đồ án khí cụ điện tủ điều khiển động cơ máy nén khí

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

BÁO CÁO ĐỒ ÁN KHÍ CỤ ĐIỆN
ĐỀ TÀI: TỦ ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ MÁY NÉN KHÍ KHỞI
ĐỘNG SAO TAM GIÁC CĨ CHẾ ĐỘ AUTO MANUAL, CHẾ ĐỘ
AUTO CHẠY THEO RELAY ÁP SUẤT

Giảng viên hướng dẫn :Nguyễn Minh Quyền
Sinh viên thực hiện:

Lê Văn Hiếu
Nguyễn Thành Nam
Trần Đồn Tấn Tài
Võ Thành Tài
Nguyễn Tiến Đạt

TP. Hồ Chí Minh, 2020
1


LỜI MỞ ĐẦU
Với bối cảnh nước ta hiện nay là một quốc gia đang phát triển mạnh bật nhất Đông
Nam Á. Với nguồn nhân lực và khoán sản dồi dào, song song với đó cơng nghệ ln
được cập nhật liên tục và Việt Nam đang được các nước phát triển với nền công nghệ
tiên tiến hàng đầu thế giới như Nhật, Mỹ, Nga, Trung Quốc…. Ngày càng nhiều. Với
những công nghệ mới như vậy thì trình độ của người lao động và các kĩ sư, tiến sỹ
đầu ngành cũng phải luôn nâng cấp và phát triển liên tục để nắm bắt được công nghệ
mới.
Đề tài “ Tủ điều khiển máy nén khí chạy bằng động cơ ba pha với hai chế độ Manual
và Auto” là một trong những đề tài rất hay và liên quan rất nhiều tới công nghệ trong

điện cơng nghiệp và tự động hố hiện nay.
Nhằm mục đích giảm thiểu tối đa sức lao động và tăng năng suất lao động của con
người thì khi thực hiện đề tài này người thực hiện sẽ nâng cao thêm rất nhiều về mặt
kiến thức chuyên ngành điện và các kĩ năng cần thiết cho bản thân, đó là bước đệm rất
lớn để phát triển và tiến xa hơn tới những công nghệ hiện đại nhất.

2


MỤC LỤC
Chương 1: Đặt vấn đề.................................................................................................................4
1.1. Lý do lựa chọn đề tài...........................................................................................................4
1.2. Phân tích yêu cầu.................................................................................................................4
1.3. Sơ đồ giải pháp....................................................................................................................5
Chương 2: Cơ sở lý thuyết.........................................................................................................6
2.1. Các thiết bị, khí cụ điện.......................................................................................................6
2.1.1. MCB.................................................................................................................................7
2.1.2. Contactor..........................................................................................................................8
2.1.3. Relay nhiệt........................................................................................................................9
2.1.4. Timer..............................................................................................................................10
2.1.5. Công tắc áp suất..............................................................................................................11
2.1.6 Relay trung gian..............................................................................................................12
2.1.7 Cầu chì.............................................................................................................................13
2.2 Tính chọn các thiết bị.........................................................................................................14
2.2.1 Tính chọn MCB...............................................................................................................14
2.2.2 Tính chọn contactor.........................................................................................................14
2.3 Tính chịn thiết bị cho mạch điều khiển..............................................................................15
2.3.1 Tính chọn MCB...............................................................................................................15
2.32. Tính họn cầu chì..............................................................................................................15
2.3.3 Tính chọn đèn báo...........................................................................................................16

2.3.4. Tính chọn nút nhấn ........................................................................................................16
2.3.5 tính chọn timer.................................................................................................................17
2.3.6 Tính chọn cơng tắc áp suất..............................................................................................18
Chương 3: Thiết kế bản vẽ và trình bày nguyên lý của tủ điện................................................19
3.1. Phần mềm hỗ trợ...............................................................................................................19
3.2. Sơ đồ mạch động lực.........................................................................................................20
3.3. Sơ đồ mạch điều khiển......................................................................................................22
3.4. Nguyên lí hoạt động của tủ điện........................................................................................24
Chương 4: Thi công, lắp đặt tủ điện.........................................................................................26
4.1. Chuẩn bị vật tư, thiết bị.....................................................................................................26
4.1.1. Danh sách vật tư, thiết bị................................................................................................27
4.1.2. Các công cụ cần thiết......................................................................................................28
4.2. Thi công, lắp đặt rail, máng cáp lên Panel của tủ điện......................................................30
4.2.1. Lắp rail, máng cáp..........................................................................................................30
4.2.2. Lắp thiết bị......................................................................................................................31
4.2.3. Đi dây mạch động lực....................................................................................................31
4.3. Thi công trên mặt tủ..........................................................................................................32
4.4. Kiểm tra tủ trước khi đóng điện 3 pha..............................................................................33
4.4.1. Kiểm tra nguội các đầu dây bằng đồng hồ VOM...........................................................34
4.4.2. Kiểm tra mạch điều khiển bằng cách cấp điện áp xoay chiều một pha vào...................35
Kết luận....................................................................................................................................37
Tài liệu tham khảo...............................................38

3


CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1 Lý do lựa chọn đề tài
+ Thông qua việc học tập nghiên cứu học phần khí cụ điện, nhằm đáp ứng u cầu
mơn học, kiến thức và kĩ năng cần thiết nhóm 11 đã tìm hiểu và chọn đề tài: Tủ điện

điều khiển máy nén khí khởi động sao tam giác có chế độ Manual và Auto
+ Đề tài được ứng dụng trong việc điều khiển máy nén khí, có trong nhiều nhà máy
cơng nghiệp tư nhân và nhà nước.

1.2 Phân tích yêu cầu

 Thiết kế tủ khởi động và điều khiển của máy nén khí sử dụng động cơ 3
pha.
 Chế độ tự động
 Chế độ tự điều khiển bằng nút nhấn
 Có đầy đủ đèn báo hiệu và nút tắt khẩn cấp khi gặp sự cố

1.3 Sơ đồ giải pháp

Diễn giải:
+ Chế độ Manual: Khi nhấn nút khởi động thì động cơ sẽ khởi động theo chế độ
sao tam giác và động cơ sẽ dừng khi nhấn nút Stop. Relay nhiệt sẽ tự động ngắt dòng
điện khi hiện tượng quá tải động cơ xảy ra.
+ Chế độ Auto: Khi công tắc gạt sang chế độ Auto thì cơng tắc áp suất sẽ đảm

4


nhiệm việc tắt mở động cơ theo áp suất có ở trong máy nén khí. Relay nhiệt sẽ tự
động ngắt dòng điện khi hiện tượng quá tải động cơ xảy ra.
Mục đích áp dụng tủ điều khiển máy nén khí có động cơ 3 pha bằng hai chế độ
Manual và Auto:
 Tăng năng suất lao động
 Giảm sức lao động của con người
 Giảm khả năng rủi ro trong công việc

 Dễ vận hành và sửa chữa
 Rút ngắn thời gian làm việc

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. Các thiết bị, khí cụ điện

 -Cơng tắc áp suất danfoss

 -CB tép (MCB) LS BKN 1P, 6A ( 3P 10A)
5


 -CB tép (MSB) LS BKN 3P, 10A

 -Khởi động từ

 -Relay nhiệt

 -Bộ định thời gian Selec

6


 -Cầu chì bảo vệ

2.1.1. MCB
 Khái niệm
-MCB hay cịn gọi CB tép là từ viết tắt của tên tiếng anh Miniature Circuit Breaker,
MCB có vai trị chính bảo vệ hệ thống và các thiết bị điện quá tải và ngắn mạch
trong hệ thống điện và được phân chia thành rất nhiều loại khác nhau theo chức

năng, hình dạng, kích thước khác nhau. MCB được sử dụng trong các trường hợp
dòng điện bị quá tải và được sử dụng rất phổ biến cho mạng lưới diện dân dụng.
 Cấu tạo
MCB được cấu tạo bởi các bộ phận: tiếp điểm, hộp dập hồ quang, cơ cấu truyền
động cắt MCB, móc bảo vệ
Tiếp điểm: MCB thường có cấu tạo hai cấp tiếp điểm (tiếp điểm chính và hồ
quang) hoặc 3 tiếp điểm (tiếp điểm chính, tiếng đóng trước, tiếp theo là tiếp điểm
phụ, cuối cùng là tiếp điểm chính. Cịn khi ngắt mạch tiếp điểm chính mở trước,
tiếp điểm phụ mở sau và cuối cùng là hồ quang p điểm phụ, hồ quang). Hoạt động
của tiếp điểm như sau: khi đóng mạch tiếp điểm hồ quang điện.
Hộp dập hồ quang: Có 2 kiểu thiết bị dập hồ quang là: hồ quang kiểu nửa kín và hồ
quang kiểu hở. Đặc điểm của 2 loại khác nhau: kiểu nửa kín được đặt trong vỏ kín
của MCB và có lỗ thốt khí. Kiểu hở được dùng với điện áp lớn hơn 50KA hoặc
7


điện áp lớn 1000V (cao áp). Hồ dập quang có nhiều tấm thép xếp thành lưới ngăn
thành nhiều đoạn khác nhau để tạo thuận lợi cho việc dập tắt hồ quang.
Cơ cấu truyền động cắt MCB: có 2 cách truyền động cắt MCB (bằng tay và bằng cơ
điện). Đối với truyền động cắt điều khiến bằng tay được thực hiện với các MCB có
dịng điện định mức khơng lớn. Cịn đối với loại điều khiến bằng cơ điện ở các
MCB có dịng điện lớn hơn.
Móc bảo vệ: Móc bảo vệ có tác dụng để bảo vệ thiết bị điện khơng bị quá tải và
ngắn mạch. Có 2 loại móc bảo vệ: móc kiểu điện từ và móc kiểu rơle nhiệt.

• Ngun lí hoạt động
bất cứ khi nào dịng chảy q dòng liên tục chảy qua MCB, sẽ làm dải lưỡng kim
được làm nóng và làm chệch hướng bằng cách uốn cong.
Sự lệch hướng của dải lưỡng kim này giải phóng một chốt cơ học. Vì chốt cơ học
này được gắn với cơ chế hoạt động, nó gây ra mở các tiếp điểm ngắt mạch thu nhỏ

và MCB tắt do đó ngăn dòng điện chạy trong mạch. Để khởi động lại dịng điện,
MCB phải được BẬT thủ cơng. Cơ chế này bảo vệ khỏi các lỗi phát sinh do quá dòng
hoặc quá tải.
Trong điều kiện ngắn mạch, dòng điện tăng đột ngột. Lúc này sẽ gây ra sự dịch
chuyển điện cơ của pít tơng liên quan đến cuộn dây bị vấp hoặc điện từ. Pít tơng
tấn cơng địn bẩy làm giải phóng ngay lập tức cơ chế chốt. Các tiếp điểm ngắt
mạch.
MCB rất đơn giản, dễ sử dụng và thường không được sửa chữa. Nó chỉ là dễ dàng
hơn để thay thế. Có hai loại cơ chế chuyến đi chính. Một kim loại bi cung cấp bảo
vệ chống lại dòng quá tải và một nam châm điện cung cấp bảo vệ chống lại dòng
điện ngắn mạch.
2.1.2. Contactor.
 Khái niệm
Contactor hay còn gọi là khởi động từ, là khí cụ điện hạ áp, thực hiện việc đóng
ngắt thường xuyên các mạch điện động lực có dịng điện ngắt khơng vượt q giới
hạn dịng điện q tải của mạch điện. Việc đóng cắt cơng tắc tơ có tiếp điểm có thể
được thực hiện bằng nam châm điện. Thủy lực hay khí nén. Thơng thường ta gặp
loại đóng cắt bằng nam châm điện hay một cách gọi khác là contactor điện từ.
• Cấu tạo.
Về cơ bản, một contactor có tiếp điểm được cấu thành bởi những bộ phận như
sau: Nam châm điện: Nam châm điện gồm 4 thành phần: Cuộn dây dùng tạo ra lực
hút nam châm, Lõi sắt, Lò xo tác dụng đẩy phần nắp trở về vị trí ban đầu
1.Hệ thống dập hồ quang:
Khi chuyển mạch, hồ quang điện sẽ xuất hiện làm các tiếp điểm bị cháy và mịn
dần, vì vậy cần hệ thống dập hồ quang.
2.Hệ thống tiếp điểm:
8


Hệ thống tiếp điểm của contactor trong tủ điện liên hệ với phần lõi từ di động qua

bộ phận liên động về cơ. Tuỳ theo khả năng tải dẫn qua các tiếp điểm, ta có thể
chia các tiếp điểm thành hai loại: Tiếp điểm chính: Có khả năng cho dịng điện lớn
đi qua (từ 10A đến vài nghìn A, thí dụ khoảng 1600A hay 2250A). Tiếp điểm chính
là tiếp điểm thường hở đóng lại khi cấp nguồn vào mạch từ của contactor trong tủ
điện làm mạch từ hút lại. Tiếp điểm phụ: Có khả năng cho dịng điện đi qua các tiếp
điểm nhỏ hơn 5A. Tiếp điểm phụ có hai trạng thái: thường đóng và thường hở.
Tiếp điểm thường đóng là loại tiếp điểm ở trạng thái đóng (có liên lạc với nhau
giữa hai tiếp điểm) khi cuộn dây nam châm trong contactor ở trạng thái nghỉ
(không được cung cấp điện). Tiếp điểm này hở ra khi chúng sẽ ở trạng thái hoạt
động. Ngược lại là tiếp điểm thường hở.
Như vậy, hệ thống tiếp điểm chính tủ điện điều khiển thường được lắp trong mạch
điện động lực, còn các tiếp điểm phụ sẽ lắp trong hệ thống mạch điều khiển.
• Nguyên lí hoạt động.
Khi cấp nguồn trong tủ điện điều khiển bằng giá trị điện áp định mức của Contactor
vào hai đầu của cuộn dây quấn trên phần lõi từ cố định, thì lực từ tạo ra hút phần
lõi từ di động hình thành mạch từ kín (lực từ lớn hơn phản lực của lò xo), Contactor
sẽ ở trạng thái hoạt động. Lúc này nhờ vào bộ phận liên động về cơ giữa lõi từ di
động và hệ thống tiếp điểm làm cho tiếp điểm chính của Contactor trong tủ điện
đóng lại, tiếp điểm phụ chuyển đổi trạng thái (thường đóng sẽ mở ra, thường hở sẽ
đóng lại) và duy trì trạng thái này. Khi ngưng cấp nguồn cho cuộn dây thì Contactor
ở trạng thái nghỉ. Các tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu.
2.1.3. Relay nhiệt
 Khái niệm
Rơle nhiệt là loại khí cụ điện tự động đóng cắt tiếp điểm nhờ sự co dãn vì nhiệt của
các thanh kim loại. Ứng dụng: Rơle nhiệt thường dùng để bảo vệ quá tải cho các
thiết bị điện. Trong công nghiệp rơle nhiệt được lắp kèm với cơng tắc tơ.
 Cấu tạo
Địn bẩy 2. Tiếp điểm thường đóng 3. Tiếp điểm thường mở 4. Vít chỉnh dịng điện
tác động 5. Thanh lưỡng kim6. Dây đốt nóng7. Cần gạt 8. Nút phục hồi

 Nguyên lí làm việc
Phần tử cơ bản rơle nhiệt là phiến kim loại kép (bimetal) cấu tạo từ hai tấm kim
loại, một tấm hệ số giãn nở bé (thường dùng invar có 36% Ni, 64% Fe) một tấm hệ
số giãn nở lớn (thường là đồng thau hay thép crôm - niken, như đồng thau giãn nở
gấp 20 lần invar). Hai phiến ghép lại với nhau thành một tấm bằng phương pháp
cán nóng hoặc hàn.
Khi đốt nóng do dịng I phiến kim loại kép uốn về phía kim loại có hệ số giãn nở nhỏ
hơn, có thể dùng trực tiếp cho dòng điện qua hoặc dây điện trở bao quanh. Để độ
uốn cong lớn yêu cầu phiến kim loại phải có chiều dài lớn và mỏng. Nếu cần lực đẩy
mạnh thì chế tạo tấm phiến rộng, dày và ngắn.
2.1.4. Timer
9


 Khái niệm
Timer được sử dụng với nhiều nghĩa khác nhau như bộ đặt thời gian, công tắc thời
gian, bộ định thời,… là 1 thiết bị điện đóng và ngắt điện tự động thông thường
được sử dụng để hẹn giờ tắt/bật công tắc điện mà chúng ta muốn để tiết kiệm chi
phí và cơng sức người lao động.
Ngun lí làm việc của các timer dựa và các tiếp điểm/cặp tiếp điểm ON DELAY –
OFF DELAY để tuần hoàn nguyền điện sử dụng liên tục và ngắt lúc cần thiết
 Cấu tạo
Nam châm điện
Gồm có cuộn dây điện áp 12, mạch từ tĩnh 11, lõi thép động 10 và lò xo 9. Nó nhận
điện áp từ nguồn điện thao tác. Tức là nguồn cấp cho mạch điện khống chế. Cơ cấu
thời gian
Gồm có bánh răng dẫn động nối cứng với thanh hãm Bánh răng này truyền động
nhờ lò xo (18) và truyền chuyển động cho bánh răng để làm quay tiếp điểm động
(21). Bộ phận chính của cơ cấu thời gian là hệ thống các bánh răng (16), (15), (13)
nối tới trục quay tiếp điểm động bởi bánh ma sát (17). Nó làm quay bánh răng 3 để

truyền chuyển động tới cơ cấu con lắc gồm bánh cóc (14), móc (1) và quả rung (2).
Cơ cấu con lắc để giữ cho tốc độ quay của tiếp điểm động là đều, tương tự như ở
cơ cấu đồng hồ.
Tiếp điểm chính
Gồm có đầu tiếp xúc tĩnh (22) và đầu tiếp xúc động (21). Ngồi ra, nó cịn lại hai
tiếp điểm phụ đóng, cắt không thời gian: tiếp điểm thuận (5 – 8) và tiếp điểm
nghịch (5 – 7).

 Nguyên lí hoạt động
ON DELAY
Khi cấp nguồn vào cuộn dây của timer ON DELAY, các tiếp điểm tác động khơng tính
thời gian chuyển đổi trạng thái tức thời. (Các tiếp điểm thường đóng hở ra, thường
hở đóng lại). Các tiếp điểm tác động có tính thời gian không đổi. Sau khoảng thời
gian đã định trước, các tiếp điểm tác động có tính thời gian sẽ chuyển trạng thái.
10


Trạng thái đó sẽ được duy trì trạng thái này. Khi ngưng cấp nguồn vào cuộn dây, tất
cả các tiếp điểm lập tức trở về trạng thái ban đầu.
Kí hiệu tiếp điểm có tính thời gian:
Tiếp điểm thường mở, đóng chậm, mở nhanh.
Tiếp điểm thường đóng, mở chậm, đóng nhanh.
OFF DELAY
Khi cấp nguồn vào cuộn dây của timer OFF DELAY, các tiếp điểm tác động tức thời
và duy trì trạng thái này.
Khi ngưng cấp nguồn vào cuộn dây, tất cả các tiếp điểm tác động khơng tính thời
gian trở về trạng thái ban đầu. Tiếp sau đó một khoảng thời gian đã định trước, các
tiếp điểm tác động có tính thời gian sẽ chuyển về trạng thái ban đầu.
Tiếp điểm thường mở, đóng nhanh, mở chậm.
Tiếp điểm thường đóng, mở nhanh, đóng chậm.

2.1.5. Cơng tắc áp suất

 Khái niệm
Cơng tắc áp suất (Pressure switch) được biết đến là 1 trong những loại rơ le áp
suất, được sử dụng để điều khiển áp suất thấp / áp suất cao thông qua 2 tiếp điểm
NO/NCCơng tắc áp suất có nhiều tên gọi khác nhau như Cong tac ap suat, Công tắc
báo đầy mức nước, Công tắc áp lực, Rơ le áp suất, Cơng tắc áp suất giá rẻ.
 Cấu tạo

 Ngun lí hoạt động
Khi áp suất cao vào cổng áp lực, một chuỗi các yếu tố ảnh hưởng sẽ xẩy ra. Màng
ngăn bắt đầu uốn cong và đẩy tấm áp lực lên. Nếu lực áp suất cho tấm là đủ cao để
nén lị xo thì tấm áp lực sẽ bắt đầu tăng lên. Khi mà lực đủ lớn, tấm áp lực sẽ tăng
lên cho đến khi các tiếp điểm kết nối, khi đó mạch điện bị đóng lại và nguồn điện
được cung cấp cho mạch mạch. Sự chuyển động từ cảm biến sẽ kích hoạt một tín
hiệu điện bằng cách thay đổi vị trí của các tiếp điểm điện trong cơng tắc.
Màng chắn thực hiện cơ chế võng xuống được lắp đặt với tấm áp lực. Khi áp suất
thấp, khơng có đủ lực để cuộn hoặc nén lò xo, và mạch điện vẫn mở. Công tắc điện
11


tử (thực hiện việc tắt) là thành phần quan trọng nhất cần thiết cho một công tắc áp
suất đơn giản.
Sử dụng cơng tắc áp suất an tồn dạng Manual Reset như một lựa chọn tiêu chuẩn.
Các thiết bị công tắc áp suất này có thể được nối để tạo hoặc phá vỡ một mạch
điện hoặc thường mở và thường đóng khi cơng tắc khơng được kích hoạt.
2.1.6. Relay trung gian
 Khái niệm
Relay trung gian về cơ bản là một thiết bị relay điện từ với kích thước nhỏ. Chúng
có chức năng chuyển mạch tín hiệu điều khiển hoặc làm nhiệm vụ khuếch đại.

Trong sơ đồ điều khiển, relay trung gian thơng thường được lắp đặt ở vị trí trung
gian. Nó nằm giữa những thiết bị điều khiển công suất nhỏ và những thiết bị có
cơng suất lớn hơn.
 Cấu tạo
Thiết bị nam châm điện này có thiết kế gồm lõi thép động, lõi thép tĩnh và cuộn
dây. Cuộn dây bên trong có thể là cuộn cường độ, cuộn điện áp hoặc cả 2. Lõi thép
động được găng bởi lò xo cùng định vị bằng một vít điều chỉnh. Cơ chế tiếp điểm
bao gồm tiếp điểm thuận và tiếp điểm nghịch.
Relay trung gian tro

ng mạch điện

 Ngun lí hoạt động
Dịng điện chạy qua relay trung gian sẽ chạy qua cuộn dây bên trong. Nó tạo ra một
từ trường hút. Từ trường hút này tác động lên một đòn bẩy bên trong. Hiện tượng
này làm đóng hoặc mở các tiếp điểm điện. Từ đó sẽ làm thay đổi trạng thái của
relay. Số tiếp điểm điện bị thay đổi có thể là 1 hoặc nhiều, tùy vào thiết kế.
Relay có 2 mạch độc lập nhau hoạt động. Một mạch điều khiển cuộn dây của relay:
Cho dịng chạy qua cuộn dây hay khơng (hay có nghĩa là điều khiển relay ở trạng
12


thái ON hay OFF). Một mạch điều khiển dòng điện ta cần kiểm sốt có qua được
relay hay khơng dựa vào trạng thái ON hay OFF của relay.
2.1.7. Cầu chì
 Khái niệm
Cầu chì là một loại khí cụ điện dùng để bảo vệ thiết bị và lưới điện tránh sự cố ngắn
mạch, thường dùng để bảo vệ cho đường dây dẫn, máy biến áp, động cơ điện,
thiết bị điện, mạch điện điều khiển, mạch điện thắp sáng.
Cầu chì có đặc điểm là đơn giản, kích thước bé, khả năng cắt lớn và giá thành hạ

nên được ứng dụng rộng rãi.
 Cấu tạo
Phần tử ngắt mạch: Đây chính là thành phần chính của cầu chì, phần tử này phải có
khả năng cảm nhận được giá trị hiệu dụng củ dòng điện qua nó. Phần tử này có giá
trị điện trở suất bé (thường bằng bạc, đồng hay các vật liệu dẫn có giá trị điện trở
suất nhỏ lân cận với các giá trị nêu trên...). Hình dạng của phần tử có thể ở dạng là
một dây (tiết diện tròn), dạng băng mỏng.
Thân của cầu chì: Thường bằng thuỷ tính, ceramic (sứ gốm) hay các vật liệu khác
tương đương.
Các đấu nối: Các thành phần này dùng định vị cố định cầu chì trên các thiết bị đóng
ngắt mạch; đồng thởi phải đảm boả tính tiếp xúc điện tốt.

 Nguyên lí hoạt động
Đặc tính cơ bản của cầu chì là sự phụ thuộc của thời gian chảy đứt với dòng điẹn
chạy qua (đặc tính Ampe - giây). Để có tác dụng bảo vệ, đường Ampe - giây của cầu
chì tại mọi điểm phải thấp hơn đặc tính của đối tượng cần bảo vệ.
Đối với dịng điện định mức của cầu chì: Năng lượng sinh ra do hiệu ứng Joule khi
có dịng điện định mức chạy qua sẽ toả ra môi trường và không gây nên sự nóng
chảy, sự cân bằng nhiệt sẽ được thiết lập ở một giá trị mà không gây sự già hoá hay
phá hỏng bất cứ phần tử nào của cầu chì.
Đối với dịng điện ngắn mạch của cầu chì: Sự cân bằng trên cầu chì bị phá huỷ,
nhiệt năng trên cầu chì tăng cao và dẫn đến sự phá huỷ cầu chì

2.2 Tính chọn các thiết bị, khí cụ điện cho mạch động
lực
Biết điện áp 380/400v
Giả sử Pdm = 6kw, CosF = 0.8

13

2.2.1. Tính chọn MCB.
Chọn MCB 3 pha : I=1,5.I(dm)=1,5.14,24=21,36A
Ta chọn MCB có mã A9F74325

2.2.2. Tính chọn Contactor.
Ta chọn dịng của contactor theo phép tính sau :

Chọn tải cho cotactor tải AC3 tải cuộn kháng loại TeSys D . theo TCVN là 6592-4-1
Theo catalog ta chọn contactor có điện áp cung cấp 220VAC dòng định mức : 9A
ứng với tải AC3 cho 3P .
- Mã thiết bị :LC1D09M7

2.2.3. Tính chọn Relay nhiệt.
Ta có Iovr = Icontactor=8.23A
Ta chọn relay nhiệt mã hiệu LRD16

2.3. Tính chọn các thiết bị, khí cụ điện cho mạch điều
khiển
2.3.1. Tính chọn MCB (CB tép)
- MCB: dịng điện khơng vượt q 100A, điện áp khơng q 100V
Ta có MCB 3 pha : I=1,5.I(dm)=1,5.14,24=21,36A
Ta chọn MCB 1 pha Ip=7.12 ta chọn 10A MCB 1 pha có mã : A9F73110

14


2.3.2. Tính chọn cầu chì.
Ta chọn cầu chì để ngắn mạch cho đèn báo, ta chọn vỏ cầu chì là DF81 (25V)
Tra catalog ta chọn :

chọn cầu chì bảo vệ đèn báo pha :

15


Chọn ruột cầu chì có dịng dm 25A để bảo vệ đèn báo pha :

2.3.3. Tính chọn đèn báo
Dựa trên điện áp 220v tần số 50/60hz tra catalog ta được :
 Đèn xanh ( green) mã số hiệu : XB7EV03MP

 Đèn đỏ (red) mã số hiệu : XB7EV04MP
 Đèn vàng (yellow) mã số hiệu : XB7EV05MP

2.3.4. Tính chọn nút nhấn
- khi chọn nút nhấn dựa vào chức năng mà ta muốn sử dụng
- tra catalog ta chọn nút xoay ( ESTOP ) để dừng khẩn cấp khi xảy ra sự cố :
XB5AS8445

16


Chọn nút START on off :
-ta chọn nút nhán ON ( green) có mã : XB4BA31

- ta chọn nút nhấn OFF (red) có mã :XB4BA42

2.3.5. Tính chọn Timer.
Ta có MCB 3 pha : I=1,5.I(dm)=1,5.14,24=21,36A

Ta chọn MCB 1 pha Ip=7.12 nên ta chọn timer có dịng lớn hơn 7A dành cho 1 pha
ta chọn loại 8A
Ta chọn RE22R2AMR

17


2.3.6. Tính chọn cơng tắc áp xuất
Ngưỡng áp suất (range) của relay phải cho phép thiết lập ở mức 8 bar (max của
đường ống)
+ Độ điều chỉnh của relay (thường gọi là Diff) phải cho phép thiết lập ở 2 bar.
Cách xác định Diff: Diff = max – min
Ta chọn Phạm vi công tắc áp suất 2-14 bar, Chức năng tiếp xúc SPDT

18


CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ BẢN VẼ VÀ TRÌNH BÀY
NGUN LÍ CỦA TỦ ĐIỆN
3.1 Phần mềm hỗ trợ

+ CADe-SIMU
Một phần mềm vẽ mạch và mô phỏng mạch điện
công nghiệp. Phần mềm này tiện lợi trong việc vẽ các sơ đồ mạch
điện cơng nghiệp, được hỗ trợ đầy đủ các kí hiệu của các thiết bị dùng
trong công nghiệp như: nguồn vào, côngtắctơ, áptômát, rơle,
motor…Việc đưa ra sơ đồ điều khiển trong công nghiệp khá đơn giản
đối với phần mềm này, giúp kỹ sư vẽ mạch nhanh chóng và đồng thời
có thể mô phỏng.

+ EPLAN Electric P8/ProPanel
EPLAN Electric P8 là một trong những phần mềm quan trọng của
EPLAN, giúp giải quyết các vấn đề thiết kế tủ bảng điện, tủ PLC, tủ
động lực. Được trang bị các tính năng thơng minh như tạo Macros
tự động, Cross-Reference (liên kết chéo), tự động đánh số…, phần
mềm giúp tăng tốc độ thiết kế.

19


3.2 Sơ đồ mạch động lực:
Nguồn cấp

Các kí hiệu có trong sơ đồ:


MCB 3 pha:



Cầu chì bảo vệ :
20




Đèn báo :

Mạch động lực

Các kí hiệu có trong sơ đồ:

 Tiếp điểm chính của contactor:

21


 Tiếp điểm chính của relay nhiệt

 Động cơ 3 pha :

3.3 Sơ đồ mạch điều khiển
Mạch điều khiển

22


Các kí hiệu có trong sơ đồ:
 MCB 1 pha :

 Tiếp điểm phụ thường đóng của relay nhiệt :

 Nút dừng khẩn cấp :
 Công tắc chuyển đổi 2 chế độ :
 Nút nhấn thường đóng :

 Nút nhấn thường mở :
 Tiếp điểm phụ thường mở của Contactor :

 Tiếp điểm phụ thường đóng của Contactor :

 Tiếp điểm phụ thường đóng của bộ định thời gian :

 Tiếp điểm phụ thường mở của bộ định thời gian :

 Bộ định thời gian :

23


 Đèn báo :

 Tiếp điểm phụ thường mở của relay nhiệt :

3.4Nguyên lí hoạt động của tủ điện

-Mạch động lực gồm : cầu chì, đèn báo pha, MCB 3 pha, contactor, relay nhiệt và
động cơ 3 pha. Cầu chì có tác dụng bảo vệ đèn báo pha. Đèn báo pha để báo pha có
hoạt động hay khơng. MCB 3 pha đóng ngắt nguồn điện cấp cho tồn bộ mạch điện
phía sau nó. Contactor dùng để điều khiển chế độ hoạt động của động cơ thông qua
mạch điều khiển. Relay nhiệt bảo vệ quá tải cho động cơ.
-Mạch điều khiển gồm MCB 1 pha, nút nhấn khẩn cấp, nút nhấn dừng, công tắc 2 chế
độ, nút nhấn bắt đầu, công tắc áp suất, bộ định thời gian và đèn báo hoạt động. MCB
1 pha đóng ngắt nguồn điện cấp cho mạch điều khiển. Nút nhấn khẩn cấp khi nhấn sẽ
ngắt điện mạch điều khiển trong trường hợp có sự cố xảy ra. Công tắc chuyển đổi 2
chế độ chế độ Auto và Manual. Khi công tắc gạt sang chế độ Manual, nút nhấn dừng
dừng khi nhấn sẽ dừng động cơ trong lúc động cơ đang hoạt động. Nút nhấn bắt đầu
sẽ khởi động động cơ hoạt động. Bộ định thời gian dùng để điều khiển động cơ khởi
động theo chế độ sao/tam giác. Khi công tắc gạt sang chế độ Auto Công tắc áp suất
sẽ đảm nhiệm công việc tắt mở động cơ dựa vào áp suất khí trong bồn.Đèn báo dùng

để báo động cơ chạy và khi có lỗi.
-Khi MCB đóng dịng điện từ MCB qua tiếp điểm thường đóng của Relay nhiệt đi
qua nút dừng khẩn cấp ESTOP đến cơng tắc 2 chế độ. Có 2 chế độ:
+Chế độ Manual:
Dòng điện qua nút nhấn dừng (STOP). Khi ta nhấn nút Start dòng điện sẽ đến cuộn
coil của Contactor 1 (-3K1) làm cho tiếp điểm phụ thường mở của Contactor 1 (-3K1)
duy trì hoạt động. Cùng lúc đó dịng điện vào bộ định thời, đi qua tiếp điểm tường
đóng của Contactor 3 (-3K3) đi xuống tiếp điểm thường đóng của bộ định thời và vào
cuộn coil của Contactor 2 (-3K2) làm cho tiếp điểm thường đóng của Contactor 2 (3K2) thành thường mở khi đó động cơ sẽ khởi động theo chế độ sao để giảm giá trị
dòng khởi động xuống 1/3 so với định mức, sau một khoảng thời gian bộ định thời sẽ
chuyển đổi tiếp điểm thường đóng sẽ chuyển sang thường mở, tiếp điểm thường
mở sẽ chuyển sang thường đóng. Khi đó cuộn coil của Contactor 2 (-3K2) bị ngắt
24


điện làm cho tiếp điểm thường mở của Contactor 2 (-3K2) khi nãy trở thành thường
đóng. Dịng điện đi xuống cuộn coil của Contactor 3 (-3K3) . Khi đó đèn báo Run sẽ
sáng và động cơ chuyển sang hoạt động chế độ tam giác để đảm bảo công suất động
cơ và nhu cầu của tải. Nhấn nút Stop để tắt động cơ khi đã nạp đủ khí.

+Chế độ Auto:
Dịng điện đi qua tiếp điểm thường đóng của cơng tắc áp suất đi xuống bộ đị thời và
vào cuộn coil của Contactor 1 (-3K1). Khi đó động cơ sẽ hoạt động như chế độ
Manual nhưng công tắc áp suất sẽ đảm nhiệm việc đóng cắt và khởi động mạch khi
áp suất khí đã đủ hay thiếu.
-Vì trong mạch động lực dùng hai contactor để điều khiển một động cơ nên trước
cuộn coil của contactor 1 là tiếp điểm phụ thường đóng của contactor 2 và trước
cuộn coil của contactor 2 là tiếp điểm phụ thường đóng của contactor 1 nhằm đảm
bảo hai contactor không được hoạt động cùng lúc tránh trường hợp xảy ra sự cố
chạm pha gây nguy hiểm.

− Khi động cơ quá tải thì relay nhiệt sẽ làm việc, tiếp điểm thường đóng (95-96)
chuyển trạng thái thành mở và tiếp điểm thường mở (97-98) chuyển trạng thái thành
đóng, từ đó khơng cho dịng điện đi qua cuộn coil nên động cơ không hoạt động và
đèn báo sự cố sẽ sáng lên

25