Xây dựng và thiết kế hệ thống điều khiển động cơ bơm nước tự động lên bồn tại trạm cấp nước

Page | 1
Nguyễn Văn Trường
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển nên việc ứng dụng
thành tựu của khoa học kỹ thuật vào trong sản xuất từ lâu đã không còn xa lạ
với con người.Chính vì thế trong công nghiệp, tự động điều khiển đóng một
vai trò rất quan trọng nó nâng dần tính hiện đại hóa của công nghiệp đẩy nền
công nghiệp từ thô sơ lên một nền đại công nghiệp mà đỉnh cao của nó là tự
động hoá một cách hoàn toàn.
Nhờ việc ứng dụng công nghệ tự động trong công nghiệp mà sức lao
động của con người giảm đi rất nhiều nhờ đó mà năng suất lao động được
tăng lên gấp bội, con người ít phải quan tâm đến những vấn đề phụ như là:
nhấn nút, bật công tắc…và một người có thể làm công việc của nhiều người.
Sau hơn hai năm học tập ngành kỹ thuật điện tại trường Đại học Trà
Vinh. Được sự dạy dỗ và chỉ bảo tận tình của thầy cô trong bộ môn Điện –
Điện lạnh và nhất là khi được học môn trang bị điện do thầy Mã học Nhân
giảng dạy em thấy được đây là một môn học có nhiều ứng dụng vào thực
tế.Nên khi thực hiện đồ án môn học 1, em quyết định chọn đề tài: “Xây
dựng và thiết kế hệ thống điều khiển động cơ bơm nước tự động lên bồn
tại trạm cấp nước”.
1
Page | 2
Nguyễn Văn Trường
Trong quá trình làm đồ án, với kiến thức còn hạn chế, nên bản đồ án
của em không tránh khỏi những thiếu sót.vì vậy em rất mong nhận được sự
góp ý bổ sung của thầy,cô để bản đồ án được hoàn thiện hơn.
Trà Vinh,tháng 12 năm 2013
Sinh Viên
2
Page | 3
Nguyễn Văn Trường

MỤC LỤC
Trang tựa
Trang
1.3 Đặc vấn đề 10
1.4 Mục tiêu của đề tài 11
1.5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 11
3
Page | 4
Nguyễn Văn Trường
DANH SÁCH CÁC HÌNH
HÌNH
1.3 Đặc vấn đề 10
1.4 Mục tiêu của đề tài 11
1.5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 11
4
Page | 5
Nguyễn Văn Trường
Chương 1:
TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1 Giới thiệu về đề tài
1.1.1 Vai trò của nước đối với con người trong nền kinh tế quốc dân
Cũng như không khí và ánh sáng, nước không thể thiếu được trong đời
sống con người. Trong quá trình hình thành sự sống trên Trái đất thì nước
và môi trường nước đóng vai trò quan trọng. Nước tham gia vào vai trò tái
sinh thế giới hữu cơ ( tham gia quá trình quang hợp). Trong quá trình trao
đổi chất nước đóng vai trò trung tâm. Những phản ứng lý hóa học diễn ra
với sự tham gia bắt buộc của nước. Nước là dung môi của nhiều chất và
đóng vai trò dẫn đường cho các muối đi vào cơ thể.
Trong khu dân cư, nước phục vụ cho mục đích sinh hoạt, nâng cao đời
sống tinh thần cho dân ( một ngôi nhà hiện đại không có nước khác nào một

cơ thể không có máu).
Nước đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong sản xuất công nghiệp.
Đối với cây trồng nước là nhu cầu thiết yếu, đồng thời còn có vai trò điều
tiết các chế độ nhiệt, ánh sáng, chất dinh dưỡng, vi sinh vật, độ thoáng khí
trong đất…
5
Page | 6
Nguyễn Văn Trường
1.1.2 Sơ lược lịch sử phát triển ngành kỹ thuật cấp nước trên thế giới
và Việt Nam
Theo lịch sử ghi nhận hệ thống cấp nước đô thị xuất hiện sớm nhất tại La
Mã vào năm 800 TCN. Điển hình là công trình dẫn nước vào thành phố bằng
kênh tự chảy, trong thành phố nước được đưa đến các bể tập trung, từ đó
theo đường ống dẫn nước đến các nhà quyền quí và bể chứa công cộng cho
người dân sử dụng. 300 năm TCN đã biết khai thác nước ngầm bằng cách
đào giếng. Người Babilon có phương pháp nâng nước lên độ cao khá lớn
bằng ròng rọc, guồng nước. Thế kỷ thứ XIII, các thành phố ở châu Âu đã có
hệ thống cấp nước. Thời đó chưa có các loại hóa chất phục vụ cho việc keo
tụ xử lý nước mặt, người ta phải xây dựng các bể lắng có kích thước rất lớn
(gần như lắng tĩnh) mới lắng được các hạt cặn bé. Do đó công trình xử lý rất
cồng kềnh, chiếm diện tích và kinh phí xây dựng lớn.
1600 việc dùng phèn nhôm để keo tụ nước được các nhà truyền giáo Tây
Ban Nha phổ biến tại Trung Quốc.
1800 các thành phố ở châu Âu, châu Mỹ đã có hệ thống cấp nước khá đầy
đủ
thành phần như công trình thu, trạm xử lý, mạng lưới …
1810 hệ thống lọc nước cho thành phố được xây dựng tại Paisay- Scotlen.
6
Page | 7
Nguyễn Văn Trường

1908 việc khử trùng nước uống với qui mô lớn tại Niagara Falls, phía Tây
nam
New york.
Thế kỷ XX kỹ thuật cấp nước ngày càng đạt tới tình độ cao và còn tiếp
tục phát triển, các loại thiết bị cấp nước ngày càng đa dạng phong phú và
hoàn thiện. Thiết bị dùng nước trong nhà luôn được cải tiến để phù hợp và
thuận tiện cho người sử dụng.Kỹ thuật điện tử và tự động hóa cũng được sử
dụng rộng rãi trong cấp thoát nước.Có thể nói kỹ thuật cấp nước đã đạt đến
trình độ rất cao về công nghệ xử lý, máy móc trang bị thiết bị và hệ thống cơ
giới hóa, tự động hóa trong vận hành, quản lý.
Ở Việt Nam, hệ thống cấp nước đô thị được bắt đầu bằng khoan giếng
mạch nông tại Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh (Sài Gòn) cũ vào năm 1894.
Nhiều đô thị khác như Hải Phòng, Đà Nẵng…hệ thống cấp nước đã xuất
hiện, khai thác cả nước ngầm và nước mặt.
Hiện nay hầu hết các khu đô thị đã có hệ thống cấp nước.Nhiều trạm cấp
nước đã áp dụng công nghệ tiên tiến của các nước phát triển như Pháp, Phần
Lan, Australia…Những trạm cấp nước cho các thành phố lớn đã áp dụng
công nghệ tiên tiến và tự động hóa.
7
Page | 8
Nguyễn Văn Trường
Hiện nay Đảng và nhà nước đang quan tâm đến vấn đề cấp nước cho
nông thôn, đòi hỏi các chuyên gia trong lĩnh vực cấp nước cần phải đóng
góp sức mình và sáng tạo nhiều hơn để đáp ứng yêu cầu thực tế.
1.2 Khái niệm chung về hệ thống cấp nước
1.2.1 Các thành phần cơ bản của hệ thống cấp nước và chức năng
từng công trình
Hình 1.1: Các thành phần cơ bản của công trình cấp nước.
Ký hiệu và chức năng từng công trình.
1- Công trình thu nước: dùng để thu nước từ nguồn.

8
Page | 9
Nguyễn Văn Trường
2- Trạm bơm cấp1: dùng để bơm nước từ công trình thu lên các công trình
xử lý
(trạm xử lý).
3- Trạm xử lý: dùng để làm sạch nước theo yêu cầu của đối tượng sử dụng
nước.
4- Các bể chứa nước sạch: dùng để chứa nước đã làm sạch, dự trữ nước chữa
cháy và điều hòa áp lực giữa xử lý (trạm bơm 1) và trạm bơm 2.
5- Trạm bơm 2: dùng để bơm nước từ bể chứa nước sạch lên đài hoặc vào
mạng
phân phối cung cấp cho các đối tượng sự dụng.
6- Đài nước: dùng để dự trữ nước, điều hòa áp lực cho mạng giữa các giờ
dùng
nước khác nhau.
7- Các đường ống chuyển tải: dùng để vận chuyển nước từ trạm bơm cấp 2
đến
điểm đầu tiên của mạng lưới phân phối nước.
8- Mạng lưới phân phối nước: dùng để vận chuyển và phân phối nước trực
tiếp
đến các đối tượng phân phối nước.
9
Page | 10
Nguyễn Văn Trường
1.3 Đặc vấn đề
Ngày nay, tình trạng thiếu nước sạch sinh hoạt vẫn diễn ra trầm
trọng.Đặc biệt nhất là ở những nơi như: khu vực nông thôn, vùng biên giới,
hải đảo… ở đó người dân vẫn chưa tiếp cận được với nguồn nước sạch.Họ
vẫn đang sử dụng những nguồn nước bị ô nhiễm từ sông ,hồ hoặc suối.Mặc

dù họ vẫn đang khát khao có được một nguồn nước sạch để sử dụng. Do đó
nhu cầu đặt ra là cần phải xây dựng một trạm cấp nước sinh hoạt để cung
cấp nước cho người dân. Tuy nhiên do hoàn cảnh của người dân ở khu vực
này vẫn còn khó khăn cho nên nếu xây dựng một trạm cấp nước với quy mô
lớn và hiện đại như ở các khu đô thị và thành phố lớn thì sẽ cần một nguồn
kinh phí rất lớn,kéo theo là giá thành bán nước cho người dân sẽ ở mức cao,
làm cho họ sẽ cảm thấy e ngại và lo lắng về chi phí trong việc sử dụng
nước.Chính vì lý do đó, và đồng thời cũng muốn kiểm chứng những kiến
thức đã được học tại nhà trường vào công việc thực tế,cũng cố những kiến
thức chuyên ngành liên quan từ đó em đã quyết định chọn đề tài: “Thiết kế
mạch điều khiển bơm nước tự động lên bồn cho Trạm cấp nước sinh hoạt”.
Đề tài này được thực hiện chủ yếu là giảm được chi phí xây dựng cho một
trạm cấp nước ở khu vực nông thôn, bởi vì trong đề tài này em cố gắng tìm
kiếm và sử dụng những thiết bị ở mức chi phí thấp nhưng vẫn có công dụng
10
Page | 11
Nguyễn Văn Trường
không khác gì so với những thiết bị hiện đại,để từ đó có thể góp phần giảm
được một phần chi phí tốn kém trong việc xây dựng một Trạm cấp nước.
1.4 Mục tiêu của đề tài
- Tìm hiểu và nghiên cứu về các thiết bị liên quan đến ngành cấp thoát nước.
- Giúp tiết kiệm một phần chi phí cho người dân khi sử dụng nước sạch sinh
hoạt.
- Rèn luyện khả năng tìm kiếm tài liệu cũng như việc bản thân tự nghiên cứu
cho sinh viên
- Rèn luyện kỹ năng thiết kế mạch cho bản thân.
1.5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Dựa trên phương pháp nghiên cứu và phân tích đặc tính của các loại thiết
bị điện công nghiệp, đồng thời áp dụng các kiến thức đã học cùng với sự
hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn em đã thiết kế được mạch bơm nước tự

động lên bồn chứa nước cho Trạm cấp nước sinh hoạt theo đúng yêu cầu của
mình đề ra,do thời gian có hạn cũng như kiến thức của bản thân còn hạn chế
nên trong đồ án này em chỉ giới hạn thiết kế mạch với quy mô của một trạm
cấp nước nhỏ,trong đó em chỉ sử dụng hai động cơ bơm nước chính và một
động cơ bơm nước dự phòng.Khi có sự cố xảy ra,ở một trong hai động cơ
bơm chính thì động cơ bơm dự phòng sẽ hoạt động,tất cả các động cơ sử
dụng trong mạch này đều là ba pha.
11
Page | 12
Nguyễn Văn Trường
Chương 2:
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 Động cơ bơm nước
2.1.1 Khái niệm
12
Page | 13
Nguyễn Văn Trường
Máy bơm nước là một loại máy thủy lực, nhận năng lượng từ bên
ngoài ( cơ năng, điện năng, thủy năng vv ) và truyền năng lượng cho dòng
chất lỏng, nhờ vậy đưa chất lỏng lên một độ cao nhất định hoặc dịch chuyển
chất lỏng theo hệ thống đường ống.
2.1.2 Phân loại máy bơm nước
Người ta chia máy bơm nước ra nhiều loại dựa vào những đặc điểm
như: nguyên lý tác động của cánh bơm vào dòng nước, dạng năng lượng làm
chạy máy bơm, kết cấu máy bơm, mục đích bơm, loại chất lỏng cần bơm
Trong đó thường dùng đặc điểm thứ nhất để phân loại máy bơm; theo đặc
điểm này máy bơm được chia làm hai nhóm: Bơm động học và Bơm thể
tích.
- Bơm động học:
Trong buồng công tác của máy bơm động học, chất lỏng được nhận năng

lượng liên tục từ cánh bơm truyền cho nó suốt từ cửa vào đến cửa ra của
bơm. Loại máy bơm này gồm có những bơm sau:
Bơm cánh quạt ( gồm máy bơm nước li tâm, hướng trục, cánh chéo ):
Trong loại máy bơm này, các cánh quạt gắn trên bánh xe công tác ( BXCT )
sẽ truyền trực tiếp năng lượng lên chất lỏng để đẩy chất lỏng dịch chuyển.
Loại bơm này thường có lưu lượng lớn, cột áp thấp ( trong bơm nước gọi cụ
13
Page | 14
Nguyễn Văn Trường
thể là cột nước ) và hiệu suất tương đối cao, do vậy thường được dùng trong
nông nghiệp và các ngành cấp nước khác
Bơm xoắn: Chất lỏng qua các rãnh BXCT của máy bơm sẽ nhận được
năng lượng để tạo dòng chảy xoắn và được đẩy khỏi cửa ra BXCT. Người ta
dùng máy bơm này chủ yếu trong công tác hút nước hố thấm, tiêu nước, cứu
hỏa
Bơm tia: Dùng một dòng tia chất lỏng hoặc dòng khí bên ngoài có
động năng lớn phun vào buồng công tác của bơm nhờ vậy hút và đẩy chất
lỏng. Loại bơm này bơm được lưu lượng nhỏ, thường được dùng để hút
nước giếng và dùng trong thi công.
Bơm rung: Cơ cấu công tác của bơm này là pít tông-van giao động qua
lại với tầng số cao gây nên tác động rung cơ học lên dòng chất lỏng để hút
đẩy chất lỏng. Loại bơm này có lưu lượng nhỏ, thường được dùng bơm nước
giếng và giếng mỏ.
Bơm khí ép: Loại bơm này nhờ tạo hỗn hợp khí và nước có trọng
lượng riêng nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước để dâng nước cần bơm lên
cao. Loại bơm này thường dùng để hút nước bẩn hoặc nước giếng.
Bơm nước va ( bơm Taran ): Lợi dụng hiện tượng nước va thủy lực để
đưa nước lên cao. Loại bơm này bơm được lưu lượng nhỏ, thường được
dùng cấp nưóc cho vùng nông thôn miền núi.
14

Page | 15
Nguyễn Văn Trường
- Bơm thể tích:
Nguyên lý làm việc của loại bơm này là thay đổi có chu kỳ thể tích của
buồng công tác truyền áp lực hút đẩy chất lỏng. Máy bơm nước thể tích có
những loại sau:
Bơm pít tông: Pít tông chuyển động tịnh tiến qua lại có chu kỳ trong
buồng công tác để hút và đẩy chất lỏng. Loại bơm này tạo được cột áp cao,
lưu lượng nhỏ nên trong nông nghiệp ít dùng, thường được dùng trong máy
móc công nghiệp.
Bơm rô to: Dùng cơ cấu bánh răng hoặc bánh vít, cánh trượt đặt ở chu
vi phần quay của bơm để đẩy chất lỏng. Bơm này gồm có: bơm răng khía,
bơm pít tông quay, bơm tấm trượt, bơm vít, bơm pít tông quay, bơm chân
không vòng nước Bơm rô to có lưu lương nhỏ thường được dùng trong
công nghiệp Ngoài ra còn có rất nhiều loại bơm động học và bơm thể tích
khác được sử dụng trong thực tế sản xuất và đời sống.
15
Page | 16
Nguyễn Văn Trường
2.1.3 Cấu tạo của máy bơm nước
Hình 2.1 Cấu tạo của máy bơm nước
Gồm có bốn bộ phận:
Bánh công tác: kết cấu có 3 dạng chính là cánh mở hoàn toàn, mở một
phần và cánh kín. Bánh công tác được lắp trên trục của bơm cùng với các
chi tiết khác cố định với trục tạo nên phần quay của bơm gọi là Rôto. Bánh
công tác được đúc bằng gang hoặc thép theo phương pháp đúc chính xác.
Các bề mặt cánh dẫn và đĩa bánh công tác yêu cầu có độ nhẵn tương đối cao
(tam giác 3 đến 6) để giảm tổn thất. Bánh công tác và Rôto của máy bơm
nước đều phải được cân bằng tĩnh và cân bằng động để khi làm việc bánh
công tác không cọ xát vào thân bơm.

16
Page | 17
Nguyễn Văn Trường
Trục bơm: thường được chế tạo bằng thép hợp kim và được lắp với
bánh công tác thông qua mối ghép then.
Bộ phận dẫn hướng vào: Hai bộ phận này thuộc thân máy bơm
thường
Bộ phận dẫn hướng ra: (buồng xoắn ốc) đúc bằng gang có hình dạng
tương đối phức tạp.
2.2 Contactor
2.2.1 Định nghĩa
Contactor là một khí cụ điện dùng để đóng ngắt các tiếp điểm, 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
điểm đóng ngắt mạch điện).
2.2.2 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).
a) Nam châm điện:
17
Page | 18
Nguyễn Văn Trường
Nam châm điện 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.
- Lò xo phản lực có tác dụng đẩy phần nắp di động trở về vị trí ban đầy khi

ngừng cung cấp điện vào cuộn dây.
b) 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 cạnh bên hai tiếp điểm tiếp xúc nhau, nhất là ở các tiếp
điểm
chính của Contactor.
c) Hệ thống tiếp điểm của Contactor
Hệ thống tiếp điểm liên hệ với phần lõi từ di động 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:
18
Page | 19
Nguyễn Văn Trường
- Tiếp điểm 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 phụ có hai trạng thái: Thường 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 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 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 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 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.
19
Page | 20
Nguyễn Văn Trường
2.3 Rơle nhiệt
2.3.1 Khái niệm và công dụng
Rơle nhiệt là một loại thiết bị điện dùng để bảo vệ động cơ và mạch điện
khỏi bị quá tải. Thường dùng kèm với khởi động từ, công tắc tơ. Dùng ở
điện áp xoay chiều đến 500V, tần số 50 Hz, loại mới Iđm đến 150A điện áp
một chiều tới 400V. Rơle không tác động tức thời theo trị dòng điện vì có
quán tính nhiệt lớn phải có thời gian để phát nóng. Thời gian làm việc
khoảng vài giây đến vài phút, nên không dùng để bảo vệ ngắn mạch đợc.
Muốn bảo vệ ngắn mạch thường dùng kèm cầu chì.
2.3.2 Cấu tạo chung
1. Đòn bẩy
2. Tiếp điểm thường đóng
3. Tiếp điểm thường mở
4. Vít chỉnh dòng điện tác động
20
2
Page | 21
Nguyễn Văn Trường
5. Thanh lưỡng kim
6. Dây đốt nóng
7. Cần gạt

8. Nút phục hồi
Hình 2.2 Cấu tạo của rơle nhiệt
2.3.3 Ký hiệu
Phần tử đốt nóng của rơle nhiệt
Hai phần tử Ba phần tử Hai phần tử
Ba phần tử
Hình 2.3 Ký hiệu của rơle nhiệt
21
Page | 22
Nguyễn Văn Trường
2.3.4 Nguyên lý làm việc
 Ở chế độ định mức, không tải.
Đi qua thanh lưỡng kim và dây đốt nóng
 Nhiệt lượng trên thanh lưỡng kim tăng ít làm thanh lưỡng kim
cong không đáng kể, rơ le chưa tác động.
 Mạch làm việc bình thường
 Xảy ra sự cố quá tải:
Ilv = Iqt> Iđm Đi qua thanh lưỡng kim và dây đốt nóng
 Nhiệt độ trên dây đốt nóng và thanh lưỡng kim tăng cao
 Thanh lưỡng kim bị cong về phía trái đẩy cần gạt sang trái tác động và
đòn bẩy
 Mở tiếp điểm thường đóng, đóng tiếp điểm thường mở
 Ngắt điện khỏi mạch bảo vệ an toàn cho thiết bị.
2.4 Aptomat
2.4.1 Khái niệm và yêu cầu cần thiết của aptomat
a) khái niệm
Aptomat còn có tên gọi khác là CB( Circuit Breaker ),hay cầu dao tự
động.Aptomat là loại khí cụ dùng để tự động ngắt mạch điện, bảo vệ quá tải,
ngắn mạch, sụt áp v.v…Thường gọi là aptomat không khí vì hồ quang dập
tắt trong không khí.Aptomat làm việc ở chế độ dài hạn nghĩa là chỉ số dòng

22
đmlv
II ≤
Page | 23
Nguyễn Văn Trường
điện chạy qua aptomat tùy ý.Aptomat ngắn mạch được trị số dòng điện lớn
đến vài chục Kiloampe.
b) Yêu cầu
Yêu cầu đối với aptomat như sau:
- Chế độ làm việc ở định mức của aptomat phải là chế độ làm việc dài
hạn, nghĩa là trị số dòng điện định mức chạy qua aptomat lâu bao nhiêu cũng
được. Mặt khác mạch vòng dẫn điện của aptomat phải chịu được dòng điện
ngắn mạch lớn khi có ngắn mạch lúc các tiếp điểm của nó đã đóng hay đang
đóng.
- Aptomat phải ngắt được trị số dòng điện ngắn mạch lớn có thể đến
vài chục Kiloampe. Sau khi ngắt dòng điện ngắn mạch, aptomat phải đảm
bảo vẫn làm việc tốt ở dòng định mức.
- Để nâng cao tính ổn định nhiệt và điện dòng của các thiết bị điện,
hạn chế sự phá hoại do dòng điện ngắn mạch gây ra, aptomat phải có thời
gian cắt bé. Muốn vậy thường phải kết hợp lực thao tác cơ học với thiết bị
dập hồ quang bên trong aptomat. Để thực hiện yêu cầu thao tác có chọn lọc
aptomat cần phải có khả năng điều chỉnh dòng điện tác động và thời gian tác
động.
Những thông số cơ bản của aptomat bao gồm: Dòng điện định mức I-
đm
, điện áp định mức U
đm
, dòng điện ngắt giới hạn và thời gian tác động.
23
Page | 24

Nguyễn Văn Trường
Thời gian tác động của aptomat là thông số quan trọng. Thời gian này
được tính từ lúc xảy ra sự cố đến khi mạch điện bị ngắt hoàn toàn:
t = t
0
+ t
1
+ t
2
Trong đó:
 t
0
: thời gian từ thời điểm xảy ra ngắn mạch đến khi dòng điện đạt tới
trị số tác động I = I
tđ
. Thời gian t
0
phụ thuộc vào giá trị của dòng điện khởi
động và tốc độ tăng của dòng điện di/dt phụ thuộc vào thông số của mạch
điện ngắt.
 t
1
: thời gian kể từ khi I = I
tđ
đến khi tiếp điểm của aptomat bắt đầu
chuyển động, thời gian này phụ thuộc vào các phần tử bảo vệ, cơ cấu ngắt,
kết cấu của tiếp điểm, trọng lượng phần động. Nếu t
1
≥ 0,01 thì aptomat có
thời gian tác động bình thường. Đối với aptomat tác động nhanh, thời gian t

1
= 0,002 đến 0,008s.
 t
2
: thời gian cháy của hồ quang, phụ thuộc vào giá trị của dòng điện
ngắt và biện pháp dập hồ quang.
c) Phân loại Aptomat
1. Theo kết cấu
Gồm 3 loại:
24
Page | 25
Nguyễn Văn Trường
i.Một cực:
Hình 2.4 Aptomat một cực
ii.Hai cực
25