Bài giảng Khí cụ điện: Chương 8 - Các khí cụ điện điều khiển công tắc tơ và khởi động từ

Bài giảng Khí cụ điện: Chương 8 - Các khí cụ điện điều khiển công tắc tơ và khởi động từ được biên soạn với các nội dung chính sau: Khái niệm chung về Contactor; Các tham số cơ bản của Contactor; Kết cấu nam châm điện; Cấu tạo cơ bản của Contactor; Hệ thống dập hồ quang;... Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng!

Các khí cụ điện điều khiển Công tắc tơ và Khởi động từ

Khái niệm chung về Contactor

◼ Là khí cụ điện đóng cắt thường xuyên mạch động lực (từ xa hoặc tại chỗ; tự động hoặc bằng tay) Công tắc

tơ được thiết kế với tần số đóng cắt cao và được điều khiển từ xa bởi các nút ấn on/off

◼ Cơ cấu truyền động : nam châm, thủy lực, khí nén, loại có và không có tiếp điểm

◼ AC & DC

2

Khái niệm chung về Contactor

3

- Phần lớn các CTT đang có trên thị

trường là các CTT có tiếp điểm →

hoạt động dựa trên nguyên lý cảm

→ các van bán dẫn như Tranzitor,

Thyristor, Triac, với ưu điểm về tần

số thao tác cao, không có hồ quang

khi đóng cắt nhưng vì giới hạn về

mặt kích cỡ, công suất lắp đặt và

khả năng chịu quá tải kém nên CTT

loại này chiếm rất ít trên thị trường.

Các tham số cơ bản của Contactor (1)

 Nếu trong tủ kín → phải giảm dòng bớt đi 10% do điều

kiện tỏa nhiệt không đảm bảo.

 Nếu làm việc lâu hơn 8h → phát sinh oxide ở tiếp điểm → dòng định mức phải xuống thấp đi 20% do nhiệt độ điểm tiếp xúc tăng quá mức cho phép

4

Hình ảnh CTT và phụ

kiện lắp kèm

Block tiếp điểm

phụ lắp kèm

Hình ảnh CTT 3pha 3cực và 3pha 4 cực

4 Ký hiệu kỹ thuật Côngtắctơ

CTT

A B C

Mạch điều khiển CTT Mạch lực của CTT

Kết cấu nam châm điện

8

Modified by Hoang Anh 9

Một số hình ảnh của contactor

Modified by Hoang Anh 10

Một số hình ảnh của contactor

Modified by Hoang Anh 11

Một số hình ảnh của contactor

Modified by Hoang Anh 12

Một số hình ảnh của contactor

Các tham số cơ bản của Contactor (2)

◼ Điện áp cuộn dây Ucd đm

 Ngưỡng dưới 85% vẫn hút, ngưỡng trên 110% không phát nóng quá mức cho phép

Các tham số cơ bản của Contactor (3)

◼ Tuổi thọ

 Cơ khí : đóng cắt không tải đến khi hỏng cơ khí(10e7)

 Tuổi thọ điện : đóng cắt dòng định mức (10% cơ khí)

Cấu tạo cơ bản của Contactor

◼ Hệ thống mạch vòng dẫn điện

◼ Hệ thống dập hồ quang

◼ Hệ thống các lò xo nhả và lò xo tiếp điểm

◼ Nam châm điện

◼ Vỏ và các chi tiết cách điện khác

15

Hệ thống mạch vòng dẫn điện của contactor

◼ Dập hồ quang AC : thường có dạng 1 pha 2 chỗ ngắt, dập bằng dàn dập hoặc khe zigzag có kết hợp với

cuộn thổi từ

17

Nam châm điện contactor

◼ Là bộ phận sinh lực hút điện từ đảm bảo cho hệ thống tiếp điểm thường mở được đóng lại một cách chắc

chắn

◼ Yêu cầu

 Đặc tính lực hút cao hơn đặc tính cơ

 Khi điện áp cuộn hút giảm còn 85%, đặc tính vẫn cao hơn

 Không thiết kế quá cao → tránh lãng phí + tránh va đập cơ khí

18

Kết cấu nam châm điện

◼ Kết cấu mạch từ : thép khối hoặc thép lá ghép

 AC : khi nắp hở → dòng lớn Cần chú ý không cấp điện cho cuộn dây nếu nắp bị kẹt

19

Loại tải ?

Hãm, đảo chiều hoặc Inching?

Rôto lồng sóc

điện phân phối.

Thời gian Ie

Trường hợp đảo chiều,

hãm, hoặc Inching của

Trường hợp đảo chiều,

hãm, hoặc Inching của

động cơ KĐB rôto dây

quấn

Đóng, cắt giống như tải

AC4, nhưng với dòng

- Loại DC1: sử dụng đối với các TBĐ và KCĐ một chiều, có

hằng số thời gian (L/R)  1ms, là những tải không có tính cảm

hoặc tính cảm nhỏ Ví dụ như lò điện trở.

- Loại DC2: sử dụng với động cơ 1 chiều kích từ song song,

L/R khoảng 7,5ms Dòng điện khởi động đóng khoảng 2,5 Iđm,còn dòng điện cắt bằng Iđm của động cơ Điều kiện cắt tươngđối dễ dàng

Lựa chọn côngtắctơ 1 chiều

- Loại DC3: sử dụng cho các loại động cơ 1 chiều phanh kiểu

hãm ngược hoặc có chế độ làm việc gián đoạn, với L/R 2ms Dòng điện khi đóng khoảng 2,5 Iđm, khi cắt với dòngkhoảng 2,5 Iđm, với điện áp cắt tối đa bằng điện áp lưới →cắt tương đối khó khăn hơn

- Loại này được sử dụng với với động cơ 1 chiều kích từsong song, với phụ tải làm việc gián đoạn và dùng cho việcđổi chiều quay động cơ

- Loại DC4: sử dụng cho các loại động cơ 1 chiều kích từ

nối tiếp, với L/R khoảng 10ms Dòng điện khi đóng khoảng2,5 Iđm, dòng cắt khoảng 1/3 Iđm động cơ, với điện áp trêntiếp điểm khi cắt là 20% UđmL nên việc đóng cắt dễ dànghơn Ở loại DC4 cho phép làm việc với tần số thao tác caohơn

- Loại DC5: sử dụng để khởi động động cơ điện 1 chiều kích

từ nối tiếp, phụ tải làm việc gián đoạn hoặc hoạt động ở chế

độ hãm ngược, với L/R  7,5ms Dòng điện đóng có thể đạttới 2,5 Iđm, còn dòng cắt bằng Iđm động cơ, với điện áp trêntiếp điểm khi cắt có thể bằng UđmL nên việc cắt khó khănhơn Ví dụ như sử dụng để đảo chiều quay của động cơ

Khái niệm về Khởi động từ

◼ Là khí cụ điện dùng để điều khiển từ

xa việc đóng, cắt, đảo chiều quay và

bảo vệ quá tải cho phụ tải động cơ

điện

◼ Cấu tạo bao gồm contactor và rơle

nhiệt lắp trên cùng một mạch Nếu

có 2 contactor để đảo chiều quay ta

Các tham số kỹ thuật của khởi động từ

◼ Điện áp định mức Uđm

◼ Dòng định mức Iđm

◼ Công suất làm việc định mức Pđm

◼ Điện áp cuộn dây Ucd đm

Đặc tính bảo vệ

Modified by Hoang Anh 29

Khởi động trực tiếp động cơ

Modified by Hoang Anh 30

Khởi động trực tiếp động cơ

Modified by Hoang Anh 31

Khởi động trực tiếp động cơ

Modified by Hoang Anh 32

Khởi động trực tiếp động cơ

Modified by Hoang Anh 33

Khởi động sao-tam giác động cơ

Modified by Hoang Anh 34

Khởi động bằng cách phân đoạn cuộn dây/điện trở stator

Modified by Hoang Anh 35

Khởi động cơ bằng máy biến áp

Modified by Hoang Anh 36

Khởi động cho động cơ không đồng bộ rotor có chổi góp

Modified by Hoang Anh 37

5 Lựa chọn KĐT

• Làm việc dài hạn → nhiệt độ phát nóng ≤ cho phép

• Làm việc ở chế độ ngắn hạn → cho phép hoạt động với tần số thao tác lớn, quá tải

Rơle nhiệt

CTT

Khởi động từ kép

và các phụ kiện kèm theo

KHÓA LIÊN ĐỘNG CƠ KHÍ

5 Thông số chính lựa chọn Khởi động từ:

• Rơle nhiệt 3 pha

• Công tắc tơ

Các chức năng và các bộ phận của bộ khởi động động cơ

Modified by Hoang Anh 42

MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ

Côngtắctơ (điều khiển)

Cách ly

& Bảo vệ ngắn mạch

▪ Khởi động đóng/cắt động cơ

▪ Bảo vệ động cơ và thiết bị khi gặp sự cố

▪ Đảm bảo an toàn cho người vận hành

▪ Phát huy tối đa khả năng làm việc liên tục của

mạch điện

Cách thức đấu nối các bộ khởi động động cơ

KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN TRONG LƯỚI

Bảo vệ quá tải

Điều khiển công suất

Khởi động mềm Điều khiển với biến tần

Cách ly Đóng cắt Bảo vệ ngắn mạch

Switch (cầu dao) Cầu dao tải Công- tắctơ Rơ le nhiệt Áptômát kiểu

từ điện

Áptômát kiểu

từ nhiệt

Thiết bị tích hợp

Bộ khởi động cơ bằng tay – MMS – Manual Motor

Starter

Loại 3 modulApT + CTT + RN

Loại 2 modulApT + CTT

Ưu điểm khi sử dụng (MMS)

Bảo vệ tổng hợp

MMS

Bảo vệ riêng lẻ

Phối hợp các thiết bị bảo vệ

Đặc tính bảo vệ ngắn mạch

Đặc tính rơle nhiệt

Đặc tính khởi động động cơ và TBĐ

Dòng cắt của công-tắc-tơ (IEC 947-4)

Giới hạn nhiệt của RN

Động cơ và các thiết bị được bảo vệ như thế nào?

?