Đề cương bài giảng Thực tập Kỹ thuật điện – điện tử

ĐCBG TT KT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

TRƯỜNG CAO KINH TẾ - KỸ THUẬT VINATEX TP.HCM

ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG

THỰC TẬP KỸ THUẬT
ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

Thành Phố Hồ Chí Minh – 2017
1|Page


ĐCBG TT KT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

2|Page


ĐCBG TT KT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

3|Page


ĐCBG TT KT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

PHẦN A: LÝ THUYẾT
Chương I: KỸ THUẬT ĐIỆN
I. MẠCH ĐIỆN:
1. Khái niệm chung:
 Mạch điện: là một hệ gồm các thiết bị điện, điện tử ghép lại trong đó xảy ra các
q trình truyền đạt, biến đổi năng lượng hay tín hiệu điện từ đo bởi các đại lượng

dòng điện, điện áp. Mạch điện có 2
loại phần tử chính là nguồn và phụ tải
được nối với nhau bằng dây dẫn theo
một cách thức nhất định thơng qua
Hình 1.1
các thiết bị phụ trợ (hình 1-1).
 Nguồn điện: là các phần tử dùng để cung cấp năng lượng điện hoặc tín hiệu điện
cho mạch, ví dụ như máy phát điện, ắc quy, cảm biến nhiệt … Nguồn điện có thể là
nguồn một chiều hoặc xoay chiều.
- Nguồn một chiều: Pin, acquy, máy phát điện một chiều...
- Nguồn xoay chiều: Lấy từ lưới điện, máy phát điện xoay chiều.
 Phụ tải: là các thiết bị nhận năng lượng điện hay tín hiệu điện để chuyển hóa thành
một dạng năng lượng khác, như dùng để thắp sáng (quang năng), chạy các động cơ
điện (cơ năng), dùng để chạy các lò điện (nhiệt năng)..., ký hiệu bằng điện trở R
hoặc bằng trở kháng Z.
 Các thiết bị phụ trợ: như các thiết bị đóng cắt (cầu dao, cơng tắc...), các máy đo
(ampemet, vônmet, wattmet …), các thiết bị bảo vệ (cầu chì, aptơmát ... ).
Một mạch điện phức tạp bao gồm nhiều nhánh kết nối với nhau tạo thành các
mạch vịng khép kín (mắt) giao kết tại các nút:
- Nhánh: là một phần của mạch điện, trong đó
các phần tử mạch mắc nối tiếp với nhau sao
cho có cùng một dòng điện chạy qua.
- Nút: là chỗ giao nhau của các nhánh.
- Mắt: là một mạch vịng khép kín liên kết nhờ
các nhánh.
Ví dụ: Mạch điện trên (hình 1-2) gồm 5
nhánh AB, AC, CB, CD và BD kết nối với nhau
tạo thành 4 nút A, B, C và D. Các mạch vịng
Hình 1.2
khép kín tạo thành các mắt (ACBA), (BCDB) và

(ACDBA).
4|Page


ĐCBG TT KT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

2. Các định luật cơ bản:
2.1. Định luật Ohm:
- Mạch điện 1 chiều: I 

U
R

- Mạch điện xoay chiều: I 

U
Z

2.2. Định luật Kirchhoff 1:
Định luật Kirchhoff 1 còn gọi là định luật Kirchhoff về dòng điện, được phát
biểu như sau : Tổng đại số các dòng điện tại một nút bất kỳ bằng khơng:  k  0
nút

trong đó, nếu qui ước dịng điện đi đến nút mang dấu dương (+) thì dịng điện rời khỏi
nút phải mang dấu âm (-) và ngược lại.
Ví dụ : Áp dụng định luật Kirchhoff 1, viết tại nút K ở hình 1.3 . Ta có:

2.3. Định luật Kirchhoff 2:
Định luật này còn gọi là định luật Kirchhoff về điện áp, được phát biểu như sau:
Tổng đại số các điện áp trên các phần tử dọc theo tất cả các nhánh trong một

vịng kín với chiều tùy ý bằng khơng:  uk  0
vịng

Nếu chiều mạch vịng đi từ cực + sang - của một điện áp thì điện áp đó mang dấu +,
cịn ngược lại mang dấu -.
Ví dụ: Như trên hình 1.4, áp dụng định luật Kirchhoff về điện áp viết phương trình
điện áp cho hai mạch vòng I và II, như sau :
u1 - u2 + e2 - e1 = 0
u1 - u3 + e3 - e1 = 0
3. Các biến đổi tương đương: Hai phần mạch được gọi là tương đương nếu quan hệ
giữa dòng điện và điện áp trên các cực của hai phần mạch là như nhau.
3.1. Các nguồn sức điện động mắc nối tiếp: sẽ tương đương với một nguồn sức điện
động duy nhất có trị số bằng tổng đại số các sức điện động đó: etđ =   ek ( hình
1.5a)
5|Page


ĐCBG TT KT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

Hình 1.5a: Các nguồn áp nối tiếp

Hình 1.5b: Các nguồn dịng song song

3.2.

Các nguồn dòng điện mắc song song: sẽ tương đương với một nguồn dịng
duy nhất có trị số bằng tổng đại số các nguồn dịng đó: jtđ =   jk ( hình 1.5b)

3.3.

Các phần tử điện trở mắc nối tiếp: sẽ tương đương với một phần tử điện trở
duy nhất có điện trở bằng tổng các điện trở các phần tử đó: Rtđ =  Rk ( hình
1.6a)

Hình 1.6a: Điện trở ghép nối tiếp

Hình 1.6b: Điện trở ghép song

3.4.

Các phần tử điện trở mắc song song: sẽ tương đương với một phần tử điện trở
duy nhất có điện dẫn bằng tổng các điện dẫn các phần tử đó: Gtđ =  Gk ( hình
1.6b)

3.5.

Nguồn sức điện động mắc nối tiếp với một điện trở: sẽ tương đương với một
nguồn dòng mắc song song với điện trở đó và ngược lại ( hình 1.7).

Hình 1-7

3.6.

Phép biến đổi sao – tam giác ( Y   ): ( hình 1.8)

Hình 1-8

6|Page

ĐCBG TT KT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

4. Các phương pháp phân tích mạch điện 1 chiều:
4.1. Phương pháp dịng điện nhánh:
 Các bước thực hiện:
Phương pháp này có ẩn số trực tiếp là các dòng điện nhánh:
- Bước 1: Xác định số nhánh n và số nút d của mạch. Chọn chiều tùy ý dòng điện
trong các nhánh và chiều mắt lưới độc lập (nếu bài toán chưa cho).
- Bước 2: Lập hệ phương trình mạch điện:
o Lập (d-1) phương trình nút theo định luật Kirhhoff 1 (K1).
o Lập (n-d+1) phương trình vịng hoặc mắt lưới (nếu là mạch phẳng) theo định
luật Kirhhoff 2 (K2).
- Bước 3: Giải hệ phương trình mạch điện trên để tìm trị số dịng điện trong các
nhánh (Chú ý: nếu dịng điện tìm được có giá trị âm thì kết luận chiều của dịng
điện đó trong mạch là chiều ngược lại).
Ví dụ : Tìm dịng điện trong các nhánh của mạch điện sau đây:
Giải: B1: Mạch điện trên có 5 nhánh, 3 nút. Chiều dịng điện trong các nhánh đã cho sẵn.
Chọn chiều mắt lưới như hình 1.9.
B2: Lập hệ 5 phương trình mạch điện:
- Tại nút A: I4 = I1 + I5
(1)
- Tại nút B: I3 + I5 = I2
(2)
- Vòng ACA: 2I4 + 2I1 = 16
(3)
(4)
- Vòng ACBA: 4I3 – 2I4 – I5 = 0
- Vòng BCB: 12I2 + 4I3 = 12
(5)
B3: Giải hệ 5 phương trình trên, ta được:

I1 = 4,5 (A); I2 = 0,5 (A); I3 = 1,5 (A); I4 = 3,5 (A); I5 = -1 (A)
Vậy dịng I5 có chiều ngược lại so với hình 1.9.
4.2. Phương pháp thế nút:
 Các bước thực hiện:
- Bước 1: Xác định số nút d của mạch. Chọn chiều tùy ý dòng điện trong các nhánh
(nếu bài tốn chưa cho). Nếu trong mạch có chứa nguồn áp mắc nối tiếp với một trở
kháng thì cần thay chúng bằng nguồn dòng tương đương.
7|Page


ĐCBG TT KT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

-

Bước 2: Chọn tùy ý 1 nút (nút gốc) có điện thế bằng 0. Viết phương trình thế các
nút cịn lại (mạch có n nút thì viết n-1 phương trình).
- Bước 3: Giải hệ phương trình thế nút trên để tìm ra các thế nút.
- Bước 4: Suy ra dòng trong từng nhánh theo định luật Ohm trong từng đoạn mạch.
 Chú ý:
- Nút gốc có thể chọn tuỳ ý, thường ta chọn nút có nhiều nhánh nối tới nhất làm nút gốc.
- Điện thế (gọi tắt là thế) của một nút được định nghĩa là điện áp của nút đó so với nút gốc.
- Trở kháng của nguồn áp bằng 0, trở kháng của nguồn dòng bằng .
Trong trường hợp tổng quát đối với mạch có d nút, người ta chứng minh được hệ
phương trình đối với (d-1) thế nút có dạng sau:
(Phương trình viết cho nút 1)
Y111  Y12  2  ...  Y1 d 1  d 1  J đ 1
Y211  Y22  2  ...  Y2 d 1  d 1  J đ 2

(Phương trình viết cho nút 2)

……………………………………
Y d 111  Y d 1 2  2  ...  Y d 1 d 1  d 1  J đ  d 1

(Phương trình viết cho nút d-1)

trong đó:
o Yii (i = 1 ÷ d-1) = tổng các dẫn nạp của các nhánh nối tới nút i.
o Yij = Yji (i = 1 ÷ d-1, j = 1 ÷ d-1, i  j ) = - (tổng các dẫn nạp của các nhánh nối giữa
2 nút i và j)
o J đi = tổng đại số các nguồn dòng chảy vào nút i, mang dấu “+” nếu nguồn dòng chảy
vào nút I, ngược lại mang dấu “-”
4.3. Phương pháp dòng mắt lưới:
 Các bước thực hiện:
- Bước 1: Xác định số nhánh n, số nút d của mạch  số mắt lưới (n-d+1). Chọn
chiều tùy ý dòng điện trong các nhánh, các dòng điện mắt lưới (nếu bài tốn chưa
cho). Nếu trong mạch có nguồn dịng mắc song song với một trở kháng thì cần thay
chúng bằng nguồn áp tương đương.
- Bước 2: Viết hệ phương trình (n-d+1) dịng mắt lưới bằng định luật Kirchhoff 2.
- Bước 3: Giải hệ phương trình trên, ta tìm được giá trị của các dịng mắt lưới.
- Bước 4: Tìm ra các dịng nhánh theo ngun tắc:
o Nếu chỉ duy nhất 1 dòng mắt lưới chạy qua nhánh thì dịng mắt lưới đó chính là
dịng nhánh.
o Nếu có nhiều dịng mắt lưới chạy qua cùng 1 nhánh thì xếp chồng tất cả các
dịng mắt lưới đó lại, ta sẽ có dịng nhánh.
Trong trường hợp tổng qt đối với mạch có d nút, n nhánh, số mắt lưới L = n – d + 1,
người ta chứng minh được hệ phương trình đối với L dịng mắt lưới có dạng sau:
(Phương trình viết cho mắt lưới 1)
Z11 I m1  Z12 I m 2  ...  Z 1 L I mL  E m1
8|Page

ĐCBG TT KT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

Z 21 I m1  Z 22 I m 2  ...  Z 2 L I mL  E m 2

(Phương trình viết cho mắt lưới 2)

……………………………………
Z L1 I m1  Z L 2 I m 2  ...  Z LL I mL  E mL

(Phương trình viết cho mắt lưới L)

trong đó:
o Zii (i = 1 ÷ L) = tổng các trở kháng của các nhánh thuộc mắt lưới i.
o Zij = Zji (i = 1 ÷ L, j = 1 ÷ L, i  j ) =  (tổng các trở kháng của các nhánh chung
giữa 2 mắt lưới i và j), lấy dấu “+” nếu trên các nhánh chung hai dòng mắt lưới
chảy cùng chiều nhau, lấy dấu “-” trong trường hợp ngược lại. Nếu ta chọn tất cả
các dịng mắt lưới có cùng chiều với nhau thì trên nhánh chung giữa hai mắt lưới
hai dòng điện mắt lưới ln chảy ngược chiều nhau, do đó ln lấy dấu “-”.
o Emi = tổng đại số các sức điện động thuộc mắt lưới i, nếu chiều dòng mắt lưới i đi từ
cực – đến cực + của một nguồn sức điện động thì nguồn sức điện động đó mang dấu
“+”, ngược lại lấy dấu “-”.
4.4. Phương pháp xếp chồng:
Nguyên lý xếp chồng như sau: Đáp ứng tạo bởi nhiều nguồn kích thích tác động
đồng thời thì bằng tổng các đáp ứng tạo bởi mỗi nguồn kích thích tác động riêng rẽ.
Mạch có 2 nguồn kích thích là nguồn dịng độc lập J1 và nguồn áp độc lập E2.
Nếu chỉ cho một mình E2 tác động, triệt tiêu J1 thì ta có mạch hình 1.10b với các đáp
ứng I1' , I 2' , I 3' . Nếu chỉ cho một mình J1 tác động cịn E2 triệt tiêu thì ta có mạch hình
1.10c với các đáp ứng I1'' , I 2'' , I3'' .

Hình 1.10

Theo nguyên lý xếp chồng:

I1  I1'  I1''

;

I 2  I 2'  I 2''

;

I 3  I 3'  I 3''

II. TỪ TRƯỜNG:
1. Khái niệm chung:
- Từ trường là một dạng vật chất bao xung quanh hạt mang điện chuyển động và tác
dụng lực từ lên hạt mang điện khác chuyển động trong đó.

9|Page


ĐCBG TT KT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

-

Đường sức từ trường: là đường cong mà tiếp tuyến tại mỗi điểm của nó trùng với
trục kim nam châm đặt tại điểm đó. Chiều của đường sức từ trường là chiều từ cực
nam sang cực bắc của kim nam châm đó.
2. Các đại lượng từ cơ bản của từ trường:

2.1. Cường độ từ cảm (cảm ứng từ): B
- Cường độ từ cảm là đại lượng đặc trưng cho tác dụng lực của từ trường.
-

ur
B tại một điểm là 1 vectơ có phương trùng tiếp tuyến của đường sức đi qua điểm
F
đó, có chiều cùng chiều đường sức từ và có độ lớn: B 
Il sin 

trong đó: F : Lực từ tác dụng lên dây dẫn [N]
I : Cường độ dòng điện qua dây [A]
l : Chiều dài dây dẫn [m]
B : Cảm ứng từ tại điểm xét [T]: 1T = 104Gs
2.2. Từ thông: 
Từ thông qua mặt S là tổng các đường sức từ xun vng góc qua mặt S đó (cịn
ur

gọi là thông lượng của B qua mặt S):
 = BS
trong đó: B : Cảm ứng từ [T]
S : Diện tích mặt giới hạn [m2]
 : Từ thông [Wb]
2.3. Hệ số từ thẩm tương đối: 
Là tỉ số giữa cảm ứng từ trong môi trường chân không và cảm ứng từ trong mơi
trường bất kỳ do cùng một dịng điện kích từ gây ra:



B

 B  B0
B0

2.4. Cường độ từ trường: H
Là đại lượng đặc trưng cho khả năng gây từ của dịng điện. Nó chỉ phụ thuộc vào
dịng điện luyện từ mà không phụ thuộc vào môi trường.
2.5. Hệ số từ thẩm tuyệt đối (a):  a 


 a   0

B
H

(0 = 4.10-7 H/m)

3. Định luật cảm ứng điện từ:
3.1. Trường hợp từ thơng xun qua vịng dây biến thiên:
Khi từ thơng  = (t) xun qua vịng dây biến thiên,
trong vòng dây sẽ cảm ứng suất điện động e(t). Suất điện
động đó có chiều sao cho dịng điện do nó sinh ra tạo ra từ
thơng chống lại sự biến thiên của từ thơng sinh ra nó.
Hình 2.1 Chiều dương sđđ cảm
ứng phù hợp với từ thông theo
qui tắc văn nút chai

10 | P a g e


ĐCBG TT KT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ình 1.11

Hình 1.11.

-

Suất điện động cảm ứng trong một vịng dây được tính theo cơng thức Maxwell:
e

-

d
[V]
dt

(3-1)

Nếu cuộn dây có N vịng, suất điện động cảm ứng là:
e  N

d
d

dt
dt

(3-2)

trong đó:  = N [Wb] gọi là từ thơng móc vịng của cuộn dây.

3.2. Trường hợp thanh dẫn chuyển động trong từ
trường:
Khi thanh dẫn chuyển động thẳng góc với đường sức
từ trường (là trường hợp thường gặp nhất trong máy điện),
trong thanh dẫn cảm ứng suất điện động có trị số:
e = Blv
(3-3)
trong đó: B : Cường độ từ cảm [T].
Hình 2.2 Xác định sđđ cảm
ứng theo qui tắc bàn tay phải
l : chiều dài tác dụng của thanh dẫn [m].
v : tốc độ dài của thanh dẫn [m/s].
Chiều suất điện động cảm ứng xác định theo qui tắc bàn tay phải (hình 2.2).
4. Định luật lực điện từ:
Khi thanh dẫn mang dòng điện đặt thẳng góc với
đường sức từ trường, thanh dẫn sẽ chịu một lực điện từ tác
dụng có trị số là:
F = IBl
(3-4)
trong đó: I : dịng điện chạy trong thanh dẫn [A].
B : cường độ từ cảm [T].
1.13 định sđđ cảm
Hình Hình
2.3 Xác
l : chiều dài thanh dẫn [m].
ứng theo qui tắc bàn tay trái
F : lực điện từ [N]
Chiều của lực điện từ được xác định theo qui tắc bàn tay trái (hình 2.3).
5. Dịng điện xốy:
- Khi từ thông qua khối vật dẫn bằng kim loại biến thiên thì sẽ xuất hiện suất điện

động cảm ứng. Suất điện động này sẽ tạo ra dòng điện cảm ứng chạy quanh trong
vật dẫn: đó là dịng điện xốy hay dịng điện Phu-cơ.
- Tác hại: dịng điện xốy làm nóng máy do đó làm giảm hiệu suất của máy.
- Để giảm nhỏ dịng điện xốy, các máy điện có mạch từ được ghép bằng các lá thép
kỹ thuật điện ghép cách điện với nhau. Dịng điện xốy sinh ra chỉ chạy trong từng
là thép mỏng (thường làm bằng tôn silic)  cường độ dịng điện xốy bị giảm nhỏ.
- Lợi ích: dịng điện xốy được dùng để nấu chảy kim loại (trong lị điện cảm ứng),
tơi kim loại (trong lị điện cao tần) và dùng trong công-tơ điện.
11 | P a g e


ĐCBG TT KT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

III. KHÍ CỤ ĐIỆN:
1. Khái niệm chung:
Khí cụ điện là thiết bị dùng để đóng cắt, bảo vệ, điều khiển, điều chỉnh các lưới
điện, mạch điện, các loại máy điện và các máy trong quá trình sản xuất.
1.1. Phân loại: để thuận tiện cho việc nghiên cứu sử dụng và sửa chữa khí cụ điện,
người ta phân loại như sau:
 Theo cơng dụng:
- Khí cụ điện dùng để đóng cắt lưới điện, mạch điện: Cầu dao, máy cắt, aptomat …
- Khí cụ điện dùng để mở máy: Contactor, khởi động từ, bộ khống chế, biến trở …
- Khí cụ điện dùng để duy trì tham số điện ở giá trị không đổi: thiết bị tự động điều
chỉnh điện áp, dòng điện, tần số, tốc độ, nhiệt độ …
- Khí cụ điện dùng để bảo vệ lưới điện, máy điện: Rơle, aptomat, cầu chì …
- Khí cụ điện đo lường: Máy biến dịng, máy biến điện áp.
- Theo điện áp: có khí cụ điện cao thế (U  1000 V), khí cụ điện hạ thế ( U < 1000 V).
 Theo loại dịng điện: Khí cụ điện trong mạch điện 1 chiều và xoay chiều.
 Theo ngun lý làm việc: có khí cụ điện loại điện từ, cảm ứng, nhiệt, có tiếp điểm,
khơng tiếp điểm …

 Theo điều kiện làm việc và bảo vệ: Khí cụ điện làm việc ở vùng nhiệt đới, vùng
rung động, vùng mỏ có khí nổ, mơi trường có chất ăn mòn kim loại …
1.2. Các yêu cầu cơ bản đối với khí cụ điện:
- Phải đảm bảo sử dụng lâu dài với các thông số kỹ thuật ở định mức, dịng điện qua
vật dẫn khơng được vượt q trị số cho phép vì nếu khơng sẽ làm nóng khí cụ điện
và chóng hỏng.
- Phải ổn định nhiệt và điện động, vật liệu phải chịu nóng tốt và có cường độ cơ khí
cao vì khi q tải hay ngắn mạch, dịng điện lớn có thể làm khí cụ điện bị hư hỏng
hay biến dạng.
- Vật liệu cách điện phải tốt để khi xảy ra quá điện áp trong phạm vi cho phép, khí
cụ điện khơng bị chọc thủng.
- Khí cụ điện phải đảm bảo làm việc được chính xác, an tồn song phải gọn nhẹ, rẻ
tiền và dễ gia công, dễ lắp ráp, dễ kiểm tra và sửa chữa.
- Phải làm việc ổn định ở các điều kiện khí hậu và mơi trường u cầu.
2. Cầu chì:
2.1. Định nghĩa – Đặc điểm:
- Cầu chì là một loại khí cụ điện dùng để bảo vệ thiết bị và lưới điện tránh sự cố
ngắn mạch, thường dùng để bảo vệ cho đường dây dẫn, máy biến áp, động cơ điện,
thiết bị điện, mạch điện điều khiển, mạch điện thắp sáng.

12 | P a g e


ĐCBG TT KT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

-

Cầu chì có đặc điểm là đơn giản, kích thước bé, khả năng cắt lớn và giá thành hạ
nên được ứng dụng rộng rãi.
2.2. Các tính chất và u cầu của cầu chì:

- Cầu chì có đặc tính làm việc ổn định, khơng tác động khi có dịng điện mở máy và
dịng điện định mức lâu dài đi qua.
- Đặc tính A-s của cầu chì phải thấp hơn đặc tính của đối tượng bảo vệ.
- Khi có sự cố ngắn mạch, cầu chì tác động phải có tính chọn lọc.
- Việc thay thế cầu chì bị cháy phải dễ dàng và tốn ít thời gian.
2.3. Cấu tạo:
Cầu chì bao gồm các thành phần sau:
- Phần tử ngắt mạch: đây chính là thành phần chính của cầu chì, phần tử này phải có
khả năng cảm nhận được giá trị hiệu dụng của dòng điện qua nó. Phần tử này có
giá trị điện trở suất rất bé (thường bằng bạc, đồng, hay các vật liệu dẫn có giá trị
điện trở suất nhỏ lân cận với các giá trị nêu trên ..). Hình dạng của phần tử có thể ở
dạng là một dây (tiết diện trịn), dạng băng mỏng.
- Thân của cầu chì: thường bằng thủy tinh, ceramic (sứ gốm) hay các vật liệu khác
tương đương. Vật liệu tạo thành thân của cầu chì phải đảm bảo được hai tính chất:
o Có độ bền cơ khí .
o Có độ bền về điều kiện dẫn nhiệt, và chịu đựng được các sự thay đổi nhiệt độ
đột ngột mà không hư hỏng.
- Vật liệu lấp đầy (bao bọc quanh phần tử ngắt mạch trong thân cầu chì): thường
bằng vật liệu silicat ở dạng hạt, nó phải có khả năng hâp thu được năng lượng sinh
ra do hồ quang và phải đảm bảo tính cách điện khi xảy ra hiện tượng ngắt mạch.
- Các đầu nối: Các thành phần này dùng định vị cố định cầu chì trên các thiết bị
đóng ngắt mạch ; đồng thời phải đảm bảo tính tiếp xúc điện tốt.
2.4. Phân loại cầu chì và phạm vi sử dụng:
Cầu chì có thể được chia thành hai dạng cơ bản, tùy thuộc vào nhiệm vụ:
- Cầu chì loại g: cầu chì dạng này có khả năng ngắt mạch, khi có sự cố quá tải hay
ngắn mạch xảy ra trên phụ tải.
- Cầu chì loại a: cầu chì dạng này chỉ có khả năng bảo vệ duy nhất trạng thái ngắn
mạch trên tải.
Cầu chì dùng trong lưới điện hạ thế có nhiều hình dạng khác nhau, trong sơ đồ
nguyên lý ta thường ký hiệu cho cầu chì theo một trong các dạng sau ( hình 3.1& 3.2):

Hình 3.1 Các ký hiệu cầu chì

13 | P a g e


ĐCBG TT KT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

Hình 3.2: Hình dạng của cầu chì ống, và vỏ hộp (Cầu chì của SIEMENS)

2.5. Các thông số và phương pháp lựa chọn cầu chì:
 Trong lưới điện ánh sáng sinh hoạt :
Cầu chì được chọn theo 2 điều kiện sau:

U dmCC  U dmLD
I dm  I tt

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.
: là dòng lâu dài lớn nhất chạy qua dây chảy cầu chì (A).
Itt
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: I tt  I dmtb 

Pdm
U dm cos 

Trong đó:

Idmtb: Là dịng định mức của thiết bị (A)
Udm: điện áp pha định mức bằng 220V
cos: lấy theo thiết bị điện
Với đèn sợi đốt, bàn là, bếp điện, bình nóng lạnh: cos = 1
Với quạt, đèn tp, điều hoà, tủ lạnh, máy giặt: cos = 0,8

Khi cầu chì bảo vệ lưới ba pha, dịng tính tốn xác định như sau: I tt 

Pdm
3U dm cos 

Trong đó:
Udm: điện áp dây định mức của lưới điện bằng 380V.
 Cầu chì bảo vệ một động cơ:
 I dm  I tt  K t * I dmD

I mm K mm * I dmD
 I dm   


Cầu chì bảo vệ một động cơ chọn theo hai điều kiện sau: 

Kt: hệ số tải của động cơ, nếu không biết lấy Kt = 1, khi đó: I dm  I dmD
14 | P a g e


ĐCBG TT KT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

IdmD: dòng định mức của động cơ xác định theo công thức: I dmD 
Với:

PdmD
3 *U dm *cos dm * 

Uđm = 380V là điện áp định mức lưới hạ áp của mạng 3 pha 380V,
Cos: hệ số công suất định mức của động cơ nhà chế tạo cho thường bằng 0.8,
: hiệu suất của động cơ,
Kmm: hệ số của động cơ nhà chế tạo cho, thường Kmm = (4 ÷7).
 :  = 2.5 (động cơ mở máy nhẹ hoặc không tải: máy bơm, máy cắt gọt kim loại),
 = 1.6 (động cơ mở máy nặng hoặc có tải: cần cẩu, cầu trục, máy nâng).
3. CB (CIRCUIT BREAKER):
CB (Circuit Breaker), hay Aptômát là khí cụ điện dùng đóng ngắt mạch điện (một
pha, ba pha); có cơng dụng bảo vệ q tải, ngắn mạch, sụt áp … mạch điện.
3.1. CB phải thỏa ba yêu cầu sau:
- Chế độ làm việc ở định mức của CB phải là chế độ làm việc dài hạn, nghĩa là trị số dòng
điện định mức chạy qua CB lâu tùy ý. Mặt khác, mạch dòng điện của CB phải chịu được
dịng điện lớn (khi có ngắn mạch) lúc các tiếp điểm của nó đã đóng hay đang đóng.
- CB phải ngắt được trị số dòng điện ngắn mạch lớn, có thể vài chục KA. Sau khi ngắt
dịng điện ngắn mạch, CB đảm bảo vẫn làm việc tốt ở trị số dịng điện định mức.
- Để nâng cao tính ổn định nhiệt và điện động của các thiết bị điện, hạn chế sự phá
hoại do dòng điện ngắn mạch gây ra, CB phải có thời gian cắt bé. Muốn vậy
thường phải kết hợp lực thao tác cơ học với thiết bị dập hồ quang bên trong CB.
Để thực hiện yêu cầu thao tác bảo vệ có chọn lọc, aptomat phải có khả năng điều
chỉnh trị số dịng điện tác động và thời gian tác động.
3.2. Cấu tạo: gồm các bộ phận chính sau đây:
3.2.1. Tiếp điểm:
CB thường được chế tạo có hai cấp tiếp điểm (tiếp điểm chính và hồ quang),

hoặc ba cấp tiếp điểm (chính, phụ, hồ quang). Khi đóng mạch, tiếp điểm hồ quang
đóng trước, tiếp theo là tiếp điểm phụ, sau cùng là tiếp điềm chính. Khi cắt mạch thì
ngược lại, tiếp điểm chính mở trước, sau đến tiếp điểm phụ, cuối cùng là tiếp điểm hồ
quang. Như vậy hồ quang chỉ cháy trên tiếp điểm hồ quang, do đó bảo vệ được tiếp
điểm chính để dẫn điện. Dùng thêm tiếp điểm phụ để tránh hồ quang cháy lan vào làm
hư hại tiếp điểm chính.
3.2.2. Hộp dập hồ quang:
Để CB dập được hồ quang trong tất cả các chế độ làm việc của lưới điện, người ta
thường dùng hai kiểu thiết bị dập hồ quang là: kiểu nửa kín và kiểu hở. Kiểu nửa kín được đặt
trong vỏ kín của CB và có lỗ thốt khí. Kiểu này có dịng điện giới hạn cắt khơng q 50KA.
Kiểu hở được dùng khi giới hạn dòng điện cắt lớn hơn 50KA hoặc điện áp > 1000V (cao áp).
15 | P a g e


ĐCBG TT KT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

Trong buồng dập hồ quang thông dụng, người ta dùng những tấm thép xếp thành lưới
ngăn, để phân chia hồ quang thành nhiều đọan ngắn thuân lợi cho việc dập tắt hồ quang.
3.2.3. Cơ cấu truyền động cắt CB:
Truyền động cắt CB thường có hai cách: bằng tay và bằng cơ điện (điện từ,
động cơ điện). Điều khiển bằng tay được thực hiện với các CB có dịng điện định mức
khơng lớn hơn 600A. Điều khiển bằng điện từ (nam châm điện) được ứng dụng ở các
CB có dịng điện lớn hơn (đến 1000A).
Để tăng lực điều khiển bằng tay người ta dùng một tay dài phụ theo ngun lý
địn bẩy. Ngồi ra cịn có cách điều khiển bằng động cơ điện hoặc khí nén.
3.2.4. Móc bảo vệ:
CB tự động cắt nhờ các phần tử bảo vệ – gọi là móc bảo vệ, sẽ tác động khi
mạch điện có sự cố q dịng điện (quá tải hay ngắn mạch) và sụt áp.
- Móc bảo vệ quá dòng điện (còn gọi là bảo vệ dòng điện cực đại) để bảo vệ thiết bị
điện không bị quá tải và ngắn mạch, đường thời gian – dòng điện của móc bảo vệ

phải nằm dưới đường đặc tính của đối tượng cần bảo vệ. Người ta thường dùng hệ
thống điện từ và rơle nhiệt làm móc bảo vệ, đặt bên trong CB.
- Móc bảo vệ sụt áp (cịn gọi là bảo vệ điện áp thấp) cũng thường dùng kiểu điện từ.
Cuộn dây mắc song song với mạch điện chính, cuộn dây này được quấn ít vịng
với dây tiết diện nhỏ chịu điện áp nguồn.
3.3. Nguyên lý hoạt động:
3.3.1. Sơ đồ nguyên lý của CB dòng điện cực đại (hình 3.3):
Ở trạng thái bình thường sau khi đóng điện, CB được giữ ở trạng thái đóng tiếp
điểm nhờ móc 2 khớp với móc 3 cùng một cụm với tiếp điểm động.
Bật CB ở trạng thái ON, với dòng điện định mức nam châm điện 5 và phần ứng 4
không hút. Khi mạch điện quá tải hay ngắn mạch, lực hút điện từ ở nam châm điện 5
lớn hơn lực lò xo 6 làm cho nam châm điện 5 sẽ hút phần ứng 4 xuống làm bật nhả
móc 3, móc 5 được thả tự do, lò xo 1 được thả lỏng, kết quả các tiếp điểm của CB
được mở ra, mạch điện bị ngắt.

Hình 3.3: Sơ đồ nguyên lý của CB dịng điện cực đại

16 | P a g e

Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lý của CB điện áp thấp


ĐCBG TT KT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

3.3.2. Sơ đồ nguyên lý của CB điện áp thấp (hình 3.4):
Bật CB ở trạng thái ON, với điện áp định mức nam châm điện 11 và phần ứng 10
hút lại với nhau. Khi sụt áp quá mức, nam châm điện 11 sẽ nhả phần ứng 10, lị xo 9
kéo móc 8 bật lên, móc 7 thả tự do, thả lỏng, lị xo 1 được thả lỏng, kết quả các tiếp
điểm của CB được mở ra, mạch điện bị ngắt.
3.4. Phân loại CB:

- Theo kết cấu, người ta chia CB ra ba loại: một cực, hai cực và ba cực.
- Theo thời gian thao tác, người ta chia CB ra loại tác động không tức thời và loại
tác động tức thời (nhanh).
- Theo công dụng bảo vệ, người ta chia CB ra các loại: CB cực đại theo dòng điện,
CB cực tiểu theo điện áp, CB dòng điện ngược v.v…
- Trong một vài trường hợp có yêu cầu bảo vệ tổng hợp (cực đại theo dịng điện,
cực tiểu theo điện áp), ta có loại CB vạn năng.
4. Contactor:
Contactor là một loại khí cụ điện dùng để đóng ngắt từ xa tự động hoặc bằng nút
nhấn các mạch điện có phụ tải, điện áp đến 500V và dịng đến 600A (vị trí điều khiển,
trạng thái hoạt động của contactor rất xa vị trí các tiếp điểm đóng ngắt mạch điện).
4.1. Cấu tạo:
Contactor được cấu tạo gồm các thành phần: cơ cấu điện từ (nam châm điện),
hệ thống dập hồ quang, hệ thống tiếp điểm (tiếp điểm chính và phụ). ( hình 3.5)
4.1.1. Nam châm điện:
Nam châm điện gồm có 4 thành phần:
- Cuộn dây dùng tạo ra lực hút nam châm.
- Lõi sắt (hay mạch từ) của nam châm gồm hai phần: phần cố định, và phần nắp
di động. Lõi thép nam châm có thể có dạng EE, EI hay dạng CI.
- Lị xo phản lực có tác dụng đẩy phần nắp di động trở về vị trí ban đầu khi
ngừng cung cấp điện vào cuộn dây.

Hình 3.5

17 | P a g e


ĐCBG TT KT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

4.1.2. Hệ thống dập hồ quang điện:

Khi contactor chuyển mạch, hồ quang điện sẽ xuất hiện làm các tiếp điểm bị cháy,
mịn dần. Vì vậy cần có hệ thống dập hồ quang gồm nhiều vách ngăn làm bằng kim loại
đặt cạnh bên hai tiếp điểm tiếp xúc nhau, nhất là ở các tiếp điểm chính của contactor.
4.1.3. Hệ thống tiếp điểm của contactor:
Hệ thống tiếp điểm liên hệ với phần lõi từ di động qua bộ phận liên động về cơ.
Tùy theo khả năng tải dẫn qua các tiếp điểm, ta có thể chia các tiếp điểm của contactor
thành hai loại:
- Tiếp điểm chính: có khả năng cho dịng điện lớn đi qua (từ 10A đến vài nghìn A,
thí dụ khoảng 1600A hay 2250A). Tiếp điểm chính là tiếp điểm thường hở đóng lại
khi cấp nguồn vào mạch từ của contactor làm mạch từ contactor hút lại.
- Tiếp điểm phụ: có khả năng cho dòng điện đi qua các tiếp điểm nhỏ hơn 5A. Tiếp
điểm phụ có hai trạng thái: thường đóng và thường hở, Tiếp điểm thường đóng là loại
tiếp điểm ở trạng thái đóng (có liên lạc với nhau giữa hai tiếp điểm) khi cuộn dây nam
châm trong contactor ở trạng thái nghỉ (không được cung cấp điện). Tiếp điểm này hở
ra khi contactor ở trạng thái hoạt động. Ngược lại là tiếp điểm thường hở.
Như vậy, hệ thống tiếp điểm chính thường được lắp trong mạch điện động lực, còn
các tiếp điểm phụ sẽ lắp trong hệ thống mạch điều khiển (dùng điều khiển việc cung cấp
điện đến các cuộn dây nam châm của các contactor theo quy trình định trước).
4.2. Nguyên lý hoạt động của contactor:
Khi cấp nguồn điện bằng giá trị điện áp định mức của contactor vào hai đầu của
cuộn dây quấn trên phần lõi từ cố định thì lực từ tạo ra hút phần lõi từ di động hình
thành mạch từ kín (lực từ lớn hơn phản lực của lò xo), contactor ở trạng thái hoạt
động. Lúc này nhờ vào bộ phận liên động về cơ giữa lõi từ di động và hệ thống tiếp
điểm làm cho tiếp điểm chính đóng lại, tiếp điểm phụ chuyển đổi trạng thái (thường
đóng sẽ mở ra, thường hở sẽ đóng lại) và duy trì trạng thái này. Khi ngưng cấp nguồn
cho cuộn dây thì contactor ở trạng thái nghỉ, các tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu.
4.3. Các thông số cơ bản của contactor:
4.3.1. Điện áp định mức:
- Điện áp định mức của contactor Uđm là điện áp của mạch điện tương ứng mà
tiếp điểm chính phải đóng ngắt, chính là điện áp đặt vào hai đầu cuộn dây của

nam châm điện sao cho mạch từ hút lại.
- Cuộn dây hút có thể làm việc bình thường ở điện áp trong giới hạn (85- 105)%
điện áp định mức của cuộn dây. Thông số này được ghi trên nhãn đặt ở hai đầu
cuộn dây contactor, có các cấp điện áp định mức: 110V, 220V, 440V một chiều
và 127V, 220V, 380V, 500V xoay chiều.
4.3.2. Dòng điện định mức:
18 | P a g e


ĐCBG TT KT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

-

Dòng điện định mức của contactor Iđm là dòng điện định mức đi qua tiếp điểm
chính trong chế độ làm việc lâu dài, thời gian contactor ở trạng thái đóng khơng
q 8 giờ.
- Dịng điện định mức của contactor hạ áp thơng dụng có các cấp là: 10A, 20A,
25A, 40A, 60A, 75A, 100A, 150A, 250A, 300A, 600A.
- Nếu contactor đặt trong tủ điện thì dịng điện định mức phải lấy thấp hơn 10%
vì làm kém mát, dòng điện cho phép qua contactor còn phải lấy thấp hơn nữa
trong chế độ làm việc dài hạn.
4.3.3. Khả năng cắt và khả năng đóng:
- Khả năng cắt của contactor điện xoay chiều đạt bội số đến 10 lần dòng điện
định mức với phụ tải điện cảm.
- Khả năng đóng: contactor điện xoay chiều dùng để khởi động động cơ điện cần
phải có khả năng đóng từ 4 đến 7 lần Iđm.
4.3.4. Tuổi thọ của contactor: được tính bằng số lần đóng mở, sau số lần đóng mở ấy
thì contactor sẽ bị hỏng và khơng dùng được.
- Độ bền cơ khí: được xác định bởi số lần đóng cắt không tải contactor, contactor
hiện đại đạt tuổi thọ cơ khí từ 10  20 triệu lần thao tác.

- Độ bền điện: được xác định bởi số lần đóng cắt có tải định mức, contactor đạt
tuổi thọ về điện tới 3 triệu lần thao tác.
4.3.5. Tần số thao tác:
- Là số lần đóng cắt contactor trong một giờ. Tần số thao tác bị hạn chế bởi sự
phát nóng của các tiếp điểm chính do hồ quang. Có các cấp: 30, 100, 120, 150,
300, 600, 1200, 1500 lần/h.
4.3.6. Tính ổn định lực điện động:
- Tiếp điểm chính của contactor cho phép một dòng điện lớn đi qua (khoảng 10
lần dòng điện định mức) mà lực điện động không làm tách rời tiếp điểm thì
contactor có tính ổn định lực điện động.
4.3.7. Tính ổn định nhiệt:
- Contactor có tính ổn định nhiệt nghĩa là khi có dịng điện ngắn mạch chạy qua trong
một khoảng thời gian cho phép, các tiếp điểm không bị nóng chảy và hàn dính lại.
5. Khởi động từ:
Khởi động từ là một loại khí cụ điện dùng để điều khiển từ xa việc đóng –ngắt,
đảo chiều và bảo vệ quá tải (nếu có lắp thêm rơle nhiệt) các động cơ khơng đồng bộ ba
pha rơto lồng sóc. Muốn bảo vệ ngắn mạch phải lắp thêm cầu chì.

19 | P a g e


ĐCBG TT KT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

5.1. Các yêu cầu kỹ thuật:
Khởi động từ cần phải thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật sau:
- Tiếp điểm có độ bền chịu mài mịn cao.
- Khả năng đóng – cắt cao.
- Thao tác đóng – cắt dứt khốt.
- Tiêu thụ cơng suất ít nhất.
- Bảo vệ động cơ không bị quá tải lâu dài (có rơle nhiệt).

- Thỏa điều kiện khởi động: Ikđ = (4  7)Iđm.
5.2. Phân loại:
- Điện áp định mức của cuộn dây hút: 36V, 127V, 220V, 380V, 500V.
- Kết cấu bảo vệ chống các tác động bởi môi trường xung quanh: hở, bảo vệ,
chống bụi, nước, nổ…
- Khả năng làm biến đổi chiều quay động cơ điện: không đảo chiều quay và đảo
chiều quay.
- Số lượng và loại tiếp điểm: thường hở, thường đóng.
5.3.Nguyên lý làm việc của khởi động từ:
5.3.1. Khởi động từ đơn:
Khi cung cấp điện áp cho cuộn dây bằng nhấn nút khởi động M, cuộn dây
contactor có điện hút lõi thép di động và mạch từ khép kín lại; làm đóng các tiếp điểm
chính để khởi động động cơ và đóng tiếp đểm phụ thường hở để duy trì mạch điều
khiển khi bng tay khỏi nút nhấn khởi động.
Khi nhấn nút dừng D, khởi động từ bị ngắt điện, dưới tác dụng của lực lò xo nén
làm phần lõi từ di động trở về vị trí ban đầu; các tiếp điểm trở về trạng thái thường hở.
Động cơ dừng hoạt động.

( a)
(b)
Hình 3.6 Sơ đồ điều khiển ĐCKĐB rotor lồng sóc quay một chiều mở máy trực tiếp (a), và
đặc tính cơ khi mở máy ( b)

Khi có sự cố quá tải động cơ, rơle nhiệt sẽ thao tác làm ngắt mạch điện cuộn dây,
do đó cũng ngắt khởi động từ và dừng động cơ điện.
20 | P a g e


ĐCBG TT KT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

Mạch lực và mạch điều khiển được bảo vệ ngắn mạch bằng cầu chì.
Sơ đồ cịn có tác dụng bảo vệ điện áp thấp. Khi điện áp tụt còn (50  60)%Udm hay
mất điện ngẫu nhiên thì contactor K bị nhả đưa sơ đồ về trạng thái ban đầu. Sau đó
điện lưới có được khơi phục thì động cơ cũng khơng thể tự chạy lại. Muốn động cơ
chạy phải ấn nút M.
5.3.2. Khởi động từ kép: (hình 3.7)
Khi ấn nút MT, cơngtắctơ KT tác động, nối mạch lực cấp điện cho động cơ quay
thuận. Muốn dừng, ấn nút D, động cơ dừng tự do.
Khi ấn nút MN, côngtắctơ KN tác động, nối mạch lực có đảo chỗ 2 pha R và T để
động cơ quay ngược .
Để tránh ngắn mạch 2 pha R và T khi cả hai công tắc tơ KT và KN cùng hút, mạch
điều khiển cuộn KT và KN được khóa chéo:
- Khóa chéo về điện: tiếp điểm thường đóng KT gửi vào mạch cuộn KN và ngược lại.
- Khóa chéo về cơ nhờ nút ấn liên động: khi ấn nút thường mở MT để đóng mạch
cuộn KT quay thuận thì đồng thời nút ấn thường đóng liên động với nó ở mạch
cuộn KN mở ra để không cho cuộn KN có điện. Tương tự như vậy, nút thường
đóng liên động với nút ấn thường mở MN được gửi vào cuộn KT.

( a)
(b)
Hình 3.7 Sơ đồ điều khiển ĐCKĐB rotor lồng sóc quay một chiều mở máy trực tiếp (a), và
đặc tính cơ khi mở máy ( b)

6. Rơle thời gian:
6.1. Khái niệm:
Rơle thời gian là một khí cụ điện dùng trong lĩnh vực điều khiển tự động, với vai
trò điều khiển trung gian giữa các thiết bị điều khiển theo thời gian định trước.
Tùy theo yêu cầu sử dụng khi lắp ráp hệ thống mạch điều khiển truyền động, ta
có hai loại rơle thời gian: rơle thời gian ON DELAY, rơle thời gian OFF DELAY.
21 | P a g e

ĐCBG TT KT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

6.2. Rơle thời gian ON DELAY:
- Ký hiệu cuộn dây rơle thời gian

-

Điện áp đặt vào hai đầu cuộn dây rơle thời gian được ghi trên nhãn, thông thường :
110V, 220V…
Hệ thống tiếp điểm: Tiếp điểm tác động khơng tính thời gian: tiếp điểm này hoạt
động tương tự các tiếp điểm của rơle trung gian.

-

Nguyên lý hoạt động: Khi cấp nguồn vào cuộn dây của rơle thời gian ON DELAY,
các tiếp điểm tác động khơng tính thời gian chuyển đổi trạng thái tức thời (thường
đóng hở ra, thường hở đóng lại), các tiếp điểm tác động có tính thời gian khơng đổi.
Sau khoảng thời gian đã định trước, các tiếp điểm tác động có tính thời gian sẽ
chuyển trạng thái và duy trì trạng thái này.
Khi ngưng cấp nguồn vào cuộn dây, tất cả các tiếp điểm tức thời trở về trạng thái
ban đầu.
6.3. Rơ-le thời gian OFF DELAY:
- Ký hiệu cuộn dây rơ-le thời gian:

- Điện áp đặt vào hai đầu cuộn dây rơle thời gian được ghi trên nhãn, thông thường:
110V, 220V…
- Hệ thống tiếp điểm:
Tiếp điểm tác động khơng tính thời gian: tiếp điểm này hoạt động tương tự các

tiếp điểm của rơle trung gian.

22 | P a g e


ĐCBG TT KT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

Nguyên lý hoạt động:
Khi cấp nguồn vào cuộn dây của rơle thời gian OFF DELAY, các tiếp điểm tác
động tức thời và duy trì trạng thái này.
Khi ngưng cấp nguồn vào cuộn dây, tất cả các tiếp điểm tác động khơng tính thời
gian trở về trạng thái ban đầu. Tiếp sau đó một khoảng thời gian đã định trước, các
tiếp điểm tác động có tính thời gian sẽ chuyển về trạng thái ban đầu.
7. Rơle nhiệt (Over Load OL):
7.1. Khái niệm và cấu tạo: (hình 3.8)
Rơle nhiệt là một loại khí cụ để bảo vệ động cơ và mạch điện khi có sự cố quá tải.
Rơle nhiệt không tác động tức thời theo trị số dịng điện vì nó có qn tính nhiệt lớn,
phải có thời gian phát nóng, do đó nó làm việc có thời gian từ vài giây đến vài phút.
Phần tử phát nóng 1 được đấu nối tiếp với mạch động lực bởi vít 2 và ơm phiến
lưỡng kim 3. Vít 6 trên giá nhựa cách điện 5 dùng để điều chỉnh mức độ uốn cong đầu
tự do của phiến 3. Giá 5 xoay quanh trục 4, tùy theo trị số dịng điện chạy qua phần tử
phát nóng mà phiến lưỡng kim cong nhiều hay ít, đẩy vào vít 6 làm xoay giá 5 để mở
ngàm đòn bẩy 9. Nhờ tác dụng lò xo 8, đẩy đòn bẩy 9 xoay quanh trục 7 ngược chiều
kim đồng hồ làm mở tiếp điểm động 11 khỏi tiếp điểm tĩnh 12. Nút nhấn 10 để reset
rơle nhiệt về vị trí ban đầu sau khi phiến lưỡng kim nguội trở về vị trí ban đầu
-

Hình 3.8

7.2. Nguyên lý hoạt động:

Nguyên lý chung của rơle nhiệt là dựa trên cơ sở tác dụng nhiệt của dòng điện
làm giãn nở phiến kim loại kép. Phiến kim loại kép gồm hai lá kim loại có hệ số giãn
nở khác nhau (hệ số giãn nở hơn kém nhau 20 lần) ghép chặt với nhau thành một
phiến bằng phương pháp cán nóng hoặc hàn. Khi có dịng điện q tải đi qua, phiến
23 | P a g e


ĐCBG TT KT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

lưỡng kim được đốt nóng, uốn cong về phía kim loại có hệ số giãn nở bé, đẩy cần gạt
làm lò xo co lại và chuyển đổi hệ thống tiếp điểm phụ.
Để rơle nhiệt làm việc trở lại, phải đợi phiến kim loại nguội và kéo cần reset của
rơ-le nhiệt.
7.3. Phân loại rơle nhiệt:
- Theo kết cấu: rơle nhiệt chia thành hai loại: kiểu hở và kiểu kín.
- Theo yêu cầu sử dụng: loại một cực và hai cực.
- Theo phương thức đốt nóng:
o Đốt nóng trực tiếp: dịng điện đi qua trực tiếp tấm kim loại kép. Loại này có cấu tạo
đơn giản, nhưng khi thay đổi dòng điện định mức phải thay đổi tấm kim loại kép,
loại này không tiện dụng.
o Đốt nóng gián tiếp: dịng điện đi qua phần tử đốt nóng độc lập, nhiệt lượn toả ra gián
tiếp làm tấm kim loại cong lên. Loại này có ưư điểm là muốn thay đổi dòng điện định
mức ta chỉ cần thay đổi phần tử đốt nóng. Khuyết điểm của loại này là khi có quá tải
lớn, phần tử đốt nóng có thể đạt đến nhiệt độ khá cao nhưng vì khơng khí truyền nhiệt
kém, nên tấm kim loại chưa kịp tác động mà phần tử đốt nóng đã bị cháy đứt.
o Đốt nóng hỗn hợp: loại này tương đối tốt vì vừa đốt trực tiếp vừa đốt gián tiếp. Nó
có tính ổn định nhiệt tương đối cao và có thể làm việc ở bội số quá tải lớn.
IV. MÁY ĐIỆN:
1. Khái niệm chung:
Máy điện là thiết bị điện từ, nguyên lý làm việc dựa vào hiện tượng cảm ứng điện

từ, về cấu tạo gồm mạch từ (lõi thép) và mạch điện (dây quấn), dùng để biến đổi các
dạng năng lượng như cơ năng thành điện năng (máy phát điện) hoặc điện năng thành
cơ năng (động cơ điện) hoặc dùng để biến đổi các thơng số điện năng như điện áp,
dịng điện, tần số, số pha …
1.1. Các vật liệu chế tạo máy điện: gồm:
- Vật liệu cấu trúc: là vật liệu để chế tạo các chi tiết chịu các tác động cơ học như
trục, ổ trục, than máy, nắp.
- Vật liệu tác dụng: là vật liệu dùng để chế tạo
những bộ phận dẫn điện và từ.
- Vật liệu cách điện: dùng để cách điện giữa
phần dẫn điện với phần không dẫn điện và
giữa các phần dẫn điện với nhau.
1.1.1. Vật liệu dẫn điện:
Vật liệu dẫn điện để chế tạo máy điện tốt
nhất là đồng vì chúng khơng đắt lắm và có điện
Hình 4.1 Đường cong từ hóa của một số
trở suất nhỏ. Ngồi ra, cịn dùng nhơm và các hợp
vật liệu
24 | P a g e


ĐCBG TT KT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

kim khác như đồng thau, đồng phốtpho. Dây đồng hoặc dây nhôm được chế tạo theo tiết
diện trịn hoặc tiết diện chữ nhật có bọc cách điện. Với những máy có cơng suất nhỏ và
trung bình, điện áp dưới 1000V thường dùng dây dẫn bọc êmay vì lớp cách điện của nó
mỏng và đạt độ bền yêu cầu.
1.1.2. Vật liệu dẫn từ:
Vật liệu dẫn từ trong máy điện là vật liệu sắt từ như thép kỹ thuật điện, gang, thép đúc,
thép rèn …

Ở các phần dẫn từ có từ thơng biến đổi với tần số 50Hz thường dùng thép là kỹ
thuật điện dày 0,35  1mm, trong thành phần thép có từ 2%  5% silic để tăng điện trở
của thép, giảm dòng điện xoáy. Thép kỹ thuật điện được chế tạo bằng phương pháp cán
nóng hoặc cán nguội. Hiện nay thường dùng thép cán nguội để chế tạo các máy điện vì
thép cán nguội có độ từ thẩm cao hơn và suất tổn hao nhỏ hơn thép cán nóng. Trên hình
4.1 trình bày đường cong từ hóa của một số vật liệu dẫn từ khác nhau. Cùng một dịng
điện kích từ, ta thấy thép kỹ thuật điện có từ cảm lớn nhất, sau đó là thép đúc và cuối
cùng là gang.
Ở các phần dẫn từ có từ thơng khơng đổi thường dùng thép đúc, thép rèn hoặc thép lá.
1.1.3. Vật liệu cách điện:
Vật liệu cách điện trong máy điện phải có cường độ cách điện cao, chịu nhiệt tốt,
tản nhiệt tốt, chống ẩm và bền về cơ học. Cách điện bọc dây dẫn chịu được nhiệt độ
cao thì nhiệt độ cho phép của dây dẫn càng lớn và dây dẫn chịu được dòng tải lớn.
Chất cách điện của máy điện phần lớn ở thể rắn và gồm có 4 nhóm: Chất hữu cơ
thiên nhiên (như giấy, lụa), chất vô cơ như amiăng, mica, sợi thủy tinh, các chất tổng
hợp, các loại men và sơn cách điện.
Chất cách điện tốt nhất là mica nhưng đắt. Giấy, vải, sợi … rẻ nhưng dẫn nhiệt
và cách điện kém, dễ bị ẩm. Vì vậy chúng phải được tẩm sấy để cách điện tốt hơn.
Căn cứ độ bền nhiệt, vật liệu cách điện được chia ra các cấp như sau:
- Cấp Y: Nhiệt độ cho phép là 900C, bao gồm bông, giấy, vải, tơ lụa, sợi tổng hợp,
không được tẩm sấy bằng sơn cách điện.
- Cấp A: Nhiệt độ cho phép là 1050C, bao gồm vải sợi xenlulô, sợi tự nhiên hoặc
nhân tạo được qua tẩm sấy bằng sơn cách điện.
- Cấp E: Nhiệt độ cho phép là 1200C, bao gồm màng vải, sợi tổng hợp gốc hữu cơ có
thể chịu được nhiệt độ tương ứng.
- Cấp B: Nhiệt độ cho phép là 1300C, bao gồm các vật liệu gốc mica, sợi thủy tinh hoặc
amiăng được liên kết bằng sơn hoặc nhựa gốc hữu cơ có thể chịu được nhiệt độ tương ứng.
- Cấp F: Nhiệt độ cho phép là 1550C, giống như cấp B nhưng được tẩm sấy và kết
dính bằng sơn hoặc nhựa tổng hợp có thể chịu được nhiệt độ tương ứng.

25 | P a g e