Thiết kế và xây dựng bài thí nghiệm thực hành động cơ không đồng bộ ba pha

Khãa luËn tèt nghiÖp

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Ban chủ nhiệm khoa Vật lý
cùng các thầy cô giáo trong khoa Vật lý, đặc biệt là các thầy cô trong tổ Vật
lý - kỹ thuật, trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 đã tạo điều kiện thuận lợi cho
tôi hoàn thành khoá luận tốt nghiệp này.
Tôi cũng xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành, sâu sắc của mình tới thầy
giáo Ngô Tuấn Đức, người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi hoàn thành
khoá luận này.
Nhân dịp này cho tôi được gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn
bè đã luôn ở bên tôi động viên tạo điều kiện giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá
trình thực hiện và hoàn thiện khoá luận tốt nghiệp.

Hà Nội, tháng 5 năm 2009
Người thực hiện

Khuất Thị Thanh

KhuÊt ThÞ Thanh – K31C – SPKT

1


Khãa luËn tèt nghiÖp

LỜI CAM ĐOAN
Tên tôi là: Khuất Thị Thanh
Sinh viên lớp K31C - Khoa Vật lý - Ngành Sư phạm kỹ thuật, trường
Đại học Sư phạm Hà Nội 2.

Tôi xin cam đoan những nội dung mà tôi đã trình bày trong khoá luận
này là kết quả quá trình nghiên cứu của bản thân dưới sự hướng dẫn tận tình
của thầy giáo Ngô Tuấn Đức. Những nội dung này chưa từng được công bố
trong khoá luận nào khác.

Hà Nội, tháng 5 năm 2009
Người thực hiện

Khuất Thị Thanh

KhuÊt ThÞ Thanh – K31C – SPKT

2


Khãa luËn tèt nghiÖp

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
LỜI CAM ĐOAN
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU…………………………………………………………………... 5
1. Lý do chọn đề tài…………………………………………………............. 5
2. Phạm vi nghiên cứu………………………………………………………. 5
3. Mục đích nghiên cứu……………………………………………………... 5
4. Đối tượng nghiên cứu…………………………………………………….. 5
5. Phương pháp nghiên cứu…………………………………………………. 6
6. Bố cục khoá luận…………………………………………………………. 6
NỘI DUNG………………………………………………………………… 7
Căn cứ để xây dựng bài thí nghiệm – thực hành……………………………. 7

Mục đích của bài thí nghiệm – thực hành………………………………....... 7
Chương 1: SƠ LƯỢC LÝ THUYẾT…………………………………....... 8
1.1. Cấu tạo của động cơ không đồng bộ ba pha……………………………. 8
1.2. Những lượng định mức cơ bản………………………………………... 10
1.3. Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ ba pha……………… 10
1.4. Cách xác định các đầu dây…………………………………………..... 11
1.5. Cách đấu dây động cơ trên hộp đầu dây………………………………. 12
1.6. Cách khởi động động cơ không đồng bộ ba pha……………………… 14
Chương 2: CÁC THIẾT BỊ CẦN DÙNG CHO BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH…………………………………………………………….. 18
2.1. Các thiết bị cần có…………………………………………………….. 18
2.2. Mô tả một số thiết bị…………………………………………………... 18

KhuÊt ThÞ Thanh – K31C – SPKT

3


Khãa luËn tèt nghiÖp

Chương 3: THỨ TỰ THÍ NGHIỆM - THỰC HÀNH BÀI “ĐỘNG CƠ
KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA”………………………………………….. 26
3.1. Tìm hiểu sơ lược về động cơ………………………………………….. 26
3.2. Xác định đầu dây các pha……………………………………………... 26
3.3. Xác định cực tính các cuộn dây……………………………………….. 27
3.4. Đo cách điện giữa các cuộn dây với nhau và giữa cuộn dây với vỏ
máy………………………………………………………………………… 28
3.5. Khởi động động cơ……………………………………………………. 29
3.6. Các chú ý khi làm thí nghiệm - thực hành động cơ không đồng bộ ba
pha…………………………………………………………………………. 36
Chương 4: TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC BÀN THÍ NGHIỆM VÀ BỐ

TRÍ CÁC THIẾT BỊ TRÊN BÀN THÍ NGHIỆM - THỰC HÀNH….. 37
4.1. Các yêu cầu chung…………………………………………………….. 37
4.2. Tính toán kích thước bàn thí nghiệm trong phòng thí nghiệm - thực
hành………………………………………………………………………... 37
4.3. Bố trí thiết bị trên bàn thí nghiệm - thực hành bài: “ĐỘNG CƠ KHÔNG
ĐỒNG BỘ BA PHA”……………………………………………………… 39
4.4. Nhận xét chung………………………………………………………... 40
Chương 5: CÁC PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN CHO BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH…………………………………………………………….. 41
5.1. Cấp điện từ mạng điện vào bài thí nghiệm…………………………… 41
5.2. Cấp điện từ mạng điện vào bàn thí nghiệm…………………………… 42
5.3. Nhận xét, đánh giá…………………………………………………….. 45
KẾT LUẬN CHUNG…………………………………………………….. 46
TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………….. 47

KhuÊt ThÞ Thanh – K31C – SPKT

4


Khãa luËn tèt nghiÖp

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Trong chương trình kỹ thuật điện có bài thí nghiệm - thực hành về
động cơ không đồng bộ ba pha. Hiện nay, các thiết bị cần thiết sử dụng cho
bài thí nghiệm - thực hành hầu như tương đối đầy đủ. Tuy nhiên, ở trường Đại
học Sư phạm Hà Nội 2, tài liệu viết về bài thí nghiệm - thực hành chưa có.
Khi lên phòng thực hành, sinh viên gặp nhiều khó khăn trong quá
trình thực hiện bài thực hành, phải cần sự giúp đỡ rất nhiều của các giáo viên
hướng dẫn thực hành.

Do đó, một tài liệu đầy đủ và hoàn chỉnh về bài thí nghiệm - thực
hành động cơ không đồng bộ ba pha cho chương trình kỹ thuật điện của sư
phạm lý và sư phạm kỹ thuật ở trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 là rất cần
thiết. Chính vì lý do đó mà tôi đã lựa chọn đề tài: “Thiết kế và xây dựng bài
thí nghiệm - thực hành động cơ không đồng bộ ba pha”.
2. Phạm vi nghiên cứu
- Kiến thức đã học trong chương trình kỹ thuật điện về động cơ không
đồng bộ ba pha.
- Các giáo trình tài liệu có liên quan.
3. Mục đích nghiên cứu
- Giúp người học nắm bắt được kiến thức chung về động cơ không
đồng bộ ba pha.
- Giúp người học sử dụng dễ dàng các thiết bị trong bài thí nghiệm thực hành động cơ không đồng bộ ba pha và tự mình thực hiện các bước làm
trong bài thực hành.
4. Đối tượng nghiên cứu
Bài thí nghiệm - thực hành động cơ không đồng bộ ba pha.
5. Phương pháp nghiên cứu
Kết hợp giữa phương pháp thực nghiệm và lý thuyết.

KhuÊt ThÞ Thanh – K31C – SPKT

5


Khãa luËn tèt nghiÖp

6. Bố cục khoá luận
Ngoài phần mở đầu, kết luận chung, danh mục tài liệu tham khảo,
khoá luận gồm 5 chương nội dung:
Chương 1: Sơ lược lý thuyết

Chương 2: Các thiết bị cần dùng cho bài thí nghiệm - thực hành
Chương 3: Thứ tự thí nghiệm - thực hành bài “Động cơ không đồng
bộ ba pha”
Chương 4: Tính toán kích thước bàn thí nghiệm và bố trí các thiết bị
trên bàn thí nghiệm - thực hành
Chương 5: Các phương án cấp điện cho bài thí nghiệm - thực hành

KhuÊt ThÞ Thanh – K31C – SPKT

6


Khãa luËn tèt nghiÖp

NỘI DUNG
Căn cứ để xây dựng bài thí nghiệm - thực hành
Theo chương trình thí nghiệm kỹ thuật điện của sư phạm kỹ thuật ở
trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2:
Bài 6: Động cơ không đồng bộ ba pha
VI.1. Xác định cực tính, đầu dây, đo điện trở cách điện.
VI.2. Bảo dưỡng sửa chữa.
VI.3. Khảo sát chất lượng.
VI.4. Thí nghiệm thực hành lắp đặt đo đạc động cơ.
- Khởi động trực tiếp.
- Khởi động sao - tam giác.
- Khởi động dùng máy biến áp tự ngẫu.
- Hãm.
- Đưa động cơ ba pha về làm việc ở lưới điện một pha.
Mục đích của bài thí nghiệm - thực hành
- Xác định các thông số của động cơ.

- Xác định các cuộn dây stato của động cơ: Tìm điểm đầu và điểm cuối
của các cuộn dây. Đo cách điện giữa các cuộn dây, giữa các cuộn dây với vỏ
máy.
- Tìm hiểu các cách khởi động động cơ: Trực tiếp, gián tiếp.

KhuÊt ThÞ Thanh – K31C – SPKT

7


Khãa luËn tèt nghiÖp

Chương 1: SƠ LƯỢC LÝ THUYẾT
1.1 Cấu tạo của động cơ không đồng bộ ba pha
Động cơ không đồng bộ ba pha gồm có 2 phần chính: Stato (phần
tĩnh), rôto (phần động).

Hình 1.1: Động cơ không đồng bộ ba pha đã tháo rời
1: Stato, 2: Rôto
1.1.1 Stato
Stato là phần tĩnh gồm 2 bộ phận chính là lõi thép và dây quấn, ngoài
ra còn có vỏ máy và nắp máy.
Lõi thép stato do các lá thép kỹ thuật điện được dập rãnh bên trong
ghép lại với nhau tạo thành hình trụ rỗng, phía trong có các rãnh theo hướng
trục. Lõi thép được ép vào trong vỏ máy.
Dây quấn được chia thành ba pha đặt trong các rãnh lõi thép, xung
quanh có bọc các lớp cách điện để cách điện với các lõi thép. Ba pha dây quấn
đặt cách nhau 1200 điện và tạo thành 6 đầu dây ra ở hộp đầu dây trên vỏ máy.
Vỏ máy làm bằng nhôm hoặc gang, dùng để giữ chặt lõi thép và cố
định máy trên bệ. Hai đầu vỏ có nắp máy để đỡ trục rôto và bảo vệ dây quấn.

KhuÊt ThÞ Thanh – K31C – SPKT

8


Khãa luËn tèt nghiÖp

1.1.2 Rôto
Rôto là phần quay gồm lõi thép, dây quấn, trục máy.
Lõi thép rôto gồm các lá thép kỹ thuật điện ghép lại, ở mặt ngoài có
xẻ rãnh để đặt dây quấn rôto, ở giữa có lỗ để lắp trục quay.
Trục máy làm bằng thép tốt và được đỡ trên nắp máy nhờ ổ lăn hay ổ
trượt.
Dây quấn rôto có 2 kiểu: Rôto lồng sóc, rôto dây quấn.
+ Loại rôto lồng sóc: Trong các rãnh của lõi thép rôto đặt các thanh
dẫn, hai đầu nối với hai vòng ngắn mạch tạo thành lồng sóc.

a)

b)

c)

Hình 1.2.a. Cấu tạo rôto lồng sóc
a) Lá thép; b) Lồng sóc; c) Rôto lồng sóc

+ Loại rôto dây quấn: Trong rãnh lõi thép rôto đặt dây quấn ba pha.
Dây quấn rôto thường nối sao, ba đầu ra nối với ba vòng tiếp xúc bằng đồng,
cố định trên trục rôto và được cách điện với trục. Tỳ trên ba vòng tiếp xúc là

ba chổi than để nối mạch điện với biến trở bên ngoài để mở máy hoặc điều
chỉnh tốc độ.

Hình 1.2.b. Cấu tạo của rôto dây quấn.
1. Dây quấn ba pha; 2. Vòng tiếp xúc; 3. Trục

KhuÊt ThÞ Thanh – K31C – SPKT

9


Khãa luËn tèt nghiÖp

1.2 Những lượng định mức cơ bản
Trên vỏ động cơ đều có gắn biển máy, trong đó có ghi các lượng định
mức cơ bản sau:
- Công suất định mức là công suất cơ mà máy đưa ra.
- Điện áp dây định mức Uđm và dòng điện dây định mức Iđm, thường
được ghi như sau:
∆/Y – 220/380V – 7,5/4,3A
Như vậy có nghĩa là điện áp dây lưới điện bằng 220V thì ta nối dây
quấn stato theo hình tam giác và dòng điện dây định mức tương ứng là 7,5A.
Khi điện áp dây lưới điện bằng 380V thì dây quấn stato nối theo hình sao,
dòng điện định mức là 4,3A.
- Hiệu suất định mức: ηđm
- Hệ số công suất định mức: cos φđm
- Tốc độ quay định mức: nđm (V/ph)
- Tần số định mức
1.3. Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ ba pha
Khi ta cho dòng điện ba pha tần số f vào ba dây quấn stato, sẽ tạo ra

từ trường quay, từ trường này quay với tốc độ:

n1 

60 f
p

Trong đó:
f: tần số dòng điện lưới
p: số đôi cực từ của stato
Từ trường quay cắt các thanh dẫn rôto, cảm ứng các sức điện động.
Do các thanh dẫn rôto được nối ngắn mạch nên sức điện động cảm ứng sẽ
sinh ra dòng trong các thanh dẫn rôto. Lực tác dụng tương hỗ giữa từ trường
quay với thanh dẫn mang dòng điện rôto, kéo rôto quay cùng chiều quay từ
trường với tốc độ n.

KhuÊt ThÞ Thanh – K31C – SPKT

10


Khãa luËn tèt nghiÖp

Hình 1.3. Nguyên lý hoạt động của động cơ điện không đồng bộ.

Tốc độ n của động cơ nhỏ hơn tốc độ từ trường quay n1. Vì nếu tốc độ
bằng nhau thì không có sự chuyển động tương đối, trong dây quấn rôto sẽ
không có sức điện động và dòng điện cảm ứng, lực điện từ bằng không.
Độ chênh lệch giữa tốc độ từ trường quay và tốc độ máy gọi là tốc độ
trượt n2:

n 2 = n1 – n
Hệ số trượt của tốc độ là:
S

n2 n1  n

n1
n1

Khi rôto đứng yên (n = 0), hệ số trượt S = 1
Thực tế, khi rôto quay định mức, hệ số trượt S = 0,02 ÷ 0,06
Tốc độ động cơ là:
n  n1 (1  S ) 

60 f
(1  S ) vòng/phút
p

1.4. Cách xác định các đầu dây
Trong trường hợp ở hộp đầu dây không ghi rõ các đầu A, B, C, X, Y, Z
thì ta phải xác định chúng. Có thể dùng mêgomkế (MΩ) hoặc đồng hồ vạn
năng để đo điện trở các cuộn dây.
Cách 1: Dùng Mêgomkế (MΩ)
- Mắc MΩ song song với hai đầu của một cuộn dây.
- Đọc giá trị điện trở đo được trên MΩ.

KhuÊt ThÞ Thanh – K31C – SPKT

11

Khãa luËn tèt nghiÖp

+ Nếu giá trị R ≈ 3 MΩ

hai đầu dây không trong cùng một cuộn

dây (không cùng một pha dây quấn).
+ Nếu giá trị R ≈ 0

hai đầu dây cùng một pha dây quấn.

Sơ đồ: Hình 1.4
Cách 2: Dùng đồng hồ vạn năng (AVΩ)
- Để đồng hồ vạn năng (AVΩ) ở thang đo điện trở (x1, x10, x100,…).
- Chuẩn 0: chập hai que đo, chỉnh cho kim đồng hồ về vị trí 0.
- Mắc đồng hồ song song với hai đầu cuộn dây.
- Đọc giá trị điện trở đo được trên AVΩ:
+ Nếu giá trị R = ∞

hai đầu cuộn dây không cùng một pha dây

quấn.
+ Nếu giá trị R ≈ 0

hai đầu dây cùng pha dây quấn.

Sơ đồ: Hình 1.5

1.5. Cách đấu dây động cơ trên hộp đầu dây

Khi đã quấn xong, các đầu đầu (A, B, C) và các đầu cuối (X, Y, Z) của
các pha dây quấn stato được đưa ra hộp đầu dây ở vỏ máy. Căn cứ vào điện
áp của lưới điện và điện áp định mức mà ta nối các cuộn dây stato thành hình
sao (Y) hoặc thành hình tam giác (∆).

KhuÊt ThÞ Thanh – K31C – SPKT

12


Khãa luËn tèt nghiÖp

Cách 1: Đấu theo hình sao (Y)
Nối theo hình sao là cách nối ba đầu cuối của các pha với nhau (X ≡ Y
≡ Z). Các đầu đầu A, B, C nối với nguồn.
Nếu động cơ có ghi

/Y – 220/380 V và lưới điện có Ud = 380 V thì ta

phải đấu sao.
Sơ đồ: Hình 1.6

Cách 2: Đấu theo hình tam giác (∆)
Nối theo hình tam giác là cách nối lấy đầu đầu pha này nối với đầu cuối
pha kia. A ≡ Z, B ≡ X, C ≡ Y.
Nếu động cơ có ghi

/Y – 220/380 V và lưới điện có Ud = 220 V thì ta

phải đấu tam giác.

Sơ đồ: Hình 1.7

KhuÊt ThÞ Thanh – K31C – SPKT

13


Khãa luËn tèt nghiÖp

1.6. Cách khởi động động cơ không đồng bộ ba pha
Khi mở máy động cơ cần phải có mômen mở máy tương đối lớn đủ để
khắc phục được mômen cản ban đầu của phụ tải. Khi mở máy thường thì
dòng mở máy (Im) = 4 ÷ 5 lần dòng điện định mức (Iđm). Do đó, làm cho điện
áp của mạng điện tụt xuống và ảnh hưởng rất lớn đến các phụ tải khác. Đồng
thời động cơ có thể không mở máy được hoặc thời gian mở máy rất lâu. Vì
vậy, cần phải đưa ra một số biện pháp mở máy chủ yếu để giảm nhỏ dòng
điện mở máy.
Để mở máy động cơ ba pha loại lồng sóc, ta có các cách sau:
1.6.1. Khởi động trực tiếp
Đây là biện pháp khởi động đơn giản nhất, chỉ việc đóng trực tiếp động
cơ vào lưới điện. Hình 1.8
Phương pháp này dùng được khi công suất mạng điện (hoặc nguồn
điện) lớn hơn công suất động cơ nhiều.
Ưu điểm: Mở máy sẽ rất nhanh và đơn giản.
Nhược điểm: Dễ gây tụt điện áp mạng rất nhiều, thời gian mở máy lâu
có thể làm chảy cầu chì bảo vệ, đồng thời hại cho động cơ.

KhuÊt ThÞ Thanh – K31C – SPKT

14

Khãa luËn tèt nghiÖp

1.6.2. Khởi động gián tiếp
Đây là phương pháp khởi động sử dụng các thiết bị chỉnh điện áp đặt
vào động cơ.
Ưu điểm: Khi mở máy ta có thể điều chỉnh giảm điện áp đặt vào động
cơ nên làm giảm được dòng điện mở máy.
Nhược điểm: Phương pháp này mômen mở máy giảm rất nhiều nên nó
chỉ sử dụng được đối với trường hợp không yêu cầu mômen mở máy lớn.
Ta có một số phương pháp khởi động gián tiếp:
Khởi động gián tiếp qua điện trở làm giảm điện áp đặt vào stato khi mở
máy:
Điện áp mạng được đặt vào động cơ qua điện áp kháng ĐK. Hình 1.9
Cầu dao CD2 dùng để nối tắt động cơ với nguồn.
Cầu dao CD1 dùng để nối động cơ với nguồn qua các điện kháng ĐK.
Lúc mở máy, cầu dao CD2 mở, cầu dao CD1 đóng. Khi động cơ đã
quay ổn định thì đóng cầu dao CD2 để ngắt mạch điện kháng.
Nhờ có điện áp rơi trên điện kháng mà điện áp trực tiếp đặt vào động
cơ giảm đi. Dòng điện sẽ giảm đi k lần nhưng mômen mở máy cũng giảm đi k
lần (vì mômen tỷ lệ với bình phương điện áp).

KhuÊt ThÞ Thanh – K31C – SPKT

15


Khãa luËn tèt nghiÖp

Khởi động gián tiếp qua biến áp tự ngẫu:
Đây là cách khởi động mà ta đưa điện áp lưới đặt vào động cơ thông qua
biến áp tự ngẫu. Điện áp đặt vào động cơ là điện áp thứ cấp của máy biến áp
tự ngẫu. Ta thay đổi vị trí con chạy để cho lúc mở máy điện áp đặt vào động
cơ nhỏ, sau đó dần dần tăng lên bằng giá trị Uđm.

KhuÊt ThÞ Thanh – K31C – SPKT

16


Khãa luËn tèt nghiÖp

Khởi động theo phương pháp đổi nối sao - tam giác:
Phương pháp này chỉ dùng được với những động cơ khi làm việc bình
thường dây quấn stato nối theo hình tam giác.
Khi mở máy nối hình sao để điện áp đặt vào mỗi pha giảm 3 lần. Sau khi
mở máy nối lại thành hình tam giác. Trên hình 1.11, khi mở máy đóng cầu
dao sang phía Y, mở máy xong đóng sang ∆.
Mở máy kiểu đổi nối sao - tam giác, dòng điện mở máy giảm đi 3 lần,
mômen giảm 3 lần.

KhuÊt ThÞ Thanh – K31C – SPKT

17


Khãa luËn tèt nghiÖp

Chương 2: CÁC THIẾT BỊ CẦN DÙNG CHO BÀI THÍ

NGHIỆM - THỰC HÀNH
2.1. Các thiết bị cần có
1. Một động cơ không đồng bộ ba pha
2. Một biến áp tự ngẫu ba pha
3. Ba vôn kế xoay chiều
4. Ba ampe kế xoay chiều
5. Một Mêgomkê, một đồng hồ vạn năng
6. Một bảng điện đã bố trí sẵn: một rơle thời gian, các chốt cắm, các
công tắc tơ, nút ON/OFF
7. Một số dây nối
8. Cầu dao, cầu chì, áptômát
2.2. Mô tả một số thiết bị
2.2.1. Nút ấn
Nút ấn là thiết bị điện để điều khiển từ xa (có khoảng cách) đóng, ngắt
tự động mạch điện (mạch điện động cơ điện ….)
Có 2 loại:
+ Nút ấn thường mở
+ Nút ấn thường đóng.
Nút ấn thường mở
-

Cấu tạo và kí hiệu:

1. Tiếp điểm động.

3. Lò xo.

2. Tiếp điểm tĩnh.

4. Kí hiệu nút ấn thường mở

KhuÊt ThÞ Thanh – K31C – SPKT

18


Khãa luËn tèt nghiÖp

- Nguyên lí hoạt động:
Khi ta ấn nút ấn thường mở theo chiều mũi tên thì tiếp điểm đóng lại,
nối mạch điện.
Khi ta bỏ tay ra, nhờ lò xo phản hồi, tiếp điểm lại trở về vị trí ban đầu
là hở mạch.
Nút ấn thường đóng
- Cấu tạo và kí hiệu:

3. Tiếp điểm động.

3. Lò xo.

4. Tiếp điểm tĩnh.

4. Kí hiệu nút ấn thường đóng.

- Nguyên lí hoạt động:
Khi ấn nút ấn thường đóng theo chiều mũi tên thì tiếp điểm mở ra, cắt
mạch điện.
Khi ta bỏ tay ra, nhờ lò xo phản hồi, tiếp điểm lại trở về vị trí ban đầu
là đóng mạch.
2.2.2. Công tắc tơ

Khái niệm:
Công tắc tơ là khí cụ điện dùng để đóng, ngắt thường xuyên các mạch
điện động lực từ xa, bằng tay hay tự động.

KhuÊt ThÞ Thanh – K31C – SPKT

19


Khãa luËn tèt nghiÖp

Cấu tạo:
Cuộn dây
Nút ấn thường đóng
Nút ấn thường mở
Tiếp điểm thường đóng
Tiếp điểm thường mở
Lõi thép

Nguyên lý làm việc:
- Khi không có dòng điện đi qua cuộn dây, công tắc tơ không hoạt động
tiếp điểm thường mở vẫn mở, tiếp điểm thường đóng vẫn đóng.
- Khi ấn nút Nđ sẽ có dòng điện đi vào cuộn dây của công tắc tơ, công
tắc tơ hoạt động do đó tiếp điểm thường mở đóng lại, tiếp điểm thường đóng
mở ra.
- Khi thả tay ra khỏi nút ấn Nđ không có dòng điện đi vào cuộn dây. Do
đó để duy trì hoạt động của công tắc tơ người ta thường thiết kế một tiếp điểm
thường mở mắc song song với nút ấn Nđ và tiếp điểm thường mở do cuộn dây
của công tắc tơ điều khiển.
Công dụng của công tắc tơ:

- Dùng để điều khiển từ xa, thay thế cầu dao đóng, ngắt các mạch điện.
- Đảm bảo được an toàn cho người sử dụng.
- Công tắc tơ có dòng điện nhỏ có thể điều khiển được tải có dòng điện
lớn.

KhuÊt ThÞ Thanh – K31C – SPKT

20


Khãa luËn tèt nghiÖp

* Một số hình ảnh của công tắc tơ

2.2.3. Máy biến áp tự ngẫu ba pha
Trong trường hợp cần biến đổi điện áp trong phạm vi không lớn lắm,
nghĩa là điện áp sơ cấp và thứ cấp khác nhau không nhiều, người ta dùng máy
biến áp tự ngẫu.
Máy biến áp tự ngẫu khác máy biến áp hai dây quấn ở chỗ là dây quấn
thứ cấp và dây quấn sơ cấp có một phần chung, nên ngoài sự liên hệ qua từ
thông chính  , các dây quấn sơ cấp và thứ cấp còn liên hệ trực tiếp với nhau
về điện.
Máy biến áp tự ngẫu ba pha là ba biến áp tự ngẫu 1 pha gắn trên một
trục quay.

KhuÊt ThÞ Thanh – K31C – SPKT

21

Khãa luËn tèt nghiÖp

Cách sử dụng: Máy biến áp tự ngẫu ba pha làm cho nguồn có khả năng
điều chỉnh được điện áp đầu ra theo yêu cầu.Vì vậy muốn điều chỉnh điện áp
động cơ, thiết bị... ở một giá trị điện áp định mức thì ta chỉ cần xoay núm điều
chỉnh để kim chỉ vào giá trị cần dùng (chú ý quan sát giá trị trên vônkế)
Hình ảnh máy biến áp tự ngẫu

KhuÊt ThÞ Thanh – K31C – SPKT

22


Khãa luËn tèt nghiÖp

2.2.4. Cầu dao
Cầu dao là loại thiết bị điện dùng để đóng, cắt điện bằng tay, đơn giản
nhất, được sử dụng trong mạch điện có điện áp 220V điện một chiều và 380V
điện xoay chiều.
Cầu dao thường dùng để đóng cắt mạch điện công suất nhỏ và khi làm
việc không phải đóng cắt nhiều lần. Nếu điện áp mạch điện cao hơn hoặc
mạch điện có công suất trung bình và lớn thì cầu dao làm nhiệm vụ cách li
hoặc chỉ đóng cắt khi không tải. Sở dĩ như vậy vì khi cắt mạch, hồ quang sinh
ra sẽ rất lớn, tiếp xúc sẽ bị phá hủy trong một thời gian ngắn dẫn đến phát
sinh hồ quang giữa các pha, gây nguy hiểm cho người thao tác và hỏng thiết
bị.
Để đảm bảo cắt điện tin cậy, chiều dài lưỡi dao phải đủ lớn (lớn hơn
50cm) và để an toàn lúc đóng cắt, cần có biện pháp dập tắt hồ quang, tốc độ di
chuyển lưỡi dao tiếp xúc càng nhanh, thời gian dập tắt hồ quang càng ngắn, vì
thế người ta làm thêm lưỡi dao phụ có lò xo bật nhanh ở các cầu dao có dòng

điện một chiều lớn hơn 30A.

Hai cực

Ba cực

Cấu tạo và kí kiệu cầu dao
1.Tiếp điểm động (lưỡi dao); 2.Tiếp điểm tĩnh; 3.Đế cách điện

Theo kết cấu người ta phân ra loại 1 cực, 2 cực, 3 cực hoặc 4 cực.
Theo điện áp phân ra điện áp định mức 250V, 500V.

KhuÊt ThÞ Thanh – K31C – SPKT

23


Khãa luËn tèt nghiÖp

Theo dòng điện định mức có các loại: 15; 25; 30; 40; 60; 75; 100; 150;
200; 300; 350; 600; 1000A.
Theo điều kiện bảo vệ có loại không có hộp, có loại có hộp che chắn.
Theo yêu cầu sử dụng có loại cầu dao có cầu chì bảo vệ và loại không
có cầu chì bảo vệ.
2.2.5. Cầu chì
Cầu chì là loại thiết bị điện dùng để bảo vệ các thiết bị điện và mạch
điện tránh quá dòng điện (chủ yếu là dòng điện ngắn mạch). Trong mạng điện
ta thường thấy cầu chì bảo vệ các dây điện và cáp, bảo vệ đồ dùng điện gia
đình, bảo vệ máy biến áp, động cơ điện…
Hai phần tử cơ bản của cầu chì là: dây chảy và thiết bị dập hồ quang

(phần tử dập hồ quang thường gặp ở cầu chì cao áp).
Dây chảy là phần tử quan trọng nhất, để cắt mạch điện khi có sự cố một
cách tin cậy, dây chảy cần thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Không bị oxy hóa.
- Dẫn điện tốt.
- Nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp.
- Kim loại vật liệu ít.
- Quán tính nhiệt phải nhỏ.
Để giảm nhiệt độ tác động, người ta phải dùng 2 biện pháp:
- Dùng dây dẹt có lỗ thắt lại để giảm tiết diện.
- Dùng dây tròn, trên một số đoạn hàn thêm một số vảy kim loại có
nhiệt độ nóng chảy thấp.
Cấu tạo của cầu chì có các loại sau: loại hở, loại vặn, loại hộp, loại kín
không có cát thạch anh, loại kín trong ống có cát thạch anh.
Cầu chì có đặc điểm là đơn giản, kích thước bé, khả năng cắt (bảo vệ)
lớn và giá thành thấp, do đó cầu chì vẫn được ứng dụng rộng.

KhuÊt ThÞ Thanh – K31C – SPKT

24


Khãa luËn tèt nghiÖp

2.2.6. Rơle thời gian
Rơle thời gian có đặc tính: Khi có tín hiệu vào rơle thì sau một thời
gian xác định, rơle mới phát tín hiệu ở đầu ra (gọi là rơle trễ thời gian
hoặc bộ trễ).
Ký hiệu rơle thời gian trong sơ đồ mạch điện:

KhuÊt ThÞ Thanh – K31C – SPKT

25