Giáo Trình Khí Cụ Điện Ngành CNKT Điện - Điện Tử

Giáo trình khí cụ điện cnkt điện điện tử cung cấp kiến thức chuyên sâu về thiết bị điện, ứng dụng và công nghệ trong ngành điện tử.

• Tác giả: Phan Quốc Hưng
• Trường học: Trường Cao Đẳng Công Nghệ Thủ Đức
• Chuyên ngành: CNKT Điện - Điện Tử
• Đề tài: Giáo Trình Học Phần: Khí Cụ Điện
• Loại tài liệu: Giáo Trình
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
• LỜI GIỚI THIỆU
• 1. BÀI 1: TỔNG QUAN VỀ KHÍ CỤ ĐIỆN
• 2. BÀI 2: KHÍ CỤ ĐIỆN ĐÓNG CẮT VÀ BẢO VỆ
• 3. BÀI 3: KHÍ CỤ ĐIỆN ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN
• 4. BÀI 4: LẮP ĐẶT VÀ VẬN HÀNH MẠCH TRANG BỊ ĐIỆN SỬ DỤNG CÁC KHÍ ĐIỆN CƠ BẢN
• 5. BÀI 5: THIẾT KẾ, LẮP ĐẶT VÀ VẬN HÀNH MẠCH TRANG BỊ ĐIỆN SỬ DỤNG CÁC KHÍ ĐIỆN CƠ BẢN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về Giáo Trình Khí Cụ Điện Chuyên Ngành CNKT Điện Điện Tử

Giáo trình "Khí Cụ Điện" được biên soạn nhằm cung cấp kiến thức cơ bản về các loại khí cụ điện trong ngành công nghệ điện - điện tử. Nội dung giáo trình bao gồm các khái niệm, định nghĩa và phân loại khí cụ điện, giúp sinh viên nắm vững nguyên lý hoạt động và ứng dụng của chúng trong thực tiễn. Việc hiểu rõ về khí cụ điện là rất quan trọng cho sinh viên chuyên ngành CNKT Điện - Điện tử, vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng lắp đặt và bảo trì hệ thống điện.

1.1. Khái niệm và Định nghĩa về Khí Cụ Điện

Khí cụ điện là thiết bị dùng để điều khiển, bảo vệ và kiểm tra mạch điện. Chúng bao gồm các loại như cầu dao, rơ le, và công tắc tơ. Việc hiểu rõ khái niệm này giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan về vai trò của khí cụ điện trong hệ thống điện.

1.2. Phân loại Khí Cụ Điện trong Công Nghiệp

Khí cụ điện được phân loại thành nhiều loại khác nhau như khí cụ đóng cắt, bảo vệ và đo lường. Mỗi loại có cấu tạo và nguyên lý hoạt động riêng, phục vụ cho các mục đích khác nhau trong công nghiệp và dân dụng.

II. Vấn đề và Thách thức trong Lắp Đặt Khí Cụ Điện

Lắp đặt khí cụ điện không chỉ đơn thuần là việc kết nối các thiết bị mà còn đòi hỏi kiến thức sâu rộng về nguyên lý hoạt động và an toàn điện. Các thách thức thường gặp bao gồm việc lựa chọn thiết bị phù hợp, đảm bảo an toàn trong quá trình lắp đặt và bảo trì. Những vấn đề này cần được giải quyết để đảm bảo hiệu suất và độ bền của hệ thống điện.

2.1. Những Thách Thức trong Lựa Chọn Khí Cụ Điện

Việc lựa chọn khí cụ điện phù hợp với yêu cầu kỹ thuật và môi trường làm việc là rất quan trọng. Các yếu tố như công suất, điện áp và điều kiện môi trường cần được xem xét kỹ lưỡng.

2.2. An Toàn trong Quá Trình Lắp Đặt Khí Cụ Điện

An toàn điện là yếu tố hàng đầu trong lắp đặt khí cụ điện. Cần tuân thủ các quy định và tiêu chuẩn an toàn để tránh xảy ra tai nạn và hư hỏng thiết bị.

III. Phương Pháp Lắp Đặt và Bảo Trì Khí Cụ Điện Hiệu Quả

Để lắp đặt và bảo trì khí cụ điện hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp khoa học và kỹ thuật. Việc này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao độ tin cậy của hệ thống điện. Các phương pháp này bao gồm việc sử dụng công cụ chuyên dụng, thực hiện kiểm tra định kỳ và bảo trì theo kế hoạch.

3.1. Quy Trình Lắp Đặt Khí Cụ Điện

Quy trình lắp đặt khí cụ điện bao gồm các bước như chuẩn bị thiết bị, lắp đặt theo sơ đồ mạch điện và kiểm tra hoạt động. Mỗi bước cần được thực hiện cẩn thận để đảm bảo an toàn và hiệu quả.

3.2. Bảo Trì và Kiểm Tra Định Kỳ Khí Cụ Điện

Bảo trì định kỳ giúp phát hiện sớm các hư hỏng và đảm bảo khí cụ điện hoạt động ổn định. Việc kiểm tra các thông số kỹ thuật và tình trạng hoạt động là rất cần thiết.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn của Khí Cụ Điện trong Ngành CNKT Điện Điện Tử

Khí cụ điện có ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như công nghiệp, dân dụng và giao thông vận tải. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển và bảo vệ các thiết bị điện, từ đó nâng cao hiệu suất làm việc và an toàn cho người sử dụng.

4.1. Ứng Dụng trong Công Nghiệp

Trong công nghiệp, khí cụ điện được sử dụng để điều khiển máy móc, bảo vệ hệ thống điện và đảm bảo an toàn cho người lao động. Chúng giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và giảm thiểu rủi ro.

4.2. Ứng Dụng trong Dân Dụng

Trong dân dụng, khí cụ điện như cầu dao, công tắc và rơ le được sử dụng phổ biến trong các hệ thống điện gia đình. Chúng giúp đảm bảo an toàn và tiện lợi cho người sử dụng.

V. Kết Luận và Tương Lai của Giáo Trình Khí Cụ Điện

Giáo trình "Khí Cụ Điện" không chỉ cung cấp kiến thức cơ bản mà còn trang bị cho sinh viên những kỹ năng cần thiết để làm việc trong lĩnh vực điện - điện tử. Tương lai của giáo trình này sẽ tiếp tục được cập nhật và cải tiến để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của ngành công nghiệp.

5.1. Đánh Giá Hiệu Quả của Giáo Trình

Giáo trình đã giúp sinh viên nắm vững kiến thức và kỹ năng cần thiết để làm việc trong lĩnh vực khí cụ điện. Đánh giá từ sinh viên cho thấy giáo trình rất hữu ích và thực tiễn.

5.2. Hướng Phát Triển Tương Lai của Giáo Trình

Trong tương lai, giáo trình sẽ được cập nhật với các công nghệ mới và xu hướng phát triển trong ngành điện - điện tử. Điều này sẽ giúp sinh viên luôn được trang bị kiến thức hiện đại và phù hợp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ỦY BAN NHÂN DÂN TP. HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ THỦ ĐỨC KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ GIÁO TRÌNH HỌC PHẦN: KHÍ CỤ ĐIỆN NGÀNH/NGHỀ: CNKT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số:. Hồ Chí Minh, năm 2018 1 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 2 LỜI GIỚI THIỆU Sự phát triển của các ngành công nghiệp đã tạo ra nhiều chủng loại các máy công nghiệp, thiết bị điện đa dạng, các khí cụ điện được sử dụng để điều khiển, bảo vệ các máy công nghiệp, các thiết bị điện và mạng điện cung cấp cũng phát triển. Việc lựa chọn, lắp đặt, thay thế, kiểm tra, bảo dưỡng khí cụ điện là yêu cầu quan trọng đặt ra đối người nhân viên bảo dưỡng, lắp đặt, vận hành máy công nghiệp, mạng điện nhà máy, tòa nhà. Giáo trình “Khí Cụ Điện” được biên soạn nhằm đáp ứng một phần yêu cầu trên, cho sinh viên chuyên ngành CNKT Điện - Điện tử đang học tại trường Cao Đẳng Công Nghệ Thủ Đức. Giáo trình “Khí Cụ Điện” được biên soạn thành 5 bài với nội dung sau: Bài 1 “Tổng quan về khí cụ điện” Bài 2 “ Khí cụ điện đóng cắt và bảo vệ” Bài 3 “Khí cụ điện đo lường và điều khiển” Bài 4 “Lắp đặt và vận hành mạch trang bị điện sử dụng các khí điện cơ bản” Bài 5 “Thiết kế, lắp đặt và vận hành mạch trang bị điện sử dụng các khí điện cơ bản” Cuối mỗi chương có câu hỏi ôn tập và bài tập, nhằm củng cố lại các kiến thức đã học và vận dụng kiến thức để làm những bài tập ứng dụng thực tiễn. Với thời gian ngắn biên soạn cuốn giáo trình này chắc chắn còn nhiều thiếu sót. Tác giả chân thành cảm ơn sự đóng góp ý kiến của đồng nghiệp và độc giả. HCM Tháng 6 năm 2018 Tham gia biên soạn 1. Phan Quốc Hưng 3 MỤC LỤC Tựa Trang TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN. 2 LỜI GIỚI THIỆU . 4 DANH MỤC BẢNG BIỂU SỐ LIỆU. 8 DANH MỤC CÁC HÌNH . 8 GIÁO TRÌNH HỌC PHẦN. 11 Tên học phần: Khí cụ điện. 11 Mã học phần: CSC112050. 11 BÀI 1: TỔNG QUAN VỀ KHÍ CỤ ĐIỆN . Định nghĩa, các định luật cơ bản, vật liệu dẫn từ . Khái niệm về khí cụ điện. Lực hút điện từ trong nam châm điện . Lực điện động. Sự phát nóng của khí cụ điện . Hồ quang và các phương pháp dập tắt hồ quang. Công dụng và phân loại khí cụ điện .29 BÀI 2: KHÍ CỤ ĐIỆN ĐÓNG CẮT VÀ BẢO VỆ . 32 Nội dung chính: . Nguyên lý hoạt động . Hư hỏng và các nguyên nhân gây hư hỏng . Sửa chữa cầu dao. Khái quát và công dụng . Phân loại và cấu tạo . Rơle bảo vệ thấp áp, quá áp, mất pha . Nguyên lý hoạt động . Tính chọn CB . Các loại CB thông dụng . Nguyên lý hoạt động và phân loại . Tính chọn cầu chì . Hư hỏng và các nguyên nhân gây hư hỏng . Sửa chữa cầu chì. Nguyên lý hoạt động và phân loại . Chọn lựa rơ-le nhiệt. Hư hỏng và các nguyên nhân gây hư hỏng . Sửa chữa rơle nhiệt. Thiết bị chống rò . Nguyên lý hoạt động và phân loại . Chọn thiết bị chống rò . Hư hỏng và các nguyên nhân gây hư hỏng . Giới thiệu một số thiết bị chống rò thường sử dụng.60 BÀI 3: KHÍ CỤ ĐIỆN ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN . Biến dòng đo lường (BI) . Nút nhấn điều khiển . Khái quát và công dụng . Phân loại và cấu tạo . Thông số kỹ thuật và đặc điểm sử dụng . Sửa chữa nút nhấn điều khiển . Nguyên lý hoạt động của contactor . Hư hỏng và các nguyên nhân gây hư hỏng . Sửa chữa contactor . Các thông số cơ bản của công tắc tơ . Rơle trung gian . Khái niệm và cấu tạo . Nguyên lý hoạt động . Các ký hiệu dùng cho rơ-le trung gian . Rơle thời gian . Nguyên lý hoạt động . Giới thiệu một số rơle thời gian . Hư hỏng và các nguyên nhân gây hư hỏng . Khái quát, phân loại rơle tốc độ . Cấu tạo và nguyên lý hoạt động rơle tốc độ kiểu cảm ứng . Hư hỏng và các nguyên nhân gây hư hỏng . Bộ khống chế. Công dụng và Phân loại . Cấu tạo và nguyên lý hoạt động bộ khống chế hình trống . Cấu tạo và nguyên lý hoạt động bộ khống chế hình cam . Các thông số kỹ thuật của bộ khống chế . Chọn bộ khống chế . Hư hỏng và các nguyên nhân gây hư hỏng . Sửa chữa bộ khống chế .81 BÀI 4: LẮP ĐẶT VÀ VẬN HÀNH MẠCH TRANG BỊ ĐIỆN SỬ DỤNG CÁC KHÍ ĐIỆN CƠ BẢN . Lắp đặt và vận hành mạch khởi động trực tiếp động cơ không đồng bộ 3 pha . Mạch khởi động trực tiếp động cơ không đồng bộ 3 pha . Mạch khởi động trực tiếp động cơ không đồng bộ 3 pha điều khiển 2 vị trí . Lắp đặt, vận hành mạch đảo chiều quay động cơ. Mạch đảo chiều gián tiếp động cơ không đồng bộ 3 pha . Mạch đảo chiều quay trực tiếp động cơ không đồng bộ 3 pha . Lắp đặt, vận hành mạch động cơ theo trình tự. Mạch điện điều khiển 3 động cơ hoạt động tuần tự sử dụng nút nhấn . Mạch điều khiển 3 động cơ điện hoạt động tuần tự sử dụng rơ le thời gian .92 BÀI 5: THIẾT KẾ, LẮP ĐẶT VÀ VẬN HÀNH MẠCH TRANG BỊ ĐIỆN SỬ DỤNG CÁC KHÍ ĐIỆN CƠ BẢN . Thiết kế, lắp đặt và vận hành mạch chống mất pha động cơ 3 pha . Thiết kế, lắp đặt và vận hành mạch khởi động Y động cơ 3 pha . Mạch khởi động Y/Δ động cơ không đồng bộ 3 pha dùng nút nhấn . Mạch khởi động Y/Δ động cơ không đồng bộ 3 pha dùng Timer .99 TÀI LIỆU THAM KHẢO . 103 7 DANH MỤC BẢNG BIỂU SỐ LIỆU Trang Bảng 1.1 Nhiệt độ cho phép của một số vật liệu 22 Bảng 1.2 Trị số dòng điện của một số vật liệu gây hồ quang điện 28 DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1 Đường cong từ trễ 14 Hình 1.2 Kết cấu mạch từ 15 Hình 1.3 Mạch từ xoay chiều 17 Hình 1.4 Mạch từ đẳng trị:a) Khi đóng nắp ; b) Khi mở nắp 17 Hình 1.5 Nguyên lý hoạt động của nam châm điện.6 Xác định lực điện từ F 20 Hình 1.7 Chế độ làm việc lâu dài của khí cụ điện 23 Hình 1.8 Chế độ làm việc ngắn hạn của khí cụ điện 23 Hình 1.9 Chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại của khí cụ điện 24 Hình 1.10 Tiếp xúc cố định 25 Hình 1.11 Tiếp xúc đóng mở 25 Hình 1.12 Tiếp xúc trượt 25 Hình 1.13 Sơ đồ nguyên lý phóng hồ quang của khí cụ điện 27 Hình 2.1: Cấu tạo cầu dao 33 Hình 2.2: Cấu tạo cầu dao hai ngã (đảo) 33 Hình 2.3: Hình dạng cầu dao một pha, cầu dao ba pha 34 Hình 2.4: Cầu dao đảo ba pha 34 Hình 2.5: Cầu dao có tay nắm ở bên 35 Hình 2.6: Hình dạng của các loại công tắc thường (dân dụng) 38 Hình 2.7: Hình dạng công tắc hộp; a) hình dạng chung, b) mặt cắt vị trí đóng, c) 38 mặt cắt vị trí ngắt, d) kiểu bảo vệ, e) kiểu kín.8 : Hình dạng công tắc vạn năng (công tắc chuyển đổi mạch) a) hình 39 8 dạng chung, b) hình mặt cắt ngang.9 Rơ le bảo vệ UV/OV 40 Hình 2.10 Một số loại rơ le bảo vệ UV/OV 40 Hình 2.11 Sơ đồ đấu dây dùng rơ le bảo vệ UV/OV 41 Hình 2.12 Cấu tạo của CB 42 Hình 2.13 Sơ đồ nguyên lý của CB dòng điện cực đại 44 Hình 2.14 Sơ đồ nguyên lý của CB điện áp cực tiểu 45 Hình 2.15 Một số loại MCB 46 Hình 2.16 Một số loại MCCB 47 Hình 2.17 Cầu chì của hãng SIEMENS 47 Hình 2.18 Mô tả cấu tạo dạng cầu chì dùng kèm theo contact đóng (ON) mở 48 (OFF).19 : Hình dạng của đế dùng lắp đặt cầu chì (dạng xoay) 49 Hình 2.20 Đặc tính ampe-giây của các loại cầu chì 50 Hình 2.21 Đặc tính làm việc của cầu chì và dòng điện 51 Hình 2.22 Cấu tạo rơ-le nhiệt 52 Hình 2.23 Đặc tính A-s của rơle nhiệt 54 Hình 2.24 Rơle nhiệt của hãng Merlin gerin 54 Hình 2.25 Thiết bị chống dòng điện rò 1 pha 55 Hình 2.26 Thiết bị chống dòng điện rò 3 pha 56 Hình 2.27 Sơ đồ nguyên lý hoạt động thiết bị chống dòng điện rò 3 pha 57 Hình 2.28 Sơ đồ nguyên lý các thiết bị chống dòng điện rò theo 2 cấp 58 Hình 2.29 Sơ đồ nguyên lý các thiết bị chống dòng điện rò theo 3 cấp 58 Hình 2.30 Thiết bị chống dòng rò hãng Merlin Gerin 59 Hình 2.31 Cài đặt thông số cho thiết bị chống dòng điện rò 59 Hình 2.32 Phân loại RCD theo số cực 60 Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý BU 62 Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý BI 63 9 Hình 3.3 Một số loại nút nhấn 64 Hình 3.4 Cấu tạo nguyên lý hoạt động của contactor 67 Hình 3.5 Một số contactor.6 Cấu tạo của rơle trung gian loại 4, 5, 8 chân 71 Hình 3.7 Rơle trung gian loại 8 chân và chân đế 71 Hình 3.8 Rơ le thời gian hiệu CIKACHI 72 Hình 3.9 Sơ đồ chân của rơle thời gian loại 8 chân.10 Một số loại rơle thời gian của Omron.11 Giản đồ thời gian các chế độ hoạt động của rơle thời gian H3CR.12 Cấu tạo của rơle tốc độ kiểu cảm ứng 75 Hình 3.13 Sơ đồ nguyên lý mạch điện hãm ngược động cơ 3 pha 76 Hình 3.14 Cấu tạo bộ khống chế hình trống 78 Hình 3.15 Ký hiệu và bảng trạng thái của bộ khống chế 79 Hình 3.16 Cấu tạo bộ khống chế hình cam 80 Hình 4.1 Sơ đồ nguyên lý mạch khởi động trực tiếp động cơ không đồng bộ 3 pha 83 Hình 4.2 Sơ đồ nguyên lý mạch khởi động trực tiếp động cơ không đồng bộ 3 pha 85 điều Hình 4.3 Sơ đồ nguyên lý mạch đảo chiều gián tiếp động cơ không đồng bộ 3 pha 87 Hình 4.4 Sơ đồ nguyên lý mạch đảo chiều trực tiếp động cơ không đồng bộ 3 pha 89 Hình 4.5 Sơ đồ nguyên lý mạch khởi động tuần tự 3 động cơ dùng nút nhấn 91 Hình 4.6 Sơ đồ nguyên lý mạch khởi động tuần tự 3 động cơ dùng timer 93 Hình 4.7 Sơ đồ nguyên lý mạch bảo vệ mất pha 95 Hình 4.