Thiết bị diện tử công nghiệp

Mô tả học phần
Trang bị các phương pháp vận dụng các định lý, định luật cơ
bản để nghiên cứu, xây dựng nguyên lí làm việc của các
thiết bị điện - điện tử dùng trong công nghiệp như: máy
biến áp điện lực, động cơ không đồng bộ, động cơ đồng bộ,
động cơ một chiều.
Trang bị kiến thức về nguyên lí làm việc, cấu tạo, cách tính
chọn các thiết bị đóng, cắt mạch điện như rơ le trung gian,
rơ le thời gian, công tắc từ, khởi động từ, các thiết bị bảo vệ
cho mạch điện - điện tử dùng trong công nghiệp như
aptomat, rơ le nhiệt.
Cung cấp cho sinh viên một số kỹ thuật, công cụ và kỹ năng:
đọc hiểu, phân tích, thiết kế, lắp đặt một số sơ đồ điều
khiển mạch điện, điện tử dùng cho các máy công nghiệp
cũng như các máy dân dụng khác.
07/02/2020 10:12 SA

Chuẩn đầu ra của học phần
L4.1
Vận dụng được các kiến thức về cấu tạo, nguyên lý làm việc của các thiết
bị điện, điện tử thông dụng để thiết kế các hệ thống điều khiển điện-điện tử
dùng trong công nghiệp.
L4.2
Vận dụng được các kiến thức về cấu tạo, nguyên lí làm việc, kí hiệu trên
bản vẽ mạch điện, tính chọn các thiết bị điện điện tử để thiết kế, kiểm tra,
hiệu chỉnh mạch điều khiển và mạch động lực thông dụng.
L4.3
Tham gia được vào quá trình lắp ráp, sản xuất phần cứng các mạch điều
khiển dùng các thiết bị điện, điện tử công nghiệp.
L4.4
Khảo sát, hiệu chỉnh được một số mạch điều khiển cơ bản trong công
nghiệp cũng như một số mạch điều khiển thường gặp trong thực tế.
07/02/2020 10:12 SA

Tài liệu tham khảo
• [1]. Đề cương bài giảng Thết bị điện tử công nghiệp
• [2]. Vũ Quang Hồi (2005), Giáo trình điện tử công
nghiệp, NXB giáo dục.
• [3]. Đặng Văn Đào - Trần Khánh Hà - Nguyễn Hồng
Thanh (2005), Giáo trình Máy điện, NXB Giáo dục.
• [4]. Phan Diệu Hương (2002), Đại cương về điện và
điện tử, NXB Hà Nội.
• [5] Phần mềm mô phỏng mạch điện: Automation
Studio
07/02/2020 10:12 SA

Chương 1: Tổng quan về các thiết bị trong
hệ thống điều khiển công nghiệp
C¸c thiÕt bÞ
thu nhËn vµ
chuyÓn ®æi
tÝn hiÖu
®iÒu khiÓn
ThiÕt bÞ xö
lý tÝn hiÖu
ThiÕt bÞ ®iÒu
khiÓn c«ng
suÊt lín(thiÕt
bÞ ®éng lùc) C¬ cÊu
chÊp hµnh
Người vận
hành
Qui trình
công
nghệ
Cơ năng,
nhiệt năng...
Nguån c«ng
suÊt lín- 220V,
380V
TÝn hiÖu
®iÒu khiÓn
24VDC
TÝn hiÖu ®iÒu
khiÓn vËt lý
- Nút nhấn
•- Cảm biến
- Công tắc..
•- Rơle
•- PLC
•- Máy tính, μP,...
Công tắc tơ.
Biến tần,
Bộ biến đổi
công suất lớn,...
- Chuông, đèn báo
- Động cơ
-Van điện từ.
Điện trở...
TÝn hiÖu
®iÒu khiÓn
24VDC
07/02/2020 10:12 SA
1.1. Giới thiệu chung về hệ thống điều khiển công nghiệp.

• Hệ thống điều khiển hở: là hệ thống điều khiển
mà tín hiệu điều khiển u(t) không phụ thuộc vào
tín hiệu đáp ứng đầu ra y(t)
07/02/2020 10:12 SA
Đối tượng
điều khiển
u(t) y(t)
Bộ
Điều khiển
x(t)
Hình 1.3: Hệ thống điều khiển vòng mở

• Hệ thống kín hay điều khiển có phản hồi : là hệ
thống điều khiển mà tín hiệu điều khiển x(t) phụ
thuộc vào tín hiệu đáp ứng đầu ra, ví dụ như u(t)
là một hàm của y(t).
07/02/2020 10:12 SA
Đối tượng
điều khiển
u(t)
y(t)
Bộ
Điều khiển
x(t)
Hình 1.4: Hệ thống điều khiển vòng kín

1.1.1 Định nghĩa về thiết bị ĐTCN.
• Thiết bị ĐTCN được đề cập ở đây là các loại thiết
bị làm các nhiệm vụ: đóng cắt, điều khiển, điều
chỉnh, bảo vệ, chuyển đổi, khống chế và kiểm tra
mọi sự hoạt động của hệ thống điều khiển tự
động. Ngoài ra thiết bị ĐTCN còn được sử dụng
để kiểm tra, điều chỉnh và biến đổi đo lường
nhiều quá trình không điện khác.
07/02/2020 10:12 SA

1.1.2 Phân loại
-Theo chức năng, TBĐTCN được chia thành những nhóm chính
như sau:
* TB đóng cắt: Chức năng chính của nhóm KC này là đóng cắt bằng
tay hoặc tự động cắt mạch điện: Cầu dao, áptômát, máy cắt, dao cách
ly, các bộ chuyển đổi nguồn …
* TB hạn chế dòng điện, điện áp: Kháng điện, van chống sét …
* TB khởi động, điều khiển: Nhóm này gồm các bộ khởi động, khống
chế, công tắc tơ, khởi động từ …
* TB kiểm tra theo dõi: Nhóm này có chức năng kiểm tra, theo dõi sự
làm việc của các đối tượng và biến đổi các tín hiệu không điện thành
tín hiệu điện: Các rơle, bộ cảm biến …
* TB tự động điều chỉnh, khống chế duy trì chế độ làm việc, các
tham số của đối tượng: Các bộ ổn định điện áp, ổn định tốc độ, ổn
định nhiệt độ …
* Nhóm TB biến đổi dòng điện, điện áp cho các dụng cụ đo: Các
máy biến áp đo lường, biến dòng đo lường …
07/02/2020 10:12 SA

• Theo nguyên lý làm việc TB được chia thành:
* TB làm việc theo nguyên lý điện từ
* TB làm việc theo nguyên lý cảm ứng nhiệt .
* TB có tiếp điểm .
* TB không có tiếp điểm .
- Theo nguồn điện TB được chia thành :
* TB một chiều .
* TB xoay chiều .
* TB hạ áp (Có điện áp <1000 V ) .
* TB cao áp (Có điện áp > 1000 V).
• Theo điều kiện môi trường, điều kiện bảo vệ TB được chia thành:
* TB làm việc trong nhà, TB làm việc ngoài trời .
* TB làm việc trong môi trường dễ cháy, dễ nổ .
* TB có vỏ kín, vỏ hở, vỏ bảo vệ …
07/02/2020 10:12 SA

1.2.1 Tiếp xúc điện
a. Khái niệm
+ Tiếp xúc điện là nơi mà dòng điện đi từ vật dẫn này sang vật dẫn
khác. Bề mặt tiếp xúc của hai vật dẫn được gọi là tiếp xúc điện.
+ Các yêu cầu cơ bản của tiếp xúc điện:
– Nơi tiếp xúc điện phải chắc chắn, đảm bảo
– Mối nối tiếp xúc phải có độ bền cơ khí cao.
– Mối nối không được phát nóng quá giá trị cho phép.
– Ổn định nhiệt và ổn định động khi có dòng điện cực đại đi qua.
– Chịu được tác động của môi trường (nhiệt độ, chất hoá học…)
07/02/2020 10:12 SA
1.2 Cơ sở lý thuyết trong hệ thống TBĐT CN

b. Phân loại tiếp xúc điện
• Dựa vào kết cấu tiếp điểm, có các loại tiếp xúc điện sau:
• Tiếp xúc cố định: Các tiếp điểm được nối cố định với các chi
tiết dẫn dòng điện như là: thanh cái, cáp điện, chỗ nối khí cụ
vào mạch. Trong quá trình sử dụng, cả hai tiếp điểm được gắn
chặt vào nhau nhờ các bu – lông, hàn nóng hay nguội.
• Tiếp xúc đóng mở: Là tiếp xúc để đóng ngắt mạch điện.
Trong trường hợp này dễ phát sinh hồ quang điện, cần xác
định khoảng cách giữa tiếp điểm tĩnh và động dựa vào dòng
điện định mức, điện áp định mức và chế độ làm việc của khí
cụ điện.
• Tiếp xúc trượt: Là tiếp xúc ở cổ góp và vành trượt, tiếp xúc
này cũng dễ sinh ra hồ quang điện.
07/02/2020 10:12 SA

c. Các yếu tố ảnh hưởng đến điện trở tiếp xúc
• Vật liệu làm tiếp điểm
• Lực ép lên tiếp điểm
• Hình dạng của tiếp điểm
• Nhiệt độ của tiếp điểm
• Tình trạng bề mặt tiếp xúc
• Mật độ dòng điện
07/02/2020 10:12 SA

1.2.2 Hồ quang điện
a. Khái niệm
- Bản chất của hồ quang điện là hiện tượng phóng điện với mật
độ dòng điện rất lớn (tới khoảng 104 ÷ 105 A/cm2), có nhiệt độ rất
cao (tới khoảng 5000 ÷ 60000C) và điện áp rơi trên cực âm bé
(chỉ khoảng 10 ÷ 20V) và thường kèm theo hiện tượng phát sáng.
- Khi thiết bị điện đóng, cắt (đặc biệt là khi cắt) hồ quang phát
sinh giữa các cặp tiếp điểm của thiết bị điện khiến mạch điện
không được ngắt dứt khoát.
- Hồ quang cháy lâu sau khi thiết bị điện đã đóng cắt sẽ làm hư
hại các tiếp điểm và bản thân thiết bị điện.
- Trong trường hợp này để đảm bảo độ làm việc tin cậy của thiết
bị điện yêu cầu phải tiến hành dập tắt hồ quang càng nhanh càng
tốt.
07/02/2020 10:12 SA

b. Hồ quang phát sinh như thế nào?
Quá trình ion hóa do nhiệt
Quá trình phát xạ điện tử nhiệt
Quá trình phát xạ điện tử
Quá trình ion hóa do va chạm
Hồ quang điện phát sinh là do tác dụng của nhiệt độ
cao hoặc cường độ điện trường lớn sinh ra hiện tượng
phát xạ điện tử nhiệt và tự phát xạ điện tử và tiếp
theo là quá trình ion hóa do va chạm và ion hóa do
nhiệt. Khi cường độ điện trường càng tăng (khi tăng
điện áp nguồn), nhiệt độ càng cao và mật độ dòng
càng lớn thì hồ quang cháy càng mãnh liệt. Quá trình
có thoát năng lượng hạt nhân nên thường kèm theo
hiện tượng phát sáng chói lòa.

c. Các nguyên tắc cơ bản để dập hồ quang điện:
- Kéo dài ngọn lửa hồ quang.
- Dùng năng lượng hồ quang sinh ra để tự dập.
- Dùng năng lượng nguồn ngoài để dập.
- Chia hồ quang thành nhiều phần ngắn để dập.
- Mắc thêm điện trở song song để dập.

d. Trong thiết bị điện hạ áp thường dùng các biện
pháp và trang bị sau:
- Kéo dài hồ quang điện bằng cơ khí
- Dùng cuộn dây thổi từ kết hợp buồng dập hồ quang
- Dùng buồng dập hồ quang có khe hở quanh
- Phân chia hồ quang ra làm nhiều đoạn ngắn
- Tăng tốc độ chuyển động của tiếp điểm động
- Kết cấu tiếp điểm kiểu bắc cầu

a. Khái niệm
Nhiệt lượng sinh ra do dòng điện chạy qua trong cuộn dây hay
vật dẫn điện khi thiết bị điện làm việc sẽ gây phát nóng. Ngoài
ra trong thiết bị điện xoay chiều còn do tổn hao dòng xoáy và từ
trễ trong lõi sắt từ cũng sinh ra nhiệt. Nếu nhiệt độ phát nóng
của thiết bị điện vượt quá trị số cho phép thì thiết bị điện sẽ
nhanh bị hư hỏng, vật liệu cách điện nhanh bị già hóa, độ bền cơ
khí của kim loại bị giảm sút.
1.2.3 Phát nóng trong khí cụ điện

b. Nguyên nhân
- Trong thiết bị điện một chiều sự phát nóng chủ yếu là do tổn hao đồng.
- Đối với thiết bị điện xoay chiều, sự phát nóng sinh ra chủ yếu là do tổn
hao đồng trong dây quấn và tổn hao sắt từ trong lõi thép, ngoài ra còn
tổn hao do hiệu ứng bề mặt.
- Song song với quá trình phát nóng có quá trình tỏa nhiệt gồm: dẫn
nhiệt, bức xạ nhiệt và đối lưu nhiệt.
c. Giải pháp
 Chế độ làm việc dài hạn của khí cụ điện. Bình ổn nhiệt
 Chế độ làm việc ngắn hạn của khí cụ điện.
 Chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại của khí cụ điện.
 Sự phát nóng khi ngắn mạch

1.2.4 Cơ cấu điện từ
07/02/2020 10:12 SA

Nam châm điện
07/02/2020 10:12 SA
Fdt= i*w;
Fdt: Lực điện

Chương 2: Các thiết bị điện-điện tử chấp hành
trong công nghiệp
2.1 Thiết bị điện-điện tử bảo vệ cho mạch điện.
2.1.1 Cầu chì hạ áp
a. Khái quát và công dụng
07/02/2020 10:12 SA
+ Cầu chì là KCĐ dùng bảo vệ thiết bị điện và
lưới điện tránh khỏi dòng điện ngắn mạch.
Cầu chì là loại KCĐ bảo vệ phổ biến và đơn
giản nhất được dùng bảo vệ cho đường dây,
máy biến áp, động cơ điện, mạng điện gia
đình.. Trường hợp mạch điện bị quá tải lớn
và dài hạn cầu chì cũng tác động, nhưng
không nên phát huy tính năng này của cầu
chì, vì khi đó thiết bị sẽ bị giảm tuổi thọ ảnh
hưởng nghiêm trọng đến đường dây.

b. Cấu tạo cầu chì
- Dây dẫn để cắt mạch điện cần bảo vệ
- Thiết bị dập tắt hồ quang: Hồ quang phát sinh khi dây chì
nóng chảy và bị đứt
- Đế cách điện (vỏ)
c. Các đặc tính yêu cầu của cầu chì
- Đặc tính Ampe-giây (I-s) của cầu chì phải thấp hơn đặc
tính I-s của đối tượng được bảo vệ.
- Cầu chì có đặc tính làm việc ổn định
- Công suất thiết bị càng tăng, cầu chì càng phải có khả
năng đóng cắt cao.
- Việc thay thế cầu chì (dây chì) phải dễ dàng
07/02/2020 10:12 SA

d. Nguyên lý làm việc
Khi có sự cố ngắn mạch (Inm>>>) thì tất cả nhiệt lượng
dây chảy sinh ra sẽ phát nóng cục bộ cầu chì. Dây chì bị
nóng lên, nung chảy và bị đứt. Khi chảy hơi kim loại bị ion
hóa vì nhiệt độ cao của hồ quang. Thể tích chảy càng lớn, số
lượng hơi kim loại trong hồ quang càng tăng, càng khó dập
tắt hồ quang. Do vậy trong cầu chì hạ thế, người ta thường
giảm thể tích dây bằng cách chế tạo các dây chảy có một số
đoạn hẹp. Tại các đoạn này sẽ làm dây nóng chảy nhanh, cắt
đứt dây nhanh, thời gian dập tắt hồ quang đạt vài phần
nghìn giây.
07/02/2020 10:12 SA

e. Phân loại cầu chì
- Cầu chì kiểu hở
- Cầu chì ống kiểu hở
- Cầu chì kín.
07/02/2020 10:12 SA

Phân loại ký hiệu và công dụng
- Cầu chì bảo vệ đường dây: ký hiệu L
- Cầu chì bảo vệ động cơ: ký hiệu M
- Cầu chì bảo vệ TBA: ký hiệu T
- Cầu chì bảo vệ linh kiện điện tử: ký hiệu F
Cầu chì dùng trong lưới điện hạ thế có nhiều hình dạng khác
nhau, trong sơ đồ nguyên lý ta thường ký hiệu cho cầu chì
theo một trong các dạng sau :
07/02/2020 10:12 SA

f. Tính chọn cầu chì
- Tìm dòng điện tới hạn Ith của dây chảy:
Ith = K0. Iđm
K0: hệ số dự trữ, phụ thuốc vào dây chảy
K0 = 1,6÷2 với dây chảy bằng đồng.
K0 = 1,1÷1,6 với dây chảy bằng bạc.
K0 = 1,25÷1.45 với dây chảy bằng chì, thiếc.
07/02/2020 10:12 SA

2.1.2 Aptomat
Aptomat là một loại khí cụ điện đóng cắt và bảo vệ chính
trong mạch điện hạ áp. Nó được sử dụng để đóng cắt từ xa và
tự động cắt mạch khi thiết bị điện hoặc đường dây phía sau nó
bị ngắn mạch hoặc quá tải, quá áp, kém áp, chạm đất ...
b. Phân loại
Aptomat bảo vệ quá dòng (ngắn mạch hoặc quá tải)
Aptomat bảo vệ quá điện áp.
Aptomat bảo vệ kém áp.
Aptomat bảo vệ chống giật (Aptomat vi sai)
07/02/2020 10:12 SA
a. Khái niệm

Áptomát bảo vệ kém áp và mất điện
* Nhiệm vụ: đóng, cắt và tự động bảo vệ kém áp cho mạch
điện hạ áp.
- Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc:
Cấu tạo:
1. Lß xo kÐo
2. Gèi ®ì trît
3. C¸ch tö dËp hå quang
4. Lâi thÐp non
5. R¬le ®iÖn ¸p
6. TiÕp xóc tÜnh
7. TiÕp xóc ®éng
8. Thanh truyÒn déng
9. Chèt quay
10. Tay thao t¸c ®ãng c¾t
07/02/2020 10:12 SA

Nguyên lý:
Nếu áptomát đang ở vị trí đóng như hình vẽ: tiếp xúc động 7
đóng chặt lên tiếp xúc ở trạng thái làm việc bình thường Uha
= Uđm thì lực tĩnh 6, mạch điện nối liền, tải có điện. Điện từ
của rơle điện áp sinh ra lớn hơn lực kéo của lò xo 1 cho nên
áptomát được giữ ở vị trí đóng.
Khi mạch điện bị kém áp Uha < Uđm (khoảng 0,8 U ) thì lực
điện từ rơle điện áp sinh ra nhỏ hơn lực kéo của lò xo 1. Khi
đó lò xo 1 sẽ kéo thanh truyền động 8 sang trái, đa tiếp xúc
động 7 rời khỏi tiếp xúc tĩnh 6, mạch điện đợc cắt ra, hồ quang
phát sinh giữa hai đầu tiếp xúc động và tĩnh được buồng dập
hồ quang 3 dập tắt.
07/02/2020 10:12 SA

1. Tay thao t¸c
2. ®ãng c¾t
2. Chèt quay
3. TiÕp xóc tÜnh
4. TiÕp xóc ®éng
5. R¬le ®iÖn ¸p
6. Lâi thÐp non
7. C¸ch tö dËp hå quang
8. Gèi ®ì trît
9. Thanh truyÒn ®éng c¸ch ®iÖn
10. Lß xo kÐo
-Áptomát bảo vệ quá áp
- Nhiệm vụ: Đóng, cắt và tự động bảo vệ quá điện áp cho mạch
điện hạ áp khi Uha > Uđm
* Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc:
07/02/2020 10:12 SA

Nguyên lý làm việc:
Nếu áptomát đang ở vị trí đóng như hình vẽ, tiếp xúc động 4
đóng chặt vào tiếp xúc tĩnh 3, mạch điện nối liền, tải có điện. Ở
trạng thái làm việc bình thường Uha = Uđm lực điện từ của cuộn
dây điện áp sinh ra nhỏ hơn lực kéo của lò xo 10. Vì vậy
áptomát đợc giữ ở vị trí đóng.
Khi mạch điện bị quá áp Uha > Uđm lực điện từ của cuộn dây
điện áp sinh ra nhỏ hơn lực kéo (khoảng 1,2 U đm ) thì lực điện
từ của cuộn dây điện áp áp lớn hơn lực kéo của lò xo 10. Khi đó
lõi thép 6 bị hút chập vào mạch từ rơle điện áp, kéo theo tiếp
động 4 rời khỏi tiếp xúc tĩnh 3 mạch điện đợc cắt ra, hồ quang
phát sinh giữa hai đầu tiếp xúc động và tĩnh cUA buồng cách tử
7 dập tắt.
Muốn đóng hoặc cắt điện khỏi tải thì tác động vào tay thao tác1
ở vị đóng, cắt (hình vẽ) tay thao tác quay quanh chốt 2 đẩy lên
đóng mạch, kéo xuống cắt điện khỏi tải.
07/02/2020 10:12 SA

Lựa chọn áp tô mát
- Dòng điện tính toán đi trong mạch.
- Dòng điện quá tải.
- Khi CB thao tác phải có tính chọn lọc.
Ngoài ra lựa chọn CB còn phải căn cứ vào đặc tính làm việc của
phụ tải là CB không được phép cắt khi có quá tải ngắn hạn thường
xảy ra trong điều kiện làm việc bình thường như dòng điện khởi
động, dòng điện đỉnh trong phụ tải công nghệ.
Yêu cầu chung là dòng điện định mức của móc bảo vệ không được
bé hơn dòng điện tính toán Itt của mạch.
Iaptomat > Itt
Tùy theo đặc tính và điều kiện làm việc cụ thể của phụ tải, người ta
hướng dẫn lựa chọn dòng điện định mức của móc bảo vệ bằng
125%, 150% hay lớn hơn nữa so với dòng điện tính toán mạch.
07/02/2020 10:12 SA

Các hư hỏng cách sửa chữa
- Kiểm tra cách điện:
+ Dùng megaohm để kiểm tra cách điện vỏ bảo vệ của
áptômmat với các phần tử tiếp điểm. Tùy theo cấp điện áp làm
việc mà điện trở cách điện của vỏ với các phần tử tiếp điện
khác nhau nhưng điện trở này phải vô cùng lớn.
- Kiểm tra các tiếp điểm :
+ Các tiếp điểm của aptô mát phải có khả năng tiếp điện cao
nhất, các mặt tiếp xúc không bị rỗ , mẻ …
+ Các tiếp điểm phải có độ bền có độ bền cơ học lớn , không
bị cong vênh
+ Các tiếp điểm phải đóng mở dứt khoát .
07/02/2020 10:12 SA

-Kiểm tra các chi tiết trong Aptomat :
+Bộ phận dập hồ quang phải đảm bảo không bị vỡ, gẫy. Các
tấm dập hồ quang không biến dạng.
+Các mốc bảo vệ quá dòng hay thấp áp phải làm việc tốt, bộ
phận lò xo hồi lực phải còn nhạy.
+Cơ cấu truyền lực phải nhạy, không kẹt.
-Kiểm tra hoạt động :
Cấp nguồn quan sát sự hoạt động của aptomat.
07/02/2020 10:12 SA

• Rơ le là một thiết bị dùng để bảo vệ các mạch điện và
thiết bị điện không bị hỏng khi dòng điện quá tải, tăng
lên đột ngột.
• Rơ le nhiệt có chức năng đóng cắt các tiếp điểm khi
dòng điện tăng mạnh sinh ra nhiệt tác động lên thanh
kim loại khiến chúng bị giãn nở ra. Nhờ sự có mặt của
nó mà các thiết bị điện và máy móc sẽ hoạt động ổn
định hơn cũng như không bị hư hỏng khi quá tải. Chính
vì vậy, rơle nhiệt được ứng dụng trong hầu hết các hệ
thống điện từ công nghiệp tới dân sự.
•
07/02/2020 10:12 SA
2.1.3 Rơle nhiệt
a. Khái niệm và công dụng

b. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Thanh lưìng
kim
T¶i
Líi
TiÕp ®iÓm
Lß xo
PhÇn tö gia
nhiÖt
07/02/2020 10:12 SA

Chư¬ng 1. Kh¸I niÖm chung vÒ hÖ thèng
®iÒu khiÓn logic
Châu âu
Nhật
Ký hiệu Tiếp điểm
thường mở
Tiếp điểm
thường đóng
Thanh nhiệt
Việt Nam
07/02/2020 10:12 SA

c. Cách lựa chọn Rơ le nhiệt
Chọn dòng định mức của rơ le nhiệt bằng dòng định mức
của động cơ được bảo vệ (dòng điện nhả của rơ le nhiệt Inh).
Rơ le tác động ở giá trị dòng điện tác động Itđ= 1,2÷1,5
dòng điện định mức của động cơ
- Inh = Iđm
- Itđ= 1,2÷1,5 Iđm
07/02/2020 10:12 SA

• Ví dụ: Có tải động cơ 3 pha/ 380V/ 3kW, tính Iđm
của động cơ theo công thức sau:
Iđm = P/(1.73 x 380 x 0,85) ở đây hệ số cosphi là
0,85.
ta có Iđm = 3000/(1,73x380x0,85)=5,4A
Dòng rơ le nhiệt ta chọn với hệ số khởi động từ
1,2-1,4 lần Itđ, ta chọn dòng rơ le nhiệt là:
Itđ = 1,4xIđm = 1,4×5,4=7,6A.
• Vậy dòng của rơ le nhiệt ta chọn là 8A. Các rơ le
nhiệt thường có dải chỉnh dòng, đặt dòng làm việc,
ta có thể chọn dải dòng dư ra để có thể điều chỉnh
được khi sử dụng thực tải.
07/02/2020 10:12 SA

2.2.1 Nót nhÊn tù phôc håi (push button )
com NO NC
Lß xo
TiÕp ®iÓm
Nót nhÊn
07/02/2020 10:12 SA
2.2 Thiết bị điện-điện tử điều khiển bằng tay
COM: Common – Chung
NO: Normal Open
NC: Normal Close

 Là loại khí cụ điện đóng, ngắt nhờ ngoại
lực (có thể bằng tay hoặc điều khiển qua
một cơ cấu nào đó…)
 Trạng thái của tiếp điểm sẽ thay đổi khi
có ngoại lực tác động và trở về trạng thái
ban đầu khi bỏ ngoại lực tác động.
 Trong mạch điện công nghiệp nút ấn
thường được dùng để khởi động, dừng,
đảo chiều quay động cơ thông qua công
tắc tơ hoặc rơle trung gian…
07/02/2020 10:12 SA

t
t
t
off
on
off
on
off
on
Tác động
Tiếp điểm thường đóng
Tiếp điểm thường mở
t1 t2 t3
07/02/2020 10:12 SA

Ch¬ng 1. Tæng quan vÒ hÖ thèng ®iÒu
khiÓn c«ng nghiÖp
Ký hiÖu TiÕp ®iÓm thêng
më
TiÕp ®iÓm thêng
®ãng
Ch©u ©u
NhËt
07/02/2020 10:12 SA

Chư¬ng 1. Tæng quan vÒ hÖ thèng ®iÒu
2.2.2 Nót dõng khÈn (Emergency stop)
Xoay nóm theo chiÒu
mòi tªn khi muèn tr¶
c¸c tiÕp ®iÓm vÒ tr¹ng
th¸i ban ®Çu
07/02/2020 10:12 SA

Ch¬ng 1. Tæng quan vÒ hÖ thèng ®iÒu
Ký hiÖu TiÕp ®iÓm thêng
më
TiÕp ®iÓm thêng
®ãng
ViÖt Nam
Ch©u ©u
NhËt
07/02/2020 10:12 SA

2.2.3. Công tắc chuyển mạch (Switch)
 Là loại khí cụ điện đóng, ngắt nhờ ngoại lực (có thể bằng tay hoặc điều
khiển qua một cơ cấu nào đó…)
 Trạng thái của công tắc sẽ thay đổi khi có ngoại lực tác động và giữ
nguyên khi bỏ ngoại lực tác động.
 Thông thường công tắc (hay chuyển mạch nói chung) dùng để đóng,
ngắt mạch điện có công suất nhỏ, điện áp thấp.
07/02/2020 10:12 SA

2.2.4 Cầu dao
 Nguyên lý hoạt động của cầu dao
 Công dụng của cầu dao
 Đặc tính A-s
 Tính toán lựa chọn và đấu nối
 Đặc tính đóng/ngắt khi có tải và dập hồ quang
 Cách lắp đặt cầu dao trên bảng điện
07/02/2020 10:12 SA

Khái quát và công dụng :
- Cầu dao là khí cụ điện đóng ngắt bằng tay đơn giản .
- Cầu dao thường được sử dụng trong các mạch điện có công
suất nhỏ và khi làm việc không yêu cầu thao tác đóng cắt
nhiều.
- Với mạch có công suất trung bình và lớn cầu dao được
dùng để đóng cắt không tải .
Cấu tạo và phân loại :
a. Cấu tạo:
Phần chính của cầu dao là lưỡi dao và hệ thống kẹp lưỡi,
được làm bằng hợp kim của đồng, ngoài ra bộ phận nối dây
cũng làm bằng hộp kim đồng.
07/02/2020 10:12 SA

Nguyên lý hoạt động :
Khi thao tác trên cầu dao, nhờ vào lưỡi dao và hệ thống kẹp lưỡi, mạch
điện được đóng ngắt. Trong quá trình ngắt mạch, cầu dao thường xảy ra
hồ quang điện tại đầu lưỡi dao và điểm tiếp xúc trên hệ thống kẹp lưỡi.
Người sử dụng cần phải kéo lưỡi dao ra khỏi kẹp nhanh để dập tắt hồ
quang. Do tốc độ kéo bằng tay không thể nhanh được nên người ta làm
thêm lưỡi dao phụ. Lúc dẫn điện thì lưỡi dao phụ cùng lưỡi dao chính
được kép trong ngàm. Khi ngắt điện, tay kéo lưỡi dao chính ra trước còn
lưỡi dao phụ vẫn kẹp trong ngàm. Lò xo liên kết giữa hai lưỡi dao được
kéo căng ra và tới một mức nào đó sẽ bật nhanh kéo lưỡi dao phụ ra khỏi
ngàm một cách nhanh chóng. Do đó, hồ quang được kéo dài nhanh và hồ
quang bị dập tắt trong thời gian ngắn
07/02/2020 10:12 SA

Phân loại:
Phân loại cầu dao dựa vào các yếu tố sau:
- Theo kết cấu: cầu dao được chia làm loại một cực, hai cực, ba cực
hoặc bốn cực.
- Cầu dao có tay nắm ở giữa hoặc tay ở bên. Ngoài ra còn có cầu dao
một ngả, hai ngả được dùng để đảo nguồn cung cấp cho mạch và đảo
chiều quay động cơ.
- Theo điện áp định mức : 250V, 500V.
- Theo dòng điện định mức: dòng điện định mức của cầu dao được
cho trước bởi nhà sản xuất (thường là các lọai 10A, 15A, 20A, 25A,
30A, 60A, 75A, 100A, 150A, 200A, 350A, 600A, 1000A…).
- Theo vật liệu cách điện: có loại đế sứ, đế nhưa, đế đá.
- Theo điều kiện bảo vệ: lọai có nắp và không có nắp (loại không có
nắp được đặt trong hộp hay tủ điều khiển).
- Theo yêu cầu sử dụng: loại cầu dao có cầu chì bảo vệ ngắn mạch
hoặc không có cầu chì bảo vệ.
07/02/2020 10:12 SA

Ký hiệu cầu dao không có cầu chì bảo vệ
Ký hiệu cầu dao có cầu chì bảo vệ:
07/02/2020 10:12 SA

2.3.1 Rơle điện từ
0
1
2
A
B
Cuộn dây
Mạch
từ
Lò xo
Tiếp
điểm
07/02/2020 10:12 SA
2.3. Các thiết bị điện-điện tử đóng/cắt từ xa.

+ 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 fuco gây phát nóng)
07/02/2020 10:12 SA

+ 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,
từ trường khép mạch qua mạch từ tạo nên lực hút điện từ hút nắp
mạch từ làm thay đổi trạng thái của tiếp điểm.
+ Lò xo: Dùng để giữ nắp.
+ Tiếp điểm: Thường có một hoặc nhiều cặp tiếp điểm, 0-2 là tiếp
điểm thường mở, 0-1 là tiếp điểm thường đóng.
- Nguyên lý
Khi chưa cấp điện vào hai đầu A-B của cuộn dây, lực hút điện từ
bằng không. Các cơ cấu của rơle nằm ở vị trí như hình 1.19. Khi đặt
một điện áp đủ lớn vào A-B, dòng điện chảy 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, tiếp điểm 0-1 mở ra và 0-2
đóng lại. Nếu không cấp điện vào hai đầu A-B nữa thì các tiếp điểm
lại trở về trạng thái ban đầu.
07/02/2020 10:12 SA

Ký hiệu
+ Ký hiệu theo bản vẽ Việt Nam
Cuộn dây
Tiếp điểm
+ Ký hiệu theo bản vẽ châu Âu
Cuộn dây.
Tiếp điểm
Tiếp điểm thường mở. Tiếp điểm thường đóng.
07/02/2020 10:12 SA

+ Ký hiệu theo bản vẽ Nhật Bản
Cuộn dây
Tiếp điểm.
07/02/2020 10:12 SA

Các thông số chọn lựa rơ le điện từ
•Dòng điện định mức trên rơle điện từ (A): Là dòng điện lớn nhất
cho phép rơle điện từ làm việc trong thời gian dài mà không bị hư
hỏng. Dòng điện định mức của nó không được nhỏ hơn dòng điện
tính toán của phụ tải. Dòng điện này chủ yếu do tiếp điểm của rơle
quyết định.
Thường chọn: Iđm = (1,2  1,5).Itt
07/02/2020 10:12 SA
• Điện áp làm việc của rơle điện từ ( điện áp cách ly) :
Đây là điện áp cách ly an toàn giữa các bộ phận tiếp điện với vỏ
của rơle điện từ. Điện áp này không được nhỏ hơn điện áp cực
đại của lưới điện.
•Điện áp định mức của cuộn hút đối với rơle điện áp (V) :
Điện áp này được lựa chọn sao cho phù hợp với điện áp của
mạch điều khiển.

•Dòng điện định mức của cuộn hút đối với rơle dòng điện (A)
Dòng điện này được lựa chọn phù hợp với dòng điện định mức
của phụ tải.
Ứng dụng :
Rơ le điện từ có cấu tạo đơn giản, hoạt động tin cậy được ứng
dụng trong mạch điều khiển …
07/02/2020 10:12 SA
•Tuổi thọ của rơle điện từ: Tính bằng số lần đóng cắt trung bình
kể từ khi dùng cho đến lúc hỏng.
•Tần số đóng cắt lớn nhất cho phép: Thường được tính bằng số
lần đóng (cắt) lớn nhất cho phép trong một giờ.
•Số lượng các cặp tiếp điểm chính, phụ: tuỳ thuộc vào chức
năng mà rơle điện từ đảm nhiệm.

2.3.2 . R¬ le thêi gian
M¹ch trÔ
thêi gian
®iÖn tö.
Cuén d©y TiÕp ®iÓm
Nguån cÊp
R¬le sè
R¬le t¬ng tù
07/02/2020 10:12 SA

Ch©u ©u
NhËt
Ký hiÖu TiÕp ®iÓm thưêng
më ®ãng chËm
TiÕp ®iÓm thưêng
®ãng më chËm
Cuén hót
ViÖt Nam
TLR
07/02/2020 10:12 SA

Đặc tính tác động rơ le thời gian
t
t
t
t
t
off
on
t1 t3
off
on
off
on
off
on
off
on
t2
ton
2 7
8 5
8 6
1 4
1 3
07/02/2020 10:12 SA

Bài tập: Thiết kế mạch điều khiển
1) Nhấn start đèn 1 sáng , 5s đèn 2 sáng, 5s sau đèn 3 sáng
Nhấn stop cả 3 đèn sáng trong 5s rồi tắt
2) Nhấn start: đèn 1 sáng 10s tắt 5s và lặp lại
đèn 2 tăt 10s sáng 5s và lặp lại
Nhấn stop cả 2 đèn sáng trong 5s rồi tắt;
3) Nhấn Start: Đèn xanh sang 10s rồi tắt; tiếp theo đèn vàng sáng
trong 5s rồi tắt; tiếp theo đèn đỏ sáng 15s rồi tắt. Quá trình lặp lại
từ đầu.
Nhấn Stop: Đèn vàng sáng trong 30s rối tắt.
07/02/2020 10:12 SA

3.6.CONTACTOR
3.6.1 Khái niệm
- Contactor là một loại khí cụ điện dùng để đóng ngắt các tiếp điểm,
khi sử dụng contactor ta có thể điều khiển mạch điện từ xa có phụ tải
với điện áp đến 500V và dòng là 600A (vị trí điều khiển, trạng thái
hoạt động của contactor rất xa vị trí các tiếp điểm đóng ngắt mạch
điện).
3.6.2 Cấu tạo
Contactor được cấu tạo gồm các thành phần: cơ cấu điện từ (nam châm
điện), hệ thống dập hồ quang, hệ thống tiếp điểm (tiếp điểm chính và
phụ).
- Phân loại contactor tùy theo các đặc điểm sau:
+ Theo nguyên lý truyền động: ta có contactor kiểu điện từ (truyền
điện bằng lực hút điện từ), kiểu hơi ép, kiểu thủy lực. Thông thường
sử dụng contactor kiểu điện từ.
+ Theo dạng dòng điện: contactor một chiều và contactor xoay chiều
(contactor 1 pha và 3 pha).
07/02/2020 10:12 SA

H1a- Trạng thái nam châm chưa hút H1b- Trạng thái nam châm tạo lực hút
a. Nam châm điện:
Nam châm điện gồm có 4 thành phần:
+ Cuộn dây dùng tạo ra lực hút nam châm.
+ Lõi sắt (hay mạch từ) của nam châm gồm hai phần: phần cố định, và
phần nắp di động. Lõi thép nam châm có thể có dạng EE, EI hay dạng
CI.
+ Lò xo phản lực có tác dụng đẩy phần nắp di động trở về vị trí ban đầu
khi ngừng cung cấp điện vào cuộn dây.
07/02/2020 10:12 SA

Cuộn dây Tiếp điểm thường đóng Tiếp điểm thường mở
Ký hiệu
b. Hệ thống dập hồ quang điện:
Khi contactor chuyển mạch, hồ quang điện sẽ xuất hiện làm các tiếp
điểm bị cháy, mòn dần. Vì vậy cần có hệ thống dập hồ quang gồm
nhiều vách ngăn làm bằng kim loại đặt cạnh bên hai tiếp điểm tiếp xúc
nhau, nhất là ở các tiếp điểm chính của contactor.
07/02/2020 10:12 SA

Hệ thống tiếp điểm của contactor:
- Hệ thống tiếp điểm liên hệ với phần lõi từ di động qua bộ phận liên
động về cơ. Tùy theo khả năng tải dẫn qua các tiếp điểm, ta có thể chia
các tiếp điểm của contactor thành hai loại:
- Tiếp điểm chính: có khả năng cho dòng điện lớn đi qua (từ 10A đến
vài nghìn A).
- Tiếp điểm chính là tiếp điểm thường mở và sẽ đóng lại khi cấp nguồn
vào mạch từ của contactor làm mạch từ contactor hút lại.
- Tiếp điểm phụ: có khả năng cho dòng điện đi qua các tiếp điểm nhỏ
hơn 5A. Tiếp điểm phụ có hai trạng thái: thường đóng và thường mở,
Tiếp điểm thường đóng là loại tiếp điểm ở trạng thái đóng (có liên lạc
với nhau giữa hai tiếp điểm) khi cuộn dây nam châm trong contactor ở
trạng thái nghỉ (không được cung cấp điện). Tiếp điểm này hở ra khi
contactor ở trạng thái hoạt động. Ngược lại là tiếp điểm thường hở.
07/02/2020 10:12 SA

K
Fe
a b c 1 2
LX
LX
flx
(H2)
Nguyên lý hoạt động của contactor:
Khi cấp nguồn điện bằng giá trị điện áp định mức của contactor vào hai đầu
của cuộn dây quấn trên phần lõi từ cố định thì lực từ tạo ra hút phần lõi từ di
động hình thành mạch từ kín (lực từ lớn hơn phản lực của lò xo), contactor ở
trạng thái hoạt động. Lúc này nhờ vào bộ phận liên động về cơ giữa lõi từ di
động và hệ thống tiếp điểm làm cho tiếp điểm chính đóng lại, tiếp điểm phụ
chuyển đổi trạng thái (thường đóng sẽ mở ra, thường hở sẽ đóng lại) và duy
trì trạng thái này. Khi ngưng cấp nguồn cho cuộn dây thì contactor ở trạng
thái nghỉ, các tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu.
07/02/2020 10:12 SA

Kí hiệu công tắc tơ
Cuộn dây
Cặp tiếp điểm
phụ
Tiếp điểm
chính
KM
KM
KM
KM
07/02/2020 10:12 SA

Công dụng công tắc tơ
Đ/c
OLR
K11
L3
CB
FUSE
N
L2
L1
K1
OFF
K12
220V AC
ON
OLR
L N
07/02/2020 10:12 SA

Đặc tính tác động công tắc tơ
t
t
t
off
on
off
on
off
on
Cuộn dây
Tiếp điểm thường đóng
Tiếp điểm thường mở
t1 t2 t3
K1
K11
K12
K13
07/02/2020 10:12 SA

• CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA CONTACTOR.
- Điện áp định mức:
- Điện áp định mức của contactor Uđm: là điện áp đặt vào hai đầu cuộn
dây của nam châm điện sao cho mạch từ hút lại.
- Cuộn dây hút có thể làm việc bình thường ở điện áp trong giới hạn
(85- 105)% điện áp định mức của cuộn dây. Thông số này được ghi
trên nhãn đặt ở hai đầu cuộn dây contactor, có các cấp điện áp định
mức: 110V, 220V, 440V một chiều và 127V, 220V, 380V, 500V xoay
chiều.
- Dòng điện định mức:
- Dòng điện định mức của contactor Iđm là dòng điện định mức đi qua
tiếp điểm chính trong chế độ làm việc lâu dài.
- Iđm contactor hạ áp thông dụng có các cấp là: 10A, 20A, 25A, 40A,
60A, 75A, 100A, 150A, 250A, 300A, 600A. Nếu contactor đặt trong tủ
điện thì dòng điện định mức phải lấy thấp hơn 10% vì làm kém mát,
dòng điện cho phép qua contactor còn phải lấy thấp hơn nữa trong chế
độ làm việc dài hạn.
07/02/2020 10:12 SA

• Khả năng cắt và khả năng đóng:
• Khả năng cắt của contactor điện xoay chiều đạt bội số đến 10 lần
dòng điện định mức với phụ tải điện cảm.
• Khả năng đóng: contactor điện xoay chiều dùng để khởi động động
cơ điện cần phải có khả năng đóng từ 4 đến 7 lần Iđm
• Tuổi thọ của contactor:
• Tuổi thọ của contactor được tính bằng số lần đóng mở, sau số lần
đóng mở ấy thì contactor sẽ bị hỏng và không dùng được.
• - Tần số thao tác:
• Là số lần đóng cắt contactor trong một giờ. Có các cấp: 30, 100,
120, 150, 300, 600, 1200, 1500 lần / h.
• - Tính ổn định lực điện động:
• Tiếp điểm chính của contactor cho phép một dòng điện lớn đi qua
(khoảng 10 lần dòng điện định mức) mà lực điện động không làm
tách rời tiếp điểm thì contactor có tính ổn định lực điện động.
07/02/2020 10:12 SA

• - Tính oån ñònh nhieät:
• Contactor coù tính oån ñònh nhieät nghóa laø khi coù doøng
ñieän ngaén maïch chaïy qua trong moät khoaûng thôøi gian
cho pheùp, caùc tieáp ñieåm khoâng bò noùng chaûy vaø haøn
dính laïi.
07/02/2020 10:12 SA

c.Khởi động từ
Khái niệm và công dụng:
Khởi động từ có 1 công tăc tơ dùng đóng – ngắt từ xa và 1 rơ
le nhiệt bảo vệ quá tải.
Khởi động từ chia theo:
+ Điện áp định mức cuộn hút: 36V, 127V, 220V, 380V, 500V.
+ Kết cấu bảo vệ: loại hở, chống bụi, chống nước,…
+ Khả năng làm đổi chiều quay động cơ,
+ Số lượng và loại tiếp điểm: thường hở, thường đóng,…
07/02/2020 10:12 SA

Điều khiển động cơ bằng khởi động từ đơn:
• Công dụng:
Khởi động từ đơn là một loại khí cụ điện hạ áp được sử
dụng để điều khiển đóng cắt từ xa và bảo vệ quá tải cho
động cơ điện.
• Cấu tạo:
Khởi động từ đơn gồm một công tắc tơ và một bộ rơle nhiệt
ghép lại với nhau
07/02/2020 10:12 SA

2RN
L1MT
L2MT
N
L3MT
TT
TTTK
7
D
RN
1 2 3 4 5
MT
6
CC2
CC1
T T TT
1RN
D
T
07/02/2020 10:12 SA

Sơ đồ điều khiển động cơ điện:
•CD cầu dao đóng cắt mạch điện
•CC1,CC2 các cầu chì bảo vệ ngắn mạch mạch động lực và
mạch điều khiển
•D,MT các nút đóng dừng mở thuận và mở ngược
•T công tắc tơ đóng mở động cơ
•RN rơ le nhiệt bảo vệ quá tải cho động cơ.
•Đóng CD cấp nguồn cho mạch. Ấn MT công tắc tơ T có
điện đóng tiếp điểm T (2-3) tự duy trì đồng thời các tiếp
điểm T ở mạch động lực đóng lại cấp điện cho động cơ ĐC
khởi động
07/02/2020 10:12 SA

3.7 Các thiết bị bảo vệ
3.7.1 Cầu chì
Khái niệm chung
Cầu chì là một loại khí cụ điện dùng để bảo vệ thiết bị và lưới điện
tránh sự cố ngắn mạch, thường dùng để bảo vệ cho đường dây dẫn,
máy biến áp, động cơ điện, thiết bị điện, mạch điện điều khiển,
mạch điện thắp sáng.
Cầu chì có đặc điểm là đơn giản, kích thước bé, khả năng cắt lớn
và giá thành hạ nên được ứng dụng rộng rãi.
Các tính chất và yêu cầu của cầu chì:
Cầu chì có đặc tính làm việc ổn định, không tác động khi có dòng
điện mở máy và dòng điện định mức lâu dài đi qua.
- Đặc tính A-s của cầu chì phải thấp hơn đặc tính của đối tượng bảo
vệ.
- Khi có sự cố ngắn mạch, cầu chì tác động phải có tính chọn lọc.
- Việc thay thế cầu chì bị cháy phải dễ dàng và tốn ít thời gian.
07/02/2020 10:12 SA

Cấu tạo:
Cầu chì bao gồm các thành phần sau :
+ Phần tử ngắt mạch : đây chính là thành phần chính của cầu chì,
phần tử này phải có khả năng cảm nhận được giá trị hiệu dụng của
dòng điện qua nó.
Phần tử này có giá trị điện trở suất rất bé (thường bằng bạc, đồng,
hay các vật liệu dẫn có giá trị điện trở suất nhỏ lân cận với các giá
trị nêu trên...). Hình dạng của phần tử có thể ở dạng là một dây (tiết
diện tròn), dạng băng mỏng.
+ Thân của cầu chì : thường bằng thủy tinh, ceramic (sứ gốm ) hay
các vật liệu khác tương đương. Vật liệu tạo thành thân của cầu chì
phải đảm bảo được hai tính chất :
- Có độ bền cơ khí .
-Có độ bền về điều kiện dẫn nhiệt, và chịu đựng được các sự thay
đổi
-nhiệt độ đột ngột mà không hư hỏng.
07/02/2020 10:12 SA

+ Vật liệu lấp đầy (bao bọc quanh phần tử ngắt mạch trong thân cầu chì) :
thường bằng vật liệu silicat ở dạng hạt, nó phải có khả năng hâp thu được
năng lượng sinh ra do hồ quang và phải đảm bảo tính cách điện khi xảy
ra hiện tượng ngắt mạch.
+ Các đầu nối : Các thành phần này dùng định vị cố định cầu chì trên các
thiết bị đóng ngắt mạch ; đồng thời phải đảm bảo tính tiếp xúc điện tốt.
Nguyên lý hoạt động:
Đặc tính cơ bản của cầu chì là sự phụ thuộc của thời gian chảy đứt với
dòng điện chạy qua (đặc tính ampe – giây). Để có tác dụng bảo vệ,
đường ampe – giây của cầu chì tại mọi điểm phải thấp hơn đặc tính của
đối tượng cần bảo vệ.
+ Đối với dòng điện định mức của cầu chì : năng lượng sinh ra do hiệu
ứng Joule khi có dòng điện định mức chạy qua sẽ tỏa ra môi trường và
không gây nên sự nóng chảy, sự cân bằng nhiệt sẽ được thiết lập ở một
giá trị mà không gây sự già hóa hay phá hỏng bất cứ phần tử nào của cầu
chì.
07/02/2020 10:12 SA

+ Đối với dòng điện ngắn mạch của cầu chì : sự cân bằng
trên cầu chì bị phá hủy, nhiệt năng trên cầu chì tăng cao và
dẫn đến sự phá hủy cầu chì.
Người ta phân thành hai giai đọan khi xảy ra sự phá hủy cầu
chí :
- Quá trình tiền hồ quang (tp).
- Quá trình sinh ra hồ quang (ta)
Giản đồ thời gian của quá trình phát sinh hồ quang.
Quá trình tiền hồ quang : giả sử tại thời điểm t 0 phát sinh sự
quá dòng, trong khoảng thời gian tp làm nóng chảy cầu chì
và phát sinh ra hồ quang điện.
07/02/2020 10:12 SA

Phân loại ký hiệu và công dụng
- Cầu chì bảo vệ đường dây: ký hiệu L
- Cầu chì bảo vệ động cơ: ký hiệu M
- Cầu chì bảo vệ TBA: ký hiệu T
- Cầu chì bảo vệ linh kiện điện tử: ký hiệu R
Cầu chì dùng trong lưới điện hạ thế có nhiều hình dạng khác
nhau, trongsơ đồ nguyên lý ta thường ký hiệu cho cầu chì
theo một trong các dạng sau :
07/02/2020 10:12 SA

Cầu chì có thể được chia thành hai dạng cơ bản, tùy thuộc
vào nhiệm vụ :
+ Cầu chì lọai g : cầu chì dạng này có khả năng ngắt mạch,
khi có sự cố quá tải hay ngắn mạch xảy ra trên phụ tải.
+ Cầu chì lọai a : cầu chì dạng này chỉ có khả năng bảo vệ
duy nhất trạng thái ngắn mạch trên tải.
Muốn phân biệt nhiệm vụ làm việc của cầu chì, ta cần căn cứ
vào đặc tuyến Ampe - giây (là đường biểu diển mô tả mối
quan hệ giửa dòng điện qua cầu chì và thời gian ngắt mạch
của cầu chì).
07/02/2020 10:12 SA

Lựa chọn cầu chì
- Điện áp định mức là giá trị điện áp hiệu dụng xoay chiều xuất
hiện ở hai đầu cầu chì (khi cầu chì ngắt mạch), tần số của nguồn
điện trong phạm vi 48Hz đến 62Hz.
- Dòng điện định mức là giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay
chiều mà cầu chì có thể tải liên tục thường xuyên mà không làm
thay đổi đặc tính của nó.
- Dòng điện cắt cực tiểu là giá trị nhỏ nhất của dòng điện sự cố
mà dây chì có khả năng ngắt mạch. Khả năng cắt định mức là giá
trị cực đại của dòng điện ngắn mạch mà cầu chì có thể cắt.
Doøng điện
sử dụng
các đặc tính của doøng
điện
Các đặc tính của cầu
chì
Dòng điện
định mức
Dòng điện
cắt cực tiểu
Dòng điện
cắt giới hạn
Khả năng cắt
định mức
Doøng điện
ngắn mạch
07/02/2020 10:12 SA

Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng
Khởi động từ ưu điểm hơn cầu dao ở chỗ điều khiển đóng
cắt từ xa nên an toàn cho người thao tác, đóng cắt nhanh,
bảo vệ được quá tải cho động cơ, khoảng không gian lắp
đặt va thao tac gọn (một tủ điện co thể lắp đặt nhiều động
cơ). Vì vậy được sử dụng rộng rãi cho mạch điện hạ áp.
07/02/2020 10:12 SA

Tính Chọn Khởi Động Từ
Chọn khởi động từ là chọn một công tắc tơ và một rơ le
nhiệt sao cho dòng dịnh mức của công tắc tơ phù hợp vơi dòng
điện bảo vệ của rơle nhiệt và đảm bảo yêu cầu sau:
- Tiếp điểm có độ bền cơ khí cao .
- Thao tác đóng cắt dứt khoát .
- Tiêu thụ công suất ít nhất .
- Bảo vệ tin cậy động cơ điện khỏi bị quá tải lâu dài .
Thỏa mãn điều kiện khởi động của động cơ điện không
đồng bộ lồng sóc có bội số dòng điện khởi động từ (5-7 )lần
dòng điện định mức.
07/02/2020 10:12 SA

• Điện áp định mức cuộn hút: 36V, 127V, 220V, 380V,
500V.
• + Kết cấu bảo vệ: loại hở, chống bụi, chống nước,…
• + Khả năng làm đổi chiều quay động cơ,
• + Số lượng và loại tiếp điểm: thường hở, thường
đóng,…
• +Dòng điện định mức.
• + Dòng điện tác động quá tải.
• + Điện áp định mức cuộn hút.
• + Công suất định mức.
• + Số tiếp điểm thích hợp.
07/02/2020 10:12 SA

Chương 3: Các máy điện dùng trong
điều khiển công nghiệp.
3.1. Những khái niệm cơ bản về máy điện
3.1.1. Định nghĩa
Máy điện là thiết bị điện từ, có nguyên lý làm việc dựa vào hiện
tượng cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi năng lượng cơ năng thành
điện năng (máy phát điện), điện năng thành cơ năng (động cơ điện),
hoặc biến đổi các thông số khác như điện áp, dòng điện, tần số, số
pha…
3.1.2 Phân loại
Máy điện có nhiều loại được phân chia theo nhiều cách khác
nhau, ví dụ theo công suất, theo cấu tạo, theo chức năng, theo loại
dòng điện (xoay chiều, một chiều), theo nguyên lý làm việc, …Trong
học phần này ta dựa trên nguyên lý biến đổi năng lượng (máy điện
tĩnh, máy điện quay).
07/02/2020 10:14 SA

b. Máy điện quay
Máy điện quay làm việc dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ, lực
điện từ do từ trường và dòng điện trong các cuộn dây gây ra
Loại máy này dùng để biến đổi dạng năng lượng như cơ năng thành
điện năng (máy phát điện) hoặc ngược lại như điện năng thành cơ
năng (động cơ điện). Quá trình biến đổi năng lượng này có tính
thuận nghịch nghĩa là máy điện có thể làm việc ở chế độ máy phát
điện và động cơ điện.
a. Máy điện tĩnh
Máy điện tĩnh làm việc dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ, do sự
biến đổi từ thông trong các cuộn dây không có sự chuyển động
tương đối với nhau
07/02/2020 10:12 SA

3.1.3 Tính thuận nghịch máy điện
a. Chế độ máy phát điện
Dùng động cơ sơ cấp kéo roto của máy phát điện, khi
roto quay làm cho các thanh dẫn chuyển động với vận tốc v
trong từ trường của nam châm N-S, trong thanh dẫn sẽ cảm ứng
một sức điện động e. Nếu nối 2 cực của thanh dẫn với tải thì sẽ
có dòng điện chạy qua tải (chiều của dòng điện được xác định
theo quy tắc bàn tay phải ).
07/02/2020 10:12 SA

Nếu bỏ qua điện trở của thanh dẫn thì điện áp
đặt vào tải u~ e. Công suất điện cung cấp cho
tải là:
Pđ = u.i = e.i
Dòng điện i nằm trong từ trường sẽ chịu tác
dụng của lực điện từ Fđt=B.i.l có chiều như
hình vẽ.
Khi máy quay với tốc độ không đổi, lực điện
từ sẽ cân bằng với lực cơ của động cơ sơ cấp
Fcơ=Fđt
nhân cả hai vế với v ta có:
Fcơ.v= Fđt.v = B.i.l.v = e.i = Pđ
Như vậy công suất của động cơ sơ cấp Pcơ=Fcơ.v đã được biến đổi
thành công suất điện Pđ = e.i nghĩa là cơ năng đã được biến đổi
thành điện năng
07/02/2020 10:12 SA

b. Chế độ động cơ điện
Cung cấp cho máy một điện áp u, trong thanh dẫn
xuất hiện dòng điện i, dưới tác dụng của từ trường
sẽ có lực điện từ tác dụng lên thanh dẫn làm thanh
dẫn chuyển động với vận tốc v.
Lực điện từ được xác định theo công thức:
Fđt = B.i.l
Như vậy công suất điện đưa vào động cơ đã biến thành công suất cơ
trên trục động cơ (điện năng đã biến thành cơ năng).
P=ui=ei=Bil=Fđt.v
Ta nhận thấy cùng một thiết bị điện từ tùy vào dạng năng lượng đưa
vào mà máy điện có thể làm việc ở chế độ máy phát điện hoặc động cơ
điện. Đây chính là tính chất thuận nghịch của mọi loại máy điện.
07/02/2020 10:12 SA

3.1.4. Vật liệu chế tạo máy điện
Vật liệu chế tạo máy điện gồm:
Vật liệu dẫn điện: Là những vật liệu có nhiệm vụ dẫn điện, dẫn từ
trong máy điện như đồng, nhôm, hợp kim của đồng …
- Vật liệu dẫn từ: dùng để chế tạo các bộ phận của mạch từ, người ta
dùng các vật liệu sắt từ để làm mạch từ, thép lá kỹ thuật điệ, thép lá
thường, thép đúc, thép rèn…
- Vật liệu cách điện: Vật liệu cách điện để cách ly các bộ phận mang
điện với các bộ phận không mang điện, hoặc cách ly giữa các bộ phận
mang điện với nhau như giấy, vải, gỗ, tre, sứ, cao su tổng hợp
- Vật liệu kết cấu: Là những vật liệu dùng để chế tạo các bộ phận và
chi tiết truyền động của máy điện theo các dạng cần thiết, đảm bảo cho
máy điện làm việc bình thường như gang, thép, các kim loại màu, hợp
kim và các loại chất dẻo.
07/02/2020 10:12 SA

3.1.5 Phát nóng và làm mát máy điện
- Làm mát kiểu tự nhiên: không có bộ phận thổi gió làm lạnh mà chỉ
chế tạo có các cánh tản nhiệt trên vỏ máy để tăng thêm bề mặt tản
nhiệt. Thường dùng với các máy điện có công suất nhỏ khoảng vài
chục đến vài trăm oát
- Làm mát trong có quạt gió đặt ở đầu trục để tuần hoàn gió bên trong
máy
- Làm mát mặt ngoài: máy thuộc kiểu kín, ở đầu trục bên ngoài máy
có đặt quạt gió và nắp quạt gió để hướng gió thổi dọc mặt ngoài của
máy
Trong quá trình làm việc có tổn hao công suất. Tổn hao trong máy
điện gồm tổn hao sắt từ (do hiện tượng từ trễ và dòng xoáy) trong
thép, tổn hao đồng trong điện trở dây quấn và tổn hao ma sát ở máy
điện quay). Tất cả tổn hao năng lượng đều biến thành nhiệt năng làm
nóng máy điện. Do vậy cần phải làm mát máy điện.
07/02/2020 10:12 SA

3.2 Máy biến áp
07/02/2020 10:12 SA

3.2.1 Định nghĩa
Máy biến áp (MBA) là một thiết bị điện từ tĩnh làm
việc trên nguyên lý cảm ứng điện từ để chuyển đổi điện áp
của mạng điện xoay chiều từ cấp điện áp này sang cấp điện
áp khác nhưng vẫn giữ nguyên tần số.
Máy biến áp là thiết bị làm việc dưới dạng mạch hai cửa,
phía nối với nguồn gọi là sơ cấp, các đại lượng liên quan đến
sơ cấp được ký hiệu kèm số 1, phía nối với tải được gọi là
thứ cấp, các đại lượng liên quan đến thứ cấp được ký hiệu
kèm số 2.
Ví dụ:
Điện áp sơ cấp ký hiệu là U1, điện áp thứ cấp ký hiệu là U2.
U1 > U2 : Máy biến áp giảm áp.
U1 < U2 : Máy biến áp tăng áp.
07/02/2020 10:12 SA

4.2.2 Vai trò và công dụng của MBA
Để dẫn điện từ nhà máy phát điện đến hộ tiêu thụ cần phải có đường
dây tải điện. Nếu khoảng cách từ nơi sản xuất điện đến hộ tiêu thụ lớn,
một vấn đề đặt ra là việc truyền tải điện năng đi xa làm sao cho kinh tế
nhất.
Điện áp máy phát thường là 6.3; 10.5; 15.75; 38,5 kV. Để nâng cao
khả năng truyền tải và giảm tổn hao công suất trên đường dây, phải
giảm dòng điện chạy trên đường dây bằng cách nâng cao điện áp. Vì
vậy ở đầu đường dây cần đặt MBA tăng áp. Mặt khác điện áp của tải
thường khoảng 127-500V hoặc 3-6KV vì vậy ở cuối đường dây cần
đặt MBA giảm áp.
07/02/2020 10:12 SA

Phân loại máy biến áp:
-Máy biến áp điện lực để truyền tải và phân phối công suất
trong hệ thống điện lực.
-Máy biến áp chuyên dùng sử dụng ở lò luyện kim, các thiết
bị chỉnh lưu, máy biến áp hàn ...
- Máy biến áp tự ngẫu dùng để liên lạc trong hệ thống điện,
mở máy động cơ không đồng bộ công suất lớn.
-Máy biến áp đo lường dùng để giảm các điện áp và dòng
điện lớn đưa vào các dụng cụ đo tiêu chuẩn.
-Máy biến áp thí nghiệm dùng để thí nghiệm điện áp cao…
07/02/2020 10:12 SA

3.2.3 Cấu tạo MBA.
Máy biến áp bao gồm 2 bộ phận chính: là lõi thép MBA và
dây quấn MBA.
Ngoài ra còn có các phần khác như vỏ máy, cách điện, sứ
đỡ, các thiết bị làm mát, thùng giãn dầu, . . .
-Lõi thép máy biến áp dùng để dẫn từ thông chính của máy,
đư ợc chế tạo từ những vật liệu dẫn từ tốt, thường là thép kỹ
thuật điện. Thép kỹ thuật điện dày (0,35mm 0,5mm, hai mặt
có sơn cách điện với nhau) ghép lại với nhau. Lõi thép dùng
làm mạch dẫn từ, đồng thời làm khung để quấn dây.
- Lõi thép gồm có hai phần: trụ (T) và gông (G). Trụ là phần
lõi thép có dây quấn; gông là phần lõi thép nối các trụ lại với
nhau thành mạch từ kín và không có dây quấn.
3.2.3.1 Lõi thép MBA
07/02/2020 10:12 SA

3.2.3.2 Dây quấn
• Dây quấn máy biến áp là bộ phận dùng để thu nhận năng
lượng vào và truyền tải năng lượng đi.
• Dây quấn máy biến áp được chế tạo bằng dây đồng hoặc
nhôm, có tiết diện hình tròn hoặc hình chữ nhật. Đối với dây
quấn có dòng điện lớn, sử dụng các sợi dây dẫn được mắc
song song để giảm tổn thất do dòng điện xoáy trong dây dẫn.
Bên ngoài dây quấn được bọc cách điện.
• Dây quấn được tạo thành các bánh dây (gồm nhiều lớp) đặt
vào trong trụ của lõi thép. Giữa các lớp dây quấn, giữa các
dây quấn và giữa mỗi dây quấn và lõi thép phải cách điện tốt
với nhau. Phần dây quấn nối với nguồn điện được gọi là dây
quấn sơ cấp, phần dây quấn nối với tải được gọi là dây quấn
thứ cấp.
07/02/2020 10:12 SA

3.2.3.3 Vỏ máy
Vỏ MBA làm bằng thép gồm hai bộ phận: thùng và nắp thùng.
- Thùng máy biến áp: Trong thùng máy biến áp đặt lõi thép, dây quấn
và dầu biến áp. Dầu biến áp làm nhiệm vụ tăng cường cách điện và
tản nhiệt. Lúc MBA làm việc, một phần năng lượng tiêu hao thoát ra
dưới dạng nhiệt làm dây quấn, lõi thép và các bộ phận khác nóng lên.
Nhờ sự đối lưu trong dầu và truyền nhiệt từ các bộ phận bên trong
máy biến áp sang dầu và từ dầu qua vách thùng ra môi trường xung
quanh.
- Nắp thùng máy biến áp : Dùng để đậy trên thùng và trên đó có các
bộ phận quan trọng như :
• + Sứ ra của dây quấn cao áp và dây quấn hạ áp. Làm nhiệm vụ
cách điện.
• + Bình dãn dầu (bình dầu phụ) có ống thủy tinh để xem mức dầu.
• + Ống bảo hiểm : làm bằng thép, thường làm thành hình trụ
nghiêng, một đầu nối với thùng, một đầu bịt bằng một đĩa thuỷ tinh.
Nếu vì lý do nào đó, áp suất trong thùng tăng lên đột ngột, đĩa thuỷ
tinh sẽ vỡ, dầu theo đó thoát ra ngoài để MBA không bị hỏng.
07/02/2020 10:12 SA

+ Lỗ nhỏ đặt nhiệt kế.
+ Rơle hơi dùng để bảo vệ máy biến áp.
+ Bộ truyền động cầu dao đổi nối các đầu điều chỉnh điện áp của
dây quấn cao áp.
07/02/2020 10:12 SA

• CÁC THÔNG SỐ ĐỊNH MỨC CỦA MBA
• Các thông số định mức của máy biến áp được qui
định do nhà sản xuất khi chế tạo để máy vận hành ở
chế độ liên tục, dài hạn. Các giá trị định mức gồm:
Uđm, Iđm, Sđm
• Điện áp sơ cấp định mức (ký hiệu là U1đm) là điện áp
nguồn cấp đến ngõ vào biến áp theo qui định của nhà
sản xuất. Điện áp này tương thích với số vòng dây
quấn của bộ dây sơ cấp.
• Điện áp thứ cấp định mức (ký hiệu là U2đm) là điện áp
đo được ở hai đầu dây quấn thứ cấp khi thứ cấp hở
mạch không đấu vào tải và áp cấp vào sơ cấp bằng
đúng giá trị định mức
07/02/2020 10:12 SA

• CHÚ Ý:
Máy biến áp vận hành không tải khi: thứ cấp hở mạch
không đấu vào tải và sơ cấp được cấp điện áp từ
nguồn có giá trị bằng đúng định mức. Trong hình vẽ
dưới, điện áp thứ cấp không tải được ký hiệu là U20;
điện áp cung cấp phía sơ cấp là U1
07/02/2020 10:12 SA

• Dòng điện định mức sơ cấp (ký hiệu là I1đm) và dòng
điện định mức phía thứ cấp (ký hiệu là I2đm) là dòng
điện qui định bởi nhà sản xuất cho phép qua các
dây quấn để biến áp vận hành đạt được công suất
định mức tương ứng với điện áp định mức.
07/02/2020 10:12 SA

Bài tập: Cho máy biến áp 1 pha: 10 KVA, 2400 V /
240 V – 50 Hz. Tìm I1đm, I2đm; I1 ,I2 , công suất biểu
kiến cấp đến tải khi Kt = 0.8
07/02/2020 10:12 SA


3.2.4 Máy biến áp 1 pha
3.2.4.1 Nguyên lý làm việc
Xét sơ đồ nguyên lý của một máy biến áp như sau:
(Dây quấn sơ cấp có w1 vòng dây, dây quấn thứ cấp có w2 vòng
dây được quấn trên lõi thép)
Khi đặt một điện áp xoay chiều u1 vào dây quấn sơ cấp, trong đó
sẽ có dòng điện i1, trong lõi thép sẽ sinh ra từ thông
Từ thông này móc vòng với cả hai dây quấn sơ cấp và thứ cấp,
cảm ứng ra sức điện động e1 và e2. Dây quấn thứ cấp có sức điện
động sẽ sinh ra dòng điện i2 đưa ra tải với điện áp là u2. Như vậy
năng lượng của dòng điện xoay chiều đã được truyền từ dây quấn sơ
cấp sang dây quấn thứ cấp.
07/02/2020 10:12 SA

t
m 

 sin

)
2
sin(
2
cos
sin
1
1
1
1
1














 t
E
t
w
dt
t
d
w
dt
d
w
e m
m
)
2
sin(
2
cos
sin
2
2
2
2
2














 t
E
t
w
dt
t
d
w
dt
d
w
e m
m
m
m
m
fw
fw
w
E 




1
1
1
1 44
,
4
2
2
2



m
m
m
fw
fw
w
E 




2
2
2
2 44
,
4
2
2
2



Giả sử điện áp xoay chiều đặt vào là một hàm số hình sin, thì từ
thông do nó sinh ra cũng là một hàm số hình sin:
Do đó theo định luật cảm ứng điện từ (định luật Faraday), sức điện
động cảm ứng trong các dây quấn sơ cấp và thứ cấp sẽ là:
Trong đó:
E1, E2 là giá trị hiệu dụng của các sức điện động dây quấn sơ cấp
và dây quấn thứ cấp
07/02/2020 10:12 SA

Các biểu thức trên cho thấy sức điện động cảm ứng trong dây quấn
chậm pha với từ thông sinh ra nó 1 góc 2
/

Dựa vào các biểu thức trên ta xác định được tỷ số biến đổi của máy
biến áp như sau:
2
1
2
1
w
w
E
E
k 

2
2
1
1 ; E
U
E
U 

2
1
2
1
U
U
E
E
k 

Nếu không kể điện áp rơi trên các dây quấn thì có thể coi
do đó k được xem như là tỷ số điện áp giữa dây quấn sơ cấp và dây
quấn thứ cấp:
Đối với máy tăng áp: U2 > U1 ; w2> w1
Đối với máy hạ áp: U2 < U1 ; w2< w1
Nếu bỏ qua tổn hao trong MBA, có thể coi gần đúng, quan hệ giữa
các lượng sơ cấp và thứ cấp như sau:
07/02/2020 10:12 SA

3.2.4.2. Mô hình toán học của MBA
a. Phương trình cân bằng điện áp phía sơ cấp
07/02/2020 10:12 SA

b. Phương trình cân bằng điện áp phía thứ cấp
07/02/2020 10:12 SA

c. Phương trình cân bằng sức từ động
07/02/2020 10:12 SA

d. Sơ đồ thay thế của MBA
07/02/2020 10:12 SA

3. 2.4.3 Xác định các tham số của MBA
0
0
1 0
cos
.
dm
P
U I
 
Hệ số công suất lúc không tải: 0.1-0.3
Không nên để máy ở tình trạng không tải hoặc non tải.
07/02/2020 10:12 SA

2.Chế độ ngắn mạch
• Chế độ ngắn mạch là chế độ ở phía thứ cấp bị nối
tắt lại, sơ cấp vẫn đặt điện áp. Trong vận hành, do
nhiều nguyên nhân: hai dây dẫn phía thứ cấp bị
chập vào nhau, rơi xuống đất hoặc nối với nhau
bằng một dây có tổng trở rất nhỏ. Đây là tình trạng
sự cố.
• Vì tổng trở của bên thứ cấp rất bé so với nhánh từ
hóa nên có thể coi gần đúng bỏ qua nhánh từ hóa.
Dòng điện sơ cấp là dòng điện ngắn mạch In;
• ZMBA= Z1+Z2
’ = Zn
07/02/2020 10:12 SA

Vì dòng ngắn mạch rất lớn so với Iđm
nên nguy hiểm đối với MBA và ảnh
hưởng đến tải dùng điện do vậy cần
tránh tình trạng ngắn mạch.
07/02/2020 10:12 SA

3. Chế độ có tải
Hệ số có tải:
2 1
1
2 1d
dm m
I I
k
I I
  0
t
n
P
k
P

ar t
t
t
X
etg
R
 
07/02/2020 10:12 SA

Bài tập 1: MBA một pha có Sđm = 150KVA; U1đm =
2400V; U2đm = 240V; R1 = 0,2Ω; X1 = 0,45Ω;
R2 = 0,2mΩ; X2 = 4,5mΩ
1.Tính Rn; Xn; I1đm; I2đm
2.Tính Pn; P0 biết cosφt = 0.8; hệ số Kt = 1; hiệu
suất η = 0.982
Bài tập 2: MBA một pha có R1 = 200Ω; R2 = 2 Ω; L1 =
50mH; L2 = 0.5mH; w1/w2 = 10;
Sơ cấp MBA nối với máy phát có f = 5kHz; điện trở
trong Rtr = 1600 Ω; Sức điện động E = 100v; Thứ cấp
nối với tải có Rtải = 16 Ω;
Xác định công suất tiêu thụ tải; Utải
07/02/2020 10:12 SA

Bài tập 3: MBA một pha có R1 = 200Ω; R2 = 2 Ω; L1 =
50mH; L2 = 0.5mH; w1/w2 = 10;
Sơ cấp MBA nối với máy phát có f = 5kHz; điện trở
trong Rtr = 1600 Ω; Sức điện động E = 100v; Thứ cấp
nối với tải có Rtải = 16 Ω;
Xác định công suất tiêu thụ tải; Utải
07/02/2020 10:12 SA

3. 2.4.3 MBA 3 pha
1. Cấu tạo
Tại các trạm biến áp từ cao áp 15Kv xuống hạ áp 220/380v-3PH
để phân phối điện năng cho các hộ tiêu dùng phải cần máy biến
áp ba pha hoặc 3 máy biến áp một pha đấu chung lại.
Cơ cấu của máy biến áp ba pha gồm 1 mạch từ có 3 cột được
ghép lại bằng các lá sắt từ tính. Trên ba cột được bố trí các cuộn
dây sơ cấp và thứ cấp. Các cuộn dây này được cuốn đồng tâm,
có lớp cách điện dày giữa cuộn sơ cấp và thứ cấp (với máy biến
áp cách ly). Sức từ động sinh ra do 3 cuộn sơ cấp tạo ra các từ
thông. Từ thông sinh ra bởi cuộn AX đi xuyên qua các cuộn B,
C. Còn từ thông tạo bởi cuộn BY đi xuyên qua các cột A,C. Từ
thông tạo bởi cuộn BY đi xuyên qua các cột A, B. Vì thế trên
từng cột, các cuộn thứ cấp sinh ra sức điện động tương ứng cùng
pha với cuộn sơ cấp trên cùng một mạch từ.
07/02/2020 10:12 SA

Các cuộn dây ở phía sơ cấp hoặc thứ cấp có thể đấu Y hoặc Δ .
Ký hiệu các cuộn pha sơ cấp là AX, BY, CZ. Còn các cuộn pha
thứ cấp được ký hiệu tương ứng ax, by. cz
07/02/2020 10:12 SA

Nguyên lý làm việc:
Nguyên lý làm việc của máy biến áp ba pha giống như máy biến
áp một pha. Khi nghiên cứu sự làm việc của máy biến áp ba pha
có phụ tải đối xứng, ta chỉ cần nghiên cứu cho một pha. Tuy
nhiên khi sử dụng máy biến áp ba pha ta cần chú ý một số điểm
sau: hệ số máy biến áp (tỷ số giữa điện áp dây sơ cấp và thứ cấp)
và phụ thuộc vào cách nối dây quấn.
Tổ đấu nối dây:
Để máy biến áp ba pha có thể làm việc được, các dây quấn pha
sơ cấp hoặc thứ cấp phải được nối với nhau theo một qui luật
nhất định. Ngoài ra sự phối hợp kiểu nối dây quấn sơ cấp với
kiểu nối dây quấn thứ cấp cũng hình thành các tổ nối dây quấn
khác nhau. Hơn nữa, khi thiết kế, việc quyết định dùng tổ nối
dây quấn cũng phải thích ứng với kiểu kết cấu của mạch từ để
tránh những hiện tượng không tốt như: sức điện động pha không
sin, tổn hao phụ tăng…
07/02/2020 10:12 SA

* Khi tổ nối dây Δ/ Δ : sơ cấp nối Δ nên Ud1 = Up1
thứ cấp nối Δ nên Ud2 = Up2
07/02/2020 10:12 SA

3.3 ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU KHÔNG ĐỒNG BỘ
Là thiết bị biến đổi trực tiếp điện năng xoay chiều thành cơ
năng để quay các máy sản xuất. Động cơ điện xoay chiều
không đồng bộ là loại động cơ điện được sử dụng phổ biến
nhất hiện nay cả trong công nghiệp lẫn trong dân dụng, bởi vì
nó có rất nhiều ưu điểm:
Cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo.
Không có chổi than - cổ góp nên tuổi thọ cao, vận hành an
toàn.
Giá thành rẻ hơn rất nhiều so với các động cơ khác cùng
công suất.
07/02/2020 10:12 SA

Động cơ không đồng bộ 3 pha gồm 2 loại:
 Rotor lồng sóc
 Rotor dây quấn
Động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc
90kW, 1484v/ph, 630kg
(Nguồn: ABB motors)
07/02/2020 10:12 SA

Động cơ không đồng bộ
07/02/2020 10:12 SA

Động cơ không đồng bộ là động cơ điện hoạt động với tốc độ
quay của Rotor chậm hơn so với tốc độ quay của từ trườngStator.
Ta thường gặp động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc vì đặc tính
hoạt động của nó tốt hơn dạng dây quấn.
07/02/2020 10:12 SA

3.3.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ĐC KĐB
07/02/2020 10:12 SA

Động cơ không đồng bộ ba pha gồm hai phần chính là stator và
rotor, ngoài ra còn có vỏ máy, nắp máy và trục máy. Trục làm bằng
thép, trên có gắn rotor, ổ bi và phía cuối trục có gắn một quạt gió
để làm mát máy dọc trục.
* Stator (Phần tĩnh)
Stator gồm hai bộ phận chính là lõi thép và dây quấn, ngoài ra còn
có vỏ máy và nắp máy.
+ Lõi thép
Lõi thép stator có dạng hình trụ, làm bằng các lá thép kỹ thuật điện
được dập rãnh bên trong rồi ghép lại với nhau tạo thành các rãnh
théo hướng trục. Lõi thép được ép vào trong vỏ máy.
07/02/2020 10:12 SA

+ Dây quấn stator
Dây quấn stator thường được làm bằng dây đồng có bọc cách điện
và đặt trong các rãnh của lõi thép. Dòng điện xoay chiều ba pha
chạy trong dây quấn ba pha stator sẽ tạo nên từ trường quay
* Rotor (phần quay)
Rotor là phần quay gồm có lõi thép, dây quấn và trục máy
07/02/2020 10:12 SA

+ Lõi thép
Lõi thép rotor gồm các lá thép kỹ thuật điện được lất từ phần
bên trong của lõi thép stator ghép lại, mặt ngoài có dập rãnh để
đặt dây quấn, ở giữa có dập lỗ để lắp trục
+ Dây quấn rotor
Dây quấn rotor của máy điện không đồng bộ ba pha có hai
kiểu: Rotor ngắn mạch hay còn gọi là rotor lồng sóc và rotor
dây quấn
Rotor lồng sóc gồm những thanh đồng hoặc những thanh nhôm
đặt trong rãnh và bị ngắn mạch bởi hai vành ngắn mạch ở hai
đầu. Với động cơ nhỏ, dây quấn rotor được đúc nguyên khối
gồm: thanh dẫn, vành ngắn mạch, cánh tản nhiệt và cánh quạt
làm mát. Các động cơ công suất trên 100kW thanh dẫn làm
bằng đồng được đặt vào rãnh rotor và gắn chặt vào vành ngắn
mạch.
07/02/2020 10:12 SA

Rotor dây quấn cũng giống như dây quấn ba pha stator và có cùng số
cực từ như dây quấn stator. Dây quấn kiểu này luôn luôn đấu hình sao
và có ba đầu ra đấu vào ba vành trượt, gắn vào trục quay của rotor và
cách điện với trục. Ba chổi than cố định và luôn tỳ lên vành trượt để
dẫn điện vào một biến trở cũng nối sao nằm ngoài động cơ để khởi
động hoặc điều chỉnh tốc độ.
07/02/2020 10:12 SA

Cấu tạo và nguyên lý làm việc của 3 pha roto lồng sóc
a: Stator; b: Lá thép stator; c: Lá thép rotor
d: Dây ngắn mạch; e: Rotor
f: Ký hiệu động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc.
07/02/2020 10:12 SA

Cấu tạo của động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc bao gồm hai
bộ phận chính là: rotor và stator. Cả rotor và stator đều được chế tạo
từ các lá thép kỹ thuật điện ghép lại với nhau. Bên trong stator người
ta dập các rãnh để đặt các bối dây của dây quấn 3 pha, các bối dây
được xắp đặt sao cho ba cuộn dây của ba pha lệch nhau 120o điện.
Trên bề mặt của rotor người ta cũng dập các rãnh và đặt các thanh
nhôm vào đây, các thanh nhôm được nối ngắn mạch ở hai đầu rotor
(người ta gọi là rotor ngắn mạch hay rotor lồng sóc).
Khi nối dây quấn ba pha của stator với lưới điện xoay chiều ba pha,
dòng điện chảy qua ba cuộn dây sinh ra từ trường. Do cấu tạo của dây
quấn stator mà từ trường tổng hợp do dây quấn stator tạo nên là từ
trường quay. Từ trường này quay với tốc độ:
n1 = 60.f/p
Trong đó:
n1 : Tốc độ của từ trường stator,
f : Tần số của dòng điện xoay chiều 3 pha,
p : Số đôi cực của dây quấn stator.
07/02/2020 10:12 SA

Từ trường quay biến thiên qua các thanh nhôm ngắn mạch
của rotor, làm xuất hiện trên các thanh nhôm sức điện động
cảm ứng. Vì các thanh nhôm ngắn mạch nên sức điện động
trên các thanh nhôm sẽ tạo ra dòng điện ngắn mạch. Tương
tác giữa dòng điện ngắn mạch trên rotor với từ trường quay
của stator tạo nên moment quay rotor. Vì giữa rotor, stator
có khe hở và để duy trì sức điện động cảm ứng trên thanh
nhôm của rotor nên tốc độ của rotor chậm hơn so với tốc độ
của từ trường quay.
Tốc độ của rotor là: n = 60.f.(1 - s)/p.
Trong đó:
n: Tốc độ của rotor,
s: Hệ số trượt tốc độ.
07/02/2020 10:12 SA

Cấu tạo của Rotor dây quấn
a) Lõi thép: gồm các lá thép kỹ thuật điện giống stator, các lá thép này
lấy từ phần ruột bên trong khi dập lá thép stator. Mặt ngoài có xẻ rãnh
đặt dây quấn rotor .Ở giữa có lỗ để gắn với trục máy. Trục máy được
gắn với lõi thép rotor và làm bằng thép tốt.
b) Dây quấn: được đặt trong lõi thép rotor, và phân làm 2 loại chính:
loại rotor kiểu lồng sóc và loại rotor kiểu dây quấn.
+ Loại rotor dây quấn: có dây quấn giống như dây quấn stator.
Dây quấn ba pha của rotor thường đấu sao, ba đầu còn lại được nối với
ba vành trượt làm bằng đồng gắn ở một đầu trục, cách điện với nhau và
với trục. Thông qua chổi than và vành trượt, có thể nối dây quấn rotor
với điện trở phụ bên ngoài để cải thiện tính năng mở máy, điều chỉnh
tốc độ hoặc cải thiện hệ số công suất của máy. Khi làm việc bình
thường, dây quấn rotor được nối ngắn mạch. cách nối dây rotor dây
quấn với điện trở bên ngoài và ký hiệu của nó trong các sơ đồ điện.
07/02/2020 10:12 SA

Khi cho dòng điện ba pha chạy trong dây quấn stator
thì trong khe hở không khí xuất hiện từ trường quay với tốc
độ n1= 60f/p. Từ trường này quét qua dây quấn rotor và
cảm ứng trong dây quấn rotor một sức điện động E2. Vì dây
quấn rotor nối ngắn mạch nên trong dây quấn có dòng điện
I2 chạy qua. Từ thông do dòng điện này sinh ra hợp với từ
thông phía stator tạo thành từ thông tổng ở khe hở. Dòng
điện trong dây quấn rotor tác dụng với từ thông tổng sinh ra
mômen làm rotor quay với tốc độ n = n1(1-s) (s là hệ số
trượt, khi rotor đứng yên thì s=1, khi rotor quay định mức
thì s = 0,02 ÷ 0,06).
07/02/2020 10:12 SA

Ký hiệu động cơ trên bản vẽ
ĐC KĐB 3pha Roto dây quấn
ĐC KĐB 3pha Roto lồng sóc
07/02/2020 10:12 SA

+ Lựa chọn điện áp làm việc và kiểu nối dây.
Điện áp làm việc và kiểu nối dây của động cơ do nhà sản
xuất quy định thường được ghi trên nhãn động cơ.
Ví dụ: Một động cơ trên nhãn ghi: Y/ - 220V/380V.
Nghĩa là nếu nối động cơ theo kiểu Y thì điện áp dây cấp cho
động cơ là 220V. Còn nếu nối động cơ theo kiểu  thì điện
áp dây cấp cho động cơ là 380V.
07/02/2020 10:12 SA

Lưới điện
A B C
Z
Y
X
Lưới điện
A B C
Z
Y
X
- Nối hình tam giác.
2. Cách đấu nối
Nối hình sao
Để đơn giản cho việc đấu nối các đầu nối thực tế được bố trí như sau:
A B C
Z X Y
Muốn nối động cơ theo
hình sao hay tam giác ta
dùng cầu nối sau:
07/02/2020 10:12 SA

3.3.2 Các công thức tính toán cơ bản về ĐC KĐB
 Tốc độ đồng bộ:
1
2
db
f
p p


  
 Độ trượt (slip):
db
db
s
 



 Tốc độ trượt:
sl db db
s
   
  
 Tốc độ động cơ (tốc độ quay của rotor):
(1 ) db
s
 
 
07/02/2020 10:12 SA

Các công thức tính toán cơ bản về ĐC KĐB
 Quan hệ giữa dòng stator và dòng rotor:
 
' ' '
2 2 2
1
m
m
R s j X X
jX
 
 
 

I
I
 Công suất truyền qua khe hở không khí (công suất điện từ):
'
'2 2
2
3
dt
R
P I
s
 
  
 
 Tổn hao đồng rotor:
'2 '
2 2
3
Cu r
P I R
 
 Công suất cơ (công suất đưa ra trục động cơ):
'2 '
2 2
3 (1 )
c dt dt
P P I R s P
   
 Momen sinh ra trên trục động cơ (momen điện từ):
'
'2 2
2
3
c dt
db db
P P R
M I
s
  
 
    
 
07/02/2020 10:12 SA

 Momen cực đại của động cơ:
 
2
max 2
2 '
2
3
2
t
db
t t t
V
M
R R X X


  
 Độ trượt tại đó momen động cơ đạt cực đại:
 
'
2
2
2 '
2
m
t t
R
s
R X X
 
 
07/02/2020 10:12 SA

Lưu ý:
Độ trượt sm tỉ lệ thuận với '
2
R , tuy nhiên max
M không phụ thuộc vào '
2
R .
Momen động cơ có thể tính qua max
M và sm:
1
max
'
2
1
'
2
2 1
2
m
m
m
R
M
R
M
s R
s
s
s s R
 

 
 

 
Thông thường: 1
'
2
1
R
R
nên:
max
2
m
m
M
M
s
s
s s


07/02/2020 10:12 SA

Phương trình đặc tính cơ của động cơ KĐB là mối quan hệ M=f(s)
 
2
1 2
2
2
2
1 1 2
3
2
f
pU R
M
R
fs R X X
s



 

  
  
 
 
 
 
 
07/02/2020 10:12 SA

3.3.3. Các phương pháp hạn chế dòng điện khởi động của động cơ
không đồng bộ 3 pha
Khi đóng trực tiếp lưới điện động cơ để mở máy thì lúc đầu do rotor
chưa quay, độ trượt (s = 1) nên dòng điện cảm ứng lớn.
Imm = ( 5 ÷ 7 ) Iđm
Dòng điện này có trị số đặc biệt lớn ở các động cơ công suất trung
bình và lớn tạo ra nhiệt đốt nóng động cơ và gây xung lực có hại cho
các cuộn dây trong động cơ. Tuy dòng điện lớn nhưng mômen mở
máy nhỏ:
Mmm = ( 0,5 ÷ 1,5 ) Mđm
Nói chung khi mở máy động cơ cần xét đến các yêu cầu cơ bản sau:
- Phải có mômen mở máy đủ lớn để thích ứng với đặc tính cơ của
tải.
- Dòng điện mở máy càng nhỏ càng tốt.
- Phương pháp mở máy và thiết bị mở máy phải đơn giản, rẻ tiền,
làm việc chắc chắn.
- Tổn hao công suất trong quá trình mở máy càng nhỏ càng tốt.
07/02/2020 10:12 SA

Khởi động và hãm ĐC KĐB
• Khởi động:
– Động cơ KĐB rotor lồng sóc: giảm áp stator
• Đổi nối Y-
• Dùng biến áp tự ngẫu
– Động cơ KĐB rotor dây quấn: thêm điện trở vào
mạch rotor
• Các chế độ hãm:
– Hãm tái sinh
– Hãm ngược
– Hãm động năng
07/02/2020 10:12 SA

Khởi động ĐC KĐB
R1 X1 X’2
Ikđ
'
2
R
V
Mạch tương đương dùng tính toán dòng khởi động ĐC KĐB
Khởi động trực tiếp:
 Động cơ được đóng trực tiếp vào nguồn qua các contact cơ (cầu dao, contactor…).
 Dòng khởi động lớn, có thể cỡ 710 lần dòng định mức, gây sụt áp lưới, ảnh hưởng
đến hoạt động của các thiết bị khác.
 Momen khởi động có thể gây chấn động cơ học lên thiết bị.
07/02/2020 10:12 SA

Khởi động sao – tam giác (Star – Delta, Y- ):
Động cơ được đấu kiểu  khi hoạt động bình thường, khi khởi động được đấu kiểu Y
Gọi VL là điện áp dây của lưới 3 pha
Nếu khởi động trực tiếp (động cơ đấu ):
Dòng khởi động: , ' 2 ' 2
1 2 1 2
( ) ( )
L
kd
V
I
R R X X
 
  
Dòng lưới khi khởi động: , , ' 2 ' 2
1 2 1 2
3
3
( ) ( )
L
Lkd kd
V
I I
R R X X
 
 
  
Momen khởi động:
2
'
, 2 ' 2 ' 2
1 2 1 2
3
( ) ( )
L
kd
db
V
M R
R R X X

 
  
07/02/2020 10:12 SA

Nếu khởi động hình sao (động cơ đấu Y):
Dòng khởi động: , ' 2 ' 2
1 2 1 2
3
( ) ( )
L
kd Y
V
I
R R X X

  
Dòng lưới khi khởi động: , , ' 2 ' 2
1 2 1 2
3
( ) ( )
L
Lkd Y kd Y
V
I I
R R X X
 
  
2
'
, 2 ' 2 ' 2
1 2 1 2
3
3
( ) ( )
L
kd Y
db
V
M R
R R X X


  
Khi khởi động Y- , dòng lưới giảm đi 3 lần, nhưng momen khỏi động
cũng giảm đi 3 lần.
07/02/2020 10:12 SA

Khởi động dùng biến áp tự ngẫu:
Gọi V là điện áp pha của lưới 3 pha.
Dòng lưới khi khởi động trực tiếp:
' 2 ' 2
1 2 1 2
( ) ( )
kd tt
V
I
R R X X
 
  
2
'
2 ' 2 ' 2
1 2 1 2
3
( ) ( )
kd tt
db
V
M R
R R X X

 
  
07/02/2020 10:12 SA

Nếu sử dụng biến áp tự ngẫu khi khởi động, điện áp đặt lên động cơ là: ( 1)
kd
V nV n
 
Dòng động cơ khi khởi động với biến áp tự ngẫu:
' 2 ' 2
1 2 1 2
( ) ( )
kd
nV
I
R R X X

  
Momen khởi động của động cơ khi đó:
2 2
' 2
2 ' 2 ' 2
1 2 1 2
3
( ) ( )
kd kd tt
db
n V
M R n M
R R X X


 
  
Giả thiết tổn hao trên biến áp không đáng kể, nghĩa là công suất phía sơ cấp và thứ cấp
máy biến áp bằng nhau, ta có:
3 3
Lkd kd kd
VI V I

Nghĩa là: 2
Lkd kd kd tt
I nI n I 
 
Khi khởi động dùng biến áp tự ngẫu, dòng lưới giảm đi n2
lần
(n: tỉ số biến áp), nhưng momen khỏi động cũng giảm đi n2
lần.
07/02/2020 10:12 SA

Khởi động bằng cách thêm điện trở rotor
Dòng động cơ khi khởi động với điện trở phụ Rph phía rotor:
' 2 ' 2
1 2 1 2
( ) ( )
kd
ph
V
I
R R R X X

   
Momen động cơ khi khởi động:
2
'
2 ' 2 ' 2
1 2 1 2
3
( )
( ) ( )
kd ph
db ph
V
M R R
R R R X X

 
   
Momen cực đại của động cơ:
 
2
max 2
2 '
1 1 1 2
3
2 db
V
M
R R X X


  
07/02/2020 10:12 SA

Vẽ mạch điều khiển khởi động động cơ 3
pha roto dây quấn qua 2 cấp điện trở
Nhấn Start: Động cơ khởi động
với 2 cấp điện trở R1, R2; 3s
sau loại bớt R2; 3s tiếp loại nốt
R1, kết thúc quá trình khởi
động.
Sau khi khởi động xong có thể
điều chỉnh tốc độ. Nhấn On1:
ĐC chạy với tốc độ lớn nhất
(loại R1, R2); nhấn On2: ĐC
chạy tốc độ trung bình (có R1);
Nhấn On3: ĐC chạy tốc độ
thấp nhất (có R1, R2)
Nhấn nút Stop: động cơ dừng
hoạt động
07/02/2020 10:12 SA

+ Đảo chiều quay
Đảo chiều quay rotor của động cơ không đồng bộ ba pha ta đổi chiều quay
của từ trường quay bằng cách đảo vị trí của hai trong ba pha nguồn cấp cho động
cơ.
L3
L1
L2
Hình 1.33:Mạch đảo
chiều quay.
SM
Q
KMN
OL
KMT
Hình 1.34:Bộ biến tần
của hãng OMRON.
07/02/2020 10:12 SA

+ Điều chỉnh tốc độ
Tốc độ quay của rotor tính theo công thức: n = 60.f.(1 - s)/p
Như vậy để điều chỉnh tốc độ của rotor ta có thể điều chỉnh các tham
số:
1. Thay đổi Tần số dòng điện xoay chiều f cấp cho stator của động cơ.
2. Thay đổi Hệ số trượt tốc độ s.
Tốc độ của động cơ KĐB n = n1(1-s) = (60f/p)(1-s). Khi hệ số trượt
thay đổi ít thì tốc độ tỷ lệ thuận với tần số.
3. Thay đổi Số đôi cực p của dây quấn stator.
Dây quấn stator có thể nối thành bao nhiêu số đôi cực khác nhau thì
tốc độ có bấy nhiêu cấp, vì vậy thay đổi tốc độ chỉ có thể thay đổi
từng cấp một không bằng phẳng. Có nhiều cách để thay đổi số đôi cực
của dây quấn stator
07/02/2020 10:12 SA

4. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp cung cấp cho stator
Phương pháp này chỉ thực hiện khi máy mang tải, còn khi máy không
mang tải mà giảm điện nguồn, tốc độ gần như không đổi.
5. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở mạch rotỏ của động cơ
rotor dây quấn.
Thông qua vành trượt ta nối một biến trở 3 pha có thể điều chỉnh được
vào dây quấn rotor
Hiện nay người ta thường dùng phương pháp điều chỉnh tần số của
dòng điện xoay chiều cấp cho dây quấn stator bằng thiết bị gọi là bộ
biến tần.
07/02/2020 10:12 SA

Động cơ điện một chiều hiện nay không được sử dụng phổ biến như
động cơ xoay chiều không đồng bộ vì nó có nhược điểm:
- Cấu tạo phức tạp, khó chế tạo dẫn đến giá thành cao.
- Khi sử dụng động cơ một chiều phải dùng thêm bộ biến đổi AC-DC.
- Động cơ điện một chiều phải dùng hệ thống chổi than cổ góp nên khi
làm việc thường phát ra tia lửa điện gây nguy hiểm và tạo ra các nhiễu
điện từ ảnh hưởng tới các thiết bị điện tử.
- Tuổi thọ của động cơ điện một chiều không cao.
3.4 Động cơ điện một chiều
3.4.1. Khái niệm
07/02/2020 10:12 SA

Tuy nhiên động cơ điện một chiều có hai ưu điểm hơn hẳn các động
cơ khác là khả năng điều chỉnh trơn tốc độ và moment khởi động
lớn. Do đó hiện nay người ta vẫn sử dụng động cơ điện một chiều ở
một số lĩnh vực, ví dụ: Như trong các nhà máy cán thép hoặc trong
các thiết bị điện tử.
07/02/2020 10:12 SA

Dựa trên nguồn kích từ, động cơ điện một chiều được chia làm 2 loại:
- Động cơ điện một chiều kích từ bằng nam châm vĩnh cửu
- Động cơ điện một chiều kích từ bằng nam châm điện.
Nam châm vĩnh cửu
(kích từ)
Phần ứng
Cuộn dây kích từ
Phần ứng
Hình 1.39:
a, Động cơ 1 chiều kích từ bằng nam châm vĩnh cửu.
b, Động cơ 1 chiều kích từ bằng nam châm điện.
b,
a,
3.4.2. Cấu tạo, phân loại
07/02/2020 10:12 SA

Ký hiệu của động cơ:
Động cơ điện 1 chiều kích từ bằng nam châm vĩnh cửu:
Động cơ điện một chiều kích từ độc lập:
Động cơ điện một chiều kích từ song song:
Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp:
Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp:
07/02/2020 10:12 SA

4.4.2.1 Cấu tạo
Tương tự như máy điện đồng bộ, máy điện một chiều có cấu tạo
gồm hai phần chính đó là phần cảm và phần ứng. Điểm khác nhau
căn bản giữa máy điện một chiều và máy điện xoay chiều là máy
điện một chiều có thêm vành đổi chiều
a. Phần cảm (tĩnh)
* Cực từ chính
07/02/2020 10:12 SA

Đây là bộ phận sinh ra từ trường gồm có lõi thép cực từ và dây
quấn kích từ lồng ngoài lõi thép cực từ.
Lõi thép cực từ làm bằng thép kỹ thuật điện hay thép Cacbon có
độ dày 0,5 - 1 mm ép lại và cán chặt
Dây quấn cực từ chính: được làm bằng dây dẫn tròn có bọc cách
điện hoặc dây dẫn tiết diện chữ nhật quấn định hình rồi lồng vào
thân cực từ. Các dây quấn kích thích đặt trên các cực từ chính
thường được nối nối tiếp với nhau.
07/02/2020 10:12 SA

* Cực từ phụ.
Đây là bộ phận dùng để cải thiện đổi chiều.
Lõi cực có thể làm bằng thép khối
Dây quấn cực từ phụ, đặtt rên cực từ phụ và nối tiếp với dây
quấn phần ứng qua các chổi than. Cực từ phụ được bố trí xen kẽ
với cực từ chính.
* Gông từ
Làm mạch dẫn từ, nối liền các cực từ chính và phụ, đồng thời làm
vỏ máy.
Máy nhỏ và vừa gông từ làm bằng thép tấm, máy lớn làm bằng
thép đúc.
07/02/2020 10:12 SA

* Các bộ phận khác.
- Nắp máy: Để che chắn các vật ngoài rơi vào máy và làm giá đỡ cho ổ bi
- Cơ cấu chổi than: Hộp chổi than và chổi than được cố định trên nắp
máy
b. Phần quay (rotor)
* Lõi thép phần ứng
Hình5.2b. Rãnh lõi thép
07/02/2020 10:12 SA

Đây là bộ phận dẫn từ xoay chiều, nên làm bằng thép kỹ thuật điện,
dày 0,35 – 0,5mm. Trên lõi có dập rãnh để bố trí dây quấn phần
ứng. Máy nhỏ và vừa có lỗ thông gió hướng trục, máy lớn còn có
kênh thông gió hướng kính
* Dây quấn phần ứng.
Đây là bộ phận tham gia trực tiếp quá trình biến đổi năng lượng
điện từ, nó được phân bố trong các rãnh của lõi thép phần ứng.
* Cổ góp.
Đây là bộ phận để đổi chiều dòng điện hay có thể coi nó là bộ phận
chỉnh lưu cơ khí. Cổ góp bao gồm các phiến góp làm bằng đồng,
được ghép và ép lại thành cổ góp hình trụ. Giữa các phiến góp có
lớp cách điện bằng mica dày 0,4 – 1,2 mm.
07/02/2020 10:12 SA

Phiến góp và cổ góp
* Các bộ phận khác.
- Trục máy
- Quạt gió
07/02/2020 10:12 SA

3.4.2.2 Nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều
Khi cho điện áp một chiều U vào
hai chổi điện A và B, trong dây
quấn phần ứng có dòng điện Iư.
Các thanh dẫn ab, cd có dòng điện
nằm trong từ trường. sẽ chịu lực
điện từ tác dụng làm cho rotor
quay. Chiều của lực điện từ được
xác định theo quy tắc bàn tay trái.
Khi phần ứng quay được nửa vòng
vị trí các thanh dẫn ab, cd đổi chỗ
cho nhau do có phiến đổi chiều
dòng điện, giữ cho chiều lực tác
dụng không đổi, đảm bảo động cơ
có chiều quay không đổi.
07/02/2020 10:12 SA

Khi động cơ quay, các thanh dẫn cắt từ trường, sẽ cảm ứng sức
điện động Eư. Chiều của sức điện động được xác định theo quy
tắc bàn tay phải. Ở động cơ điện thì chiều sức điện động Eư
ngược chiều với chiều dòng điện.
Phương trình điện áp sẽ là: U= Eư+ RưIư
4. 2.3 Mô hình mạch của máy điện một chiều
Sơ đồ nối dây của động cơ kích từ song song
Sơ đồ nối dây của động cơ kích từ độc lập.
07/02/2020 10:12 SA

4. 2.3 Mô hình mạch của máy điện một chiều
Phương trình cân bằng điện áp của mạch phần ứng ở chế độ xác
lập như sau :
Uư = E + (Rư + Rf).Iư
07/02/2020 10:12 SA

Trong đó : Uư :Điện áp phần ứng ( V ) ;
E : Suất điện động phần ứng ( V ) ;
Rf : Điện trở phụ trong mạch phần ứng ( Ω ) ;
Rư :Điện trở của phần ứng (Ω ) ;
Với Rư = rư + rcf + rcb + rtx ;
Trong đó : rư : Điện trở dây phần ứng (Ω) ;
rcf : Điện trở cực từ phụ (Ω) ;
rcb : Điện trở cuộn bù (Ω) ;
rtx : Điện trở tiếp xúc của chổi điện (Ω) ;
Sức điện động E của phần ứng động cơ được xác định theo biểu thức :
E =
a
N
P
.
.
2
.

.Φ. ω = KΦ. ω
07/02/2020 10:12 SA

Thiết bị diện tử công nghiệp

Thiết bị diện tử công nghiệp

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Thiết bị diện tử công nghiệp

Similar to Thiết bị diện tử công nghiệp (20)

More from Quang Thinh Le

More from Quang Thinh Le (8)

Thiết bị diện tử công nghiệp