Giáo trình Khí cụ điện (Bản đẹp)

trên một mặt phẳng thẳng đứng, không cho phép bôi mỡ vào các tiếp điểm và 
các bộ phận động. Sau khi lắp đặt khởi động từ và trước khi vận hành, phải kiểm tra 
xem xét: 
 - Cho các bộ phận động chuyển động bằng tay không bị kẹt, vướng. 
 - Điện áp điều khiển phải phù hợp với điện áp định mức của cuộn dây. 
 - Các dây đấu điện phải theo đúng sơ đồ điều khiển. 
 - Rơle nhiệt (nếu có) phải đặt ở nấc có dòng điện phù hợp. 
 - Các tiếp điểm phải tiếp xúc đều và tốt. 
2.4. Ứng dụng 
 R S T 
2.4.1. Khởi động từ đơn 
 R 
2.4.1.1. Sơ đồ nguyên lý 1 
 Cd Rn 
 3 
 Cc D0 
 5 
 K 
 D1 K 
 Rn 
 7
 T K 
 Đ 
 2 67
 Hình 4.4. Sơ đồ mạch điện Khởi động từ đơn 
2.4.1.2. Nguyên lý làm việc: 
 Điều khiển động cơ làm việc: Ấn nút D1 cuộn K có điện theo đường (1-3-5-7-K-
2) cuộn K làm việc đóng các tiếp điểm K ở mạch động lực cung cấp điện cho 
động cơ làm việc. Đồng thời đóng tiếp điểm K (5-7) để tự duy trì. 
 Dừng động cơ: Ấn nút D0, cuộn K mất điện, mở tiếp điểm K của mạch động lực 
cắt điện vào động cơ. 
 R S 
2.5.2. Khởi động từ kép: 
 R 1
2.5.2.1. Sơ đồ nguyên lý 
 R
 Cd 
 3 
 Cc D0 
 5 
 K1 K D1 K D2 K
 7 13 
 D2 D1 
 Rn 
 9 15 
 K2 K1 
 11 17 
 Đ K K
 T 1 2 
2.5.2.2. Nguyên lý làm việc: 
 Điều khiển động cơ quay thuận:Hình Ấn nút4.5. DSơ1 cuđồộn mạch K1 điệncó đi Khởiện theo động đư ờngtừ (1-3-5-
7-9-11-K1), khi cuộn K1 có điện đóng các tiếp điểm K1 mạch động lực cấp điện vào 
động cơ . 
 Điều khiển động cơ quay ngược: Ấn nút D2 cuộn K2 có điện theo đường (1-3-
5-13-15-17 –K2), khi cuộn K2 có điện đóng các tiếp điểm K2 mạch động lực đảo thứ 
tự 2 trong 3 pha cấp điện vào động cơ 
 Dừng ấn nút D0 cuộn K1 hoặc cuộn K2 mất điện mở tiếp điểm mạch động lực 
động cơ dừng 
 Sơ đồ thực hiện khoá liên động bằng tiếp điểm thường đóng của nút ấn D1 và 
D2, tiếp điểm thường đóng K1 và K2 . 
3. Rơ le trung gian và rơ le tốc độ 
3.1. Rơ le trung gian 
3.1.1. Khái niệm 
 68 
 Nhiệm vụ chính của rơle trung gian là khuyếch đại các tín hiệu điều khiển, rơle 
trung gian nằm ở vị trí trung gian giữa 2 rơle khác nhau. 3 
3.1.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc 
 1. Lõi thép 
 2. Cuộn dây 
 3. Phần động ( phần ứng) 
 4. Tiếp điểm 
 2 
 1 
 4 
 Hình 4.6. Cấu tạo của rơle trung gian 
 Đặc điểm của rơle trung gian là không có cơ cấu điều chỉnh điện áp tác động, 
yêu cầu phải tác động tốt khi điện áp đặt vào cuộn dây dao động trong phạm vi 15% 
điện áp định mức. 
3.2. Rơle tốc độ 
3.2.1. Khái niệm 
 Rơ le tốc độ là loại rơ le tác động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ. Có cấu 
tạo như hình vẽ: 
 1 
3.2.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc 
 4 N 2 
 1. Trục quay 
 5 S 
 2. Nam châm vĩnh cửu NS 3 
 3.Trụ quay 
 4.Thanh dẫn 8 
 5.Cần đẩy tiếp điểm 7 
 6-7. Tiếp điểm 
 6 
 8-9. Tiếp điểm đàn hồi 9 
 Hình 4.7. Cấu tạo của rơle tốc độ 
 Khi động cơ (hoặc máy) quay, trục (1) quay theo làm quay nam châm (2), từ 
trường nam châm cắt các thanh dẫn (4), cảm ứng ra sức điện động và dòng điện cảm 
ứng, tạo ra mô men và bắt trụ (3) quay theo chiều quay của động cơ. 
 69
 Khi trụ (3) quay tuỳ theo chiều của trục động cơ điện mà đóng (hoặc mở) hệ 
thống tiếp điểm (6-7) thông qua lò xo thanh 8-9. 
 Khi tốc độ động cơ giảm dần bằng 0, mô men yếu đi không đẩy lên các thanh 
lò xo nữa, hệ thống tiếp điểm trở lại trạng thái thường. 
3.3. Hư hỏng và các nguyên nhân gây hư hỏng, biện pháp sửa chữa 
TT Hiện tượng Nguyên nhân Biện pháp sửa chữa 
 Động cơ quay phải cần Do độ căng lò xo tác Điều chỉnh lại độ căng 
 tác động của rơle tốc độ động vào tiếp điểm lớn. của lò xo. 
 đã chuyển động nhưng Không tiếp xúc giữa hai Dùng đồng hồ Ômmet 
1 
 tiếp điểm thường mở của tiếp điểm tĩnh và động. kiểm tra, xác định vị trí 
 rơle không thông mạch Do tiếp điểm bị cháy tiếp xúc, sửa lại cho tiếp 
 xúc 
 Động cơ làm việc quay cả Do trượt khớp truyền Kiểm tra khớp truyền 
 trái lẫn phải, cần tác động chuyển động giữa rơle chuyển động giữa rơle 
 của rơle không chuyển và động cơ. và động cơ, chỉnh lại. 
2 
 động. Trượt khớp giữa trục Kiểm tra khớp giữa trục 
 xoay của rơle và cần tác xoay của rơle và cần tác 
 động động chỉnh lại. 
 4. Rơle thời gian 
 4.1. Khái niệm 
 Rơ le thời gian là loại rơ le mà tác động của nó có thời gian trì hoãn. Thông 
thường khi rơ le đã bị kích thích rồi nhưng tiếp điểm của nó phải sau một thời gian 
nữa mới thay đổi trạng thái. 
 4 3 
4.2. Rơ le thời gian kiểu điện từ 
 4.2.1. Cấu tạo 
 1. Lõi thép cố định 
  
 2. Cuộn dây 
 5 a 
 3. Lõi thép động 2 
 4.Lò xo kéo b 
 5. Ống đồng 
 1 
 Hình 4.6. Cấu tạo của rơle thời gian 
 kiểu điện từ 
 70 
4.2.2. Nguyên lý làm việc: 
 Khi đóng điện rơ le hút nhanh 
 Khi ngắt điện từ thông trong ống đồng (5) xuất hiện dòng điện cảm ứng sinh ra 
từ thông chống lại từ thông đang giảm. Vì vậy từ thông sẽ giảm chậm do đó rơ le sẽ 
nhả chậm. 
Để điều chỉnh thời gian. Điều chỉnh khe hở , điều chỉnh lò xo, ống đồng. 
 4.3.Rơ le thời gian kiểu khí nén : 
 4.3.1 Cấu tạo 
 5 
 1. Lõi thép cố định 
 2. Cuộn dây 6 
 3. Lõi thép động 4 
 4. Lò xo kéo 3 
 5. Buồng khí a 
 2 
 6.Màng cao su b 
 1 
4.3.2. Nguyên lý làm việc: Hình 4.7. Cấu tạo của rơle thời gian kiểu khí nén. 
 Khi đóng điện rơ le hút lõi thép động (3) đồng thời màng cao su (6) bị kéo 
buồng khí (5) tăng thể tích, áp suất giảm, không khí bên ngoài qua lỗ tràn vào trong, 
không khí tràn vào nhiều tiếp điểm sẽ đóng sớm hơn. Điều chỉnh thời gian đóng bắng 
cách điều chỉnh lỗ khí vào. 
 Khi cắt dòng điện nhờ lực kéo của lò xo, màng mỏng (6) bị kéo lên trên, không 
khí sẽ thoát ra ngoài. Tiếp điểm đóng sẽ mở tức thời. Tiếp điểm thường mở sẽ mở 
tức thời. 
 * Cơ cấu đồng hồ: Gồm 1 bộ máy đồng bộ 
 * Hệ thống các tiếp điểm 
 71
4.3.3. Hư hỏng và các nguyên nhân gây hư hỏng,biện pháp sửa chữa 
 TT Hư hỏng Nguyên nhân Biện pháp sửa chữa 
 Cấp nguồn vào, rơle thời Do bị kẹt nắp hoặc hệ Kiểm tra lại hệ thống 
 gian kiểu điện từ không thống chuyển động truyền động 
 1 
 tác động trung gian. 
 Cuộn dây bị cháy Thay thế mới 
 Cuộn dây rơle thời gian Do tiếp xúc ở mối hàn Dùng đồng hồ Ômmet 
 kiểu điện từ không thông hoặc ở đầu cực đấu dây. kiểm tra, xác định vị trí 
 2 mạch tiếp xúc, sửa lại cho tiếp 
 xúc. 
 Cuộn dây bị đứt Thay thế tiếp điểm khác. 
 Rơle thời gian kiểu điện Do tiếp xúc cặp tiếp Dùng đồng hồ Ômmet 
 từ đã tác động nhưng tiếp điểm thường mở. kiểm tra, xác định vị trí 
 điểm thường mở mở tiếp xúc, sửa lại cho tiếp 
 3 
 chậm không thông mạch xúc. 
 Cặp tiếp điểm thường Thay thế tiếp điểm khác. 
 mở bị cháy cụt 
 Cuộn dây rơle thời gian Do tiếp xúc ở mối hàn Dùng đồng hồ Ômmet 
 kiểu điện từ không thông hoặc ở đầu cực đấu dây kiểm tra, xác định vị trí 
 4 
 mạch tiếp xúc, hàn lại. 
 Cuộn dây bị đứt Thay thế mới 
6. Bộ khống chế 
6.1. Công dụng và phân loại 
6.1. 1. Công dụng 
 Trong các máy móc công nghiệp, người ta thường sử dụng bộ khống chế làm 
khí cụ điều khiển các thiết bị điện. Bộ khống chế chia thành bộ khống chế động lực 
để điều khiển trực tiếp và bộ khống chế chỉ huy để điều khiển gián tiếp. 
 Bộ khống chế là một loại thiết bị chuyển đổi mạch điện bằng tay gạt, vô lăng 
quay, điều khiển trực tiếp và gián tiếp từ xa thực hiện các chuyển đổi mạch phức tạp 
để điều khiển khởi động, điều chỉnh tốc độ, đảo chiều, hãm điện Các máy điện và 
thiết bị điện 
 72 
 Bộ khống chế động lực được dùng để điều khiển trực tiếp các hoạt động cơ điện 
công suất nhỏ và trung bình ở các chế độ làm việc khác nhau nhằm đơn giản hoá thao 
tác cho người thợ vận hành (lái tàu điện, cần trục ...). 
 Bộ khống chế chỉ huy được dùng để điều khiển gián tiếp các động cơ điện công 
suât lớn chuyển đổi mạch điện điều khiển các cuộn hút công tắc tơ, khởi động từ, bộ 
khống chế chỉ huy có thể chuyển động bằng tay hoặc bằng động cơ chấp hành. 
 Về nguyên lý bộ khống chế chỉ huy không khác gì bộ khống chế động lực, mà 
nó chỉ có hệ thống tiếp điểm nhỏ, nhẹ hơn và sử dụng ở mạch điều khiển. 
6.1.2. Phân loại 
 Theo kết cấu chia bộ khống chế ra làm bộ khống chế hình trống và bộ khống 
chế hình cam. 
 Theo nguyên lý sử dụng chia bộ khống chế điện xoay chiều và bộ khống chế 
điện một chiều. 
 6.2.Cấu tạo và nguyên lý bộ không chế hình trống 
 6.2.1. Cấu tạo 
 1.Tang trống 
 2.Tiếp điểm tĩnh 
 3.Tiếp xúc động 
 4.Giá cách điện 
 5.Trục quay 
 5 
 2 3 
 1 
 4 
 Hình 4.8. Cấu tạo bộ khống chế hình trống
 73
6.2.2 Nguyên lý hoạt động 
 Khi đặt tay quay về vị trí giữa , tùy theo vị trí cam mà các tiếp điểm đóng hoặc 
mở . Giả sử khi ở vị trí không,tiếp xúc động (3) tỳ lên tiếp xúc tĩnh (2) làm cho tiếp 
điểm mở ra . Khi xoay tay sang vị trí phải trục (5) quay đi một góc, phần lõm của tiếp 
xúc động (3) không tỳ lên tiếp điểm tĩnh(2), làm cho tiếp điểm tiếp xúc chuyển động 
tiếp điểm (2)và (3) thông mạch 
 Khi xoay tay quay về vị trí ban đầu, trục (5) quay đi một góc. Phần lồi của tiếp 
xúc động (3) tỳ lên tiếp xúc tĩnh (2) làm cho tiếp điểm mở ra. 
 Khi quay tang trống tuỳ theo từng vị trí các tiếp xúc tĩnh này được tiếp với 
những tiếp động kia. Quy luật tuỳ theo sự sắp xếp từ trước. 
6.3.Cấu tạo và nguyên lý hoạt động bộ khống chế hình cam 
6.3.1.Cấu tạo 1 
 1. Đĩa cam 4 
 2. Trục cam 
 3. Thanh điều khiển 
 4. Tiếp xúc tĩnh 
 2 3 
 Hình 4.9. Cấu tạo bộ khống chế hình cam 
6.3.2. Nguyên lý hoạt động 
 Gồm nhiều tầng, mỗi tầng gồm 1 đĩa cam (1) quay nhờ trục cam (2). Khi quay 
đĩa cam thì sẽ điều khiển các tiếp xúc động thông qua thanh điều khiển (3). 
 Ở vị trí của cam (1) thanh điều khiển (3) tiếp xúc với chỗ lõm thì tiếp xúc động 
tiếp xúc với các tiếp xúc tĩnh (4) nối mạch điện. Còn thanh điều khiển tiếp xúc với 
chỗ lồi của cam thì các tiếp xúc hở mạch. 
6.4. Các thông số kỹ thuật của bộ khống chế 
 - Tần số thao tác: Tần số thao tác bộ khống chế hình trống nhỏ , bởi vì tiếp điểm 
động và tiếp điểm tĩnh có hình dạng tiếp xúc trượt dẽ bị mài mòn. Bộ khống chế hình 
cam có tần số thao tác lớn hơn (hơn 1000 lần/giờ). 
 Hệ số thông điện: ĐL = 40% 
 74 
 Các bộ khống chế động lực để điều khiển động cơ điện xoay chiều ba pha rôto 
dây quấn có công suất tới 100kW (ở 380V), động cơ điện một chiều có công suất 
80kW (ở 440V). 
 - Điện áp bộ khống chế chỉ huy đến 500V. 
 - Tiếp điểm có dòng điện làm việc liên tục đến 10A. 
 - Dòng điện ngắn mạch một chiều ở phụ tải điện cảm đến 1,5A ở điện áp 220V 
6.4. Tính toán lựa chọn 
 Căn cứ vào 2 thông số 
 - Điện áp làm việc (220A - 380A – 500A) 
 - Dòng điện đóng ngắt (tính toán theo phụ tải) 
 + Với dòng điện 1 chiều: 
 1,2P
 I = 
 U
 Trong đó: P: Công suất phụ tải (W) 
 U: Điện áp cung cấp (V) 
 + Với mạch điện xoay chiều: 
 1,3P
 I = 
 3U
 Trong đó: P: công suất phụ tải 3 pha 
 U: Điện áp cung cấp (Ud) 
 * Căn cứ vào dòng tính toán ta lựa chọn bộ khống chế với các cấp dòng điện 
25 – 40- 50- 15- 300A. 
 Khi điện áp nguồn thay đổi dung lượng bộ khống chế sử dụng cũng phải thay 
đổi theo. Chẳng hạn bộ khống chế có dung lượng 100KW ở điện áp 380V, khi sử 
dụng ở điện áp 220V thì chỉ được dùng 60KW 
6.5. Hư hỏng , các nguyên nhân gây hư hỏng và biện pháp khắc phục 
6.5.1. Hiện tượng , nguyên nhân gây ra hư hỏng 
TT Hiện tượng Nguyên nhân gây ra hư hỏng 
 Khi tác động vào bộ khống chế tiếp Do bị dính giữa tiếp điểm tĩnh và 
1 điểm không mở ra được tiếp điểm động, liệt lò xo. 
2 Khi tác động vào bộ khống chế tiếp Do liệt lò xo hoặc cam bị vỡ 
 75
 điểm 0 không đóng vào được 
 Cữ hãm bị hỏng Lò xo phản kháng bị hỏng hoặc rơi 
3 
 mất bi 
 6.5.2. Các bước sửa chữa bộ không chế 
Bước 1: 
 - Tháo bộ khống chế ra khỏi bảng điện 
 - Tháo dây đấu vào bộ khống chế 
 - Tháo vít giữ bộ bộ khống chế 
 - Đưa bộ khống chế ra ngoài 
Bước 2: 
 - Làm sạch bên ngoài bộ khống chế 
 - Dùng dụng cụ làm sạch, giẻ lau... để làm sạch bên ngoài. 
 -Yêu cầu làm sạch hết bụi bẩn, dầu mỡ bám vào bộ khống chế, đảm bảo nơi 
làm việc khô ráo, sạch sẽ. 
Bước 3: 
 - Tháo các chi tiết ra ngoài 
 - Tháo tay quay 
 - Tháo nắp 
 - Tháo cữ định vị 
 - Tháo cam 
 - Tháo tiếp điểm tĩnh 
 - Tháo tiếp điểm động 
 - Tháo lò xo phản kháng 
 - Sắp xếp thứ tự theo trình tự tháo 
Bước 4: 
 - Làm sạch các chi tiết sau khi tháo 
 - Làm sạch vỏ 
 - Làm sạch các tiếp điểm. 
Bước 5: 
 - Kiểm tra kỹ thuật của bộ khống chế 
 76 
 Dựa vào nguyên nhân hư hỏng ở trên ta đưa ra biện pháp khắc phục như sau: 
TT Các hư hỏng Biện pháp khắc phục 
1 Tiếp điểm động bị cháy cụt Thay tiếp điểm mới 
 Khi xoay tang trống nhưng tiếp điểm Sửa lại độ tiếp xúc giữa tiếp điểm tĩnh 
 không tiếp xúc thường đóng và tiếp điểm động. Nếu 
2 
 tiếp điểm tĩnh thường đóng bị cháy thì 
 thay thế tiếp điểm khác. 
 Tiếp điểm đóng không đúng nguyên lý Do bị dơ, tháo ra xắp xếp lại. Chú ý khi 
3 lắp phải khử hết độ dơ của cam và tiếp 
 điểm động. 
Bước 6: 
 - Lắp bộ khống chế: trình tự lắp bộ khống chế ngược lại với trình tự tháo. 
 Câu hỏi ôn tập 
Câu 1. Trình bày khái niệm, cấu tạo, nguyên lý hoạt động của công tắc tơ? 
Câu 2. Trình bày về khái niệm, cấu tạo, nguyên lý hoạt động của khởi động từ? 
Câu 3. Trình bày về khái niệm, cấu tạo, nguyên lý hoạt động của rơle trung gian và 
rơle tốc độ, rơle thời gian? 
Câu 4. Trình bày về khái niệm, cấu tạo, nguyên lý hoạt động của bộ khống chế? 
Bài tập thực hành 
Bài tập 1: Chọn công tắc tơ theo tải là động cơ không đồng bộ 3 pha rô to lồng sóc P 
= 7,5 KW ; U = 380v; Cos = 0,8; kmn = 4 , vận hành ở trạng thái thường 
Bài tập 2 : Một lò nung có công suất P = 10 KW ; U = 380v; Cos = 0,86 , chọn 
công tắc tơ để đóng ngắt tải trên . 
Bài tập 3 : Thực hành sữa chữa Công tắc tơ 
 a.Yêu cầu kỹ thuật sửa chữa Công tắc tơ 
 b. Phương pháp thực hành sửa chữa Công tắc tơ 
 - Trình tự thực hiện 
 - Những sai hỏng thường gặp và cách khắc phục trong quá trình sửa chữa 
Bài tập 4: Thực hành sữa chữa Khởi động từ 
 77
 a.Yêu cầu kỹ thuật sửa chữa Khởi động từ 
 b. Phương pháp thực hành sửa chữa Công tắc tơ 
 - Trình tự thực hiện 
 - Những sai hỏng thường gặp và cách khắc phục trong quá trình sửa chữa 
Bài tập 5 : Thực hành sữa chữa Bộ khống chế 
a.Yêu cầu kỹ thuật sửa chữa Bộ khống chế 
b. Phương pháp thực hành sửa chữa Bộ khống chế 
 - Trình tự thực hiện 
 - Những sai hỏng thường gặp và cách khắc phục trong quá trình sửa chữa 
Yêu cầu : Tính chọn các khí cụ điện điều khiển 
 Thực hiện sửa chữa khí cụ điện theo các bước sửa chữa 
 TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. Nguyễn Xuân Phú,Tô Đằng-Khí cụ điện - NXBKHKT 1995 
[2]. Nguyễn Xuân Phú,Hồ Xuân Thanh Vật liệu kỹ thuật điện- -NXBKHKT 1996 
[3]. Đào Hoa Việt, Vũ Hữu Thích, Vũ Đức Thoan, Đỗ Duy Hợp, giáo trình Khí cụ 
điện – NXB giáo dục Việt Nam – 2009 
 78 
 XÁC NHẬN KHOA 
 Bài giảng môn học “Khí cụ điện” đã bám sát các nội dung 
trong chương trình môn học, mô đun. Đáp ứng đầy đủ các nội dung 
về kiến thức, kỹ năng, năng lực tự chủ trong chương trình môn học, 
mô đun. 
Đồng ý đưa vào làm Bài giảng cho môn học: Khí cụ điện thay thế cho 
giáo trình 
Người biên soạn Lãnh đạo Khoa 
(Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) 
 79