Giáo trình Thực hành trang bị điện: Phần 1 - Trường Cao đẳng nghề Đường sắt

Trường Cao Đẳng Nghề Đường Sắt
Giáo Trình Thực Hành Trang Bị Điện
BÀI MỞ ĐẦU
GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ CÁC KHÍ CỤ, THIẾT BỊ ĐIỆN ĐƯỢC SỬ
DỤNG KHI THỰC HÀNH TRANG BỊ ĐIỆN.
1. Nút nhấn (ấn) - push button.

Hình mđ 1: Cấu tạo nút nhấn và Hình dạng thực tế của nút nhấn
Nút ấn là loại khí cụ điện điều khiển bằng tay gián tiếp, dùng để đóng ngắt
các mạch điện động lực thơng qua các khí cụ điện từ.
Nút ấn thường được chế tạo liên hợp, gồm một tiếp điểm thường kín và một
tiếp điểm thường hở. Khi có lực tác động vào nút ấn, thì tiếp điểm thường kín mở
ra trước sau đó tiếp điểm thường mở mới đóng lại, khi khơng cón lực tác động thì
trình tự thay đổi trạng thái sẽ ngược lại.
Nút ấn có thể làm việc với 106 lần đóng mở khơng tải, hoặc 2.105 lần đóng
mở có tải.
1.1. Ký hiệu nút ấn trên sơ đồ điện:
Nút ấn thường mở: nó chỉ đóng mạch khi bị tác động.
hay
Nút ấn thường đóng: nó chỉ cắt mạch khi bị tác động.
hay
Nút ấn kép: là nút ấn kết hợp tiếp điểm đóng và tiếp điểm mở. Khi tác động
thì thiếp điểm thường mở đóng và tiếp điểm thường đóng mở, khi thơi tác động thì
các tiếp điểm phục hồi lại vị trí ban đầu

hay
1.2. Cấu tạo: gồm các bộ phận sau:
1. Núm tác động; 4. Tiếp điểm thường mở (NO); 2. Hệ thống tiếp điểm; 5. Tiếp
điểm thường đóng (NC); 3. Tiếp điểm chung (com); 6. Lị xo phục hồi.
1.3. Công dụng: Nút nhấn thường được lắp ở mặt trước của các tủ điều khiển, hoặc
được lắp trên các bảng điều khiển gắn liền với máy, hoặc để cách biệt với máy khi

Trang 3


Trường Cao Đẳng Nghề Đường Sắt
Giáo Trình Thực Hành Trang Bị Điện
cần điều khiển từ xa.Nút nhấn (ấn) được dùng trong mạch điều khiển, để ra lệnh
điều khiển mạch động lực hoạt động. Nút ấn chỉ được phép làm việc với các dịng
điện nhỏ, thường có I = 5A với điện áp 440VDC và 500VAC.
Một đặc điểm của nút ấn là các trạng thái làm việc chỉ là chế độ nhấp (khơng
duy trì ), cịn trạng thái khơng làm việc (khơng có lực tác động lên nút ấn) mới là
chế độ duy trì.
Tín hiệu do nút nhấn tự phục hồi tạo ra có dạng xung như hình mđ.2.

Hình mđ.2: Tín hiệu do nút nhấn tạo ra
2. Nút dừng khẩn (emergency stop) - nút nhấn không tự phục hồi. là một loại
nút ấn thường đóng khơng tự phục hồi, dùng trong mạch bảo vệ hoặc mạch dừng
do nó có chốt khố. Khi bị tác động, nút tự giữ ở trạng thái bị ấn. Muốn xoá trạng
thái này, phải xoay nút đi một góc nào đó.

Hình mđ.3: Nút ấn dừng khẩn cấp

2.1. Ký hiệu nút dừng khẩn cấp trên sơ đồ mạch điện
2.2. Cấu tạo. Tương tự như nút ấn phục hồi nhưng nó có chốt khóa khi ta ấn.
2.3. Cơng dụng. Nút dừng khẩn được dùng để dừng nhanh hệ thống khi xảy ra sự
cố. Thông thường người ta dùng tiếp điểm thường đóng để cấp điện cho tồn bộ
mạch điều khiển. Khi hệ thống xảy ra sự cố, nhấn vào nút dừng khẩn làm mở tiếp
điểm thường đóng ra, cắt điện toàn bộ mạch điều khiển.

Trang 4

Trường Cao Đẳng Nghề Đường Sắt
Giáo Trình Thực Hành Trang Bị Điện
3. Công tắc (switch). Công tắc thực tế thường được dùng làm các khoá chuyển
mạch (chuyển chế độ làm việc trong mạch điều khiển), hoặc dùng làm các công tắc
đóng mở nguồn (cầu dao).

Hình mđ.4: Cơng tắtc 1,3 pha
4. Cơng tắc hành trình (Limit switch). Cơng tắc hành trình là một loại thiết bị
điện, tác dụng bằng lực cơ học để đóng mở các tiếp điểm thường đóng hoặc
thường mở. Công tắc này sẽ tác động (thay đổi trạng thái đóng mở của tiếp điểm)
khi bộ phận động của máy đi qua những vị trí đã xác định trên hành trình làm việc
của nó. Người ta cịn gọi là công tắc điểm cuối, công tắc cửa hoặc công tắc cực
hạn... Từ đây gọi chung là cơng tắc hành trình.
Có hai loại cơng tắc hành trình: Loại tác động tức thời, thì khi hết lực nén
trên con lăn lị xo lại kéo các tiếp điểm trở về vị trí cũ. Loại tác động lâu dài dù hết
lực nén trên con lăn trạng thái tiếp điểm vẫn được giữ nguyên cho tới khi có sự va
chạm ngược lại, cơng tắc mới trở về trạng thái cũ.

Hình mđ 5: Một số kiểu cơng tắc hành trình
4.1. Ký hiệu cơng tắc hành trình trên sơ đồ điện.
,
4.2. Cấu tạo.

Hình mđ 6: Cấu tạo cơng tắc hành trình
1. Địn bẩy; 5. Tiếp điểm thường mở (NO); 2. Bánh xe cóc; 6. Tiếp điểm thường
đóng (NC); 3. Hệ thống tiếp điểm; 7. Lò xo; 4. Tiếp điểm chung (com)
Trang 5

Trường Cao Đẳng Nghề Đường Sắt
Giáo Trình Thực Hành Trang Bị Điện
4.3. Cơng dụng: Cơng tắc hành trình thường dùng để nhận biết vị trí chuyển động
của các cơ cấu máy hoặc dùng để giới hạn các hành trình chuyển động.
5. Cảm biến phao cơ khí.
5.1. Cấu tạo và nguyên lý.
5.1.1. Kiểu 1 mức.

Hình mđ 7
a. Mực nước thấp
5.1.2. Kiểu 2 mức.

b. Mực nước đầy

Hình mđ 8
a. Cạn nước
b. Mực nước thấp
c. Mực nước đầy
5.2. Công dụng: Trong thực tế cảm biến mức kiểu phao cơ khí thường được dùng
trong các hệ thống tự động bơm nước vào hồ chứa.
6. Rơ le điện từ - Rơ le trung gian. Các rờ-le sử dụng trong mạch điều khiển,
mạch điện bảo vệ, kiểm sốt thường có cơng suất nhỏ, chỉ tải dịng điện không quá
5A được gọi là rơ-le trung gian.
Loại rờ-le này thường có nhiều tiếp điểm thường mở và nhiều tiếp điểm
thường đóng. Thường được sản xuất với hai loại điện áp: Rò-le một chiều sử dụng
nguồn điện một chiều với cấp điện thế 6V, 12V, 24V, 48V….; Rờ-le xoay chiều sử
dụng với nguồn điện xoay chiều với cấp điện áp 100V, 110V, 200V, 220V….

Hình mđ 9: Dạng thực tế một số loại rơ le điện từ
6.1. Ký hiệu rờ-le trung gian trên sơ đồ điện:

Trang 6


Trường Cao Đẳng Nghề Đường Sắt

Giáo Trình Thực Hành Trang Bị Điện

Cuộn dây:
Tiếp điểm điều khiển:
6.2. Cấu tạo.
0. Tiếp điểm chung (com) ; 1. Tiếp điểm thường đóng (NC); 2. Tiếp điểm thường
mở (NC); 3. Cuộn dây (phần cảm); 4. Mạch từ (phần cảm); 5.Nắp (phần ứng);
6. Lò xo; A, B: Nguồn ni cho rơ le.

Hình mđ 10: Cấu tạo rơ le điện từ
Mạch từ: Có tác dụng dẫn từ. Đối với rơ le điện từ 1 chiều, gông từ được chế
tạo từ thép khối thường có dạng hình trụ trịn (vì dịng điện một chiều khơng gây
nên dịng điện xốy do đó khơng phát nóng mạch từ). Đối với rơ le điện từ xoay
chiều, mạch từ thường được chế tạo từ các lá thép kỹ thuật điện ghép lại (để làm
giảm dịng điện xốy fucơ gây phát nóng).
Cuộn dây: Khi đặt một điện áp đủ lớn vào hai đầu A và B, trong cuộn dây sẽ
có dịng điện chạy qua, dòng điện này sinh ra từ trường trong lõi thép để rơ le làm
việc.
Lò xo: Dùng để giữ nắp.
Tiếp điểm: Thường có một hoặc nhiều cặp tiếp điểm, 0 - 1 là tiếp điểm
thường mở, 0 - 2 là tiếp điểm thường đóng.
6.3. Nguyên lý làm việc: Khi chưa cấp điện vào hai đầu A - B của cuộn dây, lực
hút điện từ không sinh ra, trạng thái các chi tiết như hình mđ.9. Khi đặt một điện
áp đủ lớn vào A - B, dòng điện chạy trong cuộn dây sinh ra từ trường tạo ra lực hút
điện từ. Nếu lực hút điện từ thắng được lực đàn hồi của lị xo thì nắp được hút

xuống. Khi đó tiếp điểm 0 - 1 mở ra và 0 - 2 đóng lại. Khi mất nguồn cung cấp, lị
xo sẽ kéo các tiếp điểm lại trở về trạng thái ban đầu.
6.4. Công dụng: Rơ le điện từ được sử dụng rộng rãi trong hệ thống điều khiển có
tiếp điểm. Nhiệm vụ chính là để cách ly tín hiệu điều khiển, nhằm đảm bảo cho
mạch hoạt động tin cậy, đúng qui trình...
7. Công tắc tơ (contactor)- Khởi động từ. Công tắc tơ là thiết bị đóng cắt điện áp
thấp, truyền động bằng điện từ. Nó được dùng cho mạch điện động lực một chiều
và xoay chiều cần đóng ngắt thường xuyên (đến 1500 lần trong một giờ) và thực
hiện điều khiển bằng điện từ xa. Trong trường hợp công tắc tơ được sử dụng để
điều khiển vận hành động cơ thường có gắn thêm rơ le nhiệt nên được gọi là khởi
Trang 7


Trường Cao Đẳng Nghề Đường Sắt
Giáo Trình Thực Hành Trang Bị Điện
động từ. Khởi đơng từ có một cơng tắc tơ được gọi là khởi động từ đơn. Khởi động
từ có hai cơng tắc tơ gọi là khởi động từ kép: loại này thường được trang bị thêm
bộ phận liên động cơ khí (kiểu bập bên) giữa hai cơng tắc tơ để ngăn ngừa tiếp
điểm hỏng, dính khơng cho cùng một lúc hai công tắc tơ cùng làm việc. Khởi động
từ kép thường sử dụng để khởi động cho những động cơ điện 3 pha cần đổi chiều
quay.

Hình mđ 11: Hình dạng thực tế của một loại contactor
Có hai loại công tắc tơ: loại dùng cho điện một chiều và loại dùng cho điện
xoay chiều: Công tắc tơ một chiều: ở loại này thường có một hoặc hai tiếp điểm
chính và một số tiếp điểm phụ. Mạch từ và lõi nam châm điện đều làm bằng sắt từ
mềm. Cuộn dây có dạng hình trụ trịn, cao và gầy hơn so với cuộn dây cơng tắc tơ
xoay chiều. Tiếp điềm hình ngón, có thiết bị dâp hồ quang. Cuộn dây cơng tắc tơ
một chiều sử dụng với cấp điện áp 6V, 12V, 24V, 28V, 36V, 48V…; Công tắc tơ
xoay chiều: Loại này thường có nhiều tiếp điểm chính và nhiều tiếp điểm phụ. Về

kết cấu nó khác với cơng tắc tơ một chiều là mạch từ gồm những tấm thép kỹ thuật
điện ghép lại (mõi tấm dày từ 0.35 – 0.5 mm) để hạn chế dịng điện xốy, khi làm
việc khỏi nóng quá mức. Buồng dập hồ quang thường cấu tạo theo phương pháp
khử ion ( buồng nhiều ngăn ). Tiếp điểm thường dùng kiểu bắc cầu có hai chổ cắt,
đơi khi 4 chổ cắt giúp cho việc dập hồ quang được thuận lợi mà ít khi dùng tiếp
điểm hình ngón như công tắc tơ điện một chiều. Cuộn dây công tắc tơ xoay chiều
sử dụng nguồn điện với cấp điện áp 100V, 110V, 200V, 220V, 380V….
7.1. Ký hiệu công tắc tơ trên sơ đồ điện:
Cuộn dây.

Tiếp điểm điều khiển:
Tiếp điểm động lực:
Trang 8


Trường Cao Đẳng Nghề Đường Sắt

Giáo Trình Thực Hành Trang Bị Điện

mđ 12
7.2. Cấu tạo và nguyên lý: Về cơ bản cấu tạo của công tắc tơ giống với rơ le điện
từ, chỉ khác nhau ở chỗ rơ le dùng để đóng cắt tín hiệu trong các mạch điều khiển
cịn cơng tắc tơ dùng để đóng cắt ở mạch động lực (có điện áp cao, dịng điện lớn)
do đó cuộn dây của công tắc tơ lớn hơn, tiếp điểm của cơng tắc tơ cũng lớn hơn
(chịu được dịng điện, điện áp cao hơn).
Tiếp điểm của cơng tắc tơ có hai loại: Tiếp điểm chính (dùng để đóng cắt
cho mạch động lực), tiếp điểm phụ (dùng trong mạch điều khiển). Để hạn chế phát
sinh hồ quang khi tiếp điểm chính đóng cắt, tiếp điểm chính thường có cấu tạo
dạng cầu và được đặt trong buồng dập hồ quang. Tiếp điểm chính là dạng thường
mở; cịn tiếp điểm phụ có cả thường mở và thường đóng.

7.3. Cơng dụng: Cơng tắc tơ là phần tử chủ lực trong hệ thống điều khiển có tiếp
điểm. Nó được dùng để đóng cắt, điều khiển... động cơ, máy sản xuất trong công
nghiệp và dân dụng.
8. Rơ le thời gian (timer). Rờ-le thời gian là loại khí cụ điện điều khiển bởi một
mạch có tác động làm chậm sự đóng mở các tiếp điểm của rờ-le. Thơng thường rờle thời gian chỉ lắp đặt trong mạch điều khiển, nên khơng chịu tải dịng điện lớn.
Rơ le thời gian trong thực tế có rất nhiều loại: Rơ le thời gian cơ khí, rơ le
thời gian thuỷ lực, rơ le thời gian điện từ, rơ le thời gian điện tử. Hiện nay trong
công nghiệp người ta thường dùng rơ le thời gian điện tử (có độ chính xác cao).
8.1. Ký hiệu rờle thời gian trên sơ đồ điện:

Cuộn dây:
Tiếp điểm thường mở, đóng chậm, mở ngay:

Tiếp điểm thường mở, đóng ngay, mở chậm:
Tiếp điểm thường mở, đóng chậm, mở chậm:
Tiếp điểm thường đóng, mở ngay, đóng châm:
Tiếp điểm thường đóng, mở chậm, đóng ngay:

Tiếp điểm thường đóng, mở chậm, đóng chậm:

Trang 9


Trường Cao Đẳng Nghề Đường Sắt
Giáo Trình Thực Hành Trang Bị Điện
8.2. Cấu tạo. Cấu tạo của rơ le thời gian điện tử bao gồm một mạch trễ thời gian
điện tử cấp nguồn cho một rơ le trung gian để điều khiển hệ thống tiếp điểm đóng
cắt sau 1 khoảng thời gian trể nào đó.
Tùy vào trạng thái ban đầu của tiếp điểm mà sẽ có các loại tiếp điểm khác
nhau của rơ le thời gian như: thường mở - đóng chậm hoặc thường đóng - mở

chậm...

a. Rơ le thời gian tương tự
b. Rơ le thời gian số
Hình mđ 13: Một sô loại rơ le thời gian

Cuộn dây rơ le
Hệ thống tiếp điểm
Hình mđ 13: Sơ đồ khối của rơ le thời gian
8.3. Công dụng: Rơ le thời gian được sử dụng phổ biến trong mạch tự động khống
chế nhằm tạo ra những khoảng thời gian trễ cần thiết để khống chế mạch hoạt động
đúng qui trình. Nó là khí cụ chủ lực để thực hiện tự động khống chế theo nguyên
tắc thời gian.
9. Các thiết bị bảo vệ.
9.1. Cầu chì. Cầu chì là phần tử dùng để bảo vệ cho thiết bị tránh được sự cố ngắn
mạch. Bộ phận cơ bản của cầu chảy là dây chảy, dây chảy thường làm bằng các
chất có nhiệt độ nóng chảy thấp. Với mạch có cường độ lớn thì dây chảy thường
làm bằng chất có nhiệt độ nóng chảy cao nhưng thiết diện nhỏ thích hợp. Do vậy
dây chảy thường là dây chì có thiết diện trịn, hoặc bằng các lá chì, kẽm, hợp kim
chì-thiếc, nhơm.
9.1.1. Ký hiệu cầu chì trên sơ đồ điện:

9.1.2. Cấu tạo.
1. Nắp; 2. Võ; 3. Dây chảy.

Trang 10


Trường Cao Đẳng Nghề Đường Sắt
Giáo Trình Thực Hành Trang Bị Điện

Hình mđ 14: Cầu chì
9.1.3. Cơng dụng: Bản chất của cầu chì là một đoạn dây dẫn yếu nhất trong mạch,
khi có sự cố đoạn dây này bị đứt ra đầu tiên. Cầu chì dùng bảo vệ thiết bị tránh
khỏi dịng ngắn mạch.
Để cầu chì bảo vệ được đối tượng cần bảo vệ với một dịng điện nào đó
trong mạch, dây chảy phải chảy đứt trước khi đối tượng bị phá hủy. Trị số dòng
điện mà dây chảy bị chảy đứt được gọi là dòng điện giới hạn ( Igh > Iđm để dây
chảy không bị đứt khi làm việc với dịng định mức. Thơng thường đối với dây chảy
chì: Igh/Iđm = 1.25 – 1.45, dây chảy hợp kim chì thiếc: Igh/Iđm = 1.15, dây chảy
đồng: Igh/Iđm = 1.6 – 2
9.2. Aptomat (Current Breaker; CB). Aptômát là loại cầu dao tự động cắt mạch
điện hạ áp khi gặp sự cố ngắn mạch như: ngắn mạch, quá tải, sụt áp vv…. Aptơmát
cịn gọi là máy cắt điện khơng khí vì hồ quang được dập tắt trong khơng khí chứ
khơng phải trong dầu, buồng dập hồ quang cũng tương tự như cơng tắt tơ.

Hình mđ 15: Cấu tạo rơ le nhiệt 3 pha
Sự khác nhau giữa aptômát và công tắc tơ là: Aptơmát cắt được dịng điện
chập mạch rất lớn (aptơmát 2050 dịng điện định mức Iđm = 1500A có khả năng cắt
dịng điện ngắn mạch tới 30000A). Số lần đóng cắt của aptơmát ít hơn của cơng tắc
tơ, khoảng từ vài ngàn lần trong khi cơng tắc tơ có thể đóng cắt hàng triệu lần. Vì
vậy aptomát chỉ dùng để đóng cắt khi có sự cố hoặc khi cần cách li giữa nguồn với
nơi sử dụng. Aptơmát có thể bảo vệ chập mạch, quá tải, sụt áp, dòng điện ngược…
còn cơng tắc tơ chỉ dùng để đóng cắt mạch điện và bảo vệ sụt áp, nếu có lắp thêm
role nhiệt thì chỉ có thể bảo vệ q tải mà thơi. Cơng tắc tơ được đóng bằng điện
cịn aptơmát thì sau khi cắt mạch, muốn đóng điện phải dùng tay.

9.2.1. Ký hiệu aptômát trên sơ đồ điện:
9.2.2. Cấu tạo: Ap tô mat là một thiết bị bảo vệ đa năng tuỳ theo cấu tạo ap tơ mat
có thể bảo vệ sự cố ngắn mạch, sự cố quá tải, sự cố dòng điện dò, sự cố quá áp...

Trang 11


Trường Cao Đẳng Nghề Đường Sắt
Giáo Trình Thực Hành Trang Bị Điện
Trong thực tế người ta dùng phổ biến là ap tô mat bảo vệ sự cố ngắn mạch,
trong công nghiệp để bảo vệ sự cố ngắn mạch và sự cố quá tải cho các động cơ
điện người ta còn tích hợp thêm rơ le nhiệt vào ap tơ mat.
Trong dân dụng, để tránh sự cố điện giật nguy hiểm cho tính mạng con
người, người ta thường trang bị cho hệ thống điện trong nhà aptomat bảo vệ sự cố
dòng điện dị (ap tơ mat chống giật). Ngun lý của ap tơ mat bảo vệ sự cố ngắn
mạch.

Hình mđ 16: Cấu tạo rơ le nhiệt 3 pha
1. Nam châm điện; 2. Móc răng; 3. Thanh truyền long; 4. Tiếp điểm 5. Lò xo;
A: Cực nối nguồn; B: Cực nối tải.
9.2.3. Cơng dụng: Ap tơ mat dùng để đóng cắt và bảo vệ mạch điện. Với giá thành
ngày càng rẻ, hiện nay nó thay thế hầu hết các vị trí của cầu dao-cầu chì.
10. Cầu dao. Cầu dao là khí cụ đóng ngắt bằng tay ở lưới điện hạ áp. Cầu dao
được sử dụng phổ biến trong mạch điện dân dụng và cơng nghiệp, có thể phân cầu
dao ra thành các loại như sau: Cầu dao một cực, hai cực, ba cực có thề đóng về một
phía hay hai phía; Cầu dao được phân loại theo điện áp (250V, 500V) và theo dịng
điện (3A, 5A, 10A, 15A, 100A…). Cầu dao có loại hở và loại có hợp bảo vệ, cầu
dao thường kết hợp với cầu chì để bảo vệ khỏi bị ngắn mạch.

Trang 12


Trường Cao Đẳng Nghề Đường Sắt

Giáo Trình Thực Hành Trang Bị Điện

Cầu dao 3 pha
Cầu dao có lưỡi dao phụ
Hình mđ 17: Các bộ phận của cầu dao
10.1. Ký hiệu cầu dao trên sơ đồ điện:

10.2. Cấu tạo: Thông thường gồm: Lưỡi dao chính 1, Lưỡi dao phụ 3, Tiếp xúc
tĩnh ngàm 2, Đế cách điện 5, Lò xo bật nhanh 4, Cực đấu dây 6.
10.3. Công dụng. Cầu dao thường được dùng để đóng ngắt và đổi nối mạch điện,
với công suất nhỏ và những thiết bị khi làm việc khơng cần thao tác đóng cắt nhiều
lần. Nếu điện áp cao hơn hoặc mạch điện có cơng suất trung bình và lớn thì cầu
dao thường chỉ làm nhiệm vụ đóng cắt khơng tải. Vì trong trường hợp này khi ngắt
mạch hồ quang sinh ra sẽ rất lớn, tiếp xúc sẽ bị phá hỏng trong một thời gian rất
ngắn và khơi mào cho việc phát sinh hồ quang giữa các pha, từ đó vật liệu cách
điện sẽ bị phá hỏng, gây nguy hiểm cho thiết bị và người thao tác.
11. Rơ le nhiệt. Rờ-le nhiệt là khí cụ dùng để bảo vệ các thiết bị điện (động cơ)
khỏi bị quá tải. Rờ-le nhiệt có dịng điện làm việc tới vài trăm ampe, điện áp một
chiều tới 440V và điện xoay chiều tới 500V, tần số 50Hz.
Rờ-le nhiệt bảo vệ bằng cách đốt nóng các lưỡng kim bằng dịng điện chạy
qua nó. Khi dịng điện chạy qua lưỡng kim cao hơn giá trị cho phép thì lưỡng kim
bị đốt nóng vàbiến dạng làm tác động mở các tiếp điểm ngắt điện cho các phần tử
được bảo vệ. Khi rờ-le nhiệt tác động thì muốn rờ-le làm việc trở lại thì phải ấn nút
phục hồi .

Hình mđ 18: Hình dáng thực tế mộ rơ le nhiệt.
Trang 13


Trường Cao Đẳng Nghề Đường Sắt

Giáo Trình Thực Hành Trang Bị Điện
11.1. Ký hiệu rờ-le nhiệt trên sơ đồ điện:

11.2. Cấu tạo

Hình mđ 19: Cấu tạo rơ le nhiệt 3 pha
1. Thanh lưỡng kim; 2. Phần tử đốt nóng; 3. Hệ thống tiếp điểm; 4. Lò xo;
A: Cực nối nguồn; B: Cực nối tải.
11.3. Công dụng: Rơ le nhiệt dùng để bảo vệ sự cố quá tải. Trong thực tế người ta
thường gắn rơ le nhiệt phía sau cơng tắc tơ lúc này cả công tắc tơ và rơ le nhiệt
được gọi là khởi động từ.
12. Rờ-le tốc độ. Là loại rờ-le lợi dụng lực ly tâm để tác động đóng mở tiếp điểm,
rờ-le tốc độ sử dụng nhiều nhất ở các mạch điện hãm ngược của các động cơ
không đồng bộ.

Hình mđ 20
1. Trục của rơ-le tốc độ; 2. Nam châm vĩnh cửu; 3. Trụ quay tự do; 4. Các thanh
dẩn đặt trong rảnh (như rơto lồng sóc ); 5. Cần đẩy; 6,7. Hệ thống tiếp điểm;
8,9. Thanh thép đàn hồi.
Nguyên lý cấu tạo rơ-le tốc độ : Trục 1 của rờ-le tốc độ được nối đồng trục
với rôto của động cơ hoặc với máy cần khống chế. Trên trục 1 có lắp nam châm
vĩnh cửu làm bằng hợp kim Fe-Ni có dạng hình trụ trịn, bên ngồi nam châm có
trụ quay tự do 3 làm bằng những lá thép mỏng ghép lại mặt trong trụ có xẻ rãnh và
đặt các thanh dẩn 4 khép mạch giống như rôto động cơ lồng sóc. Trụ này được
Trang 14


Trường Cao Đẳng Nghề Đường Sắt
Giáo Trình Thực Hành Trang Bị Điện
quay tự do, trên trụ có lắp tiếp điểm động 5(6,7 hệ thống tiếp điểm; 8,9 là thanh

thép đàn hồi hay lò xo lá ).
13. Đèn báo. dùng để báo tín hiệu cho mạch có hoạt động hay khơng hoạt động,
dùng để chiếu sáng cục bộ trong các máy công cụ
Ký hiệu:
14. Máy biến áp. là thiết bị để biến đổi điện áp từ điện áp cao xuống thấp hoặc
ngược lại. Ký hiệu:
Máy biến áp cảm ứng:

Máy biến áp tự ngẩu:

15. Động cơ khơng đồng bộ rơto lồng sóc. thường dùng làm nguồn động lực sử
dụng rất nhiều trong công nghiệp, làm máy bơm nước.
Ký hiệu:

16. Động cơ không đồng bộ rôto dây quấn. thường dùng làm nguồn động lực
cho các máy cán trong công nghiệp nặng.
Ký hiệu:

17. Động cơ một chiều. dùng làm nguồn động lực trong các ngành công ghiệp
nặng.
Ký hiệu:

Trang 15


Trường Cao Đẳng Nghề Đường Sắt

Giáo Trình Thực Hành Trang Bị Điện
BÀI 1
TỰ ĐỘNG KHỐNG CHẾ ĐỘNG CƠ BA PHA RƠ TO LỒNG SĨC.

1. Các mạch mở máy trực tiếp.
Khởi động trực tiếp là đưa nguồn điện định mức vào trực tiếp cuộn dây
stator của động cơ, do đó khơng hạn chế được dòng điện khởi động. Phương pháp
này chỉ được sử dụng khi công suất động cơ nhỏ hơn công suất của lưới điện rất
nhiều.
1.1. Mạch điều khiển động cơ quay một chiều.
1.1.1. Mạch điều khiển động cơ quay một chiều sử dụng cầu dao 3 pha

Hình 1.1: Khởi động trực tiếp dùng cầu dao
Để động cơ làm việc thì đóng cầu dao, lúc này động cơ được cấp điện trực
tiếp với nguồn. Để dừng động cơ ta ngắt (cắt) cầu dao thì nguồn điện được cắt ra
khỏi động cơ và động cơ ngừng hoạt động.
Cầu chì trong mạch dùng để bảo vệ ngắn mạch cho động cơ.
1.1.2. Mạch điều khiển động cơ quay một chiều sử dụng khởi động từ, nút ấn.
a. Sơ đồ nguyên lý và nguyên tắc hoạt động
Đóng cầu dao CD ( hoặc Aptomat ). Ấn M, cuộn dây K có điện, 3 tiếp điểm
bên mạch động lực được đóng lại cấp điện cho động cơ làm cho động cơ hoạt
động, đồng thời tiếp điểm duy trì 3-5 cũng đóng lại để duy trì. Khi cuộn dây K có
điện thì thì đèn 1Đ sáng do được mắc song song cuộn dây K.
Muốn dừng ta nhấn nút D, cuộn dây K mất điện, tiếp điểm di trì 3-5 mở ra
cắt điện bên mạch điều khiển đồng thời 3 tiếp điểm chính bên mạch động lực cũng
mở ra cắt điện cung cấp cho động cơ.
Khi động cơ bị quá tải, tiếp điểm 8-6 mở ra làm cuộn dây K mất điện, đồng
thời tiếp điểm 6-4 đóng lại làm cho đèn 2Đ sáng.

Trang 16


Trường Cao Đẳng Nghề Đường Sắt
A B C

N

A B C

N

Giáo Trình Thực Hành Trang Bị Điện

CD
CD

1CC

2CC

1CC

2CC

K
2Đ

M

K

D
2Đ

K

M

D

4

1

RN

1

5

3

K
3

RN

K

K

6

RN

RN

4

RN

1Đ

RN

8

1Đ
8

ĐKB
ĐKB

Hình 1.2: Sơ đồ nguyên lý mạch khởi động trực tiếp
ĐCKB 3 pha quay 1 chiều
Hình 1.2: Sơ đồ nguyên lý mạch khởi động trực tiếp
ĐCKB 3 pha quay 1 chiều

Trang 17

2

6

5

2


Trường Cao Đẳng Nghề Đường Sắt
b. Bảng kê các thiết bị - khí cụ
TT
1
2
3

Thiết bị
Khí cụ
CD
1CC
RN

4
5
6

K
2CC
M; D

1
2
1

7

1Đ; 2Đ

1

Giáo Trình Thực Hành Trang Bị Điện

SL

Chức năng

1
3
1

Cầu dao nguồn, đóng cắt khơng tải tồn bộ mạch.
Cầu chì, bảo vệ ngắn mạch ở mạch động lực.
Relay nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ
(ĐCKĐB).
Cơng tắc tơ, điều khiển động cơ làm việc.
Cầu chì, bảo vệ ngắn mạch ở mạch điều khiển.
Nút bấm thường mở; thường đóng điều khiển mở
máy và dừng động cơ.
Đèn tín hiệu trạng thái làm việc và quá tải của
động cơ.

Trang 18

Ghi

chú


Trường Cao Đẳng Nghề Đường Sắt
c. Sơ đồ nối dây

Giáo Trình Thực Hành Trang Bị Điện

CD
CD

1CC

2CC

1CC

2CC

OFF
OFF
FWD
K

FWD

K
1Đ

2Đ

RN
RN

Hình 1.3: Sơ đồ nối dây mạch điều khiển đckb quay 1 chiều
Hình 1.3: Sơ đồ nối dây mạch điều khiển đckb quay 1 chiều
Trang 19


Trường Cao Đẳng Nghề Đường Sắt
Giáo Trình Thực Hành Trang Bị Điện
d. Qui trình lắp ráp - kiểm tra - vận hành - mô phỏng – mô phỏng
* Lắp ráp: Chọn đúng chủng loại, số lượng các thiết bị khí cụ cần thiết. Định vị
các thiết bị lên bảng (giá) thực hành. Đọc, phân tích sơ đồ nguyên lý, sơ đồ nối
dây. Lắp mạch theo sơ đồ: Lắp mạch điều khiển sau đó lắp mạch động lực.
* Kiểm tra:
Mạch điều khiển: Sơ đồ kiểm tra như hình 1.4, nếu khi ấn nút M(3,5); quan
sát kim của Ohm kế và kết luận: Ohm kế chỉ một giá trị nào đó: Mạch lắp ráp
đúng; Ohm kế chỉ 0: Cuộn K bị ngắn mạch; Ohm kế không quay: Hở mạch điều
khiển. Kiểm tra mạch tín hiệu.
Kiểm tra mạch động lực: Tiến hành tương tự như trên, đối với mạch động
lực cần lưu ý trường hợp mất 1 pha, có thể kết hợp đo kiểm và quan sát bằng mắt,
lắng nghe tiếng ồn khác thường bằng tai.

0
2CC

Ấn xuống


2Đ

M

D

K
1

4

6

5

3

RN

K
1Đ

RN

2

8

Hình 1.4: Sơ đồ kiểm tra mạch điều khiển
* Vận hành mạch: Cô lập mạch động lực (hở dây nối mạch động lực phía sau
relay nhiệt). Cấp nguồn và vận hành mạch điều khiển: Ấn nút M(3,5) cuộn K hút,

đèn 1Đ sáng; buông tay ấn nút mạch vẫn hoạt động. Ấn nút D(1,3) cuộn K nhã,
đèn 1Đ tắt. Khi mạch đang vận hành tác động vào nút test ở RN, cuộn K mất điện,
đèn 1Đ tắt và đèn 2Đ sáng lên.
Cắt nguồn, liên kết lại dây nối mạch động lực. Sau đó cấp nguồn cho mạch
và thực hiện lại các thao tác ở trên. Quan sát chiều quay, tốc độ, trạng thái khởi
động của động cơ.
Cắt nguồn, hoán vị thứ tự 2 pha nguồn vào cầu dao 1CD và vận hành lại.
Quan sát chiều quay, tốc độ, trạng thái khởi động của động cơ. Ghi nhận sự khác
nhau giữa 2 trường hợp trên. Giải thích nguyên nhân?
Trang 20


Trường Cao Đẳng Nghề Đường Sắt
Giáo Trình Thực Hành Trang Bị Điện
* Mô phỏng sự cố: Cấp nguồn và cho mạch hoạt động như trên.
Sự cố 1: Mạch đang vận hành tác động vào nút test ở RN. Quan sát động cơ, ghi
nhận hiện tượng, giải thích.
Sự cố 2: Cắt nguồn, hở mạch tiếp điểm K tại điểm số 3. Sau đó cấp lại nguồn, vận
hành và quan sát hiện tượng, giải thích.
Sự cố 3: Phục hồi lại sự cố trên, hở 1 pha mạch động lực. Cho mạch vận hành
quan sát hiện tượng, giải thích.
* Viết báo cáo về quá trình thực hành: Lược thuật lại quá trình lắp ráp, các sai
lỗi mắc phải (nếu có). Giải thích các hiện tượng khi vận hành mạch, các nguyên
nhân gây hư hỏng khi mô phỏng.
1.1.3. Bài tập mở rộng. Mạch điều khiển ĐCKĐB quay 1 chiều điều khiển ở 2
nơi. Học viên vẽ hoàn chỉnh sơ đồ và lăp ráp mạch. Vận hành, quan sát và ghi nhận
hiện tượng. Mô phỏng sự cố, quan sát ghi nhận hiện tượng. Làm báo cáo thực
hành, giải thích hiện tượng.
A
B

C
N

CD

1CC

2CC

D1

D2

M1

2Đ

M1
K

RN
RN
1Đ

ĐKB

Hình 1.5: Sơ đồ ngun lý bài tập

Trang 21

RN


Trường Cao Đẳng Nghề Đường Sắt

Giáo Trình Thực Hành Trang Bị Điện

A

B

C

N

A

B

C

N

CD
CD

1CC

2CC

1CC

2CC

K

OFF1

OFF2

FWD1

FWD2

FWD1

FWD2

K
1Đ

2Đ
RN
RN

Hình 1.6: Sơ đồ nối dây bài tập
Hình 1.6: Sơ đồ nối dây bài tập
Trang 22

Trường Cao Đẳng Nghề Đường Sắt
Giáo Trình Thực Hành Trang Bị Điện
1.2. Mạch đảo chiều gián tiếp (sử dụng nút bấm).
1.2.1. Sơ đồ nguyên lý và nguyên tắc hoạt động
3
N

A B C

CD
CD
2CC

MT

D

N
T

M
1

1CC

1

3
5

3

T

6

1Đ

6

7

5

RN

7

T

MN
T

T

N

N

M

N
9
3
9
3

N

11

2Đ

11

N

4

RN

4

3Đ

2

ĐKB
2

RN

Hình 1.7: Sơ đồ nguyên lý đảo chiều quay gián tiếp đckb 3 pha
Hình 1.7: Sơ đồ nguyên lý đảo chiều quay gián tiếp đckb 3 pha
Trang 23


Trường Cao Đẳng Nghề Đường Sắt
1.2.2. Bảng kê các thiết bị - khí cụ điện

Giáo Trình Thực Hành Trang Bị Điện

TT

SL

Chức năng

1
3
2
1

Cầu dao nguồn, đóng cắt khơng tải tồn bộ mạch.
Cầu chì, bảo vệ ngắn mạch ở mạch động lực.
Cầu chì, bảo vệ ngắn mạch ở mạch điều khiển.
Relay nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ
(ĐCKĐB).
Công tắc tơ, điều khiển động cơ quay thuận,
nghịch.
Nút bấm thường mở, điều khiển động cơ quay

thuận, quay nghịch.
Nút bấm thường đóng, điều khiển dừng động cơ.
Đèn tín hiệu trạng thái quay thuận, quay nghịch và
quá tải của động cơ.

1
2
3
4

Thiết bị
Khí cụ
CD
1CC
2CC
RN

5

T, N

2

6

MT; MN

2

7

8

D
1Đ; 2Đ; 3Đ

1
3

Trang 24

Ghi
chú


Trường Cao Đẳng Nghề Đường Sắt
1.2.3. Sơ đồ nối dây)

Giáo Trình Thực Hành Trang Bị Điện

CD
CD

1CC

2CC

1CC

2CC

OFF
OFF
FWD
FWD

T
Y

N
REV
REV

1Đ

RN
2Đ

3Đ

Hình 1.8: Sơ đồ nối dây mạch đảo chiều gián
tiếp đckb 3 pha

Trang 25


Trường Cao Đẳng Nghề Đường Sắt
Giáo Trình Thực Hành Trang Bị Điện
1.2.4. Qui trình lắp ráp - kiểm tra - vận hành - mô phỏng
a. Lắp ráp: Chọn đúng chủng loại, số lượng các thiết bị khí cụ cần thiết. Định vị
các thiết bị lên bảng (giá) thực hành. Đọc, phân tích sơ đồ nguyên lý, sơ đồ nối

dây.
Lắp mạch điều khiển theo sơ đồ: Liên kết bộ nút bấm, đánh số các đầu dây
ra (có 4 hoặc 5 đầu dây ra từ bộ nút bấm). Đấu 1 đầu của cuộn hút này với 1 cực
tiếp điểm thường đóng của cơng tắc tơ kia. Đấu cực cịn lại của tiếp điểm thường
đóng với các đầu dây ra từ bộ bấm. Đấu tiếp điểm duy trì, đầu cịn lại của cuộn hút,
mạch đèn tín hiệu ...
Lắp mạch động lực theo sơ đồ: Hốn vị thứ tự 2 pha ở cơng tắc tơ N (xem sơ
đồ nối dây).
b. Kiểm tra:
Mạch điều khiển: Dùng Ohm kế chấm vào điểm số 1 và số 6 trên sơ đồ.
Ấn nút MT để kiểm tra thông mạch, ngắn mạch cuộn dây T. Ấn nút MN để kiểm tra
thông mạch, ngắn mạch cuộn dây N. Kiểm tra mạch tín hiệu.
Mạch động lực: Tiến hành tương tự như trên, đối với mạch động lực cần lưu
ý trường hợp mất 1 pha, có thể kết hợp đo kiểm và quan sát bằng mắt.
c. Vận hành mạch: Cô lập mạch động lực (hở dây nối mạch động lực phía sau
relay nhiệt). Cấp nguồn và vận hành mạch điều khiển: Ấn nút MT(3,5) cuộn T hút,
đèn 1Đ sáng. Ấn nút D(1,3) cuộn T nhã, đèn 1Đ tắt. Ấn nút MN(3,9) cuộn N hút,
đèn 2Đ sáng. Khi cuộn T đang hút, ấn MN(3,9), quan sát hiện tượng, giải thích?
Tác động vào nút test ở RN, quan sát hiện tượng, giải thích?
Cắt nguồn, liên kết lại dây nối mạch động lực, sau đó cấp nguồn cho mạch
và thực hiện lại các thao tác ở trên. Quan sát chiều quay, tốc độ, trạng thái khởi
động của động cơ.
e. Mô phỏng sự cố.
Sự cố 1: Mạch đang vận hành tác động vào nút test ở RN. Quan sát động cơ, ghi
nhận hiện tượng, giải thích.
Sự cố 2: Cắt nguồn, cô lập mạch động lực (hở dây nối mạch động lực phía sau
relay nhiệt). Nối tắt tiếp điểm N(5,7) và T(9,11). Sau đó cấp lại nguồn, vận hành và
quan sát hiện tượng, giải thích.
Chú ý: sự cố này chỉ được mô phỏng khi đã cô lập mạch động lực.
f. Viết báo cáo về quá trình thực hành: Lược thuật lại quá trình lắp ráp, các sai lỗi

mắc phải (nếu có). Giải thích các hiện tượng khi vận hành mạch, các nguyên nhân
gây hư hỏng khi mô phỏng...
1.2.5. Bài tập mở rộng:
a. Bài tập 1: Mạch đảo chiều quay gián tiếp ĐCKĐB 3 pha điều khiển ở 2 nơi.
Học viên vẽ hoàn chỉnh sơ đồ và lăp ráp mạch. Vận hành, quan sát và ghi nhận
hiện tượng. Mô phỏng sự cố, quan sát ghi nhận hiện tượng. Làm báo cáo thực
hành, giải thích hiện tượng.

Trang 26


Trường Cao Đẳng Nghề Đường Sắt

Giáo Trình Thực Hành Trang Bị Điện

A
B
C
N

3Đ
MT1
CD
RN
2CC

MT2

1D

T
RN
1Đ

2D
1CC

MN1

MN2
N
T

N

2Đ

RN

ĐKB

Hình 1.9: Sơ đồ nguyên lý bài tập 1.2

Trang 27