Lý thuyết và thực tế về khởi động từ contactor role temp trong mạch ứng dụng thực tế

Nhóm thuyết trình gồm có:
Nguyễn Hữu Tâm
Phạm Minh Thành
Lê Thành Thảo
Trần Duy Thế

Khái quát và công dụng
•
Khởi động từ là một loại thiết bị điện dùng
để điều khiển từ xa việc đóng/cắt, đảo
chiều và bảo vệ quá tải (nếu có mắc thêm
rơle nhiệt) cho các động cơ ba pha rôtor
lồng sóc.
•
Khởi động từ khi có một công tắc tơ gọi là
khởi động từ đơn, thường dùng để điều
khiển đóng cắt động cơ điện.
•
Khởi động từ có hai công tắc tơ gọi là khởi
động từ kép, dùng để khởi động và điều
khiển đảo chiều động cơ điện. Muốn khởi
động từ bảo vệ được ngắn mạch phải
mắc thêm cầu chảy (cầu chì).

Cách đấu KĐT đơn 1 bv đ/c 3 pha
•
Mạch lực: dây 3 pha đấu vào 3 tiếp điểm
thường mở chính của bộ KĐT.(phía 2RL
nhiệt đã được đấu sẳn).

•
Mạch đk: lấy 1 pha 220V qua 1 nút nhấn
đấu thường kín, đấu // thường hở nối tiếp
qua cuộn dây của KĐT, đầu ra qua 02 tiếp
điểm của 2 RL nhiệt về dây N.

3
1
2
4
a, Cấu tạo:
1: Cuộn dây hút
2: Phần dẫn từ tĩnh bằng
vật liệu sắt từ
3: Nắp từ động
4: Tiếp điểm chính
Tr c khi có dòng i u ướ đ ề
khi nể
Trạng thái : Chưa có lực từ tác
động, lò xo kéo mở nắp từ 3 , tiếp
điểm chính 4 mở
b, Hoạt động: *Trước khi có
dòng điều khiển
4. Cấu tạo và nguyên lý chung của các thiết bị điều
khiển

Cấu tạo :
1: Cuộn dây hút
2: Phần dẫn từ tĩnh bằng vật
liệu sắt từ

3: Nắp từ động
4: Tiếp điểm chính
4
3
1
2
*Khi có dòng điều khiển
Trạng thái : Cuộn hút 1 có
điện, Lực từ hút nắp từ 3,
làm đóng tiếp điểm 4

•
Sơ đồ nguyên lý khởi động động cơ dùng khởi
động từ đơn
ĐC
CD
CC
K
1
RN
A
B C
K
2
K
3
OFF
ON
RN
K

0
7 8 10 9
Hình : Nguyên lý làm việc của khởi động từ đơn

Nguyên lý hoạt động mạch điện
khởi động từ đơn.
•
Ưu điểm: điều khiển được từ xa, an toàn,
tần số thao tác cao, bảo vệ nhiều sự cố.
•
Nhược: Mạch phức tạp, chi phí cao.

Phương pháp dùng khởi động từ kép.
Gồm 2 bộ khởi động từ đơn ghép lại.
Tiếp điểm động
lực
Hộp nút nhấn


Các yêu cầu kĩ thuật chủ yếu

Động cơ không đồng bộ ba pha làm việc
liên tục hay không nhờ chủ yếu vào độ
làm việc tin cậy của khởi động từ.

Khởi động từ muốn làm việc tin cậy cần
thỏa mãn các yêu cầu kĩ thuật sau:

+ Tiếp điểm phải có độ bền chịu được độ
mài mòn cao.

+ Khả năng đóng cắt của khởi động từ phải
cao.
+ Thao tác đóng cắt phải dứt khoát.
+ Tiêu thụ công suất ít nhất.
+ Bảo vệ tin cậy động cơ điện khỏi quá tải
lâu dài.
+ Thỏa mãn các điều kiện khởi động động
cơ không đồng bộ rotor lồng sóc có hệ số
dòng khởi động từ bằng từ 5 đến 7 lần
dòng điện định mức.

•
Để thỏa mãn các yêu cầu trên, trong sản
xuất người ta chế tạo tiếp điểm động ngày
một nhẹ, đồng thời tăng cường lò xo nén
tiếp điểm. Làm như vậy sẽ giảm được thời
gian chấn động tiếp điểm trong quá trình
mở máy động cơ, do đó giảm được độ
mài mòn tiếp điểm.

•
Thời gian chấn động là một chỉ tiêu quan trọng
nói lên độ bền chịu mòn của tiếp điểm. Các kết
quả nghiên cứu thí nghiệm cho thấy rằng nếu rút
ngắn được 0,5ms thời gian chấn động lúc đóng
khởi động từ để mở máy động cơ điện thì sẽ
giảm được độ mài mòn tiếp điểm đi khoảng 50
lần. Các khởi động từ của Liên Xô (cũ) có loại ∏
như kiểu ∏422, thời gian chấn động chỉ 3ms,
kiểu ∏222 - 1,5ms, đồng thời khả năng đóng

ngắt về điện đã đạt tới 1.106 lần thao tác. Hãng
Siemens (Đức) sản xuất khởi động từ đạt được
tuổi thọ về điện tới 2.106 lần thao tác (ví dụ kiểu
K -915).

•
Khi ngắt khởi động từ, điện áp phục hồi
trên tiếp điểm bằng hiệu số điện áp lưới
và sức điện động của động cơ điện. Kết
quả trên các tiếp điểm chỉ còn xuất hiện
một điện áp bằng khoảng (15 , 20)% Uđm
tức là thuận lợi cho quá trình ngắt. Các kết
quả nghiên cứu thí nghiệm về khởi động
từ cho thấy độ mòn tiếp điểm khi đóng
động cơ lớn gấp 3 đến 4 lần độ mòn tiếp
điểm khi ngắt khởi động từ trong điều kiện
đang làm việc bình thường.

Độ bền chịu mài mòn về điện và
cơ của các tiếp điểm khởi động từ
•
Tuổi thọ của các tiếp điểm về điện và về
cơ thường do ba yếu tố sau đây quyết
định:
+ Kết cấu.
+ Công nghệ sản xuất.
+ Sử dụng vận hành và sửa chữa.

a) Độ bền chịu mòn về điện
•

Độ mòn tiếp điểm về điện lớn nhất khi
khởi động từ mở máy động cơ điện không
đồng bộ rotor lồng sóc, hồ quang điện
sinh ra khi các tiếp điểm động dập vào
tiếp điểm tĩnh bị chấn động bật trở lại. Lúc
này dòng điện đi qua khởi động từ bằng 6
- 7 lần dòng điện định mức, do đó hồ
quang điện cũng tương ứng với dòng điện
đó.

•
Kết quả nghiên cứu, thí nghiệm với nhiều
kiểu khởi động từ khác nhau cho thấy
rằng khi giảm thời gian chấn động các tiếp
điểm, độ bền chịụ mòn của chúng tăng lên
rõ rệt. Trong chế tạo khởi động từ ngày
nay người ta thường dùng kết cấu tiếp
điểm bắc cầu để giảm bé thời gian chấn
động thứ nhất, đồng thời làm tiếp điểm
động có trọng lượng bé và tăng cường lò
xo nén ban đầu lên tiếp điểm. Giảm thời
gian chấn động thứ hai bằng cách đặt
nệm lò xo vào lõi thép tĩnh đồng thời với
việc nâng cao độ bền chịu mài mòn về cơ
của nam châm điện.

•
Tình trạng bề mặt làm việc của các tiếp
điểm cũng ảnh hưởng rõ rệt đến mức độ
mài mòn. Điều này thường xảy ra trong

qúa trình sử dụng và nhất là do chất lượng
sửa chữa bảo dưỡng tiếp điểm. Hiện
tượng cong vênh, nghiêng các bề mặt tiếp
điểm làm tiếp xúc xấu dẫn tới giảm nhanh
chóng độ bền chịu mòn của tiếp điểm. Để
giảm ảnh hưởng của hiện tượng này,
người ta thường chế tạo tiếp điểm động
có đường kính bé hơn tiếp điểm tĩnh một
chút và có dạng mặt cầu.

•
Vật liệu làm tiếp điểm khi dòng điện bé
(nhỏ hơn 100A) ở các khởi động từ cỡ
nhỏ thường là làm bằng bột bạc nguyên
chất. Còn ở các khởi động từ cỡ lớn
(dòng điện lớn hơn 100A) thường làm
bằng bột gốm kim loại như hỗn hợp bạc -
cađimi ôxít (mã hiệu COK - 15) hoặc bạc -
niken.

b) Độ bền chịu mòn về cơ
•
Cũng như hầu hết các thiết bị điện hạ áp,
các chi tiết động của khởi động từ làm
việc không có dầu mỡ bôi trơn, tức là làm
việc khô. Do đó phải chọn vật liệu ít bị
mòn do ma sát và không bị gỉ. Ngày nay
người ta thường dùng kim loại - nhựa có
độ bền chịu mòn cao, có thể bền gấp 200
lần độ mòn giữa kim loại - kim loại.

Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền
chịu mài mòn về cơ của khởi động
từ thường là:
•
+ Kiểu kết cấu (cách bố trí các bộ phận cơ
bản).
•
+ Phụ tải riêng (tỉ tải) ở chỗ có ma sát và
va đập.
•
+ Hệ thống giảm chấn động của nam
châm.

Chọn đúng khởi động từ, sử dụng và
vận hành đúng chế độ, cũng làm tăng
tuổi thọ về cơ. Đối với các khởi động từ
kiểu thông dụng, cần phải đảm bảo:
•
+ Làm sạch bụi và ẩm nước.
•
+ Lựa chọn phù hợp với công suất và chế độ
làm việc của động cơ.
•
+ Lắp đặt đúng, ngay ngắn, không để khởi
động từ bị rung, kêu đáng kể. Độ bền chịu mài
mòn về cơ khí của khởi động từ có thể đạt tới
10.106 lần thao tác đóng/cắt.

Kết cấu và nguyên lí làm việc

•
Khởi động từ thường được phân chia:
•
+ Theo điện áp định mức của cuộn dây hút :
36V, 127V, 220V, 380V, và 500V.
•
+ Theo kết cấu bảo vệ chống tác động bởi
môi trường xung quanh có các loại: hở, bảo
vệ, chống bụi, chống nổ,
•
+ Theo khả năng làm biến đổi chiều quay
động cơ điện: có loại không đảo chiều và đảo
chiều.

•
+ Theo số lượng và loại tiếp điểm : có loại
thường mở và thường đóng.
Căn cứ vào điều kiện làm việc của khởi
động từ như đã nêu ở trên, trong chế tạo
khởi động từ, người ta thường dùng kết
cấu tiếp điểm bắc cầu (có hai chỗ ngắt
mạch ở mỗi pha) do đó đối với cỡ nhỏ
dướí 25A không cần dùng thiết bị dập hồ
quang cồng kềnh dưới dạng lưới hoặc
hộp thổi từ.