Giáo trình Khí cụ điện - Nghề: Điện dân dụng

rơ 
le mang ký hiệu này thường có một cặp tiếp điểm thường đóng và một cặp tiếp điểm 
thường mở, hai cặp tiếp điểm này có một đầu chung với nhau. 
 + Ký hiệu DPDT: 
 Ký hiệu này được viết tắt từ thuật ngữ: DOUBLE POLE DOUBLE THROW, rơ 
le mang ký hiệu này gồm có hai cặp tiếp điểm thường đóng và hai cặp tiếp điểm 
thường. Các tiếp điểm này liên kết thành hai hệ thống, mỗi hệ thống bao gồm một cặp 
tiếp điểm thường đóng và thường mở có một đầu chung nhau. 
 - Ký hiệu SPST: 
 Ký hiệu này được viết tắt từ thuật ngữ: SINGLE POLE SINGLE THROW, rơ le 
mang ký hiệu này chỉ có một cặp tiếp điểm thường mở. 
 - Ký hiệu DPST: 
 Ký hiệu này được viết tắt từ thuật ngữ: DOUBLE POLE SINGLE THROW, rơ 
le mang ký hiệu này gồm có hai cặp tiếp điểm thường mở. 
Relav DPDT Relav 4PST Relav 4PDT 
Ngoài ra, rơ le lắp trong tủ điều khiển thường được đặt trên các đế chân ra. Tùy theo 
số lượng chân ra, ta có các kiểu đế chân khác nhau: đế 8 chân, đế 11 chân... 
 HÌNH 4-6: HÌNH DẠNG NGOÀI VÀ CẤU TẠO BÊN TRONG HÌNH 4-7. 
3.2 Rơ le tốc độ 
 a. Cấu tạo: Rơ le tốc độ được dùng nhiều nhất trong mạch điện hãm ngược của các 
động cơ không đồng bộ, nguyên lý cấu tạo như hình vẽ. 
 1 
 2 1. Trục Rơ le 
 2. Nam châm vĩnh 
 N 
 3 cửu 
 S 3. Ống trụ quay tự do. 
 4 4. Hệ thống tiếp 
 5. Thanhđ Thanhiểm d thépẫn 4. đàn 
 10 5 6. Cần đẩy. 
 6 hồi 
 7 7. 
 8 9 
 Hình 4.13: Nguyên lý cấu tạo rơ le tốc độ PKC 
Trục 1 của rơ le tốc độ được nối đồng trục với rô to của động cơ hoặc với máy cần 
khống chế. Trên trục 1 có lắp nam châm vĩnh cửu 2 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 dẫn 4 ghép mạch với nhau giống 
như rô to lồng sóc. Trụ này được quay tự do, trên trụ có lắp tiếp điểm động 10. 
 b.Nguyên lý làm việc: 
 Khi động cơ điện hoặc máy quay, trục 1 quay theo làm quay nam châm 2, từ 
trường nam châm cắt thanh dẫn 4 cảm ứng ra sức điện động và dòng điện cảm ứng ở 
lồng sóc, sinh ra mô men làm trụ 3 quay theo chiều quay của động cơ... Khi trụ 3 
quay, cần đẩy 5 tùy theo hướng quay của rôto động cơ điện mà đóng (hoặc mở ) hệ 
thống tiếp điểm 6 và 7 thông qua thanh thép đàn hồi 8 và 9. 
 Khi tốc độ động cơ giảm xuống gần bằng không, sức điện động cảm ứng giảm 
tới mức làm mô men không đủ để cần 5 đẩy được các thanh thép 8 và 9 nữa. Hệ thống 
tiếp điểm trở về vị trí bình thường. 
 3.3. Hư hỏng và các nguyên nhân gây hư hỏng 
Hiện tượng hư hỏng tiếp điểm. 
 nguyên nhân: 
 -Chọn không đúng công suất khí cụ điện: chẳng hạn dòng điện định mức, điện áp và 
tần số thao tác của khí cụ điện không đúng với thực tế v.v 
 -Lực ép trên các tiếp điểm không đủ. 
 -Giá đỡ tiếp điểm không bằng phẳng, cong, vênh (nhất là đối với loại tiếp điểm bắc 
cầu) hoặc lắp ghép lệch. 
 -Bề mặt tiếp điểm bị ôxy hóa do xâm thực của môI trường làm việc (có hóa chất, 
ẩm ướt vv) 
 -Do hậu quả của việc xuất hiện dòng điện ngắn mạch một pha với ‘’đất’’ hoặc 
dòng ngắn mạch hai pha ở phía sau công tắc tơ, khởi động từ vv 
Hiện tượng hư hỏng cuộn dây (cuộn hút) 
 Nguyên nhân: 
 -Ngắn mạch cục bộ giữa các vòng dây do cách điện xấu. 
 -Ngắn mạch giữa các dây dẫn ra do chất lượng cách điện xấu hoặc ngắn mạch 
giữa dây dẫn và các vòng dây quấn do đặt giao nhau mà không có lót cách điện. 
 -Đứt dây quấn. 
 -Điện áp tăng cao quá điện áp định mức của cuộn dây. 
 -Cách điện của cuộn dây bị phá hỏng do bị va đập cơ khí. 
 -Cách điện của cuộn dây bị phá hủy do cuộn dây bị quá nóng hoặc vì tính toán 
các thông số quấn lại sai hoặc điện áp cuộn dây bị nâng cao quá, hoặc lỏi thép hút 
không hoàn toàn, hoặc điều chỉnh không đúng hành trình lõi thép. 
4.Rơ le thơi gian (timer) 
 Rơ le thời gian là một khí cụ tạo ra sự trì hoãn trong các hệ thống tự động. Việc 
duy trì một thời gian cần thiết khi truyền tín hiệu từ rơ le này đến một rơ le khác là 
một yêu cầu cần thiết trong các hệ thống tự động điều khiển. 
 Rơ le thời gian trong các hệ thống bảo vệ tự động thường được dùng để duy trì 
thời gian quá tải, thiếu áp... trong giới hạn thời gian cho phép. 
 Ngày nay, rơ le thời gian được cấu tạo với những cấu trúc điện tử khá phức tạp 
kết hợp với rơ le trung gian. Có hai loại được ứng dụng rất rộng rãi trong thực tế: 
4.1.Cấu tạo rơ le thời gian điện từ: 
 5 
 4
 3 6 
 7 
 2 1 
 Hình 4.8: Cấu tạo rơ le thời gian kiểu điện từ 
 1. Cuộn dây 
 2. Ống đồng ngắn mạch 
 3. Nắp phần ứng 
 4. Lò xo 
 5. Vít điều chỉnh. 
 6. Tiếp điểm. 
 7. Lá đồng điều chỉnh khe hở 
 4.2. Nguyên lý hoạt động 
Lõi thép hình chữ U, bên phải quấn cuộn dây (1), bên trái là ống đồng ngắn mạch. Khi 
đưa điện áp vào 2 đầu cuộn dây tạo nên từ thông  trong mạch sinh ra lực từ và nắp 
(3) được hút chặt vào phần cảm làm hệ thống tiếp điểm(6) được đống lại. 
 Khi cuộn dây mất điện, từ thông  giảm dần về 0. Trong ống đồng xuất hiện dòng 
điện cảm ứng tạo nên từ thông chống lại sự giảm của từ thông  ban đầu. Kết quả là từ 
thông tổng trong mạch không bị triệt tiêu ngay sau khi mất điện. 
 Do từ thông trong mạch vẫn còn nên tiếp điểm vẫn duy trì trạng thái đóng thêm 
một khoảng thời gian nữa mới mở ra. 
 Vít (5) dùng điều chỉnh độ căng của lò xo, lá đồng mỏng (7) dùng điều chỉnh 
khe hở giữa nắp và phần cảm. Hai bộ phận này đều có tác dụng điều chỉnh thời gian 
tác động của rơ le. 
 4.3. Giới thiệu một số rơ le thời gian điện tử 
 a. On-delay: Trì hoản thời gian đóng mạch (hình 4-9). 
 Hình 4.9. Một số dạng On-delay Hình 4.10. Sơ đồ đấu dây 
 Timer 
 của hãng ANLY - Đài Loan On-delay hãng 
ANLY - Đài Loan 
 Tóm tắt nguyên lý làm việc của Timer On-delay: 
 - Khi đặt vào cuộn dây của Timer On-delay (Board mạch điện tử. Chân 2 và 7, 
hình 4-10) một điện áp định mức: 
 + Các tiếp điểm thường (1-3 và 1-4, hình 4.10) của Timer thay đổi trạng thái 
tức thời (giống tiếp điểm của rơ le điện từ), 1-3 đóng lại và 1-4 mở ra. 
 + Các tiếp điểm Timer (8-5 và 8-6, hình 4.10) sau một khoảng thời gian (bằng 
khoảng thời gian chỉnh định chọn trước, tính từ lúc cuộn dây có điện) mới thay đổi 
trạng thái, 8-5 mở ra và 8-6 đóng lại. 
 - Sau khi các tiếp điểm Timer đã chuyển trạng thái, hệ thống hoạt động bình 
thường. 
 - Khi ta ngưng cấp điện cho cuộn dây Timer. Các tiếp điểm lập tức trở về trạng 
thái ban đầu (như hình 4.10). 
b/Off-delay: Trì hoản thời gian mở mạch (hình 4-11). 
Tóm tắt nguyên lý làm việc của Timer Off-delay: 
 - Khi đặt vào cuộn dây của Timer On-delay (Board mạch điện tử. Chân 2 và 7, 
hình 4.12) một điện áp định mức: 
 + Các tiếp điểm thường (1-3 và 1-4, hình 4.12) của Timer thay đổi trạng thái tức 
thời (giống tiếp điểm của rơ le điện từ), 1-3 đóng lại và 1-4 mở ra. 
 + Các tiếp điểm Timer (8-5 và 8-6, hình 4.12) thay đổi trạng thái tức thời, 8-5 
mở ra và 8-6 đóng lại. Timer hoạt động bình thường. 
 - Khi ta ngưng cấp điện cho cuộn dây Timer. Các tiếp điểm thường (1-3 và 1-4) 
lập tức trở về trạng thái ban đầu nhưng các tiếp điểm Timer vẫn ở trạng thái làm việc 
một khoảng thời gian bằng chính thời gian chỉnh định mới trở về trạng thái ban đầu 
(như hình 4.12). 
a) Ký hiệu: 
4.4. Hư hỏng và các nguyên nhân gây hư hỏng 
Hiện tượng hư hỏng tiếp điểm. 
 Nguyên nhân: 
 - Chọn không đúng công suất khí cụ điện: chẳng hạn dòng điện định mức, điện 
 áp và tần số thao tác của khí cụ điện không đúng với thực tế v.v 
 - Lực ép trên các tiếp điểm không đủ. 
 - Giá đỡ tiếp điểm không bằng phẳng, cong, vênh (nhất là đối với loại tiếp điểm 
 bắc cầu) hoặc lắp ghép lệch. 
 - Bề mặt tiếp điểm bị ôxy hóa do xâm thực của môI trường làm việc (có hóa 
 chất, ẩm ướt vv) 
 - Do hậu quả của việc xuất hiện dòng điện ngắn mạch một pha với ‘’đất’’ hoặc 
 dòng ngắn mạch hai pha ở phía sau công tắc tơ, khởi động từ vv 
Hiện tượng hư hỏng cuộn dây (cuộn hút) 
 Nguyên nhân: 
 - Ngắn mạch cục bộ giữa các vòng dây do cách điện xấu. 
 - Ngắn mạch giữa các dây dẫn ra do chất lượng cách điện xấu hoặc ngắn mạch 
 giữa dây dẫn và các vòng dây quấn do đặt giao nhau mà không có lót cách điện. 
 - Đứt dây quấn. 
 - Điện áp tăng cao quá điện áp định mức của cuộn dây. 
 - Cách điện của cuộn dây bị phá hỏng do bị va đập cơ khí. 
 - Cách điện của cuộn dây bị phá hủy do cuộn dây bị quá nóng hoặc vì tính toán 
 các thông số quấn lại sai hoặc điện áp cuộn dây bị nâng cao quá, hoặc lỏi thép 
 hút không hoàn toàn, hoặc điều chỉnh không đúng hành trình lõi thép. 
 - Do muối, dầu, khí hóa chấtcủa môi trường âm thực làm chọc thủng cách 
 điện vòng dây. 
5. Bộ khống chế 
 5.1.Công dụng và phân loại 
a. Công dụng: 
 Bộ khống chế là một loại thiết bị chuyển đổi mạch điện bằng tay gạt hay vô lăng 
quay. Điều khiển trực tiếp hoặc 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. 
 Bộ khống chế động lực (còn gọi là tay trang) được dùng để điều khiển trực tiếp 
các đồ dùng cơ điện có công suất bé và trung bình ở các chế độ làm việc khác nhau 
nhằm đơn giản hoá thao tác cho người vận hành. 
 Bộ khống chế chỉ huy được dùng để điều khiển gián tiếp các động cơ điện có 
công suất lớn, chuyển đổi mạch điện điều khiển các cuộn dây công tắc tơ, khởi động 
từ. Đôi khi nó cũng được dùng đóng cắt trực tiếp các động cơ điện có công suất bé, 
nam châm điện và các thiết bị điện khác. Bộ khống chế chỉ huy có thể được truyền 
động bằng tay hoặc bằng động cơ chấp hành . 
 Bộ khống chế động lực còn được dùng để thay đổi trị số điện trở đấu trong các 
mạch điện. 
 Về nguyên lý bộ khống chế chỉ huy không khác gì bộ khống chế động lực. Chỉ 
có hệ thống tiếp điểm bé, nhẹ, nhỏ hơn và sử dụng ở mạch điều khiển. 
b.Phân loại 
- Theo kết cấu người ta chia bộ khống chế ra làm bộ khống chế hình trống và bộ 
khống chế hình cam. 
- Theo nguyên lý sử dụng người ta chia bộ khống chế làm bộ khống chế điện xoay 
chiều và bộ khống chế điện một chiều. 
 5.2. Cấu tạo và nguyên lí hoạt động Bộ khống chế hình trống 
 Trên trục 1 đã bọc cách điện người ta bắt chặt các đoạn vành trượt bằng đồng 2 
có cung dài làm việc khác nhau. Các đoạn này được dùng làm các vành tiếp xúc động 
sắp xếp ở các góc độ khác nhau. Một vài đoạn vành được nối điện với nhau sẵn ở bên 
trong. Các tiếp xúc tĩnh 3 có lò xo đàn hồi (còn được gọi là chổi tiếp xúc) kẹp chặt 
trên một cán cố định đã bọc cách điện 4 mỗi chổi tiếp xúc tương ứng với một đoạn 
vành trượt ở bộ phận quay. Các chổi tiếp xúc có vành cách điện với nhau và được nối 
trực tiếp với mạch điện bên ngoài. Khi quay trục 1các đoạn vành trượt 2 tiếp xúc mặt 
với các chổi tiếp xúc 3 và do đó thực hiện được các chuyển đổi mạch cần thiết trong 
mạch điều khiển (hình 4.14). 
 Hình 4.14: Bộ khống chế hình trống 
 a. Hình dạng chung 
 b. Bộ phận chính bên trong 
 1. Trục quay 
 2. Vành trượt bằng đồng 
 3. Các tiếp xúc tỉnh 
 4. Trục cố định 
 5.3. Cấu tạo và nguyên lí hoạt động Bộ khống chế hình cam: 
 Hình dạng chung của một bộ khống chế hình cam được trình bày như hình vẽ 
4.15 dưới đây. Trên trục quay 1 người ta 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 tay gạt, trục một 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 bộ tiếp điểm 4 và 5. 
 Hình 4.15: Bộ khống chế hình cam 
 1. Trục quay 4. Các tiếp điểm tĩnh 
 2. Hình cam 5. Các tiếp điểm động 
 3. Trục nhỏ có vấu 6. Lò xo đàn hồi 
 5.4. Các thông số kỹ thuật của bộ khống chế. 
 Bộ khống chế hình cam có tần số thao tác lớn hơn nhiều so với bộ khống chế 
hình trống (hơn 1000 lần / giờ), khống chế được động cơ điện xoay chiều và một 
chiều công suất lớn (tới 200 kW). Tiếp điểm động tiếp xúc dạng lăn, vì vậy được dùng 
rộng rãi. ở các bộ khống chế công suất lớn, mỗi cặp tiếp điểm còn có một hộp dập hồ 
quang. Bộ khống chế hình trống tần số thao tác bé bởi vì tiếp điểm động và tĩnh có 
hình dạng tiếp xúc trượt dễ bị mài mòn. 
 Các thông số định mức của bộ khống chế động lực đối với các kiểu trên được 
cho ở hệ số thông điện ĐL% = 40% và tần số thao tác không lớn hơn 600 lần / giờ. 
Các bộ khống chế động lực để điều khiển động cơ điện xoay chiều ba pha rô to dây 
quấn có công suất 100 kW (ở 380V), động cơ điện một chiều có công suất 80 kW (ở 
440V), có trọng lượng xấp xỉ 90 kg. Các bộ khống chế cở bé dùng để điều khiển động 
cơ điện xoay chiều có công suất bé (11- 30) kW có trọng lượng xấp xỉ 30 kg. 
 Bộ khống chế chỉ huy được sản xuất ứng với điện áp 500V, các tiếp điểm có 
dòng điện làm việc liên tục đến 10A, dòng điện ngắt một chiều ở phụ tải điện cảm đến 
1,5A ở điện áp 220V. 
 5.5. Tính chọn bộ khống chế.. 
 Để lựa chọn bộ không chế ta căn cứ vào: 
 - Dòng điện cho phép đi qua tiếp điểm ở chế độ làm việc liên tục và ở chế độ 
làm việc ngắn hạn lặp lại (tần số thao tác trong một giờ). 
 - Điện áp định mức của nguồn cung cấp. 
 Khi chọn dòng điện I đi qua tiếp điểm ta căn cứ vào công suất định mức (Pđm ) 
của động cơ và tính I theo công thức: 
 + Đối với động cơ điện một chiều 
 P
 I = 1,2 dm 103 , A 
 U
 Trong đó: 
 - Pđm là công suất của động cơ điện một chiều, kW. 
 - U là điện áp nguồn cung cấp V 
 + Đối với động cơ điện xoay chiều: 
 P
 I 1,3 dm 103 , A 
 3U
 Trong đó: - Pđm là công suất của động cơ điện xoay chiều, kW. 
 - U là điện áp nguồn cung cấp V. 
 - Dòng điện định mức của bộ khống chế hình trống có các cấp:25; 0; 
50; 100; 150; 300A khi làm việc liên tục dài hạn. Còn khi làm việc ngắn hạn lặp lại thì 
dòng điện định mức có thể chọn cao hơn. Khi tăng tần số thao tác ta phải chọn dung 
lượng bộ khống chế cao hơn. 
 Khi điện áp nguồn thay đổi, dung lượng bộ khống chế cũng thay đổi theo, chẳng 
hạn một bộ khống chế có dung lương 100kW ở điện áp 220V, khi sử dụng ở điện áp 
380V thì chỉ được dùng tới công suất 60kW. 
 5.6. Hư hỏng và các nguyên nhân gây hư hỏng 
 Hư hỏng tiếp điểm do: 
 - Ăn mòn kim loại: do trên bề mặt tiếp điểm có những lỗ nhỏ. Trong vận hành 
hơi nước và các chất đọng lại gây phản ứng hóa học, bề mặt tiếp xúc bị ăn mòn làm 
hư hỏng tiếp điểm. 
 - Ô xy hóa: do môi trường tác dụng lên bề mặt tiếp xúc tạo thành lớp ô xýt 
mỏng có điện trở suất lớn dẫn tới điện trở tiếp xúc lớn, phát nóng hỏng tiếp điểm. 
 - Hư hỏng tiếp điểm do điện: Khi vận hành khí cụ điện không được bảo quản 
tốt tiếp điểm bị rỉ, lò xo bị han rỉ không duy trì đủ lực làm điện trở tiếp xúc tăng khi 
có dòng điện các tiếp điểm sẽ phát nóng có thể nóng chảy tiếp điểm. 
 5.7. Sửa chữa bộ khống chế 
 - Với những mối tiếp xúc cố định nên bôi một lớp bảo vệ. 
 - Khi thiết kế nên chọn vật liệu có điện thế hóa học giống nhau. 
 - Sử dụng các vật liệu không bị ô xy hóa làm tiếp điểm hoặc mạ các tiếp điểm. 
 - Thường xuyên kiểm tra, thay thế lò xo hư hỏng, lau sạch các tiếp điểm. 
Câu hỏi ông tập cuối chương 
 7- Nêu cách tính chọn bộ khống chế ? 
 8- Vẽ hình cấu tạo và nêu cấu tạo của máy cắt nhiều dầu ?