Báo cáo tìm hiểu về khí cụ điện đóng ngắt điều khiển từ xa contactor

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO</b>

<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM</b>

3.Bình Nguyễn Kim Toanh 22142418

4.Bùi Thanh Minh 221

5. Lưu Anh Khoa 221

<i><b>Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2023</b></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b>1.7 Ưu điểm và nhược điểm contactor...19</b>

<b>1.8 Điều kiện lựa chọn...20</b>

<b>1.9 Mạch điện ứng dụng...28</b>

<b>2. LẬP TRANG DỮ LIỆU TÌM KIẾM TỪ CÁC HÃNG SẢN XUẤT...33</b>

<b>2.1 Tìm hiểu về các hãng sản xuất...33</b>

<b>2.2 Tìm hiểu về sản phẩm và thông số cơ bảng của các hãng sản xuất...38</b>

<b>2.3 Xây dựng bộ dữ liệu có cấu trúc để dễ dàng tìm kiếm...47</b>

<b>TÀI LIỆU THAM KHẢO :...48</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<b>LỜI CẢM ƠN</b>

Để hoàn thiện bài tiểu luận này, chúng em xin gửi lời biết ơn chân thành đến Thầy Phạm Xuân Hổ, người đã đóng vai trò là người hướng dẫn của chúng em trong dự án này. Thầy đã rất tận tâm và hướng dẫn chúng em một cách chuyên nghiệp về đề tài liên quan đến Contactor và khả năng điều khiển từ xa trong hệ thống điện.

Sự hỗ trợ và động viên của Thầy đã giúp chúng em vượt qua những khó khăn và thách thức trong quá trình nghiên cứu và viết bài tiểu luận. Thầy đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để chúng em hiểu sâu và rõ ràng về chủ đề này. Chúng tơi em rất biết ơn lịng nhiệt tình của Thầy và sự dẫn dắt của Thầy đã vì đã giúp chúng em hồn thành bài tiểu luận một cách xuất sắc nhất.

Do chưa có nhiều kinh nghiệm với kiến thức cịn hạn chế. Trong q trình làm báo cáo khơng tránh khỏi sai sót, những lỗi khơng đáng có. Do vậy, chúng em xin nhận những đóng góp ý kiến của thầy và các bạn để bài báo cáo hoàn thiện tốt hơn.

Chúng em xin chân thành cảm ơn.

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<b>PHẦN A: MỞ ĐẦU</b>

Hệ thống điện là một phần không thể thiếu của cuộc sống hiện đại, ngày càng quan trọng trong ngành công nghiệp và trong cuộc sống hàng ngày. Cùng với sự phát triển của công nghệ, cần phải hiểu rõ và nắm vững về các thành phần quan trọng của hệ thống điện. Trong bối cảnh này, việc tìm hiểu về khí cụ điện đóng ngắt điều khiển từ xa - Contactor, trở thành một đề tài đầy thú vị và quan trọng.

Contactor là một thiết bị điện quan trọng, được sử dụng để kiểm soát và bảo vệ các tải điện, đặc biệt là động cơ điện. Chức năng chính của Contactor là mở và đóng mạch điện, cho phép tải điện hoạt động khi cần và ngừng hoạt động khi không cần thiết. Với khả năng chịu tải nặng và khả năng đóng ngắt nhanh chóng, Contactor đóng vai trị quan trọng trong việc bảo vệ và kiểm sốt các thiết bị điện trong hệ thống công nghiệp và tòa nhà.

Một trong những điểm đáng chú ý về Contactor là khả năng điều khiển từ xa. Điều này có nghĩa rằng Contactor có thể được kích hoạt và điều khiển từ xa thơng qua các thiết bị kiểm sốt tự động hoặc thông qua mạng internet. Sự kết hợp giữa Contactor và cơng nghệ kiểm sốt từ xa đang mở ra rất nhiều cơ hội mới trong lĩnh vực kiểm sốt và quản lý hệ thống điện.

Tìm hiểu về Contactor không chỉ là việc nắm vững công nghệ hiện tại mà còn là việc tạo ra sự kết nối với tương lai của ngành công nghiệp điện. Việc này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đang diễn ra, nơi sự kết hợp giữa cơng nghệ thơng tin và tự động hóa đang thúc đẩy sự phát triển của các hệ thống điện thông minh, từ nhà ở đến những nhà máy sản xuất lớn..

Việc hiểu rõ về Contactor không chỉ giúp tối ưu hóa hiệu suất và đảm bảo an tồn mà còn cung cấp kiến thức cơ bản để tham gia vào việc phát triển và thiết kế các hệ thống

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

điện tiên tiến. Contactor từ xa đặc biệt quan trọng trong thời đại số hóa ngày nay, khi chúng ta chứng kiến sự thúc đẩy mạnh mẽ của IoT và hệ thống kiểm sốt tự động. Ngồi ra, nghiên cứu về Contactor mở ra cơ hội để tìm hiểu về sự tiến bộ của cơng nghệ điện tử và điện công nghiệp, và cách chúng ảnh hưởng đến cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Điều này cung cấp cho chúng ta cơ hội không chỉ cải thiện hiểu biết cá nhân mà cịn đóng góp cho việc xây dựng tương lai của ngành công nghiệp điện và công nghệ

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<b>PHẦN B: NỘI DUNG1.CONTACTOR</b>

<b>1.1 Khái niệm</b>

Contactor (Cơng tắc tơ) hay cịn gọi là<b> Khởi động từ </b>là khí cụ điện hạ áp, thực hiện việc đóng cắt thường xuyên các mạch điện động lực. Contactor là thiết bị điện đặc biệt quan trọng trong hệ thống điện. Nhờ có contactor ta có thể điều khiển các thiết bị như động cơ, tụ bù, hệ thống chiếu sáng,... thông qua nút nhấn, chế độ tự động hoặc điều khiển từ xa.

<b>Hình ảnh Contactor hãng LS</b>

Thao tác đóng ngắt của <b>contactor</b> có thể thực hiện nhờ cơ cấu điện từ, cơ cấu khí động hoặc cơ cấu thủy lực. Nhưng thông dụng nhất là các loại contactor điện từ.

<b>1.2 Phân loại</b>

 <b>Phân theo nguyên lí truyền động: </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

+ Cơng tắc tơ điện từ (truyền động bằng lực hút điện từ, loại này thường gặp). + Công tắc tơ kiểu hơi ép.

+ Công tắc tơ kiểu thủy lực.  <b>Phân theo dạng dịng điện: </b>

+ Cơng tắc tơ một chiều + Công tắc tơ xoay chiều  <b>Phân theo kết cấu:</b>

+ Contactor hạn chế chiều cao + Contactor hạn chế chiều rộng

<b>1.3 Cấu tạo</b>

Công tắc tơ gồm các bộ phận chính: + Hệ thống nam châm điện

+ Tiếp điểm và hệ thống dập tắt hồ quang

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

 <b>Hệ thống nam châm điện: Tạo ra từ trường để điều khiển chuyển động của các tiếp</b>

+ Cuộn dây dẫn điện xoay quanh một vật liệu từ tính như sắt hoặc niken. Khi dịng điện chạy qua cuộn dây, nó tạo ra một trường từ mạnh, tăng cường tính nam châm của vật liệu từ tính bên trong. tạo ra lực hút nam châm.

+Lõi sắt (hay mạch từ): Đây là một phần của nam châm điện được làm hộp kim của sắt ( lá thép kỹ thuật điện tơn silic). Lõi sắt có vai trị tăng cường tính nam châm của nam châm điện. Lõi sắt của nam châm gồm 2 phần: Phần tĩnh được gắn cố định lên đế, và phần động có mang hệ thống tiếp điểm động. Khi khơng có dịng điện chảy qua cuộn dây, nhờ lò xo phản hồi đẩy lên mà vị trí ban đầu của phần động ứng với mạch từ hở và các tiếp điểm chính ở vị trí thường mở (NO). Khi có dịng điện chảy qua cuộn dây, lực

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

hút điện từ của nam châm làm cho phần động của mạch từ bị hút vào phần tĩnh, đồng thời mang theo các tiếp điểm động đóng vào các tiếp điểm tĩnh.

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

+Lị xo phản lực: có tác dụng đẩy phần nắp di động trở về vị trí ban đầu khi ngừng cung cấp điện vào cuộn dây.

 <b>Hệ thống dập hồ quang điện: Khi Contactor chuyển mạch, hồ quang điện sẽ xuất</b>

hiện làm các tiếp điểm bị cháy, mòn dần. Vì vậy cần có hệ thống dập hồ quang gồm nhiều vách ngăn làm bằng kim loại đặt cạnh bên hai tiếp điểm tiếp xúc nhau, nhất là ở các tiếp điểm chính của Contactor.

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

 <b>Hệ thống tiếp điểm contactor: Hệ thống tiếp điểm liên hệ với phần lõi từ di động</b>

qua bộ phận liên động về cơ. Tuỳ theo khả năng tải dẫn qua các tiếp điểm, ta có thể chia các tiếp điểm của Contactor thành hai loại:

- Tiếp điểm chính: Có khả năng cho dịng điện lớn đi qua (từ 10A đến vài nghìn A. Tiếp điểm chính là tiếp điểm thường hở đóng lại khi cấp nguồn vào mạch từ của Contactor làm mạch từ Contactor hút lại.

- Tiếp điểm phụ: là tiếp điểm đuocẹ thiết kế để báo hiệu trạng thái của contactor cho mạng điều khiển hoặc kích hoạt, vơ hiệu hóa một hệ thống nào đó. Tiếp điểm này có khả năng cho dịng điện đi qua các tiếp điểm nhỏ hơn 5A và có hai trạng thái: Thường đóng và thường hở.

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

+ Tiếp điểm thường đóng là loại tiếp điểm ở trạng thái đóng (có liên lạc với nhau giữa hai tiếp điểm) khi cuộn dây nam châm trong Contactor ở trạng thái nghỉ (không được cung cấp điện). Tiếp điểm này hở ra khi Contactor ở trạng thái hoạt động.

+ Tiếp điểm thường hở là dòng điện khơng chạy qua khi chúng ở trạng thái bình thường.Khi được kích hoạt chúng sẽ cho phép dịng điện được chạy.

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

+ Như vậy, hệ thống tiếp điểm chính thường được lắp trong mạch điện động lực, còn các tiếp điểm phụ sẽ lắp trong hệ thống mạch điều khiển (dùng điều khiển việc cung cấp điện đến các cuộn dây nam châm của các Contactor theo quy trình định trước).

+ Theo một số kết cấu thơng thường của Contactor, các tiếp điểm phụ có thể được liên kết cố định về số lượng trong mỗi bộ Contactor, tuy nhiên cũng có một vài nhà sản xuất chỉ bố trí cố định số tiếp điểm chính trên mỗi Contactor, cịn các tiếp điểm phụ được chế tạo thành những khối rời đơn lẻ. Khi cần sử dụng ta chỉ ghép thêm vào trên Contactor, số lượng tiếp điểm phụ trong trường hợp này có thể bố trí tuỳ ý.

<b>1.4 Nguyên lí hoạt động</b>

Nguyên lý hoạt động của <b>contactor</b> như sau: Khi cấp nguồn trong mạch điện điều khiển bằng với giá trị điện áp định mức của <b>Contactor</b> vào hai đầu cuộn dây quấn trên phần lõi từ đã được cố định trước đó thì lực từ sinh ra sẽ hút phần lõi từ di động và hình thành mạch từ kín (lúc này lực từ sẽ lớn hơn phản lực của lò xo). Contactor bắt đầu trạng thái hoạt động..

Nhờ bộ phận liên động về cơ giữa lõi từ di động và hệ thống tiếp điểm sẽ làm cho tiếp điểm chính đóng lại và tiếp điểm phụ chuyển đổi trạng thái (khi thường đóng sẽ mở ra và khi thường hở sẽ đóng lại), trạng thái này sẽ được duy trì. Khi nguồn điện ngưng cấp cho cuộn dây thì <b>contactor</b> ở trạng thái nghỉ và các tiếp điểm lại trở về trạng thái ban đầu

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

Dòng điện đi contactor có thể là DC hoặc AC. Trong q trình sử dụng, một lượng nhỏ cơng suất dịng điện sẽ bị tổn hao bởi cuộn dây bên trong contactor. Để giảm lượng điện bị tiêu hao, các nhà sản xuất thường tích hợp thêm mạch tiết kiệm bên trong contactor.

<b>1.5 Ký hiệu</b>

Mỗi khu vực sẽ có những tiêu chuẩn và ký hiệu, quy ước khác nhau. Có các ký hiệu cho cuộn dây, ký hiệu cho tiếp điểm thường đóng, ký hiệu các tiếp điểm trên contactor dạng thường mở. Với từng tiêu chuẩn Châu Âu, Tiêu chuẩn Mỹ và Tiêu chuẩn Liên Xơ sẽ có 3 cách ký hiệu dưới đây.

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

<b>Ký hiệu contactor mặt trên</b>

4 MC-40a MC: là loại cơng tắc đóng mở nhờ vào lực điện điện trường trong cuận dây nam châm điện có điều khiển. MC-40a là ký hiệu mã số sản phẩm và dòng định mức của khởi

động từ.

5 No và Nc Đây là các tiếp điểm phụ của công tắc tơ. NO (Normally Open – thường mở) và

NC (Normally Closed – thường đóng)

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

size 2 hiệp hội nhà sản xuất thiết bị điện quốc tế

đóng thì cực này được nối với cực động lực R/1/L1 (phía đối diện)

đóng thì cực này được nối với cực động lực S/3/L2 (phía đối diện)

đóng thì cực này được nối với cực động lực T/5/L3 (phía đối diện)

<b>Ký hiệu mặt sau contactor</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

<b>STTKý hiệuÝ nghĩa</b>

<b>2DC 24V</b> Điện áp sử dụng để điều khiên contactor. DC24V nghĩa là dịng điều khiển là

điện 1 chiều 24 vơn

<b>1.6 Các thơng số kĩ thuật</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

<b>a. Điện áp định mức: </b>

- Ui : điện áp rms mà cách điện có thể chịu được. - Uimp : giá trị đỉnh xung áp mà thiết bị có thể chịu đựng.

- Ue, Un ( hoặc Uđm là cấp điện áp lưới định mức tương ứng khi sử dụng, có các cấp : + 110V, 220V, 440V đối với dòng một chiều.

+ 127V, 220V, 380V, 500V, 690V đối với dòng AC

<b>b. Dòng điện định mức:Ic,Ie,In(hoặc Iđm) </b>

Là dòng điện định mức đi qua tiếp điểm chính của CTT trong chế độ làm việc gián đoạn lâu dài, nghĩa là ở chế độ này thời gian tiếp điểm của CTT ở trạng thái đóng khơng q 8h.

Dịng điện định mức của CTT hạ áp thơng dụng có các cấp: 10; 20; 25; 40; 60; 75; 100; 150; 250; 300; 600; 800A. Nếu CTT đặt trong tủ điện thì dịng điện định mức phải lấy thấp hơn 10% do điều kiện làm mát kém.

Ở chế độ làm việc lâu dài, nghĩa là khi tiếp điểm của CTT ở trạng thái đóng lâu hơn 8h thì dịng điện định mức của CTT lấy thấp hơn khoảng 20% do ở chế độ này lượng ơxit kim loại tiếp điểm tăng vì vậy làm tăng điện trở tiếp xúc và nhiệt độ tiếp điểm tăng quá giá trị cho phép.

<b>c. Khả năng đóng - cắt (Icu, Ics) : </b>

là giá trị dòng điện cho phép đi qua tiếp điểm chính khi ngắt hoặc khi đóng.

CTT dùng để khởi động động cơ điện xoay chiều 3 pha, rơto lồng sóc cần phải có khả năng đóng từ 4 ¸ 7 lần Iđm.

CTT điện xoay chiều đạt 10Iđm với phụ tải điện cảm.

<b>d. Tính ổn định nhiệt, Icw: </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

nghĩa là khi có dịng điện ngắn mạch chạy qua trong thời gian cho phép, các tiếp điểm khơng bị nóng chảy và hàn dính.

<b>e. Tính ổn định lực điện động, Icm: </b>

nghĩa là khi tiếp điểm chính của CTT cho phép một dòng điện lớn nhất đi qua mà lực điện động sinh ra khơng phá huỷ mạch vịng dẫn điện. Thường qui định dòng điện ổn định điện động bằng 10Iđm.

<b>f. Tổn hao công suất của contactor: </b>

Do tổn hao khi dịng tác động hút nam châm (cơng suất lớn, thời gian ngắn) và tổn hao do dịng duy trì giữ nam châm.

<b>g. Tần số thao tác: </b>

là số lần đóng cắt CTT cho phép trong 1h. Tần số thao tác của CTT bị hạn chế bởi sự phát nóng của tiếp chính do hồ quang và sự phát nóng của cuộn dây do dòng điện. Tần số thao tác thường có các cấp 30, 100, 120, 150; 300; 600; 1200; 1500 lần/h.

<b>h.Tuổi thọ, được tĩnh cả độ bền cơ học và độ bền điện : </b>

là số lần đóng cắt mà sau số lần đóng cắt ấy CTT sẽ hỏng khơng dùng được nữa. Sự hư hỏng của nó có thể do mất độ bền cơ hay độ bền điện.

- Tuổi thọ cơ khí là số lần đóng cắt không tải cho đến khi CTT hỏng. CTT hiệnđại tuổi thọ cơ khí đạt 2.107 lần.

- Tuổi thọ điện là số lần đóng cắt tải định mức.Thường tuổi thọ về điện bằng 1/5 hay 1/10 tuổi thọ cơ khí.

<b>1.7 Ưu điểm và nhược điểm contactor</b>

Contactor là một thiết bị điện rất quan trọng trong các hệ thống điện vì nó cho phép kiểm sốt các mạch có điện áp cao. Mặc dù nó có nhiều ưu điểm như khả năng xử lý tải nặng và cung cấp hiệu suất đáng tin cậy, nhưng nó cũng có một số nhược điểm.

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

<b>- Ưu điểm</b>

+ Khả năng cho dịng điện lớn đi qua: Tiếp điểm chính của contactor có thể cho phép dịng điện từ 10A đến vài nghìn A đi qua.

+Điều khiển từ xa: Có thể điều khiển đóng ngắt nguồn điện từ xa nhanh chóng khi có sự cố xảy ra.

+Đa dạng về chủng loại: Có nhiều loại contactor với kiểu dáng và công suất khác nhau, phù hợp với nhiều nhu cầu và mục đích sử dụng.

+Độ bền cao: Được sản xuất từ vật liệu cao cấp, contactor có độ bền và tuổi thọ lâu dài, giúp tiết kiệm chi phí thay thế.

+Thiết kế đơn giản: Dễ dàng trong việc lắp đặt và sử dụng.

+ An toàn khi sử dụng: Cung cấp một phương pháp an tồn để kiểm sốt các dịng điện lớn mà khơng cần tiếp xúc trực tiếp.

<b>1.8 Điều kiện lựa chọn</b>

Việc chọn contactor đúng với yêu cầu công việc được thực hiện dựa trên các tiêu chí sau

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

- Dịng điện định mức: Contactors có khả năng chịu được một dịng điện định mức cụ thể. Khi lựa chọn contactor, bạn cần đảm bảo rằng dịng điện tải của hệ thống khơng vượt quá dòng điện định mức của contactor.

- Điện áp hoạt động: Contactors cũng có giới hạn điện áp hoạt động. Hãy chắc chắn rằng điện áp của hệ thống tương thích với điện áp hoạt động của contactor. - Loại sử dụng : đặc trưng bởi loại tải sử dụng và nguồn điện AC hay DC. - Cường độ dòng điện cắt : dòng định mức dài hạn.

- Tần số thao tác: là số lần thao tác đóng – cắt trong 1 giờ mà cơng tắc tơ phải thực hiện.

- Tuổi thọ và độ tin cậy: Kiểm tra thông tin về tuổi thọ và độ tin cậy của contactor từ nhà sản xuất hoặc các nguồn tài liệu. Điều này giúp đảm bảo rằng contactor sẽ hoạt động lâu dài và ít gặp sự cố.

- Môi trường hoạt động: Xác định môi trường hoạt động của contactor, bao gồm nhiệt độ, độ ẩm, bụi bẩn, hóa chất, v.v. Chọn contactor có khả năng hoạt động tốt trong môi trường tương ứng.

-Tiêu chuẩn và quy định: Kiểm tra xem contactor phù hợp với các tiêu chuẩn và quy định liên quan, chẳng hạn như tiêu chuẩn an toàn, tiêu chuẩn hiệu suất,

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

<b>Loại sử dụng dịng điện xoay chiều a. Cơng tắc tơ loại AC1 (Uđm<400V)</b>

- Được thiết kế loại AC1 được thiết kế đóng và cắt dịng Ic. - Được sư dụng với hộ tiêu thụ mà hệ số công suất cosφ>0,95. - Ứng dụng: dùng cho điện trở dạng sưởi ấm,lưới phân phối

- Việc chọn lựa được thực hiện tùy theo cường độ cắt và tuổi thọ được yêu cầu. + Dịng điện được cắt thơng thường bằng với dòng điện Ic, dòng này do phụ tải quyết định.

+ Tuổi thọ yêu cầu là số lần thao tác mà contactor có khả năng thực hiện, khơng cần có sự can thiệp nào khác

HSCS>0,95

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

<b>b. Công tắc loại AC3 (Uđm<440V)</b>

- Dùng cho những động cơ không động cơ KDB 3 pha lồng sóc. - Đóng I=6Iđm với cosφ=0,35.

- Cắt I=Iđm với cosφ=0,35.

- Nó được sử dụng phổ biến trong các ứng dụng khởi động và dừng động cơ điện, như máy bơm, máy nén, máy cắt, và các thiết bị công nghiệp khác

<b>c. Công tắc tơ loại AC2</b>

- Đóng cắt và đảo chiều động cơ khơng đồng bộ roto dây quấn. - Điều kiện: + Khi đóng mạch: Ie/Iđm=2.5; Ur/Uđm=1; cos=0.65.

</div>