Bài giảng môn Mạch điều khiển potx

BÀI GIẢNG MÔN MẠCH
ĐIỀU KHIỂN






Bài giảng môn Mạch điều khiển
Biên soạn: ThS. Phan Thanh Tú Trang - 1 -
MỤC LỤC
CHƯƠNG I 3
TỔNG QUAN VỀ KHÍ CỤ ĐIỆN 3
I. Khái niệm chung về Khí cụ điện 3
II. Phân loại khí cụ điện 3
III. Một số khí cụ điện thông dụng 3
CHƯƠNG II 17
KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN 17
I . Định nghĩa và phân loại 17
III . Một số loạ
i máy điện thông dụng 17
CHƯƠNG III 24
MẠCH ĐIỀU KHIỂN MÁY ĐIỆN 24
BÀI 1: RÁP MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN HAI ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ
3 PHA KHỞI ĐỘNG TRỰC TIẾP 24

BÀI 2 : RÁP MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 1 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3
PHA ĐẢO CHIỀU QUAY TRỰC TIẾP 26
BÀI 3: RÁP MẠCH
ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 1 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3
PHA ĐẢO CHIỀU QUAY QUA NÚT DỪNG 28
BÀI 4: RÁP MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 2 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3
PHA CHẠY TRỨƠC DỪNG SAU KHÔNG DÙNG TIMER 30
BÀI 5: RÁP MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 2 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3
PHA CHẠY TRỨƠC DỪNG TRƯỚC KHÔNG DÙNG TIMER 32
BÀI 6: RÁP MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 2 ĐỘNG CƠ
KHÔNG ĐỒNG BỘ 3
PHA CHẠY TRỨƠC DỪNG SAU DÙNG TIMER 34
BÀI 7: RÁP MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 2 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3
PHA CHẠY TRỨƠC DỪNG TRƯỚC DÙNG TIMER 36
BÀI 8: RÁP MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 1 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3
PHA KHỞI ĐỘNG THEO PHƯƠNG PHÁP ĐỔI NỐI SAO TAM GIÁC 38
BÀI 9: RÁP MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 1 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3
PHA MẠ
CH ĐẢO CHIỀU QUAY DÙNG CÔNG TẮC HÀNH TRÌNH 40
BÀI 10 : RÁP MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 3 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3
PHA CHẠY LUÂN PHIÊN DÙNG NÚT NHẤN KÉP 42
Bài giảng môn Mạch điều khiển
Biên soạn: ThS. Phan Thanh Tú Trang - 2 -
BÀI 11: RÁP MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 3 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3
PHA CHẠY LUÂN PHIÊN DÙNG TIMER 44
BÀI 12: RÁP MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 1 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3
PHA KHỞI ĐỘNG TRỰC TIẾP VÀ HÃM ĐỘNG NĂNG 46
BÀI 13: RÁP MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 1 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3
PHA ROTOR DÂY QUẤN 2 CẤP TỐC ĐỘ 48
BÀI 14: RÁP MẠCH ĐIỆN

ĐIỀU KHIỂN 1 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3
PHA ĐẢO CHIỀU QUAY VÀ HÃM ĐỘNG NĂNG 50
BÀI 15: RÁP MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 1 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3
PHA KHỞI ĐỘNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỔI NỐI SAO – TAM GIÁC VÀ
HÃM ĐỘNG NĂNG 52
BÀI 16: RÁP MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 1 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3
PHA ĐẢO CHIỀU QUAY, KHỞI ĐỘNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP
ĐỔI NỐI
SAO – TAM GIÁC VÀ HÃM ĐỘNG NĂNG 54
Bài giảng môn Mạch điều khiển
Biên soạn: ThS. Phan Thanh Tú Trang - 3 -

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ KHÍ CỤ ĐIỆN
I. Khái niệm chung về Khí cụ điện
- Khí cụ điện là thiết bị dùng để điều khiển, kiểm tra, tự động điều chỉnh, khống chế
các đối tượng điện cũng như không điện và bảo vệ chúng trong trường hợp sự cố. Khí
cụ điện có nhiều chủng loại với chức năng, nguyên lý làm việc và kích cỡ khác nhau,
được dùng rộng rãi trong mọi lĩnh vực của cuộc s
ống
II. Phân loại khí cụ điện
Theo công dụng: + khí cụ điện đóng cắt (CB, contactor, khởi động từ,…)
+ khí cụ điện bảo vệ (rơle, áptomat, … )
Theo mức điện áp: + khí cụ điện cao áp (> 1000 v)
+ khí cụ điện thấp áp (< 1000 v)
Ngoài ra người ta còn phân loại theo đặc điểm của từng khí cụ: nhiệt độ phát nóng,
thời gian tác động, theo kết cấu, ……
III. Một số khí cụ điện thông dụng
1. CB (Circuit Breaker)
a. Khái niệm và yêu cầu:

CB là khí cụ điện dùng đóng ngắt mạch điện, có công
dụng bảo vệ quá tải ngắn mạch, sụt áp.
Chọn CB phải thoả mãn 3 yêu cầu sau:
- Chế độ làm việc ở định mức của CB là chế độ
làm việc dài hạn.
- CB phải ngắt được trị số dòng điện ngắn mạch lớn.
- CB phải có thời gian cắt bé.
b. Cấu tạo:

- Tiếp điểm: CB thường chế tạo có hai cấp tiếp
điểm (tiếp điểm chính và hồ quang) hoặc ba cấp
tiếp điểm (chính, phụ, hồ quang). Khi đóng mạch
tiếp điểm hồ quang đóng trước, tiếp theo là tiếp điểm
phụ sau cùng là tiếp điểm chính. Khi cắt mạch thì ngược lại.
- Hộp dập hồ quang:
Gồm hai kiểu: - kiểu n
ửa kín, kiểu hở
- Cơ cấu truyền động cắt CB: bằng tay và bằng cơ điện
-Móc bảo vệ: móc bảo vệ quá dòng, móc bảo vệ sụt áp.

CB 3 PHA


CB 1 PHA
Bài giảng môn Mạch điều khiển
Biên soạn: ThS. Phan Thanh Tú Trang - 4 -

c. Nguyên lí hoạt động:

Sơ đồ nguyên lí của CB được trình bày ở hình dưới
Ở trạng thái bình thường
sau khi đóng điện, CB được
giữ ở trạng thái đóng tiếp
điểm nhờ móc 2 khớp với
móc 3 cùng một cụm 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
ngắ
n 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 3,
móc 2 thả tự do, lò xo 1
được thả lỏng, kết quả các
tiếp điểm của CB được mở
ra, mạch điện bị ngắt.
Bật CB ở trạng thái ON,
với điện áp định mức nam
châm
điện 11 và phần ứng 10 hút lại với nhau.
Khi sụt áp quá mức, nam châm điện 11 nhả phần ứng 10, lò xo 9 kéo móc 8 bật lên,
móc 7 thả tự do, lò xo 1 được thả lỏng, kết quả các tiếp điểm CB được mở ra, mạch
điện bị ngắt.
d. Phân loại và lựa chọn CB:

Theo kết cấu người ta chia CB ra ba loại: một cực, hai cực, ba cực.
Theo thời gian tác động: tác động tức thời và không tức thời.
Theo công dụng bảo vệ: CB cực đại, CB cực tiểu.
Việc lựa chọn CB chủ yếu dựa vào:
- Dòng điện tính toán đi trong mạch.
- Dòng điện quá tải.
- Khi CB thao tác phải có tính chọn lọc.
2. Cầu chì (Fuse)
a. Khái niệm và yêu cầu

Cầu chì là một loại khí cụ điện dùng để bảo vệ thiết bị và lưới điện tránh sự cố ngắn
mạch.


Hình 1.1 : Sơ đồ CB dòng điên cực đại


Bài giảng môn Mạch điều khiển
Biên soạn: ThS. Phan Thanh Tú Trang - 5 -
Không tác động khi có dòng mở máy và dòng điện định mức lâu dài đi qua, đặc tính
A-s của cầu chì phải thấp hơn đặc tính của đối tượng bảo vệ. Khi tác động phải có tính
chọn lọc, việc thay thế dễ dàng ít tốn thời gian.
b. Cấu tạo

- Phần tử ngắt mạch: đây chính là thành phần chính của cầu chì, phần tử này phải có
khả năng cảm nhận được giá trị hiệu dụng của dòng điện qua nó.
- Thân của cầu chì: thường bằng thủy tinh, ceramic, hay các vật liệu khác tương
đương.
- Vật liệu lấp đầy: thường bằng vật liệu silicat ở dạng hạt, nó phải có khả năng hấp

thu được nă
ng lượng sinh ra do hồ quang và phải đảm bảo tính cách điện khi xảy ra
hiện tượng ngắn mạch.
- Các đầu nối: các thàn phần này dùng định vị cố định cầu chì trên các thiết bị đóng
ngắt mạch, đồng thời phải đảm bảo tính tiếp xúc điện tốt.
c. Nguyên lí hoạt động

- Đặc tính cơ bản của cầu chì là sự phụ thuộc của thời gian chảy đứt với dòng điện
chạy qua. Để có tác dụng bảo vệ đường đặc tính A-s của cầu chì phải thấp hơn đường
đặc tính của đối tượng bảo vệ.
+ Đối với dòng điện định mức của cầu chì: năng lượng sinh ra do hiệu ứng Joule khi
có dòng điện
định mức chạy qua sẽ toả nhiệt ra môi trường không gây nên sự nóng
chảy, sự
cân bằng nhiệt sẽ được thiết lập ở một giá trị mà không gây ra sự già hoá hay phá
hỏng bất cứ phần tử nào của cầu chì.
+ Đối với dòng điện ngắn mạch của cầu chì: sự cân bằng trên cầu chì bị phá huỷ,
nhiệt năng trên cầu chì tăng cao và dẫn đến sự phá huỷ c
ầu chì.
Người ta phân thành hai giai đoạn phá hủy cầu chì: quá trình tiền hồ quang, quá trình
sinh hồ quang.
d. Phân loại, công dụng


- Cầu chì có thể được chia thành hai dạng cơ bản, tuỳ thuộc vào nhiệm vụ: cầu chì
loại g, cầu chì loại a.
- Dùng bảo vệ ngắn mạch.
e. Các đặc tính điện

- Điện áp định mức.

- Dòng điện địng mức.
- Dòng điện cắt.
Bài giảng môn Mạch điều khiển
Biên soạn: ThS. Phan Thanh Tú Trang - 6 -
3. Cầu dao(Knife-switch)


a. Khái niệm
:
Cầu dao là một khí cụ điện dùng để đóng cắt mạch điện bằng tay, được sử dụng
trong các mạch điện có nguồn dưới 500 V, dòng điện định mức có thể lên tới vài KA.
b. Cấu tạo, nguyên lí hoạt động và phân loại
:


- Cấu tạo: phần chính của cầu dao là lưỡi dao và hệ thống kẹp, được làm bằng hợp kim
đồng.
- Nguyên lí hoạt động: khi thao tác trên cầu dao, nhờ vào lưỡi dao và hệ thống kẹp
lưỡi, mạch điện được đóng ngắt. Trong quá trình ngắt mạch, cầu dao thường xảy ra hồ
quang điện tại đầu lưỡi dao và điểm tiếp xúc trên hệ thống kẹp lưỡi. Người sử d
ụng
cần phải kéo lưỡi dao ra khỏi kẹp nhanh để dập tắt hồ quang.
- Do tốc độ kéo bằng tay không thể nhanh nên người ta làm them lưỡi dao phụ. Lúc
dẫn điện thì lưỡi dao phụ và lưỡi dao chính được kép trong ngàm. Khi cắt điện, tay kéo
lưỡi dao chính ra trước còn lưỡi dao phụ vẫn kẹp trong ngàm. Lò xo lien kết giữa hai
lưỡi dao được kéo căng ra và tới một mức nào đó sẽ bật nhanh kéo lưỡi dao phụ ra
khỏi ngàm mộ
t cách nhanh chóng. Do đó hồ quang được kéo dài nhanh và hồ quang bị
dập tắt trong thời gian ngắn.
Cầu dao 3 pha

Cầu dao 1 pha
Bài giảng môn Mạch điều khiển
Biên soạn: ThS. Phan Thanh Tú Trang - 7 -

- Phân loại: phân loại cầu dao dựa vào các yếu tố sau:
+ Theo kết cấu: một cực, hai cực, ba cực.
+ Cầu dao một ngả, hai ngả.
+ Theo điện áp định mức: 250V, 500V.
+ Theo dòng điện định mức: 10A, … , 1000A, …
+ Theo vật liệu cách điện: đế sứ, đế nhựa, đế đá.
+ Theo điều kiện bảo vệ: loại có nắp và không có nắp.
+ Theo yêu cầu sử dụng: loại có c
ầu chì bảo vệ ngắn mạch và không có
cầu chì bảo vệ.
c. Các thông số định mức
:
Chọn cầu dao theo dòng điện định mức và điện áp định mức:
Gọi I
tt
là dòng điện tính toán của mạch điện
U
nguồn
là điện áp của lưới điện sử dụng.
I
đm cầu dao
≥ I
tt

U
đm cầu dao

≥ U
nguồn

4. Nút nhấn (Flush)
a. Khái niệm

- Nút nhấn còn gọi là nút điều khiển là một loại
khí cụ điện dùng để đóng ngắt từ xa các thiết bị
điện từ khác nhau, các dụng cụ báo hiệu và cũng để
chuyển đổi các mạch điện điều khiển, tín hiệu lien
động bảo vệ…Ở mạch điện một chiều điện áp đến
440v và mạch điệ
n xoay chiều điện áp 500v, tần số
50Hz, 60Hz nút nhấn thông dụng để khởi động, đảo
chiều quay động cơ điện bằng cách đóng và ngắt các
cuộn dây của contactor nối cho động cơ.
- Nút nhấn thường được đặt trên bảng điều khiển, ở tủ điện, trên hộp nút nhấn. Nút
nhấn thường được nghiên cứu, chế tạo làm việc trong môi trường không ẩm ướ
t,
không có hơi hoá chất và bụi bẩn.
- Nút nhấn có thể bền tới 1.000.000 lần đóng không tải và 200.000 lần đóng ngắt có
tải. Khi thao tác nhấn nút cần phải dứt khoát để mở hoặc đóng mạch điện.
Bài giảng môn Mạch điều khiển
Biên soạn: ThS. Phan Thanh Tú Trang - 8 -
b. Phân loại và cấu tạo
- Cấu tạo .
- Nút nhấn gồm hệ thống lò xo, hệ thống các tiếp điểm thường hở - thường đóng và
vỏ bảo vệ.
- Khi tác động vào nút nhấn, các tiếp điểm chuyển trạng thái, khi không còn tác động
các tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu.

- Phân loại:
Nút nhấn được phân loại theo các yếu tố sau:
- Phân loại theo chức năng trạng thái hoạt động của nút nh
ấn, có các loại:
Mỗi nút nhấn chỉ có một trạng thái (ON hoặc OFF)
Ký hiệu
:





Nút nhấn đơn nút nhấn kép

- Trong thực tế, để dễ dàng sử dụng vào tháo ráp lấp lẫn trong quá trình sữa chữa,
thường người ta dùng nút nhấn kép, ta có thể dùng nó như là dạng nút nhấn ON hay
OFF.
- Phân loại theo hình dạng bên ngoài, người ta chia nút nhân ra thành 4 loại:
+ Loại hở
+ Loại bảo vệ
+ Loại bảo vệ chốn nước và chống bụi
Nút nhấn kiểu bảo vệ chống nướ
c được đặt trong hộp kín khít để tránh nước lọt vào.
Nút nhấn kiểu bảo vệ chống bụi nước được đặt trong một vỏ cacbon đút kín khít để
chống ẩm và bụi lọt vào.
+ Loại bảo vệ khỏi nổ
Nhút nhấn kiểu chống nổ dùng trong các hầm lò, mỏ than hoặc ở nơi có các khí nổ
lẫn trong không khí.Cấu tạo của nó đặc biệt kín khít không lọt được tia lửa ra ngoài và
đặ
c biệt vững chắc để không bị phá vỡ khi nổ.

- Theo yêu cầu điều khiển người ta chia nút nhấn ra 3 loại: một nút, hai nút, ba nút.
- Theo kết cấu bên trong:
+ Nút nhấn loại có đèn báo
+ Nút nhấn loại không có đèn báo
III/Các thông số kĩ thuật của nút nhấn:


Bài giảng môn Mạch điều khiển
Biên soạn: ThS. Phan Thanh Tú Trang - 9 -
Uđm: điện áp định mức của nút nhấn
Iđm : dòng điện định mức của nút nhấn
Trị số điện áp định mức của nút nhấn thường có giá trị < 500V.
Trị số dòng điện định mức của nút nhấn thường có giá trị < 5A.
5. Contactor
a. Khái niệm

- Contactor là một loại khí cụ điện dùng để
đóng ngắt các tiếp điềm, tạo liên lạc trong mạch
điện bằng nút nhấn. Như vậy khi sử dụng
contactor ta có thể điều khiển mạch điện từ xa
có phụ tải với điện áp đến 500V và dòng là
600A (vị trí điều khiển, trạng thái hoạt động của
contactor rất xa vị trí các tiếp đ
iểm đóng ngắt
mạch điện).
- Phân loại contactor tuỳ theo các đặc điểm
sau:
+ Theo nguyên lý truyền động: ta có contactor kiểu điện từ (truyền điện bằng lực
hút điện từ), kiểu hơi ép, kiểu thuỷ lực. Thông thường sử dụng contactor kiểu điện từ.
+ Theo dạng dòng điện: contactor một chiều và contactor xoay chiều (contactor 1

pha và 3 pha).
b. Cấu tạo và nguyên lý hoạt
động
- Cấu tạo:

Contactor được cấu tạo gồm các thành phần: cơ cấu điện từ (nam châm điện), hệ
thống dập hồ quang, hệ thống tiếp điểm (tiếp điểm chính và phụ).
* Nam châm diện gồm có 4 thành phần:
+ Cuộn dây dùng tạo ra lực hút nam châm .
+ Lõi sắt (hay mạch từ) của nam châm gồm hai phần: phần cố định, và phần nắp di
động. Lõi thép nam châm có thể có dạng EE, EI hay dạng CI.
Bài giảng môn Mạch điều khiển
Biên soạn: ThS. Phan Thanh Tú Trang - 10 -
+ Lò 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.
* Hệ thống dập hồ quang điện:
+ Khi contactor chuyển mạch, hồ quang điện sẽ xuất 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 cạ
nh bên hai tiếp điểm tiếp xúc nhau, nhất là ở các tiếp điểm chính của
contactor.
* Hệ thống tiếp điểm của contactor:
+ Hệ thống tiếp điểm liên hệ với phần lõi từ di động qua bộ phận liên động vế cơ.
Tuỳ theo khả năng tải dẫn qua các tiếp điểm, ta có thể chia các tiếp điểm của contactor
thành hai loại:
+ Tiếp đi
ểm chính: có khả năng cho dòng điện lớn đi qua (từ 10A đến vài nghìn A,
thí dụ khoảng 1600A hay 2250A). 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: có khả năng cho dòng điện đi qua các tiếp điểm nhỏ hơn 5A. Tiếp

điểm ohụ có hai trạng thái: thườ
ng đóng và thường hở.
+ 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. Ngược
lại là tiếp điểm thường hở.
Như vậy hệ thống ti
ếp điểm chính thường được lắp trong mạch điện động lực, còn
các tiếp điểm phụ sẽ lắp trong hệ thống mạch điều khiền (dùng điều khiển việc cung
cấp điện đến các cuộn dây nam châm của các contactor theo qui trình định trước).
Theo một số kết cấu thông thường của contactor, các tiếp điểm phụ có thể được liên
kết cố
định về số lượng trong mỗi bộ contactor, tuy nhiên cũng phải có một vài nhà
sản xuất chỉ bố trí cố định số tiếp điểm chính trên mỗi contactor, còn các tiếp điểm phụ
được chế tạo thành những khối rời riêng lẽ. Khi cần sử dụng ta chỉ ghép thêm vào trên
contactor. Số lượng tiếp điểm phụ trong truờng hợp này có thể bố trí tuỳ ý.
Nguyên lý hoạt động củ
a contactor

Bài giảng môn Mạch điều khiển
Biên soạn: ThS. Phan Thanh Tú Trang - 11 -
- Khi cấp nguồn điện bằng giá trị điện áp định mức của contactor vào hai đầu của cuộn
dây quấn trên phần lõi từ cố định thì lực từ tạo ra hút phần lõi từ di động hình thành
mạch kín (lực từ lớn hơn phản lực của lò xo), contactor ở trạng thái hoạt động. Lúc
này nhờ vào bộ phận liên động về cơ giữa lõi từ di động và hệ thống tiế
p điểm làm cho
tiếp điểm chính đóng lại , tiếp điểm phụ chuyển đổi trạng thái (thường đóng sẽ mở ra
thường hở sẽ đóng lại) và duy trì trạng thái này. Khi ngưng cấp nguồn cho cuộn dây
thì contactor ở trạng thái nghỉ, các tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu.
Chú ý: trong một sơ đồ mạch sử dụng nhiều contactor, muốn phân biệt các cuộn dây

và tiếp điểm của contactor ta thực hiện qui ước như sau:
- Ghi ký hiệu hay mã số cho cuộn dây của contactor (thí dụ M, R, S…)
- Các tiếp điểm thuộc về contactor nào thì mang cung mã số cuộn dây ngay tâm vòng
tròn ký hiệu cuộn dây của Mỹ, ta ghi mã số cuộn dây ngay tâm vòng tròn ký hiệu của
cuộn dây, với các ký hiệu khác, ta ghi liền ngay cạnh ký hiệu.

c. Các thông số cơ bản của contactor

Điện áp định mức:
Điện áp định mức của contactor Uđm là điện áp
của mạch điện tương ứng mà tiếp điểm chính
phải đóng ngắt, chính là điện áp đặt vào hai đầu
cuộn dây của nam châm điện sao cho mạch từ hút
lại.
- Cuộn dây hút có thể làm việc bình thường ở
điện áp trong giới hạn (85-105%) điện áp định
m
ức của cuộn dây. Thông số này được ghi trên
nhãn đặt ở hai đầu cuộn dây contactor, có các cấp
điện áp định mức: 110V, 220V, 440V một chiều
và 127V, 220V, 380V, 500V xoay chiều.
Dòng điện định mức:
- Dòng điện định mức của contactor Iđm là dòng
điện định mức đi qua tiếp điểm chính trong chế
độ làm việc lâu dài, thời gian contactor ở trạng
thái đóng không quá 8 giờ.
- Dòng điện định mứ
c của contactor hạ áp thông
dụng có các cấp là: 10A, 20A, 25A, 40A, 60A,
75A, 100A, 150A, 250A, 300A, 600A. Nếu

contactor đặt trong tủ điện thì dòng điện định
mức phải lấy thấp hơn 10% vì làm kém mát,
dòng điện cho phép qua contactor còn phải lấy
thấp hơn nữa trong chế độ làm việc dài hạn.
Khả năng cắt và khả năng đóng:
- Khả năng cắt của contactor điện xoay chiều đạt
bội số đế
n 10 lần dòng điện định mức với phụ tải
điện cảm.


Rơle trung gian



Rơle nhiệt
Bài giảng môn Mạch điều khiển
Biên soạn: ThS. Phan Thanh Tú Trang - 12 -
- Khả năng đóng: contactor điện xoay chiều dùng để khởi động động cơ điện cần phải
có khả năng đóng từ 4 đến 7 lần Iđm.
Tuổi thọ của contactor:
- Tuổi thọ của contactor được tính bằng số lần đóng mở, sau số lần đóng mở ấy thì
contactor sẽ bị hỏng và không dùng được.
Tần số thao tác:
- Là số lần
đóng cắt contactor trong một giờ. Có các cấp: 30, 100, 120, 150, 300, 600,
1200, 1500 lần/h.
Tính ổn định lực điện động:
- Tiếp điểm chính của contactor cho phép một dòng điện lớn đi qua (khoảng 10 lần
dòng điện định mức) mà lực điện động không làm tách rời tiếp điểm thì contactor tính

ổn định lực điện động.
Tính ổn định nhiệt:
- Contactor có tính ổn định nhiệt ngh
ĩa là khi có dòng điện ngắn mạch chạy qua trong
một khoảng thời gian cho phép, các tiếp điểm không bị nóng chảy và hàn dính lại.
6. Rơ le điều khiển và bảo vệ
Rơ le là loại khí cụ điện dùng để tự động đóng ngắt mạch điều khiển, bảo vệ và điều
khiển sự làm việc của mạch điện.
Có nhiều cách phân lo
ại rơle:
Phân loại theo nguyên lí làm việc có:
- Rơle điện từ
- Rơle điện động
- Rơle từ điện
- Rơle cảm ứng
- Rơle nhiệt
- Rơle bán dẫn và vi mạch
Phân loại theo vai trò và đại lượng tác động của rơle có:
- Rơle trung gian
- Rơle thời gian
- Rơle nhiệt
- R
ơle tốc độ
- Rơle dòng điện
- Rơle điện áp
- Rơle công suất
- Rơle tổng trở
- Rơle tần số
Phân loại theo dòng điện có :
- Rơle dòng điện một chiều

- Rơle dòng điện xoay chiều
Phân loại theo giá trị và chiều của đại lượng đi vào rơle:
-
Rơle cực đại
- Rơle cực tiểu
- Rơle sai lệch
- Rơle hướng


Bài giảng môn Mạch điều khiển
Biên soạn: ThS. Phan Thanh Tú Trang - 13 -
Một số loại rơle thông dụng
7. Rơle trung gian
a . Khái niệm và cấu tạo:

Rơle trung gian là loại khí cụ điện dùng trong lĩnh vực điều khiển tự động, cơ cấu
kiểu điện từ. Rơle trung gian đóng vai trò điều khiển trung gian giữa các thiết bị điều
khiển .
Rơle trung gian gồm: mạch từ nam châm điện, hệ thống tiếp điểm chịu dòng điện
nhỏ, vỏ bảo vệ và các chân ra tiế
p điểm.
b . Nguyên lí hoạt động:

Khi cấp điện áp bằng giá trị điện áp định mức vào hai đầu cuộn dây của rơle trung
gian, lực điện từ hút mạch từ kín lại, hệ thống tiếp điểm chuyển đổi trạng thái và duy
trì trạng thái này. Khi ngưng cấp điện, mạch từ hở, hệ thống tiếp điểm trở về trạng thái
ban đầu.
c. Ký hiệu:

- Ký hiệu SPDT: ký hiệu này được viết tắt từ thuật ngữ SINGLE POLE DOUBLE
THROW rơle mang ký hiệu này có một cặp tiếp điểm, gồm tiếp điểm thường đóng và
thường hở, cặp tiếp điểm này có một đầu chung.
- Ký hiệu DPDT: ký hiệu này được viết tắt từ thuật ngữ DOUBLE POLE DOUBLE
THROW rơle mang ký hiệu này gồm có hai cặp tiếp điểm. Mỗi cặp tiếp đ
iểm gồm tiếp
điểm thường đóng và thường hở, cặp tiếp điểm này có một đầu chung.
-Ký hiệu SPST: ký hiệu này được viết tắt từ thuật ngữ SINGLE POLE SINGLE
THROW rơle mang ký hiệu này gồm có một tiếp điểm thường hở .
- Ký hiệu DPST: ký hiệu này được viết tắt từ thuật ngữ DOUBLE POLE SINGLE
THROW rơle mang ký hiệu này gồm hai tiếp điểm thường hở.
8. Rơle thời gian (Timer)
Rơle thời gian là loại khí cụ điện dùng trong lĩnh vực
điều khiển tự động, đóng vai trò điều khiển trung gian
giữa các thiết bị điều khiển theo thời gian định trứơc.
Rơle trung gian gồm: mạch từ nam châm điện, bộ
định thời gian làm bằng linh kiện điện tử, hệ thống tiếp
điể
m chịu dòng điện nhỏ, vỏ bảo vệ và các chân ra tiếp
điểm.
Bài giảng môn Mạch điều khiển
Biên soạn: ThS. Phan Thanh Tú Trang - 14 -


Rơle thời gian ON DELAY.
Cấu tạo: gồm cuộn dây role thời gian
Hệ thống tiếp điểm: tiếp điểm
tác động không tính thời
gian, tiếp điểm tác động tính thời gian.
Nguyên lí hoạt động:

Khi cấp nguồn vào cuộn dây rơle thời gian ON DELAY, các tiếp điểm tác động không
tính thời gian chuyển đổi trạng thái tức thời, các tiếp điểm tác động có tính thời gian
không đổi. Sau kho
ảng thời gian định trứơc, các tiếp điểm tác động có tính thời gian
sẽ chuyển trạng thái và duy trì trạng thái này. Khi ngưng cấp nguồn vào cuộn dây, tất
cả các tiếp điểm tức thời trở về trạng thái ban đầu.
Rơle thời gian OFF DELAY .
Cấu tạo: gồm cuộn dây role thời gian
Hệ thống tiếp điểm: tiếp điểm tác động không tính thời gian, tiếp điểm tác
động tính
thời gian.
Nguyên lí hoạt động:
Khi cấp nguồn vào cuộn dây rơle thời gian OFF DELAY, các tiếp điểm tác động tức
thời và duy trì trạng thái này.
Khi ngưng cấp nguồn vào cuộn dây, tất cả các tiếp điểm tác động không tính thời
gian trở về trạng thái ban đầu. Tiếp sau đó một khoảng thời gian đã định trước, các
tiếp điểm tác động tính thời gian sẽ chuyển về tr
ạng thái ban đầu.



Bài giảng môn Mạch điều khiển
Biên soạn: ThS. Phan Thanh Tú Trang - 15 -
9. Rơle nhiệt (over load)
- Khái niệm và cấu tạo
Rơle thời gian là loại khí cụ điện để bảo vệ động cơ và mạch điện khi có sự cố quá tải.
Rơle nhiệt không tác động tức thời theo trị số dòng điện vì nó có quán tính nhiệt lớn,
phải có thời gian phát nóng, do đó nó làm việc có thời gian từ vài giây đến vài phút.
Phần tử phát nóng 1 được đấu nối tiếp vớ
i mạch động lực bởi vít 2 và ôm phiến

lưỡng kim 3. Vít 6 trên giá nhựa cách điện 5 dùng để điều chỉnh mức độ uốn cong đầu
tự do của phiến 3. Giá 5 xoay quanh trục 4, tuỳ theo trị số dòng điện chạy qua phần tử
phát nóng mà phiến lưỡng kim cong nhiều hay ít, đẩy vào vít 6 làm xoay giá 5 để mở
ngàm đòn bẩy 9. Nhờ tác dụng lò xo 8, đẩy đò bẩy 9 xoay quanh trục 7 ngược chiều
kim đồng hồ làm mở
tiếp điểm động 11 khỏi tiếp điểm tĩnh 12. Nút nhấn 10 để reset
rơle nhiệt về vị trí ban đầu sau khi Nguyên lí hoạt động:
phiến lưỡng kim nguội trở về vị trí ban đầu.
Nguyên lí chung của rơle nhiệt là dựa trên cơ sở tác dụng nhiệt của dòng điện làm
giãn nở phiến kim loại kép. Phiến kim loại kép gồm hai lá kim loại có hệ số giãn nở
khác nhau ghép chặt vớ
i nhau thành một phiến bằng phương pháp cán nóng hoặc hàn.
Khi có dòng điện quá tải đi qua, phiến lưỡng kim được đốt nóng, uống cong về phía
kim loại có hệ số giãn nở bé, đẩy cần gạt làm lò xo co lại và chuyển đổi hệ thống tiếp
điểm phụ.
Để rơle nhiệt hoạt động trở lại, phải đợi phiến kim loại nguội và kéo cần reset của
rơle nhiệt.
Phân loại r
ơle nhiệt
Theo kết cấu: rơle nhiệt chia làm hai loại : kiểu hở và kiểu kín.
Theo yêu cầu sử dụng: loại một cực và hai cực.
Theo phương thức đốt nóng:


Bài giảng môn Mạch điều khiển
Biên soạn: ThS. Phan Thanh Tú Trang - 16 -
+ Đốt nóng trực tiếp: dòng điện đi qua trực tiếp tấm kim loại kép. Loại này có cấu
tạo đơn giản, nhưng khi thay đổi dòng điện định mức phải tấm kim loại kép. loại này
không tiện dụng.
+ Đốt nóng gián tiếp: dòng điện đi qua phần tử đốt nóng độc lập, nhiệt lượng toả ra

gián tiếp làm tấm kim loại cong lên.
+ Đốt nóng hỗn hợp: vừa đố
t nóng trực tiếp vừa đốt nóng gián tiếp.
Bài giảng môn Mạch điều khiển
Biên soạn: ThS. Phan Thanh Tú Trang - 17 -
CHƯƠNG II
KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN
I . Định nghĩa và phân loại
1. Định nghĩa
Máy điện là thiết bị điện từ, nguyên lý làm việc dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ.
Về cấu tạo máy điện gồm mạch từ (lõi thép) và mạch điện (các dây quấn), dung để
biến đổi sạng năng lượng như cơ năng thành điện năng (máy phát) hoạc ngược lại
(động cơ đi
ện) hoặc dung để biến đổi thông số điện như biến đổi điện áp, dòng điện,
tần số, số pha,v.v…
2. Phân loại
Máy điện có nhiều loại được phân loại
theo nhiều cách khác nhau, ví dụ phân
loại theo công suất, theo cấu tạo, theo
chức năng, theo loại dòmh điện (xoay
chiều, một chiều), theo nguyên lý làm
việc,v.v…Dưới đây ta phân loại dựa vào
nguyên lý biến đổi n
ăng lượng như sau:
a.Máy điện tĩnh
:
Máy điện tĩnh thường gặp là máy biến
áp.Máy làm việc dựa trên hiện tượng
cảm ứng
điện từ do sự biến thiên từ thông giữa

các cuộn dây không có chuyển động
tương đối với nhau.(Máy thường dung
để biến đổi điện năng).
b .Máy điện có phần động (quay hoặc
chuyển động thẳng):
Nguyên lý làm việc dựa vào hiện
tượng cảm ứng điện từ, lực điện từ do từ
trường và dòng điện của các cuộn dây có
chuyển động tương đối với nhau gây
ra.Dưới đây là sơ đồ phân loại máy điện
thông dụng thường gặp.
III . Một số loại máy điện thông dụng
1. Máy biến áp
a . Định nghĩa
:
Máy biến áp là một thiết bị điện từ tĩnh, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ,
dùng để biến đổi điện áp của dòng điện xoay chiều từ điện áp cao xuống điện áp thấp,
hoặc ngược lại nhưng vẫn giữ nguyên tần số.
b .Cấu tạo
:
Bài giảng môn Mạch điều khiển
Biên soạn: ThS. Phan Thanh Tú Trang - 18 -
Máy biến áp có hai bộ phận chính: Lõi thép và dây quấn.
- Lõi thép máy biến áp:
Lõi thép máy biến áp dung để dẫn từ thông chính của máy, được chế tạo từ những
vật liệu dẫn từ tốt, thường là lá thép kỹ thuật điện. Lõi thép gồm hai bộ phận:
Trụ là nơi để đặt dây quấn
Gông là phần khép kínmạch từ giữa các trụ.
- Trụ và gông tạo thành mạch từ khép kín.
Để giảm dòng điện xoáy tròng lõi thép,người ta dùng lá thép k

ỹ thuật điện (dày
0,35mm đến 0,5mm, hai mặt có sơn cách điện) ghép lại với nhau thành lõi thép.
- Dây quấn máy biến áp:
Dây quấn máy biến áp thường được chế tạo bằng dây đồng (hoặc nhôm), có tiết
diện tròn hoặc chữ nhật, bên ngoài dây dẫn có bọc cách điện. Dây quấn gồm nhiều
vòng dây và lồng vào trụ lõi thép. Giữa các vòng dây, giữa các dây quấn có cách điện
với nhau và dây quấn cách điện với lõi thép.(Máy biến áp thườ
ng có hai hoặc nhiều
dây quấn).


Bên trong một máy biến áp Mô hình máy biến thế








Nguyên tắc hoạt động


2. Máy điện không đồng bộ
a. Khái niệm chung
:
Máy điện không đồng bộ là loại máy
điện xoay chiều, làm việc theo nguyên lý
cảm ứng điện từ, có tốc độ quay của rôto
n (tốc độ của máy khác với tốc độ của từ

trường quay n1.
Máy điện không đồng bộ có hai dây
Bài giảng môn Mạch điều khiển
Biên soạn: ThS. Phan Thanh Tú Trang - 19 -
quấn stato
(sơ cấp) nối với lưới điện tấn số không đổi f,
dây quấn roto (thứ cấp) được nối tắt hoặc khép kín qua điện trở. Dòng điện rôto có
tần số f2 phụ thuộc vào tốc độ của rôto.
Máy phát điện không đồng bộ có đặc tính làm việc không tốt lắm so với phát điện
đồng bộ,nên ít được sử dụng.
Động cơ
điện không đồng bộ so với các loại động cơ khác có cấu tạo và vận hành
đơn giản, giá thành rẻ, làm việc tin cậynên được sử dụng nhiều.
Ngoài động cơ điện không đồng bộ 3 pha còn có động cơ điện không đồng bộ hai
pha và một pha.
b.Cấu tạo
:
Máy điện không đồng bộ có hai bộ phận chính: Lõi thép và dây quấn.
- Stato:
Là phần tĩnh gồm hai bộ phận chính là lõi thép và dây quấn, ngoài ra có võ máy và
nắp máy.
+ Lõi thép : Lõi thép hình trụ do các lá thép kỹ thuật điện được dập rãnh bên trong
(hình 2.2.1)ghép lại với nhau tạo thành các rãnh theo hướng trụ. Lõi thép được ép vào
trong võ máy.
+ Dây quấn: làm bằng dây dẫn bọc cách điện, được đặt trong rãnh các lõi thép.
+ Võ máy: làm bằng nhôm hoặc bằng gang, dung để giữ chặt lõi thép và cố địng máy
trên bệ.Vỏ máy và nắ
p máy còn để bảo vệ máy.

Hình ảnh roto lồng sóc và stato

- Rôto:
Là phần quay gồmlõi thép, dây quấn và trục máy.
+ Lõi thép: gồm các lá thép kỹ thuật điện được dập rãnh mặt ngoài ghép lại, tạo
thành các rãnh theo hướng trụ, ở giữa có rãnh để lắp trụ.
+ Dây quấn: Dây quấn rôto của máy điện không đồng bộ có hai kiểu: rôto lồng sóc
và rôto dây quấn.

Bài giảng môn Mạch điều khiển
Biên soạn: ThS. Phan Thanh Tú Trang - 20 -
3. Máy điện đồng bộ
a. Định nghĩa
:
Những máy điện xoay chiều có tốc độ rôto n bằng tốc độ quay của từ trường n1 gọi
là máy điện đồng bộ.Máy điện đồng bộ có hai dây quấn: dây quấn stato nối với lưới
điện có tần số f không đổi, dây quấn rôto được kích thích bằng dòng điện một chiều.
Trong máy điện đồng bộ gồm: máy phát đồng bộ và động cơ điệ
n đồng bộ. Nhưng
về phần cấu tạo thì chúng cũng tương đối giống nhau.
b. Cấu tạo
:
Cấu tạo máy điện không đồng bộ gồm hai bộ phận chính là stato và rôto.
Trên hình 2.3.1. vẽ mặt cắt ngang trục máy trong đó 1: lá thép stato; 2:dây quấn
stato; 3: lá thép rôto; 4: dây quấn rôto.
- Stato: Stato của máy điện đồng bộ giống như stato của máy điện không đồng bộ,
gồm hai bộ phận chính: Lõi thép và dây quấn ba pha stato. Dây quấn stato gọi là dây
quấn phần ứng.
- Rôto: Rôto của máy điện đồng bộ có các cực từ và dây quấn kích từ dung để
tạo ra
từ trường cho máy, đối với máy nhỏ rôto là nam châm vĩnh cửu.
2

2
2
3
4
2
1
B
N

Hình 2.3.1. Mặt cắt ngang trục máy
Có hai loại : rôto cực ẩn và rôto cực lồi.

B
N
a)

N
b)
B

Hình 2.3.2. a) rôto cực ẩn b) rôto cực lồi
Bài giảng môn Mạch điều khiển
Biên soạn: ThS. Phan Thanh Tú Trang - 21 -
4. Máy điện một chiều
Ngày nay mặc dù dòng điện xoay chiều được sử dụng rất rộng rãi, song máy điện
một chiều vẫn tồn tại, đặc biệt là động cơ điện một chiều.Trong công nghiệp, động cơ
điện một chiều được sử dụng ở nhữnh nơi yêu cầu mômen mở máy lớn hoặc yêu cầu
điều chỉ
nh tốc độ bằng phẳng và phạm vi rộng.
Trong các thiết bi tự động, các máy điện khuých đại, các động cơ điện chấp hành là

máy điện một chiều.Ngoài ra máy điện một chiều còn thấy trong thiết bị ôto, tàu thủy
máy bay, các máy phát điện một chiều, các thiết bị điện hóa…nhược điểm của máy
điện một chiều là cổ góp làm cho cấu tạo phứ
c tạp, đắt tiền và kém tin cậy, nguy hiểm
trong môi trường dể nổ.
a. Cấu tạo máy phát điện một chiều
:
Những phần chính của máy phát điện một chiều gồm stato với cực từ, rôto với dây
quấn và cổ góp với chổi điện.
+Stato:
Stato còn gọi là phần cảm,gồm lõi thép bằng thép đúc, vừa là mạch từ vừa là võ máy.
Các cực từ chính có dây quấn kích từ ở hình 2.4.1.
+Rôto:
Rôto của máy điện một chiều được gọi là phần ứng, gồm lõi thép và sây quấn phần
ứng. Lõi thép hình trụ, làm bằ
ng các lá thép kỹ thuật điện dày 0,5mm, phúơn cách điện
ghép lại. Các lá thép được dạp có lỗ thông gió và rãnh để đặt dây quấn phần ứng (Hình
2.4.2). Mỗi phần tử của dây quấn, phần ứng có nhiều vòng dây, hai đầu có hai phiến
góp, hai cạnh tác dụng của phần tử dây quấn đặt trong hai rãnh dưới hai cực khác tên.
Hình 2.4.3a,b vẽ bốn phần tử dây quấn xếp hai lớp. Mỗi phần tử chỉ có một vòng các
phầ
n tử được nối thànhmạch vòng khép kín.Dây quấn trên hình vẽ có hai nhánh song
song
N
S
N
S
Stato
Rôto

Hình 2.4.1. Mặt cắt ngang trục Hình 2.4.2.Lá thép lõi rôto
máy điện một chiều
Bài giảng môn Mạch điều khiển
Biên soạn: ThS. Phan Thanh Tú Trang - 22 -
a)
1
3
4
5
3
8
6
2
1
2
7
4
S
N

Ngoài dây quấn xếp, ở máy điện một chiều còn có kiểu dây quấn sống . Hai phần tử
dây quấn kiểu sống.
+ Cổ góp và chổi điện:
Cổ góp gồm các phiến góp bằng đồng được ghép cách điện, có dạng hình trụ gắn ở
đầu trục rôto.
Chổi điện (chổi than) làm bằng than graphit. Các chổi tỳ chặt lên cổ góp nhờ là xo và
giá chổi điện gắn trên nắ
p máy.
b. Phân loại máy phát điện một chiều
:

Dựa vào phương pháp cung cấp dòng điện kích từ, người ta chia máy điện một chiều
ra các loại sau:
- Máy điện một chiều kích từ độc lập:
Dòng điện kích từ của máy lấy từ nguồn điện khác, không liên hệ với phần ứng của máy.
- Máy điện một chiều kích từ song song:
Dây quấn kích từ nối song song với mạch phần ứng
- Máy điệ
n một chiều kích từ nối tiếp:
Dây quấn kích từ mắc nối tiếp với mạch phần ứng.
- Máy điện một chiều kích từ hỗn hợp:
Gồm hai dây quấn kích từ:
Dây quấn kích từ song song và dây quấn kích từ nối tiếp, trong đó dây quấn kích từ
song song thường là chủ yếu.
Bài giảng môn Mạch điều khiển
Biên soạn: ThS. Phan Thanh Tú Trang - 23 -
Nguyên tắc hoạt động
Stator của động cơ điện 1 chiều thường là 1 hay nhiều cặp nam châm vĩnh cửu, hay
nam châm điện, rotor có các cuộn dây quấn và được nối với nguồn điện một chiều, 1
phần quan trọng khác của động cơ điện 1 chiều là bộ phận chỉnh lưu, nó có nhiệm vụ
là đổi chiều dòng điện trong khi chuyển động quay của rotor là liên tục. Thông th
ường
bộ phận này gồm có một bộ cổ góp và một bộ chổi than tiếp xúc với cổ góp.

Nguyên tắc hoạt độngcủa động cơ điện một chiều

Pha 1: Từ trường của rotor
cùng cực với stator, sẽ đẩy
nhau tạo ra chuyển động quay
của rotor
Pha 2: Rotor tiếp

tục quay

Pha 3: Bộ phận chỉnh điện sẽ
đổi cực sao cho từ trường giữa
stator và rotor cùng dấu, trở lại
pha 1

Bài giảng môn Mạch điều khiển
Biên soạn: ThS. Phan Thanh Tú Trang - 24 -
CHƯƠNG III
MẠCH ĐIỀU KHIỂN MÁY ĐIỆN
BÀI 1: RÁP MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN HAI ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG
BỘ 3 PHA KHỞI ĐỘNG TRỰC TIẾP

I. Nội dung yêu cầu
• Nhấn ON1 động cơ ĐC1 chạy
• Nhấn ON2 động cơ ĐC2 chạy
• Nhấn OFF cả hai động cơ dừng

II. Danh mục thiết bị
• 3 nút nhấn
• 2 contactor
• 2 rơle nhiệt

III. Sơ đồ nguyên lý

1. Mạch động lực