Đề cương bài giảng: Trang bị điện - điện tử

Đề cương bài giảng

Trang bị điện ­ điện tử

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, trong các lĩnh vực sản xuất của nền kinh tế quốc dân, điện khí hoá,  
cơ  khí hoá và tự  động hoá liên quan chặt chẽ  với nhau. Đòi hỏi những kỹ  sư  điện,  
kỹ  sư  cơ  khí cần được trang bị  những kiến thức rất cơ  bản về  các phần tử  điều  
khiển, các phần tử bảo vệ và các khâu bảo vệ. Các nguyên tắc điều khiển tự động  
truyền động điện và hệ thống trang bị điện điện tử nhóm náy cắt kim loại.
Giáo trình trang bị điện ­ điện tử  được biên soạn với các nội dung cô đọng,  
đầy đủ  theo yêu cầu của chương trình môn học trang bị  điện ­ điện tử, nhằm cung  
cấp cho sinh viên chuyên ngành điện nghiên cứu môn mọc này được dễ dàng và hiệu  
quả  hơn. Ngoài ra có thể được dùng làm tài liệu tham khảo cho sinh viên ngành cơ  
khí hàn, cơ  khí chế  tạo và các bạn đọc. Tài liệu được lưu hành nội bộ  tại trường  
Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên.  
Giáo trình này đã qua chỉnh sửa và tái bản 1 lần nhưng vẫn không thể  tránh  
khỏi những sai sót, Nhóm biên soạn chúng tôi rất mong nhận được sự  đóng góp ý  
kiến của bạn đọc, các em sinh viên và đồng nghiệp để  giáo trình được hoàn thiện  
hơn.
Hưng Yên, ngày 01 tháng 01 năm 2008
    Nhóm biên soạn

Biên soạn: Trần Văn Chương ­ Đỗ Tuấn Khanh ­ Trần Thị Ngoạt

    1


Đề cương bài giảng

Trang bị điện ­ điện tử

Biên soạn: Trần Văn Chương ­ Đỗ Tuấn Khanh ­ Trần Thị Ngoạt

    2


Đề cương bài giảng

Trang bị điện ­ điện tử

MỤC LỤC

Chương 1: Các phần tử điều khiển và các khâu bảo vệ điển hình
1.1 Các phần tử bảo vệ 
1.1.1 Cầu chảy  
1.1.2 Rơle nhiệt 
1.1.3 Áptomát 
1.2 Các phần tử điều khiển 
1.2.1 Công tắc 
1.2.2 Nút ấn 
1.2.3 Cầu dao 
1.2.4 Bộ khống chế 
1.2.5 Công tắc tơ. 
1.3 Rơle 
1.3.1 Rơle điện tử 
1.3.2 Rơle trung gian 
1.3.3 Rơle dòng điện, rơle điện áp 
1.3.4 Rơle thời gian 
1.4 Các khâu bảo vệ điển hình 
1.4.1 Ý nghĩa của bảo vệ 

1.4.2 Bảo vệ ngắn mạch 
1.4.3 Bảo vệ quá tải  
Chương 2: Các nguyên tắc cơ bản điều khiển tự động truyền động điện 
2.1 Khái niệm chung. 
2.2 Các nguyên tắc điều khiển hệ thống truyền động điện kiểu hở 
2.2.1 Nguyên tắc điều khiển theo thời gian 
 2.2.2 Nguyên tắc điều khiển theo tốc độ 
2.2.3 Nguyên tắc điều khiển theo dòng điện 
2.2.4 Nguyên tắc điều khiển theo hành trình 
2.3 Nguyên tắc điều khiển truyền động điện kiểu kín 
2.3.1 Khâu phản hồi âm điện áp  
2.3.2 Khâu phản hồi âm tốc độ 
2.3.3 Khâu phản hồi âm dòng có ngắt 
2.4 Một số sơ đồ điều khiển động cơ điện 
Chương 3: Trang bị điện nhóm máy cắt kim loại(MCKL) 
3.1 Yêu cầu chung về trang bị điện MCKL 
3.2 Trang bị điện máy tiện 
3.3 Trang bị điện máy bào giường 
3.4 Trang bị điện máy doa 

Biên soạn: Trần Văn Chương ­ Đỗ Tuấn Khanh ­ Trần Thị Ngoạt

3
4
5
6
7
8
10
11

13
14
15

17
18
19
22
25
26
27
30
32
33
37
40
48
55

    3


Đề cương bài giảng

Trang bị điện ­ điện tử

3.5 Trang bị điện máy mài 

Biên soạn: Trần Văn Chương ­ Đỗ Tuấn Khanh ­ Trần Thị Ngoạt

58

    4


Đề cương bài giảng

Trang bị điện ­ điện tử

CHƯƠNG 1: CÁC PHẦN TỬ ĐIỀU KHIỂN VÀ CÁC KHÂU BẢO VỆ ĐIỂN HÌNH

1.1 Các phần tử bảo vệ
1.1.1

Cầu chì: 

Là một loại khí cụ  dùng để  bảo vệ  cho thiết bị  điện và tránh lưới điện khỏi  
dòng điện ngắn mạch.
Bộ  phận cơ  bản của cầu chì là dây chảy. Dây chảy thường làm bằng các vật 
liệu có nhiệt độ nóng chảy thấp; Với những dây chảy trong mạch có dòng điện làm  
việc lớn, có thể  làm bằng các vật liệu có nhiệt độ  nóng chảy cao nhưng tiết diện  
nhỏ thích hợp.
Dây chảy thường là những dây tiết diện tròn bằng các lá chì, kẽm, hợp kim chì 
thiếc, nhôm hay đồng được dập, cắt theo các hình dạng như  hình 1.1. Dây chảy  
được kẹp chặt bằng vít vào đế cầu chì, có nắp cách điện để tránh hồ quang bắn tung 
tóe ra xung quanh khi dây chảy đứt.

Hình 1.1 Một số hình dạng dây chảy 

Hình 1.2 Đặc tính A­s của dây chảy 

Đặc tính cơ bản của dây chảy là đặc tính thời gian – dòng điện A – s như đường 
1 hình 1.2. Dòng điện qua dây chảy càng lớn, thời gian chảy đứt càng nhỏ.
Để bảo vệ được đối tượng cần bảo vệ với một dòng điện nào đó trong mạch, 
dây chảy phải đứt trước khi đối tượng bị phá huỷ. Do đó, đường đặc tính A – s của 
dây chảy phải nằm dưới đặc tính của đối tượng cần bảo vệ (đường 1).
Thực tế thì dây chảy thường có đặc tính như đường 3. 
Như vậy trong miền quá tải lớn, đường 3 thấp hơn đường 

CC

2 thì cầu chì bảo vệ  được đối tượng. Ngược lại trong miền  
Hình 1.3 Kí hiệu cầu 
chì trên sơ đồ điện
Biên soạn: Trần Văn Chương ­ Đỗ Tuấn Khanh ­ Trần Thị Ngoạt

    5


Đề cương bài giảng

Trang bị điện ­ điện tử

quá tải nhỏ, cầu chì không bảo vệ  được đối tượng, trường hợp này dòng quá tải  
nhỏ, sự phát nóng của dây chảy toả ra môi trường là chủ yếu nên không đủ làm chảy  
dây.
Trị số  dòng điện mà dây chảy đứt được gọi là dòng điện giới hạn. Rõ ràng cần 
có Igh >Iđm để dây chảy không bị đứt khi làm việc với dòng điện định mức.
Đối với dây chảy bằng chì: 
Đối với dây chảy hợp kim chì thiếc: 

Đối với dây chảy bằng đồng: 
1.1.2

I gh
I dm
I gh
I dm
I gh
I dm

1,25 1,45
1,15
1,6 2

Rơ le nhiệt.

Rơ le nhiệt là phần tử dùng để bảo vệ các thiết bị điện khỏi bị quá tải.
Nguyên lý cấu tạo của rơ le nhiệt được biểu diễn ở hình 1.4. Mạch lực cần bảo 
vệ  quá tải được mắc nối tiếp với phần tử  đốt nóng 1.   Khi có dòng điện quá tải  
chạy qua, phần tử đốt nóng 1 sẽ nóng lên và tảo nhiệt ra xung quanh. Băng kép 2 khi 
bị đốt nóng sẽ cong lên trên, rời khỏi đòn đầu trên của đòn xoay 3 sẽ quay sang phải 
và kép thanh cách điện 7. Tiếp điểm thường đóng 4 mở ra, cắt mạch điều khiển đối 
tượng cần bảo vệ.

Hình 1.4 Nguyên lý cấu tạo và làm việc của rơle nhiệt

Khi sự  cố  đã được giải quyết, băng kép 2 nguội và cong xuống nhưng chỉ  tì 
lên đầu trên của đòn xoay 3 nên tiếp điểm 4 không tự  động đóng lại được. Muốn  
rơle trở về trạng thái ban đầu ta ấn nút ấn hồi phục 5 để đẩy đòn xoay 3 quay thuận  
chiều kim đồng hồ  và đầu tự  do của băng kép sẽ  tụt xuống giữ  đòn xoay 3  ở  vị  trí 

đóng tiếp điểm 4.
Đặc tính thời gian dòng điện (A­s): Dòng điện quá tải càng lớn thì thời gian 
tác động của rơle nhiệt càng ngắn. 

Biên soạn: Trần Văn Chương ­ Đỗ Tuấn Khanh ­ Trần Thị Ngoạt

    6


Đề cương bài giảng

Trang bị điện ­ điện tử

Trong thực tế  sử  dụng, dòng điện định mức của rơle nhiệt thường được chọn  
bằng dòng điện định mức của động cơ  điện cần được bảo vệ  quá tải, sau đó chỉnh  
định giá trị của dòng điện tác động là: Itđ = (1,2 – 1,3)Iđm.
Tác động của rơle nhiệt bị  ảnh hưởng của môi trường xung quanh, khi nhiệt 
độ môi trường xung quanh tăng, rơle nhiệt sẽ rác động sớm hơn nghĩa là dòng điện  
tác động giảm. Khi đó cần phải hiệu chỉnh lại Itđ

RN

I/Iđm

a)

b)

Hình 1.6: Ký hiệu của rơle nhiệt
Phần tử đốt nóng, 

Hình 1.5: Đặc tính thời gian dòng 
b. Ti
ếp đi
ểm th
ng đóng có ự  cố 
Áptômát là khi c
ện đóng m
ạch bằng tay và cắt m
ạnh t
ự  đườ
ộng khi có s
điện của rụ
ơ đi
le nhi
ệt
nút ấn phục hồi

1.1.3

Áp tô mát:

như: quá tải, ngắt mạch, sụt áp...

Đôi khi trong kỹ thuật cũng sử dụng áp tô mát đóng cắt không thường xuyên các 
mạch điện làm việc ở chế độ bình thường.
Kết cấu các áptomát rất đa dạng và được chia theo chức năng bảo vệ: áptomát 
dòng điện cực đại, áp tomát dòng điện cực tiểu, áptomát điện áp thấp, áptomát công 
suất ngược ...
Hình 1.7 trình bày nguyên lý làm việc của áptomát dòng điện cực đại dùng để 
bảo vệ mạch điện khi quá tải và khi ngắn mạch.

Hình 1.8 Ký hiệu của 
áptomát trên sơệ đn c
ồ đi
ệnại
Hình 1.7 Aptomát dòng đi
ực đ

Biên soạn: Trần Văn Chương ­ Đỗ Tuấn Khanh ­ Trần Thị Ngoạt

    7


Đề cương bài giảng

Trang bị điện ­ điện tử

Sau khi đóng bằng tay, áptomát cấp điện cho mạch cần được bảo vệ. Lúc này mấu  
của các chốt  ở đầu cần 4 và đòn 5 móc vào nhau để  giữ  tiếp điểm động tì vào tiếp điểm 
tĩnh. Khi dòng điện vượt quá trị số chỉ định của aptomat qua lực căng của lò xo 3, cuộn điện  
từ 1 nối tiếp với mạch lực sẽ đủ lực, thắng lực cản của lò xo 3 và hút nắm từ động 2, làm  
cần 4 quay nhả  móc chốt. Lò xo 6 kéo rời tiếp điểm động ra khỏi tiếp điểm tĩnh để  cắt 
mạch.
Chỉnh định dòng điện cực đại có thể bằng nhiều cách chẳng hạn qua chỉnh lực căng 
lò xo 3 tăng theo dòng điện cực đại mà aptomat phải cắt.

1.2 Các phần tử điều khiển
1.2.1

Công tắc.

Công tắc là khí cụ đóng – cắt bằng tay hoặc bằng tác động cơ  khí ở  lưới điện 
hạ áp.
Công tắc có loại thường hở  hoặc thường kín, có loại dùng để  đóng cắt trực  
tiếp mạch chiếu sáng hay mạch động lực có công suất nhỏ, có loại chỉ  dùng trong 
mạch điều khiển. 
Hình dáng, cấu tạo của công tắc rất đa dạng song về nguyên lý đề có các tiếp 
điểm động và tĩnh mà ở vị trí này của công tắc thì tiếp điểm động tiếp xúc với tiếp  
điểm tĩnh, còn ở vị trí khác thì tiếp điểm động rời khỏi tiếp điểm tĩnh. Do vậy, mạch  
điện được nối thông hoặc bị  cắt tuỳ  theo vị  trí của công tắc. Số  các tiếp điểm của  
các loại công tắc cũng nhiều ít khác nhau tuỳ theo mục đích sử dụng. Việc đóng cắt 
các tiếp điểm cũng có thể theo các nguyên tắc cơ khí khác nhau: có loại lẫy, có loại 
xoay ...
        CT                                 NO                                    NC   
a)

                                             b)
Hình 1.9 Ký hiệu của tiếp điểm công tắc trên sơ đồ điện
a) Tiếp điểm công tắc. b) tiếp điểm công tắc hành trình

Công tắc hành trình được lắp đặt tại vị trí trên hành trình nào đó trong một hệ 
thống TĐĐ để  đóng, cắt mạch điều khiển. Nó được dùng để  điều khiển truyền 
động điện theo vị trí hoặc để bảo vệ, đảm bảo an toàn cho một chuyển động ở cuối  
hành trình.
1.2.2

Nút ấn

Nút ấn ( nút bấm, nút điều khiển) dùng để đóng – cắt mạch ở lưới điện hạ áp.

Biên soạn: Trần Văn Chương ­ Đỗ Tuấn Khanh ­ Trần Thị Ngoạt

    8


Đề cương bài giảng

Trang bị điện ­ điện tử

Nút ấn thường được dùng để điều khiển các rơle, công tắc tơ, chuyển đổi mạch  
tín hiệu, bảo vệ ... sử dụng phổ biến nhất là nút ấn trong mạch điều khiển động cơ 
để mở máy, dừng và đảo chiều quay.
Hình 1.10 trình bày kết cấu 1 số nút ấn và kí hiệu của chúng trên bản vẽ điện.

Hình 1.10 Nguyên lý cấu tạo và ký hiệu của nút ấn (thường mở, thường đóng, nút bấm kép)

Một số  loại nút  ấn thường đóng dùng trong mạch bảo vệ  hoặc mạch dừng  
còn có chốt khoá, khi bị ấn nút tự giữ trạng thái bị ấn. Muốn xoá trạng thái này, phải  
xoay nút đi một góc nào đó. 
1.2.3

Cầu dao 
Cầu dao là khí cụ đóng ­ cắt mạch điện bằng tay ở lưới hạ áp. Cầu dao là khí 

cụ  điện phổ  biến trong dân dụng và trong công nghiệp và được dùng ở  trong mạch 
công suất nhỏ với số lần đóng cắt rất nhỏ.
Khi ngắt cầu dao, thường xẩy ra hồ quang mạnh. Để dập tắt hò quang nhanh,  
cần phải kéo lưới dao ra khỏi kẹp nhanh. Tốc độ kéo tay không thể nhanh được nên 
người ta làm thêm lưỡi dao phụ như hình 1.12. Lưỡi dao phụ 3 cùng lưỡi dao chính 1 
kẹp trong 2 kẹp lúc đầu dẫn điện. Khi ngắt điện tay kéo lưỡi dao chính 1 ra trước 

còn lưới dao phụ 3 vẫn bị kẹp lại trong kẹp 2. Lò xo 4 bị kéo căng và tới 1 mức nào  
đó sẽ bật nhanh, kéo lưỡi dao phụ  3 ra khỏi kẹp 2. Do vậy, hồ quang sẽ bị kéo dài  
nhanh và bị dập tắt trong thời gian ngắn.

Biên soạn: Trần Văn Chương ­ Đỗ Tuấn Khanh ­ Trần Thị Ngoạt

    9


Đề cương bài giảng

Trang bị điện ­ điện tử

  Hình 1.11 Cầu dao 2 cực                     

 Hình 1.12. Cầu dao có lưỡi dao phụ

Hình 1.13. Ký hiệu của cầu dao trên sơ đồ điện

Cầu dao có thể là một cực, hai cực hoặc ba, bốn cực và có thể đóng chỉ về 1 
ngả hoặc đóng về 2 ngả. Cầu dao được phân loại theo điện áp (250V, 500V...), theo 
dòng điện (5A, 10A,...) và có loại hở, có loại có hộp bảo vệ, Cầu dao thường dùng 
kết hợp với cầu chì để bảo vệ ngắn mạch.
1.2.4

Bộ khống chế
Bộ khống chế là khí cụ dùng để điều khiển gián tiếp (qua mạch điều khiển)  

hoặc điều khiển trực tiếp (qua mạch động lực) các thiết bị điện.
Bộ khống chế điều khiển gián tiếp còn gọi là bộ khống chế từ hay khống chế 

chỉ huy. Bộ không chế điều khiển trực tiếp còn gọi là bộ khống chế động lực.
Bộ khống chế là khí cụ đóng ­ cắt đồng thời nhiều mạch (điều khiển hoặc cả 
điều khiển lẫn động lực) nhờ tay quay hay vô lăng quay để điều khiển một quá trình  
nào đó như mở máy, điều chỉnh tốc độ, đảo chiều, hãm điện ...
Bộ  khống chế  được chia ra theo dòng điện 1 chiều hoặc xuay chiều và tuỳ 
theo cấu tạo còn có các bộ khống chế hình trống hay bộ khống chế hình cam.

Hình 1.14 Bộ khống chế hình trống: a. Cấu tạo, b. Sơ đồ tiếp điểm
Biên soạn: Trần Văn Chương ­ Đỗ Tuấn Khanh ­ Trần Thị Ngoạt

10
    


Đề cương bài giảng

Trang bị điện ­ điện tử

Hình 1.14 trình bày nguyên lý cấu tạo một bộ  khống chế  hình trống, tang 
trống1 có trục quay 2 đựơc quay từng vị trí nhờ vô lăng 3. Trên tang trống có gắn các 
đoạn vành trượt 4 (vành tiếp xúc động). Các vành này có thể  được vối với nhau 
bằng thanh nối 6. Do vậy mà các má đồng tiếp xúc tĩnh 7 và 8 gắn trên thanh 11 có 
thể  được nối liền mạch qua hai vành tiếp xúc động 4 và 5  ở  một góc quay tương 
ứng nào đó. Vị trí quay được chỉ trên đĩa chia độ cố định 12 
Sơ  đồ  nối tiếp điểm cho trên hình 1.14b. Các dấu chấm chỉ  rõ vị  trí của bộ 
khống chế mà các tiếp điểm tương ứng được nối thông. Những tiếp điểm không có 
dấu chấm thì các tiếp điểm bị  mở. Ví dụ  như: trên hình 1.14b thì tiếp điểm 9.10  
được nối thông tại các vị trí 3,0,1,2,3‘.
Bộ  khống chế  hình trống có kết cấu cồng kềnh, phức tạp và chương trình 
đóng ngắt tiếp điểm không thay đổi được. Bộ khống chế hình cam khắc phục được  

1 phần nhược điểm trên.
Hình 1.15 cho kết cấu của một bộ khống chế hình cam. Bộ  khống chế  hình  
cam là một chồng các đĩa cam 3 có cùng một trục quay vuông 4. Các đĩa cam có các  
biên dạng cam khác nhau tuỳ theo chương trình đóng cắt. Khi quay trục 4, đĩa cam 3  
tiếp xúc với bánh lăn 6. Bánh lăn 6 luôn tỳ  sát với đĩa cam 3 nhờ lực ép của lò xo 5  
thông qua cần 7 có trục quay 8. Ở phần khuyết của cam 3 thì tiếp điểm động 2 tiếp 
xúc với tiếp điểm tĩnh 1 và mạch ab được nối thông. Ở phần lồi của cam 3 thì bánh  
lăn 6 bị đẩy sang phải, nén lò xo 5 và hai tiếp điểm 1,2 rời xa nhau, mạch ab bị cắt.

Hình 1.15 bộ khống chế hình cam

Bộ  khống chế  hình cam có tần số  đóng cắt lớn (vài ngàn lần/giờ) hơn bộ 
khống chế hình trống (vài trăn lần/giờ) và thao tác dứt khoát hơn bộ khống chế hình 
trống do lực tiếp xúc khoẻ hơn.

Biên soạn: Trần Văn Chương ­ Đỗ Tuấn Khanh ­ Trần Thị Ngoạt

11
    


Đề cương bài giảng

Trang bị điện ­ điện tử

Lựa chọn một bộ khống chế phải căn cứ vào điện áp định mức của mạch thao  
tác và quan trọng hơn là dòng điện cho phép đi qua các tiếp điểm ở chế độ làm việc 
liên tục và ngắn hạn lặp lại(liên quan đến tần số đóng ­ cắt/giờ)
Trị  số dòng điện của tiếp điểm bộ  khống chế  động lực thường chọn với hệ 
số dự trữ là 1,2 đối với dòng điện 1 chiều:        I 1,2

Và là 1,3 đối với dòng xoay hiều:          I 1,3

P
3U

P 3
10 , ( A)
U

10 3 , ( A)

Trong đó P là công suất động cơ điện (kW), U là điện áp định mức nguồn cung cấp
1.2.5

Công tắc tơ
Công tắc tơ là khí cụ điện điều khiển từ xa dùng để  đóng cắt các mạch điện  

động lực ở điện áp tới 500V và các dòng điện tới vài trăm, vài nghìn A.
Tuỳ  theo dòng điện sử  dụng, công tác tơ  chia ra loại 1 chiều và loại xoay 
chiều.
Phần tử chính của một công tác tơ là cuộn hút điện từ K và hệ thốgn các tiếp 
điểm. Khi cuộn K có điện, lò xo kéo cần C mở  các tiếp điểm động lực (tiếp điểm  
chính)a,b,c  và tiếp điểm phụ 1, đóng tiếp điểm phụ 2. Các tiếp điẻm 1, a,b,c, gọi là  
tiếp điểm thường mở. Tiếp điểm 2 gọi là tiếp điểm thường đóng.
Khi cấp điện cho cuộn K, miếng sắt Fe bị hút, kéo căn lò xo LX và cần C sẽ 
đóng các tiếp điểm a,b, 1 và mở tiếp điểm 2.
  Tuỳ  theo mục đích sử  dụng mà các tiếp điểm được nối vào mạch lực hay  
mạch điều khiển một cách thích hợp.

Hình 1.16 Nguyên lý cấu tạo của một công tắc tơ

1.3

 Rơ le: 
Rơ le là loại khí cụ điện dùng để đóng – cắt mạch điều khiển, hoặc mạch bảo 

vệ, để liên kết giữa các khối điều khiển khác nhau, thực hiện các thao tác lôgic theo  
một quá trình công nghệ.
Biên soạn: Trần Văn Chương ­ Đỗ Tuấn Khanh ­ Trần Thị Ngoạt

12
    


Đề cương bài giảng

Trang bị điện ­ điện tử

Rơ le có rất nhiều loại với các nguyên lý làm việc và chức năng khác nhau.
Các rơ le được phân loại theo một số cách như sau:
-

Theo nguyên lý làm việc có: Rơ le điện từ, rơ le từ điện, rơ le điện động, rơ le 
cảm ứng, rơ le nhiệt, rơle quang, rơ le điện tử...

-

Theo đại lượng điện đầu vào có: Rơle dòng điện, rơ  le điện áp, rơ  le công  
suất, rơ le tổng trở, rơ le tần số, rơle lệch pha...

-

Theo đòn điện có rơle một chiều, rơle xoay chiều

-

Theo nguyên lý tác động của cơ  cấu chấp hành có: rơle tiếp điểm và rơle 
không tiếp điểm

-

Theo trị số và chiều đại lượng đầu vào có: rơle cực đại, rơle cực tiểu, rơle sai  
lệch, rơle hướng...

-

Theo cách mắc có cầu thu(một cuộn hút trong rơle điện từ) vào mạch, rơ  le  
được chia ra: rơle sơ cấp (cơ cấu thu nối thẳng vào mạch)và rơle thứ cấp (cơ 
cấu thu nối vào mạch qua biến áp,biến dòng hay điện trở).

1.3.1

Rơle điện từ
Rơle điện tử là loại rơle đơn giản nhất và dùng rộng rãi nhất. Rơle làm việc  

dựa trên nguyên lý điện từ và kết cấu, nó tương tự như công tắc tơ nhưng chỉ đóng,  
cắt mạch điện điều khiển, không trực tiếp dùng trong mạch lực.
Hình 1.17a trình bày nguyên lý kết cấu một rơle điện từ  một chiều kiểu bản  
lề. Cuộn nam châm điện 1 quấn quanh lõi sắt 2.  Hai đầu dây cuộn 1 nối ra hai chấu  
cắm 8. Nắp từ  động 3 được lò xo 4 kéo bật lên để  tiếp điểm động 5 (tiếp điểm  

chung COM) tỳ vào tiếp điểm tĩnh 6 thành tiếp điểm thường kín NC, còn tiếp điểm  
tĩnh 7 bị hở mạch (tiếp điểm thường mở NO). Khi cuộn điện từ  được cấp điện, nó 
sẽ hút nắp từ động và tiếp điểm NO được nối với tiếp điểm COM, tiếp điểm NC bị 
ngắt khỏi tiếp điểm COM.

Hình 1.17 Nguyên lý kết cấu của rơle điện từ

Biên soạn: Trần Văn Chương ­ Đỗ Tuấn Khanh ­ Trần Thị Ngoạt

13
    


Đề cương bài giảng

Trang bị điện ­ điện tử

Hình 1.17b là nguyên lý làm việc của một rơle điện từ  dạng piston với tiếp  
điểm động dạng bán cầu 2. Cuộn hút rơle 1 là xoay chiều.
Qua cách làm việc của rơle điện từ, ta có thể  thấy một rơle có 3 phần chính: 
cơ cấu thu, cơ cấu trung gian và cơ cấu chấp hành.
-

Cuộn hút điện từ  là cơ  cấu thu vì nó tiếp nhận tín hiệu đầu vào (dòng điện,  
điện áp) và khi đạt một giá trị xá định nào đó thì rơle tác động.

-

Mạch từ là cơ cấu trung gian vì nó giúp tạo lực hút của cuộn nam châm (cuộn 
điện từ). Khi cuộn dây này có điện và so sánh với lực đặt trước bở lò xo phản 

hồi để hút và truyền kết quả tác động tới cơ cấu chấp hành.

-

Hệ  thống tiếp điểm là cơ  cấu chấp hành vì nó truyền tín hiệu cho mạch điều  
khiển.
Quan hệ giữa đầu vào và đầu ra: khi tín hiệu đầu vào là X (dòng điện, điện áp) 

đạt tới một giá trị  tác động X = X2 = Xtđ(tác động = hút) thì rơle hút vì lực điện từ 
thắng lực lò xo và đại lượng đầu ra Y ( điện áp, dòng điện tăng đột biến từ  Y1 lên  
Y2 do tiếp điểm cơ cấu chấp hành đóng). Sau đó , 
có tăng lượng nào X>X2 thì Y2 vẫn giữ nguyên. Khi 
giảm tín hiệu vào dến X = Xtđ thì rơle vẫn hút do 

Y
Y2

lực từ  vẫn lớn hơn lực lò xo. Tới một giá trị  X1 = 
Xnhả  < Xtđ thì lực lò xo phản hồi thắng lực hút điện 
từ, cuộn hút rơle nhả, mở  tiếp điểm để  cắt mạch. 

Y1
0

Tín hiệu ra giảm từ  Y2  về  Y1  sau đó X tiếp tục 

X1=Xnh

X2=Xtđ

X

giảm X < X1 thì Y vẫn giữ giá trị không đổi là Y1. 
Hình   1.18   Đặc   tính   quan   hệ   vào   ra   của 
rơle

Hệ số nhả của rơle là tỷ số

  K nh

Đối với rơle cực đại: 

Knh < 1

Đối với rơle cực tiểu: 

Knh > 1

X nh
X td

Rơle làm việc càng chính xác khi: Knh   1
Tỷ  số  giữa công suất điều khiển Pdk  của rơle (công suất của mạnh và tiếp 
điểm rơle đóng cắt) và công suất tác động Ptđ (công suất cần cấp cho cuộn điện từ 
để nó hút) gọi là hệ số điều khiển (hay hệ số khuếch đại). 

Biên soạn: Trần Văn Chương ­ Đỗ Tuấn Khanh ­ Trần Thị Ngoạt

K dk

Pdk
Ptd

14
    


Đề cương bài giảng

Trang bị điện ­ điện tử

Hệ số Kđk càng lớn thì rơle càng nhạy. Các loại rơle khác nhau thì có các hệ số 
Knh, Kđk khác nhau.
Thời gian kể  từ  lúc đầu vào của rơle được cấp tín hiệu cho đến lúc cơ  cấu  
chấp hành tác động gọi là thời gian tác động ttđ. Với rơle điện từ, đó là thời gian tính 
từ lúc cuộn hút được cấp điện cho đến khi tiếp điểm thường mở đóng lại hoàn toàn 
hoặc tiếp điểm thường đóng mở ra hoàn toàn.
Tuỳ theo thời gian tác động ttđ (còn gọi là thời gian trễ) mà rơle được chia ra:
-

Rơle không quán tính ttđ<1ms

-

Rơle tác động nhanh: ttđ = (1­ 100)ms

-

Rơle thời gian: ttđ>100ms

1.3.2

Rơle trung gian
Nhiệm vụ  của rơle trung gian 

là   chuyển   tiếp   các   tín   hiệu   điều 
khiển. Nó thường nằm  ở  vị  trí giữa 
hai   rơle   khác   nhau.   Rơle   trung   gian 
thường là rơle điện từ.
Hình 1.19   là kết cấu của một  
rơle   trung   gian.   Nguyên   lý   làm   việc 
của rơle trung gian tương tự như rơle 
điện từ nhưng không có sự điều chỉnh 

Hình 1.19 Dạng chung của rơle trung gian

điện áp tác động. Rơle trung gian phải tác động tốt khi được đặt vào điện áp định  
mức trong phạm vi sai lệch  U = ±15% Uđm.
Số lượng tiếp điểm (tiếp điểm thường đóng, tiếp điểm thường mở, tiếp điểm 
chuyển đổi có cực động chung) của rơle trung gian thường nhiều hơn các loại rơle 
khác.
Rơle trung gian có sự phân cách về điện tốt giữa mạch cuộn hút và mạch tiếp điểm.
1.3.3. Rơle dòng điện và rơle điện áp.
a) Rơle dòng điện dùng bảo vệ hoặc khống chế mạch điện khi dòng điện trong mạch  
vượt quá hay giảm dưới một trị  số nào đó đã được chỉnh định trong rơle (dòng điện 
đặt).
Cấu tạo của một rơle dòng điện được trình bày trên hình 1.20. Mạch từ 1 được  
quấn cuộn dây dòng điện 2 có nhiều đầu ra. Khi có dòng điện chạy qua cuộn dây 2, từ 

Biên soạn: Trần Văn Chương ­ Đỗ Tuấn Khanh ­ Trần Thị Ngoạt

15
    


Đề cương bài giảng

Trang bị điện ­ điện tử

trường sẽ tác dụng một từ lực lên nắp từ động làm bằng miếng sắt hình chữ Z. Nếu  
dòng điện vượt quá giá trị chỉnh định thì từ lực đủ  lớn thắng lực cản lò xo 4, hút nắp 
từ động chữ Z quay và đóng (hoặc mở) hệ tiếp điểm. Rơle dòng điện loại này thường  
dùng để bảo vệ dòng điện cực đại. Cuộn dây rơle dòng điện mắc nối tiếp với mạch  
cần bảo vệ.
b) Rơle điện áp dùng để bảo vệ hoặc khống chế các thiết bị điện khi điện áp đặt vào 
cuộn hút của Rơle tăng quá hoặc giảm quá mức quy định. Nguyên lý cấu tạo của rơle 
điện áp tương tự như rơle dòng điện. Chỉ khác nhau là cuộn dây dòng điện ít vòng, tiết  
diện to trong rơle dòng điện được thay bằng cuộn dây điện áp nhiều vòng, tiết diện 
dây nhỏ.

Hình 1.20 Nguyên lý cấu tạo của rơle dòng cực đại

Cuộn điện áp được mắc song song với mạch cần bảo vệ.
Rơle điện áp được chia ra 2 loại theo nhiệm vụ bảo vệ:
- Rơle điện áp cực đại: Nắp từ động không quay ở điện áp bình thường, khi điện áp 

tăng quá mức, lực từ thắng lực cản lò xo và nắp từ động sẽ quay, rơle tác động.
- Rơle điện áp cực tiểu: Nắp từ  động không quay  ở điện áp bình thường. Khi điện 

áp giảm quá mức, lực lò xo thắng lực từ, nắp từ động sẽ  quay ngược và rơle tác  

động.
1.3.4. Rơle thời gian.
Rơle thời gian là rơle tạo trễ  đầu ra nghĩa là khi đầu vào có tín hiệu điều 
khiển thì sau một thời gian nào đó đầu ra mới tác động (tiếp điểm rơle mới đóng  
hoặc mở).
Thời gian trễ có thể từ vài phần giây đến hàng giờ hoặc hơn nữa.

Biên soạn: Trần Văn Chương ­ Đỗ Tuấn Khanh ­ Trần Thị Ngoạt

16
    


Đề cương bài giảng

Trang bị điện ­ điện tử

Rơle thời gian có nhiều loại, nhiều kiểu khác nhau dùng cả ở mạch một chiều 
lẫn xoay chiều.
-

Rơle thời gian kiểu điện từ: Dùng  ở  mạch một chiều và thường để  duy trì 
thời gian nhả chậm nắp từ động tới 3s.

-

Rơle thời gian kiểu thủy lực: Dùng cho cả cuộn hút một chiều và xoay chiều.

Hình 1.21 Rơle thời gian kiểu điện từ            Hình 1.22 Rơle thời gian kiểu thuỷ lực

1.3.5. Rơle tốc độ.

a, Rơ le tốc độ kiểu li tâm
1. Trục quay; 2. Quả văng
3. Lò xo; 4. Giá tiếp điểm
5, 6. Tiếp điểm NO, NC

b, Rơle tốc độ kiểu cảm ứng
1. Trục quay; 2. Nam châm vĩnh cửu
3. Lồng sóc; 4. Lõi thép Stato
5. Cần tác động; 6. Các tiếp điểm
Hình 1.23. Rơ le tốc độ

1.4

 Các khâu bảo vệ điển hình

1.4.1 Ý nghĩa cuả việc bảo vệ.
Trong quá trình vận hành hệ thống điện có thể có tác động ngẫu nhiên hay do  
chủ quan của nhân viên vận hành dẫn đến những sự cố hoặc chế độ  làm việc xấu, 

Biên soạn: Trần Văn Chương ­ Đỗ Tuấn Khanh ­ Trần Thị Ngoạt

17
    


Đề cương bài giảng

Trang bị điện ­ điện tử

nếu không được loại bỏ kịp thời thì dẫn đến hư hỏng máy móc, thiết bị gây rối loạn 
quá trình sản xuất, hoặc thậm chí có thể gây nguy hiểm cho tính mạng con người. Vì 
vậy bảo vệ  trong hệ  thống điện là không thể  thiếu và nó có nhiệm vụ  đề  phòng,  
loại trừ sự cố và chế độ làm việc xấu, đảm bảo vận hành an toàn cho người và thiết  
bị. 
1.4.2 . Khâu bảo vệ ngắn mạch

Trong hệ thống điều khiển tự động – truyền động điện bất kỳ là ngắn mạch 
1 pha hay 3 pha đều rất nguy hiểm và bảo vệ  cần cắt nhanh hệ thống ra khỏi lưới 
điện.
Bảo vệ ngắn mạch có thể thực hiện bằng cầu chì, rơle dòng điện cực đại, tác 
động nhanh và áptomát.
1. Bảo vệ ngắn mạch bằng cầu chì
Trong mạch điện xoay hiều thì cầu chì được đặt trên cả  3 pha, trong mạch 1  
chiều thì đặt trên cả 2 đầu của nguồn.
Cấm đặt cầu chì trên dây trung tính vì khi dây chảy thì vỏ máy và các phần tử dễ 
tiếp xúc sẽ gây điện thế nguy hiểm
Ưu điểm cơ  bản của cầu chì là dễ  sử  dụng, đơn giản, rẻ  tiền nhưng có nhược  
điểm lớn là tác động không chính xác mà thay đổi theo thời gian do han gỉ... chỉ dùng 
cho thiết bị của nhóm hộ tiêu thụ loại 3.
Các điều kiện để lựa chọn cầu chì:
Udđcc   UL       Udđcc : điện áp danh định cầu chì.
   
 

   UL      : điện áp lưới

Idđcc = K.Itmax       K1 : hệ số an toàn phụ thuộc vào tải
   

       Itm      : dòng tải mắc
       Idđcc: dòng danh định cầu chì

 
Với động cơ lồng sóc trung đk khởi động nhẹ.
Idđcc=

K2.Idđcc
2,5

Với đk khởi động nặng

K2: hệ số dòng điện khởi động
Idđcc: dòng dđ động cơ bảo vệ
Idđcc=

K2.Idđcc
1,5 2

Đối với lưới điện nhà, sinh họat công động: Idđcc = 0,3 Icpdđ  với Icpdđ là dòng cp dây dẫn

Biên soạn: Trần Văn Chương ­ Đỗ Tuấn Khanh ­ Trần Thị Ngoạt

18
    


Đề cương bài giảng

Trang bị điện ­ điện tử

2. Bảo vệ ngắn mạch bằng Aptomat:
Thay cho cầu chì ta có Aptomat bảo vệ hoàn thiện hơn, đóng cắt tin cậy hơn,  
việc đóng lại Aptomat đã đóng cắt cũng rất dễ dàng.
Aptomat chia làm 3 loại:
­ Aptomat vạn năng dùng để bảo vệ khi quá tải, ngắn mạch (bảo vệ cực đại)  
khi quá tải ngắn mạch và mất điện áp. Loại Aptomat này bảo vệ chắc chắn nhưng  
giá thành cao và kích thước lớn nên ít sử dụng.
­ Aptomat chuyên dùng: Đó là những Aptomat có công dụng đặc biệt: dùng để 
đóng cắt từ xa không thường xuyên và tự động cắt khi quá tải, dùng cho lưới điện 1 
chiều điện áp đến 750V và dòng 6000A (kiểu AB – 45 – 1/6000).
­ Aptomat diệt từ  trường dùng để  bảo vệ  khi ngắn mạch, các Aptomat tác 
động nhanh có thời gian cắt 0,015, dùng để bảo vệ quá tải, nm và dòng điện ngược,  
đặc biệt nó có khả năng ngắt dòng ngắn mạch trước khi nó đạt được trị số cực đại.
­ Aptomat chỉnh định: Loại này được dùng bảo vệ các mạch điện tránh quá tải  
và ngắn mạch, nó tương đối rẻ và kích thước bé so với vạn năng.
Việc dùng Aptomat này thay cho cầu dao để đóng cắt, chỉ được phép khi số lần  
đóng cắt ít vì hệ thống cơ khí phức tạp và tuổi thọ của nó được tính bằng số lần đóng 
cắt.
Tuổi thọ Aptomat cao: VD loại A3160 có khoảng 5000   20.000 lần đóng cắt 
ở dòng điện xoay chiều, 5000   10.000 lần  ở dòng điện một chiều. I cđ = 1,2Ikđ; Ikđ ­ 
dòng khởi động động cơ. Động cơ Rôto lồng sóc Icđ = 1,3Ikđ
3. Bảo vệ ngắn mạch = rơle dòng cực đại tác động nhanh, cắt tức thời khi có dòng  
nm.
1.4.3. Bảo vệ quá tải lâu dài (hay bảo vệ nhiệt)
Quá tải lâu dài vượt trị số cho phép sẽ gây nên phát nóng làm nhiệt độ của dây 
quấn máy điện vượt quá trị  số  cho phép đối với cách điện của nó sẽ  dân đến cháy  
máy điện . Để bảo vệ máy điện có thể dùng loại Aptomat chỉnh định có cơ cấu nhả 
hỗn hợp hoặc dùng Rơle nhiệt. Rơle nhiệt không nhạy đối với các quá tải ngắn hạn 

và khởi động vì phần tử thu cảm của Rơle có quán tính nhiệt , thời gian châm của nó 
tỷ lệ nghịch với dòng điện quá tải. Cũng do có quán tính nhiệt nên nó không bảo vệ 
quá tải được.
Phần tử đốt nóng của Rơle nhiệt thường được mắc vào 2 pha của hệ thống 3  
pha và trên 1 hoặc 2 cực của động cơ điện một chiểu.

Biên soạn: Trần Văn Chương ­ Đỗ Tuấn Khanh ­ Trần Thị Ngoạt

19
    


Đề cương bài giảng

Trang bị điện ­ điện tử

Tiếp điểm của Rơle  nhiệt là loại tiếp điểm không tự phục hồi nên sau khi nó  
tác động thì phải ấn nút phục hồi. Khi dùng Rơle nhiệt cần phải chú ý sao bảo đảm 
đặc tính nhiệt của Rơle trùng với đặc tính nhiệt động cơ được bảo vệ.

Biên soạn: Trần Văn Chương ­ Đỗ Tuấn Khanh ­ Trần Thị Ngoạt

20
    


Đề cương bài giảng

Trang bị điện ­ điện tử

CHƯƠNG   2:   CÁC   NGUYÊN   TẮC   CƠ   BẢN   ĐIỀU   KHIỂN   TỰ   ĐỘNG 
TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
2.1. Khái niệm chung
Khi mở máy các động cơ có công suất trung bình và lớn người ta phải dùng các  
thiết bị hạn chế dòng khởi động như: Điện trở, điện kháng, máy biến áp tự ngẫu..... 
Trong quá trình khởi động muốn tốc độ động cơ tăng dần đến giá trị định  mức, thì ta  
phải tìm cách loại dần các thiết bị  hạn chế  đó ra. Một cách tổng quát ta có sơ  đồ 
mạch động lực, đặc tính tĩnh, đặc tính động của quá trình mở  máy động cơ  điện 1  
chiều, xoay chiều như hình vẽ.
n
n0
n®m
cc

k2
K

cc
R1

§

R2

R1 R2
I®m

I2

I1

I

Ap

n
n0

K

n®m
F

§

    
                                  
k1

k2

r1
r2
I®m

r1

I2

I1

I

r2

I n(v/p)
n=f(t)

I1
n1
I2

I=f(t)

n2

t1

t1

t

§Æ
c tÝnh ®
éng

Biên soạn: Trần Văn Chương ­ Đỗ Tuấn Khanh ­ Trần Thị Ngoạt

21
    

Đề cương bài giảng

Trang bị điện ­ điện tử

Nhìn vào đặc tính tĩnh và đặc tính động ta có nhận xét:
Quá trình khởi động đi theo chiều mũi tên, tốc độ  động cơ  tăng dần ứng  

­

với việc loại dần các cấp điện trở phụ.
Nếu ta sử  dụng các thiết bị  để  đo khoảng thời gian từ  0­ t1, t1­t2 bằng 

­

các rơle thời gian và tại đó ta phát các lệnh điều khiển làm thay đổi tham số của 
mạch điện ( RP, XP..) và điều khiển quá trình theo mong muốn gọi là tự  động 
khống chế theo nguyên tắc thời gian.
Nếu như  ta sử dụng các thiết bị  đo tốc độ  như  rơle ly tâm, máy phát tốc 

­

để đo tốc độ n1, n2 và tương tự như trên ta có tự động khống chế theo nguyên tắc 
tốc độ.
­

Nếu sử  dụng rơ  le dòng điện để  đo dòng điện I1, I2  và tương tự  ta có 
phương pháp tự động khống chế theo nguyên tắc dòng điện.

­

Trong thực tế  có nhiều bộ  phận của máy làm việc bị  giới hạn bởi góc  
quay hay quãng đường nhất định khi đó người ta sử  dụng phương pháp khống  
chế theo nguyên tắc hành trình.

2.2 Các nguyên tắc điều khiển hệ thống truyền động điện kiểu hở
2.2.1 Nguyên tắc điều khiển theo thời gian.
 Nội dung nguyên tắc 
Điều khiển theo nguyên tắc thời gian dựa trên cơ sở là thông số làm việc của  
mạch biến đổi theo thời gian. Những tín hiệu điều khiển phát ra theo quy luật thời  
gian cần thiết để  làm thay đổi trạng thái của hệ  thống. Những phần tử  thụ  cảm  
được thời gian để  phát tín hiệu cần được chỉnh định dựa theo ngưỡng chuyển đổi 
của đối tượng. Ví dụ  như  tốc độ, dòng điện, mô men của mỗi động cơ  được tính  
toán chọn ngưỡng cho thích hợp cho từng hệ thống truyền động điện cụ thể.
Những phần tử  thụ cảm được thời gian có thể  gọi là rơ  le thời gian. Nó tạo 
nên được một khoảng thời gian trễ  (duy trì) kể  từ  lúc có tín hiệu đưa vào (mốc  
không) đầu vào của nó đến khi nó phát được tín hiệu ra đưa vào phần tử chấp hành.
Các cơ cấu duy trì thời gian có thể là: cơ cấu con lắc, cơ cấu điện từ, khí nén, 
cơ cấu điện tử, tương ứng là rơ le loại đó,…

Biên soạn: Trần Văn Chương ­ Đỗ Tuấn Khanh ­ Trần Thị Ngoạt

22
    


Đề cương bài giảng

Trang bị điện ­ điện tử

Bằng giải tích hoặc bằng đồ thị mà người ta xác định số cấp điện trở phụ mở 
máy, giá trị điện trở của từng cấp, đặc tính động để  chỉnh định thời gian tác động  
của rơ le, các khoảng thời gian được tính tương đối như sau:
                                                    t = 
J là mô men quán tính 

M

1
dg 1

2

M

ln
dg 2

M
M

dg 1
dg 2

Hình 4.7. Sơ đồ nguyên lý mạch điện điều khiển thang máy nhà 5 tầng

Mđg1, Mđg2  là mô men động
Ví dụ minh hoạ
Mạch mở máy động cơ điện một chiều qua hai cấp điện trở phụ trong mạch phần 

ứng:
+

+

CKT

§

-

-

+
S1

r2

K1

r1

S2

K1

K1

K1
1KT

K3

K2
2KT

2KT

-

K1

1KT

K2

K3

Hình 2.2 Mạch điều khiển theo nguyên tắc thời gian

     Trong sơ đồ không giới thiệu cách cấp nguồn nhưng cần phải lưu ý rằng ở mọi chỗ có  
nguồn đều phải được cấp đầy đủ trước khi vận hành, nhất là cần chú ý đến nguồn kích từ..
Trạng thái ban đầu sau khi cấp nguồn động lực và điều khiển thì rơ le thời gian 1KT  
được cấp điện mở  ngay tiếp điểm thường kín đóng chậm 1KT. Để  khởi động ta phải  ấn 
nút mở máy S2 công tắc tơ K1 hút để đóng các tiếp điểm ở mạch động lực, phần ứng động 
cơ điện được đấu vào lưới điện qua các điện trở  phụ khởi động r1, r2. Dòng điên qua các  
điện trở phụ lớn gây sụt áp trên điện trở r1. Điện áp đó vượt quá mức điện áp hút của rơ le  
thời gian 2KT làm cho nó hoạt động mở ngay tiếp điểm thừơng đóng đóng chậm 2KT, trên  
mạch K3 cùng với sự hoạt động của rơle 1KT chúng bảo đảm không cho công tắc tơ  K1,  
K2 có điện trong giai đoạn đầu của quá trình khởi động. Tiếp điểm phụ K1 dóng để tự duy  

trì cho cuộn hút công tắc tơ K1 khi ta thôi không ấn nút S2 nữa. Tiếp điểm K1 mở ra cắt rơ 
le thời gian 1KT đưa rơ  le thời gian này vào hoạt động để  chuẩn bị  phất tín hiệu chuyển  
trạng tháu hoạt động của truyền động điện. Mốc không của thời gian t có thể được xem là  
thời điểm K1 mở cắt điện 1KT.
Thời gian chỉnh định ở mõi cấp điện trở được tính theo công thức :
ti= Tci ln

M1
M2

Mc
Mc

Trong đó Tci : hằng số thời gian điên cơ của động cở đặc tính có điện trở phụ ở cấp thứ i
Sau khi rơ le thời gian 1RTh nhả, cơ cấu duy trì thời gian sẽ tính thời gian từ gốc 
không cho đến đạt trị số chỉnh định thì đóng tiếp điểm thường kín đóng chậm 1KT.

Biên soạn: Trần Văn Chương ­ Đỗ Tuấn Khanh ­ Trần Thị Ngoạt

23
    


Đề cương bài giảng

Trang bị điện ­ điện tử

Lúc này cuộn dây công tắc tơ gia tốc K1 được cấp điên và hoạt động đóng tiếp điểm  
chính của nó  ở  mạch động lựcvà cấp điện trở  phụ  khởi động thứ  nhất r1 bị  nối ngắn  
mạch . động cơ sẽ chuyển sang khởi động trên đường đặc tính cơ thứ hai việc ngắn mạch  

điện trở r1 làm cho rơle thời gian 2KT mất điện và cơ cấu duy trì thời gian của nó cũng sẽ 
tính thời gian tương tự như đối với rơle 1KT, khi đạt trị số chỉnh định nó sẽ đóng tiếp điểm  
thường đóng đóng chậm 2KT. Công tắc tơ gia tốc K3 có điện hút tiếp điểm chính K3 ngắn  
mạch cấp điện trở  thứ  hai r2 động cơ  sẽ  chuyển sang tiếp tục khởi động trên đường đặc 
tính cơ tự nhiên cho đến điểm làm việc ổn định 
Những yếu tố ảnh hưởng đến nguyên tắc

Khi tính toán các đường đặc tính mở máy động cơ thường ta xét ở chế độ định 

mức. Nhưng thực tế do điện lưới, mô men cản, mô men quán tính và nhiệt độ  thay  
đổi so với tính toán, các yếu tố đó ảnh hưởng trực tiếp đến đặc tính khởi động.

2.2.2 Nguyên tắc khống chế theo tốc độ
 Nội dung nguyên tắc  
Để khống chế theo nguyên tắc này ta phải đo được tốc độ động cơ, có thể đo 
trực tiếp bằng rơle kiểm tra tốc độ, nhưng khi hệ  thống khống chế  có nhiều cấp  
điện trở thì việc điều khiển gặp rất nhiều khó khăn do đó thực tế ít sử dụng. Ngoài 
ra ta còn có thể đo tốc độ bằng máy phát tốc nhưng trong các hệ thống đơn giản thì 
chỉ  tiêu kinh tế  thấp (máy phát tốc có giá thành cao) nên ít dùng loại này. Thông  
thường người ta sử dụng phương pháp đo gián tiếp.
+  Đối với động cơ điện 1 chiều, đo tốc độ thông qua sđđ phần ứng của động cơ.
EĐ= Ke. .n (dùng rơ le điện áp mắc song song với phần ứng động cơ).
+  Đối với động cơ KĐB, đo tốc độ gián tiếp qua sđđ rotor, tần số dòng điện rotor và  
hệ số trượt. 
 Sơ đồ đặc trưng . 

cc

CK§
K

§

cc

G2 G1
R2

R1

1
G1

2
G2

H×nh 1.3

Biên soạn: Trần Văn Chương ­ Đỗ Tuấn Khanh ­ Trần Thị Ngoạt

24
    


Đề cương bài giảng

Trang bị điện ­ điện tử

Hình 2.4
Theo định luật Kirchhoff 2 ta có:

Vòng 1

UG1= Eư  + Iư Rư  = Ke. .n2+ Iư Rư

Vòng 2

UG2= + Iư( Rư+R2) =Ke. .n1+ Iư( Rư+R2)

Xét trường hợp 1: Khi tốc độ động cơ tăng đến tốc độ n1  nào đó thì
UG1= Eư  + Iư Rư  = Ke. .n2+ Iư Rư = UG1tđ
Dẫn đến rơle điện áp G1 tác động đóng tiếp điểm G1 lại loại bỏ cấp điện trở phụ R1 
ra khỏi mạch phần ứng động cơ.
Xét trường hợp 2: Khi tốc độ động cơ tăng đến tốc độ n2  nào đó thì
UG1= Eư  + Iư( Rư+R2)  = Ke. .n2+ Iư( Rư+R2) = UG1tđ
Dẫn đến rơle điện áp G2 tác động đóng tiếp điểm G2 lại loại bỏ cấp điện trở phụ R2 
ra khỏi mạch phần ứng động cơ.
Nhận xét: 
+ Ưu điểm: Đơn giản, rẻ tiền
+ Nhược điểm: Khi mô men cản, điện áp lưới và nhiệt độ  thay đổi cũng làm  
thay đổi thời gian mở máy của động cơ.
Việc chỉnh định điện áp hút của các rơ le cũng gặp nhiều khó khăn.
Ví dụ: Mạch điều khiển mở máy động cơ 1 chiều KTĐL qua 2 cấp điện trở phụ và  
hãm động năng.  Hình 2.5

cc
k

G2
§
R

h
H
k

r2

G1

cc

cc

cc
D

r1

M

k

k

Rtr

Rtr

H

G1

B
H· m
®éng
n¨ng

n
no
n®
m
n2

G2
I I
A

n1
r1

r2

n(v/p)
n=f(t)

I1
n1
I2
n2

I=f(t)

t

t1
Biên soạn: Trần Văn ChI®
ươ
ần Thị Ngo
ạt2
m ng ­ Đ
I2 ỗ Tu
I1 ấn Khanh ­ Tr
I

§Æ
c tÝnh
®
éng

H· m
®
éng
n¨ng

H· m25
     t
®
éng
n¨ng