Giáo trình trang thiết bị điện tàu thủy - Chương 5 potx

+ Khi có sự cố như quá tải hay ngắn mạch lực từ của cuộn dây nam châm điện số 2 sẽ thắng được sức căng của lò xo 7 nên hút phần ứng 4 xuống làm móc răng1 nhả ra cần răng 5 được rơi tự do

Chương V: thiết bị đóng cắt bán tự động

5.1 Công tắc hμnh trình

5.1.1 Khái niệm

dùng để đóng, ngắt, chuyển đổi mạch điện điều khiển trong dây truyền sản xuất hoặc bàn máy( hay truyền động điện) theo tín hiệu hành trình của các cơ cấu chuyển động cơ khí nhằm tự động điều khiển hành trình hoặc tự động cắt điện ở cuối hành trình để đảm bảo an toàn

5.1.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc

1 Cấu tạo

1- Cữ gạt

2- Trục điều khiển

3- Tiếp điểm thường đóng

4- Lò xo

5- 6- Tiếp điểm thường mở

2 Nguyên lý làm việc

Dưới tác dụng của cữ gạt 1 nằm trên bộ phận cơ khí chuyển dịch Trục điều khiển

2 có con lăn của công tắc bị ấn xuống làm cặp tiếp điểm thường đóng mở ra và cặp tiếp điểm thường mở đóng lại

5.1.3 Ký hiệu

+ Công tắc hành trình đơn (không có liên động)

- Thường mở

- Thường đóng

1

2

3 4

5

6

Hình 5-1

+ Công tắc hành trình kép (có liên động)

5.2 áp tô mát

5.2.1 Khái niệm và phân loại

1 Khái niệm

+ áp tô mát là khí cụ điện dùng để đóng cắt mạch điện và tự động cắt mạch điện để bảo vệ khi quá tải, ngắn mạch, sụt áp

+ áptô mát còn đ−ợc gọi là cầu dao tự động hoặc máy cắt không khí và hồ quang

đ−ợc dập trong không khí

2 Phân loại

+ Theo cấp điện áp: có loại 250V, 300V, 500V, 1000V

+ Theo dòng điện: 10A, 15A, 25A, 30A, 100A, 150A, 300A, 500A,1000A

+ Theo nguyên tắc bảo vệ có

áp tô mát bảo vệ dòng điện

áp tô mát bảo vệ sụt áp

áp tô mát bảo vệ tổng hợp

+ Theo cấu tạo có

áp tô mát 1 pha 1 cặp tiếp điểm

áp tô mát 1 pha 2 cặp tiếp điểm

áp tô mát 1 pha 3 cặp tiếp điểm

+ Theo thời gian tác động có

áp tô mát tác động chậm

áp tô mát ttác động nhanh

áp tô mát tác động có chọn lọc

5.2.2 áp tô mát bảo vệ dòng điện cực đại

a Cấu tạo

1- Móc răng

2- Cuộn dây nam châm điện

3- Tiếp điểm

4- Phần ứng

5- Cần răng

6- 7- Lò xo

6

1

2

7

4 5

3

b Nguyên lý hoạt động

+ ở trạng thái bình thường khi đóng điện áptômát được giữ ở trạng thái đóng tiếp

điểm nhờ móc răng 1 khớp với cần răng 5 cùng một cụm với tiếp điểm động + Khi có sự cố như quá tải hay ngắn mạch lực từ của cuộn dây nam châm điện số

2 sẽ thắng được sức căng của lò xo 7 nên hút phần ứng 4 xuống làm móc răng1 nhả ra cần răng 5 được rơi tự do dưới tác dụng của lò xo 6 kéo lại mạch điện bị ngắt phụ tải được bảo vệ

5.2.3 áptômát bảo vệ điện áp thấp

a Cấu tạo như hình vẽ

1- Tiếp điểm

2- Cuộn dây nam châm

3- Giá quay

4- Móc răng

5- Cần răng

6-7- Lò xo

Gồm có tiếp điểm 1, móc răng 4 ,cần răng 5, lò xo 6,7và cuộn dây nam châm 2 phần ứng 4

b Nguyên lý làm việc:

Nguyên tắc làm việc tương tự như aptômát bảo vệ dòng điện lớn Cụ thể khi sụt

áp quá mức làm cho điện áp đặt vào cuộn dây nam châm điện số 2 không đủ lực để thắng sức căng lò xo 7 sẽ kéo lên làm nhả phần ứng 4 làm móc răng 1 nhả khỏi cần răng 5 do đó tiếp điểm của áptômát được mở ra dưới tác dụng của lò xo số 6 kéo lại mạch điện bị cắt phụ tải được bảo vệ

5.2.4 áptômát bảo vệ tổng hợp

a Cấu tạo

3

Hình 5-3

6

4

2

7 4 5

1

Các nam châm điện 1 và 2 sẽ có tiết diện dây lớn và số vòng dây ít được mắc nối tiếp với tải Nam châm điện 3 có tiết diện dây nhỏ số vòng nhiều mắc song song với nguồn

b Nguyên lý làm việc

+ Khi xẩy ra sự cố như quá tải hoặc ngắn mạch dòng điện chạy qua cuộn dây nam châm 2 tăng lên lớn hơn nhiều so với giá trị định mức do vậy lực điện động sinh ra thắng được lực sức căng lò xo số 6,7 và hút đòn bẩy 11,12 xuống làm tác động vào cần 10 đẩy cần 10 lên Lúc này móc cơ khí 3,4 được mở ra dưới tác dụng của lò xo

5 kéo lại làm cho tiếp điểm của áp tô mát mở ra phụ tải được bảo vệ

+ Khi sụt áp quá mức quy định thì lực từ ở nam châm 8 không đủ lực để thắng sức căng lò xo 9 xẽ kéo đòn bẩy 13 xuống làm tác động vào cần 10 Do đó làm móc cơ khí 3,4 tách ra dưới tác dụng của lò xo 5 kéo lại làm các tiếp điểm aptômát mở ra mạch điện cấp cho tải bị cắt phụ tải được bảo vệ

+ Trường hợp muốn cắt aptômát ở trạng thái làm việc bình thường có thể dùng tay cầm đóng cắt hoặc ấn nút C Thì cuộn dây nam châm 3 sẽ không có điện Lúc đó các tiếp điểm aptômát sẽ mở ra giống như khi sụt áp

+ Muốn áptômát đang từ trạng thái nghỉ sang trạng thái làm việc ta phải đóng bằng tay

7 6

3

3

4

5

9

8

Hình 5-4

+ Khi đóng bình thường ( không có sự cố) các tay đòn 2 và 3 được nối cứng vì tâm xoay O nằm thấp dưới đường nối hai điểm O1 và O2 Giá đỡ 5 làm cho hai đòn này không tự gập lại được Ta nói điểm O ở vị trí chết

Móc bảo vệ: áptômát tự động cắt như các phần tử bảo vệ gọi là móc bảo vệ

Móc bảo vệ dòng điện lớn: Thường dùng hệ thống điện từ hoặc rơle nhiệt

+ Móc kiểu điện từ có cuộn dây mắc nối tiếp với mạch chính Khi dòng điện vượt quá trị số cho phép thì phần ứng bị hút và móc sẽ đập vào khớp rơi tự do làm tiếp điểm aptômát mở ra như mục c Để giữ thời gian trong bảo vệ quá tải kiểu

điện từ người ta thêm một cơ cấu giữ thời gian

+ Móc kiểu rơle nhiệt có kết cấu tương tự như rơle nhiệt có phần tử đốt nóng đấu nối tiếp với mạch điện chính Khi quá tải tấm kim loại kép dãn nở tác động vào khớp rơi tự do làm mở tiếp điểm áptômát Kiểu này có quán tính nhiệt nên chỉ

sử dụng bảo vệ quá tải

- Móc bảo vệ sụt áp thường dùng kiểu điện từ có cuộn dây mắc song song với mạch điện chính (nguồn)

5.2.4 Cách chọn áp tô mát

UAT ≥ Ulưới

IAT ≥ I tínhtoán

5.2.5 Ký hiệu áp tô mát

5.3 công tắc tơ vμ khởi động từ

5.3.1 Công tắc tơ

1 Khái niệm và phân loại

a Khái niệm

Công tắc tơ là một loại khí cụ điện dùng để đóng cắt từ xa tự động hoặc bằng nút

ấn các mạch điện động lực có phụ tải điện áp đến 500V, dòng điện đến 600A

b Phân loại

+ Theo dạng dòng điện có CTT điện một chiều, CTT điện xoay chiều

+ Theo nguyên lý truyền động có CTT đóng cắt tiếp điểm bằng điện từ, bằng thuỷ lực, bằng khí nén và CTT không tiếp điểm

+ Theo điện áp định mức có loại 110V, 220V, 380V, 500V

2 Công tắc tơ điện xoay chiều

a Cấu tạo

Gồm có các bộ phận sau (thiếu h vẽ)

1-2- Tiếp điểm thường mở

3- Cuộn dây

4- Phần ứng

5- Tay đòn

6- 7- Tiếp điểm thường đóng

8- Công tắc

9- Lò xo

10- Vành ngắn mạch

+ Tiếp điểm:

Của công tắc tơ phải chịu được sự mài mòn về điện và về cơ trong các chế độ làm việc nặng nề có tần số thao tác lớn Để đáp ứng được yêu cầu đó người ta chế tạo các tiếp điểm của công tắc tơ thường có dạng ngón và bắc cầu

+ Hệ thống dập hồ quang:

Thiết bị dập hồ quang ở công tắc tơ điện xoay chiều thông dụng trong công nghiệp thường chế tạo có hai đoạn ngắt mạch trên cùng một pha sử dụng tiếp điểm bắc cầu đặt trong một hộp kín để dập hồ quang Để nâng cao độ tin cậy dập tắt hồ quang và để giảm độ hư mòn tiếp điểm thường bổ xung các biện pháp sau:

- Dập hồ quang bằng thổi từ nhờ cuộn dây đấu nối tiếp và hộp dập hồ quang có khe

hở hẹp Hồ quang được thổi vào khe hở cọ sát vào vách và bị dập tắt Hồ quang càng bị kéo dài với tốc độ lớn thì càng dễ dập tắt Vì thế trong khe hở hẹp người ta còn bố trí những tấm ngăn song song để hồ quang càng được kéo dài và mảnh Các tấm ngăn thường làm bằng Samốt, Amiăng Để giảm độ ẩm của amiăng người ta quét lên một lớp sơn đặc biệt kỵ nước

- Chia hồ quang thành nhiều hồ quang ngắn: Hộp dập hồ quang gồm nhiều tấm thép hoặc đồng đặt song song nhau Khi hồ quang bị kéo vào buồng ngăn sẽ chia thành nhiều hồ quang ngắn có chiều dài khoảng 2-3mm dễ bị dập tắt

Thiết bị dập hồ quang ở công tắc tơ điện một chiều người ta thường ứng dụng

7 9

2

6

3

8 10

Hình 5-5

4

5

1

cố định, phần còn lại là nắp (còn gọi là phần ứng hay phần động) được nối với hệ thống tiếp điểm qua hệ thống truyền động

+ Cuộn dây hút:

Với công tắc tơ điện xoay chiều cuộn dây hút có điện trở rất bé so với điện kháng Dòng điện chạy trong cuộn dây phụ thuộc và khe hở không khí giữa phần tĩnh và phần ứng Do đó không được phép cho điện áp lớn vào cuộn dây hút

+ Cơ cấu truyền động

Được nối với lõi thép phần ứng và hệ thống các cặp tiếp điểm Do đó phải có kết cấu sao cho giảm được thời gian thao tác đóng ,ngắt nâng cao lực ép các tiếp

điểm và giảm được tiếng kêu va đập

+ Vỏ: Thường làm bằng nhựa cách điện

b Nguyên lý làm việc

Khi ta đóng công tắc 8 cuộn dây 3 có điện hút cần thép 4 (Phần ứng) làm tiếp

điểm 1và 2 tiếp xúc nhau xuất hiện dòng điện cấp cho tải đi từ nguồn→tiếp điểm 1→tiếp điểm 2→ tải

Muốn cắt mạch điện cấp cho tải chỉ cần ngắt công tắc 8 cuộn dây nam châm 3 mất điện dưới tác dụng của lò xo 9 kéo cần thép 4 làm cho tiếp điểm 1 và 2 tách ra Ngoài ra còn có tiếp điểm 7 của rơle nhiệt mắc nối tiếp với cuộn hút 3 để tự ngắt mạch khi bị quá tải

5.3.3 Cách chọn

UCTT ≥ Ulưới

ICTT ≥ I tínhtoán

UCuộn hút ≥ Ulưới

UCTT là điện áp lớn nhất mà tiếp điểm chịuđược liên tục

IC.TT là dòng điện lớn nhất mà tiếp điểm chịu được liên tục

5.3.4 Ký hiệu

Cuộn hút:

Tiếp điểm thường mở:

Tiếp điểm thường đóng:

5.4 kiểm tra