Giáo trình trang thiết bị điện tàu thủy - Chương 5 potx

26
Chơng V: thiết bị đóng cắt bán tự động
5.1. Công tắc hnh trình
5.1.1. Khái niệm
dùng để đóng, ngắt, chuyển đổi mạch điện điều khiển trong dây truyền sản xuất
hoặc bàn máy( hay truyền động điện) theo tín hiệu hành trình của các cơ cấu
chuyển động cơ khí nhằm tự động điều khiển hành trình hoặc tự động cắt điện ở
cuối hành trình để đảm bảo an toàn
5.1.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc
1. Cấu tạo






1- Cữ gạt
2- Trục điều khiển
3- Tiếp điểm thờng đóng
4- Lò xo
5- 6- Tiếp điểm thờng mở

2. Nguyên lý làm việc
Dới tác dụng của cữ gạt 1 nằm trên bộ phận cơ khí chuyển dịch. Trục điều khiển
2 có con lăn của công tắc bị ấn xuống làm cặp tiếp điểm thờng đóng mở ra và cặp
tiếp điểm thờng mở đóng lại.
5.1.3. Ký hiệu
+ Công tắc hành trình đơn (không có liên động)

- Thờng mở
- Thờng đóng
1
2
3
4
5
6
Hình 5-1


27
+ Công tắc hành trình kép (có liên động)

5.2. áp tô mát
5.2.1. Khái niệm và phân loại
1. Khái niệm
+ áp tô mát là khí cụ điện dùng để đóng cắt mạch điện và tự động cắt mạch điện để
bảo vệ khi quá tải, ngắn mạch, sụt áp
+ áptô mát còn đợc gọi là cầu dao tự động hoặc máy cắt không khí và hồ quang
đợc dập trong không khí
2. Phân loại

+ Theo cấp điện áp: có loại 250V, 300V, 500V, 1000V
+ Theo dòng điện: 10A, 15A, 25A, 30A, 100A, 150A, 300A, 500A,1000A
+ Theo nguyên tắc bảo vệ có
áp tô mát bảo vệ dòng điện
áp tô mát bảo vệ sụt áp
áp tô mát bảo vệ tổng hợp
+ Theo cấu tạo có
áp tô mát 1 pha 1 cặp tiếp điểm
áp tô mát 1 pha 2 cặp tiếp điểm
áp tô mát 1 pha 3 cặp tiếp điểm
+ Theo thời gian tác động có
áp tô mát tác động chậm
áp tô mát ttác động nhanh
áp tô mát tác động có chọn lọc
5.2.2. áp tô mát bảo vệ dòng điện cực đại
a. Cấu tạo
1- Móc răng
2- Cuộn dây nam châm điện
3- Tiếp điểm
4- Phần ứng
5- Cần răng
6- 7- Lò xo






Hình 5-2

6
1
2
7
4
5
3

28
b. Nguyên lý hoạt động
+ ở trạng thái bình thờng khi đóng điện áptômát đợc giữ ở trạng thái đóng tiếp
điểm nhờ móc răng 1 khớp với cần răng 5 cùng một cụm với tiếp điểm động.
+ Khi có sự cố nh quá tải hay ngắn mạch lực từ của cuộn dây nam châm điện số
2 sẽ thắng đợc sức căng của lò xo 7 nên hút phần ứng 4 xuống làm móc răng1
nhả ra cần răng 5 đợc rơi tự do dới tác dụng của lò xo 6 kéo lại mạch điện bị
ngắt phụ tải đợc bảo vệ
5.2.3. áptômát bảo vệ điện áp thấp
a. Cấu tạo nh hình vẽ
1- Tiếp điểm
2- Cuộn dây nam châm
3- Giá quay
4- Móc răng
5- Cần răng
6-7- Lò xo





Gồm có tiếp điểm 1, móc răng 4 ,cần răng 5, lò xo 6,7và cuộn dây nam châm 2

phần ứng 4.
b. Nguyên lý làm việc:
Nguyên tắc làm việc tơng tự nh aptômát bảo vệ dòng điện lớn. Cụ thể khi sụt
áp quá mức làm cho điện áp đặt vào cuộn dây nam châm điện số 2 không đủ lực để
thắng sức căng lò xo 7 sẽ kéo lên làm nhả phần ứng 4 làm móc răng 1 nhả khỏi
cần răng 5 do đó tiếp điểm của áptômát đợc mở ra dới tác dụng của lò xo số 6
kéo lại mạch điện bị cắt phụ tải đợc bảo vệ.
5.2.4. áptômát bảo vệ tổng hợp
a. Cấu tạo









3
Hình 5-3

6
4
2
7
4
5
1

29

Các nam châm điện 1 và 2 sẽ có tiết diện dây lớn và số vòng dây ít đợc mắc nối
tiếp với tải. Nam châm điện 3 có tiết diện dây nhỏ số vòng nhiều mắc song song
với nguồn.
b. Nguyên lý làm việc
+ Khi xẩy ra sự cố nh quá tải hoặc ngắn mạch dòng điện chạy qua cuộn dây nam
châm 2 tăng lên lớn hơn nhiều so với giá trị định mức do vậy lực điện động sinh ra
thắng đợc lực sức căng lò xo số 6,7 và hút đòn bẩy 11,12 xuống làm tác động vào
cần 10 đẩy cần 10 lên. Lúc này móc cơ khí 3,4 đợc mở ra dới tác dụng của lò xo
5 kéo lại làm cho tiếp điểm của áp tô mát mở ra phụ tải đợc bảo vệ.
+ Khi sụt áp quá mức quy định thì lực từ ở nam châm 8 không đủ lực để thắng sức
căng lò xo 9 xẽ kéo đòn bẩy 13 xuống làm tác động vào cần 10. Do đó làm móc cơ
khí 3,4 tách ra dới tác dụng của lò xo 5 kéo lại làm các tiếp điểm aptômát mở ra
mạch điện cấp cho tải bị cắt phụ tải đợc bảo vệ.
+ Trờng hợp muốn cắt aptômát ở trạng thái làm việc bình thờng có thể dùng tay
cầm đóng cắt hoặc ấn nút C. Thì cuộn dây nam châm 3 sẽ không có điện. Lúc đó

các tiếp điểm aptômát sẽ mở ra giống nh khi sụt áp.
+ Muốn áptômát đang từ trạng thái nghỉ sang trạng thái làm việc ta phải đóng bằng
tay.
*Chú ý
Khi có sự cố phần ứng 6 của nam châm điện 7 bị hút dập vào hệ thống tay đòn
2 và 3 làm cho điểm O thoát khỏi vị trí chết. Điểm O sẽ cao hơn đờng nối O
1
O
2
.
lúc này tay đòn 2 và 3 không đợc nối cứng, các tiếp điểm sẽ nhanh chóng đợc
mở ra nhờ lò so kéo nh hình b
Muốn đóng lại aptômát ta kéo tay cầm 4 xuống dới nh hình c sau đó mới
đóng vào đợc
7
6
3
1
2
11
12
3
4
5
9
8
10 13
Hình 5-4

30

+ Khi đóng bình thờng ( không có sự cố) các tay đòn 2 và 3 đợc nối cứng vì tâm
xoay O nằm thấp dới đờng nối hai điểm O1 và O2. Giá đỡ 5 làm cho hai đòn
này không tự gập lại đợc. Ta nói điểm O ở vị trí chết
Móc bảo vệ: áptômát tự động cắt nh các phần tử bảo vệ gọi là móc bảo vệ.
Móc bảo vệ dòng điện lớn: Thờng dùng hệ thống điện từ hoặc rơle nhiệt
+ Móc kiểu điện từ có cuộn dây mắc nối tiếp với mạch chính. Khi dòng điện vợt
quá trị số cho phép thì phần ứng bị hút và móc sẽ đập vào khớp rơi tự do làm
tiếp điểm aptômát mở ra nh mục c. Để giữ thời gian trong bảo vệ quá tải kiểu
điện từ ngời ta thêm một cơ cấu giữ thời gian
+ Móc kiểu rơle nhiệt có kết cấu tơng tự nh rơle nhiệt có phần tử đốt nóng đấu
nối tiếp với mạch điện chính. Khi quá tải tấm kim loại kép dãn nở tác động vào
khớp rơi tự do làm mở tiếp điểm áptômát. Kiểu này có quán tính nhiệt nên chỉ
sử dụng bảo vệ quá tải
- Móc bảo vệ sụt áp thờng dùng kiểu điện từ có cuộn dây mắc song song với
mạch điện chính (nguồn)
5.2.4. Cách chọn áp tô mát
U
AT
U
lới

I
AT
I
tínhtoán


5.2.5. Ký hiệu áp tô mát

5.3. công tắc tơ v khởi động từ

5.3.1. Công tắc tơ
1. Khái niệm và phân loại
a. Khái niệm
Công tắc tơ là một loại khí cụ điện dùng để đóng cắt từ xa tự động hoặc bằng nút
ấn các mạch điện động lực có phụ tải điện áp đến 500V, dòng điện đến 600A
b. Phân loại
+ Theo dạng dòng điện có CTT điện một chiều, CTT điện xoay chiều
+ Theo nguyên lý truyền động có CTT đóng cắt tiếp điểm bằng điện từ, bằng thuỷ
lực, bằng khí nén và CTT không tiếp điểm
+ Theo điện áp định mức có loại 110V, 220V, 380V, 500V
2. Công tắc tơ điện xoay chiều
a. Cấu tạo
Gồm có các bộ phận sau (thiếu h vẽ)





31
1-2- Tiếp điểm thờng mở
3- Cuộn dây
4- Phần ứng
5- Tay đòn
6- 7- Tiếp điểm thờng đóng
8- Công tắc
9- Lò xo
10- Vành ngắn mạch

+ Tiếp điểm:
Của công tắc tơ phải chịu đợc sự mài mòn về điện và về cơ trong các chế độ
làm việc nặng nề có tần số thao tác lớn. Để đáp ứng đợc yêu cầu đó ngời ta chế
tạo các tiếp điểm của công tắc tơ thờng có dạng ngón và bắc cầu.
+ Hệ thống dập hồ quang:
Thiết bị dập hồ quang ở công tắc tơ điện xoay chiều thông dụng trong công
nghiệp thờng chế tạo có hai đoạn ngắt mạch trên cùng một pha sử dụng tiếp điểm
bắc cầu đặt trong một hộp kín để dập hồ quang. Để nâng cao độ tin cậy dập tắt hồ
quang và để giảm độ h mòn tiếp điểm thờng bổ xung các biện pháp sau:
- Dập hồ quang bằng thổi từ nhờ cuộn dây đấu nối tiếp và hộp dập hồ quang có khe
hở hẹp. Hồ quang đợc thổi vào khe hở cọ sát vào vách và bị dập tắt. Hồ quang
càng bị kéo dài với tốc độ lớn thì càng dễ dập tắt. Vì thế trong khe hở hẹp ngời ta
còn bố trí những tấm ngăn song song để hồ quang càng đợc kéo dài và mảnh. Các
tấm ngăn thờng làm bằng Samốt, Amiăng. Để giảm độ ẩm của amiăng ngời ta
quét lên một lớp sơn đặc biệt kỵ nớc
- Chia hồ quang thành nhiều hồ quang ngắn: Hộp dập hồ quang gồm nhiều tấm
thép hoặc đồng đặt song song nhau. Khi hồ quang bị kéo vào buồng ngăn sẽ chia
thành nhiều hồ quang ngắn có chiều dài khoảng 2-3mm dễ bị dập tắt
Thiết bị dập hồ quang ở công tắc tơ điện một chiều ngời ta thờng ứng dụng
nguyên lý thổi từ bởi một từ trờng ngoài để dập tắt hồ quang .Khi đó cuộn dây
thổi từ tạo ra từ trờng H tác dụng lên dòng điện hồ quang sinh ra lực điện động F
kéo dài hồ quang làm cho hồ quang dễ bị dập tắt. Thờng cuộn dây thổi từ mắc nối
tiếp với tiếp điểm cắt. Do đó dòng điện càng lớn thì lực điện động càng lớn
+ Mạch từ:
Là các lõi thép có hình dạng U hoặc E . Nó gồm nhiều lá tôn silíc có bề dầy
0,35mm hoặc 0,5mm ghép lại. Mạch từ th
ờng chia làm hai phần: Phần tĩnh đợc

7
9
2
6
3
8
10
Hình 5-5
4
5
1

32
cố định, phần còn lại là nắp (còn gọi là phần ứng hay phần động) đợc nối với hệ
thống tiếp điểm qua hệ thống truyền động.
+ Cuộn dây hút:
Với công tắc tơ điện xoay chiều cuộn dây hút có điện trở rất bé so với điện
kháng. Dòng điện chạy trong cuộn dây phụ thuộc và khe hở không khí giữa phần
tĩnh và phần ứng. Do đó không đợc phép cho điện áp lớn vào cuộn dây hút
+ Cơ cấu truyền động
Đợc nối với lõi thép phần ứng và hệ thống các cặp tiếp điểm Do đó phải có
kết cấu sao cho giảm đợc thời gian thao tác đóng ,ngắt nâng cao lực ép các tiếp
điểm và giảm đợc tiếng kêu va đập
+ Vỏ: Thờng làm bằng nhựa cách điện
b. Nguyên lý làm việc
Khi ta đóng công tắc 8 cuộn dây 3 có điện hút cần thép 4 (Phần ứng) làm tiếp
điểm 1và 2 tiếp xúc nhau xuất hiện dòng điện cấp cho tải đi từ nguồntiếp điểm
1tiếp điểm 2 tải.
Muốn cắt mạch điện cấp cho tải chỉ cần ngắt công tắc 8 cuộn dây nam châm 3
mất điện dới tác dụng của lò xo 9 kéo cần thép 4 làm cho tiếp điểm 1 và 2 tách ra.

Ngoài ra còn có tiếp điểm 7 của rơle nhiệt mắc nối tiếp với cuộn hút 3 để tự ngắt
mạch khi bị quá tải.
5.3.3. Cách chọn
U
CTT
U
lới

I
CTT
I
tínhtoán

U
Cuộn hút
U
lới
U
CTT
là điện áp lớn nhất mà tiếp điểm chịuđợc liên tục

I
C.TT
là dòng điện lớn nhất mà tiếp điểm chịu đợc liên tục
5.3.4. Ký hiệu
Cuộn hút:
Tiếp điểm thờng mở:
Tiếp điểm thờng đóng:

5.4. kiểm tra