Thiết kế bảng điện đa năng dùng cho sinh viên ngành điện tại trường cao đẳng sơn la

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đề tài nghiên cứu khoa học cấp trƣờng “Thiết kế bảng điện đa
năng dùng cho sinh viên ngành điện tại trường Cao đẳng Sơn La” bên cạnh sự nỗ lực
cố gắng của bản thân, tôi cịn nhận đƣợc sự giúp đỡ tận tình của các đồng nghiệp, các
tổ chức, cá nhân đã giúp đỡ tôi trong suốt q trình thực hiện đề tài.
Tơi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo của trƣờng cao đẳng Sơn La đã hỗ trợ và
tạo điều kiện cho tôi trong quá trình tìm hiểu, nghiên cứu thực hiện đề tài này.
Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới tồn thể gia đình, ngƣời thân,
các tập thể, đồng nghiệp, bạn bè đã động viên, chia sẻ khó khăn, khích lệ tơi trong suốt
thời gian học tập và thực hiện đề tài.
Sơn la, ngày

tháng
Tác giả

Vũ Thị Bích

1

năm 2015


MỤC LỤC
Trang
Lời cảm ơn

1

Mục lục

2

Mở đầu

3

Chƣơng 1: Cơ sở lý luận thực tiễn

5

1.1 Thực trạng

5

1.2 Thiết kế bảng điện đa năng

6

Chƣơng 2: Vận hành bảng điện

23

2.1 Vận hành bảng động lực

23

2.2 Vận hành mạch chạy tuần tự 3 động cơ trong bảng điện

25

Chƣơng 3: Ứng dụng của bảng điện đa năng

29

3.1 Sơ đồ mạch tủ điện động lực

29

3.2 Một số mạch điều khiển trên bảng

31

3.2.1 Mạch chạy tuần tự ba động cơ

31

3.2.2 Mạch điều khiển động cơ quay 1 chiều

34

3.2.3 Mạch điều khiển động cơ quay 2 chiều (đảo chiều trực tiếp)

36

3.2.4 Mạch điều khiển động cơ quay 2 chiều (đảo chiều gián tiếp)

38

3.2.5 Mạch điều khiển hai động cơ làm việc theo thứ tự khống chế bằng

40

rơle thời gian và rơle trung gian
3.2.6 Mạch đổi nối sao - tam giác động cơ không đồng bộ 3 pha bằng

42

nút ấn
3.2.7 Mạch tự động đổi nối sao - tam giác động cơ không đồng bộ 3

44

pha bằng rơle thời gian
3.2.8 Mạch tự động đảo chiều liên tục cho động cơ không đồng bộ ba

46

pha roto lồng sóc
Kết luận và kiến nghị

48

Tài liệu tham khảo

49

2


MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài

Trong sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật hiện nay, nhu cầu học
lý thuyết đi đôi với thực hành không thể thiếu đƣợc trong quá trình học tập của các em
học sinh, sinh viên chuyên ngành điện. Để đáp ứng đƣợc yêu cầu thực tiễn của các
doanh nghiệp sử dụng lao động, địi hỏi học sinh, sinh viên phải có khẳ năng tƣ duy và
tay nghề cao. Điều đó học sinh - sinh viên phải chủ động nắm vững kiến thức lý thuyết
và kỹ năng thực hành. Trong việc tiếp cận với những công nghệ mới, hiện đại, đặc biệt
phải tăng cƣờng kỹ năng thực hành, đồng thời để đáp ứng yêu cầu đổi mới phƣơng
pháp dạy học của Nhà trƣờng, lấy học sinh làm trung tâm, nâng cao hiệu quả đào tạo,
phát huy cao độ tính độc lập, sáng tạo của học sinh
Xuất phát từ việc nâng cao hiệu quả dạy và học của môn thực hành Mạch điện
Điều khiển động cơ. Đó chính là lý do tơi chọn đề tài ‘Thiết kế bảng điện đa năng
dùng cho sinh viên ngành điện tại trường Cao đẳng Sơn La’ với thời gian nghiên
cứu và năng lực còn hạn chế, đề tài khơng tránh khỏi những thiếu sót, rất mong sự
đóng góp ý kiến của các đồng nghiệp và Hội đồng khoa học nhà trƣờng
2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu thiết kế chế tạo Bảng điện đa năng phục vụ cho việc dạy học thực
hành một số môn thuộc chuyên nghành công nghệ kỹ thuật điện nhƣ: Khí cụ điện và
máy điện, TH trang bị điện, TT Điện cơ bản......
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
Nghiên cứu cơ sở lý luận về chức năng nhiệm vụ các thiết bị đƣợc sử dụng

-

trong sơ đồ;
Thiết kế sơ đồ lắp ráp và quy trình lắp ráp mạch để ứng dụng cho việc dạy

-

thực hành tại phòng Điện;
Xây dựng quy trình vận hành mạch điện

-

4. Phương pháp nghiên cứu
* Nhóm phương pháp nghiên cứu lý luận:
Tổng hợp các giáo trình, tài liệu giảng dạy thực hành
* Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn :
- Phƣơng pháp quan sát: Thu thập thông tin về đối tƣợng nghiên cứu
- Phƣơng pháp tổng kết kinh nghiệm

3


5. Đối tượng nghiên cứu
Đối tƣợng nghiên cứu là tủ điện đa năng dùng cho giảng dạy các học phần thực
hành và thực tập.
6. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài chỉ tập chung nghiên cứu thiết kế bảng điện đa năng dùng tại P.Thực
hành khoa KT – CN Trƣờng CĐ Sơn La
7. Cấu trúc của đề tài
Mở đầu
Chƣơng 1: Cơ sở lý luận thực tiễn
Chƣơng 2: Vận hành bảng điện
Chƣơng 3: Ứng dụng của bảng điện đa năng
Kết luận và kiến nghị
8. Kế hoạch thời gian (Tính từ 15/8/2014 đến 15/5/2015)

4

CHƢƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN THỰC TIỄN
1.1.

Thực trạng

Trong sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật hiện nay, nhu cầu học lý
thuyết đi đôi với thực hành khơng thể thiếu đƣợc trong q trình học tập của các em
học sinh, sinh viên chuyên ngành điện. Để đáp ứng đƣợc yêu cầu thực tiễn của các
doanh nghiệp sử dụng lao động, đòi hỏi học sinh, sinh viên phải có khẳ năng tƣ duy và
tay nghề cao. Điều đó học sinh - sinh viên phải chủ động nắm vững kiến thức lý thuyết
và kỹ năng thực hành. Trong việc tiếp cận với những công nghệ mới, hiện đại, đặc biệt
phải tăng cƣờng kỹ năng thực hành, đồng thời để đáp ứng yêu cầu đổi mới phƣơng
pháp dạy học của Nhà trƣờng, lấy học sinh làm trung tâm, nâng cao hiệu quả đào tạo,
phát huy cao độ tính độc lập, sáng tạo của học sinh
Phòng thực hành Điện – Điện tử hiện đang hoạt động tốt nhƣng nhu cầu và kiến
thức thực hành ngày một cao hơn, các bộ thí nghiệm thực hành cịn ít so với nhu cầu
thực hành của các môn học chuyên nghành Điện – Điện tử.
Xuất phát từ việc nâng cao hiệu quả dạy và học của môn thực hành Mạch điện
Điều khiển động cơ... Bảng điện đa năng có thể đáp ứng đƣợc một số bài thực hành cơ
bản và nâng cao cho sinh viên, để vận hành đƣợc bảng điện đa năng chúng ta cần
những sơ đồ nguyên lý vận hành có liên quan đến các bài thực hành trong môn học, và
từ các sơ đồ nguyên lý khi tiến hành đấu nối dây dẫn cũng nhƣ đấu nối động cơ là
những công việc rất quan trọng địi hỏi sự tỉ mỉ và chính xác cao .
Bảng điện đa năng bao gồm các trang thiết bị hiện đại nhƣ : Các Rơ le, Khởi
động từ, Áp tơ mát.. là những thiết bị có độ an tồn cao ln đảm bảo cho các bài thực
hành về mạch điện hay điều khiển động cơ. Tính chất an tồn ln là mục tiêu hàng
đầu trong các bài thực hành vì vậy phải ln tn thủ theo quy trình tiến trình thực
hiện theo từng bài thực hành :
- Nhận biết đúng các thiết bị trên bảng điện
- Thuyết minh đúng nguyên lý mạch điện

- Trình bày đƣợc đặc điểm về dịng điện và thời gian q trình khởi động
- Trình bày đƣợc quy trình vận hành mạch điện hoặc điều khiển động cơ
- Thực hành vận hành bảng điện đúng quy trình
- Tuân thủ các quy tắc an toàn khi làm các bài thực hành.
5


Để vận hành bảng điện đa năng một cách tốt nhất và đạt hiệu quả cao phục vụ
công việc thực hành của Sinh viên và Giáo viên.
Trong quá trình vận hành bảng điện cũng sẽ không tránh khỏi đƣợc việc sảy ra
các sự cố những sự cố này có thể do từ nhiều phía nhƣ là khi nguồn điện đƣợc nối vào
bảng điện tăng cao bất thƣờng cũng có thể làm cháy một số đồng hồ đo hoặc trong quá
trình thao tác thực hành bỏ qua một vài chi tiết nhỏ cũng sẽ dẫn đến bài thực hành
không đạt đƣợc kết quả chính xác nhƣ mong muốn.
Địa điểm để đặt bảng điện đa năng cần một khơng gian thống và bắt buộc phải
có mạng điện 1 pha và 3 pha. Với một khơng gian thống phục vụ cho từng nhóm thực
hành sẽ đạt hiệu quả cao khi tất cả học sinh trong nhóm đều đƣợc quan sát và thao tác
trên bảng điện.
Với việc thiết kế ra bảng điện đa năng này hi vọng sẽ mang lại cho các em học
sinh sinh viên và các thầy cơ giáo có thêm những lựa chọn cho việc học tập và giảng
dạy các bải thực hành thuộc chuyên nghành Điện – Điện tử.
1.2.

Thiết kế bảng điện đa năng

1.2.1. Cấu trúc bảng điện đa năng
Bảng điện đa năng đƣợc thiết kế dựa trên một bảng điện kích thƣớc
1200x800mm đƣợc thiết kế gọn gàng, mỹ quan thuận tiện cho giáo viên giảng dạy và
học sinh thực hành
Thiết bị sử dụng trong bảng điện

Tên vật liệu

Stt

Thông số kỹ thuật

Số

Đơn vị

lƣợng
1 Bảng điện

1200x800mm

01

Chiếc

2 Attomat 3 pha

LG, BKN, C32400V,

01

Chiếc

3 Attomat 1 pha

LG 15A, 50/60Hz,

01

Chiếc

02

Bộ

02

Bộ

04

Chiếc

110/220VAC
4 Rơ le thời gian

CKC, AH3-3, 5A,
250VAC

5 Rơ le trung gian

MK2P-I, 250VAC,
10A

6 Cầu đấu dây
6

7 Công tắc tơ

LG, MC-9b, 380V

03

Chiếc

8 Rơle nhiệt

LG, MT-32

03

Chiếc

06

Chiếc

AC250V, 6A

06

Chiếc

12 Đồng hồ A~

MODEL: BP-80, 10A

03

Chiếc

13 Đồng hồ V~

MODEL: BP-80, 500V

03

Chiếc

U = 220/380v, P =

02

Chiếc

9 Đèn báo
10 Nút ấn (đơn + kép)
11 Dây dẫn, cos, lạt buộc

14 Động cơ ba pha

0,37kW, f = 50Hz
1.2.2. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động, nhiệm vụ, chức năng của các thiết bị
1.2.2.1.

Áptômát

a. Khái niệm chung
Là loại khí cụ điện dùng để đóng, ngắt điện bằng tay nhƣng có thể tự động đóng
ngắt mạch điện khi có sự cố q tải hay ngắn mạch.

Hình 1.1 – Hình dáng áp
b. Cấu tạo và nguyên lý làm việc:
*) Áp tơ mát dịng cực đại và điện áp thấp.
Cấu tạo
Tuỳ theo chức năng cụ thể mà áp tô mát có thể đầy đủ hoặc một số bộ phận chính
sau:
Hệ thống tiếp điểm và bộ phận dập hồ quang.
Cơ cấu tác động nhiệt (cơ cấu ngắt mạch): Cơ cấu này có nhiệm ngắt mạch khi
quá tải , hoạt động dựa trên sự co dãn nhiệt của thanh lƣỡng kim – tƣơng tự nhƣ rơ le
nhiệt thông thƣờng.

7


Cơ cấu tác động điện từ :Cơ cấu này gồm một nam châm địên (cuộn dây điện từ
và lõi thép)làm nhiệm vụ ngắt mạch khi có hiện tƣợng ngắn mạch - hoạt động tƣơng tự
nhƣ rơ le điện từ. Về ngun tắc,khi có hiện tƣợng ngắn mạch thì cơ cấu điện từ sẽ tác
động trƣớc, vì vậy nếu một áp tô mát đƣợc trang bị cả hai cơ cấu trên thì dịng điện tác
động tức thời phải có giá trị lớn hơn nhiều dịng điện tác động chậm.

Hình 1.2 – Sơ đồ nguyên lý áp bảo vệ dòng cực đại và điện áp thấp
1: Lò xo hồi vị

5: Cuộn hút nam châm bảo vệ ngắn mạch

2: Hệ thống tiếp điểm chính

7: Lẫy

3: Ngàm

8: Phần tử đốt nóng

4, 6: Địn bẩy

9: Cuộn hút nam châm bảo vệ điện áp thấp

Hình 1.3 – Hình dáng áptơmát
8


Ngun lý làm việc
Khi đóng áp tơ mát bằng tay thì các tiếp điểm (2) của áp tơ mát đóng lại để cấp
điện cho phụ tải làm việc.
Khi mạch điện bị quá tải,dòng điện quá tải chạy qua phần tử đót nóng (8)lớn
hơn bình thƣờng .Nó sẽ đốt nóng thanh lƣỡng kimlàm cho thanh lƣỡng kim bị cong lên
tác động vào đòn bẩy số(4) và thắng đƣợc lực lò xo. Địn bẩy (4) sẽ đập vào lẫy (7) khi
đó ngàm (3) sẽ mở ra và lò xo hồi vị (1) kéo hệ thống tiếp điểm chính (2) mở ra mạch điện bị cắt.
Thời gian mở tiếp điểm (2) phụ thuộc vào dòng điện quá tải, dòng điện càng
lớn thòi gian cắt càng nhanh.
Trƣờng hợp phụ tải bị ngắn mạch, dòng điện rất lớn đi qua cuộn dây (5) (tiết
diện dây lớn ít vịng) lập tức hút địn bẩy (4) tác động làm cho ngàm (3) mở ra, lò xo
(1) kéo tiếp điểm (2) mở ra. Nhƣ vậy dòng điện bị cắt ngay tức thời nhờ lực điện từ
của cuộn dây (5).

Trƣờng hợp mất điện nguồn hoặc điện áp thấp thì lực hút của cuôn dây điện áp
(9) (dây nhỏ nhiều vịng ) sẽ khơng thắng đƣợc lực kéo của lị xo làm đòn bẩy (6) bật
lên tác động vào lẫy (7) mở ngàm (3) - tự động ngắt khi điện áp thấp hoặc khi mất
điện.
*) Áp tô mát chống giật một pha
Cấu tạo

Hình 1.4 - Sơ đồ nguyên lý áp 1 pha
9


1 - Lò xo hồi vị

5 - Nam châm

2 - Ngàm

6 - Cuộn dây

3 - Lẫy

7 - Vành khuyên

4 - Lò xo

8 - Cuộn dây thứ cấp

Nguyên lý làm việc.
Khi khơng có dịng rị từ dây pha ta thấy trị số dòng điện tức thời chạy qua dây
pha và dây trung tính ln bằng nhau (il=in ) ln ln ngƣợc chiều nhau. Tƣơng ứng,

từ thơng số do hai dịng điện này sinh ra có cùng độ lớn và ngƣợc chiều nhau nên từ
thơng tổng chạy trong lõi thép hình xuyến bị triệt tiêu.
T = L + N = 0
Cuộn thứ cấp (8) sẽ khơng có điện áp cảm ứng cấp cho cuộn dây (6). Hệ thống
giữ nguyên trạng thái, phụ tải làm việc bình thƣờng.
Khi có ngƣời hoặc vật chạm vào dây pha sẽ xuất hiện dòng rò từ dây pha qua
ngƣời hoặc vất xuống đất, khi đó trị số dịng điện chạy qua lớn hơn dây trung tính và
ngƣợc chiều nhau.
IL= IR + IN
Tƣơng ứng từ thông do hai dịng điện này sinh ra có độ lớn và chiều khác nhau
nên từ thơng tổng chạy trong lõi thép hình xuyến không triệt tiêu.
T = L+ N > 0
Cuộn thứ cấp( 8) có điện áp cảm ứng cấp cho cuộn dây( 6). Cuộn dây (6) sẽ hút
lõi thép (5) tác động vào lẫy (3) mở ngàm (3) mạch điện tự động cắt điện.
Tuy nhiên nếu có hiện tƣợng rị điện ở mạch điện phía trên áp tơ mát thì dịng IL
và dịng IN vẫn ln bằng nhau áp tơ mát sẽ không tự ngắt.
Đối với áp tô mát chống giật dây trung tính của phụ tải phải đƣợc đấu vào cực
dƣới của áp tơ mát. Cịn nếu dây trung tính đƣợc đấu vào vị trí khác (cực phía trên
hoặc nối đất) thì áp tơ mát sẽ ngắt ngay khi ta đóng mạch điện

10


*) Áp tơ mát chống giật ba pha.
Cấu tạo
1: lị xo hồi vị
2: Ngàm
3: Lẫy
4: Lò xo
5: Nam châm

6: Cuộn hút
7: Cuộn dây thứ cấp
8: Vành khuyên

Hình 1.5 - Sơ đồ cấu tạo áp ba pha chống giật
Nguyên lý làm việc:
Kết cấu tƣơng tự áp tô mát chống giật một pha, chỉ khác là ba dây pha và dây
trung tình đều lồng qua lõi thép.
Nếu khơng có hiện tƣợng rị điện từ các dây pha thì dịng điện qua dây trung tính
cân bằng tổng dịng điện qua các dây pha nên từ thông qua các lõi thép bị triệt tiêu ,
cuộn thứ cấp khơng có điện áp – áp tơ mát làm việc bình thƣờng.
Nếu có hiện tƣợng rị điện từ một trong các dây pha thì dịng điện qua dây trung
tính khơng cân bằng với tổng dịng điện qua các dây pha nên từ thông trong lõi thép
không bị triệt tiêu, cuộn thứ cấp có điện áp - cuộn hút (6) làm việc, áp tô mát tự ngắt.
Chú ý: khi chọn áp tô mát chống giật bạn phải chú ý đến một thơng số rất quan
trọng đó là dịng rò (thường từ 30 đến 50 mA ). Khi lắp đặt hệ thống điện ở nơi có độ
ẩm cao dễ gây tai nạn điện giật như trong nhà tăm, trạm bơm nước… ban nên sử dụng
áp tô mát này.

11


1.2.2.2.

Cầu dao

a. Cấu tạo
1. Tiếp điểm tĩnh (kẹp lưới dao)
2. Tiếp điểm động (lưỡi dao chính)
3. Lưỡi dao phụ

4. Lị xo cắt
5. Tay nắm thao tác
6. Cực đấu dây
7. Đế cách điện
Hình 1.6 – Sơ đồ cấu tạo cầu dao

Hình 1.7 – Hình dáng cầu dao
Phần chính của cầu dao là lƣỡi dao (tiếp xúc tĩnh) và hệ thống kẹp lƣỡi (tiếp điểm
động), đƣợc làm bằng hợp kim của đồng.
Do tốc độ kéo bằng tay không thể nhanh, nên cầu dao đƣợc bố trí thêm lƣỡi dao
phụ có lị xo bật nhanh để dập hồ quang điện ( cầu dao có dịng điện một chiều định
mức lớn hơn 30A)
b. Ngun lý hoạt động
Tay nắm thao tác (5) đƣợc làm bằng vật liệu cách điện, khi cắt điện kéo mạnh tay
nắm thao tác, lƣỡi dao chính (2) tách ra khỏi tiếp xúc tĩnh (1), mạch điện vẫn hoạt
động. Khi lƣỡi dao chính tách khỏi tiếp xúc tĩnh thì lị xo (4) đƣợc kéo căng tới khi lực
căng đủ thắng lực ép của tiếp xác tĩnh thì lƣỡi dao phụ (3) tách nhanh ra khỏi tiếp điểm
tĩnh và thực hiện cắt mạch điện.
Do sự bật nhanh của lƣỡi dao phụ nên hồ quang đƣợc kéo dài nhanh và đƣợc dập
tắt nhanh chóng. Để ngăn cách hồ quang giữa các cực thì mỗi cặp tiếp điểm đƣợc đặt
trong một hộp kín bằng nhựa cứng.

12


c. Chức năng, nhiệm vụ
Cầu dao hạ áp là một khí cụ điện có cấu tạo đơn giản đƣợc dùng để đóng cắt
mạch điện bằng tay, sử dụng trong các mạch điện một chiều và xoay chiều có điện áp
tới 500V, dịng điện định mức có thể lên tới 2 KA.
Khi thao tác đóng ngắt mạch điện, cần đảm bảo an toàn cho ngƣời và thiết bị

dùng điện. Bên cạnh đó, cần có biện pháp dập tắt hồ quang điện, tốc độ di chuyển lƣỡi
dao càng nhanh thì hồ quang kéo dài nhanh, thời gian dập tắt hồ quang càng ngắn. vì
vậy khi đóng, ngắt mạch điện bằng cầu dao càn phải thực hiện một cách dứt khốt.
Thơng thƣờng cầu dao đƣợc bố trí cùng cầu chì để bảo vệ ngắn mạch cho mạch
điện
Dùng để bảo vệ ngắn mạch cho mạch điện
1.2.2.3.

Đèn báo

Nhiệm vụ dùng để hiển thị trạng thái làm việc của mạch điện

Hình 1.8 – Hình dáng đèn báo
1.2.2.4.

Công tắc tơ

a. Cấu tạo
Cấu tạo công tắc tơ nhƣ sau:

13


1. Mạch từ

5. Lị xo

2. Cuộn dây

6. Tiếp điểm chính

3. Nắp phần động

7. Tiếp điểm phụ thường đóng

4. Cần động

8. Thiếp điểm phụ thường đóng mở
Hình 1.9 – Sơ đồ cấu tạo công tắc tơ

b. Nguyên lý hoạt động
Khi cuộn dây 2 có điện, mạch từ hút nắp phần động 3, cần động 4 bị kéo và
đóng tiếp điểm chính 6, tiếp điểm phụ thƣờng đóng 7 mở ra, tiếp điểm thƣờng mở 8
đóng lại.
Khi điện áp đặt vào cuộn 2 nhỏ, hoặc cuộn dây 2 mất điện thì lị xo 5 kéo nắp
phần động ra, khi đó tiếp điểm thƣờng mở mở ra, tiếp điểm đóng thì đóng lại.
c. Chức năng, nhiệm vụ
Cơng tắc tơ dùng để đóng cắt, điều khiển các thiết bị điện một chiều và xoay
chiều điện áp đến 500V, dòng điện đến 600A
1.2.2.5.

Khởi động từ

a. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động
*) Một số ký hiệu của khởi động từ
TÊN GỌI

KÝ HIỆU

Cuộn day công tắc tơ

o
Phần tử công tắc của rơ le nhiệt

Nút ấn thƣờng mở

o

o

o
o o

o
o

Nút ấn thƣờng đóng

Hoặc
Hoặc
o
o

o o

Tiếp điểm thƣờng mở

o

o

Tiếp điểm thƣờng đóng

o

o

Tiếp điểm thƣờng đóng của TN

o

o

14

o

o
o

o


*) Sơ đồ điều khiển động cơ bằng khởi động từ đơn
- Sơ đồ nguyên lý
A B C

CD

.. .. ..
. .

CC1
K6

CC2

.. . .. .
D

M

K

K8

RN

RN

§
Hình 1.10 – Sơ đồ ngun lý mạch khởi động từ đơn
- Nguyên lý hoạt động:
Mạch động lực: Tiếp điểm thƣờng mở chính mắc nối tiếp với phần tử đốt nóng
của rơ le nhiệt. Động cơ cịn đƣợc bảo veeh ngắn mạch bằng cầu chì.
Mạch điều khiển: Cuộn dây của công tắc tơ mắc nối tiếp với nút ấn thƣờng mở,
nút ấn thƣờng đóng và tiếp điểm thƣờng đóng có phục hồi của rơ le nhiệt.
Khởi động động cơ: Đóng cầu dao CD; ấn nút ấn M -> Cuộn dây cơng tắc tơ có
điện đóng tiếp điểm thƣờng mở chính K6 -> động cơ có điện làm việc. Đồng thời đóng
tiếp điểm thƣờng mở phụ K8 để duy trì nguồn điện cho cuộn dây K.
Dừng động cơ: Ấn nút dừng D -> cuộn dây K mất điện mở hệ thống tiếp điểm

thƣởng mở -> động cơ mất điện, ngừng làm việc.
Khi động cơ bị quá tải -> dịng điện qua phần tử đốt nóng RN vƣợt q trị số cho
phép -> RN tác động, mở tiếp điểm thƣờng đóng có phục hồi của rơ le nhiệt ở mạch
điều khiển _ cuộn dây K mất điện; mở tiếp hệ thống điểm thƣờng mở -> động cơ
ngừng làm việc, bảo vệ an toàn cho động cơ.

15


*) Sơ đồ điều khiển động cơ bằng khởi động từ kép
- Sơ đồ nguyên lý

. .
.. .. ..
.
. . .
.
. . .
B

A

CD

CC1

C

1

K1

K5

K4

K2

K3

CC2

K6

.
.. ... ... .
D

DT

MT

KT

.

K 01

RN

RN

.
..... .
MN

DN
§

K8

KN
K7

K 02

Hình 1.11 - Sơ đồ nguyên lý mạch khởi động từ kép
Trong sơ đồ ở hình vẽ thực hiện đảo chiều quay của động cơ điện bằng cách đổi
thứ tự pha đặt vào động cơ, bằng khởi động từ kép gồm hai cơng tắc tơ đƣợc nối liên
động về điện và có thể cả liên động và cơ khí. Liên động về điện đƣợc thực hiện bằng
cách dùng các tiếp điểm phụ thƣờng đóng K7, K8 của các cơng tắc tơ 1 và 2 vào mạch
điều khiển của công tắc tơ 2 và 1, đồng thời các nút ấn mở máy theo chiều thuận MT
đƣợc liên động với nút dừng của chiều ngƣợc DN.
Liên động về cơ khí đƣợc thực hiện bằng cách nối liên động cơ khí hai phần
động của hai công tắc tơ với nhau sao cho khi công tắc tơ này hút thì cơng tắc tơ kia
nhả.
- Ngun lý hoạt động:
Khi ấn nút MT, cuộn dây công tắc tơ KT có điện, các tiếp điểm K1, K3, K01 đóng
lại, động cơ đƣợc cấp điện và quay theo chiều thuận, đồng thời K 7 mở ra đảm bảo
cuộn dây công tắc tơ KN khơng có điện. Q trình quay ngƣợc cũng tƣơng tự khi ấn

nút MN, cuộn dây KN có điện đóng các tiếp điểm K4, K5, K6, K02, động cơ đƣợc cấp
điện và quay theo chiều ngƣợc lại, đồng thời tiếp điểm K8 mở ra, đảm bảo công tắc tơ
1 khơng có điện.
Dừng động cơ cho cả hai chiều quay đƣợc thực hiện bằng cách ấn nút dừng D.
Bảo vệ quá tải bằng rơ le nhiệt, bảo vệ ngắn mạch bằng cầu chì.
16


c. Chức năng, nhiệm vụ
Khởi động từ dùng để điều khiển từ xa việc đóng/cắt mạch điện, dùng để đảo
chiều quay và bảo vệ quá tải, ngắn mạch cho động cơ điện xoay chiều ba pha.
Khởi động từ thực chất là công tắc tơ kết hợp với nút ấn, rơ le nhiệt, cầu chì.
+ Khởi động từ sử dụng một công tắc tơ gọi là khởi động từ đơn, thƣờng dùng để
đóng cắt mạch điện, điều khiển động cơ điện quay một chiều.
+ Khởi động từ sử dụng hai công tắc tơ gọi là khởi động từ kép, dùng để khởi động
và đảo chiều động cơ.
Rơle thời gian

1.2.2.6.

a. Chức năng, nhiệm vụ
Rơle thời gian là thiết bị tạo ra thời gian duy trì cần thiết khi truyền tín hiệu từ
một rơle (hoặc thiết bị) đến rơle (hoặc thiết bị) khác.
Trong sơ đồ điều khiển và bảo vệ, rơle thời gian dùng để giới hạn thời gian quá
tải của thiết bị, tự động đóng, mở máy động cơ nhiều cấp biến trở, hạn chế động cơ
làm việc không tải.
Ký hiệu: RTh
TÊN GỌI

KÝ HIỆU

Cuộn dây
Tiếp điểm thƣờng đóng mở chậm
Tiếp điểm thƣờng mở đóng chậm
b. Cấu tạo
1. Mạch từ.

10

2. Cuộn dây.
1

3. Lá thép động (phần ứng).

9

11

8
6

4. 5. Lo xo.
6. Thanh nối.
7. Cần quay.
8. Bánh răng hình quạt.
9. Hệ thống bánh răng.
17

7
2

3
4

5


10. Tiếp điểm tác động có thời gian
11. Tiếp điểm tác động tức thời.
Hình 1.12 – Cấu tạo rơ le thời gian
Rơle thời gian cấu tạo gồm 3 phần chính:
Nam châm điện: Mạch từ 1, cuộn dây 2, phần ứng 3, lò xo 4.
Cơ cấu đồng hồ: Lò xo 5, cần quay 7, bánh răng hình quạt 8, hệ thống bánh răng
9.
Hệ thống tiếp điểm: Tiếp điểm tác động tức thời 11, tiếp điểm tác động có thời
gian 10.
c. Nguyên lý hoạt động
Khi có dịng điện qua cuộn dây, mạch từ 1 trở thành nam châm điện hút phần
ứng 3. Đóng các tiếp điểm thƣờng mở đóng tức thời, mở các tiếp điểm thƣờng đóng
mở tức thời.
Đồng thời giải phóng cần quay 7. Dƣới tác dụng của lo xo 5 bánh răng hình quạt
8 quay, sau khoảng thời gian đã chỉnh định thì các tiếp điểm thƣờng mở đóng có thời
gian đóng lại, các tiếp điểm thƣờng đóng mở có thời gian mở ra, kết thúc quá trình tác
động của rơ le.
Thông thƣờng trị số tác động của rơle thời gian từ (70  85)%U dm .
d Chức năng, nhiệm vụ
Rơle thời gian là thiết bị tạo ra thời gian duy trì cần thiết khi truyền tín hiệu từ
một rơle (hoặc thiết bị) đến rơle (hoặc thiết bị) khác.
Trong sơ đồ điều khiển và bảo vệ, rơle thời gian dùng để giới hạn thời gian quá
tải của thiết bị, tự động đóng, mở máy động cơ nhiều cấp biến trở, hạn chế động cơ

làm việc không tải.
1.2.2.7.

Rơle trung gian

a. Chức năng, nhiệm vụ
Rơle trung gian làm nhiệm vụ nhận tín hiệu của rơle đứng trƣớc nó và trực tiếp
đi cắt máy cắt, do đó yêu cầu tiếp điểm của rơle trung gian phải chắc chắn và làm việc
ổn định.
Dùng để khuyếch đại tín hiệu điều khiển, thƣờng nằm ở vị trí trung gian giữa
hai rơ le khác nhau.
Ký hiệu: RTG
18


TÊN GỌI

KÝ HIỆU

Cuộn dây
Tiếp điểm thƣờng đóng
Tiếp điểm thƣờng mở
1
b. Cấu tạo

4

1- Mạch từ
2

2- Cuộn dây

3

3- Lá thép động (Phần ứng)
4- Lò xo phản kháng
5- Tiếp điểm thường mở
6- Tiếp điểm thường đóng

5

6

Hình 1.13 – Sơ đồ cấu tạo rơ le thời gian
c. Nguyên lý hoạt động
Khi có điện áp đặt vào hai đầu cuộn dây, khi đó xuất hiện lực hút phần ứng 3.
Nếu điện áp đủ lớn để thắng lực cản của lị xo 4, thì phần ứng bị hút về phía mạch từ 1
kéo theo cầu tiếp điểm động và đóng các tiếp điểm thƣờng mở và mở các tiếp điểm
thƣờng đóng.
Thơng thƣờng trị số điện áp làm việc của Rơle từ (70  85)%Uđm.
1.2.2.8.

Nút ấn

a. Chức năng, nhiệm vụ
Nhiệm vụ đóng cắt và báo trạng thái mạch điện điều khiển, nút ấn thƣờng dùng để
điều khiển rơle, cơng tắc tơ, chuyển đổi mạch tín hiệu. sử dụng nhiều trong các mạch
điều khiển động cơ
Ký hiệu
TÊN GỌI

Nút ấn thƣờng đóng

19

KÝ HIỆU


Nút ấn thƣờng mở

Nút ấn kép
b. Nguyên lý hoạt động, cấu tạo

Hình 1.14 – Hình dáng nút ấn
Khi ấn nút thì tiếp điểm động bắt đầu mở mạch điện tiếp điểm thƣờng đóng và
đóng mạch điện tiếp điểm thƣờng mở.
1.2.2.9.

Cơng tắc chuyển mạch Vol và Ampe

Là khí cụ điện dùng để đo điện áp và dịng điện các pha

Hình 1.15 – Hình dáng cơng tắc Vol và Ampe
1.2.2.10. Đồng hồ Vol – Ampe
Nhiệm vụ dùng để hiển thị trị số điện áp và dịng điện

Hình 1.16 - Hình dáng đồng hồ Vol và Ampe
20


1.2.2.11. Động cơ không đồng bộ ba pha

a. Cấu tạo
Gồm 2 phần chính: phần tĩnh (stato), phần quay (rơ to), ngồi ra cịn có vỏ máy.

Hình 1.17 – Cấu tạo động cơ ba pha
*) Phần tĩnh (stato) : gồm lõi thép và dây quấn
Lõi thép stato hình trụ do các lá thép kỹ thuật điện đƣợc dập rãnh bên trong ghép
lại với nhau tạo thành các rãnh theo hƣớng trục, lõi thép đƣợc ép vào trong vỏ máy.
Dây quấn stato bằng dây dẫn bọc cách điện (dây điện từ) đƣợc đặt trong các rãnh
của lõi thép.
Vỏ máy làm bằng nhôm hoặc bằng gang, dùng để giữ chặt lõi thép và cố định
máy trên bệ. Hai đầu vỏ có nắp máy, ổ đỡ trục. Vỏ máy và nắp máy còn dùng để bảo
vệ máy.
*) Phần quay (rô to): gồm lõi thép, dây quấn và trục máy.
Gồm các lá thép kỹ thuật điện đƣợc dập rãnh ở mặt ngoài ghép lại tạo thành các
rãnh theo hƣớng trục, giữa lá thép có lổ để ghép trục
Dây quấn rôto của máy điện không đồng bộ có 2 kiểu: rơ to ngắn mạch (cịn gọi
rơ to lồng sóc) và rơ to dây quấn.
b. Ngun lý làm việc của động cơ điện KĐB.
khi ta cho dòng điện ba pha tần số f vào dây stato, sẽ tạo ra từ trƣờng quay P đôi
cực, quay với tốc độ là n1=60f/P, từ trƣờng này cắt các thanh dẫn của dây quấn roto,
cảm ứng các sức điện động. Vì dây quấn roto nối ngắn mạch, nên sức điện động cảm
ứng sẽ sinh ra dòng điện trong các thanh dẫn roto. Lực từ tác dụng tƣơng hổ giữa từ
trƣờng quay của máy với thanh dẫn mang dòng điện roto, kéo roto quay cùng chiều từ
trƣờng với tốc độ n.
Khi xác định chiều sức điện động cảm ứng theo quy tắc bàn tay phải, ta căn cứ
vào chiều chuyển động tƣơng đối của thanh dẫn đối với từ trƣờng, nếu coi từ trƣờng
đứng yên, thì chiều chuyển động tƣơng đối của thanh dẫn ngƣợc chiều với n 1, từ đó ta
21

áp dụng quy tắc bàn tay phải, xác định chiều sức điện động cảm ứng nhƣ hình vẽ (dấu
 chỉ chiều đi từ ngoài vào trong).

Chiều của lực từ xác định bằng quy tắc bàn tay trái, trùng với chiều n1.
Tốc độ n của máy nhỏ hơn tốc độ từ trƣờng quay n1 vì nếu tốc độ bằng nhau thì
khơng có sự chuyển động tƣơng đối, trong dây quấn roto khơng có sức điện động và
dịng điện cảm ứng, lực từ bằng không.
Độ chênh lệch giữa tốc độ từ trƣờng quay và tốc độ máy gọi là tốc độ trƣợt n2 : n2= n1n
* Hệ số trƣợt của tốc độ là: S=

n2 n1  n

n1
n1

* Khi roto đứng yên (n=0), hệ số trƣợt s=1; khi roto quay định mức s=0,020,06. Tốc độ động cơ là: n = n1(1-S) =

60 f
.(1  S ) .
P

Hình 1.19 – Sơ đồ nguyên lý động cơ ba pha

22


CHƢƠNG II. VẬN HÀNH BẢNG ĐIỆN
2.1. Vận hành bảng động lc
2.1.1. S nguyờn lý
A

B
C

TI

áT tô mát
tổng

C B A

N

A

B C

X

N
A

TC/ 0.4

Chức năng các thiết bị trong sơ đồ:
A, B, C tƣơng ứng là điện áp các pha
Ti : Là máy biến dòng
V : đồng hồ vol
A : đồng hồ đo ampe
N : Là dây trung tính
Đèn báo pha A

Đèn báo pha B
23

D

N

V

Áptômát 1

V

Áptômát 2

Áptômát 3


Đèn báo pha C

C B A

Công tắc chuyển mạch Vol

V

Công tắc chuyển mạch Ampe
C B A

A

TC/ 0.4 : Là thanh cái hạ áp 3 pha
Át tô mát 1 : là át tô mát ba pha nhánh 1
Át tô mát 2 : là át tô mát ba pha nhánh 2
Át tô mát 3 : là át tô mát ba pha nhánh 3
Ngun lý hoạt động :
Đóng át tơ mát tồng khi đó dịng điện đi từ át tổng qua thanh cái ba pha rồi đến
các át tô mát nhánh
Vặn công tắc chuyển mạch V để đo điện áp giữa các pha C – A ; A – C ; B – A –
C và điện áp pha C – N; A – N; B – N
Vặn công tắc chuyển mạch A để đo dòng điện 3 pha A, B, C
2.1.2. Quy trình vận hành mạch động lực
Bƣớc 1: Kiểm tra nguồn điện và đấu nguồn cho bảng
Bƣớc 2: Đóng át tơ mát tồng khi đó dịng điện đi từ át tổng qua thanh cái ba pha
rồi đến các át tô mát nhánh
Bƣớc 3: Vặn công tắc chuyển mạch V để đo điện áp giữa các pha R-S ; S-T; T-R
và điện áp pha R – N; S – N; T – N
Bƣớc 4 : Vặn công tắc chuyển mạch A để đo dòng điện 3 pha R, T, S

24


2.2. Vận hành mạch tự động đổi nối sao - tam giác động cơ không đồng bộ 3 pha
bằng rơle thời gian
2.2.1. Sơ đồ nguyên lý
Mạch động lực

Mạch điều khiển

220V  AC

A B C

CC
A1

B1 C1

ATM

D 3

M

5 K 7

Rth 9

1

1

3

Rth

9

KY15 KY

RN

K

17

K

D

7

11 RN
13

K
5

KY

11

K

K

KY

13
2.2.2. Nguyên lý làm việc

Mở máy: Tác động vào M1 cuộn dây KY có điện đóng tiếp điểm thƣờng mở
KY để duy trì và đóng 3 tiếp điểm KY bên mạch động lực, đồng thời cuộn dây role
thời gian Rth và cuộn dây K có điện, đóng tiếp điểm thƣờng mở K lại để duy trì và
đóng ba tiếp điểm K bên mạch động lực nối động cơ D với nguồn xoay chiều ba pha.
Lúc này động cơ D hoạt động ở chế độ sao (tốc độ thấp), sau khoảng thời gian chỉnh
định thì tiếp điểm thƣờng đóng mở chậm Rth mở ra ngắt điện vào cuộn dây KY thì tiếp
điểm thƣờng mở KY mở ra và tiếp điểm thƣờng đóng KY đóng lại, cuộn dây K∆ có
điện đóng ba tiếp điểm K∆ bên mạch động lực và lúc này động cơ chuyển sang làm
việc ở chế độ tam giác (tốc độ cao).
Dừng máy: Tác động vào nút dừng D toàn bộ mạch mất điện và động cơ dừng
quay.

25