ỦY BAN NHÂN DÂN HUYỆN CỦ CHI TRƯỜNG TRUNG CẤP NGHỀ CỦ CHI GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: TRANG BỊ ĐIỆN 1 NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP NGHỀ Ban hành kèm theo Quyết định số: 88/QĐ-TCNCC ngày 14 tháng 08 năm 2019 của Hiệu trưởng trường Trung Cấp Nghề Củ Chi Tp. Hồ Chí Minh, năm 2019 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. 1 LỜI GIỚI THIỆU Đất nước Việt Nam trong công cuộc công nghiệp hoá - hiện đại hoá, nền kinh tế đang trên đà phát triển, việc sử dụng các thiết bị điện, khí cụ điện vào trong xây lắp các khu công nghiệp, khu chế xuất – liên doanh, khu nhà cao tầng ngày càng nhiều.
Vì vậy việc tìm hiểu đặc tính, kết cấu, tính toán lựa chọn sử dụng rất cần thiết cho học viên học ngành Điện. Ngoài ra cần phải cập nhật thêm những công nghệ mới đang không ngừng cải tiến và nâng cao các thiết bị điện. Với một vai trò quan trọng như vậy và xuất phát từ yêu cầu, kế hoạch đào tạo, chương trình môn học của Trường trung cấp nghề Củ Chi. Chúng tôi đã biên soạn cuốn giáo trình Trang bị điện., ngày tháng năm 2019 Tham gia biên soạn Lê Thành Trí 2 MỤC LỤC BÀI 1: CÁC PHẦN TỬ ĐIỀU KHIỂN TRONG HỆ THỐNG TRANG BỊ ĐIỆN .1 Các phần tử bảo vệ:.2 Các phần tử điều khiển .4 Bộ khống chế .1 Rơle điện từ .2 Rơle trung gian .3 Rơle dòng điện: .5 Rơle thời gian .6 Rơ le kiểm tra tốc độ .4 Các thiết bị đóng cắt không tiếp điểm .1 Công tắc hành trình .5 Các phần tử điện từ.1 Nam châm điện từ.2 Bàn nam châm điện.3 Ly hợp điện từ .20 BÀI 2: TỰ ĐỘNG KHỐNG CHẾ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN.1 Khái niệm về tự động khống chế (TĐKC).2 Các yêu cầu của TĐKC.3 Phương pháp thể hiện sơ đồ điện TĐKC .4 Các nguyên tắc điều khiển .1 Nguyên tắc điều khiển theo thời gian .2 Khống chế truyền động điện theo nguyên tắc tốc độ .3 Nguyên tắc dòng điện.4 Nguyên tắc điều khiển theo vị trí .5 Các sơ đồ điều khiển điển hình .1 Sơ đồ điều khiển động cơ KĐB 3 pha rô to lồng sóc .6 Sơ đồ điều khiển động cơ KĐB 3 pha rô to dây quấn .51 GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/MÔ ĐUN Tên môn học/mô đun: Trang bị điện Mã môn học/mô đun: Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của môn học/mô đun: - Vị trí: Mô đun này cần phải học sau khi đã học xong các môn học/mô-đun Máy điện, Cung cấp điện.
- Tính chất: Là mô đun chuyên môn nghề, thuộc mô đun đào tạo nghề bắt buộc- Ý nghĩa và vai trò của môn học/mô đun: Mục tiêu của môn học/mô đun: -Về kiến thức: + Mô tả được cấu tạo các khí cụ điện điều khiển có trong sơ đồ + Vẽ được sơ đồ mạch điện + Phân tích đúng nguyên lý mạch điện. + Lựa chọn thiết bị để thay thế mới/thay thế tương đương phù hợp. + Nguyên tắc lắp ráp mạch điều khiển. -Về kỹ năng: + Lắp ráp mạch điều khiển dùng rơle, công tắc tơ (đơn giản) trên bảng thực hành.
+ Khả năng phân tích nguyên lý để phát hiện sai lỗi, đề ra phương án sửa chữa phù hợp. + Thao tác lắp ráp mạch thành thạo (lắp trên bảng thực hành, lắp trong tủ điện, lắp trên mô hình). + Mạch lắp phải đáp ứng được các yêu cầu về kỹ thuật, mỹ thuật và an toàn (mạch hoạt động đúng qui trình, bố trí thiết bị hợp lý đảm bảo không gian cho phép, đi dây gọn đẹp, không có các sự cố về điện, về độ bền cơ). + Lắp ráp, sửa chữa đúng qui trình, sử dụng đúng dụng cụ đồ nghề, đúng thời gian qui định.
Đảm bảo an toàn tuyệt đối. -Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Rèn luyện đức tính cẩn thận, tỉ mỉ, chính xác, tư duy sáng tạo và khoa học. Nội dung của môn học/mô đun: 4 BÀI 1: CÁC PHẦN TỬ ĐIỀU KHIỂN TRONG HỆ THỐNG TRANG BỊ ĐIỆN Giới thiệu: Khí cụ điện (KCĐ) là thiết bị điện dùng để : đóng cắt, điều khiển, kiểm tra, tự động điều khiển, khống chế các đối tượng điện cũng như không điện và bảo vệ khi sự cố. Khí cụ điện có rất nhiều chủng loại với chức năng, nguyên lý làm việc và kích cỡ khác nhau, được dùng rộng rải trong công nghiệp và dân dụng.
Mục tiêu: - Nắm được cấu tạo nguyên lý làm việc một số loại khí cụ điện thông dụng. - Nắm được ứng dụng của từng loại khí cụ điện. - Phân loại các khí cụ điện điều khiển và các loại khí cụ điện bảo vệ. Nội dung chính: 1.1 Các phần tử bảo vệ: 1.1 Cầu chì (cầu chảy) : a) 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 củ dòng điện qua nó.
Phần tử này có giá trị điện trở suất 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 thuỷ tính, 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 điệu kiện dẫn nhiệt và chịu đựng được các sự thay đôi nhiệt độ đột ngột mà không hư hỏng. + 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 ngăng hấp thụ được năng lượng sinh ra do hồ quang và phải đảm bảo tính cách điện khi xảy ra hiện tượng ngắt mạch. + Các đấu nối: Các thành phần này dùng định vị cố định cầu chì trên các thiết bị đóng ngắt mạch; đồng thởi phải đảm bảo tính tiếp xúc điện tốt. b) Phân loại, ký hiệu, công dụng 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: Cầu chì có thể chia thành hai dạng cơ bản, tùy thuộc vào nhiệm vụ: + Cầu chì loại g: Cầu chì dạng này chỉ có khả năng ngắt mạch, khi có sự cố hay quá tải hay ngắn mạch xảy ra trên phụ tải.
+ Cầu chì loại a: Cầu chì dạng này chỉ có khả năng bảo vệ duy nhất trạng thái ngắn mạch trên tải.2Rơle nhiệt: a) Khái niệm và cấu tạo: Rơle nhiệt là một loại khí cụ để bảo vệ động cơ và mạch điện khi có sự cố quá tải. Rơle nhiệt không tác động tức thời theo trị số dòng điện vì nó có quán tính nhiệt lớn, phải có thời gian phát nóng, do đó nó làm việc có thời gain từ vài giây Phần tử phát nóng 1 được đấu nối tiếp với mạch động lực bởi vít 2 và ôm phiến lưỡng kim 3. Vít 6 trên giá nhựa cách điện 5 dùng để điều chỉnh mức độ uốn cong đầu tự do của phiến 3. Giá 5 xoay quanh trục 4, tuỳ theo trị số dòng điện chạy qua phần tử phát nóng mà phiến lưõng kim cong nhiều hay ít, đẩy vào vít 6 làm xoay giá 5 để mở ngàm đòn bẩy 9.
Nhờ tác dụng lò xo 8, đẩy đòn bẩy 9 xoay quanh trục 7 ngược chiều kim đồng hồ làm mở tiếp điểm động 11 khỏi tiếp điểm tĩnh 12. Nút nhấn 10 để Reset Rơle nhiệt về vị trí ban đầu sau khi phiến lưỡng kim nguội trở về vị trí ban đầu. b) Nguyên lý: Nguyên lý chung của Rơle nhiệt là dựa trên cơ sở tác dụng nhiệt làm dãn nở phiến kim loại kép. Phiến kim loại kép gồm hai lá kim loại có hệ số giãn nở khác nhau (hệ số giãn nở hơn kém nhau 20 lần) ghép chặt với nhau thành một phiến bằng phương pháp cán nóng hoặc hàn.
Khi có dòng điện quá tải đi qua, phiến lưỡng kim được đốt nóng, uốn cong về phía kim loại có hệ số giãn nở bé, đẩy cần gạt làm lò xo co lại và chuyển đổi hệ thống tiếp điểm phụ. Để Rơle nhiệt làm việc trở lại, phải đợi phiến kim loại nguội và kéo cần Reset của Rơle nhiệt.2 Các phần tử điều khiển 1.1 Công tắc a) Khái quát và công dụng Công tắc là khí cụ điện dùng để đóng ngắt mạch điện có công suất nmhỏ và có dòng điện định mức nhỏ hơn 6A. Công tắc thường có hộp bảo vệ để tránh sự phóng điện khi đóng mở. Điện áp của công tắc nhỏ hơn hay bằng 500V.
6 Công tắc hộp làm việc chắc chăn hơn cầu dao, dập tắt hồ quang nhanh hơn vì thao tác ngắt nhanh và dứt khoát hơn cầu dao. Một số công tắc thường gặp: b) Phân loại và cấu tạo Cấu tạo của công tắc: phần chính là tiếp điểm đóng mở được gắn trên đế nhựa và có lò xo để thao tác chính xác. Phân loại theo công dụng làm việc, có các loại công tắc sau: - Công tắc đóng ngắt trực tiếp. - Công tắc chuyển mạch (công tắc xoay, công tắc đảo, công tắc vạn năng), dùng để đóng ngắt chuyển đổi mạch điện, đổi nối sao tam giác cho động cơ.
- Công tắc hành trình và cuối hành trình, loại công tắc này được áp dụng trong các máy cắt gọt kim loại để điều khiển tự động hoá hành trình làm việc của mạch điện. c) Các thông số định mức của công tắc Uđm: Điện áp định mức của công tắc. Iđm: Dòng điện định mức của công tắc. Ngoài ra còn có các thong số trong việc thử công tứ như độ bền cơ khí, độ cách điện, độ phóng điện… 1.2 Nút ấn a) Khái quát và công dụng Nút nhấn còn gọi là nút điều khiển là một loại khí cụ điện dung để đóng ngắt từ xa các thiết bị điện từ khác nhau: các dụng cụ báo hiệu và cũng để chuyển đổi mạch điện điều khiển, tín hiệu liên động bảo vệ…Ở mạch điện một chiều điện áp đến 440V và mạch điện xoay chiều điện áp 500V, tần số 50Hz, 60Hz, nút nhấn thông dụng để khởi động, đảo chiều quay động cơ điện bằng cách đóng và ngắt các cuộn dây của Contactor nối cho động cơ.
Nút nhấn thường được đặt trên bảng điều khiển, ở tủ điện, trên hộp nút nhấn.