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

''Giáo trình Thực hành trang bị điện: Phần 1 được biên soạn với mục tiêu cung cấp cho người học những kiến thức về giới thiệu tổng quát về các khí cụ, thiết bị điện được sử dụng khi thực hành trang bị điện; tự động khống chế động cơ ba pha rô to dây quấn; tự động khống chế động cơ ba pha rô to lồng sóc.

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 thông 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 không 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 không tải, hoặc 2.105 lần đóng

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 thôi 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 Lò xo phục hồi

1.3 Công dụng: Nút nhấn thường được lắp ở mặt trước của các tủ điều khiển, hoặc

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 dòng 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 (không duy trì ), còn trạng thái không làm việc (không 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 không tự phục hồi, dùng trong mạch bảo vệ hoặc mạch dừng

do nó có chốt khoá 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 Công 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 toàn 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

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: Công tắtc 1,3 pha

4 Công tắc hành trình (Limit switch) Công 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 còn gọi là công tắc điểm cuối, công tắc cửa hoặc công tắc cực

hạn Từ đây gọi chung là công tắc hành trình

Có hai loại công tắc hành trình: Loại tác động tức thời, thì khi hết lực nén trên con lăn lò 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, công tắc mới trở về trạng thái cũ

Hình mđ 5: Một số kiểu công tắc hành trình

4.1 Ký hiệu công tắc hành trình trên sơ đồ điện

,

4.2 Cấu tạo

Hình mđ 6: Cấu tạo công tắc hành trình

1 Đòn 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)

4.3 Công dụng: Công 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

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 soát thường có công suất nhỏ, chỉ tải dòng 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:

6 Lò xo; A, B: Nguồn nuôi 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 tròn (vì dòng điện một chiều không gây nên dòng điện xoáy do đó không 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 dòng điện xoáy fucô gây phát nóng)

Cuộn dây: Khi đặt một điện áp đủ lớn vào hai đầu A và B, trong cuộn dây sẽ

có dòng 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 lò xo thì nắp được hút xuống Khi đó tiếp điểm 0 - 1 mở ra và 0 - 2 đóng lại Khi mất nguồn cung cấp, lò

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

động từ Khởi đông từ có một công tắc tơ được gọi là khởi động từ đơn Khởi động

từ có hai công 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 công tắc tơ để ngăn ngừa tiếp điểm hỏng, dính không 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 tròn, cao và gầy hơn so với cuộn dây công tắc tơ xoay chiều Tiếp điềm hình ngón, có thiết bị dâp hồ quang Cuộn dây công 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 công 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 dòng điện xoáy, 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, đôi 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

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 còn công tắc tơ dùng để đóng cắt ở mạch động lực (có điện áp cao, dòng điện lớn)

do đó cuộn dây của công tắc tơ lớn hơn, tiếp điểm của công tắc tơ cũng lớn hơn (chịu được dòng điện, điện áp cao hơn)

Tiếp điểm của công 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; còn tiếp điểm phụ có cả thường mở và thường đóng

7.3 Công dụng: Công 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 le Thông thường

rờ-le thời gian chỉ lắp đặt trong mạch điều khiển, nên không chịu tải dòng 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:

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 tròn, hoặc bằng các lá chì, kẽm, hợp kim chì-thiếc, nhôm

9.1.1 Ký hiệu cầu chì trên sơ đồ điện:

9.1.2 Cấu tạo

1 Nắp; 2 Võ; 3 Dây chảy

Hình mđ 14: Cầu chì

9.1.3 Công 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 dòng ngắn mạch

Để cầu chì bảo vệ được đối tượng cần bảo vệ với một dòng 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 dòng định mức Thông 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… Aptômát còn gọi là máy cắt điện không khí vì hồ quang được dập tắt trong không khí chứ không phải trong dầu, buồng dập hồ quang cũng tương tự như công tắt tơ

Hình mđ 15: Cấu tạo rơ le nhiệt 3 pha

Sự khác nhau giữa aptômát và công tắc tơ là: Aptômát cắt được dòng điện chập mạch rất lớn (aptômát 2050 dòng điện định mức Iđm = 1500A có khả năng cắt dòng điện ngắn mạch tới 30000A) Số lần đóng cắt của aptômát ít hơn của công tắc

tơ, khoảng từ vài ngàn lần trong khi công 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 Aptômát có thể bảo vệ chập mạch, quá tải, sụt áp, dòng điện ngược… còn công 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 quá tải mà thôi Công tắc tơ được đóng bằng điện còn aptômát 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 tô mat

có thể bảo vệ sự cố ngắn mạch, sự cố quá tải, sự cố dòng điện dò, sự cố quá áp

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 tô 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 dò (ap tô mat chống giật) Nguyên lý của ap tô 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 Công dụng: Ap tô 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 công 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 dòng 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

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 không cần thao tác đóng cắt nhiều lần Nếu điện áp cao hơn hoặc mạch điện có công suất trung bình và lớn thì cầu dao thường chỉ làm nhiệm vụ đóng cắt không 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 dòng 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 dòng điện chạy qua nó Khi dòng 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

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 công 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 rôto 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 tròn, bên ngoài 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

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 không 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 không đồng bộ rôto 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:

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

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

4 K 1 Công tắc tơ, điều khiển động cơ làm việc

5 2CC 2 Cầu chì, bảo vệ ngắn mạch ở mạch điều khiển

6 M; D 1 Nút bấm thường mở; thường đóng điều khiển mở

máy và dừng động cơ

7 1Đ; 2Đ 1 Đèn tín hiệu trạng thái làm việc và quá tải của

động cơ

c Sơ đồ nối dây

1CC 1CC

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

* 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?

* 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

OFF2

FWD2 FWD2

1.2 Mạch đảo chiều gián tiếp (sử dụng nút bấm)

1.2.1 Sơ đồ nguyên lý và nguyên tắc hoạt động

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

1Đ

2Đ 2CC

4

4

N

1.2.2 Bảng kê các thiết bị - khí cụ điện

3 2CC 2 Cầu chì, bảo vệ ngắn mạch ở mạch điều khiển

4 RN 1 Relay nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ

7 D 1 Nút bấm thường đóng, điều khiển dừng động cơ

8 1Đ; 2Đ; 3Đ 3 Đèn tín hiệu trạng thái quay thuận, quay nghịch và

quá tải của động cơ

1.2.3 Sơ đồ nối dây)

Hình 1.8: Sơ đồ nối dây mạch đảo chiều gián

CD

CD

2CC 2CC

1Đ

2Đ

3Đ

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 công tắc tơ kia Đấu cực còn lại của tiếp điểm thường đóng với các đầu dây ra từ bộ bấm Đấu tiếp điểm duy trì, đầu còn lại của cuộn hút, mạch đèn tín hiệu

Lắp mạch động lực theo sơ đồ: Hoán vị thứ tự 2 pha ở công 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

Hình 1.9: Sơ đồ nguyên lý bài tập 1.2

Hình 1.10: Sơ đồ nối dây bài tập 1.2

b Bài tập 2:: Sử dụng cầu dao đảo ba pha hãy lắp mạch đảo chiều quay động cơ

không đồng bộ ba pha, 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

c Bài tập 3: Vẽ sơ đồ, lắp ráp và vận hành mạch đảo chiều quay gián tiếp ĐCKĐB

1 pha 3 đầu dây ra, 4 đầu dây ra dùng cầu dao đảo?

d Bài tập 4: Vẽ sơ đồ, lắp ráp và vận hành mạch đảo chiều quay gián tiếp ĐCKĐB

1 pha 3 đầu dây ra, 4 đầu dây ra dùng nút ấn và khởi động từ?

e Bài tập 5: Vẽ sơ đồ (nguyên lý, nối dây) mạch điều khiển chương trình đố vui

cho 3 đội A, B, C hoạt động như sau: Mỗi đội có 1 nút bấm và 1 đèn tín hiệu Có 1 chuông dùng chung cho cả 3 đội Đội nào ấn nút trước tiên sẽ giành quyền ưu tiên

để trả lời (chuông reo, đèn sáng) thì hai đội còn lại ấn nút sẽ mất tác dụng

1.3 Mạch đảo chiều trực tiếp (sử dụng nút bấm)

1.3.1 Sơ đồ nguyên lý: Sơ đồ này tương tự như sơ đồ hình 1.7, nhưng ở đây sử

dụng bộ nút bấm kép (liện động cơ khí) để thực hiện đảo chiều trực tiếp Nghĩa là, khi động cơ đang vận hành với chiều quay nào đó; muốn đảo chiều thì không cần phải ấn nút dừng mà chỉ việc ấn ngay nút đảo chiều

Hình 1.11: Sơ đồ nguyên lý mạch đảo chiều trực tiếp đckb 3 pha

1.3.2 Sơ đồ nối dây:

Hình 1.12: Sơ đồ nối dây mạch đảo chiều trực

1Đ

2Đ

3Đ

OFF OFF FWD FWD

REV

1.3.3 Qui trình lắp ráp - kiểm tra - vận hành - mô phỏng – mô phỏng: Khi lắp

ráp cần liên kết chính xác các cực nối dây trong bộ nút bấm Một điều cần lưu ý nữa cần xác định chính xác vị trí lắp tiếp điểm duy trì Vấn đề kiểm tra, vận hành

tương tự như phần đã nêu ở các phần trên

Mô phỏng sự cố: Ngoài các sự cố như phần đã nêu ở các phần trên, có thể mô

phỏng sự cố sau: Tháo 1 đầu các tiếp điểm duy trì tại điểm số 5 và số 11; nối vào điểm số 7 và số 13 Quan sát hiện tượng và giải thích?

1.3.4 Bài tập mở rộng: Mạch đảo chiều quay trực 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

Hình 1.13: Sơ đồ nguyên lý bài tập 1.5

1Đ

2Đ 2CC

D

Hình 1.14: Sơ đồ nối dây bài tập1.5

1.4 Mạch đảo chiều sử dụng tay gạt cơ khí

1.4.1 Sơ đồ nguyên lý

3

CD

T 1CC

1Đ

2Đ RTr

3 2CC 2 Cầu chì, bảo vệ ngắn mạch ở mạch điều khiển

4 RN 1 Relay nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ (ĐCKĐB)

5 T, N 2 Công tắc tơ, điều khiển động cơ quay thuận, nghịch

6 KC 2 Tay gạt cơ khí 3 vị trí; 3 tiếp điểm: KC đặt tại số 0:

Dừng máy chuẩn bị cho mạch làm việc; KC đặt tại số 1: Điều khiển động cơ quay thuận; KC đặt tại số 1:

Điều khiển động cơ quay nghịch

7 RTr 1 Relay trung gian, chống mở máy lại cho mạch

8 1Đ; 2Đ; 3Đ 3 Đèn tín hiệu trạng thái quay thuận, quay nghịch và

quá tải của động cơ

1.4.3 Sơ đồ nối dây

Hình 1.16: Sơ đồ nối dây mạch đảo chiều đckb 3

pha sử dụng tay gạt cơ khí

1.4.4 Qui trình lắp ráp - kiểm tra - vận hành - mô phỏng - 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: Kiểm tra, chọn lựa các tiếp điểm phù hợp trên tay gạt cơ khí Liên kết các tiếp điểm trên tay gạt, đánh số các đầu dây ra (có 5 hoặc 6 đầu dây ra từ tay gạt) Đấu 1 đầu của cuộn hút này với 1 cực tiếp điểm thường đóng của công tắc tơ kia Đấu cực còn lại của tiếp điểm thường đóng với các đầu dây ra từ tay gạt Đấu tiếp điểm duy trì, đầu còn lại của cuộn hút Mạch đèn tín hiệu cần lưu ý phải đấu qua tiếp điểm thường mở của các hút công tắc tơ

Lắp mạch động lực theo sơ đồ: tương tự như các phần trước

b Kiểm tra

Mạch điều khiển: Dùng Ohm kế chấm vào điểm số 1 và số 4 trên sơ đồ hình 1.30 Tay gạt đang ở số 0: nếu kim Ohm kế chỉ giá trị nào đó thì mạch cấp nguồn cho RTr được liên kết tốt Dùng Ohm kế chấm vào điểm số 3 và số 4 trên sơ đồ hình 1.30 Bật tay gạt về số 1 hoặc số 2, kim Ohm kế chỉ giá trị nào đó thì mạch cấp nguồn cho cuộn T hoặc N được liên kết tốt Dùng Ohm kế chấm vào điểm số 7

và số 6 trên sơ đồ hình 1.30 Ấn nút tác động nắp trên công tắc tơ T kim Ohm kế sẽ chỉ giá trị khác so với lúc không ấn là mạch đèn báo 1Đ được nối tốt Tương tự chấm Ohm kế chấm vào điểm số 11 và số 6 trên sơ đồ hình 1.30 để kiểm tra mạch đèn tín hiệu 2Đ

Kiểm tra mạch động lực: Tiến hành tương tự như các phần trước

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: Tay gạt đang ở vị trí số 0: RTr hút, mạch chuẩn bị làm việc Bật tay gạt về số 1: cuộn T hút, đèn 1Đ sáng Bật tay gạt

về số 2: cuộn N hút, đèn 2Đ sáng

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

d Mô phỏng sự cố: Ngoài các sự cố giống như các phần 1đã mô phỏng, ta mô

phỏng thêm các sự cố sau:

Sự cố 1: Cắt nguồn mạch động lực và điều khiển, nối tắt tiếp điểm KC(1,3); hở

mạch cuộn dây RTr Sau đó cấp lại nguồn, vận hành và quan sát hiện tượng, giải thích

Sự cố 2: Mạch đang hoạt động cắt toàn bộ nguồn cung cấp (cắt cầu dao CD) và

sau đó cấp lại nguồn Quan sát hiện tượng và giải thích

e 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

2 Các mạch mở máy gián tiếp

2.1 Mạch mở máy qua cuộn kháng

2.1.2 Bảng kê các thiết bị - khí cụ điện

3 2CC 2 Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch điều khiển

4 M; D 2 Nút bấm thường mở, thường đóng điều khiển mở

máy và dừng động cơ

5 RN 1 Relay nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ (ĐCKĐB)

6 Đg 1 Công tắc tơ đóng cắt nguồn chính

7 K 1 Công tắc tơ loại cuộn kháng sau khi khởi động

xong

8 CK 3 Cuộn kháng mở máy để hạn chế dòng điện

9 RTh 1 Relay thời gian; trì thời để loại cuộn kháng

10 1Đ; 2Đ;

3Đ

3 Đèn tín hiệu trạng thái làm việc, khởi động và quá tải của động cơ

2.1.3 Sơ đồ nối dây

Hình 1.18: Sơ đồ đấu dây mạch mở máy qua cuộn

ON

2Đ 3Đ

2.1.4 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 3 đầu dây ra từ bộ nút bấm) Đấu đường dây vào cuộn hút công tắc tơ Đg, đấu tiếp điểm duy trì Đấu mạch RTh: chú ý kỹ các cực đấu dây ở đế RTh (cực cấp nguồn, điểm chung của các tiếp điểm ) Đấu đường dây vào cuộn hút công tắc tơ

Kiểm tra mạch động lực: Đối với mạch động lực cần lưu ý trường hợp đấu trái pha ở các tiếp điểm động lực công tắc tơ K, 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) Chưa gắn RTh vào mạch Cấp nguồn và vận hành mạch điều khiển: Ấn nút M(3,5) cuộn Đg hút, đèn 2Đ sáng Dùng dây dẫn chấm vào để nối tắt tiếp điểm RTh(5,7) (chấm vào 2 điểm 8 - 6 trên đế RTh) thì cuộn K hút đèn 1Đ sáng và 2Đ tắt đi Hở dây nối và ấn nút D(1,3)

Cắt nguồn, liên kết lại dây nối mạch động lực, gắn RTh vào đế Chỉnh thời gian trì hoãn của RTh từ (5 - 10)s Sau đó cấp nguồn cho mạch, ấn nút M(3,5) để khởi động; ấn D(1,3) để Quan sát chiều quay, tốc độ khởi động, tốc độ làm việc của động cơ giải thích?

d Mô phỏng sự cố Cắt nguồn cung cấp:

Sự cố 1: Dời điểm nối dây trên đế RTh ở cực số 6 sang điểm số 5 Sau đó cho

mạch vận hành Quan sát động cơ, ghi nhận hiện tượng, giải thích

Sự cố 2: Hở mạch cấp nguồn cho cuộn K; nối tắt tiếp điểm K(7,9), sau đó cấp lại

nguồn, vận hành và quan sát hiện tượng, giải thích

Sự cố 3: Hoán vị 2 đầu dây bất kỳ của tiếp điểm K ở mạch động lực; hở mạch tiếp

điểm K(3,5), sau đó cấp lại nguồn, vận hành và quan sát hiện tượng, giải thích

Chú ý: sự cố này phải mô phỏng nhanh, không được kéo dài Từng sự cố ở trên phải được mô phỏng độc lập nhau

e 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

f Bài tập mở rộng

Bài tập 1: Mạch mở máy ĐCKĐB 3 pha qua cuộn kháng có đảo chiều quay 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

Hình 1.19: Sơ đồ nguyên lý bài tập

Hình 1.20: Sơ đồ nối dây bài tập