Giáo trình khí cụ điện và máy điện

L I NĨI Đ U
Giáo trình Khí c đi n vƠ máy đi n đ
viên nghƠnh Kỹ thuật đi n – Đi n tử của tr

c biên so n lƠm tƠi li u học tập cho sinh
ng Cao đẳng công nghi p Phúc n.

N i dung chính trình bƠy v lý thuy t c b n v c u t o, nguyên lý lƠm vi c của
m t s thi t bị đi n thông d ng theo đúng n i dung đ c

ng chi ti t của ch

ng trình

mơn học đư ban hƠnh.
ToƠn b giáo trình g m 8 ch

ng. Th i gian dƠnh cho học ph n lƠ 2 tín chỉ (27

ti t lý thuy t, 3 ti t bƠi tập). Trong q trình biên so n nhóm tác gi c g ng nêu v n
đ thật ng n gọn d hi u vƠ c b n nh t của các n i dung c n thi t trong từng ch
Sau m i ch

ng đ u có các cơu h i h

ng.

ng dẫn ôn tập v lý thuy t.

L n đ u biên so n giáo trình nên khơng th tránh những thi u sót v n i dung
vƠ b c c, chúng tôi r t mong đ

s có đ

c sự góp ý v mọi mặt của các b n đọc đ sau nƠy

c giáo trình tái b n v i ch t l

ng t t h n.

Nhóm tác gi

a


M CL C
L I NÓI Đ U ............................................................................................................................ a
M C L C ..................................................................................................................................b
Ch ng 1 ....................................................................................................................................1
Lụ THUY T C S KHệ C ĐI N ........................................................................................1
1.1. Khái ni m chung v thi t bị đi n .....................................................................................1
1.1.1. Định nghĩa.................................................................................................................1
1.1.2. Phơn lo i ...................................................................................................................1
1.1.3. Các yêu c u c b n của thi t bị đi n.........................................................................1
1.2. Lực đi n đ ng ..................................................................................................................2
1.2.1. Khái ni m chung .......................................................................................................2
1.2.2. n định lực đi n đ ng ..............................................................................................2
1.3. Sự phát nóng của khí c đi n (KCĐ) ...............................................................................2
1.3.1. Khái ni m chung .......................................................................................................2
1.3.2. Phơn lo i ...................................................................................................................3
1.4. Ti p xúc đi n ...................................................................................................................4
1.4.1. Khái ni m ..................................................................................................................4

1.4.2. Các yêu c u c b n của ti p xúc đi n .......................................................................4
1.4.3. Đi n tr ti p xúc của ti p đi m .................................................................................4
1.5. H quang đi n ..................................................................................................................5
1.5.1. Khái ni m ..................................................................................................................5
1.5.2. Quá trình phát sinh vƠ dập h quang ........................................................................5
Cơu h i ôn tập ch ng 1. ....................................................................................................6
Ch ng 2 ....................................................................................................................................7
KHệ C ĐI N ĐI U KHI N B NG TAY ...............................................................................7
2.1. C u dao ............................................................................................................................7
2.1.1.Công d ng ..................................................................................................................7
2.1.2. C u t o ......................................................................................................................7
2.1.3. Nguyên lý lƠm vi c ...................................................................................................7
2.1.4. Phơn lo i ...................................................................................................................8
2.1.5. Các thông s định mức của c u dao..........................................................................8
2.2. Công t c ...........................................................................................................................8
2.2.1. Khái ni m ..................................................................................................................8
2.2.2. Công t c đ i n i ki u h p .........................................................................................9
2.2.3. Cơng t c hƠnh trình .................................................................................................10
2.3. Nút n .............................................................................................................................11
2.3.1. Khái quát vƠ công d ng ..........................................................................................11
2.3.2. C u t o vƠ phơn lo i................................................................................................11
Cơu h i ôn tập ch ng 2. ..................................................................................................12
Ch ng 3 ..................................................................................................................................13
KHệ C ĐI N ĐI U KHI N VÀ B O V ............................................................................13
3.1. C u chì ...........................................................................................................................13
3.1.1. Khái ni m chung .....................................................................................................13
3.1.2. Nguyên lý lƠm vi c .................................................................................................13
3.1.3. K t c u c u chì ........................................................................................................14
3.2. Áp tô mát .......................................................................................................................14
3.2.1. Khái quát vƠ yêu c u kỹ thuật .................................................................................14

3.2.2. C u t o chung .........................................................................................................16
3.2.3. Nguyên lý lƠm vi c .................................................................................................17
3.3. Công t c t .....................................................................................................................18
3.3.1. Khái ni m chung .....................................................................................................18
3.3.2. Công t c t ki u đi n từ ..........................................................................................19
b


3.4. Kh i đ ng từ ..................................................................................................................20
3.4.1. Khái ni m chung .....................................................................................................20
3.4.2. Các yêu c u kỹ thuật ...............................................................................................21
3.4.3. S đ nguyên lý dùng kh i đ ng từ ........................................................................21
Cơu h i ôn tập ch ng 3 ...................................................................................................23
Ch ng 4 ..................................................................................................................................24
M T S LO I R LE THÔNG D NG .................................................................................24
4.1. Khái quát chung .............................................................................................................24
4.1.1. Công d ng ...............................................................................................................24
4.1.2. C u t o chung .........................................................................................................24
4.1.3. Phơn lo i .................................................................................................................24
4.2. R le đi n từ....................................................................................................................25
4.2.1. Khái ni m ................................................................................................................25
4.2.2. C u t o vƠ nguyên lý ho t đ ng của r le đi n từ..................................................25
4.3. R le từ đi n....................................................................................................................26
4.3.1. Khái ni m ................................................................................................................26
4.3.2. Nguyên lý c u t o ..................................................................................................26
4.4. R le c m ứng .................................................................................................................27
4.4.1. Khái ni m ................................................................................................................27
4.4.2. R le c m ứng dòng cực đ i ...................................................................................28
4.5. R le đi n đ ng ...............................................................................................................29
4.5.1. Khái ni m ................................................................................................................29

4.5.2. Nguyên lý c u t o ...................................................................................................30
4.6. R le trung gian ..............................................................................................................30
4.6.1. Khái ni m ................................................................................................................30
4.6.2. Nguyên lý c u t o ...................................................................................................31
4.7. R le th i gian................................................................................................................31
4.7.1. Khái ni m ................................................................................................................31
4.7.2. M t s lo i r le th i gian thơng d ng....................................................................32
4.8. R le dịng đi n ...............................................................................................................33
4.8.1. Khái ni m ................................................................................................................33
4.8.2. R le dòng đi n cực đ i đi n từ ..............................................................................33
4.9. R le đi n áp ...................................................................................................................34
4.10. R le nhi t .....................................................................................................................35
4.10.1. Khái ni m ..............................................................................................................35
4.10.2. R le nhi t ki u kim lo i kép. ...............................................................................36
4.11. R le t c đ ...................................................................................................................37
4.11.1. Khái ni m ..............................................................................................................37
4.11.2. M t s lo i R le thông d ng. ..............................................................................37
Cơu h i ôn tập ch ng 4. ..................................................................................................38
Ch ng 5 ..................................................................................................................................39
MÁY BI N ÁP .........................................................................................................................39
5.1. Khái ni n chung .............................................................................................................39
5.1.1. Định nghĩa...............................................................................................................39
5.1.2. Vai trò vƠ công d ng ...............................................................................................39
5.1.3. Các đ i l ng định mức ..........................................................................................40
5.2. T n i dơy vƠ m ch từ của Máy bi n áp ........................................................................40
5.2.1. Cách ký hi u đ u dơy ..............................................................................................40
5.2.2. T n i dơy ..............................................................................................................41
5.3. Các quan h đi n từ trong máy bi n áp..........................................................................43
5.3.1. Các hi n t ng x y ra khi từ hoá lõi thép của máy bi n áp m t pha. .....................43
5.3.2. Các hi n t ng x y ra trong lõi thép máy bi n áp ba pha ......................................44

c


5.3.3. Các quan h đi n từ trong máy bi n áp...................................................................46
Cơu h i ôn tập ch ng 5. ..................................................................................................47
Ch ng 6 ..................................................................................................................................48
MÁY ĐI N KHÔNG Đ NG B ............................................................................................48
6.1. Khái ni m .......................................................................................................................48
6.2. C u t o chung ................................................................................................................48
6.3. Nguyên lý lƠm vi c ........................................................................................................50
Cơu h i ôn tập ch ng 6. ..................................................................................................53
Ch ng 7 ..................................................................................................................................54
MÁY ĐI N Đ NG B ...........................................................................................................54
7.1. Khái ni m .......................................................................................................................54
7.2. C u t o ...........................................................................................................................55
7.3. Nguyên lý lƠm vi c ........................................................................................................58
Cơu h i ôn tập ch ng 7. ..................................................................................................59
Ch ng 8 ..................................................................................................................................60
MÁY ĐI N M T CHI U .......................................................................................................60
8.1. Khái ni m .......................................................................................................................60
8.2. C u t o chung ................................................................................................................60
8.3. Nguyên lý lƠm vi c ........................................................................................................63
Cơu h i ôn tập ch ng 8. ..................................................................................................65
TÀI LI U THAM KH O ........................................................................................................66

d


Chư ng 1
Lụ THUY T C S KHệ C ĐI N

Trong ch ng nƠy chủ y u cung c p ph n c s lý thuy t v khí c đi n nh
m t s khái ni m, hi n t ng th ng gặp trong khí c đi n.
1.1. Khái ni m chung v thi t bị đi n
1.1.1. Định nghĩa
Thi t bị đi n hay còn gọi lƠ khí c đi n (KCĐ) lƠ các lo i thi t bị lƠm nhi m v
đóng c t. đi u chỉnh, chuy n đ i, kh ng ch vƠ ki m tra mọi ho t đ ng của h th ng
l i đi n vƠ các lo i máy đi n. NgoƠi ra thi t bị đi n còn đ c sử d ng đ ki m tra,
đi u chỉnh vƠ bi n đ i đo l ng nhi u q trình khơng đi n khác.
1.1.2. Phân loại
Đ thuận l i cho vi c nghiên cứu, vận hƠnh, sử d ng vƠ sử chữa thi t bị đi n
ng i ta phơn lo i nh sau:
1.1.2.1.Theo công dụng :
+ Thi t bị đi n đóng c t: Chức năng chính lƠ đóng c t tự đ ng hoặc b ng tay
m ch đi n ch đ lƠm vi c khác nhau. VD: C u dao, dao cách ly, áp tô mát, c u chì.
Đặc đi m của nhóm nƠy lƠ t n s thao tác th p (thỉnh tho ng m i ph i thao tác), do đó
tu i thọ của chúng th ng không cao (đ n hƠng ch c ngƠn l n đóng c t).
+ Thi t bị đi n h n ch dòng đi n, đi n áp: Chức năng lƠ h n ch dòng đi n,
đi n áp trong m ch không tăng quá cao khi bị sự c . VD: Kháng đi n dùng đ h n ch
dòng đi n ng n m ch, van ch ng sét dùng đ h n ch đi n áp.
+ Thi t bị đi n m máy, đi u khi n: G m các lo i KCĐ nh các b m máy,
kh ng ch , đi n tr m máy, công t c t , kh i đ ng từầĐặc đi m của các thi t bị này
lƠ t n s thao tác cao, có th t i 1500 l n/gi , vì vậy tu i thọ của nó có th t i hƠng
tri u l n đóng c t.
+ Thi t bị đi n ki m tra, theo dõi: Các thi t bị đi n nƠy có chức năng ki m tra,
theo dõi sự lƠm vi c của các đ i t ng vƠ bi n đ i tín hi u khơng đi n thƠnh tín hi u
đi n. Các KCĐ nƠy g m các lo i r le, các b c m bi nầĐặc đi m của thi t bị đi n
nƠy lƠ công su t th p, th ng đ c n i m ch thứ c p đ bi n đ i, truy n tín hi u.
+ Thi t bị đi n tự đ ng đi u chỉnh, kh ng ch , duy trì ch đ lƠm vi c và các
tham s của đ i t ng nh các b n định đi n áp, n định t c đ , n định nhi t đ ầ
+ Thi t bị đi n bi n đ i dòng đi n, đi n áp g m máy bi n dòng đi n, máy bi n

đi n áp. Chúng có chức năng bi n đ i dịng đi n l n, đi n áp cao thƠnh dòng đi n vƠ
đi n áp có trị s thích h p, an toƠn cho vi c đo l ng, đi u khi n, b o v .
1.1.2.2. Theo nguyên lý làm việc
Thi t bị đi n đ c chia theo các nhóm v i nguyên lý đi n c , đi n từ, từ đi n,
đi n đ ng, nhi t, có ti p đi m và khơng có ti p đi m.
1.1.2.3. Theo tính chất dịng điện
- Thi t bị đi n dùng trong m ch m t chi u
- Thi t bị đi n dùng trong m ch xoay chi u.
1.1.2.4. Theo cấp điện áp làm việc
- Thi t bị đi n h áp (có đi n áp đ n 1000V).
- Thi t bị đi n cao áp (đi n áp từ 1000 V tr lên).
1.1.3. Các Ổêu cầu cơ bản của thiết bị điện
Đ đ m b o an toƠn cho thi t bị đi n vƠ đ m b o đ tin cậy của thi t bị đi n thì
thi t bị đi n ph i đ m b o m t s yêu c u sau:
1


Thi t bị đi n đ m b o lƠm vi c lơu dƠi v i các thông s kỳ thuật tr ng thái
lƠm vi c định mức: Uđm, Iđm.
- Thi t bị đi n ph i đ m b o n định nhi t, lực đi n đ ng, có c ng đ c khí cao
khi q t i, khi ng n m ch. Vật li u cách đi n t t, khơng bị chọc thủng khi q
dịng.
- Thi t bị đi n ph i đ m b o lƠm vi c tin cậy, chính xác, an tồn, gọn nhẹ, d l p
ráp, ki m tra vƠ sửa chữa.
1.2. Lực đi n đ ng
1.2.1. Khái niệm chung
M t vật dẫn đặt trong từ tr ng, có dịng đi n ch y qua s chịu tác d ng của
m t lực. Lực c học nƠy có xu h ng lƠm bi n d ng hoặc chuy n d i vật dẫn đ từ
thơng xun qua nó lƠ l n nh t. Lực chuy n d i đó lƠ lực đi n đ ng (LĐĐ).
tr ng thái lƠm vi c bình th ng, thi t bị đi n đ c ch t o đ LĐĐ khơng

lƠm nh h ng gì đ n đ b n vững k t c u. Khi ng n m ch dòng đi n tăng lên r t l n
(có lúc lên t i hƠng ch c l n dịng định mức) do đó LĐĐ s r t l n, LĐĐ s lƠm bi n
d ng, đôi khi còn phá vỡ k t c u thi t bị đi n.
NgoƠi ra ng i ta còn nghiên cứu ứng d ng LĐĐ đ ch t o các thi t bị đi n
nh r le đi n đ ng, c c u đo đi n đ ng.
1.2.2. n định lực điện động
n định lực đi n đ ng lƠ kh năng chịu đựng tác đ ng c khí do LĐĐ sinh ra
khi ng n m ch.
Đ đ m b o đi u ki n c n lƠ: Im > Ixk v i:
- Im lƠ dòng đi n cho phép l n nh t của thi t bị.
- Ixk lƠ dịng xung kích tính tốn khi ng n m ch ba pha
1.3. Sự phát nóng của khí c đi n (KCĐ)
1.3.1. Khái niệm chung
Nhi t l ng sinh ra do dòng đi n ch y qua trong cu n dơy hay vật dẫn đi n khi
thi t bị đi n lƠm vi c s gơy ra hi n t ng phát nóng. NgoƠi ra trong các thi t bị đi n
xoay chi u cịn do t n hao dịng xốy vƠ từ tr trong lõi s t từ cũng sinh ra nhi t. N u
nhi t đ phát nóng của thi t bị đi n v t quá trị s cho phép thì thi t bị đi n nhanh bị
h h ng, vật li u cách đi n nhanh bị gìa hóa, đ b n kim lo i bị gi m sút.
Nhi t đ cho phép của các b phận thi t bị đi n có th tham kh o trong b ng
1.1 và 1.2.
-

B ng 1.1. Nhi t đ cho phép của vật li u lƠm khí c đi n

2


B ng 1.2. Nhi t đ cho phép của vật li u cách đi n

1.3.2. Phân loại

Tùy theo ch đ lƠm vi c khác nhau, m i KCĐ s có sự phát nóng khác nhau
- Chế độ làm việc lâu dài của KCĐ
KCĐ lƠm vi c lơu dƠi, nhi t đ trong KCĐ b t đ u tăng vƠ đ n nhi t đ
thì khơng tăng nữa, lúc nƠy s t a nhi t ra mơi tr ng xung quanh.

Hình 1- 1. Nhi t đ của KCĐ

n định

ch đ lƠm vi c dƠi h n

- Chế độ làm việc ngắn hạn của KCĐ
Ch đ lƠm vi c ng n h n của KCĐ lƠ ch đ khi đóng đi n nhi t đ của nó
khơng đ t t i nhi t đ n định, sau khi phát nóng ng n h n, KCĐ đ c ng t nhi t đ
của nó s t xu ng mức khơng so sánh đ c v i mơi tr ng xung quanh.

Hình 1- 2. Nhi t đ của KCĐ

3

ch đ lƠm vi c ng n h n


- Chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại của KCĐ
Nhi t đ của KCĐ tăng lên trong kho ng th i gian KCĐ lƠm vi c, nhi t đ
gi m xu ng trong kho ng th i gian KCĐ nghỉ, nhi t đ gi m ch a đ t đ n giá trị ban
đ u thì KCĐ lƠm vi c lặp l i. Sau kho ng th i gian, nhi t đ tăng lên l n nh t g n
b ng nhi t đ gi m nh nh t thì KCĐ đ t đ c ch đ dừng.

Hình 1- 3. Nhi t đ của KCĐ ch đ lƠm vi c ng n h n lặp l i

1.4. Ti p xúc đi n
1.4.1. Khái niệm
Ch ti p giáp giữa hai vật dẫn đi n đ cho dòng đi n ch y từ vật dẫn nƠy sang
vật dẫn kia gọi lƠ ti p xúc đi n. B mặt ch ti p giáp giữa các vật dẫn đi n gọi lƠ b
mặt ti p xúc đi n.
Ti p xúc đi n chia lƠm ba d ng chính:
- Tiếp xúc cố định: Các ti p đi m đ c n i c định v i các chi ti t dẫn dòng
đi n nh lƠ: thanh cái, cáp đi n, ch n i KCĐ vƠo m ch. Trong quá trình sử d ng, c
hai ti p đi m đ c g n chặt vƠo nhau nh các bu lơng, hƠn nóng hay ngu i.
- Tiếp xúc đóng mở: LƠ ti p xúc đ đóng ng t mchj đi n. Trong tr ng h p nƠy
phát sinh h quang đi n, c n xác định kho ng cách giữa ti p đi m tĩnh vƠ đ ng dựa
vƠo dòng đi n định mức, đi n áp định mức vƠ ch đ lƠm vi c của KCĐ.
- Tiếp xúc trượt: LƠ ti p xúc c góp vƠ vƠnh tr t, ti p xúc nƠy cũng d phát
sinh h quang đi n.
1.4.2. Các yêu cầu cơ bản của tiếp ồúc điện
Ti p xúc đi n lƠ m t ph n r t quan trọng của KCĐ. Trong th i gian ho t đ ng
đóng m , ch ti p xúc s phát nóng cao, mƠi mịn l n do va đập vƠ ma sát, đặc bi t do
sự ho t đ ng có tính ch t hủy ho i của h quang. Vì vậy ti p xúc đi n c n đ m b o các
yêu c u c b n sau:
- N i ti p xúc đi n ph i ch c ch n, đ m b o.
- N i ti p xúc ph i có đ b n c khí cao.
- Khơng phát nóng q giá trị cho phép đ i v i dòng đi n định mức.
- n định nhi t vƠ lực đi n đ ng khi có dịng ng n m ch cực đ i đi qua.
- Chịu đ c tác d ng của môi tr ng xung quanh, nhi t đ cao ít bị oxi hóa..
1.4.3. Điện trở tiếp ồúc của tiếp điểm
T i ch ti p xúc bao gi cũng có đi n tr ti p xúc (Rtx). Đi n tr ti p xúc của
ti p đi m nh h ng đ n ch t l ng của KCĐ, Rtx l n lƠm cho ti p đi m phát nóng.
N u phát nóng q mức cho phép thì ti p đi m s bị nóng ch y thậm chí bị hƠn dính.
4

Trong các ti p đi m KCĐ mong mu n Rtx có giá trị cƠng nh cƠng t t nh ng do
thực t có nhi u y u t nh h ng đ n Rtx nên không th gi m Rtx cực nh nh mong
mu n. Các y u t chính sau nh h ng đ n Rtx .
- Vật li u lƠm ti p đi m: Vật li u m m ti p xúc t t.
- Kim lo i lƠm ti p di m khơng bị oxy hóa: Đ ng, thép đ c dùng lƠm ti p
đi m c định. NgoƠi ra các ti p đi m còn đ c lƠm b ng b c, b ch kim, Vonfram,
niken, có th lƠ vƠng.
- Lực ép ti p đi m cƠng l n thì s t o nên nhi u ti p đi m ti p xúc.
- Nhi t đ ti p đi m cƠng cao thì đi n tr ti p xúc cƠng l n.
- Di n tích ti p xúc.
- Hình d ng ti p đi m
1.5. H quang đi n
1.5.1. Khái niệm
H quang đi n lƠ hi n t ng phóng đi n trong ch t khí v i mật đ dòng đi n
t ng đ i l n (104 đ n 105 A/cm2), đi n áp r i trên catot bé (10÷20V), nhi t đ r t cao
(5000 đ n 60000C), kèm theo hi u ứng ánh sáng. H quang đi n lƠ quá trình đi n vƠ
nhi t liên quan mật thi t v i nhau
H quang đi n đ c dùng đ hƠn, luy n thép.v.v.trong những tr ng h p nƠy
h quang đi n có ích, nên đ c duy trì cháy n định.
Tuy nhiên trong KCĐ nh : c u dao, c u dao, c u chì, r le, cơng t c..v.v..khi
đóng hay ng t m ch đi n, h quang phát sinh trên ti p đi m l i có h i. N u h quang
cháy lơu, KCĐ vƠ h th ng đi n s h h ng do đó c n ph i có các bi n pháp nhanh
chóng dập t t h quang.
1.5.2. Quá trình phát sinh và dập h quang
1.5.2.1. Quá trình phát sinh hồ quang điện
Quá trình phát sinh h quang b n ch t lƠ quá trình ion hóa .
đi u ki n bình th ng, mơi tr ng khí g m các ph n tử trung hịa nên nó
khơng dẫn đi n. N u các ph n tử trung hịa đó bị phơn tích thƠnh các đi n tử tự do, các
ion d ng, ion ơm thì nó tr thƠnh dẫn đi n. Q trình t o ra các đi n tử tự do vƠ các

ion trong ch t khí đ c gọi lƠ quá trình ion hóa. Q trình nƠy có th x y ra d i tác
d ng của ánh sáng, nhi t đ , đi n tr ng, va đậpầ
các ti p đi m của KCĐ đóng c t, trong q trình c t, ti p đi m đ ng r i kh i
ti p đi m tĩnh lƠm đi n tr ti p xúc tăng, t n hao l n, nhi t đ ti p đi m cao, t o đi u
ki n thuận l i cho quá trình phát x nhi t đi n tử (đơy lƠ quá trình x y ra khi nhi t đ
catot cao, các đi n tử tự do trong đi n cực có đ ng năng l n, có th thốt ra kh i b
mặt kim lo i, t o nên dòng đi n trong ch t khí).
T i th i đi m hai ti p đi m m i tách nhau ra, c ng đ đi n tr ng giữa chúng
khá l n, thuận l i cho vi c tự phát x đi n tử cƠng l n khi nhi t đ đi n cực cao vƠ
đi n tr ng đặt lên nó l n phát ra h quang đi n.
1.5.2.2. Các phương pháp dập hồ quang
Yêu c u h quang ph i đ c dập t t trong khu vực h n ch v i th i gian ng n
nh t, t c đ m ti p đi m ph i l n mƠ không lƠm h h ng các b phận của KCĐ.
Đ ng th i năng l ng h quang ph i đ t đ n giá trị nh nh t, đi n tr h quang ph i
tăng nhanh vƠ vi c dập t t cũng không đ c kéo dƠi theo quá đi n áp nguy hi m, ti ng
kêu ph i nh vƠ ánh sáng không quá l n.
Đ dập t t h quang ta dùng những bi n pháp tăng c ng quá trình ph n ion
khu vực h quang (Quá trình ph n ion lƠ quá trình ng c l i v i q trình ion hóa, tức
lƠ quá trình suy gi m s l ng ion trong vùng h quang.
5


Trong h quang đi n, t n t i song song hai q trình ion hóa vƠ ph n ion. N u
q trình ion hóa l n h n q trình ph n ion, h quang s phát sinh vƠ phát tri n m nh,
dòng đi n h quang s tăng. N u q trình ion hóa cơn b ng v i q trình ph n ion,
dịng đi n h quang không tăng vƠ h quang cháy n định. N u q trình ion hóa bé
h n q trình ph n ion thì dịng đi n h quang s suy gi m vƠ h quang s t t) đó lƠ:
- Tăng đ dƠi h quang
- Dùng từ tr ng đ t o lực th i h quang chuy n đ ng nhanh
- Dùng dịng khí hay d u đ th i dập t t h quang

- Dùng khe h hẹp đ h quang cọ sát vƠo vách của khe hẹp nƠy
- T o thƠnh chơn không khu vực h quang
- Chia h quang thƠnh nhi u h quang ng n nh vách ngăn
- Cho h quang ti p xúc v i m t ch t cách đi n lƠm ngu i
Theo nguyên t c dập h quang có các lo i:
- Kéo dƠi h quang
- H quang tự sinh năng l ng đ dập t t dùng năng l ng ngoƠi đ dập t t.
- Dùng ti p đi m b c c u: Áp d ng trong h th ng công t c t , phơn chia h
quang lƠm 2 đo n vƠ nh lực đẩy h quang v hai phía.
Cơu h i ơn tập chư ng 1.
Cơu 1. Nêu khái ni m, phơn lo i vƠ các yêu c u của KCĐ.
Cơu 2. Nêu khái ni m lực đi n đ ng.
Câu 3. Trình bƠy các ch đ phát nóng của KCĐ.
Câu 4. Nêu khái ni m, phơn lo i ti p xúc đi n.
Cơu 5. Nêu nguyên nhơn phát sinh h quang đi n vƠ nguyên t c dập h quang.

6


Chư ng 2
KHệ C ĐI N ĐI U KHI N B NG TAY
Ch ng nƠy giúp sinh viên bi t đ c công d ng, cách phơn lo i, ký hi u của
m t s khí c đi n đi u khi n b ng tay thông d ng nh : c u dao, công t c, nút n.
Đ ng th i hình thƠnh thái đ yêu ngh , sự tỷ mỉ của sinh viên.
2.1. C u dao

Hình 2 - 1. Hình nh c u dao

Hình 2 - 2. Nguyên lý c u t o c u dao có
lưỡi dao ph

1. L ỡi dao chính (ti p đi m)
2. Ti p xúc tĩnh (ngƠm)
3. L ỡi dao ph
4. Lò xo bật nhanh

2.1.1.Công dụng
C u dao lƠ m t lo i KCĐ dùng đ đóng ng t dịng đi n b ng tay đ n gi n nh t
đ c sử d ng trong các m ch đi n có đi n áp ngu n cung c p đ n 220V đi n m t
chi u vƠ 380V đi n xoay chi u.
C u dao th ng đ đóng ng t m ch đi n có cơng su t nh v i t n s đóng c t
th p. N u đi n áp cao h n hoặc m ch đi n có cơng su t trung bình vƠ l n thì c u dao
chỉ lƠm nhi m v đóng c t khơng t i. Vì trong tr ng h p nƠy khi ng t m ch h quang
sinh ra s r t l n, ti p xúc s bị phá hủy trong m t th i gian r t ng n vƠ kh i mƠo cho
vi c h quang giữa các pha; từ đó vật li u cách đi n s bị h ng, nguy hi m cho thi t bị
vƠ ng i thao tác.
2.1.2. Cấu tạo
Ph n chính của c u dao lƠ l ỡi dao (ti p đi m đ ng) vƠ h th ng kẹp l ỡi (ti p
xúc tĩnh) đ c lƠm b ng h p kim của đ ng, ngoƠi ra b phận n i dơy cũng lƠm b ng
h p kim đ ng.
2.1.3. NguỔên lý làm việc
Khi thao tác trên c u dao, nh vƠo l ỡi dao vƠ h th ng kẹp l ỡi, m ch đi n
đ c đóng ng t. Trong quá trình ng t m ch, c u dao th ng x y ra h quang đi n t i
đ u l ỡi dao vƠ đi m ti p xúc trên h th ng kẹp l ỡi. Ng i sử d ng c n ph i kéo l ỡi
dao ra kh i kẹp nhanh vƠ dứt khoát đ dập t t h quang.
Do t c đ kéo b ng tay không th nhanh đ c nên ng i ta lƠm thêm l ỡi dao
ph . Lúc dẫn đi n thì l ỡi dao ph cùng l ỡi dao chính đ c kẹp trong ngƠm.
Khi ng t đi n, tay kéo l ỡi dao chính tr c, lị xo đ c kéo căng ra vƠ t i m t mức
nƠo đó s bật nhanh kéo l ỡi dao ph ra kh i ngƠm m t cách nhanh chóng. Do đó, h
quang đ c kéo dƠi nhanh vƠ h quang bị dập t t trong th i gian ng n.
7

2.1.4. Phân loại
- Theo k t c u ng i ta chia c u dao lƠm các lo i: 1 cực, 2 cực, 3 cực vƠ 4 cực.
Ng i ta cũng chia c u dao ra lo i có tay n m giữa hay tay n m bên. NgoƠi ra có
c u dao m t ng vƠ c u dao hai ng .
- Theo đi n áp định mức: 250V vƠ 500 V
- Theo dòng đi n định mức: 15, 25, 30, 40, 60, 75, 100, 200, 350, 600, 1000 A.
- Theo vật li u cách đi n có các lo i đ sứ, đ nhựa, đ đá.
- Theo đi u ki n b o v có lo i khơng có h p, lo i có h p che ch n (n p nhựa,
n p gang, n p s tầ).
- Theo yêu c u sử d ng, ng i ta ch t o c u dao có c u chì b o v vƠ lo i,
khơng có c u chì b o v .
Ký hi u c u dao không có c u chì b o v .

Hình 2 - 3. Ký hi u c u dao khơng có c u chì b o v
Ký hi u c u dao có c u chì b o v

Hình 2 - 4. Ký hi u c u dao có c u chì b o v
2.1.5. Các thông số định mức của cầu dao
Chọn c u dao theo dòng đi n định mức vƠ đi n áp định mức
Iđm = Itt (dòng đi n tính tốn của m ch đi n)
Uđm = Ungu n (đi n áp ngu n của l i đi n sử d ng)
NgoƠi ra ng i ta còn chọn s cực (s l ỡi dao chính)
2.2. Cơng t c
2.2.1. Khái niệm
2.2.1.1. Công dụng
Công t c lƠ KCĐ dùng đ đóng ng t m ch đi n có cơng su t nh vƠ có dịng
đi n định mức nh h n 6A. Cơng t c th ng có h p b o v đ tránh có sự phóng đi n
khi đóng m . Đi n áp của cơng t c nh h n hay b ng 500V.

Công t c h p lƠm vi c ch c ch n h n c u dao, dập t t h quang nhanh h n vì
thao tác ng t nhanh vƠ dứt khốt h n c u dao.

8


a)

b)

c)

Hình 2 - 5. Hình nh m t s lo i công t c
a. Công t c hai cực
b. Công t c hƠnh trình
c. Cơng tác h t

Ký hi u m t s cơng t c th

ng gặp:

Hình 2 - 6. Ký hi u của m t s lo i công t c thông d ng

2.2.1.2 Phân loại
Theo công d ng lƠm vi c có các lo i cơng t c sau:
- Cơng t c đóng ng t trực ti p.
- Công t c chuy n m ch (công t c xoay, công t c đ o, công t c v n năng), dùng
đ đóng ng t, chuy n đ i m ch đi n , đ i n i sao tam giác cho đ ng c .
- Công t c hƠnh trình lƠ lo i cơng t c đ c áp d ng trong các máy c t gọt kim
lo i đ đi u khi n tự đ ng quá trình lƠm vi c của m ch đi n.

2.2.2. Công tắc đ i nối kiểu hộp
2.2.2.1. Khái niệm, công dụng
Công t c đ i n i ki u h p (công t c h p) lƠ lo i KCĐ đóng ng t dịng đi n b ng
tay ki u h p, dùng đ đóng, ng t, đ i n i khơng th ng xun m ch đi n có dòng đi n
đ n 400A, đi n áp 220V m t chi u vƠ 380V xoay chi u).
Công t c đ i n i ki u h p th ng dùng lƠm c u dao t ng cho các máy công c ,
dùng lƠm đ u n i, kh ng ch trong các m ch đi n tự đ ng. Nó cũng đ c dùng đ m
máy, đ o chi u quay hoặc đ i n i dơy qu n stato đ ng c từ sao sang tam giác.
2.2.2.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc như hình 2-7.

9


Khi xoay núm, nh h th ng lò xo xo n l i s lƠm xoay tr c, chém vƠo các ti p
đi m tĩnh. Lực ép ti p đi m đơy nh lực đƠn h i của má ti p đi m đ ng. M i pha
đ c ngăn cách v i nhau b i t m cách đi n 6 . Các t m cách đi n 3 đ c lƠm b ng vật
li u cách đi n, m c đích lƠm cho các ti p đi m chuy n đ ng d dƠng.

1 – Các ti p đi m tĩnh
2 – Các ti p đi m đ ng
3 – Các t m cách đi n
4 - Núm
5 – Lò xo
6 – Cách đi n pha
7 – Tr c

Hình 2 - 7. Nguyên lý c u t o công t c đổi n i ki u h p
2.2.2.3. Đặc điểm
- u đi m: T c đ đóng ng t nhanh, kích th c nh gọn. H quang cháy trong
mơi tr ng kín.

- Nh c đi m: H th ng ti p đi m vƠ c c u truy n đ ng chóng bị mịn, tu i
thọ đ n 2.104 đóng c t.
2.2.3. Cơng tắc hành trình

1
2

12
11

3
4 1 – Con lăn

10
9

5
8

7

6

2 – Đòn
3 – Lò xo
4, 11 – Then khoá
5, 8 – Ti p đi m tĩnh
6, 7 – Ti p đi m đ ng
9 – Đĩa quay
10 – Con lăn

12 – Lị xo

Hình 2 - 8. Ngun lý c u t o cơng t c hƠnh trình
10


2.2.3.1. Cơng dụng, phân loại
Cơng t c hƠnh trình dùng đ đóng, ng t, chuy n đ i m ch đi n đi u khi n trong
truy n đ ng đi n tự đ ng theo tín hi u ắhƠnh trìnhẰ các c c u chuy n đ ng c khí
nh m tự đ ng đi u khi n hƠnh trình lƠm vi c hay tự đ ng ng t m ch đi n cu i hƠnh
trình đ đ m b o an toƠn.
Tùy theo c u t o công t c hƠnh trình có th chia thƠnh: ki u n, ki u tr ,
ki u quay...
2.2.3.2. Cấu tạo, nguyên lý làm việc cơng tắc hành trình kiểu địn
Khi c n có đ ng tác chuy n đ i ch c ch n trong đi u ki n hƠnh trình dƠi, ng i
ta dùng cơng t c hƠnh trình ki u địn. Cơng t c nƠy có th đóng ng t dòng đi n m t
chi u 6A, đi n áp 220V.
Trên hình 2- 8 bi u di n vị trí đóng của các ti p đi m 7,8. Then khóa 6 có tác
d ng định vị giữ chặt ti p đi m vị trí đóng. Khi máy cơng tác tác đ ng lên con lăn 1,
đòn 2 s quay ng c chi u kim đ ng h , con lăn 12 nh lò xo 14 s lƠm cho đĩa 11
quay đi, cặp ti p đi m 7,8 m ra, cặp ti p đi m 9,10 đóng l i.
Lị xo 5 s kéo địn 2 v vị trí ban đ u khi khơng có lực tác d ng lên 1 nữa.
2.3. Nút n
2.3.1. Khái qt và cơng dụng
Nút n cịn gọi là nút đi u khi n là m t lo i khí c đi n dùng đ đóng ng t từ xa
các thi t bị đi n từ khác nhau; các d ng c báo hi u và cũng đ chuy n đ i các m ch
đi n đi u khi n, tín hi u liên đ ng b o v ầ m ch đi n m t chi u đi n áp đ n 440V
và m ch đi n xoay chi u đi n áp 500V, t n s 50HZ; 60HZ, nút n thông d ng đ kh i
đ ng, đ o chi u quay đ ng c đi n b ng cách đóng
và ng t các cn dây của n i v i đ ng c .

Nút n th ng đ c đặt trên b ng đi u khi n,
tủ đi n, trên h p nút nh n. Nút n th ng đ c
nghiên cứu, ch â t o làm vi c trong môi tr ng
không ẩm t, khơng có h i hóa ch t và b i bẩn.
Nút n có th b n t i 1.000.000 l n đóng khơng
t i và 200.000 l n đóng ng t có t i. Khi thao tác nh n
nút c n ph i dứt khốt đ m hoặc đóng m ch đi n.
2.3.2. Cấu tạo và phân loại
- C u t o:
Nút n g m h th ng lò xo, h th ng các ti p đi m th ng h – th ng đóng và
v b o v . Khi tác đ ng vào nút n, các ti p đi m chuy n tr ng thái; khi không còn tác
đ ng, các ti p đi m tr v tr ng thái ban đ u.
- Phân lo i
Nút n đ c phân lo i theo các y u t sau:
- Phân lo i theo chức năng tr ng thái ho t đ ng của nút n, có các lo i:
+ Nút n đ n: M i nút nh n chỉ có m t tr ng thái (ON hoặc OFF)
+ Nút n kép : M i nút n có hai tr ng thái ON hoặc OFF
ON
OFF
Ti p đi m
th ng đóng

Ti p đi m
th ng h

Hình 2 - 10. Ký hi u nút n đ n

Ti p đi m th ng h liên k t
v i ti p đi m th ng đóng.

Hình 2 - 11. Ký hi u nút n kép
11


Trong thực t , đ d dƠng sử d ng vƠ l p ráp trong quá trình sửa chữa th ng
ng i ta dùng nút n kép, ta có th dùng nó nh lƠ nút n On hay OFF.
Phơn lo i theo hình d ng bên ngoƠi, ng i ta chia nút n ra thƠnh 4 lo i : Lo i h ; lo i
b o v ; lo i b o v ch ng n c vƠ ch ng b i ; Lo i b o v kh i n .
Theo yêu c u đi u khi n ng i ta chia nút n ra ba lo i : m t nút ; hai nút ; ba nút.
Theo k t c u bên trong : Nút n có đèn báo ; Nút n khơng có đèn báo.
Cơu h i ôn tập chư ng 2.
Cơu 1: Hưy trình bƠy công d ng, cách phơn lo i c u dao vƠ nêu nguyên lý lƠm vi c của
c u dao có l ỡi dao ph .
Cơu 2: Hưy trình bƠy cơng d ng, cách phơn lo i công t c.
Cơu 3: Hưy trình bƠy cơng d ng, cách phơn lo i nút n.

12


Chư ng 3
KHệ C ĐI N ĐI U KHI N VÀ B O V
ch ng nƠy sinh viên đ c trang bị ki n thức v chức năng, cách phơn lo i,
c u t o vƠ nguyên lý lƠm vi c của m t s KCĐ đi u khi n vƠ b o v nh c u chì, áp tơ
mát, công t c t , kh i đ ng từ. Đ ng th i hình thƠnh kh năng t duy của SV khi phơn
tích nguyên lý c u t o cũng nh nguyên lý lƠm vi c của KCĐ.
3.1. C u chì
3.1.1. Khái niệm chung

a. C u chì ng sứ
b. C u chì h p ba pha

c. C u chì 10A – 220V
Hình 3 - 1. Hình nh m t s lo i c u chì
3.1.1.1. Chức năng:
C u chì là m t thi t bị b o v trong đó vi c ch y của m t hay nhi u dây ch y
làm h m ch và ng t dòng đi n n u dòng đi n v t quá giá trị đặt trong kho ng th i
gian đư cho. Các c u chì đ c phân lọai theo hình thức sử d ng và c u t o.
3.1.1.2. Phân lọai cầu chì
- Phân loại theo hình thức sử dụng:
- C u chì b o v quá t i (theo tiêu chuẩn IEC, c u chì b o v quá t i đ c kí
hi u b ng chữ g đ u): chỉ c u chì thơng d ng có th dẫn dịng đi n từ t i thi u đ n giá
trị định mức và có th c t dòng đi n từ giá trị c t t i thi u và t i kh năng c t định
mức của chúng.
- C u chì dự phịng (theo tiêu chuẩn IEC c u chì dự phịng đ c ký hi u b ng
chữ a đ u): chúng có th dẫn dòng t i dòng đi n định mức và chỉ có th c t khi dịng
đi n q t i nặng n hoặc ng n m ch
- Ngoài ra các c u chì cịn đ c phân lo i theo thi t bị đ c nó b o v :
+ b o v cho cáp vƠ đ ng dây- L
+ b o v đ ng c , máy c t- M
+ b o v linh ki n bán dẫn- R
+ b o v máy bi n áp- Tr
Ví dụ:- C u chì gL là c u chì b o v quá t i cho đ ng dây
- C u chì aM là c u chì dự phịng b o v ng n m ch cho đ ng c hoặc máy bi n
áp.
- Phân loại theo cấu tạo có c u chì lo i h ; c u chì lo i vặn; lo i h p; lo i kín trong
ng
3.1.2. NguỔên lý làm việc
Khi làm vi c dây ch y của c u chì đ c m c n i ti p v i thi t bị c n đ c b o
v . T n th t công su t trên đi n tr của c u chì theo hi u ứng jun là w = i2Rt , khi có
quá t i hay ng n m ch, nhi t l ng sinh ra t i dây ch y đủ lƠm tăng nhi t đ của dây

13


ch y lên đ n nhi t đ nóng ch y của kim lo i làm dây ch y, dây ch y đứt lo i sự c
kh i l i đi n.
t
3
2

1
A

B
I

Iđm Igh
Hình 3 - 2. Đư ng đặc tính Ampe – giây

1- Đ ng đặc tính Ampe giơy của c u chì khơng b o
v đ c ph t i.
2- Đ ng đặc tính Ampe giơy của ph t i
3- Đ ng đặc tính Ampe giơy của c u chì khơng b o
v đ c ph t i.

`
Nh vậy đặc tính quan trọng của c u chì là th i gian tác đ ng ph thu c vào giá
trị dòng đi n qua dây ch y.
Quan h giữa dòng đi n tác đ ng và th i gian tác đ ng đ c bi u di n b ng đặc
tính amper-giơy nh hình 3 - 2. Đ ng cong 1 lƠ đặc tính amper-giây của c u chì,
đ ng cong 2 lƠ đặc tính amper-giây của đ i t ng (ph t i).

Trong vùng dòng đi n quá t i th p (vùng A), sự phát nóng của c u chì di n ra
chậm và ph n l n nhi t l ng đ u t a ra môi tr ng bên ngoƠi đ i t ng không đ c
b o v . Trong vùng quá t i l n, c u chì b o v đ c đ i t ng. Giá trị dòng đi n gi i
h n mà c u chì có th ch y gọi lƠ dòng đi n gi i h n Igh.
Đ b o v đ c đ i t ng thì đặc tính amper-giây của c u chì ph i th p h n của
đ i t ng đ ng (3).
3.1.3. Kết cấu cầu chì
C u chì th ng đ c c u t o b i hai ph n c b n là h p hay đ c u chì và ng
dây ch y.
ng dây ch y th ng có c u t o v ngoài làm b ng nhựa bakelik hoặc sứ cách
đi n. Trong v là dây ch y là thành ph n chính của c u chì. Dây ch y th ng đ c
làm b ng các kim lọai có nhi t đ nóng ch y th p nh ng có nhi t đ hóa h i t ng đ i
cao. Trên dây ch y ngu i ta dập l hoặc rưnh đ t o ti t di n không đ ng nh t.
3.2. Áp tô mát
3.2.1. Khái quát và Ổêu cầu kỹ thuật
3.2.1.1. Khái quát
Áptômát (CB) hay còn gọi là máy c t là KCĐ tự đ ng c t m ch đi n khi có sự
c : quá t i, ng n m ch, đi n áp su t, công su t ng cầ Trong m ch đi n h áp có
đi n áp đinh mức đ n 660V xoay chi u, có dịng đi n định t i 6KA.
Đôi khi CB cũng đ c dùng đ đóng, c t khơng th ng xun các m ch đi n
ch đ bình th ng.
14


Theo k t c u, ng i ta chia áp tô mát ra lƠm ba lo i: m t cực, hai cực vƠ ba cực.
Theo th i gian thao tác, ng i ta chia áp tô mát ra thƠnh 2 lo i: tác đ ng không
tức th i vƠ tác đ ng tức th i (nhanh).
Theo công d ng b o v , ng i ta chia áp tô mát thƠnh các lo i: áp tơ mát dịng
cực đ i, áp tô mát đi n áp th p, áp tô mát ch ng giật, áp tô mát đa năngầ
3.2.1.2. Yêu cầu kỹ thuật

- Ch đ làm vi c định mức của CB ph i là ch đ làm vi c dài h n, nghĩa là
trị s dòng đi n định mức ch y qua CB lơu bao nhiêu cũng đ c. Mặt khác, m ch
dòng đi n của CB ph i chịu đ c dòng đi n l n (khi ng n m ch) lúc các ti p đi m của
nó đư đóng hay đang đóng.
- CB ph i ng t đ c trị s dòng đi n ng n m ch l n, có th đ n vài ch c kA.
Sau khi ng t dòng đi n ng n m ch, CB ph i đ m b o vẫn làm vi c t t trị s dòng
đi n định mức.
- Đ nâng cao tính n định nhi t vƠ đi n đ ng của các thi t bị đi n, h n ch sự
phá ho i do dòng đi n ng n m ch gây ra, CB ph i có th i gian c t bé. Mu n vậy
th ng ph i k t h p lực thao tác c học v i thi t bị dập h quang bên trong CB.
- Đ thực hi n yêu c u thao tác b o v có chọn lọc, CB c n ph i có kh năng
đi u chỉnh trị s dòng đi n tác đ ng và th i gian tác đ ng.

a. Áp tô mát dùng trong chi u sáng

b. Áp tơ mát dùng trong cơng nghi p
Hình 3 - 3. Hình nh m t s áp tơ mát thông d ng
3.2.1.3. Ký hiệu áp tô mát
CB

Áp tô mát ba pha

CB

Áp tơ mát m t pha

Hình 3 – 13: Ký hi u Áp tô mát
15

3.2.2. Cấu tạo chung
3.2.2.1. Tiếp điểm
CB th ng đ c ch t o có hai c p ti p đi m (ti p đi m chính và h quang),
hoặc ba c p ti p đi m (chính, ph , h quanq).
Khi đóng m ch, ti p đi m h quang đóng tr c, ti p theo là ti p đi m ph , sau
cùng là ti p đi m chính.
Khi c t m ch thì ng c l i, ti p đi m chính m tr c, sau đ n ti p đi m ph ,
cu i cùng là ti p đi m h quang. Nh vậy h quang chỉ cháy trên ti p đi m h quang,
do đó b o v đ c ti p đi m chính đ dẫn đi n. Dùng thêm ti p đi m ph đ tránh h
quang cháy lan vào làm h h i ti p đi m chính.
Trên hình 3 - 4 trình bƠy h th ng ti p đi m trong m t ki u CB. Trong đó 2,3 lƠ
ti p đi m lƠm vi c, 4 lƠ ti p đi m trung gian, 5 lƠ ti p đi m h quang.
3.2.2.2. Hộp dập hồ quang
H th ng dập h quang có nhi m v nhanh chóng dập h quang khi ng t, khơng
cho nó cháy lặp l i. Đ i v i CB đi n xoay chi u, bu ng dập h quang th ng có c u
t o ki u dƠn dập 6 trên hình 3 – 4. Đ i v i CB đi n m t chi u, th ng k t h p nhi u
ki u bu ng dập h quang có khe hẹp hoặc khe r ng. K t h p v i cu n dơy t o từ
tr ng th i h quang.
1

1
2

2
6

3

5
3

5

4

Hình 3 – 5: C u t o c c u đi u
khi n b ng nam chơm đi n

Hình 3 – 4: C u t o Áp tô mát xoay chi u

1 – H th ng dập h quang; 2 – Các ti p đi m dập h quang;
3, 5 – Các ti p đi m lƠm vi c; 4 – Ti p đi m trung gian

1 – Giá đỡ; 2,6 – Tay đòn; 3 – Các t m cách
đi n; 4 – Nam chơm đi n; 5 – Ph n ứng;
O, O1, O2: Các đi m n i

3.2.2.3. Cơ cấu truyền động cắt CB
C c u truy n đ ng đóng c t của CB g m truy n đ ng đóng c t vƠ khơu truy n
đ ng trung gian.
- Truy n đ ng c t CB th ng có hai cách : b ng tay và b ng c đi n (đi n từ,
đ ng c đi n).
Đi u khi n b ng tay đ c thực hi n v i các CB có dịng đi n định mức khơng
l n h n 600A. Đi u khi n b ng đi n từ (nam châm đi n) đ c ứng d ng các CB có
dịng đi n l n h n (đ n 1000A).
Đ tăng lực đi u khi n b ng tay ng i ta dùng m t tay dài ph theo ngun lý
địn bẩy. Ngồi ra cịn có cách đi u khi n b ng đ ng c đi n hoặc khí nén.
- Khơu truy n đ ng trung gian dùng ph bi n nh t trong áp tô mát lƠ c c u tự
do tr t kh p. Hình 3 -5 trình bày m t khơu truy n đ ng trung gian của CB có c c u
đi u khi n b ng nam chơm đi n.
16

Khi bình th ng (khơng có sự c ), các tay địn 2,6 đ c n i cứng vì tơm O n m
th p d i đ ng n i hai đi m O1 , O2. Giá đỡ 1lƠm cho hai địn nƠy khơng tự gập l i
đ c. Ta nói đi m O vị trí ch t.
Khi có sự c , ph n ứng 5 của nam chơm đi n 4 bị hút dập vƠo h th ng tay địn
lƠm cho đi m O thốt kh i vị trí ch t. Đi m O cao h n đ ng n i hai đi m O 1 , O2.
Lúc nƠy hai tay địn khơng đ c n i cứng nữa, các ti p đi m s nhanh chóng m
rad] i tác d ng của lò xo kéo ti p đi m.
Mu n đóng l i CB, ta ph i kéo tay c m 3 xu ng phía d i đ cho hai tay địn
du i thẳng ra, sau đó m i đóng vƠo đ c.
3.2.2.4. Móc bảo vệ
CB tự đ ng c t nh các ph n tử b o v – gọi là móc b o v , s tác đ ng khi
m ch đi n có sự c quá dòng đi n (quá t i hay ng n m ch) và s t áp.
+ Móc b o v quá dòng đi n (còn gọi là b o v dòng đi n cực đ i) đ b o v
thi t bị đi n không bị quá t i và ngan m ch, đ ng th i gian – dòng đi n của móc b o
v ph i n m d i đ ng đặc tính của đ i t ng c n b o v . Ng i ta th ng dùng h
th ng đi n từ và r le nhi t làm móc b o v , đặt bên trong CB.
Móc ki u đi n từ có cu n dây m c n i ti p v i m ch chính, cu n dây này đ c
qu n ti t di n l n chịu dòng t i và ít vịng.
Khi dịng đi n v t q trị s cho phép thì ph n ứng bị hút và móc s dập vào
kh p r i tự do, làm ti p đi m của CB m ra. Đi u chỉnh vít đ thay đ i lực kháng của
lị xo, ta có th đi u chỉnh đ c trị s dòng đi n tác đ ng.
Đ giữ th i gian trong b o v quá t i ki u đi n từ, ng i ta thêm m t c c ugiữ
th i gian (ví d bánh xe răng nh trong c c u đ ng h ).
Móc ki u r le nhi t đ n gi n h n c , có k t c u t ng tự nh r le nhi t có ph n
tử phát nóng đ u n i ti p v i m ch đi n chính, t m kim lo i kép dãn n làm nh kh p
r i tự do đ m ti p đi m của CB khi có quá t i. Ki u này có thi u sót là qn tính
nhi t l n nên không ng t nhanh đ c dịng đi n tăng vọt khi có ng n m ch, do đó chỉ
b o v đ c dịng đi n quá t i.

Vì vậy ng i ta th ng sử d ng t ng h p c móc ki u đi n từ và móc ki u r le
nhi t trong m t CB. Lọai này đ c dùng CB có dịng đi n định mức đ n 600A.
+ Móc b o v s t áp (cịn gọi là b o v đi ân áp th p) cũng th ng dùng ki u
đi n từ. Cu n dây m c song song v i m ch đi n chính, cu n dây này đ c qu n ít
vịng v i dây ti t di n nh chịu đi n áp ngu n .
3.2.3. NguỔên lý làm việc
3.2.3.1. Áp tô mát dịng cực đại
S đ ngun lý nh hình 3- 6.
Ở trạng thái bình thường sau khi đóng điện, CB được giữ ở trạng thái đóng
tiếp điểm nhờ liên k t giữa tay địn 2 vƠ 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 liên k t giữa tay đòn 2 vƠ 3 đ c m ra, thả tự do, lò xo 1 được thả lỏng, kết
quả các tiếp điểm của CB được mở ra, mạch điện bị ngắt.
Ngu n

17
Cu n dơy


3.2.3.2. Áp tô mát điện áp thấp
S đ nguyên lý nh trên hình 3 - 7.
1

Ngu n

3
2

4

5
6

Cu n dơy
b ov s t
áp

T i

Hình 3 – 7: Nguyên lý c u t o áp tô mát đi n áp th p

1, 4 – Lò xo h i vị; 2,3 – Tay đòn; 5 – Ph n ứng; 6 – Nam chơm đi n;

Bật CB ở trạng thái ON, với điện áp định mức nam châm điện 6 và phần ứng
5 hút lại với nhau. Khi sụt áp quá mức, nam châm điện 6 sẽ nhả phần ứng 5, lò xo 4
kéo tay địn 3 bật lên, tay địn 2 thả tự do, thả lỏng, lò xo 1 được thả lỏng, kết quả
các tiếp điểm của CB được mở ra, mạch điện bị ngắt.
3.3. Cơng t c t
3.3.1. Khái niệm chung
3.3.1.1.Cơng dụng
Cơng t c t lƠ khí c đi n dùng đ đóng, ng t th ng xuyên các m ch đi n
đ ng lực, từ xa, b ng tay (qua h th ng nút b m) hoặc tự đ ng. Vi c đóng c t cơng t c
t có ti p đi m có th đ c thực hi n b ng nam chơm đi n, thủy lực hay khí nén.
Thơng th ng ta gặp lo i đóng c t b ng nam chơm đi n.
Những năm g n đơy ng i ta đư ch t o lo i công t c t khơng ti p đi m, vi c
đóng ng t công t c t lo i nƠy đ c thực hi n b ng cách cho các xung đi n đ khóa
hoặc m các van bán dẫn (thyristor, triac). Cơng t c t có t n s đóng c t l n, có th

t i 1800 l n trong m t gi .
3.3.1.2. Phân loại
Theo nguyên lý truyền động ng i ta phơn ra các lo i công t c t đóng ng t
b ng đi n từ, b ng thủy lực, b ng khí nén vƠ lo i công t c t không ti p đi m.
Theo dạng dịng điện đóng cắt có lo i cơng t c t m t chi u vƠ công tăc t xoay
chi u.

18


3.3.1.3. Các tham số chủ yếu của công tắc tơ:
- Đi n áp định mức Uđm lƠ đi n áp của m ch đi n t ng ứng mƠ ti p đi m chính
của cơng t c t ph i đóng ng t. Đi n áp định mức có các c p: 110V, 220V, 440V m t
chi u vƠ 127V, 220V, 380V, 500V xoay chi u.
- Dòng đi n định mức Iđm lƠ dòng đi n định mức đi qua ti p đi m chính của
cơng t c t trong ch đ lƠm vi c dƠi h n (nghĩa lƠ khi ti p đi m của công t c t
tr ng thái đóng lơu h n 8 gi thì dịng đi n định mức của công t c t l y th p h n
kho ng 20%). Dòng đi n định mức của công t c t h áp thông d ng có các c p: 10;
20; 25; 40; 60; 75; 100; 150; 250; 300; 600; 800 A.
- Đi n áp cu n dơy Ucd đm lƠ đi n áp định mức đặt vƠo cu n dơy. Khi tính tốn,
thi t k công t c t th ng ph i đ m b o lúc đi n áp b ng 85% Ucd đm thì ph i đủ sức
hút vƠ lúc đi n áp b ng 110% Ucd đm thì cu n dơy khơng nóng q trị s cho phép.
NgoƠi ra, cơng t c t cịn có các tham s nh s cực, s cặp ti p đi m ph , kh
năng đóng, kh năng ng t, tu i thọ, t n s thao tác, tính n định nhi t, tính n định
đi n đ ng.
3.3.2. Công tắc tơ kiểu điện từ
3.3.2.1. Cấu tạo và ký hiệu
4

5

3
2
6
7

1
8
K

e
~

1 – Lõi thép tĩnh;
2 – Lõi thép đ ng;
3 – Các ti p đi m
chính;
4 - Các ti p đi m ph ;
5 – C n ti p đi m;
6 – Lò xo h i vị;
7 – Vòng ng n m ch;
8 – Cu n hút

~

Hình 3 – 9: Nguyên lý c u t o CTT ki u đi n từ

Công t c t (CTT) xoay chi u ki u đi n từ có nguyên lý c u t o nh hình 3- 9,
g m các b phận chính nh sau:
- Lõi thép tĩnh (1): đ c c u t o b i các lá thép kỹ thuật đi n (có hình chữ E)

ghép l i v i nhau vƠ đ c g n c định v i thơn (v ) của CTT.
- Lõi thép đ ng (2): có c u t o t ng tự nh lõi thép tĩnh vƠ n m ph n n p
của CTT.
- Các cặp ti p đi m chính (3): lƠ các cặp ti p đi m th ng m , có nhi m v cho
dịng đi n của ph t i ch y qua (th ng lƠ dịng đi n có trị s l n).

19


- Các cặp ti p đi m ph (4): có hai lo i lƠ th ng m vƠ th ng đóng, có nhi m
v cho dịng đi n của m ch đi u khi n ch y qua (th ng lƠ dịng đi n có trị s nh ).
- Cánh tay đòn (5): đ c g n v i lõi thép đ ng trên đó có g n h th ng các ti p
đi m đ ng.
- Lò so h i vị (6): có nhi m v đ a lõi thép v vị trí ban đ u khi cu n dơy đi n
từ (cu n hút) m t đi n.
- Vòng ng n m ch b ng đ ng (7): đ c g n trên lõi thép tĩnh (hoặc đ ng) có tác
d ng ch ng rung khi CTT lƠm vi c v i đi n áp xoay chi u.
- Cu n dơy đi n từ (cu n hút) (8): lƠm vi c v i đi n áp xoay chi u có nhi m v
t o ra lực đi n từ khi có dịng đi n ch y qua.
K
3.3.2.2. Ký hiệu:

a. Cu n dơy đi n từ

K

Hoặc

b.Ti p đi m th

ng m

Hoặc

c.Ti p đi m th

ng đóng

Hoặc

Hình 3 – 10: Ký hi u m t s b phận chính của CTT

3.3.2.3. Nguyên lý làm việc
Khi cu n hút của công t c t ch a đ c c p đi n, lò so h i vị (6) đẩy lõi thép
đ ng (2) cách xa kh i lõi thép tĩnh (1). Các cặp ti p đi m chính (3) tr ng thái m ,
cặp ti p đi m th ng m của ti p đi m ph (4) tr ng thái m cịn cặp ti p đi m
th ng đóng của ti p đi m ph (4) tr ng thái đóng.
Khi đặt vƠo hai đ u cu n hút m t đi n áp xoay chi u có trị s định mức. Dòng
đi n xoay chi u trong cu n hút s sinh ra m t từ thơng móc vịng qua c hai lõi thép vƠ
khép kín m ch từ. Chi u vƠ trị s của từ thông s bi n thiên theo chi u vƠ trị s của
dòng đi n sinh ra nó, nh ng xét t i m t th i đi m nh t định thì từ thơng đi qua b mặt
ti p xúc của hai lõi thép lƠ cùng chi u nên s t o thƠnh 2 b mặt nƠy hai cực trái d u
của nam chơm đi n N-S (cực nƠo có chi u từ thơng đi vƠo lƠ cực Nam cịn cực nƠo có
chi u từ thông đi ra lƠ cực B c).
K t qu lƠ lõi thép đ ng s bị hút v phĩa lõi thép tĩnh vƠ kéo theo tay đòn (5),
lƠm cho các ti p đi m chính (3) vƠ ti p đi m ph (4) đang tr ng thái m s đóng l i,
ti p ph (4) cịn l i đang tr ng thái đóng s m ra.
Khi c t đi n vƠo cu n hút, lò xo h i vị (6) s đẩy lõi thép đ ng (2) v vị trí ban đ u.
3.4. Kh i đ ng từ
3.4.1. Khái niệm chung

Kh i đ ng từ (KĐT) lƠ m t lo i khí c đi n dùng đ đi u khi n từ xa vi c
đóng–ng t, đ o chi u vƠ b o v quá t i (n u có l p thêm r le nhi t) các đ ng c không
đ ng b ba pha rôto l ng sóc.
Kh i đ ng từ có m t CTT gọi lƠ kh i đ ng từ đ n th ng đ đóng- ng t đ ng
c đi n. Kh i đ ng từ có hai contactor gọi lƠ kh i đ ng từ kép dùng đ thay đ i chi u
quay của đ ng c gọi lƠ kh i đ ng từ đ o chi u. Mu n b o v ng n m ch ph i l p
thêm c u chì.
Kh i đ ng từ đ c c u t o từ hai khí c đi n: cơng t c t xoay chi u vƠ r le
nhi t nên k t c u kh i đ ng từ r t đa d ng vƠ phong phú.
Kh i đ ng từ th ng đ c phơn chia theo:
20


- Đi n áp định mức của cu n dơy hút: 36V, 127V, 220V, 380V, 500V.
- K t c u b o v ch ng các tác đ ng b i môi tr ng xung quanh: h , b o v ,
ch ng b i, n c, n ầ
- Kh năng lƠm bi n đ i chi u quay đ ng c đi n: không đ o chi u quay vƠ đ o
chi u quay.
- S l ng vƠ lo i ti p đi m: th ng m , th ng đóng.

Hình 3 – 11: Hình nh m t s b kh i đ ng từ đ n gi n

3.4.2. Các Ổêu cầu kỹ thuật
Đ ng c đi n không đ ng b ba pha có th lƠm vi c liên t c đ c hay không
tuỳ thu c vƠo mức đ tin cậy của kh i đ ng từ. Do đó kh i đ ng từ c n ph i th a mưn
các yêu c u kỹ thuật sau:
- Ti p đi m có đ b n chịu mƠi mịn cao.
- Kh năng đóng – c t cao.
- Thao tác đóng – c t dứt khốt.
- Tiêu th cơng su t ít nh t.

- B o v đ ng c khơng bị q t i lơu dƠi (có r le nhi t).
- Th a đi u ki n kh i đ ng (dòng đi n kh i đ ng từ 5 đ n 7 l n dòng đi n định
mức).
3.4.3. Sơ đ nguỔên lý dùng khởi động từ
3.4.3.1. Khởi động từ đơn điều khiển tại một vị trí như hình 3 -12.
Đóng áp tơ mát CB c p đi n cho m ch đi u khi n.
Đ m máy đ ng c M nh n nút kh i đ ng M trên m ch đi u khi n, cu n dơy
cơng t c t (CTT) K có đi n hút lõi thép di đ ng vƠ m ch từ khép kín l i; lƠm đóng
các ti p đi m chính m ch đ ng lực đ kh i đ ng đ ng c vƠ đóng ti p đ m ph
th ng m
m ch đi u khi n đ duy trì m ch đi u khi n khi bng tay kh i nút nh n
kh i đ ng.
Khi nh n nút dừng D, kh i đ ng từ bị ng t đi n, d i tác d ng của lực lò xo
nén lƠm ph n lõi từ di đ ng tr v vị trí ban đ u; các ti p đi m tr v tr ng thái th ng
m . Đ ng c dừng ho t đ ng.
Khi có sự c quá t i đ ng c , r le nhi t RN s thao tác lƠm ng t m ch đi n
cu n dơy, do đó cũng ng t kh i đ ng từ vƠ dừng đ ng c đi n.

21