giáo trình trang bị điện

Giáo trình Trang bị điện 1

Chương 1
CÁC PHẦN TỬ ĐIỀU KHIỂN TRONG HỆ THỐNG TRANG BỊ
ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
Bài 1: CÁC PHẦN TỬ BẢO VỆ
1. Cầu chì
1.1. Khái niệm
Cầu chì là khí cụ điện dùng để bảo vệ động cơ điện, các khí cụ điện và tồn
mạch điện khi có sự cố ngắn mạch xảy ra. Khi đó dây chảy của cầu chì sẽ đứt làm ngắt
dịng điện trong mạch ngay tức thời nên tránh được hư hỏng, hỏa hoạn cho đường dây
và các khí cụ điện.
Trường hợp mạch điện bị quá tải lớn và dài hạn cầu chì cũng tác động, nhưng
khơng nên phát huy tính năng này của cầu chì, vì khi đó thiết bị sẽ bị giảm tuổi thọ ảnh
hưởng nghiêm trọng đến đường dây.

Hình 1.2: Hình dạng của một số cầu chì
1.2. Cấu tạo – nguyên lý hoạt động
a. Cấu tạo
Cầu chì có đặc điểm đơn giản, kích thước bé, khả năng căt lớn, giá thành hạ nên
được ứng dụng rộng rãi trong thực tế. Cầu chì có cấu tạo gồm 3 bộ phận chính:
o Vỏ: Được làm bằng nhựa, sứ hoặc thủy tinh.
o Dây chảy: Được làm bằng kim loại có độ dẫn điện lớn, độ nóng chảy bé, thường
làm bằng chì, thiếc, nhơm. Hình dạng của cầu chì thường là dạng trịn hoặc băng
mỏng. Thơng thường dây chảy làm bằng chì hoặc hợp kim chì – thiếc. Tuy
nhiên đối với dịng điện tải lớn thì dây chảy làm bằng dây nhơm hoặc lá nhơm.
o Hệ thống tiếp điểm.
Ký hiệu:

Hình 1.2

Trang 1

Biên soạn: Dương Thị Hoa


Giáo trình Trang bị điện 1

b. Ngun lý hoạt động:
Dịng điện trong mạch đi qua dây chảy sẽ làm dây chảy nóng lên theo định luật
Junle-Lenx: Q = I2.R.t. Nếu dịng điện qua mạch bình thường, nhiệt lượng sinh ra cịn
trong phạm vi chịu đựng của dây chảy thì mạch phải hoạt động bình thường.
Khi ngắn mạch (hoặc bị quá tải lớn) dòng điện tăng rất cao, nhiệt lượng sinh ra sẽ
làm dây chảy bị đứt và mạch điện bị cắt, thiết bị được bảo vệ.
Trong thực tế khi quá tải (1,5 ÷ 2)Iđm sự phát nóng của cầu chì xảy ra chậm và
phần lớn nhiệt lượng đều tỏa ra mơi trường chung quanh. Do đó cầu chì khơng bảo vệ
được quá tải nhỏ.
Trị số dòng điện mà dây chảy đứt gọi là dịng điện giới hạn, ta có cầu chì bảo vệ
khi:
Igh > Iđm
Trong đó:
o Đối với dây chảy bằng Chì:

I gh
I đm

o Đối với dây chảy bằng Đồng:
o Đối với dây chảy bằng Thiếc:

= (1,25 ÷1,45)
I gh

I đm
I gh
I đm

=(1,6 ÷ 2)
=1,15

Khi có qua tải lớn (dịng qua dây gấp 3 ÷ 4 lần Iđm) thì cầu chì bị phát nóng cục
bộ, dây chảy bị đứt để bảo vệ cho mạch điện và các thiết bị điện.
1.3. Yêu cầu cơ bản của cầu chì:
o Đặc tính ampe – giây phải thấp hơn đặc tính của đối tượng cần bảo vệ
o Cầu chi làm việc phải có tính chọn lọc: Nơi nào cần bảo vệ thì cầu chì nơi đó tác
động, khi có ngắn mạch phải làm việc theo thứ tự: Cắt điện ở xa nguồn trước.
o Có đặc tính làm việc ổn định.
o Khi làm việc ở chế độ dài hạn thì nhiệt độ phát nóng bé hơn nhiệt độ cho phép.
o Công suất của thiết bị càng tăng thì khả năng cắt của cầu chì càng cao.
o Việc thay thế dây chảy tốn ít thời gian.
1.4. Tính chọn cầu chì
Khi chọn cầu chì thì yêu cầu phải thỏa mãn 3 điều kiện sau:
o Dây chảy qua cầu chì khơng bị đứt khi có dịng điện làm việc lâu dài chạy qua.
o Dây chảy qua cầu chì khơng bị đứt khi có dịng điện mở máy động cơ chạy qua.
o Khi cắt cầu chì phải có tính chọn lọc, nghĩa là thiết bị điện nào bị ngắn mạch thì
chỉ cầu chì bảo vệ thiết bị điện đó cháy, cầu chì bảo vệ đường dây chính vẫn
hoạt động để cấp điện cho nhiều thiết bị.
Chọn cầu chì cần căn cứ vào các yếu tố sau:
- Điện áp định mức:
Uđmcc > Uđmlđ
- Dòng điện định mức:
Iđmcc > Itt
Trang 2

Biên soạn: Dương Thị Hoa


Giáo trình Trang bị điện 1

Trong đó:
+ UđmCC: Điện áp định mức của cầu chì.
+ Iđm: Dịng định mức của dây chảy (A), nhà chế tạo cho theo các bảng.
+ Itt: Dịng điện tính tốn là dịng lâu dài lớn nhất chạy qua dây chảy cầu chì (A).
* Với thiết bị một pha (ví dụ các thiết bị diện gia dụng), dịng tinh tốn chính là
dịng định mức của thiết bị điện:
Itt = Iđmtb =

pdm
U dm . cosϕ

Trong đó:
+ Iđmtb: Dòng định mức của thiết bị (A)
+ Uđm: Điện áp pha định mức bằng 220V
+ Cosϕ: Lấy theo thiết bị điện
Với đèn sợi đốt, bàn là, bếp điện, bình nóng lạnh…: cosϕ = 1
Với quạt, đèn tuýp, điều hòa, tủ lạnh, máy giặt…: cosϕ = 0,8
* Khi cầu chì bảo vệ lưới ba pha, dịng tính tốn xác định như sau:
Pdm
3.U dm . cosϕ

I tt =

Trong đó:

+ Udm: điện áp dây định mưc của lưới điện bằng 380V

+ Cosϕ: lấy theo thực tế
* Cầu chì bảo vệ một động cơ:
Cầu chi bảo vệ một động cơ chọn theo hai điều kiện sau:
Idm≥Itt =Kt .IdmD
I dm ≥

I mm

α

=

K mm .I dmD

α

Trong đó:
+ α: hệ số phụ thuộc điều kiện mở máy, chọn như sau:
+ Kt: hệ số tải của động cơ, nếu khơng biết lấy Kt = 1, khi đó:
I dm≥I dmD

+ IdmD: dòng định mức của động cơ xác định theo cơng thức:
I dmD =

PdmD
3.U dm .cosϕ dm .η

Trong đó:
+ Uđm: Điện áp định mức lưới hạ áp của mang 3 pha.
+ Cosϕ: Hệ số công suất định mức của động cơ.
+ η: Hiệu suất của động cơ.
Trang 3

Biên soạn: Dương Thị Hoa


Giáo trình Trang bị điện 1

+ Kmm: Hệ số mở máy của động cơ khơng đồng bộ rơto lồng sóc, thường
chọn Kmm= (4 ÷7)
+ α: Là hệ số phụ thuộc điều kiện mở máy.Với động cơ mở máy nhẹ nhàng
hoặc mở máy không tải (máy bơm, máy cắt gọt kim loại), α = 2.5;
Với động cơ mở máy nặng hoặc mở máy có tải (cần cẩu, cần trục,
máy nâng), α = 1.6
* Cầu chì bảo vệ 2,3 động cơ:
Trong thực tế, cụm hai, ba động cơ nhỏ hoặc cụm động cơ lớn cùng một, hai
động cơ nhỏ ở gần có khi được cấp điện chung bằng một cầu chì. Trường hợp này cầu
chì cũng được chọn theo hai điều kiện sau:
n −1

I mm max + ∑ K ti * I dmtbi

n

I dm ≥∑ K ti * I dmtbi

I dm ≥

1

1

α

α: lấy theo tính chất của động cơ mở máy.
Để lựa chọn dây chảy cầu chì bảo vệ ngắn mạch cho tải tiêu thụ ta có thể dựa vào
bảng cỡ dây chảy chịu tải dịng điện tối đa sau đây:
Đường kính dây chảy Cường độ dòng điện tác động lên dây chảy (A)
(mm)
Dây chì thiếc
Dây chì
Dây nhơm
0.3

1.8

2

5

0.4

2.5

3

8

0.5

4.0

5

12

0.7

7.0

8.5

20

1.0

12.5

14

35

1.2

42

1.5

60

2.0

85

2. Rơle nhiệt
2.1 Cơng dụng
Rơle nhiệt là một loại khí cụ điện để bảo vệ động cơ và mạch điện khỏi bị quá
tải, thường kết hợp với Cơng tắc tơ. Nó được dùng ở điện áp xoay chiều đến 500V, tần
số 50Hz. Một số kết cấu mới của rơle nhiệt có dịng điện định mức đến 150A, có thể
dùng ở lưới điện một chiều có điện áp đến 440V. Rơle nhiệt được đặt trong tủ điện,
trên bảng điện, trước hoặc sau bộ phận bắt dây dẫn. Rơle nhiệt không tác động tức
Trang 4

Biên soạn: Dương Thị Hoa


Giáo trình Trang bị điện 1

thời theo trị số dịng điện vì nó có qn tính nhiệt lớn, phải có thời gian để phát nóng.
Do đó nó chỉ tác động sau vài giây đến vài phút khi bắt đầu có sự cố. Vì vậy nó khơng
thể dùng để bảo vệ ngắn mạch.
Thường khi dùng rơle nhiệt bảo vệ quá tải, ta phải dùng kèm cầu chì loại "aM"
để bảo vệ ngắn mạch. Hình dạng bên ngồi của rơle nhiệt như hình 3.10a.

Hình 1.3: Hình dạng bên ngồi của Rơle nhiệt
2.2. Cấu tạo

Đầu vào của phần
tử đốt nóng

Đầu ra của phần
tử đốt nóng
Nút ấn phục hồi
Bộ phận điều chỉnh
dịng điện tác động

2 cực đấu dây của cặp
tiếp điểm thường mở
2 cực đấu dây của cặp tiếp
điểm thường đóng

Trang 5

Biên soạn: Dương Thị Hoa


Giáo trình Trang bị điện 1
Tiếp điểm
thường đóng

Tiếp điểm
thường

Phần tử đốt nóng

Bản lưỡng kim
Thanh truyền động

mở tiêp điểm

Hình 1.4: Cấu tạo của Rơle nhiệt

2.3. Nguyên lý làm việc
Nguyên lý chung của rơle nhiệt là dựa trên cơ sở tác dụng nhiệt của dòng điện.
Ngày nay người 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 thường là đồng thau (hoặc thép Crơm - Niken),
có hệ số giãn nở dài lớn (thường lớn hơn 20 lần). Hai tấm kim loại này được ghép chặt
lại với nhau bằng phương pháp cán nóng hoặc hàn để tạo thành một phiến. Ta gọi nó
là phần tử đốt nóng hay lưỡng kim nhiệt.
Khi 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 giãn 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
giãn 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.
o Phần tử đốt nóng gián tiếp (a): Dịng điện đi qua điện trở đặt bao quanh phiến
kim loại.
o Phần tử đốt nóng trực tiếp (b): Dịng điện đi trực tiếp qua phiến kim loại.

Trang 6

Biên soạn: Dương Thị Hoa


Giáo trình Trang bị điện 1

a)

b)

Nút reset
Vít chỉnh

Cần truyền
lực

Tiếp điểm

Thanh
lưỡng kim

Tiếp
điểm

Phần tử
đốt nóng

Dây điện
trở

Hình 1.5b: Cấu tạo và ký hiệu của rơ le nhiệt

Rơle nhiệt gồm hai mạch độc lập: mạch động lực có dịng điện phụ tải đi qua và
mạch điều khiển để đóng ngắt cuộn dây cơng tắc tơ. Lưỡng kim nhiệt 1 được được
đấu nối tiếp với mạch động lực bởi vít 2 và ơm lấy phiến kim loại kép 3. Vít 6 bắt trên

giá nhựa cách điện 5 dùng để điều chỉnh mức độ uốn cong gần hoặc xa của đầu tự do
phiến 3. Giá 5 có thể xoay trục 4. Tuỳ theo trị số dịng điện chạy qua lưỡng kim mà nó
sẽ cong nhiều hay ít đẩy vào vít 6 làm xoay giá 5 để mở ngàm đòn bẩy 9. Dưới tác
dụng của lò xo 8, đòn bẩy 9 được xoay quanh trục 7 ngược chiều kim đồng hồ làm mở
cầu tiếp điểm động 11 khỏi tiếp điểm tĩnh 12. Nút ấn 10 để khôi phục rơle về vị trí ban
đầu sau khi miếng kim loại kép nguội trở lại.

Trang 7

Biên soạn: Dương Thị Hoa


Giáo trình Trang bị điện 1

Bài 2: CÁC PHẦN TỬ ĐIỀU KHIỂN
1. Công tắc, chuyển mạch
1.1. Công dụng
Công tắc, chuyển mạch là loại khí cụ điện dùng để đóng ngắt các thiết bị điện
bằng tay. Thông thường công tắc, chuyển mạch có nhiệm vụ đóng ngắt mạch điện có
cơng suất nhỏ.
Ví dụ như đóng ngắt hệ thống đèn chiếu sáng trong các máy cắt gọt kim loại,
điều khiển các công tắc tơ, rơ le trong mạch điện điều khiển của băng tải…
Hình 2.1 là hình dạng bên ngồi của cơng tắc, chuyển mạch.

Hình 2.1: Hình dạng của một số cơng tắc và chuyển mạch
1.2. Phân loại – Ký hiệu
Công tắc được phân loại như sau:
o Theo phương thức kết nối: Công tắc 1 ngả, Công tắc 2 ngả, Công tắc 3 Ngả…
o Theo cơ cấu tác động: Công tắc ấn, Công tắc gạt, Công tắc xoay…
Trên sơ đồ lý thuyết thì cơng tắc nói chung được ký hiệu như hình 2.2

a)

b)

c)

Hình 2.2: Cơng tắc 1 ngả (a), cơng tắc 2 ngả (b), Công tắc 3 ngả (c)

2. Nút ấn
2.1. Công dụng
Nút ấn là 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, cịn khi khơng có
ngoại lực tác động thì các tiếp điểm của nút ấn sẽ trở về trạng thái ban đầu. Thông
Trang 8

Biên soạn: Dương Thị Hoa


Giáo trình Trang bị điện 1

thường nút ấn có nhiệm vụ khởi động, dừng, đảo chiều quay động cơ thông qua công
tắc tơ và rơle.
Các loại nút ấn thông dụng có điện áp định mức tới 400V, dịng điện 5A, tuổi
thọ lên tới 200.000 lần đóng cắt.

Hình 2.3: Hình dạng bên ngoài của nút ấn

2.2. Phân loại – Ký hiệu
Theo kết cấu thì người ta chia ra làm hai loại nút ấn là nút ấn đơn và nút ấn kép.

Nút ấn đơn có 2 loại là nút ấn đơn thường mở và nút ấn đơn thường đóng. Nút ấn kép
thì có cả tiếp điểm thường mở và tiếp điểm thường đóng (Hình 2.4)

(a)

(b)

(c)

Hình 2.4: Ký hiệu của nút ấn đơn thường mở (a), Nút ấn đơn thường đóng (b) và
nút ấn kép (c)

3. Cơng tắc hành trình.
3.1. Cơng dụng
Cơng tắc hành trình dùng để đóng cắt, chuyển mạch, điều khiển trong truyền
động điện tự động theo tín hiệu “hành trình” của các cơ cấu truyền động cơ khí nhằm
tự động điều khiển hành trình làm việc đã quy định hoặc cắt điện ở cuối hành trình để
đảm bảo an tồn.
Cơng tắc hành trình được sử dụng rộng rãi trong cơng nghiệp cũng như trong
các thiết bị gia dụng như công tắc phanh của xe cơ giới, công tắc của tủ lạnh, của cầu
trục, của thang máy… Ngồi ra cịn dùng để khống chế hành trình của bàn dao hoặc
chi tiết trong các máy cắt gọt kim loại…

Trang 9

Biên soạn: Dương Thị Hoa


Giáo trình Trang bị điện 1

Hình 2.5 : Hình dạng bên ngồi của cơng tắc hành trình
3.2. Phân loại – Ký hiệu

a)

b)

c)

Hình 2.6: Ký hiệu của các tiếp điểm cơng tắc hành trình
Tiếp điểm đơn thường đóng(a), Tiếp điểm đơn thường mở (b) Tiếp điểm kép (c)

4. Bộ khống chế
4.1. Cơng dụng
Bộ khống chế là khí cụ điện được dùng để điều khiển gián tiếp (qua mạch điều
khiển) hoặc điều khiển trực tiếp (qua mạch động lực) các thiết bị điện. Bộ khống chế
điều khiển gián tiếp còn gọi là bộ khống chế từ hay khống chế chỉ huy. Bộ khống chế
điều khiển trực tiếp còn gọi là bộ khống chế động lực.
Bộ khống chế là khí cụ đóng – cắt đồng thời nhiều mạch điện nhờ tay quay hay
vô lăng quay để điều khiển một q trình nào đó như mở máy, điều chỉnh tốc độ, đảo
chiều, hãm động cơ v.v…
4.2. Phân loại – nguyên lý hoạt động
Có nhiều phương pháp để phân loại bộ khống chế như:
o Phân loại theo dòng điện: Bộ khống chế một chiều, bộ khống chế xoay chiều.
o Phân loại theo cấu tạo: Bộ khống chế hình trống, bộ khống chế hình cam.
a. Bộ khống chế hình cam:
Bộ khống chế hình cam có cấu tạo gồm
một chồng đĩa cam 3 có cùng một trục quay
vng 4. Các đĩa cam có các biến dạng cam
khác nhau tuỳ theo chương trình đóng cắt. Khi

quay trục 4, đĩa cam 3 tiếp xúc với bánh lăn 6.
Bánh lăn 6 luôn tỳ sát vào đĩa cam 3 nhờ lực ép
lị xo 5 thơng qua cần 7 có trục quay 8. Ở phần
khuyết của cam 3 thì tiếp điểm động 2 tiếp xúc
với tiếp điểm tĩnh 1 nên thông mạch. Ở phần lồi
của cam 3 thì bánh lăn 6 bị đẩy sang phải, nén
lò xo 5 và hai tiếp điểm 1, 2 rời nhau.

Trang 10

Biên soạn: Dương Thị Hoa


Giáo trình Trang bị điện 1

b. Bộ khống chế hình trống:
Bộ khống chế hình trống có cấu tạo gồm tang trống 1 có trục quay 2 được quay
từng vị trí nhờ vơlăng 3. Trên tang trống có gắn các đoạn vành trượt 4 (vành tiếp xúc
động). Các vành này có thể được nối với nhau nhờ thanh nối 6. Do vậy các má đồng
tiếp xúc tĩnh 7 và 8 (chẳng hạn) gắn trên thanh 11 có thể được nối liền mạch qua 2
vành tiếp xúc động 4 và 5 ở một góc quay tương ứng nào đó. Vị trí quay được chỉ trên
đĩa chia độ cố định 12.
3
Trên sơ đồ tiếp điểm, các dấu
chấm chỉ rõ vị trí của bộ khống chế
12
3'
3
mà các tiếp điểm tương ứng được nối
2'

2
0 1
2
3
3' 2' 1'
5
1' 0 1
thơng. Những vị trí khơng có dấu 7
7
8
8
chấm thì các tiếp điểm bị hở.
4
9
9 10
Lựa chọn bộ khống chế phải căn
6
10
cứ vào điện áp định mức của mạch
điện điều khiển và quan trọng hơn là
11
1
dòng điện cho phép đi qua các tiếp
2
điểm ở chế độ làm việc liên tục và chế
Hình 10.7a Bộ khống chế hình trống
Hình 10.7a Sơ đồ tiếp điểm
độ làm việc ngắn hạn lặp lại.
Hình 2.7: Bộ khống chế hình trống
5. Cầu dao hạ áp

5.1. Cơng dụng
Cầu dao hạ áp là khí cụ điện dùng để đóng, cắt mạch điện bằng tay với tần số
đóng cắt thấp. Cầu dao có cấu tạo đơn giản, gồm có: Đế cách điện, lưỡi dao chính, tiếp
điểm tĩnh và tiếp điểm động. Ngoài ra để tăng khả năng đóng cắt và tăng độ an tồn thì
trong một số loại cầu dao người ta còn lắp thêm lưỡi dao phụ, dây chảy và buồng dập
hồ quang điện.

Hình 2.8: Hình dạng bên ngoài của cầu dao
5.2. Phân loại – nguyên lý hoạt động
Cầu dao được phân loại như sau:
- Theo kết cấu: Cầu dao 1 cực, Cầu dao 2 cực, Cầu dao 3 cực.
- Theo vật liệu đế cách điện: Cầu dao đế nhựa bakelit, Cầu dao đế sứ …
- Theo công dụng: Cầu dao thường, Cầu dao đổi nối …
Trên sơ đồ lý thuyết thì cầu dao được ký hiệu như hình 1.2.
Trang 11

Biên soạn: Dương Thị Hoa


Giáo trình Trang bị điện 1

a)

b)

c)

Hình 2.9: Hình dạng và ký hiệu của cầu dao
a) Cầu dao 1 pha, b) Cầu dao 3 pha, c) Cầu dao 3 pha có cầu chì bảo vệ.

6. Cơng tắc tơ – Khởi động từ
6.1. Cơng dụng
Cơng tắc tơ là khí cụ điện dùng để khống
chế tự động và thường xuyên đóng cắt các mạch
điện động lực từ xa có điện áp lên tới 500V. Tần
số đóng cắt của cơng tắc tơ có thể lên tới 1500
lần/giờ.
Ngồi ra khi làm việc cơng tắc tơ cịn có
cơng dụng bảo vệ sụt áp. Khi điện áp nguồn
giảm khoảng (0,5÷0,6).Uđm thì cuộn hút của
cơng tắc tơ khơng đủ lực hút nên công tắc tơ
không tác động nữa nên cắt nguồn điện ra khỏi
Hình 2.10. Hình dạng của cơng tắc
mạch điện và các thiết bị điện. Hình 2.10 là hình
tơ và khởi động từ
dạng bên ngồi của cơng tắc tơ.
6.2. Phân loại
o Theo dịng điện: Cơng tắc tơ 1 chiều, Công tắc tơ xoay chiều
o Theo nguyên lý truyền động: Công tắc tơ điện từ, Công tắc tơ hơi ép, Công tắc
tơ thuỷ lực…
o Theo kết cấu: Công tắc tơ lắp ở nơi có chiều cao bé, Cơng tắc tơ lắp ở nơi có
chiều rộng bé.
6.3. Cấu tạo nguyên lý hoạt động
Công tắc tơ làm việc dựa trên nguyên lý của nam châm điện. Cấu tạo chung của
công tắc tơ gồm có cuộn dây, lõi thép tĩnh gắn với vỏ, lõi thép động. Trên lõi thép
động có gắn hệ thống tiếp điểm động.
Ngồi ra trong một số cơng tắc tơ cịn có bộ phận dập hồ quang điện. Hiện nay
cơng tắc tơ được chế tạo với dịng điện làm việc lên đến 600A, khả năng đóng cắt của
cơng tắc tơ có thể đạt (20÷50) triệu lần, thời gian tác động nhanh khoảng (0,04÷0,1)
giây.

Trang 12

Biên soạn: Dương Thị Hoa


Giáo trình Trang bị điện 1

Khi làm việc, để bảo vệ q tải thì cơng tắc tơ thường được gắn với rơle nhiệt
gọi là khởi động từ.
Khi đấu công tắc tơ vào mạch điện ta cần chú ý các thông số kỹ thuật sau:
o Dòng điện định mức Iđm của công tắc tơ.
o Điện áp định mức Uđm của cuộn dây.
o Dòng điện định mức của các cặp tiếp điểm.
o Các cặp tiếp điểm chính, phụ, thường đóng, thường mở.
Cơng tắc tơ phải điều khiển tin cậy trong điều kiện điện áp dao động trong một
phạm vi cho phép, thông thường từ (85÷110)% trị số điện áp định mức.
Trên sơ đồ lý thuyết thì các cặp tiếp điểm và cuộn hút của cơng tắc tơ được ký
hiệu như hình 1.4b ( K1, K2, K3, K4 là các tiếp điểm thường mở; K5 là tiếp điểm
thường đóng và K là cuộn dây của cơng tắc tơ).

Hình 2.11. Cấu tạo, ký hiệu của cơng tắc tơ.
6.4. Tính chọn Cơng tắc tơ
Để tính chọn Công tắc tơ ta dựa vào các điều kiện sau:
Điện áp định mức:
UccmCTT ≥ UccmL
Dòng điện dịnh mức: IccmCTT ≥ Ilv max
7. Áp tô mát (CB - Circuit Breaker)
7.1. Cơng dụng
Áp tơ mát (cịn gọi là CB hay máy cắt hạ áp) là khí cụ điện dùng để điều khiển

đóng – cắt mạch điện trực tiếp bằng tay giống như cầu dao, nhưng có thể tự động cắt
mạch điện khi có sự cố quá tải, ngắn mạch, sụt áp… xảy ra. Nhờ thế tránh cho lưới
điện và các thiết bị điện khơng bị hư hỏng. Ngồi ra, Áp tơ mát cũng được dùng để
đóng cắt khơng thường xun các mạch điện ở chế độ bình thường. Cấu tạo chung của
CB gồm có: Hệ thống tiếp điểm, cơ cấu tác động nhiệt (có thể ngắt mạch khi xảy ra
quá tải), cơ cấu tác động điện từ (gồm có nam châm điện, có nhiệm vụ ngắt mạch điện
khi xảy ra ngắn mạch) và bộ phận dập hồ quang điện.
Trang 13

Biên soạn: Dương Thị Hoa


Giáo trình Trang bị điện 1

Hình 2.12: Hình dạng bên ngồi của áp tơ mát

7.2. Phân loại – Các u cầu cơ bản của áp tô mát
* Phân loại:
o Theo kết cấu: Áp tô mát 1 cực, Áp tô mát 2 cực, Áp tô mát 3 cực.
o Theo cơ cấu tác động: Áp tô mát nhiệt tác động chậm, Áp tô mát điện từ tác
động nhanh.
o Theo điện áp: Áp tô mát 1 pha, Áp tô mát 3 pha.
o Theo cơng dụng: Áp tơ mát dịng cực đại, Áp tơ mát dịng cực tiểu, Áp tơ mát
điện áp thấp.
* u cầu chung của Áp tô mát:
o Chế độ làm việc định mức phải là chế độ dài hạn, nghĩa là dịng điện định mức
chạy qua áp tơ mát lây bao nhiêu cũng được, nhiệt độ phát nóng của áp tơ mát
phải bé hơn nhiệt độ cho phép.
o Phải ngắt được dịng điện có trị số lớn (vài chục KA) mà ngay sau đó vẫn làm
việc tốt ở dịng điện định mức.

o Thời gian cắt bé để hạn chế sự phá hoại do dòng điện ngắn mạch tạo ra, đồng
thời nâng cao tính ổn định nhiệt và ổn định lực điện động..
7.3. Cấu tạo của áp tơ mát
- Tiếp điểm:
Gồm có 2 cấp tiếp điểm (chính và hồ quang) hoặc 3 cấp tiếp điểm (chính, phụ
và hồ quang). Khi đóng mạch, tiếp điểm hồ quang đóng trước, sau đó đến tiếp điểm
phụ và cuối cùng là tiếp điểm chính. Khi cắt thì tiếp điểm chính cắt trước, sau đó đến
tiếp điểm phụ và cuối cùng là tiếp điểm hồ quang. Nhờ có tiếp điểm hồ quang mà hồ
quang chỉ cháy trên tiếp điểm hồ quang, không gây hư hỏng đến tiếp điểm chính và
tiếp điểm phụ. Tiếp điểm thường làm bằng hợp kim gốm chịu được hồ quang.
- Hộp dập hồ quang:
Để dập hồ quang người ta dùng 2 kiểu thiết bị đó là kiểu nửa kín (dịng điện giới
hạn cắt < 50kA) và kiểu nửa hở (dòng điện giới hạn cắt > 50kA). Trong buồng dập hồ
quang thông dụng, người ta dùng những tấm thép xếp thành lưới ngăn, để phân chia
thành hồ quang nhiều đoạn ngắn thuận lợi cho việc dập tắt hồ quang.
- Cơ cấu truyền động cắt áp tơ mát:
Truyền động cắt áp tơ mát có 2 loại: bằng tay và bằng cơ điện.
Trang 14

Biên soạn: Dương Thị Hoa


Giáo trình Trang bị điện 1

- Móc bảo vệ:
Dùng để tự động cắt khi có sự cố xảy ra.
7.4. Nguyên lý hoạt động:
3∼

7

3
4

2
11

10

1
5

9

6

8

1. Bộ phận tiếp xúc
2. Móc răng
3. Cần răng

Hình 2.22: NGUN LÝ CẤU TẠO
4. Tay địn
7. Trục quay
5. Rơle dòng điện
8, 9. Lá sắt non
6. Rơle điện áp
10,11. Lị xo

Lúc mạng điện bình thường, các chi tiết ở vị trí như hình vẽ, mạch được đóng kín.
+ Khi mạch bị ngắn mạch (hoặc quá tải), dòng điện tăng cao nên Rơle dòng điện
(5) sẽ hút lá sắt non (8) làm tay đòn (4) tác động vào cần răng (3) làm nhã móc (2).
Dưới lực kéo của lị xo (11) bộ phận tiếp xúc sẽ mở ra và mạch bị cắt.
+ Tương tự khi sụt áp, Rơle điện áp (6) sẽ nhã lá sắt non (9). Dưới lực kéo của lò
xo (10) lá sắt non đẩy tay đòn tác động vào cần răng và móc (2) cũng bị nhả ra, mạch
điện cũng bị cắt.
7.5. Lựa chọn Áp tô mát.
o Dòng điện định mức:
IđmATM ≥ Itt
ItđATM ≥ 1,2 Imax
o Dòng tác động:
o Rơle nhiệt được điều chỉnh:
Inđc = Itt
o Điện áp định mức của Áp tô mát:
5
3
8
UđmATM ≥ UđmL
7
7.6. Các loại áp tơ mát
7.6.1. Áp to mát dịng cực đại
6
2
a.Cấu tạo
+
+
+
+
+

+
+

Nam châm điện số 1
Phần ứng số 2
Lò xo số 3, 4
Cần số 5
Móc số 6
Tiếp điểm tĩnh số 7
Tiếp điểm động số 8.
Trang 15

4
1

Hình 2.10b: Cấu tạo của áp tơ mát dịng cực đại

Biên soạn: Dương Thị Hoa


Giáo trình Trang bị điện 1

b. Ngun lý hoạt động:
Đóng bằng tay thì Áp tơ mát cấp điện cho mạch cần bảo vệ. lúc này móc 6 khớp
với cần 5 làm cho tiếp điểm động 8 tiếp xúc tiếp điểm tĩnh số 7 nên cấpđ iện cho tồn
mạch.
Khi dịng điện chạy qua Áp tơ mát tăng lớn hơn dịng điện định mức Iđm thì lực
hút của nam châm điện 1 lớn hơn lực kéo của lò xo 3 nên Áp tơ mát tác động, móc 6
nhả ra. Nhờ có lực kéo của lị xo 4 mà móc 6 bị kéo ra, tiếp điểm 8 rời khỏi tiếp điểm
7, cắt mạch điện ra khỏi lưới điện.

* Để điều chỉnh dòng cực đại ta điều chỉnh lực kéo của lò xo 3.
7.6.2 Áp tơ mát dịng cực tiểu
5
2
1
a. Cấu tạo
6

4

+ Nam châm điện 1
+ Phần ứng 2.
+ Lò xo 3.
3
+ Cần 4.
+ Tiếp điểm tĩnh 5
+ Tiếp điểm động 6
Hình 2.10c: Sơ đồ cấu tạo áp tơ mát dịng cực tiểu
b. Ngun lý hoạt động:
Đóng bằng tay thì Áp tơ mát cấp điện cho mạch cần bảo vệ. Lúc này do có dòng
điện định mức đi qua cuộn dây của nam châm điện nên lực điện từ sinh ra của nam
châm điện lớn hơn lực kéo của lò xo, làm cho phần ứng 2 hút vào nam châm điện nên
kéo tiếp điểm động 6 tiếp xúc tiếp điểm tĩnh số 5 nên cấp điện cho mạch điện.
Khi dòng điện chạy qua áp tơ mát nhỏ hơn dịng điện định mức Iđm, lực hút của
nam châm điện 1 nhỏ hơn lực kéo của lị xo 3 nên áp tơ mát khơng tác động. Nhờ có
lực kéo của lị xo 3 mà cần 4 bị kéo ra, tiếp điểm 6 rời khỏi tiếp điểm 5, cắt mạch điện
ra khỏi lưới điện.
7.6.3. Áp tô mát điện áp thấp
5
3

U
9
8
7
Áp tô mát điện áp thấp dùng để
bảo vệ mạch điện và các thiết bị điện
khi sụt áp hoặc mất điện áp nguồn.
6
a. Cấu tạo
2
4
+ Nam châm điện 1
1
+ Phần ứng 2
I
+ Lị xo 3,4
Hình 2.10d: Sơ đồ cấu tạo áp tô mát điện áp thấp
+ Cần 5
+ Móc 6
+ Tiếp điểm tĩnh 7
+ Tiếp điểm động 8
Trong áp tơ mát điện áp thấp thì cuộn dây điện áp được mắc song song với nguồn điện.

Trang 16

Biên soạn: Dương Thị Hoa


Giáo trình Trang bị điện 1

b. Ngun lý hoạt động.
Đóng áp tô mát cấp điện cho mạch cần bảo vệ. Lúc này do có điện áp định mức
đặt trên cuộn dây của nam châm điện nên sinh ra từ trường xung quanh cuộn dây làm
cho phần ứng 2 hút vào nam châm điện nên kéo tiếp điểm động 8 tiếp xúc tiếp điểm
tĩnh số 7 để cấp điện cho mạch điện. Khi điện áp qua áp tô mát nhỏ hơn điện áp định
mức Uđm thì lực hút của nam châm điện 1 nhỏ hơn lực kéo của lò xo 3 nên áp tô mát
không tác động nữa. Cần 5 sẽ bật lên nhờ lực kéo của lò xo 3 và quay quanh trục 9.
Nhờ có lực kéo của lị xo 4 mà móc 6 bị kéo ra, tiếp điểm 8 rời khỏi tiếp điểm 7, cắt
mạch điện ra khỏi lưới điện.

Trang 17

Biên soạn: Dương Thị Hoa


Giáo trình Trang bị điện 1

Bài 3: RƠLE
1. Khái quát chung về rơle
Rơle là loại khí cụ điện hạ áp tự động mà tín hiệu đầu ra thay đổi nhảy cấp khi
tín hiệu đầu vào đạt những giá trị xác định. Rơle được sử dụng rất rộng rãi trong mọi
lĩnh vực của khoa học công nghệ và đời sống hành ngày. Rơle có nhiều chủng loại với
nguyên lý làm việc, chức năng khác nhau như rơle điện từ, rơle phân cực, rơle cảm
ứng, rơle nhiệt, rơle điện tử, rơle dòng điện, rơle điện áp…Các yêu cầu chung của rơle
là tính chọn lọc, độ nhạy và độ tin cậy.
Có nhiều loại rơle điện từ khác nhau như:
o Theo công dụng: Rơle bảo vệ, khống chế
o Theo nguyên lý làm việc: Điện từ, từ điện, điện động, nhiệt…
o Theo tính chất dịng điện: 1 chiều, xoay chiều
o Theo tham số đầu vào: Điện áp, dòng điện, tần số, thời gian…

o Theo giá trị: dòng cực đại, dòng
cực tiểu.
2. Rơle điện từ
2.1. Khái niệm
Rơle điện từ là loại khí cụ điện hạ
áp, làm việc trên nguyên lý điện từ, dùng
đóng cắt mạch điện điểu khiển, bảo vệ
và điều khiển sự làm việc của mạch điện.
2.2. Cấu tạo
+ Mạch từ tĩnh 1
+ Mạch từ động 2
+ Cuộn dây 3
+ Lị xo 4
Hình 3.1: Cấu tạo chung của rơle điện từ
+ Tiếp điểm động 5
+ Tiếp điểm tĩnh 6
2.3. Nguyên lý làm việc
Khi cho dòng điện vào cuộn dây 3 thì sẽ sinh ra lực điện từ hút mạch từ 2 về
phía mạch từ 1. Tuy nhiên do lực kéo của lò xo 4 nên mạch từ 2 không chuyển động
thêm, tiếp điểm động 5 khơng tiếp xúc tiếp điểm tĩnh 6.
Khi có dịng điện đủ lớn thì lực điện từ lớn hơn lực kéo của lò xo nên mạch từ 2
bị kéo xuống, tiếp điểm động 5 tiếp xúc tiếp điểm tĩnh 6, mạch điều khiển được đóng
lại.
Thời gian kể từ lúc đầu vào của role được cấp điện đến khi cơ cấu chấp hành tác
động gọi là thời gian tác động.
Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, đảm bảo trong vận hành nên được dùng nhiều trong
sơ đồ bảo vệ, điểu khiển tự động từ xa.
Trang 18

Biên soạn: Dương Thị Hoa

Giáo trình Trang bị điện 1

Nhược điểm: Cơng suất lớn, độ nhạy bé so với các loại Rơle khác.
Ứng dụng: Chế tạo rơle dịng điện, rơle điện áp, rơle cơng suất, rơle thời gian,
rơle trung gian…
3. Rơle dòng điện
Nguyên lý làm việc của rơle dòng điện là phụ thuộc vào cường độ dịng điện đi
qua cn dây:
- Đối với rơle dòng điện cực đại: nếu dòng điện I đi qua cuộn dây của rơle nhỏ
hơn hoặc bằng dòng điện định mức của cuộn dây rơle. Hệ thống tiếp điểm của rơle
khơng thay đổi trạng thái. Vì một lý do nào đó mà dịng điện I đi qua cuộn dây rơle
lớn hơn dịng định mức của nó thì hệ thống tiếp điểm sẽ thay đổi trạng thái.
- Đối với rơle dòng điện cực tiểu: ngược lại, nếu dòng điện I đi qua cuộn dây của
rơle lớn hơn hoặc bằng dòng điện định mức của cuộn dây rơle. Hệ thống tiếp điểm của
rơle khơng thay đổi trạng thái. Vì một lý do nào đó mà dịng điện I đi qua cuộn dây
rơle nhỏ hơn dịng định mức của nó thì hệ thống tiếp điểm sẽ thay đổi trạng thái.
Trị số tác động của rơle thường được chỉnh định theo yêu cầu sử dụng trong một
giới hạn cho trước đối với mỗi cấp, mỗi loại rơle cụ thể.
* Rơle dòng điện cực đại
Rơle dòng điện được dùng để bảo vệ lưới điện, các thiết bị điện có cơng suất lớn
khi dịng điện trong mạch vượt quá giá trị định mức.
Mạch từ 1 hình chữ C, được ghép bởi các lá thép kỹ thuật điện để giảm tổn hao.
Cuộn dây 2 gồm có 2 nửa cuộn có cấu tạo giống nhau, có thể đổi nối song song hay
nối tiếp để thay đổi dải làm việc của dịng điện.
1
Phần ứng 3 hình chữ Z, làm bằng vật liệu dẫn
từ, được gắn trên trục quay.
Khi có dịng điện I chạy qua cuộn dây 2

A
thì sinh ra lực điện từ. Lực điện từ tác động lên
B
phần ứng 3. Do có lị xo 4 nên phần ứng 3 ổn
3
định. Khi dòng điện I vượt quá giá trị chỉnh 5
4
định thì lực điện từ tăng, lớn hơn lực kéo của lò
xo nên hút nắp từ động, làm nắp từ động quay
6
a
đóng hoặc mở các tiếp điểm.
b
Để điều chỉnh dịng tác động có 2 cách:
2
- Chỉnh thơ: Chỉnh cuộn dây.
Hình 3.2: Cấu tạo rơle dòng cực đại
- Chỉnh tinh: Chỉnh độ căng của lị xo 4.
* Tính chọn rơ le dòng điện:
Rơle dòng điện thường gặp các loại: dòng điện một chiều hay dịng điện xoay
chiều, có dịng điện cực đại hay dòng điện cực tiểu.
- Rơle dòng điện cực đại thường được dùng trong mạch bảo vệ quá dòng, quá tải
cho hệ thống. Có thể dùng trong mọi hệ thống cung cấp điện, trang bị điện hay các hệ
thống tự động.
Trang 19

Biên soạn: Dương Thị Hoa


Giáo trình Trang bị điện 1

- Rơle dịng điện cực tiểu thường được sử dụng trong các hệ thống bảo vệ chống
làm việc non tải, trong hệ thống cung cấp điện, trong hệ thống tự động điều chỉnh tốc
độ trong truyền động điện...
Khi cần chọn rơle dòng ta căn cứ vào:
o Dòng điện định mức của rơle: Iđm rơle > Itt mach
o Điện định mức của rơle: Uđmr rơle= Umạng
o Căn cứ vào mục đích sử dụng bảo vệ, dùng để bảo vệ quá tải hay non tải, dùng
trong mạch điện một chiều hay xoay chiều. Tùy vào từng trường hợp cụ thể mà
ta chọn rơle có các thơng số thích hợp.
4. Rơle điện áp
Rơle điện áp được dùng bảo vệ các thiết bị điện khi điện áp đặt vào tăng quá giá
trị cho phép hoặc giảm quá giá trị cho phép.
Rơle điện áp có cấu tạo và nguyên lý hoạt động giống rơle dòng điện nhưng
cuộn dây dòng điện được thay bằng cuộn điện áp có tiết diện bé, nhiều vòng, mắc song
song với mạch cần bảo vệ. Đối với những mạch có điện áp cao hơn điện áp định mức
của rơle thì người ta sử dụng thêm biến điện áp (BU).
Có 2 loại rơle điện áp:
+ Rơle điện áp cực đại
+ Rơle điện áp cực tiểu.
Rơle điện áp có ngun lý làm việc tương tự rơle dịng điện. Điểm khác nhau cơ
bản là đại lượng tác động phụ thuộc vào sự biến đổi của điện áp đặt vào cuộn dây.
Đối với rơle điện áp cực đại (bảo vệ quá áp) ở điện áp định mức rơle chưa tác
động khi điện áp tăng cao đến một giá trị nhất định nào đó rơle tác động để mở tiếp
điểm.
Đối với rơle điện áp cực tiểu (bảo vệ kém áp) ở điện áp định mức rơle hút khi điện áp
giảm thấp đến một giá trị nhất định nào đó thì lực hút của rơle nhỏ hơn lực kéo của lò
xo nên nó nhả ra tác động để mở tiếp điểm.
* Tính chọn rơle:
Khi cần chọn rơle điện áp ta căn cứ vào:

- Dòng điện định mức của rơle: Iđm rơle ≥ Itt mach
- Điện định mức của rơle: phụ thuộc vào loại rơle bảo vệ quá áp hay bảo vệ kém
áp. Thông thường loại rơle điện áp cho phép ta điều chỉnh được giá trị điện áp.
- Căn cứ vào mục đích sử dụng bảo vệ, dùng để bảo vệ quá áp hay kém áp. Tùy
vào từng trường hợp cụ thể mà ta chọn rơle có các thơng số thích hợp.
5. Rơle trung gian
5.1. Cơng dụng
Rơle trung gian là khí cụ điện được dùng nhiều trong các mạch điện công
nghiệp. Cấu tạo của rơle trung gian gồm có cuộn dây, mạch từ và nhiều cặp tiếp điểm
thường đóng và thường mở. Rơle trung gian có khả năng chuyển mạch lớn và công
suất tiêu thụ bé nên được dùng nhiều trong thực tế như thực hiện các quá trình điều
Trang 20

Biên soạn: Dương Thị Hoa


Giáo trình Trang bị điện 1

khiển trung gian, truyền và khuếch đại tín hiệu, hoặc chia tín hiệu từ rơle chính đến
nhiều bộ phận khác nhau của mạch điều khiển và bảo vệ.

Hình 3.3: Hình dạng ngồi của rơle trung gian

5.2. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động
a. Cấu tạo
+ Mạch từ 1
+ Nắp từ động 2
+ Cuộn dây 3
+ Tiếp điểm 4
+ Lị xo 5

Vì dịng điện qua các tiếp điểm có giá trị
bé (thường bé hơn 5A) nên hồ quang sinh ra khi
chuyển mạch khơng đáng kể, vì vậy khơng cần
có buồng dập hồ quang điện.
b. Ngun lý hoạt động
Nếu cuộn dây được cấp điện áp định mức
thì sức từ động sinh ra trong cuộn dây sẽ tạo ra
từ thơng hút phần ứng làm đóng các tiếp điểm
thường mở và mở các tiếp điểm thường đóng.
Khi cắt điện thì nhờ có lị xo 5 mà các tiếp điểm
trở về vị trí ban đầu.

5
4

2
3
1

Hình 3.4: Cấu tạo của rơle trung gian

5.3. Các thông số kỹ thuật
Khi sử dụng rơle trung gian cần chú ý các thông số kỹ thuật như:
- Dòng điện định mức của cuộn hút rơle trung gian.
- Dòng điện định mức của tiếp điểm.
- Điện áp nguồn là một chiều hay xoay chiều.
- Các cặp tiếp điểm thường đóng hay thường mở.
Trên mỗi rơle trung gian thì người ta thường có vẽ sơ đồ bố trí cực đấu dây như
hình 1.6b.
Trên sơ đồ lý thuyết ta thường ký hiệu cuộn dây, các cặp tiêp điểm của rơle

trung gian như hình 3.5.
- Chú thích:
Trang 21

Biên soạn: Dương Thị Hoa


Giáo trình Trang bị điện 1

(2-7): Cuộn dây.
(1-4), (8-5): Tiếp điểm thường
đóng.
(1-3) và (8-6): Tiếp điểm thường
mở.

4

5

2

3

6

2

7
1

8

8

1

1

RTR

8

5.4.Tính chọn Rơle trung gian:
6
5
3
4
7
RTR
Để tính chọn rơle trung gian ta
cần chú ý vào các thơng số sau:
Hình 3.5: Ký hiệu của rơle trung gian
U đmTR ≥ UđmL
IđmTR ≥ IđmL
6. Rơle thời gian
6.1. Khái niệm chung
Trong q trình cơng nghệ, tự động điều khiển và bảo vệ cần có những khoảng
thời gian xác định giữa các thời điểm thao tác của các thiết bị. Để tạo ra khoảng thời
gian đó người ta dùng rơle thời gian. Rơle thời gian được dùng nhiều trong các mạch
điện tự động điều khiển. Nó có tác dụng làm trễ q trình đóng mở các tiếp điểm sau

một khoảng thời gian được chỉnh định trước.Thông thường rơle thời gian không tác
động trực tiếp trên mạch động lực mà tác động gián tiếp thơng qua mạch điều khiển, vì
vậy dịng điện qua rơle có giá trị bé, chỉ cỡ vài ampe.

Hình 3.6: Hình dạng của rơle thời gian

Bộ phận chính của rơle thời gian là bộ phận tác động trễ và các cặp tiếp điểm.
Thông thường người ta phân loại rơle thời gian như sau:
+ Rơle thời gian tác động trễ khi có điện ON DELAY (Hình 3.7a)
+ Rơle thời gian tác động trễ khi mất điện OFF DELAY (Hình 3.7b)
+ Rơle thời gian tác động trễ cả hai thời điểm mất điện và có điện ON/OFF
DELAY (Hình 3.7c)
2

8

8

1

1

TS

7

2

8

8

1

1

5

Hình 3.7a

3

4

7

6

5

Hình 3.7b

Trang 22

8

8

1

1

6

5

3

4

TS

TS

6

2

3

4

7

Hình 3.7c

Biên soạn: Dương Thị Hoa


Giáo trình Trang bị điện 1

Hiện nay người ta thường sử dụng loại rơle điện tử được sản xuất từ Đài Loan,
Trung Quốc, Hàn Quốc…
Hình 3.7d là sơ đồ bố trí cực đấu dây của
rơle thời gian điện tử trễ khi có điện.
4
5
6.2. Ngun lý hoạt động
3
6
- Bình thường khi rơle thời gian chưa có điện thì
các cặp tiếp điểm (1-3), (8-6) mở ra, Cặp tiếp
2
7
điểm (1-4), (8-5) đóng lại.
8
1
- Khi cấp điện vào rơle thời gian, lúc này cuộn
DC
dây
AC
(2-7) có điện, Rơle tác động tiếp điểm (1-4) mở
POWER
ta tức thời và tiếp điểm (1-3) đóng lại tức thời.
Hình
10.17
Hình
3.7d
Hình
7d

Cịn cặp tiếp điểm (8-5) sau một thời gian bằng
thời gian đã chỉnh định thì mở ra và đồng thời
ngay lúc đó tiếp điểm (8-6) đóng lại, điều khiển
cho mạch điện hoạt động.
6.3. Ứng dụng
Ngày nay rơ le thời gian được sử dụng rất nhiều trong công nghiệp và dân dụng.
- Dùng trong các mạch mở máy: Sao - tam giác…
- Dùng trong mạch hãm động cơ: Hãm ngược, hãm động năng…
7. Rơle tốc độ
Rơle tốc độ là loại khí cụ điện dùng để đóng, cắt mạch điện khi tốc độ động cơ
đạt đến một trị số nào đó. Nó được dùng phổ biến trong các mạch hãm ngược động cơ
không đồng bộ.
7.1. Cấu tạo:
B
n
Rơ le tốc độ có cấu tạo gồm các bộ phận
1
chính như sau:
F
Vtđ
2
- Phần cảm là nam châm vĩnh cửu
3
N
2. Nam châm này được gắn đồng trục với
4
trục quay 1 của động cơ.
S
- Phần ứng 3 gồm các lá thép kỹ
thuật điện ghép lại với nhau thành hình trụ

F
Vtđ
rỗng, trên đó có đặt các thanh dẫn ngắn
mạch giống như rơto lồng sóc của quạt
trần. Phần ứng được gắn với một tay gạt 4
và có thể quay tự do.
Rtđ3
Rtđ4
Rtđ1
Rtđ2
Khi phần ứng quay kéo theo tay gạt
tác động vào lá thép đàn hồi để đóng hay
mở các tiếp điểm. Các cặp tiếp điểm đóng
Hình 10.15
hay mở đều phụ thuộc vào chiều quay của
Hình 3.8
phần ứng.
Trang 23

Biên soạn: Dương Thị Hoa


Giáo trình Trang bị điện 1

7.2. Nguyên lý hoạt động:
Khi roto quay (giả sử theo chiều n như hình 3.8) làm cho từ trường B của nam
châm 2 quay theo. Coi từ trường B đứng yên thì các thanh dẫn xem như chuyển động
ngược lại (hướng các véctơ vận tốc tương đối Vtđ như hình vẽ).
Các thanh dẫn chuyển động tương đối trong từ trường B, theo định luật cảm ứng
điện từ, trong thanh dẫn sẽ xuất hiện một sức điện động cảm ứng E (xác định theo quy

tắc bàn tay phải). Vì các thanh dẫn ngắn mạch nên trong thanh dẫn sẽ có dịng điện I
được xác định như hình vẽ. Thanh dẫn mang dịng điện, đặt trong từ trường B nên chịu
tác dụng một lực F. Chiều của F được xác định theo quy tắc bàn tay trái. Ta nhận thấy
lực F này có xu hướng làm cho phần ứng quay theo chiều cùng chiều với chiều quay
của roto n.
Phần ứng quay sẽ kéo theo tay gạt 4 tác động vào thanh đàn hồi làm cho tiếp
điểm Rtđ1 mở, tiếp điểm Rtđ2 đóng lại; Cịn tiếp điểm Rtđ3 và Rtđ4 vẫn giữ nguyên trạng
thái như khi rôto đứng yên. Khi tốc độ động cơ giảm xuống gần bằng 0 thì sức điện
động cảm ứng giảm làm cho mơ men không đủ để cần gạt 4 tác động vào thanh đàn
hồi nữa. Hệ thống tiếp điểm trở về vị trí bình thường.

Trang 24

Biên soạn: Dương Thị Hoa


Giáo trình Trang bị điện 1

Bài 4: CÁC PHẦN TỬ ĐIỆN TỪ
1. Nam châm điện
1.1. Khái niệm, phân loại
Nam châm điện là cơ cấu điện từ dùng để biến đổi điện năng thành cơ năng nhờ
sự thay đổi từ thông trong mạch từ, làm dịch chuyển phần động của mạch từ để tạo ra
cơng có ích. Nam châm điện được dùng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như tự
động hóa, các loại rơle, cơng tắc tơ…
Có nhiều cách để phân loại nam châm điện:
o Theo kết cấu: Nam châm điện có nắp và nam châm điện khơng có nắp.
o Theo tính chất dịng điện: Nam châm điện một chiều và nam châm điện xoay
chiều.
o Theo hình dáng: Nam châm điện hút chập, hút thẳng, hút ống.

o Theo cách cuộn dây vào: Đấu nốit tiếp, đấu song song.
1.2. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của nam châm điện
Hình dáng, kết cấu của
nam châm điện rất đa dạng, phụ
3
thuộc vào chức năng, mục đích
4
sử dụng của nó. Nam châm điện
có hai bộ phận chính là mạch từ
ߜ
Φఋ
(phần từ) và cuộn dây (phần
K
điện).
Trên hình 3.1 trình bày
kết cấu của nam châm điện hút U
chập, thường gặp trong các rơle,
công tắc tơ… Cuộn dây 1 có W
Φ௥
vịng, được quấn trên trụ của
2
phần tĩnh 2 của mạch từ và nối
Φ଴
với nguồn điện qua khóa K.
1
Phần động 3 của mạch từ
thường gọi là nắp của nam châm
Hình 4.1: Cấu tạo của nam châm điện
điện, cách cực tĩnh khe hở làm
việc ߜ nhờ lò xo nhả 4.

Trong mạch từ 1 chiều, vì dịng điện và từ thông sinh ra trong mạch từ 1 chiều
không thay đổi theo thời gian nên khơng có tổn hao điện năng do từ trễ và dịng điện
xốy. Vật liệu cho mạch từ một chiều thường là thép ít các bon và các hợp kim của sắt
với niken.
Trong mạch từ xoay chiều, vì dịng điện là dịng xoay chiều nên trong mạch từ
có tổn hao sắt từ do từ trễ và dịng điện xốy, do đó mạch từ được ghép bởi các lá thép
kỹ thuật điện mỏng cách điện với nhau để giảm tổn hao.
Trang 25

Biên soạn: Dương Thị Hoa