .................. 28
3.2. Lắp đặt và sửa chữa tủ điện điều khiển động cơ kđb 3 pha quay một chiều điều khiển 2
vị trí............................................................................................................................................... 32
3.3. Lắp đặt và sửa chữa tủ điện điều khiển đảo chiều quay gián tiếp động cơ kđb 3 pha
rotor lồng sóc ................................................................................................................................ 36
3.4. Lắp đặt và sửa chữa tủ điện điều khiển đảo chiều quay trực tiếp động cơ kđb 3 pha
rotor lồng sóc ................................................................................................................................ 39
3.5. Lắp đặt và sửa chữa tủ điện điều khiển đảo chiều quay động cơ kđb 3 pha rotor lồng
sóc có khống chế hành trình làm việc .......................................................................................... 43
3

Bài 3: Lắp đặt, kiểm tra, vận hành và sửa chữa các mạch mở máy gián tiếp động cơ không đồng
bộ 3 pha rotor lồng sóc ................................................................................................................. 47
1. Các mạch mở máy gián tiếp động cơ ĐB 3 pha rotor lồng sóc ......................................... 47
1.1 Nguyên lý mở máy gián tiếp động cơ ĐB 3 pha rotor lồng sóc .................................. 47
1.2 Một số mạch mở máy gián tiếp động cơ ĐB 3 pha rotor lồng sóc .............................. 48
2. Lắp đặt, kiểm tra, vận hành và sửa chữa các mạch mở máy gián tiếp động cơ hông đồng
bộ 3 pha rotor lồng sóc ................................................................................................................. 52
2.1. Lắp đặt và sửa chữa tủ điện điều khiển động cơ kđb 3 pha rotor lồng sóc khởi động qua
2 cấp điện trở ................................................................................................................................ 52
2.2. Lắp đặt và sửa chữa tủ điện điều khiển động cơ kđb 3 pha rotor lồng sóc khởi động sao
– tam giác dùng nút nhấn .............................................................................................................. 55
2.3. Lắp đặt và sửa chữa tủ điện điều khiển động cơ kđb 3 pha rotor lồng sóc khởi động sao
– tam giác dùng role thời gian ...................................................................................................... 58
Bài 4: Lắp đặt, kiểm tra, vận hành và sửa chữa các mạch hãm dừng động cơ không đồng bộ 3
pha rotor lồng sóc ......................................................................................................................... 63
1. Các chế độ hãm dừng động cơ ĐB 3 pha rotor lồng sóc ................................................... 63
1.1 Mạch hãm ngƣợc động cơ ĐB 3 pha rotor lồng sóc .................................................... 63
1.2 Mạch hãm động năng động cơ ĐB 3 pha rotor lồng sóc. ............................................ 64
2. Lắp đặt, kiểm tra, vận hành và sửa chữa các mạch hãm dừng động cơ hông đồng bộ 3 pha
rotor lồng sóc ................................................................................................................................ 65
2.1. Lắp đặt và sửa chữa tủ điện điều khiển động cơ kđb 3 pha rotor lồng sóc quay 1 chiều
khi dừng hãm ngƣợc. .................................................................................................................... 65
2.2. Lắp đặt và sửa chữa tủ điện điều khiển động cơ kđb 3 pha rotor lồng sóc đảo chiều
quay gián tiếp khi dừng hãm động năng....................................................................................... 68
Bài 5: Lắp đặt, kiểm tra, vận hành và sửa chữa các mạch bảo vệ và liên động động cơ hông
đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc ........................................................................................................ 72
1. Các chế độ bảo vệ và liên động động cơ ĐB 3 pha rotor lồng sóc.................................... 72
1.1 Bảo vệ quá dòng ............................................................................................................ 72

1.2 Bảo vệ kém áp và quá áp ............................................................................................... 77
1.3 Bảo vệ thiếu và mất từ trƣờng ....................................................................................... 79
1.4 Liên động bảo vệ ........................................................................................................... 79
2. Lắp đặt, kiểm tra, vận hành và sửa chữa các mạch bảo vệ và liên động động cơ hông đồng
bộ 3 pha rotor lồng sóc ................................................................................................................. 80
2.1. Lắp đặt và sửa chữa tủ điện điều khiển khởi động sao – tam giác động cơ kđb 3 pha
rotor lồng sóc có bảo vệ q dịng ................................................................................................ 80
2.2. Lắp đặt và sửa chữa tủ điện điều khiển động cơ kđb 3 pha rotor lồng sóc đảo chiều
quay có bảo vệ kém áp và quá áp ................................................................................................. 84
2.2.4. Sửa chữa mạch điện điều khiển động cơ kđb 3 pha rotor lồng sóc đảo chiều quay có bảo
vệ kém áp và quá áp ..................................................................................................................... 87
Bài 6: Lắp đặt, kiểm tra, vận hành và sửa chữa các mạch điều khiển .......................................... 88
4


động cơ khơng đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc 2 cấp tốc độ....................................................... 88
1. Các mạch điều khiển động động cơ ĐB 3 pha rotor lồng sóc 2 cấp tốc độ ...................... 88
1.1 Mạch tốc độ thay đổi, mômen không đổi ( dạng   YY) .......................................... 88
1.2 Mạch tốc độ thay đổi, công suất không đổi ( dạng YY  ) ....................................... 89
1.3 Mạch tốc độ thay đổi, công suất và mô men thay đổi ( dạng Y  YY)....................... 89
2. Lắp đặt, kiểm tra, vận hành và sửa chữa các mạch điều khiển động cơ hông đồng bộ 3
pha rotor lồng sóc 2 cấp tốc độ ..................................................................................................... 89
2.1. Lắp đặt và sửa chữa tủ điện điều khiển khởi động động cơ kđb 3 pha 2 cấp tốc độ dùng
nút nhấn ........................................................................................................................................ 89
2.2. Lắp đặt và sửa chữa tủ điện điều khiển khởi động động cơ kđb 3 pha 2 cấp tốc độ dùng
role thời gian ................................................................................................................................. 93
Tài liệu tham khảo .................................................................................................................... 96

5

Bài 1: Khái quát chung về hệ thống trang bị điện - điện tử
* Giới thiệu
Trong nội dung bài này, hƣớng dẫn cho HSSV tìm hiểu về kí hiệu, đo kiểm tra và cách sử
dụng các khí cụ điện dùng trong các tủ điện điều khiển
* Mục tiêu của bài:
Kiến thức:
- Phân tích đƣợc đặc điểm của hệ thống trang bị điện.
- Vận dụng đúng các yêu cầu hệ thống trang bị điện
Kỹ năng:
- Ứng dụng các kí hiệu và phƣơng pháp thể hiện sơ đồ điện trong thực hiện vẽ sơ đồ
Năng lực tự chủ và trách nhiệm:
- R n luyện tính cẩn thận, và nghiêm túc trong học tập và trong thực hiện công việc.
- Đảm bảo an toàn cho ngƣời và thiết bị
* Nội dung:

1. hái niệm về hệ thống trang bị điện
- Trong các xí nghiệp cơng nghiệp, các máy móc, trang thiết bị có vai trị rất quan trọng, nó
quyết định đến hiệu quả và năng suất lao động của công nhân. Trang bị điện cho các loại máy
công nghiệp là một trong những vấn đề luôn đƣợc quan tâm.
- Đối với những ngƣời công tác trong ngành điện thì mãng kiến thức về lĩnh vực này thì khơng
thể thiếu. Nó là sự ứng dụng các mạch tự động khống chế và những quy trình cơng nghệ cụ thể,
hù hợp với qui trìng sản xuất đặt ra.

2. Các yêu cầu của hệ thống trang bị điện
- Phân tích đƣợc quy trình cơng nghệ, u cầu về trang bị điện cho máy cắt gọt kim loại nhƣ
tiện, phay, bào ,…
- Phân tích đƣợc quy trình cơng nghệ với những hệ thống máy có yêu cầu mở máy, điều khiển,
bảo vệ về dòng điện, điện áp, hiển thị các thơng số,…
- Đọc, vẽ và phân tích sơ đồ các máy nói trên.

- Đủ khả năng phân tích hƣ hỏng làm cơ sở cho việc chọn phƣơng án cải tiến mới đạt tiêu chuẩn
kỹ thuật, phù hợp với điều kiện kinh tế Việt Nam.

3. Một số khí cụ trong hệ thống trang bị điện:
3.1. Nút nhấn
3.1.1. Kí hiệu, cấu tạo và công dụng của nút nhấn
a. Nút ấn tự phục hồi
Kí hiệu.
6


Nút nhấn thường mở

Nút nhấn thường đóng

,

Nút nhấn liên động

,

,

Cấu tạo.
1

2
3
6

4

5
b. Dạng thực tế của nút nhấn

a. Cấu tạo nút nhấn

HÌNH 1.4: NÚT NHẤN TỰ PHỤC HỒI

1.
2.
3.

Núm tác động;
Hệ thống tiếp điểm;
Tiếp điểm chung (com);

4. Tiếp điểm thường mở (NO);
5. Tiếp điểm thường đóng (NC);
6. Lị xo phục hồi.

Cơng dụng
Nút nhấn đƣợc dùng trong mạch điều khiển, để ra lệnh điều khiển mạch hoạt động. Nút nhấn
thƣờng đƣợc lắp ở mặt trƣớc của các tủ điều khiển. Tín hiệu do nút nhấn tự phục hồi tạo ra có
dạng xung nhƣ hình 1.2.
0

0

1

Nhả

Nhấn

Nút nhấn thƣờng mở

Nhả

Nút nhấn thƣờng đóng
1
Nhả

0

1

Nhấn

Nhả

HÌNH 1.5: TÍN HI U DO NÚT NHẤN
TẠO RA
b. Nút dừng khẩn (emergency stop) - nút nhấn không tự phục hồi
Cấu tạo

7


Nhấn vào núm khi cấn

chuyển trạng thái các tiếp
điểm.

Xoay núm theo chiều mũi tên khi
muốn trả các tiếp điểm về trạng
thái ban đầu

HÌNH1.6: NÚT DỪNG HẨN

Cơng dụng
Nút dừng khẩn đƣợc dùng để dừng nhanh hệ thống khi xảy ra sự cố. Thơng thƣờng ngƣời
ta dùng tiếp điểm thƣờng đóng để cấp điện cho toàn bộ mạch điều khiển. hi hệ thống xảy ra sự
cố nhấn vào nút dừng khẩn làm mở tiếp điểm thƣờng đóng ra cắt điện tồn bộ mạch điều khiển.
2.4.2. Nguyên lý hoạt động của nút nhấn
hi tác động và nút nhấn, hệ thống tiếp điểm của nút nhấn sẽ thay đổi trạng thái
(thƣờng đóng sẽ mở ra và thƣờng mở sẽ đóng lại) và khi bng tay ra thì các tiếp điểm này sẽ
trả về trạng thái ban đầu.
3.2. Công tắc tơ

8


Hình 11.1. Hình dáng ngồi của Contactor

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 dịng điện 600A. với sự hỗ trợ của nút điều khiển.
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.
3.2.1. Cấu tạo và kí hiệu của cơng tắc tơ
Cuộn dây

Tiếp điểm động lực Tiếp điểm điều khiển (tiếp điểm phụ)
(tiếp điểm chính)
Tiếp điểm thƣờng đóng Tiếp điểm thƣờng mở

a. Cấu tạo: Gồm các bộ phận nhƣ hình (hình 4.2; 4.3; 4.4)

9


Các cực đấu dây của các

tiếp điểm phụ thƣờng
đóng
Các cực đấu dây của các

tiếp điểm phụ thƣờng
mở
Cực đấu dây của các
Hai đầu cuộn dây (cuộn hút)

tiếp điểm chính của
Contactor.

Hình 11.2: Cấu tạo bên ngồi Contactor.
Lị xo phản lực

Phần nắp di động

Cuộn dây

Phần cố định

Hình 11.3: Mặt cắt dọc của
Contactor.

10


Vỏ nhựa

Cuộn dây (cuộn hút)

Mạch từ phần ứng
Mạch từ phần cảm
Vịng ngắn mạch

Lị xo phản lực

Các tiếp điểm chính
Các tiếp điểm phụ
Hình 11.4: Các bộ phận chính của Contactor.

- Mạch từ: là các lõi thép có hình dạng EI hoặc chữ UI. Nó gồm những lá tơn silic, có
chiều dầy 0,35mm hoặc 0,5mm ghép lại để tránh tổn hao dòng điện xoáy. Mạch từ thƣờng chia
làm hai phần, một phần đƣợc kẹp chặt cố định (phần tĩnh), phần còn lại là nắp (phần động)
đƣợc nối với hệ thống tiếp điểm qua hệ thống tay địn.
- Cuộn dây: cuộn dây có điện trở rất bé so với điện kháng. Dòng điện trong cuộn dây phụ thuộc
vào khe hở khơng khí giữa nắp và lõi thép cố định. Vì vậy, khơng đƣợc 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:
Theo khả năng dòng tải:
* Tiếp điểm chính: chỉ có ở Contactor chính, 100% là tiếp điểm thƣờng mở, làm việc ở mạch
động lực, vì thế dòng điện đi qua rất lớn (10  2250)A.
* Tiếp điểm phụ: có cả thƣờng đóng và thƣờng mở, dòng điện đi qua các tiếp điểm này nhỏ chỉ
từ 1A đến khoảng 10A, làm việc ở mạch điều khiển.
- Các chế độ vận hành của Contactor (theo tiêu chuẩn IEC-158-1):
Các ký hiệu AC1; AC2; AC3; AC4:
Theo tiêu chuẩn IEC 158-1 (IEC: International Electrotechnical Commission), khi thiết kế hay
lựa chọn Contactor theo chế độ làm việc, ta chú ý đến các ký hiệu AC ghi trên Contactor. ý
nghĩa của các ký hiệu và phạm vi sử dụng Contactor đƣợc trình bày tóm tắt nhƣ sau:
Ký hiệu AC1:
Qui định giá trị dịng định mức qua các tiếp điểm chính của Contactor, khi Contactor đƣợc lựa
chọn để đóng cắt các loại phụ tải xoay chiều (tải AC) có hệ số cơng suất không nhỏ hơn 0,95
(> 0,95).
Ký hiệu AC2:
Contactor khi đƣợc chọn lựa theo trạng thái này, dùng để khởi động phanh nhấp nhả (plugging),
phanh ngƣợc (reverse current braking) cho động cơ không đồng bộ rotor dây quấn.
hi các tiếp điểm Contactor đóng kín mạch, hình thành dịng điện khởi động, giá trị dòng điện
này bằng khoảng 2,5 lần dòng điện định mức của động cơ.
11


Ký hiệu AC3:
Contactor khi đƣợc chọn lựa theo trạng thái này, dùng để đóng ngắt động cơ khơng đồng bộ
rortor lồng sóc trong suốt các q trình vận hành thơng thƣờng.
hi các tiếp điểm Contactor đóng kín mạch, hình thành dòng điện khởi động, giá trị dòng điện
này bằng khoảng 5 đến 7 lần dòng điện định mức của động cơ.
Ký hiệu AC4:

Contactor khi đƣợc chọn lựa theo trạng thái này, dùng để khởi động, phanh nhấp nhả, phanh
ngƣợc... động cơ khơng đồng bộ rortor lồng sóc.

Các ký hiệu DC1; DC2; DC3; DC4; DC5:
Theo tiêu chuẩn IEC 158-1 (IEC: International Electrotechnical Commission), khi sử dụng các
Contactor để đóng cắt các phụ tải một chiều (tải DC), các Contactor đƣợc phân thành 5 chế độ
hoạt động (Contactor dùng trong trƣờng hợp này là Contactor một chiều, điện áp cung cấp vào
cuộn dây là loại điện áp một chiều).
Ký hiệu DC1:
Các Contactor mang ký hiệu này dùng đóng cắt cho tất cả các loại phụ tải một chiều (tải DC) có
thời hằng (T = L /R) nhỏ hơn hay bằng 1ms.
Ký hiệu DC2:
Các Contactor mang ký hiệu loại này đƣợc sử dụng để ngắt mạch cho động cơ một chiều kích
từ song song khi đang vận hành, hằng số thời gian của mạch tải khoảng 7,5 ms.
hi các tiếp điểm đóng kín mạch hình thành dịng điện khởi động, dịng điện này có giá trị
khoảng 2,5 lần dịng định mức của động cơ.
Ký hiệu DC3:
Các Contactor mang ký hiệu này đƣợc sử dụng trong các trƣờng hợp: hởi động, phanh nhấp
nhả hay phanh ngƣợc các động cơ một chiều kích từ song song. Thời hằng của mạch tải nhỏ
hơn 2ms.
hi các tiếp điểm đóng kín mạch hình thành dịng điện khởi động, dịng điện này có giá trị
khoảng 2,5 lần dịng định mức của động cơ.
Ký hiệu DC4:
Các Contactor mang ký hiệu này đƣợc sử dụng đóng ngắt mạch phụ tải là động cơ một chiều
kích từ nối tiếp khi động cơ đang vận hành bình thƣờng. Thời hằng của mạch phụ tải khoảng
10ms.
12


hi các tiếp điểm đóng kín mạch hình thành dịng điện khởi động, dịng điện này có giá trị

khoảng 2,5 lần dòng định mức của động cơ.
Ký hiệu DC5:
Các Contactor mang ký hiệu này đƣợc sử dụng khởi động, phanh ngƣợc, đảo chiều quay động
cơ một chiều kích từ nối tiếp. Thời hằng của mạch phụ tải nhỏ hơn hay bằng 7,5ms.
hi các tiếp điểm đóng kín mạch hình thành dịng điện đỉnh có giá trị khoảng 2,5 lần dịng định
mức của động cơ.
3.2.2. Tính chọn Contactor:
Dựa vào dịng 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 và các yêu cầu của Contactor từ đó ta
lựa chọn cơng tắc tơ cho thích hợp:
UCTT = Ulƣới ;
ICTT  Iđm
Khởi động từ:
hởi động từ là khí cụ điện điều khiển gián tiếp
từ xa. Đƣợc ứng dụng trong những mạch điện:
hởi động động cơ; đảo chiều quay động cơ... có
sự bảo vệ quá tải cho động cơ bằng nguyên lý của
rơle nhiệt.
Có thể hiểu một cách đơn giản: hởi động từ là
một thiết bị đƣợc hợp thành bởi Contactor và một
thiết bị bảo vệ chuyên dùng (thƣờng là rơle nhiệt)
để đóng cắt cho động cơ hoặc cho mạch điện khi
có sự cố.
hởi động từ có một Contactor gọi là khởi động
từ đơn
hởi động từ có hai Contactor gọi là khởi động từ
kép
Để bảo vệ ngắn mạch cho động cơ hoặc mạch
điện có khởi động từ. Ta phải kết hợp sử dụng
thêm cầu chì.

13


Rơle nhiệt

Contactor

3.3. Role trung gian
3.3.1. Cấu tạo và kí hiệu của role trung gian
a. Kí hiệu
Cuộn dây

Tiếp điểm thƣờng đóng

a. Cấu tạo:
14

Tiếp điểm thƣờng mở


1. Lõi thép phần cảm cố định (phần tĩnh). 2. Nắp phần ứng (phần động).
3. Cuộn dây (cuộn hút)

4. Vòng ngắn mạc( chống rung)

5. Tiếp điểm thường mở.

6.Tiếp điểm thường đóng.

3.3.2. Nguyên lý hoạt động của trung gian
Nguyên lý hoạt động của rơle trung gian là dựa trên nguyên lý điện từ.

hi đƣa điện áp xoay

chiều thích hợp vào hai đầu cuộn dây của rơle thì phần cảm sẽ hút phần ứng làm đóng, mở hệ
thống tiếp điểm. hi cắt dịng điện của cuộn dây rơle thì các tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu.
Bộ tiếp xúc (hệ thống tiếp điểm) của các rơle trung gian thƣờng có số luợng tƣơng đối lớn,
thƣờng lớn hơn rất nhiều so với các rơle dòng điện, rơle điện áp cũng nhƣ các loại rơle khác.
Rơle trung gian chỉ làm việc ở mạch điều khiển nên nó chỉ có tiếp điểm phụ mà khơng có tiếp
điểm chính. Cƣờng độ dịng điện đi qua các tiếp điểm là nhƣ nhau.
3.4. Rơle thời gian
2.11.1. Cấu tạo và kí hiệu của role thời gian
a. í hiệu:

15


Rơ le thời gian trong thực tế có rất nhiều loại: rơ le thời gian cơ khí, rơ le thời gian thuỷ lực, rơ
le thời gian điện từ, rơ le thời gian điện tử. Hiện nay trong công nghiệp ngƣời ta thƣờng dùng rơ
le thời gian điện tử (có độ chính xác cao).

Cấu tạo của rơ le thời gian điện tử bao gồm một mạch trễ thời gian điện tử cấp nguồn cho một rơ
le trung gian để điều khiển hệ thống tiếp điểm đóng cắt sau một khoảng thời gian trễ nào đó.
Tùy vào trạng thái ban đầu của tiếp điểm mà sẽ có các loại tiếp điểm khác nhau của rơ le thời
gian nhƣ: thƣờng mở - đóng chậm hoặc thƣờng đóng - mở chậm...
* Tính chọn rơle thời gian:
- Điện áp định mức: Uđm rơle = Umạng
- Dòng điện định mức: Iđm rơle  Itt
(Itt là dòng điện của mạch điều khiển. Hiện nay trên thị trƣờng ta thƣờng gặp loại rơle có dịng

điện định mức 5A và 7A, điện áp 220V và 250V)
- Thời gian trễ (có các loại 10s, 30s, 60s và 15; 30; 60 phút...)
Sau cùng căn cứ vào mục đích sử dụng để chọn loại rơle thích hợp.
3.5. Rơle nhiệt
3.5.1. Cấu tạo và kí hiệu của role nhiệt
a. Kí hiệu
Mạch động lực

Mạch điều khiển
Tiếp điểm thƣờng đóng

16

Tiếp điểm thƣờng mở


b. Cấu tạo
4

2

1

A

3

B
b. Dạng thực tế rơle
nhiệt 3 pha

a. Cấu tạo

HÌNH 1.2: CẤU TẠO VÀ DẠNG THỰC TẾ RƠ LE NHI T 3 PHA

1.
2.
3.

Thanh lưỡng kim;
Phần tử đốt nóng;
Hệ thống tiếp điểm;

4. Lò xo;
A: Cực nối nguồn;
B: Cực nối tải.

17


Công dụng
Rơ le nhiệt dùng để bảo vệ sự cố quá tải. Trong thực tế ngƣời ta thƣờng gắn rơ le nhiệt phía sau
cơng tắc tơ gọi là khởi động từ.
3.5.2. Nguyên lý hoạt động của role nhiệt
Nguyên lý chung của rơle nhiệt là dựa trên cơ sở tác dụng nhiệt của dòng điện. Ngày nay ngƣời
ta ứng dụng rộng rãi rơle nhiệt có phiến kim loại kép.
Nguyên lý tác dụng của loại rơle này là dựa trên sự khác nhau về hệ số giãn nở dài của hai kim
loại khi bị đốt nóng. Do đó, phần tử cơ bản của rơle này là phiến kim loại kép có cấu tạo từ hai
tấm kim loại. Một tấm là invar (H36 có 36% Ni, 64% Fe), có hệ số giãn nở dài bé và một tấm
khác thƣờng là đồng thau (hoặc thép Crơm- Niken), có hệ số giãn nở dài lớn (thƣờng lớn hơn

20 lần). Hai tấm kim loại này đƣợc ghép chặt lại với nhau bằng phƣơng pháp cán nóng hoặc
hàn để tạo thành một phiến. Ta gọi nó là phần tử đốt nóng hay lƣỡng kim nhiệt.
hi quá tải, dịng điện phụ tải qua phần tử đốt nóng tăng lên, nhiệt độ của phần tử đốt nóng sẽ
nung nóng phiến kim loại kép. Do độ giản nở nhiệt khác nhau, mà lại bị gắn chặt hai đầu nên
thanh kim loại kép sẽ bị uốn cong về phía thanh kim loại có độ giản nở nhỏ.
Sự phát nóng có thể do dòng điện trực tiếp đi qua phiến kim loại hoặc gián tiếp qua điện trở đốt
nóng đặt bao quanh phiến kim loại.

Hình 10.7: Hình thức đốt nóng gián tiếp của rơle nhiệt.
18


Phần tử đốt nóng gián tiếp (dịng điện đi qua điện trở đặt bao quanh phiến kim loại
Phần tử đốt nóng trực tiếp (dịng điện đi trực tiếp qua phiến kim loại)

Hình 10.8: Các hình thức đốt nóng trực tiếp của Rơle nhiệt.
* Tính chọn rơle nhiệt:
Trong thực tế sử dụng, cách lựa chọn phù hợp là chọn dòng điện định mức của rơle nhiệt bằng
dòng định mức của thiết bị cần bảo vệ và rơle nhiệt tác động ở giá trị Itđ = (1,2 - 1,3)Iđm .
3.6. Rơle kiểm tra tốc độ
3.6.1. Cấu tạo và kí hiệu của role tốc độ
Rơle tốc độ đƣợc dùng nhiều nhất trong mạch điện hãm ngƣợc của các động cơ không
đồng bộ, nguyên lý cấu tạo nhƣ hình 1.16
.

1
1.Trục Rơle
2.Nam châm vĩnh cửu
3.Ống trụ quay tự do.
4.Thanh dẫn 4.

5.Cần đẩy.
6,7. Hệ thống tiếm điểm
8,9. Thanh thép đàn hồi

2
N

3

S
4

6

10

5
7

8

9

Hình Nguyên lý cấu tạo rơle tốc độ P C
Trục 1 của rơle tốc độ đƣợc nối đồng trục với rôto của động cơ hoặc với máy cần khống chế.
Trên trục 1 có lắp nam châm vĩnh cửu 2 làm bằng hợp kim Fe - Ni có dạng hình trụ trịn. Bên
ngồi nam châm có trụ quay tự do 3 làm bằng những lá thép mỏng ghép lại, mặt trong trụ có xẻ
rãnh và đặt các thanh dẫn 4 ghép mạch với nhau giống nhƣ rôto lồng sóc. Trụ này đƣợc quay tự
do, trên trụ có lắp tiếp điểm động 10.
3.6.2. Nguyên lý hoạt động của tốc độ

hi động cơ điện hoặc máy quay, trục 1 quay theo làm quay nam châm 2, từ trƣờng nam châm
cắt thanh dẫn 4 cảm ứng ra sức điện động và dịng điện cảm ứng ở lồng sóc, sinh ra momen làm
trụ 3 quay theo chiều quay của động cơ... hi trụ 3 quay, cần đẩy 5 tùy theo hƣớng quay của
19


rơto động cơ điện mà đóng (hoặc mở ) hệ thống tiếp điểm 6 và 7 thông qua thanh thép đàn hồi 8
và 9.
hi tốc độ động cơ giảm xuống gần bằng không, sức điện động cảm ứng giảm tới mức
làm mômen không đủ để cần 5 đẩy đƣợc các thanh thép 8 và 9 nữa. Hệ thống tiếp điểm trở về vị
trí bình thƣờng
4. iểm tra, sử dụng và sửa chữa các thiết bị trang bị điện – điện tử.
4.1 Kiểm tra các thiết bị trang bị điện – điện tử
Dụng Cách đo kiểm tra
Trạng thái tiếp
cụ đo
điểm, cuôn dây
kiểm
OFF
VOM Đo thơng mạch 2 đầu tiếp điểm Hở mạch
CB
ON
ín mạch
hông tác động VOM - Đo thông mạch tiếp điểm NC
ín mạch
- Đo thơng mạch tiếp điểm NO Hở mạch
Rơle nhiệt
Tác động
- Đo thông mạch tiếp điểm NC Hở mạch
- Đo thơng mạch tiếp điểm NO

ín mạch
Tiếp điểm động lực
Ln kín mạch
hơng tác động VOM - Đo thơng mạch tiếp điểm - Hở mạch
thƣờng hở và động lực
- Đo thông mạch tiếp điểm - Kín mạch
thƣờng đóng
- Đo thơng mạch cuộn dây
- Thơng mạch
và có giá trị điện
trở lớn
Cơng tắc tơ
Tác động
- Đo thơng mạch tiếp điểm - ín mạch
thƣờng hở và động lực
- Đo thông mạch tiếp điểm - Hở mạch
thƣờng đóng
- Đo thơng mạch cuộn dây
- Thơng mạch
và có giá trị điện
trở lớn
Chƣa
cấp VOM - Đo thơng mạch tiếp điểm - Hở mạch
nguồn
thƣờng hở
- Đo thông mạch tiếp điểm - ín mạch
thƣờng đóng
- Đo thơng mạch tiếp điểm - ín mạch
thƣờng đóng mở chậm
Rơle thời gian

- Đo thơng mạch tiếp điểm - Hở mạch
thƣờng mở đóng chậm
- Đo thơng mạch cuộn dây
- Thơng mạch
và có giá trị điện
trở lớn
Cấp nguồn
- Đo thơng mạch tiếp điểm - Kín mạch
Tên khí cụ,
thiết bị

Trạng thái

20


Chƣa
nguồn

Rơle
gian
kiến)

trung
(rơle

cấp

Cấp nguồn

hông tác động VOM
Nút nhấn

Tác động

thƣờng hở
- Đo thông mạch tiếp điểm - Hở mạch
thƣờng đóng
- Đo thơng mạch tiếp điểm - Sau thời gian
thƣờng đóng mở chậm
chỉnh định thì
hở mạch
- Đo thơng mạch tiếp điểm - Sau thời gian
thƣờng mở đóng chậm
chỉnh định thì
kín mạch
- Đo thơng mạch cuộn dây
- Thơng mạch
và có giá trị điện
trở lớn
- Đo thông mạch tiếp điểm - Hở mạch
thƣờng hở và động lực
- Đo thơng mạch tiếp điểm - ín mạch
thƣờng đóng
- Đo thơng mạch cuộn dây
- Thơng mạch
và có giá trị điện
trở lớn
- Đo thơng mạch tiếp điểm - ín mạch
thƣờng hở

- Đo thơng mạch tiếp điểm - Hở mạch
thƣờng đóng
- Đo thơng mạch cuộn dây
- Thơng mạch
và có giá trị điện
trở lớn
- Đo thơng mạch tiếp điểm NC
ín mạch
- Đo thông mạch tiếp điểm NO Hở mạch
- Đo thông mạch tiếp điểm NC Hở mạch
- Đo thông mạch tiếp điểm NO
ín mạch

4.2 Sử dụng các thiết bị trang bị điện – điện tử
- Sử dụng các thiết bị, khí cụ với số lƣợng theo bản vẽ, sơ đồ
- Chọn lựa các khí cụ, thiết bị có cơng suất, điện áp tƣơng thích với nguồn, với tải (điện áp
phù hợp với điện áp nguồn; Dòng điện phù hợp với dòng điện tải)
- Bố trí các thiết bị, khí cụ phù hợp
- Cố định thiết bị, khí cụ
- Lắp đặt mạch điện phải chính xác, chắc chắn

4.3 Sửa chữa các thiết bị trang bị điện – điện tử.
tt

Hiện tượng

Nguyên

TB,

Phương pháp kiểm tra
21

Biện pháp khắc


nhân

1

phục

CB
Trang
ON
điểm
không
mạch

2

dụng
cụ
kiểm
tra

thái Tiếp điểm VOM - Đo thông mạch tiếp điểm
tiếp khơng tiếp
CB xúc tốt
kín

Cơng tắc tơ
hi làm việc - Mạch từ Quan
công tắc tơ bị bẩn
sát
bị kêu

Tháo công tắc tơ

Tiếp điểm Tiếp điểm VOM Đo thơng mạch tiếp điểm
thƣờng đóng bị dơ hoặc
không thông cháy đứt
mạch
3

- Vệ sinh lại tiếp
điểm hoặc thay
mới

Vệ sinh mạch từ

- Vệ sinh lại tiếp
điểm hoặc thay
mới tiếp điểm

Rơle nhiệt
hi động cơ
bị q tải
rơle
nhiệt

khơng
tác
động

Chỉnh Quan
dịng điện sát
tác
động
lớn.
Thanh
lƣỡng kim
tác
động
khơng
chính xác

- Quan sát giá trị dịng điện đã - Tính tốn, chỉnh
điều chỉnh
lại dịng điện
- Quan sát và so sánh với dòng - Thay rơle nhiệt
điện tải
mới

22


Bài 2: Lắp đặt, kiểm tra, vận hành và sửa chữa các mạch mở máy
trực tiếp động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc
* Giới thiệu
Trong nội dung bài này, hƣớng dẫn cho HSSV tìm hiểu về sơ đồ điều khiển động cơ 3 pha

mở máy trực tiếp. Cũng nhƣ việc hƣớng dẫn lắp đặt, kiểm tra và vận hành tủ điện điều khiển
động cơ 1 pha mở máy trực tiếp.
* Mục tiêu của bài:
Kiến thức:
- Đọc, vẽ và phân tích các sơ đồ mạch điều khiển dùng rơle công tắc tơ để điều khiển động
cơ 3 pha rotor lồng sóc mở máy trực tiếp theo yêu cầu.
Kỹ năng:
- Lắp đặt, kiểm tra, vận hành và sửa chữa được một số mạch điều khiển mở máy trực tiếp
động cơ KĐB 3 pha rotor lồng sóc trên tủ điện đảm bảo an tồn tiết kiệm và vệ sinh cơng
nghiệp.
Năng lực tự chủ và trách nhiệm:
- Phát huy tính tích cực, chủ động và tư duy sáng tạo.
Nội dung:

1. hái niệm về tự động khống chế truyền động điện

đó có ít nhất một thông số đặc trƣng cho mạch động lực
lấy giá trị mới.
Nhƣ vậy về thực chất điều khiển hệ thống là đƣa vào hoặc đƣa ra khỏi hệ thống những phần tử,
thiết bị nào đó (chẳng hạn điện trở, điện kháng, điện dung, khâu hiệu chỉnh...) để thay đổi một
23


hoặc nhiều thông số đặc trƣng hoặc để giữ một thơng số nào đó (chẳng hạn tốc độ quay) khơng
thay đổi khi có sựthay đổi ngẫu nhiên của thơng số khác.
Để tự động điều khiển hoạt động của truyền động điện, hệ thống điều khiển phải có những
cơ cấu, thiết bị cảm ứng đƣợc giá trị các thông số đặc trƣng cho chế độ cơng tác của truyền động
điện (có thể là mơđun, cũng có thể là cả về dấu của thông số). Trong hệ thống điều khiển gián
đoạn các phần tử cảm ứng này phải làm việc theo các ngƣỡng chỉnh định đƣợc. Nghĩa là khi
thông số đƣợc cảm ứng đến trị số ngƣỡng đã đặt, phần tử cảm ứng theo thông số này sẽ bắt đầu

làm việc phát ra một tín hiệu đƣa đến phần tử chấp hành. ết quả là sẽ đƣa vào hoặc đƣa ra
khỏi mạch động lực những phần tử cần thiết.

2. Các nguyên tắc điều khiển
Trong một hệ thống tự động khống chế thƣờng có nhiều q trình khác nhau nhƣ: mở
máy, hãm máy, đảo chiều quay, duy trì chế độ làm việc theo yêu cầu công nghệ đặt ra, v.v... ở
đây ta chỉ nêu lênnguyên lý làm việc của các mạch tự động điều khiển các q trình trên bằng
các rơ le, cơng tắc tơ, các công tắc - nút ấn và các khí cụ điều khiển khác. Nó là những mạch
đơn giản nhƣng có tính chất cơ sở, vì dựa trên những mạch đó chúng ta có thể thiết lập đƣợc các
mạch khống chế phức tạp.
Trong các hệ thống tự động khống chế ta thƣờng gặp các trƣờng hợp sau:
+ Đối với động cơ điện khơng đồng bộ ro to lịng sóc: Đơn giản nhất là quá trình mở
máy, hãm và đảo chiều quay. Trong một số trƣờng hợp, nhất là với động cơ công suất nhỏ, ta
thực hiện mở máy (khởi động) bằng cách đóng trực tiếp mạch stato của động cơ vào nguồn điện
xoay chiều có giá trị điện áp bằng định mức.
+ Đối với động cơ điện xoay chiều không đồng bộ roto dây quấn và động cơ một chiều
cơng suất trung bình và lớn: hi mở máy các động cơ này ngƣời ta thƣờng mắc thêm điện trở
phụ trong mạch roto động cơ để hạn chế dòng mở máy và sẽ nối tắt dần trong quá trình này. Khi
thực hiện hãm động năng và hãm ngƣợc ngƣời ta cũng thƣờng thêm điện trở phụ vào mạch roto
để hạn chế dòng hãm. Mạch điện để mở máy động cơ không đồng bộ roto dây quấn và động cơ
một chiều phải phù hợp với đồ thị mở máy.
+ Đối với động cơ xoay chiều đồng bộ ba pha cũng thƣờng áp dụng nhƣ đối với động
cơ xoay chiều không đồng bộ roto lồng sóc.
Đơn giản nhất là mở máy bằng cách đóng trực tiếp vào lƣới điện xoay chiều với điện áp
định mức, nhƣng phƣơng pháp này gây sụt điện áp lớn, đặc biệt khi lƣới có cơng suất nhỏ, dẫn
đến làm giảm điện áp khi khởi động, ảnh hởng xấu đến các động cơ và các thiết bị điện khác
dùng chung nguồn. Để dừng động cơ đồng bộ ngƣời ta cũng sử dụng phƣơng pháp hãm động
năng.
2.1 Nguyên tắc điều khiển theo thời gian
Điều khiển theo nguyên tắc thời gian dựa trên cơ sở là thông số làm việc của mạch

động lực biến đổi theo thời gian. Những tín hiệu điều khiển phát ra theo một quy luật thời gian
cần thiết để làm thay đổi trạng thái của hệ thống. Ví dụ nhƣ tốc độ, dịng điện, mơmen của mỗi
động cơ đƣợc tính tốn chọn ngƣỡng cho thích hợp với từng hệ thống truyền động điện cụ thể.

24