Giáo án trang bị điện pot

Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện
Chương 1: Các nguyên tắc khống chế hệ thống truyền động điện.
1-1. Những vấn đề chung về hệ thống trang bị điện - tự động hoá các máy sản
xuất
I-1-1. Khái quát về hệ thống trang bị điện - tự động hoá các máy sản xuất
1. Chức năng, nhiệm vụ của hệ thống TBĐ -TĐH các máy sản xuất
a. Chức năng:
* Hệ thống TBĐ-TĐH các máy sản xuất là tổng hợp các thiết bị điện được lắp ráp
theo một sơ đồ phù hợp nhằm đảm bảo cho các máy sản xuất thực hiện nhiệm vụ sản
xuất
* Hệ thống TBĐ-TĐH các máy sản xuất giúp cho việc
- Nâng cao năng suất máy
- Đảm bảo độ chính xác gia công
- Rút ngắn thời gian máy
- Thực hiện các công đoạn gia công khác nhau theo một trình tự cho
trước.
* Hệ thống TBĐ-TĐH cần có:
- Các thiết bị động lực
- Các thiết bị điều khiển
- Các phần tử tự động
Nhằm tự động hoá một phần hoặc toàn bộ các quá trình sản xuất của máy, hệ thống
TBĐ-TĐH sẽ điều khiển các bộ phận công tác thực hiện các thao tác cần thiết với những
thông số phù hợp với quy trình sản xuất.
b. Nhiệm vụ của hệ thống TBĐ-TĐH:
* Nhận và biến đổi năng lượng điện thành dạng năng lượng khác để thực hiện
nhiệm vụ sản xuất thông qua bộ phận công tác
* Khống chế và điều khiển bộ phận công tác làm việc theo trình tự cho trước với
thông số kỹ thuật phù hợp.
* Góp phần nâng cao năng suất, chất lượng, hiệu quả của quá trình sản xuất, giảm
nhẹ điều kiện lao động cho con người.
* Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị trong quá trình sản xuất.

2. Kết cấu của hệ thống TBĐ-TĐH:
Đề cương bài giảng Trang bị điện 1 Đại học CNKTĐ
1
Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện
a. Phần thiết bị động lực: Là bộ phận thực hiện việc biến đổi năng lượng điện thành
các dạng năng lượng cần thiết cho quá trình sản xuất.
Thiết bị động lực có thể là:
* Động cơ điện
* Nam châm điện, li hợp điện từ trong các truyền động từ động cơ sang các máy
sản xuất hay đóng mở các van khí nén, thuỷ lực
* Các phần tử đốt nóng trong các thiết bị gia nhiệt
* Các phần tử phát quang như các hệ thống chiếu sáng
* Các phần tử R, L, C, để thay đổi thông số của mạch điện để làm thay đổi chế độ
làm việc của phần tử động lực
b. Thiết bị điều khiển:
Là các khí cụ đóng cắt, bảo vệ, tín hiệu nhằm đảm bảo cho các thiết bị động lực
làm việc theo yêu cầu của máy công tác.
Các trạng thái làm việc của thiết bị động lực được đặc trưng bằng:
- Tốc độ làm việc của các động cơ điện hay của máy công tác
- Dòng điện phần ứng hay dòng điện phần cảm của động cơ điện
- Mômen phụ tải trên trục động cơ
Tuỳ theo quá trình công nghệ yêu cầu mà động cơ truyền động có các chế độ công tác
khác nhau. Khi động cơ thay đổi chế độ làm việc, các thông số trên có thể có giá trị khác
nhau.
Việc chuyển chế độ làm việc của động cơ truyền động được thực hiện tự động nhờ hệ
thống điều khiển.
Như vậy: Hệ thống khống chế truyền động điện là tập hợp các khí cụ điện và
dây nối được lắp ráp theo một sơ đồ nào đó nhằm đáp ứng việc việc điều khiển, khống
chế và bảo vệ cho phần tử động lực trong quá trình làm việc theo yêu cầu công nghệ đặt
ra.

I-1-2. Chức năng, yêu cầu của hệ thống khống chế truyền động điện.
1. Các chức năng của hệ thống khống chế truyền động điện
a. Đóng cắt: Là quá trình đưa phần tử động lực vào hoặc ra khỏi mạch điện để thay
đổi trạng thái làm việc của hệ thống truyền động
Chức năng đóng cắt do các khí cụ đóng cắt thực hiện
Các thiết bị đóng cắt bao gồm:
Đề cương bài giảng Trang bị điện 1 Đại học CNKTĐ
2
Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện
- Cầu dao, áp tômát
- Côngtăctơ, khởi động từ
- Nút ấn, công tắc hành trình
- Bộ khống chế chỉ huy hay động lực
Kết quả hoạt động của quá trình đóng cắt sẽ đưa hệ thống động lực đến trạng thái
làm việc mới trong đó có ít nhất một thông số đặc trưng của hệ thống động lực nhận giá
trị mới.
b. Khống chế: Nhằm đảm bảo cho quá trình đóng cắt xảy ra đúng thời điểm, đúng
trình tự yêu cầu. Nhờ chức năng khống chế của hệ thống mà thiết bị động lực sẽ làm việc
với tốc độ, dòng điện, mô men,thời gian, trình tự theo yêu cầu của quy trình công nghệ
đòi hỏi.
Chức năng khống chế do các khí cụ khống chế thực hiện
Các khí cụ khống chế bao gồm:
- Các loại rơle như rơle điện áp, dòng điện, tốc độ, thời gian
- Công tắc hành trình
- Các phần tử tự động như đát trích nhiệt độ, đát trích kiểm tra kích
thước, áp suất,
Các khí cụ khống chế đóng vai trò là các phần tử tín hiệu, còn các khí cụ đóng cắt
là phần tử chấp hành.
c. Bảo vệ: Nhằm đảm bảo an toàn cho con người và thiết bị trong quá trình sản xuất.
Chức năng bảo vệ do các khí cụ bảo vệ thực hiện.

Các khí cụ bảo vệ bao gồm cầu chì, áp tômat, rơ le nhiệt, rơle dòng điện, điện áp,
công tắc cực hạn
2. Các yêu cầu của hệ thống khống chế truyền động điện:
a. Phù hợp nhất với quy trình công nghệ:
Đây là yêu cầu quan trọng nhất của hệ thống khống chế vì hệ thống khống chế được
hình thành từ yêu cầu công nghệ. Một hệ thống khống chế được gọi là "phù hợp nhất với
quy trình công nghệ" phải có các đặc điểm sau:
- Động cơ điện truyền động phải có đặc tính cơ và đặc tính điều chỉnh tốc độ phù hợp
với đặc tính cơ của cơ cấu sản xuất mà nó dẫn động
- Động cơ phải có được các chế độ công tác cần thiết đáp ứng được đòi hỏi của máy
công tác.
Đề cương bài giảng Trang bị điện 1 Đại học CNKTĐ
3
Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện
Khi đó hệ thống truyền động sẽ được khai thác triệt để nhất về mặt công suất, hiệu
suất, nâng cao được hiệu quả kinh tế- kỹ thuật của phương án lựa chọn.
b. Kết cấu đơn giản, tác động tin cậy:
Tính đơn giản được thể hiện:
- Kết cấu của thiết bị đơn giản.
- Sử dụng ít chủng loại thiết bị. Số lượng thiết bị là ít nhất.
- Số lượng và chiều dài dây nối là ít nhất.
Tính tin cậy được thể hiện:
- Thiết bị phải có thống số và đặc tính làm việc ít biến đổi theo thời gian và điều kiện
môi trường
- Thiết bị co tuổi thọ về cơ, điện, tần số đóng cắt phù hợp với đặc tính của máy công tác.
c. Thuận tiện, linh hoạt trong điều khiển:
Tính linh hoạt: Một hệ thống điều khiển được coi là linh hoạt khi nó nhanh
chóng và dễ dàng:
- Chuyển từ chế độ điều khiển bằng tay sang điều khiển tự động, bán tự động và ngược
lại.

- Chuyển từ khối làm việc sang khối dự phòng và ngược lại.
- Chuyển từ quy trình làm việc này sang quy trình làm việc khác.
Tính thuận tiện: Tính thuận tiện trong điều khiển nghĩa là:
- Từ một chỗ có thể điều khiển được nhiều đối tượng.
- Từ nhiều chỗ điều khiển được một đối tượng.
d. Đơn giản cho kiểm tra và phát hiện sự cố:
Quá trình hoạt động của hệ thống kỹ thuật nói chung cũng như hệ thống truyền
động điện nói riêng có thể xảy ra các chế độ làm việc không mong muốn hoặc sự cố. Các
chế độ này thường gây thiệt hại về nhiều mặt. Do đó khi xuất hiện các chế độ này cần
nhanh chóng loại bỏ để giảm thiểu những thiệt hại do chúng mang lại. Việc thiết kế và
xây dựng hệ thống phải làm sao cho cho nhân viên vận hành có các xử lý đúng đắn trong
quá trình làm việc đồng thời giúp cho nhân viên sửa chữa thuận tiện cho việc bảo
dưỡng, thay thế và nhanh chóng phát hiện ra các phần mạch bị sự cố
Khi thiết kế và xây dựng hệ thống nên bố trí thiết bị theo các quy tắc:
* Bố trí thiết bị thành nhóm theo từng cụm chức năng của sơ đồ
* Các nhóm khác nhau được cung cấp từ cầu dao, cầu chì riêng
Đề cương bài giảng Trang bị điện 1 Đại học CNKTĐ
4
Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện
* Các cụm quan trọng phải có tín hiệu báo về tình trạng làm việc bình thường hay
sự cố của chúng bằng âm thanh, ánh sáng
* Các thiết bị phải thường xuyên kiểm tra bảo dưỡng phải được bố trí ở chỗ thuận
tiện cho xem xét, tháo lắp thay thế, sửa chữa
* Đặt ký hiệu và số hiệu đầu nối của dây dẫn
* Sử dụng các dây dẫn với màu sắc khác nhau
e.Tác động phân minh lúc bình thường cũng như khi có sự cố:
Hoạt động của mạch phải tốt cả khi vận hành bình thường cũng như khi có sự cố.
Không được tạo ra các mạch giả khi có sự hoạt đông không bình thường của mạch.
Mạch phải được thiết kế đảm bảo sao cho khi nhân viên vận hành tthao tác nhầm, không
để gây ra sự cố.

g. Kích thước và giá thành nhỏ nhất
Kích thước và giá thành của hệ thống điều khiển ảnh hưởng đáng kể đến kích
thước và giá thành của máy. Do đó việc tính toán, thiết kế hệ thống truyền động phải
được chú trọng nhưng phải đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật, chắc chắn và tính mỹ thuật
cho cả máy
h. An toàn và các yêu cầu khác
An toàn cho người và thiết bị trong quá trình khai thác, vận hành thiết bị là yêu
cầu quan trọng. Khi thiết kế và xây dựng hệ thống cần dự kiến đến các chế độ làm việc
xấu và sự cố để có các phương án bảo vệ cần thiết, đồng thời phải có các biện pháp đảm
bảo an toàn cho người vận hành và những người liên quan. Ngoài các biện pháp kỹ thuật
phải có cả các biện pháp quản lý như hệ thống biển báo, biển cấm đối với những khu vực
hoặc những thiết bị có nguy cơ gây mất an toàn cho người và thiết bị …
Ngoài ra cón các yêu cầu phụ như yêu cầu về môi trường làm việc (khói bụi, hóa
chất ăn mòn, phòng chống cháy nổ …) từ đó lựa chọn thiết bị điện theo đúng yêu cầu
làm việc.
1.1.3. Các loại sơ đồ điện:
a. Sơ đồ khai triển:
Là sơ đồ thể hiện đâỳ đủ tất cả các phần tử của mạch điện.
Trong sơ đồ này các máy điện, khí cụ điện được thể hiện dưới dạng khai triển, trong
đó vị trí của các chi tiết, phần tử của máy điện, khí cụ điện trên sơ đồ không xét đến vị trí
tương quan thực tế của chúng, mà chỉ xét đến vị trí thực hiện chức năng của nó.
Đề cương bài giảng Trang bị điện 1 Đại học CNKTĐ
5
Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện
Ví dụ: Côngtăctơ gồm các bộ phận chính là cuộn dây (cuộn hút), các tiếp điểm
chính, các tiếp điểm phụ thường mở, thường kín Mỗi chi tiết có một chức năng riêng.
- Cuộn hút: quyết định đến trạng thái làm việc của công tắc tơ. Khi cuộn hút có điện (và
đủ trị số tác động) nó sẽ mở các tiếp điểm thường kín, đóng các tiếp điểm thường hở.
Như vậy vị trí của cuộn hút là ở mạch điều khiển.
- Các tiếp điểm chính: Để cho dòng điện cấp cho động cơ chạy qua. Vậy vị trí của chúng

là ở mạch điện cấp cho động cơ hay còn gọi là mạch động lực.
- Các tiếp điểm phụ tuỳ thuộc nó điều khiển đối tượng nào thì vị trí của chúng sẽ được vẽ
ở trong mạch cấp điện cho đối tượng đó như tiếp điểm tự giữ là tiếp điểm cấp điện cho
cuộn hút của công tắc tơ nên nó được vẽ trong mạch cuộn dây công tăc tơ
- Tiếp điểm thường hở của công tắc tơ là tiếp điểm mà ở trạng thái cuộn dây không có
điện hoặc có mà không đủ để hút mạch từ (trạng thái thường) nó ở trạng thái ngắt mạch
điện. Khi cuộn dây có dòng điện (đủ trị số) chạy qua, ta nói cuộn dây có điện, thì tiếp
điểm sẽ đóng lại
- Tiếp điểm thường kín thì ngược lại, khi cuộn dây không có điện (hoặc có nhưng không
đủ hút) nó ở trạng thái kín mạch. Khi cuộn dây tác động, thiếp điểm thường kín sẽ mở ra.
Trên sơ đồ khai triển thiết bị điện được biểu diễn ở trạng thái thường, nghĩa là trạng
thái thiết bị không chịu tác động về cơ, điện, nhiệt, quang.
Ví dụ: - Cầu dao điện, công tắc, áp tô mát vẽ ở trạng thái hở mạch điện (không có tác
động cơ học - tay người tác động vào để đóng mạch điện.
- Rơ le, công tắc tơ vẽ ở trạng thái cuộn dây không có điện, tiếp điểm thường hở ở
trạng thái hở mạch điện, tiếp điểm thường kín ở trạng thái đóng mạch điện.
.
Sơ đồ khai triển gồm 2 phần mạch là:
Mạch động lực: cấp điện cho động cơ qua cầu dao, cầu chì, tiếp điểm chính của
côngtăctơ vẽ bằng nét đậm.
Mạch điều khiển: gồm các nút ấn điều khiển, công tắc hành trình, cuộn dây các
rơle, công tăc tơ, các tiếp điểm phụ vẽ bằng nét mảnh.
Tên của các thiết bị điện được đặt theo nhiệm vụ của nó và viết tắt bằng các chữ cái
bên cạnh, phía trên bên phải.Tất cả các chi tiết của cùng một thiết bị đều có cùng tên gọi.
(cuộn dây K, tiếp điểm K. Rơle RH, tiếp điểm RH )
Các điểm nối phải đánh số thứ tự để thuận lợi cho việc sử dụng sơ đồ, dễ lắp ráp
Đề cương bài giảng Trang bị điện 1 Đại học CNKTĐ
6
Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện
b. Sơ đồ nguyên lí:

Là một dạng của sơ đồ khai triển đơn giản hoá nhằm giúp người đọc hiểu được
nguyên lí làm việc của sơ đồ hoặc của một khâu nào đó của hệ thống tự động.
Trong sơ đồ nguyên lí chỉ để lại các mạch chính biểu thị máy điện, các khí cụ điện có
thể nêu được nguyên lí làm việc của sơ đồ. Những chi tiết, phần tử không liên quan đến
nguyên lý làm việ cuả sơ đồ thì không cần vẽ. Ví dụ cầu dao, cầu chì, cuộn dây kích từ
của máy điện một chiều kích thích độc lập
c. Sơ đồ lắp ráp:
Là sơ đồ giới thiệu vị trí lắp đặt thực tế của thiết bị điện trong tủ điều khiển và ở các
bộ phận khác của máy, chỉ rõ đường dây nối giữa các khí cụ, thiết bị, kể cả tiết diện của
dây dẫn và số hiệu của nó.
Các thiết bị của máy được bố trí tại 3 nơi:
Động cơ điện, rơ le tốc độ, áp tômat, công tăc hành trình được bố trí tại máy.
Các khí cụ tự động như rơ le điện áp, dòng điện, côngtăctơ, khởi động từ, biến áp
chỉnh lưu đặt trong tủ điện.
Các khí cụ cần quan sát như các loại đồng hồ chỉ thị, các đèn tín hiệu, nút ấn, các
khoá điều khiển bố trí trên bảng điện.
Sơ đồ lắp ráp phải vẽ theo một tỉ lệ xích nhất định, phải ghi rõ kích thước của bản
điện, tủ điện, kích thước của khí cụ điện
Các đầu dây ở từng khối đều được đánh số thống nhất với sơ đồ nguyên lí. Các dây
dẫn đi theo một chiều được bó thành một bó
Sơ đồ lắp ráp dùng cho lắp ráp hoặc sửa chữa khi có hỏng hóc.
3. Bảng kí hiệu các chi tiết, phần tử của thiết bị điện trên sơ đồ nguyên lý.
Khi xây dựng sơ đồ nguyên lý mạch điện, cần tuân thủ các ký hiệu thể hiện của
các chi tiết, phần tử của thiết bị điện trên sơ đồ. Bảng ký hiệu sau giới thiêu một số ký
hiệu thường dùng trong các sơ đồ nguyên lý mạch điện trang bị điện tự động hóa cácmáy
sản xuất.
Đề cương bài giảng Trang bị điện 1 Đại học CNKTĐ
7
Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện
TT Tên gọi Ký hiệu

1.
Động cơ điện một chiều
a/ Kích từ độc lập
b/ Kích từ nối tiếp
c/ Kích từ song song
d/ Kích từ hỗn hợp
2.
Động cơ điện xoay chiều
a/ Không đồng bộ rotor lồng sóc
b/ Không đồng bộ rotor dây quấn
c/ Động cơ đồng bộ

3.
Máy biến áp đo lường
4.
Máy biến dòng
5.
áp tô mat
a/ Một cực ; b/ Hai cực; c/ Ba cực
6.
Cầu dao
a/ Một cực ; b/ Hai cực; c/ Ba cực
7. Cầu chì
8.
Rơ le, công tăc tơ kiểu điện từ
a/ Cuộn dây; b/ Tiếp điểm thường hở
c/ Tiếp điểm thường kín
9.
Rơ le nhiệt
a/ Phần tử phát nóng; b/ Tiếp điểm

10.
Rơ le thời gian
a/ Tiếp điểm thường hở, đóng chậm
b/ Tiếp điểm thường hở, mở chậm
c/ Tiếp điểm thường kín, đóng chậm
d/ Tiếp điểm thường kín, mở chậm
11.
Nút ấn
a/ Đơn, tiếp điểm thường hở
b/ Đơn, tiếp điểm thường hở
c/ Nút ấn kép (1 TĐ hở, 1TĐ kín)
12. Công tăc hành trình
a/ Đơn, tiếp điểm thường hở
b/ Đơn, tiếp điểm thường hở
Đề cương bài giảng Trang bị điện 1 Đại học CNKTĐ
8
Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện
c/ Kép (1 tiếp điểm hở, 1TĐ kín)
13.
Bộ khống chế chỉ huy
Số hàng biểu thị số tiếp điểm
Số cột biểu thị vị trí của tay gạt điều khiển
Dấu chấm biểu thị trạng thái đóng của tiếp
điểm ở vị trí đó của tay gạt
14.
Bóng đèn tín hiệu
15.
Chuông điện
16.
Còi điện

17. Cầu chỉnh lưu 1 pha
I-2: CÁC NGUYÊN TẮC KHỐNG CHẾ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
1.2.1. Khái niệm về khống chế truyền động điện
Các chế độ làm việc của hệ thống truyền động điện được đặc trưng bằng các thông
số:
- Tốc độ của động cơ điện truyền động hoặc tốc độ của cơ cấu sản xuất.
- Dòng điện phần ứng của đông cơ- là thành phần sinh mô men quay của động cơ.
- Mô men điện từ do động cơ sinh ra hoặc mô men cản của cơ cấu sản xuất trên trục
động cơ.
Mối quan hệ giữa các đại lượng này được biểu diễn bằng các phương trình đặc tính
tốc độ và phương trình đặc tính cơ.
Khi động cơ làm việc ổn định, ứng với một trị số phụ tải trên trục động cơ ta có các
cặp thông số (n,M) hoặc (n,I) xác định.
Khi động cơ chuyển đổi từ chế độ xác lập này sang chế độ xác lập khác, các thông số
trên sẽ nhận giá trị mới sau một thời gian chuyển đổi chế độ làm việc. Thời gian đó được
gọi là thời gian quá độ của hệ thống truyền động. Như vậy các thông số n, M, I sẽ biến
đổi theo thời gian với quy luật được xác định bằng các bài toán quá trình quá độ.
Đề cương bài giảng Trang bị điện 1 Đại học CNKTĐ
9
Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện
Bằng các bài toán truyền động điện ở chế độ xác lập và chế độ quá độ ta biết được
các quy luật biến đổi của các thông số sao cho sự chuyển đổi chế độ làm việc là có lợi
nhất. Dựa vào các quy luật biết trước ta có thể tác động vào hệ thống bằng cách thay đổi
tham số của mạch điện cấp cho động cơ điện dẫn đến động cơ sẽ chuyển đổi chế độ làm
việc với các quy luât như mong muốn.
Như vậy, khống chế truyền động điện thực chất là việc thay đổi thông số của
mạch điện cấp cho động cơ theo một quy luật nào đó để làm thay đổi chế độ làm việc
của động cơ như yêu cầu
Quá trình khống chế hệ thống truyền động điện bao gồm:
 Tự động điều khiển quá trình mở máy là quá trình đưa tốc độ động cơ từ n = 0

đến tốc độ làm việc nào đó theo yêu cầu của máy sản xuất sao cho dòng điện mở
máy nhỏ, mô men mở máy lớn. Nói một cách khác phải khống chế được quá
trình mở máy theo quy luật đã được tính sẵn.
 Tự động điều khiển quá trình làm việc. Trong quá trình làm việc động cơ truyền
động phải có được các chế độ làm việc theo yêu cầu của cơ cấu sản xuất, có thể
phải duy trì một thông số nào đó theo một quy luật cho trước như duy trì tốc độ
không đổi hoặc biến đỏi theo quy luật, theo trình tự tính sẵn.
 Tự động điều khiển quá trình hãm và dừng máy. Các quá trình hãm dừng máy
thường nhằm đẩy nhanh quá trình dừng máy để nâng cao năng suất máy. Các
chế đọ hãm dừng thường kéo theo sự tiêu phí năng lượng và làm đốt nóng động
cơ điện. Phải điều khiển quá trình này nhằm hãm dừng máy hiệu quả nhất và
tiêu tốn năng lượng ít nhất.
I-2-2. Khống chế truyền động điện theo thời gian.
1. Nội dung nguyên tắc khống chế theo thời gian
Các thông số n; M; I đặc trưng cho chế độ công tác của hệ truyền động. Khi động
cơ chuyển chế độ làm việc thì chúng thay đổi từ giá trị này sang giá trị khác và biến đổi
theo thời gian với một quy luật nào đó.
Dựa vào các bài toán truyền động điện (quá trình quá độ) → tính được các giá trị
chuyển đổi n; M; I,tại đó quá trình chuyển đổi là tối ưu nhất.
Ứng với các giá trị chuyển đổi của tốc độ, dòng điện, mô men, có thời gian chuyển
đổi tương ứng. Thời điểm tại đó cần tác động để thay đổi tham số mạch điện cấp cho
động cơ làm chuyển đổi chế độ làm viẹc được gọi là thời điểm chuyển đổi.
Đề cương bài giảng Trang bị điện 1 Đại học CNKTĐ
10
Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện
Để khống chế được các chế độ làm việc của hệ thống truyền động điện theo nguyên
tắc thời gian, trong hệ thống điều khiển phải có thiết bị tín hiệu để đo các khoảng thời
gian và tại các thời điểm tính toán sẵn, thiết bị tín hiệu sẽ điều khiển phần tử đóng cắt
thực hiện việc đưa vào hoặc đưa ra khỏi hệ thống các phần tử cần thiết (R, L, C ) để
làm thay đổi tham số mạch điện dẫn đến thay đổi chế độ làm việc của động cơ

Phần tử tín hiệu được sử dụng là rơle thời gian.
2. Sơ đồ ứng dụng:
Ta hãy xét sơ đồ khống chế quá trình khởi động động cơ một chiều kích từ độc lập
qua 2 cấp điện trở phụ.
Để đảm bảo an toàn cho cuộn dây phần ứng của động cơ khi khởi động, cần phải hạn
chế trị số dòng điện phần ứng trong thời gian khởi động không vượt quá trị số lớn nhất
cho phép. Mặt khác khi tốc độ động cơ tăng lên, dòng điện phần ứng giảm làm giảm gia
tốc của quá trình khởi động. Do đó người ta trong quá trình khởi động cần phải loại bỏ
dần các điện trở phụ cho đến khi tốc độ động cơ bằng với tốc độ làm việc.
Quá trình khởi động của động cơ qua 2 cấp điện trở phụ được mô tả qua các đặc tính
tĩnh (chế độ xác lập) và đặc tính động như hình vẽ 1-1. Trên đường đặc tính tĩnh (1-1a)
quá trình khởi động đi theo các đoạn thẳng a-b-c-d-e-A. A là điểm làm việc của động cơ
(kết thúc quá trình khởi động).
a) Đặc tính tốc độ b) Đặc tính động
Hình 1-1: Các đặc tính khởi động của động cơ qua 2 cấp điện trở phụ
Trên đặc tính động, tốc độ của động cơ biến đổi theo thời gian qua các giai đoạn:
- Từ (0 - t
1
) - động cơ khởi động với 2 điện trở phụ. Tại thời điểm t
1
điện trở phụ thứ
nhất bị ngắn mạch.
- Từ (t
1
- t
2
) - động cơ khởi động với điện trở phụ còn lại. Tại thời điểm t
2
điện trở phụ
thứ 2 bị ngắn mạch.

- Thời gian khống chế khởi động được tính đến khi điện trở phụ cuối cùng bị lọai bỏ.
Đề cương bài giảng Trang bị điện 1 Đại học CNKTĐ
11
Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện
a. Giới thiệu sơ đồ:
Hình 1-2: Sơ đồ nguyên lý mạch điện khống chế khởi động động cơ một
chiều kích thích độc lập qua 2 cấp điện trở phụ lhống chế theo thời gian.
Các phần tử của sơ đồ bao gồm:
- Phần ứng của động cơ Đ.
- Cuộn kích từ động cơ CKĐ
- Các điện trở phụ khởi động 1R, 2R.
- Rơ le dòng điện bảo vệ mất từ thông kích từ động cơ.
- Các rơ le thời gian RTZ1, RTZ2 để khống chế các quá trình khởi động.
- Công tăc tơ làm việc K để nối phần ứng động cơ vào nguồn điẹn.
- Các công tăc tơ khởi động K1, K2 để ngắn mạch các điện trở 1R, 2R tại các thời điểm
cần thiết.
- Các nút ấn điều khiển khởi động và dừng máy M, D.
b. Hoạt động của sơ đồ
Để khởi động động cơ, đóng điện vào mạch động lực và điều khiển. Qua cuộn kích từ
CKT và rơ le dòng điện RTT có dòng điện kích từ cho động cơ. Nếu dòng điện kích từ
đủ, RTT tác động đóng tiếp điểm của nó trong mạch cuộn dây công tăc tơ K, cho phép
động cơ khởi động. Đồng thời rơ le thời gian RTZ1 có điện, tiếp điểm thường kín của nó
mở làm các công tăc tơ K1, K2 không có điện vào thời điểm trước khi khởi động, các
tiếp điểm K1, K2 mở làm các điện trở 1R, 2R được nối vào mạch phần ứng động cơ.
Ấn nút khởi động M, công tăc tơ K có điện. Tiếp điểm thường kín K mở là RTZ1 mất
điện, đồng thời các tiếp điểm thường mở K đóng lại để động cơ khởi động và duy trì
dòng cấp điện cho động cơ.
Do tiếp điểm RTZ đóng chậm nên các công tắc tơ K1, K2 vẫn chưa có điện, động cơ
khởi động với 2 điện trở phụ trong mạch phần ứng. Khi có dòng điện qua điện trở 2R,
tạo ra sụt áp làm RTZ2 tác động, mở tiếp điểm của nó đảm bảo trình tự khởi động.

Đề cương bài giảng Trang bị điện 1 Đại học CNKTĐ
12
Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện
Sau thời gian chỉnh định của RTZ1(đến thời điểm t
1
), tiếp điểm thường kín RTZ1
đóng lại, công tăc tơ K1 có điện, đóng tiếp điểm K1, điện trở 1R bị nối ngắn mạch. Động
cơ tiếp tục khởi động với điện trở phụ 2R.
Khi điện trở 1R bị ngắn mạch, rơ le RTZ2 mất điện, Sau thời gian chỉnh định của
RTZ2, tiếp điểm của nó đóng lại, công tăc tơ K2 có điện, điện trở 2R bị ngắn mạch, động
cơ tăng tốc đến tốc độ làm việc, kết thúc quá trình khởi động.
3. Nhận xét về nguyên tắc khống chế theo thời gian:
* Khi dùng nguyên tắc khống chế theo thời gian thì có các yếu tố như M
C
,J
∑
,U, R, L,
C của mạch phải đúng với điều kiện tính toán. Nếu không thì tại các thời điểm chuyển
đổi giá trị của n, M, I thực tế của động cơ sẽ không đúng với giá trị tính toán dẫn đến
việc động cơ chuyển chế độ làm việc không đúng với yêu cầu.
* Ưu điểm: có thể điều chỉnh được thời gian theo tính toán độc lập với thông số của
hệ thống động lực, có thể điều chỉnh được thời gian chỉnh định của rơle cho phù hợp với
thông số thực tế của hệ.
* Thiết bị của sơ đồ đơn giản, làm việc tin cậy
* Rơ le thời gian có thể dùng cho bất kì loại động cơ với công suất nào do đó rất
thuận tiện và có tính kinh tế cao và được sử dụng rất rộng rãi.
I-2-3. Khống chế truyền động điện theo tốc độ.
1. Nội dung nguyên tắc:
- Tốc độ động cơ truyền động hoặc tốc độ của cơ cấu sản xuất là thông số đặc trưng
quan trọng xác định trạng thái của hệ truyền động điện, do đó dựa vào thông số

này để khống chế hệ thống truyền động điện.
- Trong mạch điều khiển phải có phần tử thụ cảm được tốc độ làm việc của động cơ
gọi là rơle tốc độ.
- Khi tốc độ đạt được giá trị đặt đã tính toán trước thì rơle tốc độ phát tín hiệu đến
phần tử chấp hành để chuyển trạng thái làm việc của hệ thống truyền động điện
đến trạng thái mới yêu cầu.
- Đối với động cơ động cơ điện một chiều khi vận hành vớ từ thông là hằng số, có
thể gián tiếp kiểm tra tốc độ thông qua sức điện động của động cơ.
- Với động cơ xoay chiều rotor dây quấn có thể khống chế tốc độ thông qua s.đ.đ
hoặc tần số dòng điện rotor.
2. Các khâu khống chế theo nguyên tắc tốc độ:
Đề cương bài giảng Trang bị điện 1 Đại học CNKTĐ
13
Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện
a. Khởi động động cơ một chiều qua 2 cấp điện trở phụ:

Hình 1-3: Sơ đồ nguyên lý khâu khởi động động cơ một chiều kích từ độc lập
qua 2 cấp điện trở phụ, khống chế theo nguyên tắc tốc độ
Các phần tử của sơ đồ:
Các rơ le gia tốc 1G, 2G vừa là phần tử tín hiệu, vừa là phần tử chấp hành. Điện áp
đặt lên các rơ le này phụ thuộc vào tốc độ của phần ứng động cơ.
Tại thời điểm ban đầu của quá trình khởi động, điện áp đặt lên các rơ le 1G, 2G:
U
hút1
= C
e
.Φ.n + I.(R
ư
+2R) = U - I.1R
U

hút2
= C
e
.Φ.n + I.R
ư
= U - I.(1R+2R)
Tại thời điểm ban đầu của quá trình khởi động, E
Đ
= 0, U
RG
≈ 0, các điện trở phụ
được nối vào mạch phần ứng động cơ động cơ khởi động với 2 điện trở phụ.
Khi tốc độ động cơ đạt n
1
(đã được chỉnh định), điện áp đặt lên 1G là:

hutue
URrInCU =++Φ= )2(.
21

1G tác động, ngắn mạch 1R. Động cơ tiếp tục tăng tốc với điện trở 2R.
Tương tự, khi tốc độ động cơ là n
2
công tăc tơ 2G tác động ngắn mạch điện trở 2R để
động cơ tăng tốc đến tốc độ làm việc.
b. Hãm ngược động cơ một chiều theo nguyên tắc tốc độ:
Khi hãm ngược động cơ một chiều, dòng điện hãm rất lớn do sức điện động động cơ
và điện áp phần ứng cùng dấu nên cần phải tăng thêm điện trở phụ trong mạch phần ứng.
Yêu cầu của sơ đồ là khi khởi động, chỉ có 2 điện trở được nói vào mạch, khi đảo
chiều quay (động cơ hãm ngược rồi khởi động theo chiều ngược lại), cả 3 điện trở phải

được nối vào mạch phần ứng động cơ.
Đề cương bài giảng Trang bị điện 1 Đại học CNKTĐ
14
Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện


Hình 1-4: Sơ đồ nguyên lý khâu hãm ngược động cơ một chiều kích từ độc lập khống
chế theo tốc độ
Các phần tử của sơ đồ:
- Các điện trở khởi động R
kđ1
, R
kđ2
.
- Điện trở hãm R
H
.
- Các rơ le hãm RH1, RH2, điện áp đặt lên các rơ le này phụ thuộc vào tốc độ động cơ
Từ yêu cầu của mạch, cần xác định điều kiện chọn của các rơ le hãm.
Điện áp đặt lên rơ le khi khởi động là:
rơle tác động, ngắn mạch điện trở R
h
, động cơ khởi động qua 2 điện trở phụ.
Trị số điện trở R
x
và điện áp hút của RH được xác định theo dòng điện cho phép khi
hãm lúc đó U
RH
= 0
Điện áp đặt lên rơ le khi hãm ứng với dòng điện hãm không vượt quá trị số cho phép

là:

Xác định trị số điện trở R
x
và điện áp hút của rơ le theo trị số cho phép của dòng điện.
U
RH
= U - I
cp
.R
x
= 0 Hay R
x
= U/I
cp
.
3. Đánh giá nguyên tắc khống chế theo tốc độ:
* Ưu điểm: sử dụng thiết bị sử dụng đơn giản, rẻ tiền, mạch động lực và điều khiển
đều có kết cấu chắc chắn, dễ lắp đặt, kiểm tra, thay thế sửa chữa. Thiết bị điều khiển có
thể là côngtăctơ mắc trực tiếp vào phần ứng mà không cần qua rơle.
* Nhược điểm: thời gian quá độ phụ thuộc vào M
C
, J
∑
, điện áp lưới Các côngtăctơ
gia tốc có thể không làm việc vì điện áp lưới giảm, vì quá tải, dẫn đến dòng điện quá độ
lớn chạy qua các điện trở hoặc qua phần ứng lâu làm cháy điện trở, cháy động cơ
* Thông thường nguyên tắc tốc độ được dùng để khống chế quá trình hãm.
I-2-4. Khống chế truyền động điện theo dòng điện.
1. Nội dung nguyên tắc:

Đề cương bài giảng Trang bị điện 1 Đại học CNKTĐ
15
( . . ). 2
. 2 (1 ) 0
e x x x
RH x
U C n R R R
U U I R U U U U
R R R
φ
Σ ∑ ∑
+
= − = − ≈ − = − =
( . . ).
. (1 )
e x x x
RH x hut
U C n R R R
U U I R U U U U U
R R R
φ
Σ ∑ ∑
−
= − = − = − = − =
Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện
- Dòng điện trong mạch phần ứng động cơ xác định trạng thái mang tải của động
cơ cũng như phản ánh trạng thái khởi động hay hãm của động cơ.
- Trong các quá trình khởi động hay hãm dòng điện cần phải nhỏ hơn một trị số cho
phép.
- Trong quá trình làm việc cũng cần duy trì dòng điện ở một trị số nào đó theo yêu

cầu của quá trình công nghệ
Như vậy ta cần có các rơle dòng điện hoặc các thiết bị làm việc có tín hiệu đầu vào là
dòng điện để khống chế hệ thống theo các yêu cầu nói trên. Khi dòng điện phần ứng
đạt giá trị ngưỡng xác định có thể điều chỉnh được của nó thì nó sẽ phát tín hiệu điều
khiển hệ thống chuyển đến trạng thái làm việc yêu cầu.
2. Sơ đồ ứng dụng:
a. Khâu khởi động động cơ một chiều kích thích nối tiếp dùng một điện trở
phụ trong mạch phần ứng:


Hình 1-5: Khâu khởi động động cơ một chiều kích từ nối tiếp,
khống chế theo dòng điện
Rơ le dòng điện RI được chọn theo các điều kiện:
Dòng điện tác động (dòng điện hút) I
tđ
< I
1
.
Dòng điện nhả I
nha
< I
2
.
I
1
, I
2
được xác định từ điều kiện khởi động.
Rơ le RK được gọi là rơ le khoá, được chọn theo điều kiện: thời gian tác động riêng
của RK lớn hơn thời gian tác động riêng của RI.

Kết hợp các điều kiện chọn của RI, RK đảm bảo cho điện trở phụ được tham gia vào
quá trình khởi động.
Hoạt động của sơ đồ: Khi ấn nút M, động cơ được nối vào mạch qua điện trở phụ.
Khi tốc độ động cơ tăng, dòng điện phần ứng giảm. Đến trị số nhả của RI, tiếp điểm
thường kín RI đóng, công tắc tơ K1 có điện, ngắn mạch điện trở phụ để động cơ tăng tốc
đến tốc độ làm việc.
Đề cương bài giảng Trang bị điện 1 Đại học CNKTĐ
16
Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện
b. Khâu mở máy động cơ rotor dây quấn dùng điện trở phụ mạch rotor:
Khởi động nối thêm điện trở phụ vào mạch rotor là phương pháp khởi động cơ
bản đối với động cơ rotor dây quấn. Phương pháp này có ưu điểm là mô men khởi động
lớn, dòng điện khởi động nhỏ. Khi tốc độ động cơ tăng lên, dòng điện, mô men đọng cơ
giảm, do đó phải loại bỏ dần điện trở phụ nối trong mạch rotor cho đến khi kết thúc quá
trình khởi động.
Các rơ le dòng điện RI
1
, RI
2
được chọn theo các điều kiện:
- Dòng điện tác động I
tđ
< I
1
.
- Dòng điện nhả I
nha
< I
2
.

- I
1
, I
2
được xác định từ điều kiện
khởi động.
Rơ le khoá RK.
Hoạt động của sơ đồ:
Khi ấn nút M, công tắc tơ K có điện, các rơ le RI1, RI2 tác đông.
Động cơ khởi động với 2 điện trở phụ. Khi dòng điện rotor giảm đến trị số nhả của
RI
1
, làm K1 có điện, điện trở r
f1
bị ngắn mạch.
Động cơ tiếp tục khởi động với r
f2
. Khi dòng điện rotor giảm đến trị số nhả của RI
2
,
K2 tiếp tục tác động loại bỏ r
f2
để động cơ tăng tốc đến tốc độ làm việc.
Để đảm bảo cho trình tự khởi động, thường chọn dòng điện nhả của RI
2
nhỏ hơn RI
1
khoảng 5%.
c. Khống chế quá trình hãm ngược động cơ rotor dây quấn:
Khi đảo chiều quay động cơ dòng điện hãm ngược rất lớn, do đó phải đưa điện trở

phụ vào mạch rotor với trị số lớn hơn khi khởi động.
Quá trình khởi động, động cơ khởi
động qua 2 điện trở phụ r
1
, r
2
, khống chế
theo nguyên tắc thời gian.
Khi hãm ngược, dòng điện trong mạch
rotor lớn hơn trị số tác động của rơ le
dòng điện RI, tiếp điểm thường kín RI
mở, mạch cấp điện cho các công tắc tơ H,
K1, K2 mất.
Đề cương bài giảng Trang bị điện 1 Đại học CNKTĐ
17
Hình 1-6: Khâu khởi động
động cơ rotor dây quấn
Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện
Các điện trở r
h
, r
1
, r
2
được nối vào mạc
rotor làm giảm dòng điện hãm, kết quả
dòng điện stator cũng giảm. Khi tốc độ
động cơ theo chiều cũ về 0, dòng điện
rotor giảm đến trị số nhả của RI.
Rơ le RI đóng, tiếp điểm cấp nguồn cho

công tắc tơ H, điện trở hãm bị ngắn mạch
trước khi động cơ khởi động theo chiều
ngược lại.
3. Đánh giá nguyên tắc khống chế theo dòng điện:
Ưu điểm của phương pháp là thiết bị đơn giản, dễ lắp đặt.
Nhược điểm của phương pháp là độ tin cậy thấp, nhất là khi động cơ làm việc với
tải nặng,dòng điện có thể không giảm đến trị số nhả của rơle dòng điện làm bỏ qua các
cấp trung gian.
Nguyên tắc dòng điện được ứng dụng chủ yếu để điều khiển quá trình khởi động của
động cơ một chiều kích từ nối tiếp hoặc động cơ rotor dây quấn (thích hợp với dòng
rotor lớn)
I-2-5. Khống chế truyền động điện theo theo hành trình.
1. Nội dung nguyên tắc:
Khi quá trình thay đổi trạng thái làm việc của hệ có quan hệ chặt chẽ với vị trí của các
bộ phận di chuyển thì sử dụng công tắc hành trình đặt tại những vị trí thích hợp trên
đường đi của các bộ phận này để tiến hành khống chế sự di chuyển của chính nó
Đó chính là khống chế theo nguyên tắc hành trình.
Khi các bộ phận di chuyển đi đến các vị trí bố trí công tắc hành trình sẽ tác động lên
các công tăc, công tắc hành trình sẽ phát tín hiệu (đóng hoặc mở tiếp điểm của nó) điều
khiển hệ thống đến trạng thái làm việc mới.
Khống chế theo nguyên tắc hành trình thường gặp trong truyền động bàn của máy
bào, máy phay, máy mài cầu trục
2. Sơ đồ ứng dụng:
Xét mạch điện đảo chiều hành trình bàn của máy bào giường. Để đảo chiều hành trình
bàn, tiến hành đảo chiều dòng phần ứng của động cơ (với máy cỡ nhỏ và cỡ trung) hoặc
đảo chiều dòng kích từ của máy phát (máy phát cung cấp cho mạch phần ứng động cơ)
Đề cương bài giảng Trang bị điện 1 Đại học CNKTĐ
18
Hình 1-7: Khâu hãm ngược động cơ rotor
dây quấn

Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện
Trong sơ đồ sử dụng công tắc hành trình không tự phục hồi. Khi bàn máy di chuyển,
cần thao tác bố trí trên bàn máy sẽ tác động vào công tắc hành trình để thay đổi mạch
điện cấp cho T hoặc N đảo chiều quay động ơ dẫn đến đảo chiều hành trình bàn.


Hình 1-8: Sơ đồ nguyên lý mạch đảo chiều hành trình bàn của máy bào giường
Các rơle thời gian 1R
TZ,
2R
TZ
nhằm tạo ra khoảng thời gian cần thiết cho bàn máy
hãm tự do (giảm tốc độ sơ bộ) trước khi hãm ngược đảo chiều quay để hạn chế dòng
điện hãm.
I-3. BẢO VỆ VÀ TÍN HIỆU HÓA TRONG HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG
ĐIỆN
I-3-1. ý nghĩa của bảo vệ và tín hiệu hoá trong hệ truyền động điện.
Trong quá trình làm việc của hệ thống truyền động điện có thể xuất hiện các chế độ
làm việc xấu hoặc sự cố
Hậu quả các chế độ này sẽ làm hư hỏng máy móc, thiết bị , rối loạn quá trình sản
xuất, hư hỏng sản phẩm thậm chí có thể gây nguy hiểm cho tính mạng của con người.
Nhiệm vụ của hệ thống bảo vệ và tín hiệu hoá là loại trừ các sự cố và chế độ làm việc
xấu, đảm bảo an toàn cho cho con người và thiết bị trong quá trình sản xuất, giúp cho
việc nhanh chóng khắc phục các hậu quả của các chế độ này nhằm giảm đến mức thấp
nhất thời gian dừng máy.
Tác động của bảo vệ và tín hiệu hoá tuỳ theo mức độ và tính chất sự cố và đặc điểm
của quy trình công nghệ mà có thể là:
- Ngắt động cơ và hệ thống ra khỏi lưới điện khi có sự cố nguy hiểm trực tiếp đến
động cơ và thiết bị.
Đề cương bài giảng Trang bị điện 1 Đại học CNKTĐ

19
Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện
- Khi mức độ nguy hiểm chưa cao phải có tín hiệu báo cho nhân viên vận hành biết
để theo dõi và có biện pháp xử lí phù hợp.
- Cắt một số phần tử không quan trọng để đảm bảo cho các thiết bị quan trọng có
đủ điện áp khi công suất nguồn không đủ hoặc khi có sự cố tạm thời, điện áp
giảm thấp.
1.3.2. Các dạng bảo vệ cơ bản trong truyền động điện:
a. Bảo vệ ngắn mạch:
Ngắn mạch là sự cố ngiêm trọng nhất của mạng điện. Khi bị ngắn mạch, dòng điện
trong mạch tăng rất lớn gây hậu quả về nhiệt và lực điện động, vừa đốt cháy cách điện
gây hoả hoạn vừa phá hỏng thiết bị về mặt cơ học.
Do đó bảo vệ ngắn mạch là nội dung không thể thiếu đối với mạch điện nói chung
cũng như hệ thống trrang bị điện nói riêng. Yêu cầu quan trọng nhất của bảo vệ ngắn
mạch là phải cắt phần mạch bị sự cố càng nhanh càng tốt.
Bảo vệ ngắn mạch có thể thực hiện bằng cầu chì, aptômat hoặc rơle dòng điện cực đại
tác động nhanh.
Bảo vệ bằng cầu chì có các đặc điểm:
- Đơn giản, rẻ tiền, tương đối tin cậy.
- Đặc tính làm việc biến đổi theo thời gian
- Tác động riêng rẽ theo từng pha
Cầu chì được dùng làm phương án bảo vệ chính cho các thiết bị hoặc mạch điện
không quan trọng và phương án bảo vệ phụ cho các mạch điện khác.
Bảo vệ bằng Áptomat:
- Đặc tính bảo vệ hoàn thiện hơn
- Khả năng cắt dòng lớn
- Tác động đồng thời cả 3 pha
- Thời gian tác động nhanh, nhất là aptomat có móc điện từ.
- Nhược điểm của nó là kết cấu cơ khí phức tạp, đắt tiền nên dùng để bảo vệ các
thiết bị hay mạch điện quan trọng.

Bảo vệ bằng rơ le dòng điện tác động nhanh thường là bảo vệ gián tiếp.
Khi có ngắn mạch rơle dòng điện cấp tín hiệu cho công tăc tơ thực hiện cắt mạch điện bị
sự cố ra khỏi lưới.
b. Bảo vệ quá tải:
Đề cương bài giảng Trang bị điện 1 Đại học CNKTĐ
20
Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện
Hai dạng quá tải: dài hạn và ngắn hạn xung kích
- Quá tải dài hạn: Quá tải xảy ra khi dòng điện chạy qua thiết bị lớn hơn trị số trong
khoảng thời gian lớn hơn cho phép.
Quá tải dài hạn gây hậu quả về nhiệt, làm thiết bị bị phát nóng, cách điện bị già hóa
nếu để lâu có thể làm cách điện bị cháy gây sự cố.
Nguyên nhân xảy ra quá tải dài hạn có thể là:
Do điện áp nguồn bị sụt dưới mức cho phép.
Do mất pha, thiếu pha nguồn.
Do các nguyên nhân cơ khí như mòn ổ bi, cong trục, lệch trục, bôi trơn kém …
Do quá tải công nghệ, động cơ làm việc với dòng điện hoặc công suất lớn hơn trị
số cho phép…
Quá tải dài hạn được bảo vệ bằng rơle nhiệt hoặc aptomat có móc nhiệt.
- Quá tải ngắn hạn xung kích: Quá tải xảy ra với trị số lớn nhưng tồn tại trong
khoảng thời gian ngắn. Với trị số lớn của dòng điện, lực điện động do nó sinh ra sẽ gây
hậu quả về lực điện động, có thể phá huỷ thiết bị về mặt cơ học. Quá tải ngắn hạn xung
kích thường xảy ra khi khởi động hoặc hãm độngcơ điện, dòng điện khởi động hoặc
dòng điện hãm thường có trị số lớn (từ 5 ÷ 7 lần dòng điện định mức đối với động cơ
xoay chiều và từ 10 ÷ 20 lần đối với động cơ một chiều).
Quá tải ngắn hạn xung kích được bảo vệ bằng rơle dòng điện cực đại tác động nhanh
hoặc aptomat có móc điện từ.
c. Bảo vệ không và cực tiểu:
Trong các hệ thống truyền động dùng bộ khống chế chỉ huy trường xảy ra hiện tượng
tự động khởi động của hệ thống khi điện áp phục hồi sau sự cố mất điện.

Hiện tượng này có thể gây ra các hậu quả như:
- Lãng phí điện năng.
- Hư hỏng sản phẩm.
- Hư hỏng thiết bị.
- Mất an toàn cho người.
Trong các hệ thống dùng động cơ xoay chiều, nếu nối động cơ vào lưới ở điện áp
dưới mức cho phép, động cơ bị quá tải, có thể bị cháy.
Trong thực tế, thường phối hợp 2 bảo vệ trên và
được gọi là bảo vệ không và cực tiểu.
Đề cương bài giảng Trang bị điện 1 Đại học CNKTĐ
21
Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện
Sơ đồ nối dây của bảo vệ như hình vẽ.
Bộ khống chế chỉ huy có các tiếp điểm KC0,
KC1, KC2…
Rơ le điện áp RA có trị số tác động không nhỏ
hơn 95% điện áp định mức.
Tác động của sơ đồ như sau:
Trước khi khởi động, tay gạt điều khiển ở vị trí giữa,
tiếp điểm KC0 kín, rơ le RA có điện.
Nếu điện áp đủ, RA tác động, đóng tiếp điểm tự giữ và cấp nguồn cho mạch điều
khiển. Để đưa động cơ vào làm việc phải đưa tay gạt điều khiển sang phải hoặc sang trái,
các tiếp điểm KC1 hoặc KC2 kín, cấp nguồn cho mạch.
Nếu mất điện, RA mở tiếp điểm tự giữ. Khi có điện trở lại, muốn đưa động cơ vào
làm việc phải đưa ta gạt điều khiẻn vè giữa cấp nguồn trở lại cho RA, do đó hệ thống
không thể tự khởi động được. Nếu điện áp lưới giảm quá mức, RA không tác động, động
cơ được cắt ra khỏi nguồn.
d. Bảo vệ mất từ thông kích từ:
Với động cơ một chiều nếu từ thông động cơ nhỏ quá mức cho phép sẽ gây ra các sự
cố sau:

- Khi khởi động nếu từ thông Φ = 0, nếu nối dây quấn phần ứng vào mạch, động cơ sẽ
không khởi động được, dòng điện phần ứng sẽ tương đương với dòng ngắn mạch, dòng
điện này sẽ đốt cháy động cơ.
- Khi đang làm việc nếu vì lí do nào đó, Φ quá nhỏ, cả dòng điện phần ứng và cả tốc độ
động cơ đều tăng quá mức gây cháy dây quấn phần ứng đồng thời phá hỏng các chi tiết
cơ khí liên quan như cổ góp, chổi than…
Để bảo vệ mất từ thông kích từ, sử dụng rơ le dòng điện. Cuộn dây của rơ le được nối
trong mạch cuộn dây kích từ động cơ,còn tiếp diểm của nó được nối trong mạch cuộn
dây công tắc tơ làm việc. Sơ đồ nối dây như hình vẽ.
Tác động của bảo vệ:
Khi khởi động hoặc đang làm viêc, nếu vì
lý do nào đó, dòng điện kích từ động cơ nhỏ
dưới mức cho phép, rơ le dòng điện RTT sẽ
mở tiếp điểm của nó làm công tắc tơ K mất
Đề cương bài giảng Trang bị điện 1 Đại học CNKTĐ
22
Hình 1-9: Khâu bảo vệ
“không và cực tiểu”
Hình 1-10: Khâu bảo vệ mất từ
thông động cơ một chiều.
Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện
điện cắt phần ứng động cơ ra khỏi nguồn
cung cấp.
Đối với động cơ kích thích độc lập cần
chấp hành các quy định:
- Đóng mạch kích thích trước khi đóng mạch phần ứng.
- Mạch điều khiển và mạch kích từ phải được bảo vệ bằng một cầu chì chung để
khi có sự cố mạch kích từ, cầu chì tác động cả mạch kích thích và mạch điều khiển đều
mất điện, dẫn đến công tắc tơ làm việc sẽ ngắt mạch phần ứng ra khỏi nguồn điện.
- Phải có điện trở phóng điện để triệt tiêu sức điện động tự cảm của dây quấn kích

từ khi ngắt động cơ ra khỏi nguồn điện.
e. Khâu liên động làm chức năng bảo vệ:
Trong hệ thống trang bị điện tự động hóa các máy sản xuất thường có nhiều tác động
có liên quan đến nhau. Sự liên kết của các hoạt dộng đó được gọi là tác động liên động.
Khâu liên động trong hệ thống trang bị điện tự động hóa các máy sản xuất nhằm đảm
bảo:
- Sự an toàn cho thiết bị
- Trình tự làm việc của hệ thống.
- Chống ngắn mạch nguồn cung cấp trong các truyền động đảo chiều quay.
Khâu liên động có thể là cơ khí hoặc điện với các sơ đồ nối phù hợp. Tuỳ theo yêu
cầu công nghệ để sử dụng cho hợp lý. Liên động phải đảm bảo sao cho kể cả khi người
vận hành thao tác nhầm vẫn không xảy ra sự cố cho mạch.
Ví dụ: Trong truyền động đảo chiều quay, nếu vì lí do gì đó cả 2 công tắc tơ T, N đều có
điện thì nguồn cung cáp sẽ bị ngắn mạch. Để chống hiện tương này, người ta sử dụng
liên động như sau:
- Dùng các tiếp điểm thường kín của
các công tăc tơ T, N được nối vào
mạch cuộn dây của nhau để đảm bảo
nếu một công tắc tơ nào đó đang làm
việc (đang có điện), tiếp điểm thường
kín của nó sẽ mở, do đó công tắc tơ
kia sẽ không thể có điện.
Liên động như vậy được gọi là liên dộng điện.
Đề cương bài giảng Trang bị điện 1 Đại học CNKTĐ
23
Hình 1-11: Đảo chiều quay động cơ một
chiều và xoay chiều
Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện
- Dùng kết cấu cơ khí để nếu T đang làm việc, mạch từ của N sẽ bị khoá và ngược lại.
Liên động như vậy gọi là liên động cơ khí.

1.3.3. Tín hiệu hóa trong hệ thống truyền động điện
Nhằm giúp nhân viên vận hành tiện việc theo dõi tình trạng hoạt động của hệ thống và
có các xử lý đúng đắn trong trường hợp hệ thóng hoạt dộng không bình thường, đồng
thời giúp cho nhân viên sửa chữa nhanh chóng tìm ra khu vực bị sự cố, hạn chế thời gian
dừng máy, trong hệ thống trang bị điện tự động hoá các máy sản xuất cần có hệ thống tín
hiệu bằng ánh sáng, âm thanh phù hợp phản ánh tình trạng hoạt đọng của hệ.
Các dạng tín hiệu hóa thường dùng là:
* Tín hiệu chỉ sự có mặt của nguồn cung cấp bằng ánh sáng (đèn hiệu)
* Tín hiệu báo tình trạng làm việc hay nghỉ của bộ phận quan trọng
* Tín hiệu báo chuẩn bị và kết thúc làm việc của các bộ phận chuyển động như cần
trục, máy nâng, băng tải bằng chuông, còi
* Tín hiệu dự báo, cấp báo tình trạng làm việc xấu của hệ thống bằng đèn báo hoặc
chuông, còi
I-4. MỘT SỐ SƠ ĐỒ KHỐNG CHẾ CÁC ĐỘNG CƠ THÔNG DỤNG
I-4-1. Các sơ đồ khống chế động cơ một chiều.
1. Sơ đồ khống chế động cơ một chiều công suất nhỏ làm việc trên tốc độ cơ bản
a. Giới thiệu sơ đồ.
- Phần ứng động cơ Đ
- Các điện trở khởi động và hãm r
f
, r
h
.
- Điện trở điều chỉnh kích từ r
kt
.
Đề cương bài giảng Trang bị điện 1 Đại học CNKTĐ
24
Hình 1-12: Sử dụng tiếp điểm thường kín để
thực hiện liên động điện (khoá chéo)

Hình 1-14: Sơ đồ nguyên lý mạch điều
khiển động cơ một chiều làm việc trên
tốc độ cơ bản
Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện
- Rơle dòng điện RI hạn chế dòng điện phần
ứng. Dòng điện tác động của RI nhỏ hơn dòng
khởi động của động cơ, dòng điện nhả được
chọn theo điều kiện tăng tốc của động cơ.
- Các rơle khởi động, hãm RG, RH.
- Rơle bảo vệ từ thông RTT
- Cuộn kích từ động cơ CKT
- Các công tắc tơ làm việc, hãm K, H.
- Các nút ấn điều khiển D, M
b. Chức năng của sơ đồ.
- Khởi động đến tốc độ cơ bản qua điện trở
phụ, khống chế theo tốc độ.
- Tăng tốc trên tốc độ cơ bản nhờ giảm từ thông kích từ có khâu hạn chế dòng điện phần
ứng (khâu rung)
- Hãm dừng động cơ theo phương pháp hãm động năng, khống chế theo nguyên tắc tốc
độ.
c. Hoạt động của sơ đồ.
Khởi động đến tốc độ cơ bản.
Đóng điện vào mạch, cuộn kích từ CKT có điện ngay, dòng điện kích từ là lớn nhất,
từ thông kích từ động cơ là định mức, rơ le RTT tác động, đóng tiếp điểm của nó trong
mạch công tắc tơ K, cho phép khởi động động cơ.
Để khởi động dộng cơ, ấn nút M, công tắc tơ K có điện, nối phần ứng động cơ vào
mạch điện.
- Lúc này, rơ le RG chưa tác động nên điện trở r
f
được nối vào mạch phần ứng động cơ

để hạn chế dòng điện khởi động. Rơ le dòng điện RI đóng tiếp điểm thường mở trong
mạch kích từ.
- Khi tốc độ động cơ tăng, điện áp đặt lên RG tăng. Khi tốc độ đạt trị số chỉnh định, điện
áp đặt lên GR bằng với trị số hút của nó, RG tác động đóng tiếp điểm làm ngắn mạch
điện trở phụ, động cơ tăng tốc đến tốc độ cơ bản.
Tăng tốc trên tốc độ cơ bản.
Đề cương bài giảng Trang bị điện 1 Đại học CNKTĐ
25