Giáo trình Mô đun Điện kỹ thuật - Công nghệ ô tô

e điện từ, rơle từ điện, rơle điện từ phân cực, rơle cảm 
ứng,...). 
 Rơle nhiệt. 
 Rơle từ. 
 Rơle điện tử -bán dẫn, vi mạch. 
 Rơle số. 
b) Phân theo nguyên lí tác động của cơ cấu chấp hành 
 Rơle có tiếp điểm: loại này tác động lên mạch bằng cách đóng mở các tiếp 
78 
điểm. 
 Rơle không tiếp điểm (rơle tĩnh): loại này tác động bằng cách thay đổi đột 
ngột các tham số của cơ cấu chấp hành mắc trong mạch điều khiển như: điện cảm, 
điện dung, điện trở,... 
c) Phân loại theo đặc tính tham số vào 
 Rơle dòng điện. 
 Rơle điện áp. 
 Rơle công suất. 
 Rơle tổng trở,... 
d) Phân loại theo cách mắc cơ cấu 
 Rơle sơ cấp: loại này được mắc trực tiếp vào mạch điện cần bảo vệ. 
 Rơle thứ cấp: loại này mắc vào mạch thông qua biến áp đo lường hay biến 
dòng điện. 
e) Phân theo giá trị và chiều các đại lượng đi vào rơle 
Rơle cực đại. 
Rơle cực tiểu. 
Rơle cực đại-cực tiểu. 
Rơle so lệch. 
Rơle định hướng. 
* Rơ-le nhiệt 
Rơ le nhiệt dùng để bảo vệ quá tải cho mạch điện, chủ yếu là bảo vệ cho 
động cơ. Hình 5.15 là sơ đồ cấu tao của rơ le nhiệt. 
Bộ phận chính của nó là cặp kim loại 2 đặt cạnh sợi dây đốt nóng 1 và tiếp 
điểm 
7. Cặp kim loại gồm hai thanh kim loại khác nhau, gắn chặt với nhau, thanh trên 
có hệ số nở dài vì nhiệt nhỏ hơn thanh dưới. Một đầu cặp kim loại được kẹp cố 
định, còn đầu kia đội vào cần quay 3 có lò xo 5 gắn chặt. 
Cuộn dây đốt đặt trong mạch cần được bảo vệ để dòng diện I của mạch đi 
qua nó, còn tiếp điểm đặt trong mạch của sợi dây đóng cắt, chẳng hạn nối tiếp với 
cuộn hút của công tắc tơ. 
Khi dòng điện I trong mạch cần được bảo vệ tăng quá trị số chỉnh định sẵn, 
cặp kim loại bị đốt nóng bị uốn cong lên (đường nét đứt).Cần quay 3 được lò xo 5 
găng sẵn sẽ quay quanh trục 4 ngược chiều kim đồng hồ làm mở tiếp điểm 6,7, 
ngắt mạch điện vào cuộn dây hút của công tắc tơ, làm cắt mạch điện được bảo vệ.. 
Sau khi rơ le nhiệt tác động, ta phải để một thời gian cho cặp kim loại nguội 
79 
đi, mới dùng nút bấm phục hồi lại. Trên sơ đồ không vẽ nút bấm này. 
Rơ le nhiệt làm việc cần có thời gian cho cặp kim loại nóng lên, nên nó chỉ 
sử dụng bảo vệ quá tải chứ không bảo vệ được ngắn mạch. 
1- 
2- 
3- Cuộn đốt 
4- Cặp kim loại 
5- 3- Cần quay 
4-Trục quay 
5-Lò xo 
6,7- Tiếp điểm 
Hình 5.15: Rơ le nhiệt 
2.3- Hộp đấu dây 
Hình 5.16 là hộp đấu dây gồm 2 cầu chì, 
1 công tắc, 1 ổ cắm điện 
Hình 5.17 là sơ đồ nguyên lý mạch điện hộp đấu 
dây nối với một bóng đèn 
Hình 5.18 là sơ đồ lắp đặt mạch điện ở hộp đấu 
dây 
 Hình 5.16- Hộp đấu dây 
80 
3- Mạch điện điều khiển máy phát điện 
 3.1- Hệ thống máy kích thích một chiều 
 Hình 5.19- Hệ thống kích thích một chiều (DC) 
Hệ thống kích thích sử dụng cho máy phát điện một chiều (hình 5.19) 
Dòng điện kích từ được điều khiển bằng cách thay đổi điện áp ra của máy 
kích thích một chiều. 
Máy điện một chiều này được kéo trực tiếp cùng trục với hệ thống Tua 
bin – máy phát hoặc qua bộ giảm tốc đối với các máy có dung lượng nhỏ và 
trung bình. 
Đối với các máy lớn hơn, sẽ được kéo bằng một động cơ riêng biệt. 
3.2- Hệ thống kích thích xoay chiều 
(hệ thống không tiếp xúc, hệ thống không chổi than.) 
a) b) 
 Hình 5.20- Hệ thống kích thích xoay chiều (AC) 
Ở đây muốn nói đến mạch kích thích kết hợp giữa một máy phát đồng bộ và 
81 
hệ thống chỉnh lưu. 
Máy phát đồng bộ dùng để kích thích gọi là máy kích thích xoay chiều, bao 
gồm một máy phát điện đồng bộ có phần cảm là phần tĩnh, phần ứng là phần 
quay, kết hợp với bộ chỉnh lưu quay lắp đặt ngay trên trục. 
Do đó, dòng điện kích thích sẽ đi trực tiếp từ phần ứng của máy kích từ, 
qua bộ chỉnh lưu, vào thẳng rotor, mà không qua bất kỳ mối tiếp xúc của vòng 
nhận điện với chổi than nào. 
Do đó, hệ thống này thường được gọi là hệ thống kích thích không chổi than. 
3.3- Hệ thống kích thích tĩnh 
Hệ thống này nói đến loại máy kích từ có sử dụng phối hợp biến áp kích 
thích và bộ chỉnh lưu. 
* Bộ điều chỉnh điện áp tự động (bộ điều áp) có các nhiệm vụ sau: 
 - Điều chỉnh điện áp máy phát điện (a). 
- Giới hạn tỷ số điện áp / tần số (b). 
- Điều chỉnh công suất vô công máy phát điện (c). 
 - Bù trừ điện áp suy giảm trên đường dây (d). 
 - Tạo độ suy giảm điện áp theo công suất vô công, đề cân bằng sự phân phối 
công suất vô công giữa các máy với nhau trong hệ thống khi máy vận hành nối lưới 
(e) 
- Khống chế dòng điện kháng do thiếu kích thích, nhằm tạo sự ổn định cho 
hệ thống, khi máy nối lưới (g). 
 a- Điều chỉnh điện áp của máy phát điện 
Bộ điều chỉnh điện thế tự động luôn luôn theo dõi điện áp đầu ra của máy 
phát điện, và so sánh nó với một điện áp tham chiếu. Nó phải đưa ra những mệnh 
82 
lệnh để tăng giảm dòng điện kích thích sao cho sai số giữa điện áp đo được và điện 
áp tham chiếu là nhỏ nhất. 
Muốn thay đổi điện áp của máy phát điện, người ta chỉ cần thay đổi điện áp 
tham chiếu này. 
 b- Giới hạn tỷ số điện áp / tần số 
Khi khởi động một tổ máy, lúc tốc độ quay của Rotor còn thấp, tần số phát ra 
sẽ thấp. Khi đó, bộ điều chỉnh điện áp tự động sẽ có khuynh hướng tăng dòng kích 
thích lên sao cho đủ điện áp đầu ra. Điều này dẫn đến quá kích thích: cuộn dây rotor 
sẽ bị quá nhiệt, các thiết bị nối vào đầu cực máy phát như biến thế chính, máy biến 
áp tự dùng... sẽ bị quá kích thích, bão hòa từ, và quá nhiệt. 
Bộ điều chỉnh điện áp tự động cũng phải luôn theo dõi tỷ số này để điều chỉnh 
dòng kích thích cho phù hợp, mặc dù điện áp máy phát chưa đạt đến điện áp tham 
chiếu. 
c- Điều khiển công suất vô công của máy phát điện 
Khi máy phát chưa phát điện vào lưới, việc thay đổi dòng điện kích từ chỉ 
thay đổi điện áp đầu cực máy phát. Quan hệ giữa điện áp máy phát đối với dòng 
điện kích từ được biểu diễn bằng 1 đường cong, gọi là đặc tuyến không tải. 
Tuy nhiên khi máy phát điện được nối vào một lưới có công suất rất lớn so 
với máy phát, việc tăng giảm dòng kích thích hầu như không làm thay đổi điện áp 
lưới. 
Tác dụng của bộ điều áp khi đó không còn là điều khiển điện áp máy phát nữa, mà 
là điều khiển dòng công suất phản kháng (còn gọi là công suất vô công, công suất 
ảo) của máy phát. 
Khi dòng kích thích tăng, công suất vô công tăng. Khi dòng kích thích giảm, 
công suất vô công giảm. Dòng kích thích giảm đến một mức độ nào đó, công suất 
vô công của máy sẽ giảm xuống 0, và sẽ tăng lại theo chiều ngược lại (chiều âm), 
nếu dòng kích thích tiếp tục giảm thêm. 
Điều này dẫn đến nếu hệ thống điều khiển điện áp của máy phát quá nhạy, có 
thể dẫn đến sự thay đổi rất lớn công suất vô công của máy phát khi điện áp lưới dao 
động. 
Do đó, bộ điều khiển điện áp tự động, ngoài việc theo dõi và điều khiển điện 
áp, còn phải theo dõi và điều khiển dòng điện vô công. Thực chất của việc điều 
khiển này là điều khiển dòng kích thích khi công suất vô công và điện áp lưới có sự 
thay đổi, sao cho mối liên hệ giữa điện áp máy phát, điện áp lưới và công suất vô 
công phải là mối liên hệ hợp lý. 
83 
d- Bù trừ điện áp suy giảm trên đường dây 
Khi máy phát điện vận hành độc lập, hoặc nối vào lưới bằng 1 trở kháng lớn. 
Khi tăng tải, sẽ gây ra sụt áp trên đường dây. Sụt áp này làm cho điện áp tại hộ tiêu 
thụ bị giảm theo độ tăng tải, làm giảm chất lượng điện năng. 
Muốn giảm bớt tác hại này của hệ thống, bộ điều áp phải dự đoán được khả 
năng sụt giảm của đường dây, và tạo ra điện áp bù trừ cho độ sụt giảm đó. Tác động 
bù này giúp cho điện đáp tại một điểm nào đó, giữa máy phát và hộ tiêu thụ sẽ được 
ổn định theo tải. Điện áp tại hộ tiêu thụ sẽ giảm đôi chút so với tải, trong khi điện 
áp tại đầu cực máy phát sẽ tăng đôi chút so với tải. Để có được tác động này, người 
ta đưa thêm 1 tín hiệu dòng điện vào trong mạch đo lường. 
Dòng điện của 1 pha (thường là pha B) từ thứ cấp của biến dòng đo lường sẽ 
được chảy qua một mạch điện R và L, tạo ra các sụt áp tương ứng với sụt áp trên R 
và L của đường dây từ máy phát đến điểm mà ta muốn giữ ổn định điện áp. 
Điện áp này được cộng thêm vào (hoặc trừ bớt đi) với điện áp đầu cực máy 
phát đã đo lường được. Bộ điều áp tự động sẽ căn cừ vào điện áp tổng hợp này mà 
điều chỉnh dòng kích từ, sao cho điện áp tổng hợp nói trên là không đổi. Nếu các 
cực tính của biến dòng đo lường và biến điện áp đo lường được nối sao cho chúng 
trừ bớt lẫn nhau, ta sẽ có: 
Ump – Imp (r + jx) = const. 
Như vậy chiều đấu nối này làm cho điện áp máy phát sẽ tăng nhẹ khi tăng tải. 
Độ tăng tương đối được tính trên tỷ số giữa độ tăng phần trăm của điện áp máy phát 
khi dòng điện tăng từ 0 đến dòng định mức. 
Thí dụ khi dòng điện máy phát =0, thì điện áp máy phát là 100%. Khi dòng 
điện máy phát = dòng định mức, điện áp máy phát là 104% điện áp định mức. 
Vậy độ tăng tương đối là + 4%. Độ tăng này còn gọi là độ bù (compensation). 
Độ bù của bộ điều áp càng cao, thì điểm ổn định điện áp càng xa máy phát và càng 
gần tải hơn. 
e- Phân phối hợp lý công suất vô công giữa các máy 
Đây chính là Bù trừ điện áp suy giảm trên đường dây, tuy nhiên có bù âm và 
bù dương. Việc bù này dựa trên nguyên lý cân bằng điện áp tại nút hệ thống điện ! 
g- Giới hạn dòng điện kháng thiếu kích thích 
 4- Mạch điện điều khiển động cơ điện 
4.1- Mạch điện điều khiển mở máy trực tiếp và bảo vệ động cơ điện 
xoay chiều không đồng bộ ba pha 
4.1.1- Sơ đồ nguyên lý 
84 
Hình 5.22 là sơ đồ dùng khởi động từ để khởi động trực tiếp động cơ ba pha. 
Các tiếp điểm chính của cuộn dây công tắc tơ mắc trong mạch điện động cơ, cùng 
với hai cuộn dây đốt 1RN, 2RN của rơ le nhiệt. 
Mạch điện khống chế gồm nút bấm cắt C, nút bấm đóng Đ đấu song song với 
tiếp điểm khóa K1 của công tắc tơ cùng với hai tiếp điểm 1RN, 2RN, tất cả đều đấu 
nối tiếp với cuộn dây hút của công tắc tơ. 
Cách hoạt động của sơ đồ này như sau: Muốn mở máy động cơ , ta bấm nút 
Đ, cuộn hút K có điện sẽ đóng mạch động cơ, đồng thời đóng tiếp điểm tự khóa K1. 
Muốn ngừng động cơ, ta ấn nút C làm mất điện vào cuộn K, và công tắc tơ 
trở về trạnh thái cắt, các tiếp điểm chính K mở ra để cắt mạch điện động cơ, đồng 
thời tiếp điểm phụ K1 cũng mở để cắt mạch tự khóa. 
Khi động cơ bị quá tải, các rơ le nhiệt 1RN, 2RN tác động mở tiếp điểm ra 
làm cắt mạch cuộn hút. 
Trên sơ đồ còn có cầu dao CD làm nhiệm vụ cách ly mạch điện động cơ ra 
khỏi mạng điện chung. Để tránh trường hợp đứt một pha làm hỏng máy, người ta 
thường dùng ap tô mát thay cho cầu dao và cầu chì. 
4.1.2- Sơ đồ lắp đặt 
85 
Hình 5.23 - Sơ đồ lắp đặt mạch điều khiển trực tiếp động cơ điện 
4.1.3- Lắp đặt mạch điện 
- Dụng cụ, vật liệu và thiết bị điện 
+ Vật liệu và thiết bị điện: Dây dẫn bọc cách điện d = 3 mm; động cơ không 
đồng bộ ba pha; áp tô mát 3 cực; 2 rơ le nhiệt; khởi động từ; nút ấn đóng/cắt; cầu 
chì. 
+ Dụng cụ: Kìm điện và kìm cắt dây, bút thử điện, tua vít, băng keo 
- Trình tự lắp đăt: Động cơ →rơ le nhiệt → khởi động từ → nút ấn → cầu 
chì 
→ áp tô mát → cầu nối. 
Sau khi lắp xong, kiểm tra lại và mở máy vận hành động cơ. 
4.2- Mạch điện điều khiển mở máy trực tiếp và bảo vệ động cơ điện xoay 
chiều không đồng bộ một pha 
4.2.1- Sơ đồ nguyên lý 
Hình 5.24 là sơ đồ dùng khởi động từ để khởi động trực tiếp động cơ xoay 
chiều không đồng bộ một pha . 
Tiếp điểm chính của cuộn dây công tắc tơ mắc trong mạch điện động cơ, 
cùng với cuộn dây đốt RN của rơ le nhiệt. 
Mạch điện khống chế gồm nút bấm cắt C, nút bấm đóng Đ đấu song song với 
tiếp điểm khóa K1 của công tắc tơ cùng với tiếp điểm RN, tất cả đều đấu nối tiếp 
86 
với cuộn dây hút của công tắc tơ. 
- Cách hoạt động của sơ đồ này như sau: 
+ Muốn mở máy động cơ , ta bấm nút Đ, cuộn hút K có điện sẽ đóng mạch 
động cơ, đồng thời đóng tiếp điểm tự khóa K1. 
+ Muốn ngừng động cơ, ta ấn nút C làm mất điện vào cuộn K, và công tắc tơ 
trở về trạng thái cắt, tiếp điểm chính K mở ra để cắt mạch điện động cơ, đồng thời 
tiếp điểm phụ K1 cũng mở để cắt mạch tự khóa.. 
+ Khi động cơ bị quá tải, rơ le nhiệt RN tác động mở tiếp điểm ra làm cắt 
mạch cuộn hút, động cơ ngừng hoạt động. 
Hình 5.24- Sơ đồ nguyên lý mạch điện điều khiển động cơ điện xoay chiều 1 pha 
4. 2.2-Sơ đồ lắp đặt 
Hình 5.25- Sơ đồ lắp đặt mạch điều khiển động cơ điện xoay chiều một pha 
87 
4.2.3- Lắp đặt mạch điện 
- Dụng cụ, vật liệu và thiết bị điện 
+ Vật liệu và thiết bị điện: Dây dẫn bọc cách điện d = 3 mm; động cơ không 
đồng bộ 1 pha ; áp tô mát 2 cực; 1 rơ le nhiệt; 1 công tắc tơ; nút ấn cắt và nút ấn 
đóng; cầu chì. 
+ Dụng cụ: Kìm điện và kìm cắt dây, bút thử điện, tua vít, băng keo 
- Trình tự lắp đăt: Động cơ → rơ le nhiệt → công tắc tơ → nút ấn đóng 
→ 
nút cắt → cầu chì → áp tô mát → cầu nối. 
Sau khi lắp xong, kiểm tra lại và mở máy vận hành động cơ 
Câu hỏi 
1- Trình bày công dụng và nguyên lý làm việc của áp tô mát (trên sơ đồ). 
2- Trình bày công dụng và nguyên lý làm việc của các loại nút ấn. 
3- Nêu cách sử dụng và bảo quản cầu chì. 
4- Tại sao rơ le nhiệt chỉ bảo vệ quá tải mà không bảo vệ được ngắn mạch? 
5- Trình bày nguyên lý làm việc của công tắc tơ (trên sơ đồ). 
6- Vẽ sơ đồ lắp đặt mạch điện điều khiển mở máy trực tiếp động cơ điện xoay 
chiều không đồng bộ ba pha. 
7- Trình bày nguyên lý mạch điều khiển đảo chiều quay động cơ không đồng 
bộ ba pha. 
8- Vẽ sơ đồ lắp đặt mạch điện điều khiển động cơ điện xoay chiều không đồng 
bộ một pha 
88 
PHỤ LỤC - MỘT SỐ KÝ HIỆU THƯỜNG DÙNG 
TT Tên gọi Ký hiệu 
1 Đường dây dẫn điện 
2 Đường dây dẫn điện không nối 
3 Đường dây dẫn điện có nối 
4 
Máy phát điện xoay chiều 
5 
Máy phát điện một chiều 
6 
Nguồn điện một chiều: Pin, ăc quy 
7 
Máy biến áp 
8 
Động cơ không đồng bộ 
9 
Động cơ không đồng bộ 3 pha rô to lồng 
sóc 
10 
Động cơ không đồng bộ 3 pha rô to dây 
quấn 
11 
Động cơ có cổ góp 
12 
Điện trở 
89 
13 
Tụ điện 
14 
Cuộn cảm 
15 
Bóng đèn sợi đốt 
16 
Cầu dao hai cực, ba cực 
17 
Áp tô mát hai cực 
18 
Cầu chì 
19 
Nút ấn thường mở 
20 
Nút ấn thường đóng 
21 
Nút ấn kép 
22 
Rơ le nhiệt 
23 
Tiếp điểm thường hở 
24 Tiếp điểm thường kín 
90 
Tài liệu tham khảo 
1- Giáo trình môn học Điện Kỹ Thuật do Tổng cục dạy nghề ban hành. 
2- Đặng Văn Đào - Giáo trình Điện kỹ thuật- Vụ trung học chuyên nghiệp và 
dạy nghề- NXB Giáo dục – 2002. 
3- Lê Văn Bắc - Giáo trình kỹ thật điện- Nhà xuất bản KH & KT – 2010. 
4- Phạm Văn Chới (2008) – Giáo trình khí cụ điện - NXB Giáo dục. 
5- Hồ Xuân Thanh, Phạm Xuân Hổ - Giáo trình Khí cụ điện, NXB ĐHQG 
TPHCM - 2003. 
6- Đặng Văn Đào, Trần Khánh Hà, Nguyễn Hồng Thanh (2010)- Giáo trình 
máy điện – Vụ giáo dục chuyên nghiệp - NXB Giáo dục. 
7- Nguyễn Văn Tuệ (2008)- Kỹ thuật điện lực tổng hợp (Máy điện,mạch điện 
và hệ thống cấp điện) - NXB đại học Quốc gia TP HCM. 
8- Nguyễn Đức Sỹ (2010) – Giáo trình vận hành và sửa chữa thiết bị điện - 
NXB Giáo dục. 
9- Phan Đăng Khải (2010) – Giáo trình kỹ thuật lắp đặt điện – Vụ giáo dục 
chuyên nghiệp - NXB Giáo dục. 
10- Vũ Văn Tấm (2009) – Giáo trình điện dân dụng và công nghiệp -Vụ trung 
học chuyên nghiệp và dạy nghề - NXB Giáo dục.