Bài giảng Khí cụ điện: Chương 1 - Nam châm điện

NAM CHÂM ĐIỆN

BỘ MÔN THIẾT BỊ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ,
VIỆN ĐIỆN

ĐỊA CHỈ: C3 - 106
2-Oct-20

Revised by Hoang Anh


Cấu trúc chương trình phần I
●

KHÁI NIỆM CHUNG VỀ KHÍ CỤ ĐIỆN

●

NAM CHÂM ĐIỆN

●

SỰ PHÁT NĨNG CỦA KHÍ CỤ ĐIỆN

●

HỒ QUANG ĐIỆN

●

LỰC ĐIỆN ĐỘNG TRONG KHÍ CỤ ĐIỆN

●

TIẾP XÚC ĐIỆN


KHÁI NIỆM CHUNG
●

•

Định nghĩa: Nam châm điện là thiết bị điện từ biến
đổi điện năng thành cơ năng.
Đặc điểm:
•

•

Nam châm điện đựơc sử dụng đặc biệt chủ yếu trong cơ
cấu điện từ là cơ quan sinh lực (truyền động) để thực hiện
các chuyển dịch tịnh tiến của các cơ quan chấp hành, để
thực hiện việc chuyển động quay trong các góc quay giới
hạn hoặc sinh lực hãm trong các cơng- tắc-tơ, khởi động
từ, rơle, aptômát, khớp ly hợp, phanh hãm ...
Có những nam châm điện có kích thước, khối lượng, lực
điện từ, hành trình của phần ứng, cơng suất tiêu thụ rất
khác nhau


KHÁI NIỆM CHUNG

●

Ứng dụng: NCĐ được dùng rộng rãi trong mọi lĩnh vực
như cơ cấu truyền động của rơ le điện cơ, cơng tắc tơ,
các thiết bị đóng cắt, bảo vệ hoặc các cơ cấu chấp hành


KHÁI NIỆM CHUNG


CÁC THÔNG SỐ VẬN HÀNH
●
●
●
●

●
●

Dạng kết cấu.
Điện áp định mức, tần số nguồn, chế độ nguồn (điện
áp, dòng điện , công suất không đổi ).
Chế độ làm việc (dài hạn, ngắn hạn, ngắn hạn lặp lại).
Công suất tiêu thụ.
Lực hút và khe hở khơng khí ban đầu hoặc quan hệ
giữa lực hút và khe hở khơng khí (đặc tính lực hút ).
Nhiệt độ phát nóng cho phép (cấp cách điện)


CÁC THƠNG SỐ VẬN HÀNH

●
●

●
●
●

Các thơng số về hút và nhả của phần ứng (thời gian,
điện áp, dòng điện).
Độ bền cơ (số lần đóng ngắt cho phép).
Khối lượng.
Các kích thước lắp ghép.
Giá thành.


1. Khái niệm chung về NCĐ

●

Châm Điện là gì? Dùng để làm gì?


• NCĐ trong thiết bị thực tế ra sao?

NCĐ trong một thiết bị của công ty ABB


• NCĐ trong thiết bị thực tế ra sao?

NCĐ trong một thiết bị của công ty

ABB


NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC
●

Mạch từ ghép bằng thép lá
●
●

●

Phần tĩnh
Phần động



Cuộn dây W vòng


i
U


Phân loại nam châm điện

Kiểu nam châm

Một chiều DC

Xoay chiều AC

Cuộn nối tiếp

Mạch từ dạng khối

Mạch từ ghép từ
tấm thép ktđ

Cuộn song song

Mạch từ dạng khối

Mạch từ ghép từ
tấm thép ktđ

Tổn hao

Tổn hao


Nam châm điện AC

●

Mạch từ ghép bằng thép lá – phần tĩnh
Phần động

●

Cuộn dây

●

Đầu nối cuộn dây
Vòng ngắn mạch
chống rung

●

●


Nam châm điện cuộn dây nối tiếp
●
●
●

Cuộn dây = cuộn dòng
Dòng điện qua NCD phụ thuộc
phụ tải
Yêu cầu: áp rơi trên cuộn
dây tương đối bé so với
rơi trên phụ tải

Phụ tải


Nam châm điện cuộn dây song song
●

●

Cuộn dây là cuộn áp
Dịng điện qua NCD khơng
phụ thuộc phụ tải
●
●

Thơng số mạch từ
Thông số cuộn dây

Phụ tải


Các đại lượng cơ bản
●
●
●

Mạch từ: kích thước, hình dáng, khe hở δ
Mạch điện:
dòng, áp,
số vòng dây w
Vật liệu: độ thẩm từ μ


Các đại lượng cơ bản

1 l
Rm = .

μ S

•

Từ trở

•

Từ dẫn g = 1/Rm

●
•

1
m
1
. 2=
H /m m
H

F=I.w : Sức từ động bằng tích của dịng điện với số
vịng dây quấn. [Ampe-vòng]
H =F/l : Cường độ từ trường là tỷ số giữa sức từ
động với chiều dài trung bình của mạch từ
[Ampe/mét].


Cảm ứng từ
●

Cảm ứng từ B = Số đường sức/đơn vị diện tích
●
●

●

Vật liệu từ đặt trong từ trường H
Độ thẩm từ μ

Quan hệ giản lược B =μ.H

18


Đặc tính cơ bản của vật liệu từ
Đường cong từ hóa

19


Sự tương đương Điện-Từ (1)

Dòng điện I

Dòng từ Φ

Wb

Điện trở Re

Từ trở Rm

H-1

Điện áp Ue

Từ áp Um

Ampe-vòng

Sức điện động E

Sức từ động F

Ampe-vòng


Sự tương đương Điện-Từ (2)


Sự tương đương Điện-Từ (3)

Kirchhoff I

∑ Ii = 0

∑ Φi = 0

Kirchhoff II

∑ IiRe = ∑ Ei

∑ ΦiRm = ∑ Fi

Định luật tồn dịng
Định luật Ohm

∫H.dl=∑ Fi
Ue=I.Re

Um=Φ.Rm


Tính tốn từ dẫn khe hở khơng khí
•
•

Điểm làm việc của mạch từ nằm trong vùng tuyến
tính của đường cong từ hóa.
Cơng thức tính tốn tổng qt

23


Tính tốn từ dẫn khe hở khơng khí

•

Sai số của từ dẫn phụ thuộc vào
kích thước của khe hở khơng khí:

•
•

Chiều dài của khe hở khơng khí
Hình dáng của cực từ

24


Tính tốn từ dẫn khe hở khơng khí
•

Các phương pháp tính từ dẫn khe hở khơng khí:
•

Phương pháp phân chia từ trường

25