Giáo án Tự động hóa và điều khiển thiết bị điện

tự động hoá và điều khiển thiết bị điện
Mở đầu:(1 tiết)

Vai trò của thiết bị điện trong công nghiệp.
Xu h- ớng của việc tự động hoá các thiết bị điện và các dây chuyền
công nghệ.
Ch- ơng 1: Các nguyên tắc xây dựng hệ thống tự động
điều khiển.(10 tiết)
1.1

Chức năng, yêu cầu của tự động điều khiển thiết bị điện.

.c
om

1.1.1. Chức năng của các mạch tự đông điều khiển.

1. Thông tin - giao tiếp: Giao tiếp giữa ng- ời và máy bao gồm một
mặt cung cấp cho ng- ời vận hành toàn bộ thông tin theo dõi và hoạt động
của máy, mặt khác nhận các lệnh điều khiển của ng- ời vận hành.

co
ng

Tùy theo thiết bị giao tiếp đ- ợc sử dụng mà phần giao tiếp có thể:
Vào ch- ơng trình nhờ các bộ giao tiếp giữa ng- ời và máy của các thiết
bị lập trình.

an

Giao tiếp bằng các bộ chuyển mạch.

g

2. Xử lí tín hiệu:

th

Hiển thị trạng thái làm việc của máy bằng ánh sáng và âm thanh.

du
on

Bộ xử lí là bộ nÃo của phần điều khiển. Bộ xử lí một mặt phát các
thông tin về trạng thái của máy, mặt khác phát lệnh của ng- ời vận hành
máy.
3. Điều khiển năng l- ợng

cu

u

Các bộ biến đổi tĩnh (chỉnh l- u, băm áp một chiều, điều áp xoay chiều,
biến tần) điều khiển nguồn năng l- ợng từ l- ới cấp cho tải.
cơ.

Điều khiển các động cơ điện xoay chiều là điều khiển bộ biến đổi điện

4. Điều khiển các thông số của thiết bị điện theo yêu cầu công
nghệ những chức năng cơ bản là:
Tự động khởi động, hÃm, đảo chiều cũng nh- ổn định tốc độ của các

động cơ điện khi thay đổi tải. Trong tr- ờng hợp này th- êng dïng khëi
®éng, h·m nhiỊu cÊp tèc ®é, khëi động, hÃm mềm nhằm hạn chế dòng điện
và mômen quá độ. Nhiều hệ thống th- ờng gặp là hệ thống mạch hở. những
hệ thống này có - u điếm là mạch đơn giản, tin cậy.
1

CuuDuongThanCong.com

/>

Tự động đặt và giữ tốc độ cho tr-ớc của động cơ. Hệ thống loại này
th- ờng dùng các hệ thống kín có phản hồi , nó cho phép giữ ổn định tốc độ
với độ chính xác cao. Trong hệ thống mạch kín gồm có các thiết bị nhrơle, công tắc tơ, các bộ biến đổi, các cảm biến, động cơ điện...
Kiểm soát các tín hiệu đ-a vào hệ thống (hệ tùy động). Những tín hiệu
đ- a vào hệ thống có thể thay đổi theo một quy luật định tr- ớc, những sai số
trong tr- ờng hợp này không đ- ợc v- ợt quá phạm vi cho phép. Chức năg này
đ- ợc thực hiện bằng những hệ thống tùy động trong mạch vòng kín tác
động liên tục hay gián đoạn.

.c
om

Tự động điều khiển theo ch-ơng trình đà đặt tr-ớc. Chức năng này
đ- ợc thực hiện bằng mạch hở hay mạch kín tác động liên tục hay gián
đoạn, trong phần mạch của mình ngoài những thiết bị nh- các chức năng
trên nó còn có thêm các bộ nhớ, tính toán, biến ®ỉi tÝn hiƯu ®- a vµo ®iỊu
khiĨn khèi chÊp hµnh

co
ng

Tù động điều khiển dây chuyền công nghệ. Để thực điện chức năng
phức tạp này hệ thống tự động cần bao gồm thiết bị điện thực hiện tất cả
các chức năng trên.

an

5. ổn định thông số - Các mạch điều khiển thiết bị điện cần ổn định
các thông số làm việc của thiết bị.
1.1.2. Yêu cầu đối với các mạch tự động điều khiển.

g

th

Một số yêu cầu cơ bản của việc tợ động hóa và điều khiển thiết bị điện
có thể là:

du
on

1. Yêu cầu về kĩ thuật:

- Đáp ứng các chế độ làm việc của thiết bị điện
- Phù hợp về dạng dòng điện và điện áp.

cu

u

- Đảm bảo độ tác động nhanh và chính xác.
- Đảm bảo các sai số tĩnh và động trong phạm vi cho phép.

- Có chỉ tiêu chất l- ợng (hiệu suất và cos ) cao.

- Phù hợp với điều kiện môi tr- ờng
2. Điều khiển đơn gián và tin cậy.
3. Linh hoạt và thuận tiện khi điều khiển.
4. Dễ dàng kiểm tra và sửa chữa những h- hỏng.
5. Tác động chính xác khi làm việc ở chế độ bình th- ờng cũng nh- khi
gặp sự cố.
6. Thuận tiện khi lắp đặt, vận hành và sửa ch÷a.
2

CuuDuongThanCong.com

/>

7. Kích th- ớc và giá thành thấp thiết bị điều khiển thấp.
8. An toàn lao động và không bị các sự cố nh- cháy, nổ... khác.
1.1.3. Mục tiêu của hƯ thèng tù ®éng hãa:
1. Tù ®éng hãa nh»m mơc đích:
Giảm giá thành sản phẩm:
Nâng cao chất l- ợng sản phẩm
Khả năng sẵn sàng đáp ứng của sản phẩm.
Đổi mới sản phẩm

.c
om

2. Tự động hóa linh hoạt:
Tác độnh lên nhiều khâu của dây chuyền.
Tác động lên nhiều ph- ơng án sản xuất.

co
ng

3. Tự động hóa phát triển:

Dễ thay đổi theo sự tiến bộ của KHKT về số l- ợng, các đặc tính
của sản phẩm...

an

1.2. Cấu trúc của hệ thống tự động hoá

th

1.2.1 Cấu trúc cơ bản của hệ thống
Trong một hệ thống tự động hoá có hai phần
Phần tác động (PO)

Tập hợp các bộ phận xử lí
thông tin, ra lệnh điều
khiển

Tập hợp các ph- ơng tiện,
tác động lên vật t- thiết bị
nhằm đảm bảo sản xuất,
nh- động cơ, các máy sản

xuất...

cu

u

du
on

g

Phần điều khiển (PC)

CuuDuongThanCong.com

Lệnh

PHần tđ
Máy sản xuất

/>
Cảm biến

Ôtômát lập
trình
Thiết bị điện

Cơ cấu điều khiển

Thông tin vào

PHần ĐK

Động cơ, thiết bị biến đổi...

Truyền thông tin thực hiện theo sơ đồ

3


Chi tiết một hệ thống tự động hóa có sơ đồ cấu trúc nh- hình vẽ
Phần thao tác

Phần điều khiển
ĐK công
suất

Hội thoại

Tác động
lên vật t-

Cơ cấu tác động

Truyền động

.c
om

Bộ giao tíêp

Gia công
sản phẩm

Xử lí dữ
liệu

co
ng

Bộ xử lí

Sản phẩm ra

Phần cơ

Vật tvào
Tác động
lên HT

Bộ liên lạc

Cảm biến

du
on

g

th

an

Thông báo

Các bộ cảm biến điều khiển khác

cu

u

Hình 12.1 Sơ đồ cấu trúc hệ thống tự động hoá

1.2.2 Các phần tử cơ bản của hệ thống TĐ ĐKTBĐ

Những phần tử cơ bản của hệ thống tự động điều khiển thiết bị điện rất
đa dạng. Những phần tử đó th- ờng là những thiết bị sau: máy điện quay,
biến áp, khí cụ điện, các bộ biến đổi tĩnh, các cảm biến, máy phát tốc, các
mạch điều khiển điện tử khác. Lựa chọn các loại thiết bị này căn cứ vào
những tài liệu chuyên ngành.
Khi phân tích và tổng hợp tự động điều khiển ở chế độ làm việc tĩnh và
động nhiều thiết bị trong đó các đặc tính cần đ- ợc tuyến tính hoá. hàm
truyền của một số khâu th- ờng gặp của hệ thống và thông số của các đại
l- ợng giới thiệu trên bảng 1.1

4

CuuDuongThanCong.com

/>

Tên gọi phần tử
Động cơ không
đồng bộ có điều
khiển
a) bằng thay đổi
điẹn áp stator

Hàm truyền

Kệ số khuếch đại và các h»ng sè thêi gian

(p )

W (p )

U

f

(p )

K 1 (U

f

)

T1 (U

)p

f

K 1 (U

T1 (U

1

U

f

s

nm

)

f

s

c

)

f

nm

c

2K

2K

J

c

M1

c

U

rad

;

3

s .V

f

;s

2

U

M1

M

f

!

s

r2
r1

K

r2* (p )

K

2

(r2* )

T 2 (r2* )p

1

(p )

W (p )

3

an

f1 (p )

du
on

Động cơ một pha
có điều khiển

u
cu

a) thay đổi điện
áp phần ứng

K

2K

3

1

U

W (p )

M1

2

U

2

(p )
U

u

(p )

Tcp

U
K

T1p
4Tu

u

T 1,2

(p )

U

dk

E
L

u

ru
Tc

2

2

r2

; r2*

r roto

C

J

;
e

b

nm

2

f1

;

N . m .s
rad

s .V

c e .c
1

2

rad

jr u

; s ,Tc

x

; s ,
M

,b

V

1 ; s
4

4 . 10

, T dc

N .m

1

K

r roto

r1

s .V

dc

2

r1

rad

;

x

2

1

1

(p )

kd

dc

Tu

dc

2

TuTcp

K

M

r1

f

3

b

s

M 2

!

Jr

;

rad

; rad

p

c

;

4Tu
Tc

; s
M

; s

dc

1 . T2p

1

Tc )

5

CuuDuongThanCong.com

x

M 2

c

(f1 )

dc

c

1

K

( khi

(p )

dc

T dc p

W (p )

dk 1

K

c

r1

;s

M 2

T 3 (f1 )

(p )

W (p )

K

Động cơ điện mét
chiỊu kÝch tõ ®éc
lËp ®iỊu khiĨn
b»ng

Jr 2 *

g

T 3 (f1 )p

K

( r1

c

M

r2*

(f1 )

th

K

K

nm

c

(r2* )

T 2 (r2* )

K

c) thay đổi tần số
và điện áp nguồn
cấp

2

M1

2

x

.c
om

(p )

W (p )

co
ng

b) bằng thay đổi
điện trë roto

1,5

;K

nm

/>
2
nm

)


Tên gọi phần tử

Hàm truyền

b) thay đổi dòng
điện kích từ

W (p )

Kệ số khuếch đại và các hằng số thời gian
(p )

U

(p )

kt

K

c) khi thay đổi tải

1 . Tcp

Tu

Jr u

1

cec

M

I

kt

L

; s , T kt

2

,

s .V

kt

r kt

kt

; s

M
ru

dc

c

(p )

Ct

Tup

1

M
2

TC p

1

d

(t)

E

W (p )

du
on

g

một

K

T kt p

W (p )

cu

u

Bộ chỉnh l- u

Bộ khuếch đại
bản dẫn một
chiều
Bộ khuếch đại
bán dẫn xoay
chiều (có liên hệ
bằng tụ)

- hệ số biến dạng

C

(t)- cấp hàm thời gian

th

M

M

dt

an

dt

d

2

co
ng

Ph- ơng trình vi J-momen quán tính động cơ
phân không xét
-góc quay của trục động cơ
quán tính điện từ
M- giá trị tức thời momen đồng bộ hoá
cuộn dây động cơ
động cơ
2
J

Máy phát
chiều

Tc

ceI

(p )

TuTC p

Động cơ b- ớc

. r kt

rad

0)

W (p )

K

kt

;

.c
om

( khi

I
1

!

T kt p

r kt . I u

K

W (p )

W (p )

U

F

kt

(p )

K

(p )

F

TF

1
U

ra

U

U

F

V

ra

(p )

K

(p )

(p )

K

U

V

(p )

K

kd

T kd 1 p

T kd 2 p

kd

CL

K

K

CL

kd

T kd 1

E

F

U

kt

L

f1 U

kt

f2 U

r kt
U

ra

U

V

U

ra

U

V

R

tai

kt

kt

;

C ; T kd 2

; s

Ra
R

R

a

tai

ri

ri

C; s

1

6

CuuDuongThanCong.com

/>

Tên gọi phần tử

Hàm truyền

Kệ số khuếch đại và các hằng số thời gian

1.3 Kí hiệu các phần tử trong bản vẽ thiết kế.

g

th
cu

u

Biến dòng

du
on

Biến áp tự ngẫu

Phần ứng động cơ
điện một chiều
Kích từ động cơ
điện một chiều
Máy điện không
đồng bộ rô to lồng
sóc
Máy điện không
đồng bộ rô to dây
quấn

kí hiệu

.c
om

Máy điện đồng bộ
Dây quấn nối sao

Dây quấn nối tam
giác

an

Máy điện
Máy biến áp

Tên gọi

co
ng

Tên gọi
kí hiệu
Loại nguồn điện
Dòng điện một
chiều
Dòng ®iƯn xoay
chiỊu
D©y trung tÝnh

N
Ngn ba pha
3F 50 HZ
380/220V
Pin, acquy

D©y dÉn, mối nối
Dây dẫn, nhóm
dây, đ- ờng dây,
cáp, mạch
Đ- ờng dây ba pha
Dây có màn chắn
Cáp đồng trục
Cực, đầu nối
Chỗ rẽ nhánh
Hai dây chéo
không nối
Phích cắm, zắc
nối
Đầu cái
Đầu đực
Nối dây bằng dầu
nối
Điểm kiểm tra
Phần tử đóng cắt
7

CuuDuongThanCong.com

/>

Tên gọi

kí hiệu

Tên gọi
kí hiệu
đóng chậm
Cuộn hút rơle, có
duy trì thời gian
nhả chậm
Cuộn hút rơle có
duy trì thời gian
đóng, nhả chậm
Cuộn hút rơle,
công tắc tơ có
khoá liên động cơ
Phần tử đốt nóng
rơ le nhiệt

Công tắc
Cầu dao

cu

u

Chì tự rơi

Thiết bị phòng nổ

Chống sét van
Cuộn dây điều
khiển
Cuộn hút rơle,
công tắc tơ
Cuộn hút rơle có
duy trì thời gian

Thiết
bị
và
ph- ơng
pháp
điều khiển
Chuyển động trễ
theo chiều chuyển
dịch
Đièu khiển bằng
núm ấn
Đièu khiển bằng
núm kéo
Điều khiển xoay

co
ng
an
th
g

du

on

Tiếp điểm rơle,
công tắc tơ th- ờng
hở
Tiếp điểm rơle,
công tắc tơ th- ờng
kín
Tiếp điểm rơle,
công tắc tơ có dập
hồ quang
Tiếp điểm rơle,
công tắc tơ không
tự phục hồi
Chuyển
mạch
nhiều vị trí
Nút nhấn th- ờng
hở
Nút nhấn th- ờng
kín
Thiết bị bảo vệ
Cầu chì

.c
om

Aptomát

Điều khiển bằng

hiệu ứng ở gần
Điều khiển bằng
sờ tay
Điều khiển bằng
núm ấn an toàn
kiểu đập mạnh
Điều khiển bằng
vô lăng
Điều khiển bằng
pedan
Điều khiển bằng
cần
Điều khiển bằng
chìa khoá
Điều khiển bằng

8
CuuDuongThanCong.com

/>

Tên gọi
maniven

kí hiệu

Tên gọi
kí hiệu
Điều khiển bằng
bộ dếm

Điều khiển bằng
phần tử nhiệt

u

du
on

g

th

an

co
ng

.c
om

Điều khiển bằng
cam
Điều khiển bằng
động cơ điện
Điều khiển bằng
đồng hồ
Điều khiển bằng
mức chất lỏng
Điều khiển bằng
l- u l- ợng chất

lỏng
Điều khiển bằng
l- u l- ợng khí

cu

1.4. Cách thể hiện sơ đồ nguyên lí và sơ đồ lắp
ráp.
1.4.1 Cách thể hiện sơ đồ nguyên lí.
1. Thể hiện nét vẽ trên sơ đồ động lực và điều khiển
Để cho ng- ời khác có thể đọc đ- ợc sơ đồ mạch thiết kế của mình
ng- ời thiết kế cần phải biết cách thể hiện mạch theo một nguyên tắc thống
nhất. Tr- ớc tiên phải vẽ đúng kí hiệu các thiết bị điện nh- đà giới thiệu
trong phần 1.3. Ngoài ra thể hiện sơ đồ mạch thiết kế còn cần theo nguyên
tắc: nét vẽ mạch động lực dậm còn nét vẽ mạch điều khiển vẽ mảnh hơn
nh- ví dụ trên hình 14.1

9
CuuDuongThanCong.com

/>

RD

RD
K

K

K

K

M

D

RD RD

K
b)

a)

Hình 14.1 thể hiện sơ đồ mạch điện a) sơ đồ
động lực, b) sơ đồ mạch điều khiển
2. Kí hiệu trên bản vẽ.

co
ng

.c
om

Trên bản vẽ phải có kí hiệu các linh kiện. Kí hiệu là chúng ta đặt tên
linh kiện rút gọn, do đó cần đặt sao cho ng- ời đọc bản vẽ dễ nhớ. Điều này
nhằm mục đích cho ng- ời đọc bản vẽ tìm hiểu sơ đồ nhanh hơn. Ng- ời ta
th- ờng chọn các chữ cái đầu của tên linh kiện (ví dụ rơle R, cầu dao
CD, Aptomat AT...), dùng chữ cái đầu của chức năng mà linh kiện thực
hiện để kí hiệu (ví dụ công tắc tơ thuận T, công tắc tơ ng- ợc N...) hay

một số cách kí hiệu khác.

an

3. Bố trí linh kiện

du
on

g

th

Khi bản vẽ lớn, nhiều linh kiện bản vẽ cần đ- ợc phân khu vực để vẽ.
Việc phân khu vực nên theo chức năng của từng nhóm thiết bị, để khi đọc
bản vẽ tránh phải phân tán suy nghĩ vào việc tìm linh kiện. Trong mỗi trang
vẽ cũng cần phân khu vực theo cột để khi tìm cho dễ ví dụ nh- bản vẽ hình
14.2, bản vẽ đ- ợc chia khu vực thành 8 cột. Việc phân khu vực theo cột trên
bản vẽ nh- thế này sẽ thuân tiện khi chú dẫn linh kiện

cu

u

Những bản vẽ nhiều trang phải đ- ợc đánh số trang, những đ- ờng nối
mạch điện từ trang này gửi sang trang khác phải có chỉ dẫn. Cách chỉ dẫn
đ- ợc thực hiện theo nhóm số, ví dụ thông thi đ- ợc viết 12/5 nhóm số này
đ- ợc hiểu là thông tin cần biết tìm ở trang bản vẽ 12 cột số 5
14.3.

Ví dụ: Trong một trang bản vẽ có vẽ một sơ đồ mạch nh- trên hình
Chúng ta hiểu các thông tin cần dẫn trong bản vẽ nh- sau:

Muốn biết rơle R1 hoạt động thế nào (khi nào đóng, khi nào cắt cần
tìm hiểu mạch ở trang 12 cột 6. Rơle R 1 sư dơng hai tiÕt ®iĨm th- êng hë,
mét tiÕp ®iÓm th- êng ®ãng. Hai tiÕp ®iÓm th- êng hë của rơ le R 1 đ- ợc
dùng trong mạch ở trang 11 cét 5 vµ trang 10 cét 6. TiÕp điểm th- ờng hở
đ- ợc dùng để đóng cát mạch ë trang 7 cét 4.
1

2

3

4

5

6

7

8

12/6

R1
10

T§ TH

CuuDuongThanCong.com

11/5
10/6

7/4
/>

4. Đánh số đầu dây

co
ng

.c
om

Điều này cần thiết để khi đọc sơ đò cho dễ và thuận tiện khi lắp ráp.
Nguyên tắc đánh số đầu dây: bằng chữ cái ví dụ A, B, C; chữ cái kèm số ví
dụ R1, K2...; sè tù nhiªn vÝ dơ 1, 2, 3, 4... Tr- ờng hợp mạch thực hiện nhiều
chức năng nên có cách đánh số để phân biệt các chức năng, ví dụ 503, 203
hai số đầu mang thông tin về chức năng các số tiếp theo mang thông tin về
điểm nối. Các đầu dây mang cùng một số phải đẳng thế để khi lắp ráp
không có những sai sót đáng tiếc.

an

1.4.2. Cách thể hiện sơ đồ lắp ráp.

th

Một thiết bị điện hay một mạch điện phải đ- ợc lắp ráp vào một bảng
điện, tủ điện. Các thiết bị đ- ợc lắp phải đảm bảo tính kĩ và mĩ thuật. Lắp
ráp các linh kiện này cũng cần tuân thủ theo những nguyên tắc nhất định.

du
on

g

1. Bố trí thiết bị

Các thiết bị phải đ- ợc bố trí theo hàng, cột để đảm bảo tính mĩ thuật.
Ngoài ra các thiết bị đ- ợc gá lắp theo các nguyên tắc

u

Theo nguyên tắc trọng l-ợng

cu

Những thiét bị năng nh- biến áp, động cơ, chỉnh l- u đặt d- ới thấp,
những thiết bị nhẹ bố trí trên cao. Ví dụ trong một bảng điện đặt theo chiều
thẳng đứng có một biến áp, ba công tắc tơ và các rơ le. Các thiết bị đ- ợc bố
trí biến áp năng nhất đặt d- ới cùng, công tắc tơ nhẹ hơn đặt ở tầng thứ hai,
các rơle nhe nhất đặt ở hàng trên cùng nh- giới thiệu trên hình 14.3.

Rơ le

Công tắc tơ

Biến áp
CuuDuongThanCong.com

11
/>

Theo nguyên tắc phát nhiệt

Van
bán
dẫn

co
ng

Bảng điều
khiển

.c
om

Theo nguyên tắc đối l- u không khí những thiết bị ít phát nhiệt bố trí
d- ới thấp, những thiết phát nhiệt nhiều bố trí trên cao, hoặc những thiét bị
phát nhiệt nhiều đ- ợc đặt ở nơi có thông gió tốt nhất. Tr- ờng hợp trong tủ
điện có nguồn phát nhiệt lớn cần thông gió c- ỡng bức bằng quạt làm mát.
Ví dụ trên hình 14.4 giới thiệu mặt cắt của một tủ điện máy hàn một chiều
đơn giản.

Quạt
hút gió

Khe
thông
gió

Biến
áp

g

th

an

Cuộn
kháng

Cánh
tản
nhiệt

du
on

Hình 14.4 Sơ đồ mặt cắt bố trí thiết bị một máy hàn một chiều
Theo nguyên tắc chức năng

cu

u

Những thiết bị thực hiện cùng một chức năng đ- ợc bố trí trong cùng
một khu vực ®Ĩ ®Ị thn tiƯn cho viƯc kiĨm tra sưa ch÷a
Theo hä linh kiƯn

Nhõnc thiÕt bÞ cïng hä th- êng cã hình dáng kivhs th- ớc nh- nhau. Do
đó, nhằm tăng tính thẩm mĩ của tủ điện, những thiết bị cùng họ có thể đ- ợc
đặt cùng chỗ. Ví dụ: rơle đ- ợc lắp trên cùng một hàng, côngtăctơ đ- ợc lắp
trên cùng một hàng.
Theo chức năng phục vụ của nhóm thiết bị
Tủ (bảng) điện đ- ợc phân thành khu vực, những thiết bị thực hiện một
chức năng hoạt động nào đó của máy có thể đ- ợc đặt gần nhau trong một
khu vực, để khi kiểm tra, sửa chữa dễ dàng.
Các thết bị đ- ợc gá chắc chắn vào bảng điện tr- ớc khi lắp vào tủ.

12
CuuDuongThanCong.com

/>

Nói chung nguyên tắc ga lắp thiết bị chỉ mang tính t- ơng đối. Nhiều
khi ng- ời ta phải phối hợp nhiều nguyên tắc lại mới có đ- ợc cách lắp tối - u.
2. Nối dây động lực và điều khiển
Dây điện phải đ- ợc đi đảm bảo tính kĩ và mĩ thuật. Dây nối phải đảm
bảo đủ tiết diện. Tiết diện dây nối đ- ợc tính từ dòng điên chạy qua chúng
I

S

J

(S - tiết điện dây nối, I - dòng điên chay qua dây dẫn, J - mật độ dòng

điên chay qua dây dẫn, mật độ này đ- ợc chọn theo chỉ tiêu sụt áp của thiết
bị hay phát nóng của dây.

.c
om

Dây động lực có thể đ- ợc sử dụng bằng thanh cái đồng hay cáp điện.
Mỗi đầu cáp phải có đầu cốt (hay kẹp cáp kiểu làn sóng). Số l- ợng dây cáp
trong một đầu kẹp cáp không đ- ợc quá hai. Các mạch có tính chất hoặc
chức năng t- ơng tự nhau phải đ- ợc tập trung trên một khối hàng kẹp.

co
ng

Dây điều khiển đ- ợc dùng bằng dây đồng mềm nhiều sợi có bọc nhựa.
Tiết diện lõi tối thiểu th- ờng là 0,5 mm2. Các dây cáp nội bộ của thiết bị
điện tử có thể là dây cứng một lõi có bọc nhựa.
Đầu đấu nối của các thiết bị phải tuân theo yêu cầu:
Vật liệu chế tạo đầu đấu nối bằng đồng, hợp kim đồng.

th

an

Đầu đấu nối phải đ- ợc cố định vững chắc (th- ờng đ- ợc ép bằng kìm
ép đầu cốt hoặc đổ thiếc).

cu

u

du
on

g

Đầu nối các dây phải đ- ợc đánh số trung thực theo sơ đồ nguyên lí.
Các số đầu dây phải đ- ợc viết trên ghen nhựa ôm lấy đầu dây, hiện nay có
các số đầu dây bán sẵn trên thị tr- ờng có thể dùng các số đầu dây này để
lồng vào dây rất thuận tiện và đẹp. Các đầu dây phải có đầu cốt chắc chắn.
Ví dụ về đánh số đầu dây và đầu cốt giới thiệu trên hình 14.5.

503

Dây dẫn
Số đầu dây Đầu cốt
Hình 14.5 Đánh số đầu dây và đầu cốt
Các sơ đồ hàng kẹp cáp phải có đủ các thông tin chi tiết sau đâu cho
mỗi tủ điện, cabin bọ phân hoặc thiết bị khác mà các đ- ờng cáp sẽ đấu nối
vào:
- Số liệu thiết kế (số hiệu chức năng và số hiệu vị trí) của tủ.
nối.

- Số hiệu đầu nối (hoặc trống nếu là dự phòng)đ- ợc gắn vào mỗi đầu

13
CuuDuongThanCong.com

/>

- Cho mỗi sợi cáp: Số hiệu thiết kế cáp, tổng số l- ợng lõi, số lõi dự
phòng, địa chỉ đến của cáp.
Sơ đồ hàng kẹp phải có các chỉ dẫn tham chiếu tới các sơ đồ mạch liên
quan và số hiệu bản vẽ sơ đồ đấu nối dây, kể cả số hiệu sau khi chỉnh sửa.
Các thông tin có thể trình bày d- ới dạng danh mục hặc bảng (thí dụ bản in
của máy tính) với đièu kiện là các danh mục này có thể dễ dàng nhận dạng
các cáp, lõi và đầu đấu nối.
Dây động lực và dây điều khiển đ- ợc tách thành các bó dây riêng
nhằm tránh sự phát nhiệt từ dây động lực ảnh h- ởng tới dây điều khiển và
nhiễu thông tin từ dây động lực sang dây điều khiển.

.c
om

Các đ- ờng cáp điều khiển sự cố phải riêng biệt với tất cả các ®- êng
c¸p kh¸c.
C¸p ®iỊu khiĨn:

co
ng

C¸c c¸p ®iỊu khiĨn th- êng là loại cáp nhiều lõi trong một sợi. Khi sử
dụng các lõi trong sợi cáp cần có một số l- ợng tối thiểu các lõi dự phòng
cho mỗi sợi cáp điều khiển
- Tới 4 lõi: không cần lõi dự trữ.

an

- Tíi 12 lâi: tèi thiĨu 2 lâi dù tr÷

- Tíi 20 lõi: tối thiểu 4 lõi dự trữ

th

- Trên 20 lõi: tối thiểu 6 lõi dự trữ.

du
on

g

Cáp điều khiển phải là loại tròn, bên, lõi băng đồng, cách điện PVC,
cấp cách điện 0,6/1kV.
Dây dẫn tráng thiéc chỉ đ- ợc dùng với các đầu kep cáp kiểu cắm.

cu

u

Cáp điều khiển sự cốphải có vó bọc ngoại bằng hợp chất PVC làm
chậm quá trình cháy, có đặc tính ngăn sự phát triển của lửa, hạn chế khói và
các chất khí gây ăn mòn và độc hại.
3. Bố trí dây trong tủ điện

Dây dẫn trong tủ điện phải đ- ợc bố trí gọn gàng ngay ngắn. Có một số
cách bố trí dây:
Dây dẫn phải đ- ợc bó thành bó bằng dây không dẫn điện. Hiện nay

trên thị tr- ờng rất phổ biến loại dây rút băng nhựa để bó dây, nh- trên hình
14.6a. Cách bó dây nh- thế này cho thẩm mĩ đẹp, nh- ng khi sửa chữa nếu
phải tìm đầu dây thì khó khăn hơn, vì phải cắt các dây buộc mới tìm d- ợc
đầu dây.

14
CuuDuongThanCong.com

/>

Dây dẫn đ- ợc đặt trong máng cáp có xẻ rÃnh nh- hình 14.6b. Cách đi
dây kiểu này rất thuận tiện, khi sửa chữa chỉ cần bật nắp của máng dây là
có thể kiểm tra dây dẫn một cách dễ dàng.
Dây điều khiển đ- ợc sử dụng một bó dây nhiều sợi (nh- hình 14.6c),
các sợi dây phân biệt bằng mầu, hoặc bằng số của các dây dẫn. Đi dây kiểu
này th- ờng hay dùng cho những máy móc có khoảng cách dây dẫn lớn, ví
dụ đi dây cho thang máy, cho các băng chuyền.

.c
om

Mọi dây cáp phải có một chiều dài dự phòng thích hợp và đ- ợc quấn
một cách gọn gàng đẻ làn đầu cốt mới khi đầu cốt ban đầu bị hỏng. Các dây
cáp vắt qua khoảng trống giữa thành tủ và panel có bản lề phải đ- ợc bó lại
và bố trí sao cho có độ vÃng nhỏ nhất và không gây ra sức căng cho đầu đấu
nối cáp.
4. Nối dây giữa các bảng mạch trong tủ điện và nối ra ngoài

co
ng

Nhằm lắp đặt độc lập giữa các khối ngay bên trong một tủ điện với
nhau, ng- ời ta nối dây giữa các bảng mạch và nối ra ngoài bằng các cầu
đấu dây hay zắc cắm. Hình 14.7 giới thiệu một số loại cầu đấu (hình 14.7a)
và zắc cắm (hình 14.7b) th- ờng gặp trong thực tế hiện nay.

an

Tủ điện th- ờng đ- ợc chế tạo độc lập, do đó khi lắp đặp phải đ- ợc nối
dây động lực và điều khiển từ tủ điện ra ngoài. Để làm đ- ợc việc này phải
có đầu nối trung gian mà ta th- ờng gọi là cầu đấu.

th

Dây nối động lực đ- ợc nối qua các cầu đấu động lực (hình 14.7c), hay
có thể nối trực tiếp vào thanh cái (hình 14.7d).

du
on

g

Dây nối điều khiển từ tủ điện ra ngoài cũng đ- ợc nối qua cầu đấu hay
zắc cắm loại nhỏ nh- trên hình 14.7a, b.
Các cầu đấu nối dây ra ngoài th- ờng đ- ợc bố trí phía d- ới hoặc hai
bên thành của tủ điện

cu

u

5. Thiết bị điện tử
Các bảng mạch in phải đ- ợc lắp trên các khung. Khung đ- ợc treo trên
giá đỡ hoặc tủ sao cho phải có mặt tr- ớc trống hoàn toàn và có thể tiếp cận
từ phía sau tới các bảng mạch in hoặc các dây đấu nối khác, Khi cần thiết
phải lắp đặt thiết bị phía sau khung, các khung phải có bản lề để dễ tiếp cận
các bảng mạch in và các dây đấu nối.
Các bảng mạch in, các môđun và các zắc cắmcáp phải phân biệt hoặc
đánh dấu theo một cách nào đó để đảm bảo không thể nhầm vị trí khi thay
thế.
Các bảng mạch phải đ- ợc trang bị bộ phận cài, khóa để chúng không
bị bật ra do rung động hoặc sự cố bất ngờ.
Các mối đấu nối dây trong tủ và giữa các tủ đều không đ- ợc phép.

15
CuuDuongThanCong.com

/>

Các thông tin sau đây phải đ- ợc cung cấp cho từng bộ phận:
- Tên nhà chế tạo.
- Bảng ghi đầy đủ các số liệu và đặc tính kĩ thuật.
Tất cả các bộ phận điện tử phải có giá trị định mức thiên về an toàn.
Nhiệt độ bề mặt của mọi bộ phận phải thấp hơn nhiệt độ thí nghiệm lớn
nhất của thiết bị tối thiểu là 50C (nhiệt độ này th- ờng gặp khoảng 600C)
6. Vỏ tủ điện

lông.

.c

om

Các Panel và tủ phải có kích th- ớc tiêu chuẩn và đồng nhất. Các bộ
phận của thiết bị đóng cắt trong tủ phải độc lập với nhau về điện, phải có
khả năng tiếp cận với máy cắt và các khoang đấu cáp trong tủ mà không
cần phải tahó thanh cái.
Tủ phải có các cửa treo bằng bản lề và các panel đ- ợc cố định bằng bu

co
ng

Tất cả các khối hàng kẹp, rơle, dụng cụ đo và chỉ báo phải đ- ỵc bè trÝ
sao cho cã thĨ tiÕp cËn an toµn trong khi thiết bị đang làm việc. Các khóa
liên động thích hợp phải đ- ợc bố trí để không cho tiếp xúc với các bộ phận
mang điện.

du
on

g

th

an

Tất cả các dụng cụ đo l- ờng, rơle, khóa điều khiển, khóa chọn chế độ
vận hành phải đ- ợc lắp đặt bằng phảng trên mặt tr- ớc thiết bị đóng cắt tại
độ cao hợp lí. Việc bố trí thiết bị ở trong và trên vỏ thiết bị phải đ- ợc thực
hiện sao cho việc bảo d- ỡng một cách dễ dàng mà không phải tháo dỡ các
thiết bị khác. Các thiết bị thao tác bằng tay phải đ- ợc bố trí ở độ cao

750 1800 mm so với mặt sàn.

u

Việc thiết kế tủ điện phải sao cho có thể dễ đàng mở rộng về một đầu
nào đó. Trong tr- ờng hợp các dụng cụ đo và rơle yêu cầu chế độ vận hành
chính xác, phải đặt các bộ giảm chấn và giảm rung.

cu

Các tủ đ- ợc chế tạo từ thép lá bằng cách uốn và hàn các tấm thép có
chiều dày hợp lí nh- ng không nhỏ hơn 1,5 mm. Thép cán có thể sử dụng
làm khung và gân tăng cứng chế tạo tủ lớn. Nếu thiết bị đ- ợc lắp trên Panel,
thép tấm dùng để chế tạo panel phải đủ dày để chống các rung động ảnh
h- ởng đến sự vận hành chính xác của thiết bị.
Cửa tủ phải đ- ợc bố trí ở những vị trí cần tiếp cận trong quá trình vân
hành bình th- ờng của thiết bị cũng nh- khi có sự cố, ví dụ thay thế cầu chì,
giải trừ rơle, đ- a thiết bị ra khỏi vân hành...
Các tủ điện bố trí trên mặt sàn phải đ- ợc đặt trên một chân đế. Khoảng
cách từ một cửa tủ khi mở đến t- ờng hoặc trang thiết bị gần nghất tối thiểu
450 mm đối với các tủ có chiều dài nhỏ hơn 3m và trên 800 mm cho các tủ
dài trên 3 m.

16
CuuDuongThanCong.com

/>

Bố trí thiết bị trong và trên mặt tủ phải sao cho có thể tiến hành bảo
d- ỡng thiết bị đ- ợc dễ dàng không phải tháo rời các thiết bị khác.

Các tấm đệm rời với kích th- ớc và số l- ợng thích hợp phải đ- ợc cung
cấp cho các cửa cáp vào phía trên nóc hoặc phía đáy, trừ các tủ ngoài trời
không đ- ợc bố trí các đ- ờng cáp vào từ phía nóc. Đối với các tủ bố trí trên
mặt sàn trong nhà, các tấm đệm cửa cáp vào từ phía đáy có thể thay bằng
rắc-co kẹp cáp để đỡ cáp. Các rắc-co làm kín và đỡ cáp tại các đ- ờng cáp
vào phải đ- ợc sử dụng cho các vị trí cần phải chống xâm nhập của động vật
và côn trùng có hại.

.c
om

Các bộ sấy chèng ng- ng tơ h¬i n- íc 230 V A.C đồng bộ với công tắc
cách li phải đ- ợc bố trí trong các hộp đấu nối và tủ có thiết bị hoặc rơle
điều khiển. Một bộ điều khiển nhiệt độ phải đ- ợc trang bị để điều khiển bộ
sấy. Các bộ phận mang nhiệt phải đ- ợc che chắn để tránh đụng chạm ngoài
ý muốn. Các tủ có bộ sấy phải có các lỗ thông gió, lỗ thông gió phải có l- ới
đồng mịn để chông xâm nhập của động vật, côn trùng. Thông gió phải đủ
khả năng không để xảy ra hiện t- ợng quá nhiệt cho thiết bị.

co
ng

Đèn chiếu sáng phải đ- ợc bố trí trong các tủ để cung cấp đủ ánh sáng
khi làm việc bên trung tủ, trừ các hộp nhỏ. Đèn chiếu sáng đ- ợc đóng mở
bằng công tắc lắp trên tủ, tác động tự động khi mở hay đóng cửa tủ.

du
on

g

th

an

Thanh cái phải đ- ợc chế tạo bằng đồng điện phân có tính dẫn điện
cao, đ- ợc bảo vệ thích hợp chống han rỉ và đ- ợc đỡ chắc chắn trên trên sứ
cách điện. Các thanh cái phải đ- ợc bố trí sao cho không bị lộ ra khi mở các
cửa phía sau và phÝa tr- íc. ChØ cã thĨ tiÕp cËn thanh c¸i khi tháo rời các vỏ
che. Phải tính tới sự giÃn nở của thanh cái khi thay đổi nhiệt độ. Các bề
mặt tiếp xúc của các đầu nối và liên kết của thanh cái phải phẳng, đ- ợc mạ
bạc hoặc mạ thiếc.

cu

u

Tất cả các thiết bị đóng cắt, thanh cái, đầu nối thanh cái phải có khả
năng chịu đ- ợc tất cả các ứng suất điện, cơ và nhiệt xuất hiện trong điều
kiện làm việc bình th- ờng cũng nh- khi sự cố.
Xét về mọi mặt, các tủ chứa thiết bị điều khiển hoặc rơle phải có đủ
không gian để sau này có thể bổ sung thiết bị.
1.5. Phân tích và tổng hợp hệ thống.
Hệ thồng tự động điều khiển làm việc ở chế độ động khi có tác động
điều khiển hay tÝn hiƯu nhiƠu cã thĨ xt hiƯn dao ®éng. Nguyên nhân của
những dao động này thông số của hệ thống, các đặc tính phi tuyến, tín hiệu
nhiễu, cấu trúc của hệ thống có sự thay đổi.
Để đơn giản trong khi phân tích và tổng hợp hệ thống tự động cần phải
tìm cách tuyến tính hóa các đặc tính phi tuyến của các khâu trong hệ thống.

17
CuuDuongThanCong.com

/>

Th- ờng những điều này có liên quan tới đặc tính tĩnh, tuy nhiên muốn
chính xác tr- ớc tiên cần xác định các thông số động của hệ thông tự động
(hhệ số khuếch đại, các hằng số thời gian) và tìm các chức năng có liên
quan khác.
Có thể tham khảo trình tự nghiên cứu một hệ thống tự động điều khiển
kh- sau:
Lập hệ ph-ơng trình vi phân của hệ thống.
Xác định các thông số của hệ thống từ chế độ tĩnh.
Làm rõ những khả năng tuyến tính hóa đặc tính, thực hiện việc tuyến
tính hóa đặc tính từng khâu hay toàn bộ hệ thống.

.c
om

Tổng hợp hệ thống đà tuyển tính hóa, xác định các thông số của mạch
hiệu chỉnh.
Viết lại hệ ph-ơng trình vi phân của hệ thống có bao gồm cả các khâu
hiêụ chỉnh.

co
ng

Phân tích hệ thống, Tính toán các quá trình quá độ, đánh giá chất
l-ợng của hệ thống khi có tác động nhiễu.

th

an

Các ph- ơng trình vi phân đ- ợc viết liên tiếp cho từng phần tử d- ới
dạng kinh điển và dạng toán tử Laplasơ. Xác định thông số của từng khâu
(hệ số khuếch đại và các hằng số thời gian) đ- ợc thực hiện bằng cách tính
toán hay thực nghiệm.

du
on

g

Tuyến tính hóa đặc tính của hệ thống đ- ợc thực hiện trên từng đoạn
đặc tính cụ thể với chế đội làm việc có thể đ- ợc phép của động cơ và các bộ
biến đổi. Đôi khi trong chế độ động, thông số của hệ thống cã sù thay ®ỉi
chót Ýt nh- ng sù thay ®ỉi này hoàn toàn đ- ợc phép bỏ qua mà không ảnh
h- ởng tới độ chính xác của các phép tính.

cu

u

Thông th- ờng tuyến tính hóa đặc tính đ- ợc thực hiện trên từng đoạn
đặc tính, mỗi đoạn đặc tính ấy coi là tuyến tính.
Nghiên cứu đặc tính động của hệ thống đà tuyến tính hóa có thể thực
hiện bằng hàm truyền của từng khâu và của cả hệ thống. Hàm truyền của hệ
thống đ- ợc xác định theo sơ đồ khối của hệ thống và hàm truyền của từng
khâu cấu tạo lên phần hệ thống đang xét.

Để thuận tiện những yêu cầu đặc tính động của hệ thống bao gồm cả
các khâu hiệu chỉnh nối tiếp và song song, thông số và sơ đồ khâu hiệu
chỉnh đ- ợc xác định khi tỉng hỵp hƯ thèng. Tỉng hỵp hƯ thèng tù ®éng
tun tÝnh th- êng ®- ỵc thùc hiƯn theo ph- ơng pháp đặc tính tần số logarit.
Tổng hợp hệ thống đ- ợc tiến hành trên tất cả các đoạn đặc tính tuyến tính
hóa kể cả các khâu hiệu chỉnh.

18
CuuDuongThanCong.com

/>

Đôi khi hệ thống tự động điều khiển đòi hỏi chế độ làm việc ổn định.
Trong tr- ờng hợp này tiến hành kiểm tra ổn định của hệ thống.
Giải các ph- ơng trình vi phân của hệ thống tuyến tính có thể đ- ợc thực
hiện bằng bằng ph- ơng pháp tích phân kinh điển hay toán tử Laplasơ.
Những ph- ơng pháp này cho phép giải các ph- ơng trình đến bậc 3 bởi vì
chúng đòi hỏi tìm nghiệm ph- ơng trình đặc tr- ng. Với những ph- ơng trình
bậc cao hơn khi giải đòi hỏi mất nhiều thời gian hơn.

.c
om

Đối với hệ thống tự động đ- ợc viết bởi những ph- ơng trình bậc cao
nên sử dụng ph- ơng pháp tần số để tính toán quá trình quá độ, lúc đó không
cần tìm nghiệm của ph- ơng trìng đặc tr- ng. Khi tuyến tính hóa đặc tính,
cho từng đoạn đặc tính xây dựng ph- ơng trình vi phân tuyến tính, hằng số
tích phân của chúng đ- ợc tìm từ các điều kiện đầu trên mỗi đoạn đặc tính.
Bằng cách này cho ta độ chính xác cao khi tính toán nh- ng mật nhiều thời
gian.

du
on

g

th

an

co
ng

Nghiên cứu đặc tính động của hệ thống phi tuyến, quá trình quá độ
của chúng đ- ợc viết bằng ph- ơng trình vi phân phi tuyến, sử dụng ph- ơng
pháp đồ thị giải tích.

1.6. Một số sơ đồ mạch điển hình.

u

1.6.1. Các mạch bảo vệ.

cu

Trong các hệ thống điều khiển thiết bị điện hạ áp (điện áp d- ới
1000V). Muốn các thiết bị điện tránh đ- ợc những h- hỏng không đáng có
và tăng mức độ tin cậy của thiết bị, cần phải sử dụng đúng các loại bảo vệ.
Những mạch bảo vệ phổ biến là: bảo vệ dòng điện cực đại, bảo vệ dòng
điện cực tiểu, bảo vệ quá tải, bảo vệ không, bảo vệ hành trình, bảo vệ quá

áp và thấp áp
1. Bảo vệ 0 (không)
Đây là mạch bảo vệ tránh tự hoạt động lại sau khi mất điện. Hình
16.1a giới thiệu một sơ dồ mạch bảo vệ 0 điện áp khi mất điện. Nhờ tiếp
điểm K mắc song song với nút nhấn M mà khi nhấn nuát M cuộn dây K có
điện, Công tắc tơ K hút đóng tiếp điểm cấp điện cho mạch điện nào đó. Khi
mất điện tiếp điểm K mhả ra cuộn dây K không tự hút khi có điện tảơ l¹i.

19
CuuDuongThanCong.com

/>

Sơ đồ mạch bảo vệ 0 th- ờng đ- ợc dùng cho các mạch điện khác. Hình
16.1b giới thiệu một sơ đồ bảo vệ 0 bằng mạch logic. Khi ch- a nhÊn nót M
dÇu ra sè 3 cđa cỉng AND ở mức 0, nhấn nuát M đầu ra lên 1, mức 1 này
hồi tiếp ng- ợc lại chân 1, giữ ®Çu ra ë møc 1. Khi mÊt ®iƯn ®Çu ra trả về 0.
UCC
K
M
M
D
1
2 AND

K

3

D

Hình 16.1 Sơ đồ mạch bảo vệ 0

.c
om

2. Mạch bảo vệ dòng điện cực đại bao gồm cả bảo vệ ngắn mạch
trong mạch động lực, nó th- ờng đ- ợc sử dụng cầu chì tác động nhanh
áptomat nh- trên hình 16.2, dùng rơle dòng điện cực đại (hì nh 16.2b)
Dòng điện nóng chảy của cầu chì ICC, dòng điện tác động ITĐ của rơle
dòng điện cực đại, dòng điện tác động ITĐ của aptomat đ- ợc tính nh- sau:

co
ng

Bảo vệ động cơ không đồng bộ roto lồng sóc
1,3) IKĐ

ITĐ = (1,2

an

IKĐ - dòng điện khởi động động cơ

Khi khởi động nặng nề, thời gian khởi động của động cơ lớn hơn 5

du
on

giây

g

ICC > IKĐ/2,5

th

Khi khởi động bình th- ờng, thời gian khởi động của động cơ nhỏ hơn
5 giây

ICC = IKĐ/(1,6 2)

cu

u

Bảo vệ động cơ không đồng bộ roto dây quấn và động cơ điện một
chiều khi dòng điện khởi động động cơ IKĐ 2Iđm

a)

c)

b)

Hình 16.2 Bảo vệ dòng điện ngắn mạch và cực đại
CuuDuongThanCong.com

/>
20

3. Mạch bảo vệ dòng điện cực tiểu

K

D

K

.c
om

Đối với động cơ điện một chiều khi giảm kích từ sẽ rất nguy hiểm do
đó cần có mạch bảo vệ dòng điện cực tiểu bằng rơle dòng điện. Sơ đồ mạch
bảo vệ dòng điện cực tiểu giới thiệu trên hình 16.3. Khi cuộn dây kích từ đủ
dòng điện rơ le Rkt hút đòng tiếp điểm Rkt trong mạch điều khiển hình
16.3. Chỉ khi đó cuộn dây K mới có điện khi nhấn M, mạch phần ứng động
cơ mới có điện.
M

K

Rkt

K

co
ng

Rkt

an

Hình 16.3 Mạch bảo vệ mất kích từ động cơ điện một chiều
4. Bảo vệ quá tải

cu

u

du
on

g

th

Đói với nhiều loại tải khi làm việc quá tải lâu dài sẽ phát nhiệt, có thể
làm cháy thiết bị do đó cần đ- ợc bảo vệ quá tải. Mạch bảo vệ quá tải có thể
đ- ợc thực hiện bằng cảm biến nhiệt đặt trong lòng thiết bị cần đ- ợc bảo vệ.
Cách ng- ời ta th- ờng làm hơn là bảo vệ gián tiếp bằng dòng điện quá tải
chạy qua thiết bị cần đ- ợc bảo vệ. Thiết bị bảo vệ đ- ợc dùng trong tr- ờng
hợp này là rơle nhiệt. Khi có sự cố quá tải rơle nhiệt tác động làm mở tiếp
điểm trong mạch điều khiển cuộn hút công tắc tơ K mất điện, cắt động cơ
ra khỏi l- ới.
K
RN

D

M

K

RN

K

Hình 16.4 Sơ đồ mạch bảo vệ quá nhiệt cho động cơ
5. Bảo vệ hành tr×nh

21
CuuDuongThanCong.com

/>

Nhiều loại máy có giới hạn hành trình ví dụ xe con cấn cẩu, hành trình
bàn máy bào gi- ờng... những hành trình này cần đ- ợc bảo vệ bằng các công
tắc hành trình. Ví dụ trên hình 16.5 vẽ một mạch bảo vệ hành trình thuận và
ng- ợc của mộ cơ cấu chạy thuận ng- ợc. Khi chạy hết hành trình thuận cơ
cấu cơ khí tác động vào tiếp điểm hành trình thuận (HTT), mở tiếp điểm
thuận động cơ dừng. Theo chiều hành trình ng- ợc cũng t- ơng tự
MT

D

HTT N

RN

T

N

T

T

N

RN

N HTN
T

.c
om

MN

co
ng

Hình 16.5 Sơ đồ mạch bảo vệ hành trình cho tải

an

6. Bảo vệ qúa điện áp và thấp áp

du
on

g

th

Nhiều loại tải rất nhậy với điện áp cao và điện áp thấp do đó cần có
các thiết bị bảo vệ quá áp và thấp áp. Những cảm biến điện áp đ- ợc dùng là
các rơ le điện áp điện từ hay điện tử. Tiếp điểm của các rơle điện áp đ- ợc
nối vào mạch bảo vệ 0 nh- các sơ đồ mạch trên

u

1.6.2. Mạch liên động.

cu

1. Tiếp điểm liên động của công tắc khi hở nút nhấn

Loại mạch liên động này th- ờng đ- ợc dùng để tự giữ cuộn hút ở trạng
thái hút khi nhả nút nhấn. những mạch nh- thế đà đ- ợc giới thiệu ở các
hình vẽ mạch điều khiển của hính 16.1, 16.2...Mạch liên đông kiểu này còn
có thể đ- ợc dùng bằng các điốt hồi tiếp trong các mạch một chiều nh- trên
hình 16.1b
2. Liên động các công tắc tơ đảo chiều
Khi cần đóng điện cho loại tải có đảo chiều ng- ời ta th- ờng dùng hai
côngtăctơ, hai côngtăctơ này không đ- ợc cùng đòng điện đồng thời, việc
đóng điện này sẽ gây sự cố ngắn mạch. Để bảo vệ việc đóng điện kh«ng

22
CuuDuongThanCong.com

/>

đồng thời ng- ời ta sử dụng nhiều loại liên động, điển hình là hai loại liên
động cơ và điện nh- trên hình 16.6.
MT
MT T
T
D
N
T
N
N
MN
T
MN
N

co
ng

.c
om

Hình 16.6 Mạch liên động của các côngtăctơ đảo chiều
Liên động điện là các tiếp điểm th- ờng kín của T, N mắc vào mạch
cuộn hút của N, T để đảm bảo cuộn hút T mà hút làm mở tiếp điểm T trong
mạch cuộn hút N, khi đó cuộn hút N không có điện đ- ợc, hay nãi c¸ch

kh¸c trong hai cn hót T, N chØ đ- ợc phép có điện một cuộn. Liên động cơ
có hai c¸ch c¸ch 1 c¸c nót nhÊn th- êng më của mạch T liên động với
th- ờng kín của mạch N (và ng- ợc lại), khi đó nhần MT cuộn T có điện N bị
hở mạch không thể có điện đ- ợc. Ngoài ra ng- ời ta còn chế tạo cơ cầu cơ
khí để khi hút côngtắctơ T thanh chèn làm cản trở mạch từ của N làm cho N
không hút đ- ợc kể cả khi có điện áp đ- a nhầm vào cuộn hút.

an

3. Liên động theo hành trình

cu

u

du
on

g

th

Nhiều loại tải khi hoạt động cần đ- ợc giới hạn hành trình. Việc giới
hạn hành trình đ- ợc sử dụng các công tắc hành trình bằng cơ khí, hoặc các
công tắc hành trình bằng điện tác động d- ới dạng cảm ứng tiệm cận điện
tr- ờng hay từ tr- ờng, hoặc tác động bằng ánh sáng... Những liên động hành
trình này đ- ợc dùng nhiều trong các loại cơ cầu nh- thang máy, cần cẩu,
máy gia công kim loại. Ví dụ về liên động hành trình đà giới thiệu trên
hình 16.5
MT T HTT

N
T
N HTN
MN
T
N
Hình 16.7 Công tắc hành trình
thực hiện chức năng liên động
4. Liên động đảm bảo một trình tự công nghệ đặt tr- ớc.
Nhiều loại thiết bị có những tác động theo một trình tự nhất định, ví dụ
khi khởi động động cơ điện một chiều bằng điện trở, các điện trở đ- ợc ngắn
mạch theo một thứ tự nhất định. Những liên động hành trình theo một tr×nh

23
CuuDuongThanCong.com

/>

tự công nghệ đặt tr- ớc đảm bảo tránh những tác động ngoài ý muốn. Ví dụ
ở hình 16.8 là mạch liên động chế độ đóng đảo chiều cho động cơ chỉ thực
hiện đ- ợc khi quá trình hÃm đà kết thúc, ở hình 16.9 là mạch liên động T2
chỉ tác động khi T1 đà tác động.
T

MT

T

T

T

H
N

MN
N

T

N

H

MN

N

.c
om

MT

co
ng

a)
b)
Hình 16.8 Liên động chế độ hÃm với các chế độ đảo chiều
a) bằng mạch tiếp điểm, b) bằng mạch logic

T1

an

T1

MN

T2

T1
T2

du
on

g

th

b)
a)
Hình 16.9 Liên động thứ tự tác động các côngtăctơ
a) bằng mạch tiếp điểm, b) bằng mạch logic
5. Liên động bảo vệ

cu

u

Có nhều cơ cấu, mạch điện cần đ- ợc bảo vệ khi có những tác động nào
đó ví dụ bảo vệ động cơ không tự khởi động, mở cánh tủ điện cắt điều
khiển.
1.6.3 Tín hiệu
Tín hiệu đ- ợc sử dụng trong mạch điện nhằm kiểm soát tình trạng hoạt
động của thiết bị, máy móc. ví dụ điện áp, dòng điện, trạng thái công nghệ
đóng, cắt, thứ tự hoạt động của dây chuyền công nghệ...
Tín hiệu có thể đ- ợc dùng là đèn hiệu, âm thanh (chuông, còi), cờ của
các rơ le, hiển thị bằng chữ, hình ảnh của các thiết bị số....
1.6.4. Một số mạch lỗi

24
CuuDuongThanCong.com

/>

.c
om

Thiết kế mạch điều khiển tự động đôi khi có những lỗi chỉ đ- ợc phát
hiện trong quá trình lắp đặt và vận hành. D- ới đây giới thiệu một số mạch
lỗi ví dụ.
Hình 2.51 vẽ một sơ đồ mắc hai cuộn dây cuộn hút mắc song song.
Hai cuộn hút mắc song song nh- thế này sẽ gặp lỗi khi một cuộn hút là
cuụon hút côngtăctơ (K) có điện cảm bé, một cuộn là của rơle (R) có điện
cảm lớn. Khi hở tiếp điểm LĐ cuộn dây K xả năng l- ợng làm cho bÃo hòa
mạch từ rơle và phần ứng rơle có thể bị hút lặp lại đồng thời khi đó
côngtăctơ K sẽ tăng thời gian nhả.
K
LĐ

R
Hình 2.51 Mạch lỗi khi hai cuộn hút khác
điện cảm mắc song song

th

an

co
ng

Trong thời gian hÃm động năng (hình 2.52) tiếp điểm th- êng kÝn H hë
ra) khi xoay khãa chun m¹ch KC ví dụ về phía T tạo nên một mạch giả
nh- đ- ờng mũi tên nét liền trên hình 2.52, theo mạch này có thể làm cho
rơle RN bị hút. Nếu nh- tiếp điểm KC chuyển từ vị trí thuận về 0 có dòng
điện xả năng l- ợng cuộn dây K, T (mũi tên nét đứt trên hình vẽ) hiện t- ợng
t- ơng tự nh- hình 2.51.

du
on
u

KC

cu

-

RT

g

+

T
K

N
N

H

N
RN

Hình 2.52 Mạch giả phóng điện cuôn dây
công tắc tơ qua cuôn dây rơle

Khi đảo chiều động cơ điện một chiều (hình 2.53) có thể xảy ra hiện
t- ợng ngắn mạch qua ngọn lửa hồ quang của các tiếp điểm th- ờng hở và
th- ờng kín T, N. Nếu dùng một điện trở mắc tại vị trí số 1 cho cả khởi động

25
CuuDuongThanCong.com

/>