KHÍ CỤ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN BẰNG TAY

33
Chương 2
KHÍ CỤ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN BẰNG TAY
2.1 CẦU DAO
2.1.1 Khái quát và công dụng
Cầu dao là một loại thiết bò khí cụ điện dùng để đóng cắt dòng điện, chuyển mạch
bằng tay đơn giản nhất, được sử dụng trong các mạch điện có điện áp nguồn cung cấp đến
220 V điện một chiều và 380 V điện xoay chiều. Cầu dao thường dùng để đóng cắt mạch
điện có công suất nhỏ, khi làm việc cầu dao không phải thao tác đóng cắt điện nhiều lần.
Cầu dao mắc trên mạch điện cao áp hoặc mạch điện có công suất trung bình và lớn thì
cầu dao chỉ được phép đóng cắt khi không tải; trong trường hợp này cầu dao làm nhiệm vụ
cách ly. Trong mạng điện gia dụng, văn phòng, phân xưởng, công ty xí nghiệp cầu dao
ngoài nhiệm vụ đóng cắt mạch điện người ta còn kết hợp với cầu chì để bảo vệ mạch điện
khi có sự cố ngắn mạch.
2.1.2 Phân loại và cấu tạo
Phân loại





Hình 2 – 1 – Hình dạng cầu dao một pha, cầu dao ba pha

34
Theo kết cấu gồm có cầu dao 1 cực, 2 cực, 3 cực, 4 cực; cầu dao có tay nắm giữa hay
ở bên; ngoài ra còn có cầu dao một ngã, cầu dao 2 ngã.
Theo điện áp đònh mức có loại 250 V và 500 V.
Theo dòng điện đònh mức có các loại 15 A, 20 A, 25 A, 30 A, 40 A, 60 A, 75A, 100 A,
150 A, 200 A, 350 A, 600 A, 1000 A.
Theo vật liệu của đế cách điện có loại bằng sứ, nhựa, bakelit, đế đá.

Theo điều kiện bảo vệ có loại không có hộp và có hộp bảo vệ.
Theo yêu cầu sử dụng có loại có cầu chì và loại không có cầu chì bảo vệ.


Hình 2 – 2 – Cầu dao đảo ba pha




Hình 2-3- Cầu dao có tay nắm ở bên

35
Cấu tạo của cầu dao
Cấu tạo của cầu dao gồm có lưỡi
dao1 và 3, hàm dao 2, lò xo 4, đế nắm,
vỏ bên ngoài.
Lưỡi dao làm bằng vật liệu có tính
chất dẫn điện tốt, ít bò ôxy hóa, ít mài
mòn chòu nhiệt độ cao, thường sử dụng
đồng và hợp kim của đồng để làm lưỡi
dao. Đối với cầu dao có công suất trung
bình và lớn ngoài lưỡi dao chính còn có
lưỡi dao phụ (hình 2-4) 1 là lưỡi dao
chính, 3 là lưỡi dao phụ nhằm đóng cắt
dứt khoát, nhanh để hạn chế hồ quang.
Hàm dao (hình 2-4), 2 là hàm dao cũng chế tạo từ đồng và hợp kim của đồng nhưng
phải có đặc tính cơ và độ đàn hồi tốt.
Đế cầu dao là bộ phận đònh vò hàm dao và lưỡi dao làm bằng sành, sứ hay nhựa tổng
hợp . . . Tay nắm là bộ phận liên kết với một đầu của lưỡi dao để tác động đóng mở làm
bằng gỗ, nhựa, sành, sứ . . . Vỏ bên ngoài ngăn chặn tác nhân bên ngoài tác động vào cầu

dao.
Ngoài ra nếu cầu dao có yêu cầu bảo vệ ngắn mạch phía sau lưỡi dao được lắp qua
cầu chì trước khi cung cấp điện cho phụ tải.











Hình 2-5-Cấu tạo cầu dao hai ngã (đảo)
Hình 2-4- Cấu tạo của cầu dao



36
Để đóng ngắt hai mạch điện khác nhau dùng cầu dao hai ngã (cầu dao đảo hay cầu
dao đổi nối). Cầu dao đảo khác cầu dao thường là ở chỗ có hai hệ thống tiếp điểm tónh 1 và
tónh 2 mắc vào hai mạch điện khác nhau, việc đổi nối được thực hiện bằng cách thay đổi
trạng thái tiếp xúc giữa lưỡi dao 3 và các tiếp điểm tónh khi quay tay cần 4 quanh trục 5.
2.1.3 Thông số kỹ thuật chọn và sử dụng, bảo dưỡng cầu dao
Thông số kỹ thuật
Điện áp mà nhà sản xuất ghi trên cầu dao khi sử dụng phải chọn U
đmcd
> U
đmn

.
U
đmcd
: điện áp đònh mức của cầu dao, (V).
U
đmn:
điện áp đònh mức của nguồn, (V).
Dòng điện đònh mức do nhà chế tạo ghi trên cầu dao khi chọn cầu dao thì I
đmcd
> I
pt

I
đmcd
: dòng điện đònh mức của cầu dao, (A).
I
pt
: dòng điện đònh mức của phụ tải, (A).
Sử dụng và sửa chữa cầu dao
Khi sử dụng lắp đặt cầu dao trên mạng điện hoặc cho thiết bò điện cần phải chú ý hai
thông số dòng điện và điện áp đònh mức của cầu dao.
Hạn chế đóng cắt khi sử dụng cầu dao, khi lắp đặt trên mạng điện có công suất trung
bình và lớn thì cầu dao chỉ đóng cắt khi không tải.
Những hư hỏng thông thường ở cầu dao là lưỡi dao 1 tiếp xúc không tốt với đầu
(ngàm) tónh 2, ốc bắt bò lỏng, tình trạng lưỡi dao không bình thường, lò xo của lưỡi dao phụ
bò tuột hoặc không đủ lực găng. Lưỡi dao không tiếp xúc tốt với ngàm dao là do ngàm tónh
2 quá rộng nên lực ép vào lưỡi dao không đủ mạnh, diện tích tiếp xúc nhỏ, điện áp tiếp xúc
lớn; hoặc mặt tiếp xúc bò bẩn làm tăng điện trở tiếp xúc nguyên nhân là do khi đóng cắt, ở
bề mặt tiếp xúc có hồ quang tạo thành một lớp gỉ, hoặc làm bề mặt tiếp xúc sù sì. Khi lưỡi
dao không tiếp xúc tốt với hàm dao, điện trở tiếp xúc lớn, dòng điện sẽ đốt nóng có thể làm

cháy bề mặt tiếp xúc. Do đó lưỡi dao và hàm dao phải được giữ gìn sạch sẽ, tiếp xúc tốt với
nhau. Khi mặt tiếp xúc bò bẩn phải lau sạch, nếu cần thì đánh sạch mụi than và vết cháy.
Nếu mặt tiếp xúc bò rỗ thì phải giũa lại cho phẳng rồi dùng giấy nhám mòn đánh sạch.
Không được bôi dầu để làm sạch bề mặt tiếp xúc vì sau đó khi đóng cắt thì hồ quang xuất
hiện làm cháy mặt tiếp xúc.
Các ốc vít bắt không chặt hoặc không đúng qui đònh sẽ ảnh hưởng rất xấu đến chất
lượng của cầu dao. c bắt điện lỏng dễ gây mất điện ở các pha của cầu dao, hoặc gây
chạm chập, quá nhiệt ở chỗ tiếp xúc làm cháy dây hoặc cực bắt dây.
Ốc vít bắt các lưỡi dao động với nhau và với bản lề không chặt dễ gây xộc xệch và
dẫn đến tình trạng các cực đóng không đồng thời. Nếu cầu dao để lâu mới dùng, muốn làm
sạch màn oxýt ta thực hiện đóng cắt cầu dao hai ba lần .

37
Không có điện qua cầu dao có thể tiếp xúc không tốt hay đứt cầu chì, tìm nguyên
nhân và sửa chữa. Lưỡi dao và hàm dao bò biến dạng do sự cố quá tải hay ngắn mạch có
thể thay thế từng bộ phận hay mua mới.

2.2 CÔNG TẮC
2.2.1 Khái quát và công dụng
Công tắc là thiết bò khí cụ điện đóng cắt mạch điện bằng tay kiểu hộp, dùng để đóng
cắt mạch điện có công suất bé (thường dòng điện đóng cắt cho các công tắc đến khoảng 10
A) có điện áp một chiều đến 440 V, và điện áp xoay chiều 500 V. Trong hệ thống điện sinh
hoạt công tắc thường sử dụng để đóng cắt mạch điện cho mạch điện, đèn, quạt, động cơ
công suất nhỏ …
Trong công nghiệp công tắc hiện diện trên mạng điện chiếu sáng và trong mạch điện
máy công cụ (máy tiện, máy phay, máy bào, máy mài…). Trong mạch điều khiển để đóng
cắt cuộn dây công tắc tơ, hoặc khống chế trong mạch điện tác động như công tắc hành
trình.
Công tắc hộp thường dùng làm cầu dao tổng cho các máy công cụ, dùng đóng mở trực
tiếp các động cơ công suất bé, hoặc dùng để đổi nối, khống chế trong các mạch điện tự

động, có thể dùng để đảo chiều quay động cơ, đấu đổi nối Y/∆.
Công tắc hộp làm việc chắc chắn hơn cầu dao, dập tắt hồ quang nhanh hơn vì thao tác
nhanh và dứt khoát hơn cầu dao.
2.2.2 Phân loại và cấu tạo
Phân loại
Theo hình dạng bên ngoài có các loại công tắc loại hở, loại bảo vệ, loại kín…
Theo kiểu tác động có loại bật, bấm, giật, xoay … Loại tác động trực tiếp (những công
tắc sử dụng ở mạng điện gia đình) công tắc 2 chấu, 3 chấu , 4 chấu …
Theo công dụng công tắc chia ra các loại gồm công tắc dùng để đóng ngắt trực tiếp
mạch điện; công tắc vạn năng dùng để chuyển mạch các mạch điều khiển, mạch đo lường;
công tắc hành trình và cuối hành trình.
Cấu tạo của công tắc thường (dân dụng)






38
CT 2 cực 10 A
có đèn báo
CT 2 cực 20 A CT 3 cực 10 A CT 3 cực 10 A
có đèn báo
CT 4 cực 10 A


Mặt nạ 1 công tắc

Mặt nạ 2 công tắc

Mặt nạ 3 công tắc




Mặt nạ 3 công tắc


Mặt nạ 4 công tắc

Hình 2-6 – Hình dạng của các loại công tắc thường (dân dụng)
Cấu tạo của công tắc
Bộ phận làm tiếp điểm sử dụng vật liệu dẫn điện tốt, ít bò oxy hóa, ít mài mòn, chòu
nhiệt, thường sử dụng đồng và hợp kim của đồng thau (Cu + 30 ÷ 40 Zn) hay hoàng đồng
(Cu + 5 ÷ 15 thiếc) có hai loại tiếp điểm là tiếp điểm động và tiếp điểm tónh. Tiếp điểm
tónh gắn trên đế công tắc, tiếp điểm động liên kết với bộ phận tác động.
Bộ phận tác động bằng sứ, nhựa tổng hợp hay bằng kim loại, bộ phận này liên kết với
lò xo phản khi tác động có thể đóng hay cắt mạch điện.
Vỏ hay đế của công tắc bằng sứ, nhựa tổng hợp hoặc bằng kim loại
Cấu tạo của công tắc hộp

39


Hình 2-7- Hình dạng công tắc hộp; a là hình dạng chung, b mặt cắt vò trí đóng, c mặt cắt vò
trí ngắt, d kiểu bảo vệ, e kiểu kín.
Phần chính là các tiếp điểm tónh 3 gắn trên các vành nhựa bakêlit cách điện 2, có đầu
vặn vít chìa ra khỏi hộp. Các tiếp điểm động 4 gắn trên cùng trục và cách điện với trục,
nằm trong các mặt phẳng khác nhau tương ứng với các vành 2. Khi quay trục đến vò trí thích
hợp, sẽ có một số tiếp điểm động đến tiếp xúc với tiếp điểm tónh, còn số khác rời khỏi tiếp

điểm tónh. Chuyển dòch tiếp điểm động nhờ cơ cấu cơ khí có núm vặn 5. Ngoài ra còn có lò
xo phản kháng đặt trong vỏ 1 để tạo nên sức bật nhanh làm cho hồ quang được dập tắt
nhanh chóng.

40
Công tắc hộp thường dùng làm cầu dao tổng cho máy công cụ, dùng để đóng mở trực
tiếp động cơ công suất nhỏ, hoặc dùng để đổi nối, khống chế các mạch điều khiển và tín
hiệu. Đôi khi công tắc còn dùng để đảo chiều quay động cơ điện, đấu nối bộ dây quấn
stator động cơ từ đấu hình Y sang đấu hình ∆. Công tắc hộp làm việc bảo đảm hơn cầu dao,
dập tắt hồ quang nhanh hơn vì thao tác ngắt nhanh và dứt khoát hơn cầu dao.
Công tắc vạn năng (công tắc chuyển mạch)











Hình 2 -8 – Hình dạng công tắc vạn năng (công tắc chuyển đổi mạch)
a hình dạng chung, b hình mặt cắt ngang
1: là tiếp điểm tónh; 2: là tiếp điểm động; 3: là vành cách điện; 4: trục nhỏ
Gồm các đoạn riêng rẽ cách điện với nhau và lắp trên cùng một trục có tiết diện
vuông. Các tiếp điểm 1 và 2 sẽ đóng và mở nhờ xoay vành cách điện 3 lồng trên trục 4 khi
vặn công tắc. Tay gạt công tắc vạn năng có thể có một số vò trí chuyển đổi, trong đó các
tiếp điểm của các đoạn sẽ đóng hoặc ngắt theo yêu cầu. Công tắc vạn năng được chế tạo
theo kiểu tay gạt có các vò trí cố đònh hoặc có lò xo phản hồi về vò trí ban đầu (vò trí không).

Công tắc vạn năng dùng để đóng, ngắt, chuyển đổi mạch điện các cuộn dây của công-
tắc-tơ, khởi động từ, rơle, chuyển đổi các mạch điện ở các dụng cụ đo lường … Nó dùng trên
mạch điện điều khiển có điện áp đến 440 V một chiều và đến 500 V xoay chiều.
Công tắc hành trình
Hình dạng chung của công tắc hành trình cỡ nhỏ được trình bày ở hình 2 -9. Dưới tác
dụng của cữ gạt 1 nằm trên bộ phận cơ khí dòch chuyển, cần bẩy 2 có con lăn của công tắc
sẽ bò ấn xuống, làm xoay giá đỡ tiếp điểm 3, do đó làm mở các tiếp điểm 4, kết quả làm
ngắt mạch điện điều khiển truyền động điện. Công tắc hành trình thường có một tiếp điểm
thường đóng và một tiếp điểm thường mở trong đó tiếp điểm động là chung.


41
Công tắc hành trình dùng để đóng cắt ở mạch điện điều khiển trong truyền động tự
động hóa nhằm tự động điều khiển hành trình làm việc hay tự động ngắt điện ở cuối hành
trình để bảo đảm an toàn.


Hình 2-9 – Hình dạng của công tắc hành trình
Thông số kỹ thuật và đặc điểm sử dụng
Chọn để lắp đặt công tắc trên mạch điện hoặc cho một thiết bò điện cần chý ý các
thông số sau:
U
đmct
> U
đmn
và I
đmct
> I
pt
U

đmct
: điện áp đònh mức công tắc, (V).
U
đmn
: Điện áp đònh mức của nguồn điện, (V).
I
đmct
: dòng điện đònh mức công tắc, (A).
I
pt
: dòng điện của phụ tải, (A).
Công tắc phải mắc trên dây pha và sau thiết bò bảo vệ như cầu chì, thao tác đóng cắt
dứt khoát.





42
2.3 NÚT NHẤN, Ổ CẮM, PHÍCH CẮM
2.3.1 Nút nhấn
Khái quát và công dụng của nút nhấn
Nút nhấn hay là nút điều khiển là loại khí cụ điện dùng để đóng, ngắt từ xa các thiết
bò điện từ khác nhau, các dụng cụ báo hiệu và cũng để chuyển đổi các mạch điều khiển tín
hiệu, liên động, bảo vệ… Nút nhấn dùng trong mạch điện một chiều điện áp đến 440 V và
trong mạch điện xoay chiều điện áp đến 500 V.
Nút nhấn là loại khí cụ điện kết hợp với một số thiết bò khí cụ điện khác như công-tắc-
tơ, khởi động từ, rơ le trung gian, rơ le thời gian… đóng hay cắt mạch điện từ xa, để khởi
động, dừng, đảo chiều quay động cơ điện, chuyển đổi, liên động mạch điều khiển tín hiệu.
Nút nhấn thường đặt trên các bảng điện điều khiển, ở tủ điện, trên hộp nút nhấn. Nút

nhấn thường được chế tạo để làm việc trong môi trường không ẩm ướt, không có hơi hóa
chất và bụi. Nút nhấn có độ bền tới 100.000 lần đóng cắt không tải và 200.000 đóng cắt có
tải.
Phân loại và cấu tạo
Phân loại
Theo hình dạng bên ngoài nút nhấn được phân thành loại hở, loại kín, loại chống
nước, chống bụi, chống nổ…
Theo chức năng có loại nút nhấn đơn, nút nhấn kép, loại nút nhấn thường hở, nút nhấn
thường đóng…
Theo yêu cầu điều khiển chia ra loại 1 nút nhấn, 2 nút nhấn và 3 nút nhấn.
Theo kết cấu bên trong có loại nút nhấn có đèn và nút nhấn không có đèn.

43

Hình 2 -10 – Hình dạng một số loại nút nhấn
Cấu tạo
Vật liệu để chế tạo tiếp điểm là bạc, đồng và hợp kim của đồng.
Tiếp điểm cố đònh gắn trên kết cấu của nút nhấn gọi là tiếp điểm tónh, tiếp điểm liên
kết với bộ phận tác động gọi là tiếp điểm động.
Đế và vỏ của nút nhấn chế tạo bằng nhựa tổng hợp hay kim loại, tùy thuộc vào chức
năng bảo vệ, nút nhấn kiểu bảo vệ nó được đặt trong một vỏ nhựa hay vỏ sắt có hình hộp;
nút nhấn bảo vệ chống nước được đặt trong một vỏ kín khít để tránh khỏi nước loạt vào; nút
nhấn kiểu bảo vệ chống bụi, nước được đặt trong một vỏ cacbua đúc khít kín để chóng ẩm
và bụi lọt vào; nút nhấn kiểu chống nổ được dùng trong các hầm lò mỏ than hoặc nơi có khí
nổ lẫn không khí và cấu tạo của loại này đặc biệt khít kín để không lọt được tia lửa ra
ngoài, đặc biệt vững chắc để không bò phá vỡ khi nổ.
Lò xo phản liên kết với cần tiếp điểm động.
Khi ấn nút đối với nút nhấn thường hở thì tiếp điểm động tiếp xúc với tiếp điểm tónh
(đóng mạch); nút nhấn thường đóng thì tiếp điểm động rời khỏi tiếp điểm tónh (hở mạch).

44




Hình 2-11- Kết cấu của nút nhấn
Thông số kỹ thuật và đặc điểm sử dụng
Khi sử dụng nút nhấn cần chú ý thông số điện áp và dòng điện chạy qua nút nhấn phù
hợp thông số kỹ thuật của nhà sản xuất.
Trên mạch điện có gắn thiết bò bảo vệ quá tải và ngắn mạch nhằm bảo vệ công tắc và
thiết bò điện.
Chú ý tiếp điểm của nút nhấn cho dòng điện bé đi qua do đó không lắp nút nhấn trên
mạch điện có công suất trung bình và công suất lớn, chỉ lắp trên mạch điện điều khiển.
2.3.2 Ổ cắm, phích cắm
Ổ cắm, phích cắm dân dụng





45

Hình 2-12 – Hình dạng ổ cắm, phích cắm dân dụng
Ổ cắm là nơi lấy điện cung cấp cho các thiết bò điện di động như quạt điện, bếp điện,
bàn ủi điện, tivi, máy tính… Vật liệu để làm ổ cắm thường dùng đồng và hợp kim của đồng,
vỏ bên ngoài thường sử dụng là sứ hay chất dẻo chòu nhiệt. Nếu hệ thống điện có dây nối
đất thì ổ cắm dạng 3 lỗa (với lỗ cắm dây nối đất có dạng khác biệt). Trên ổ cắm thường có
ghi cường độ dòng điện và điện áp đònh mức, chính vì vậy khi sử dụng tránh dùng quá dòng
điện đònh mức sẽ làm hư hỏng tiếp điểm và vỏ cách điện. Ở những nơi ẩm ướt dùng ổ cắm
kín nước, có nắp đậy an toàn điện.
Phích cắm dùng để nối với ổ cắm để lấy điện từ ổ cắm cung cấp cho các thiết bò dùng
điện. Phích cắm được sản xuất dạng rời hay dạng đúc liền với dây dẫn để đảm bảo an toàn
cho người sử dụng điện. Hình dạng của phích cắm có loại tròn hoặc loại dẹp, sử dụng cho
tương thích với ổ cắm.




46
Hỡnh daùng oồ caộm, phớch caộm coõng nghieọp







Hỡnh 2 13 Hỡnh daùng oồ caộm, phớch caộm coõng nghieọp

47
2.4 BỘ KHỐNG CHẾ
2.4.1 Khái quát và công dụng
Bộ khống chế là loại thiết bò chuyển mạch bằng tay hay bằng vô lăng quay, điều
khiển trực tiếp hay gián tiếp từ xa, thực hiện các chuyển đổi mạch phức tạp để khởi động,
đảo chiều quay điều chỉnh tốc độ và hãm động năng động cơ… các máy điện và các thiết bò
điện.
Bộ khống chế động lực tay trang dùng điều khiển động cơ công suất bé và trung bình.
Bộ khống chế chỉ huy điều khiển điều khiển gián tiếp các động cơ có công suất lớn, chuyển
đổi mạch điện cuộn dây công tắc tơ, rơ le trung gian, rơ le thời gian… Trên thực tế bộ khống
chế sử dụng nhằm đơn giản hóa thao tác của người thợ vận hành như thợ lái tàu điện, lái
cầu trục và lái cẩu trục…
2.4.2 Phân loại và cấu tạo
Phân loại
Theo kết cấu có bộ khống chế hình trống và bộ khống chế hình cam.
Theo nguồn điện sử dụng có bộ khống chế điện một chiều và bộ khống chế sử dụng
điện xoay chiều.
Theo nguyên lý làm việc và tác động có bộ khống chế trực tiếp (bộ khống chế động
lực) và bộ khống chế gián tiếp (bộ khống chế chỉ huy).
Bộ khống chế động lực dùng để điều khiển trực tiếp các động cơ công suất nhỏ và
trung bình ở các chế độ làm việc khác nhau nhằm đơn giản hóa thao tác cho người vận
hành (như thợ lái cầu trục, thợ lái tàu điện). Bộ khống chế động lực còn dùng để thay đổi trò
số điện trở đấu trong mạch điện.
Bộ không chế chỉ huy dùng để điều khiển gián tiếp các động cơ điện công suất lớn,
chuyển đổi mạch điện các cuộn hút của côngtắctơ, khởi động từ. Đôi khi cũng dùng để

đóng cắt trực tiếp các động cơ công suất nhỏ, nam châm điện và các thiết bò điện khác.
Cấu tạo bộ khống chế hình trống
Trên trục 1 của bộ khống chế đã bộc cách điện. Người ta bắt chặt các đoạn vành trượt
bằng đồng 2 có cung dài làm việc khác nhau. Các đoạn này dùng làm vành tiếp xúc động
sắp xếp ở các góc độ khác nhau. Một vài đoạn vành trượt đã nối điện sẳn bên trong các
tiếp xúc tónh 3 có lò xo đàn hồi (gọi chổi tiếp xúc) kẹp chặt trên một cán cố đònh đã bọc
cách điện 4, mỗi chổi tiếp xúc tương ứng với một vòng trượt ở bộ phận quay, các chổi điện
này được cách điện với nhau và nối tới bộ phận bên ngoài. Khi trục 1 cách đoạn vành trượt
2 tiếp xúc mặt với các chổi tiếp xúc 3 do đó thực hiện được chuyển đổi mạch điện cần thiết
trong mạch điều khiển.


48


Hỡnh 2-14 Caỏu taùo boọ khoỏng cheỏ hỡnh troỏng



49
Cấu tạo bộ khống chế hình cam


Hình 2-15 – Cấu tạo bộ khống chế hình cam
Trên trục quay 1 bắt chặt hình cam 2, một trục nhỏ có vấu 3 có lò xo đàn hồi 6 luôn
luôn đẩy trục vấu 3 tỳ hình cam. Các tiếp điểm động 5 bắt chặt trên giá của trục 3, các tiếp
điểm tónh 4 bắt trên giá cách điện của bộ thành khống chế. Khi quay tay gạt trục 1 quay
làm xoay hình cam 2, do đó trục nhỏ có vấu 3 sẽ khớp vào phần lõm hay phần lồi của hình
cam, làm đóng hoặc mở các tiếp điểm 4, 5.

50
2.4.3 Nguyên lý hoạt động của bộ khống chế
Hình 2
– 16 – Ký hiệu và bảng trạng thái của bộ khống chế
Các hình dạng bên trong của một bộ khống chế hình trống gồm các tiếp điểm động 2
là các đoạn vành trượt bằng đồng có cung dài làm việc khác nhau, các tiếp điểm tónh 3 có
lò xo đàn hồi và được nối trực tiếp với mạch điện bên ngoài. Khi quay trục 1 các đoạn vành
trượt của các tiếp điểm 2 tiếp xúc mặt với các tiếp điểm tónh 3 và do đó thực hiện chuyển
đổi mạch điện cần thiết. Trên hình 2-15, trình bày nguyên lý cấu tạo của một tầng tiếp
điểm của bộ khống chế chỉ huy hình cam. Trong tầng tiếp điểm đóa 9 gắn cứng với trục 10
quay được nhờ tay quay. Đòn bẩy 5, cần tiếp điểm động 4 và con lăn 6 xoay quanh trục 8,
còn tiếp điểm tónh 3 gắn trên tấm cách điện 2. Dây dẫn của mạch điện được nối vào ốc vít
1. Thường mỗi tầng có hai cặp tiếp điểm(4, 3) và (4
’
, 3
’
). Khi quay trục 10 ngược chiều kim
đồng hồ, con lăn 6 tiếp xúc với đóa 9 ở phần có bán kính lớn nên nó bò đẩy ra để mở cặp
tiếp điểm (4, 3). Còn con lăn 6
’
tiếp xúc với đóa ở đoạn cung có bán kính nhỏ, lò xo 7
’
sẽ
đẩy đòn bẩy 5
’
đóng cặp tiếp điểm (4
’
, 3
’

).
Trên hình 2-16 vẽ sơ đồ ký hiệu của bộ khống chế trong đó chỉ rõ trạng thái đóng (có
dấu •) hay mở (không có dấu chấm) của các cặp tiếp điểm KC
1
, KC
2
, KC
3
… tương ứng với
các vò trí I, II, III của tay quay khi ở bên phải hay ở bên trái, hay ở vò trí giữa 0. Trạng thái
của bộ khống chế ở mọi vò trí của tay quay còn được thể hiện bằng bảng ký hiệu trạng thái.

51
2.4.4 Thông số kỹ thuật lựa chọn và sử dụng bộ khống chế
Bộ khống chế hình trống có số lần thao tác ít hơn bộ khống chế hình cam (1000
lần/giờ).
Các số liệu đònh mức của bộ khống chế trình bày ở trên có hệ số thông điện ĐL% =
40% và tần số thao tác không lớn hơn 600 lần/1giờ.
Bộ khống chế chỉ huy sản xuất ở điện áp 600 V và dòng điện tới 10A.
Cách lựa chọn bộ khống chế
Dòng điện cho phép qua tiếp điểm ở chế độ làm việc liên tục và chế độ làm việc
ngắn hạn lặp lại (số lần thao tác trong một giờ).
Khi chọn dòng điện đi qua tiếp điểm phải căn cứ vào công suất động cơ.
Đối với dòng điện một chiều được tính
P
đm
: công suất đònh mức của động cơ, (W hay KW).
U: điện áp đònh mức của động cơ, (V hay KV).
I: dòng điện qua tiếp điểm của bộ khống chế, (A hay KA).
Dòng điện xoay chiều được tính:

P
đm
: công suất đònh mức của động cơ, (W hay KW).
U: điện áp dây đònh mức của động cơ, (V hay KV).
I: dòng điện đònh mức của động cơ, (A hay KA).
Điện áp bộ khống chế lớn hơn điện áp nguồn.






2.5 ĐIỆN TRỞ VÀ BIẾN TRỞ
2.5.1 Khái quát và công dụng
)A(10.
U
P
2,1I
3
đm
=
)A(10.
U.3
P
3,1I
3
đm
=

52

Điện trở
Theo chức năng phân thành các loại sau

Điện trở mở máy là dùng để hạn chế dòng điện khởi động trong một phạm vi nhất
đònh cho động cơ lúc khởi động có công suất trung bình và lớn.
Điện trở điều chỉnh dùng để điều chỉnh dòng điện trong mạch kích thích hay mạch
phần ứng của động cơ điện một chiều nhằm điều chỉnh tốc độ quay…
Điện trở hãm sử dụng để điều chỉnh và hãm động cơ.
Điện trở phóng điện dùng để giảm hiện tượng điện áp của cuộn dây và giảm hồ quang
ở tiếp điểm , để dập tắt năng lượng từ trường dư khi ngắt nam châm điện… Nó được song
song với cuộn dây nam châm, tiếp điểm.
Điện trở phụ tải dùng làm phụ tải cho máy phát điện, dùng làm phụ tải đốt nóng cho
các lò điện…
Điện trở nhiệt dùng làm thiết bò cấp nhiệt như bếp điện, bàn ủi điện, nồi cơm điện, lò
sấy…
Điện trở nối đất được mắc trong mạch điện từ điểm trung hòa của máy phát điện hay
từ trạm máy biến thế với đất.
Theo nguyên liệu
Chia thành điện trở kim loại, điện trở nước, điện trở than và điện trở gốm. Điện trở
gốm được dùng rộng rãi trong các thiết bò cao tần.
Biến trở
Biến trở là loại thiết bò điện có thể điều chỉnh được trò số điện trở.
Biến trở phân loại theo cách gọi tên
Biến trở mở máy.
Biến trở điều chỉnh.
Biến trở phụ tải.
Biến trở kích thích.
Biến trở phân theo cách làm nguội
Biến trở không khí.
Biến trở dầu.

Các điện trở, biến trở khởi động, hãm, phóng điện làm việc trong chế độ ngắn hạn.
Để giảm kích thước chọn biến trở có hằng số thời gian lớn. Các điện trở và biến trở làm
việc liên tục cần chú ýù đến làm nguội để giữ trò số điện trở ổn đònh.
2.5.2 Cấu tạo của phần tử điện trở và biến trở

53
2.5.2.1 Vật liệu dùng làm điện trở và biến trở
Các số liệu kỹ thuật của những vật liệu thường dùng làm điện trở và biến trở
Tên
vật liệu
Thành phần %
Điện trở suất
m
mm
2
Ω

Hệ số nhiệt
độ 1/
0
C
Nhiệt độ cực
đại cho phép
0
C
Contantan

Cu 60, Ni 40

00.48

0.00003

500

Nicrôm B
Ni 61, Cr 15;

Fe 20; Mn 4
1.13 0.00017 1000
Fecran
Fe 80, Cr 15

Al 15
1.18 0.00008 850
Gang
Fe 92,8; C 3.6

Si 1.72; Mn 0.75
0.8 0.001 400
Dây thép

0.11 ÷ 0.13
0.0024
÷0.0048
200 ÷ 300
Thép lá kỹ
thuật điện
… 11

0.3 150 ÷ 200
Nikelin
Cu 62; Ni 18;

Zn 20
0.42 0.0003 200
Các yêu cầu về vật liệu
Điện trở suất phải cao để giảm kích thước của điện trở và biến trở.
Điểm nóng chảy cao để chòu được nhiệt độ làm việc cao, góp phần giảm trọng lượng
và bề mặt làm việc của điện trở.
Hệ số nhiệt của điện trở bé để trò số điện trở ít biến đổi theo nhiệt độ.
Do điện trở làm việc trong môi trường không khí phải chóng được hiện tượng ăn mòn.
Gia công dễ, giá thành hạ.
Thép có điện trở suất bé, trong không khí thép nhanh chống bò ôxy hóa do đó chỉ chế
tạo để làm biến trở dầu (làm việc trong dầu biến thế).
Gang kỹ thuật điện từ lâu đã được làm phần tử điện trở, điện trở gang lớn hơn điện trở
suất của thép. Các phần tử điện trở làm bằng gang được chế tạo bằng phương pháp đúc.
Thép lá kỹ thuật điện cũng được dùng làm điện trở, được chế tạo bằng phương pháp
dập, hệ số nhiệt của nó lớn do đó chỉ được dùng làm điện trở mở máy.

54
Conxtantan có hệ số nhiệt độ bé nên thường được dùng làm biến trở để đảm bảo giữ
được điện trở không đổi theo nhiệt độ. Nó còn là vật liệu chòu ăn mòn khi làm việc trong
không khí. Nó có điện trở suất lớn nên chế tạo được các phần tử điện trở có cỡ bé, sử dụng
nhiều trong các đồng hồ đo điện.
Nicrôm có điện trở suất cao và có nhiệt độ làm việc cao nên được dùng chủ yếu để
chế tạo điện trở phát nóng, nó có dạng dây tròn hay băng.
Fecran là loại vật liệu được sử dụng rộng rãi trong thời gian gần đây để làm điện trở.
Nó là vật liệu rẻ tiền hơn cả mà lại có điện trở suất cao và nhiệt độ làm việc cao.
Một số vật liệu làm biến trở thông dụng

Maiso (60% Cu + 25% Zn + 15% Ni) được sử dụng làm biến trở không tỏa nhiệt như
biến trở trong phòng thí nghiệm, điện trở dùng trong khởi động động cơ, điều chỉnh tốc độ
động cơ … có điện trở suất ρ = 0,3 µΩ mm/m và nhiệt độ nóng chảy 1300
0
C.
Contantan (60 % Cu + 40 % Ni) có hệ số nhiệt độ thấp, nên điện trở ít phụ thuộc vào
nhiệt độ làm điện trở chuẩn trong phòng thí nghiệm, không sử dụng làm điện trở tỏa nhiệt
có ρ = 0,49 µΩ mm/m và nhiệt độ nóng chảy 1240
0
C.
Ferro niken (70% Fe + 25% Ni + 5 % Cr) dùng làm điện trở hay biến trở tỏa nhiệt có
nhiệt độ đến 500
0
C, không bền, giòn dễ gãy có ρ = 0,8 µΩ mm/m và nhiệt độ nóng chảy
1500
0
C.
Sắt – kền – crôm (50% Fe + 40% Ni + 10 % Cr) đây là hợp kim chủ yếu làm điện trở
tỏa nhiệt trong bàn ủi, mỏ hàn, bếp điện…vì đặc tính chòu nhiệt độ vận hành cao 900
0
C và
có ρ = 1,02 µΩ mm/m và nhiệt độ nóng chảy 1450
0
C.
Kềm crôm (RNC
3
80% Ni + 20% Cr) chòu nhiệt độ vận hành cao 1100
0
C có tính bảo
vệ bởi một lớp oxyt cách điện có ρ = 1,03 µΩ mm/m và nhiệt độ nóng chảy 1475

0
C.
Tungstene: còn gọi là vônfram ký hiệu W là dây điện trở làm dây tóc bóng đèn có ρ =
0,055 µΩ mm/m và nhiệt độ nóng chảy 3370
0
C.
2.5.2.2 Cấu tạo của phần tử điện trở và biến trở
Phần tử điện trở không có khung

Thường là dây điện trở hay băng điện trở quấn theo dạng xoắn ốc tự do vòng nọ sát
vòng kia trên một lõi quấn hoặc quấn thành hình zic zắc. Để tại khe hở giữa các vòng phải
kéo căn hai đầu xoắn ốc bằng các giá đỡ bằng sứ cách điện.
Hình 2 – 17 - a dạng
xoắn ốc; b dạng lò xo; c
dạng ziczắc


55
Ưu điểm của loại này là cấu tạo đơn giản, tỏa nhiệt tốt nên có thể chọn mật độ dòng
điện tương đối lớn. Nhược điểm dễ bò rung động khi làm việc, ở nhiệt cao dễ làm cho các
vòng dây bò ngắn mạch. Khi chế tạo phải chọn đường kính dây lớn, kích thước vòng bé và
kéo các vòng cho căn.
Phần tử điện điện trở bằng gang đúc
Được sử dụng để mở máy hay hãm động
cơ điện có công suất trung bình và lớn (tới vài
nghìn KW). Phần tử có dạng ziczắc chế tạo
bằng phương pháp đúc từ gang kỹ thuật điện.
Hai đầu cuối mỗi phần tử đều có lổ để kẹp giữ
hoặc đấu nối tiếp hay song song các phần tử đó
với nhau.

Dòng điện qua loại điện trở bằng gang
đúc từ 17 A ÷ 215 A. Các phần tử riêng rẽ hoặc
lắp thành bộ nhờ các trục thép 2 bọc cách điện
mica trên hình 2 – 18.


Hình 2 – 18 – Điện trở bằng gang đúc
Điện trở có khung:
Khung ống sứ có rãnh

(hình 2
-
1
9
)

rãnh
trên ống sứ dạng xoắn ốc để quấn dây điện trở
trên đó, tránh chạm chập giữa các vòng dây.
Ưu điểm của loại này là cường độ cơ khí tốt,
nhiệt độ làm việc được nâng cao, không có
ngắn mạch giữa các vòng dây. Nhược điểm của
loại này là tỏa nhiệt kém (vì một phần bề mặt
của điện trở tiếp xúc với ống sứ), giá thành đắt,
trọng lượng nặng. Loại này thích hợp sử dụng ở
điều kiện làm việc ngắn hạn và ngắn hạn lặp
lại. Dòng điện làm việc từ 0.07 A ÷ 14.5 A,
nhiệt độ làm việc tới 300
0
C.

Hình 2 -19 ; Hình 2- 20
Khung ống sứ không có rãnh loại này thường dùng để quấn dây điện trở có đường
kính rất bé trước khi quấn đã được tráng một lớp sơn cách điện và chòu nhiệt. Loại này có
công suất từ 14 W ÷ 20 W, dài từ 50 mm ÷ 215 mm, có điện trở từ 5 Ω ÷ 15.000 Ω.

56
Điện trở khung bằng bản thép hai cạnh có nẹp sứ cách điện có rãnh, dây điện trở được
quấn như hình 2 – 20. Ưu điểm của loại này có cường độ cơ khí tốt, tỏa nhiệt tốt, thích hợp
với điều kiện làm việc dài hạn. Dòng điện làm việc 1.17 A ÷ 42 A.
Biến trở làm nguội bằng không khí
Các phần tử điện trở của biến trở được đặt trong không khí ở
vò trí làm mát tốt nhất ứng với kích thước của biến trở nhỏ nhất.
Luồng không khí đi từ dưới lên trên do đối lưu (thông gió tự
nhiên) góp phần làm sạch điện trở. Hộp và nắp che biến trở
không được phép ngăn cản luồng không khí làm nguội. Nhiệt độ
cực đại của vỏ hộp phải không vượt quá 60
0
C. Nhiệt độ ở tiếp xúc
trượt không vượt quá 110
0
C.
Chế tạo biến trở không khí từ các phần tử điện trở ở mọi
dạng, sơ đồ biến trở ở hình 2-21. Khi công suất không lớn các
phần tử điện trở và bộ khống chế được lắp trong cùng một thiết bò,
khi công suất lớn chúng phải tách ra từng cụm độc lập.

Hình 2-21 – Biến trở
không khí
Biến trở dầu

Trong biến trở dầu

hình 2
-

22
, các phần tử điện
trở kim loại và bộ khống chế được đặt trong dầu biến
thế để làm nguội. So với không khí, dầu có độ dẫn
nhiệt riêng và nhiệt dung riêng lớn hơn. Nhờ có dầu
hấp thụ hiệu quả nhiệt lượng thoát ra từ các phần tử
điện trở phát nóng. Kết quả là chế tạo được các biến
trở mở máy có kích thước nhỏ ứng với động cơ công
suất lớn. Biến trở dầu thích hợp làm việc ở chế độ
ngắn hạn nên nó được sử dụng để khởi động động cơ
không đồng bộ ba pha rotor dây quấn công suất từ 50
KW ÷ 500 KW.
Nhược điểm của biến trở dầu là tần số thao tác
bé vì làm nguội chậm, có thể gây nổ và bốc cháy dầu.
Biến trở dầu cũng có thể được sử dụng ở môi trường
cần chống nổ để mở máy động cơ điện có số lần đóng
mở ít (không quá hai đến ba lần khởi động trong một
giờ)


Hình 2-22- Cấu tạo biến trở dầu
Biến trở nước

57
Biến trở nước

hình 2
–

23,

là loại biến trở
mà vật liệu dùng làm điện trở chính là một chất
lỏng điện phân (dung dòch nước muối…). Trò số
điện trở của biến trở nước có thể biến đổi được
hoặc bằng cách thay đổi khoảng cách giữa các
điện cực nhúng chìm trong chất điện phân hoặc
bằng cách thay đổi nồng độ dung dòch. Điện trở
suất của chất điện phân phụ thuộc vào nhiệt độ,
do đó để ổn đònh trò số điện trở của biến trở, cần
phải giữ sao cho nhiệt độ làm việc của dung dòch
điện phân không đổi.
Việc làm mát biến trở nước có thể thực hiện
được nhờ quạt gió hay đường nước lạnh chảy qua.
Biến trở nước dùng để điều chỉnh tốc độ quay
của động cơ có công suất lớn (đến vài nghìn
KW).


Hình 2-23- Biến trở nước đơn giản
2.5.3 Lựa chọn điện trở và biến trở
Điện trở suất phải cao để giảm kích thước.
Điểm nóng chảy cao để làm việc với nhiệt độ cao.
Hệ số nhiệt của điện trở phải bé để giá trò điện trở ít biến đổi theo nhiệt độ.
Chống được sự ăn mòn, ôxy hóa…

Trò số điện trở và biến trở mở máy được chọn sao cho trong quá trình mở máy tránh
được hiện tượng dòng điện tăng vọt quá lớn nguy hiểm cho động cơ điện và lưới điện, đảm
bảo thời gian chạy đà cho động cơ. Tính toán lựa chọn điện trở và biến trở phải tìm ra hai
yếu tố chính dòng điện qua điện trở, thời gian dòng điện qua điện trở.
Lựa chọn cách đấu các phần tử thích hợp, đối với động cơ công suất nhỏ và trung bình
chọn cách đấu nối tiếp. Đối với động cơ công suất lớn chọn cách đấu song song các phần tử
điện trở để được biến trở mở máy hay điều chỉnh tốc động cơ.

CÂU HỎI – BÀI TẬP

1. Sử dụng cầu dao cần quan tâm đến các thông số kỹ thuật nào? Tại sao?.
2. Cho biết một số hư hỏng thông thường của cầu dao? Các biện pháp khắc phục hư hỏng
của cầu dao?.