khí cụ đóng cắt rơ le, công tắc tơ

Lê Ngọc Bích
Khí cụ đóng cắt: Rơ le, cơng tắc tơ
05/28/14
TS. Lê Ngọc Bích
Khoa Cơ Khí
Bộ môn Cơ Điện Tử
Lê Ngọc Bích
Rờ le

R le là khí c đóng c t m ch đi n công su t nh t ờ ụ ắ ạ ệ ấ ỏ ự
đ ng (không đi u khi n b ng tay). Nguyên lý đóng c t ộ ề ể ằ ắ
d a vào các nguyên nhân v t lý khác nhau và t đó hình ự ậ ừ
thành tên g i r le. ọ ờ
Lê Ngọc Bích
Rờ le điện

Công d ng :ụ

Rơle điện là một loại thiết bị điện tự động, thường được lắp đặt ở mạch
điện nhị thứ, dùng để điều khiển đóng cắt hoặc báo tín hiệu, bảo vệ an
toàn trong quá trình vận hành của thiết bị điện mạch nhất thứ trong hệ
thống điện.
Lê Ngọc Bích
Rờ le điện

Các b ph n chính c a ộ ậ ủ
r le : ơ
a. Cơ cấu tiếp nhận tín hiệu (khối tiếp nhận tín hiệu vào) có nhiệm vụ tiếp
nhận tín hiệu làm việc không bình thường hoặc sự cố trong hệ thống điện từ
BU, BI hoặc các bộ cảm biến điện, để biến đổi thành đại lượng cần thiết
cung cấp tín hiệu cho khối trung gian.

b. Cơ cấu trung gian (khối trung gian) làm nhiệm vụ tiếp nhận tín hiệu đa
đến từ khối tiếp nhận tín hiệu, để biến đổi nó thành đại lợng cần thiết cho
rơle tác động.
c. Cơ cấu chấp hành (khối chấp hành) Làm nhiệm vụ phát tín hiệu cho mạch
điều khiển.
Lê Ngọc Bích
Rờ le điện

Phân lo i r le đi n :ạ ơ ệ

a. Phân loại theo nguyên lý làm việc : Gồm
•
Rơle điện cơ (rơle điện từ, rơle cảm ứng, rơle từ điện,
rơle phân cực )
•
Rơle từ
•
Rơle nhiệt
•
Rơle điện tử, bán dẫn, vi mạch.
•
Rơle số
Lê Ngọc Bích
Rờ le điện

b. Phân loại theo nguyên tắc tác động của cơ cấu chấp hành :
•
Rơle có tiếp điểm : đóng ngắt mạch bằng tiếp điểm.
•
Rơle không có tiếp điểm (rơle tĩnh) tác động đóng cắt

mạch bằng cách thay đổi tham số điện trở, điện cảm
hoặc điện dung.

c. Phân loại theo tín hiệu đầu vào :
•
Rơle dòng điện
•
Rơle điện áp
•
Rơle công suất
•
Rơle tổng trở
Lê Ngọc Bích
Rờ le điện

d. Phân loại theo vị trí lăp đặt :
•
Rơle nhất thứ lắp đặt trực tiếp ở mạch động lực
•
Rơle nhị thứ lắp đặt ở mạch nhị thứ thông qua BU, BI,
cảm biến.

e. Phân loại theo trị số và chiều của tín hiệu đầu vào :
•
Rơle cực đại
•
Rơle cực tiểu
•
Rơle cực đại, cực tiểu
•

Rơle so lệch
•
Rơle định hướng chiều tiếp nhận tín hiệu đầu vào.
Lê Ngọc Bích
Rờ le điện

Các thông s k thu t c b n c a r le đi nố ỹ ậ ơ ả ủ ơ ệ

a. Hệ số điều khiển :
•
Trong đó : Pđk là công suất điều khiển định mức của
rơle (chính là công suất của tiếp điểm Rơle).
•
Ptđ là công suất tác động (công suất khối tiếp nhận tín
hiệu vào) loại rơle điện từ chính là công suất của cuộn
dây điện từ.
Lê Ngọc Bích
Rờ le điện

b. Thời gian tác động :
•
Ttđ là thời gian kể từ khi khối tiếp nhận có tín hiệu đến
khi khối chấp hành làm việc, ví dụ đối với loại rơle điện
từ là quãng thời gian từ khi cuộn dây rơle có điện đến
khi tiếp điểm của nó đóng hoặc mở hoàn toàn.

c. Hệ số trở về : Ktv = I/Itv
•
Trong đó : Itv là trị số dòng điện trở về xác định bằng
cách sau khi tiếp điểm thường mở rơle đóng hòan toàn,

thí nghiệm giảm từ từ dòng điện khởi động đến khi tiếp
điểm rơle mở ra, tại thời điểm đó sẽ đo được Itv. Ktv
càng gần 1 thì rơle càng chính xác.
Lê Ngọc Bích
Rờ le điện

d. nh y c a r le : KĐộ ạ ủ ơ
n
=I
R
/I
kd

Trong đó : I
R
là dòng điện chạy qua rơle khi ngắn mạch cuối vùng bảo
vệ. Yêu cầu kỹ thuật đối với sơ đồ bảo vệ chính K
n
>= 1,5 và đối với
sơ đồ bảo vệ dự trữ (dự phòng) K
n
>= 1,2.
Lê Ngọc Bích
Rờ le điện từ
Lê Ngọc Bích
Rờ le điện từ

Ký hi u trong m ch đi nệ ạ ệ
12
Lê Ngọc Bích

Rờ le điện từ

C u t o và nguyên lý làm vi c ấ ạ ệ
:
Lực hút điện từ đặt vào nắp :
δ : khe hở
I : dòng điện
K : hệ số
Khi dòng điện vào cuộn dây i > Itđ (dòng điện tác động) thì lực hút F tăng
dẫn đến khe hở giảm làm đóng tiếp điểm (do tiếp điểm đợc gắn với nắp).
Khi dòng điện i ≤ Itv (dòng trở về) thì lò xo F lò xo > F (lực điện từ) vμ rơle
nhả. Tỷ số được gọi là hệ số trở về.
Rơle dòng cực đại Ktv < 1
Rơle dòng cực tiểu Ktv > 1
Rơle càng chính xác thì Ktv càng gần 1.
Lê Ngọc Bích
Rờ le điện từ
Hệ số điều khiển rơle :
Với:
Pđk là công suất điều khiển.
Ptđ là công suất tác động của rơle.
Rơle càng nhạy thì Kđk càng lớn
Khoảng thời gian từ lúc dòng điện i bắt đầu > Itđ đến lúc chấm dứt
hoạt động của rơle gọi là thời gian tác động ttđ.
Lê Ngọc Bích
Rờ le điện từ

R le đi n t phân ra làm hai lo i :ơ ệ ừ ạ

Rơle một chiều thì có U là điện áp đặt vào cuộn dây.


Rơle xoay chiều :

Lực F = 0 (tần số 2f) khi I = 0. Giá trị trung bình của lực hút sẽ là:
nếu cuộn dây đặt song song với nguồn U thì

Nam châm xoay chiều khi lực F = 0 lò xo kéo nắp ra do vậy rơle
loại này khi làm việc có rung động gây tiếng kêu, để hạn chế
người ta sử dụng vòng ngắn mạch .
Lê Ngọc Bích
Rờ le điện từ

R le đi n t có :ơ ệ ừ

- Công suất điều khiển Pđk từ vài (W) đến vài nghìn (W).

- Công suất tác động Ptđ từ vμi (W) đến vài nghìn (W).

- Hệ số điều khiển Kđk = (5 - 20).

- Thời gian tác động ttđ = (2 - 20)ms.

Nh c đi m c a r le đi n t :ượ ể ủ ơ ệ ừ

Công suất tác động Ptđ tương đối lớn, độ nhạy thấp, Kđk nhỏ.

Loại mới tăng được Kđk.
Lê Ngọc Bích
Rờ le thời gian-Timer


Rơ le thời gian được thiết kế để trì hoãn thời gian đóng/mở
tiếp điểm khi được kích hoạt.
17
Lê Ngọc Bích
Công tắt tơ



Lê Ngọc Bích
Công tắt tơ

Công d ng:ụ

Công tắc tơ là một loại khí cụ điện hạ áp đợc sử dụng để điều khiển
đóng cắt mạch từxa tự động hoặc bằng nút ấn các mạch điện lực có
phụ tải điện áp đến 500V, dòng điện đến 600A.

Công tắc tơ có hai vị trí đóng- cắt. Tần số có thể đến 1500 lần/giờ.

Nhi m vệ ụ

Công tắc tơ là một thiết bị điện đóng cắt điện áp thấp dùng để khống
chế tự động và điều khiển xa các thiết bị điện một chiều và xoay chiều
có điện áp tới 500 v. Công tắc tơ được tính với tần số đóng cắt lớn nhất
tới 1500 lần trong một giờ.
Lê Ngọc Bích
Công tắt tơ

Phân lo i:ạ


Phân loại theo nguyên lý truyền động:
•
Công tắc tơ điện từ.
•
Công tắc tơ kiểu hơi ép.
•
Công tắc tơ kiểu thuỷ lực.

Phân loại theo dạng dòng điện:
•
Loại công tắc tơ điều khiển điện áp một chiều.
•
Loại công tắc tơ điều khiển điện áp xoay chiều.

Phân loại theo kiểu kết cấu:
•
Công tắc tơ hạn chế chiều cao.
•
Công tắc tơ hạn chế chiều rộng.
Lê Ngọc Bích
Công tắt tơ

c i m c u t o:Đặ đ ể ấ ạ
Lê Ngọc Bích
Công tắt tơ

C u t o nguyên lý nh hình v : g m các b ph n ấ ạ ư ẽ ồ ộ ậ
chính sau:

Cuộn dây điện áp điều khiển số.


Mạch từ chế tạo từ thép kỹ thuật điện.

Vỏ thường được chế tạo từ nhựa cứng.

Bộ phận truyền động gồm lò xo và thanh truyền động.

Hệ thống tiếp điểm thường mở và thường đóng.
Lê Ngọc Bích
Công tắt tơ

Ký hi u công t c t ệ ắ ơ
Lê Ngọc Bích
Công tắt tơ

Nguyên lý làm vi c:ệ

Muốn đóng điện cho tải thì đóng khoá K trên mạch điều khiển, cuộn
dây công tắc tơ sẽ sinh ra lực điện từ hút chập hai nửa mạch từ lại với
nhau, vì Ftđ > Flò xo nên lò xo bị nén lại đồng thời thanh truyền động
kéo tiếp xúc động đóng chặt vào tiếp xúc tĩnh, khi đó tiếp điểm thường
đóng mở ra, còn tiếp điểm thường mở đóng lại, mạch điện được nối
liền.

Muốn cắt điện khỏi tải, ngắt khoá K cuộn dây điện áp mất điện, lực
điện từ bị triệt tiêu, lò xo đẩy 2 nửa mạch từ ra xa nhau đa tiếp xúc
động rời khỏi tiếp xúc tĩnh, mạch điện được cắt.
Lê Ngọc Bích
Công tắt tơ


Các tham s ch y u c a công t c t :ố ủ ế ủ ắ ơ

a. Điện áp định mức: là điện áp của mạch điện tương ứng mà tiếp điểm
chính phải đóng cắt, có các cấp : + 110V, 220V, 440 V một chiều. +
127V, 220V, 380V, 500V xoay chiều. Cuộn hút có thể làm việc bình
thường ở điện áp trong giới hạn từ 85% tới 105%.

b. Dòng điện định mức: là dòng điện đi qua tiếp điểm chính trong chế
độ làm việc gián đoạn lâu dài, nghĩa là ở chế độ này thời gian công tắc
tơ đóng không lâu quá 8 giờ. Công tắc tơ hạ áp có các cấp dòng thông
dụng: 10, 25, 40, 60, 75, 100, 150, 250, 300, 600A. Nếu đặt công tắc tơ
trong tủ điện thì dòng điện định mức phải lấy thấp hơn 10% vì làm mát
kém, khi làm việc dài hạn thì chọn dòng điện định mức nhỏ hơn nữa.

c. Khả năng đóng cắt: là dòng điện cho phép đi qua tiếp điểm chính khi
cắt và khi đóng mạch. Ví dụ như công tắc tơ xoay chiều dùng để điều
khiển động cơ không đồng bộ ba pha lồng sóc cần có khả năng đóng
yêu cầu (3 đến 7) Iđm.