Tài liệu Khí cụ bảo vệ cầu chì, rơle nhiệt, circuit breaker

* Khí cụ bảo vệ: Cầu chì, Rơle nhiệt, Circuit Breaker, Áptômát TS. Leâ Ngoïc Bích Khoa Cô Khí Boä moân Cô Ñieän Töû Lê Ngọc Bích Rơle nhiệt ❖ Khái niệm và công dụng: ▪ Rơle nhiệt là một loại thiết bị điện dùng để bảo vệ động cơ và mạch điện khỏi bị quá tải. Thường dùng kèm với khởi động từ, công tắc tơ. Dùng ở điện áp xoay chiều đến 500V, tần số 50 Hz, loại mới Iđm đến 150A điện áp một chiều tới 400V. Rơle không tác động tức thời theo trị dòng điện vì có quán tính nhiệt lớn phải có thời gian để phát nóng. Thời gian làm việc khoảng vài giây đến vài phút, nên không dùng để bảo vệ ngắn mạch đợc. Muốn bảo vệ ngắn mạch thường dùng kèm cầu chì. Lê Ngọc Bích Rơle nhiệt ❖Nguyên lý làm việc : ▪ Dựa trên tác dụng nhiệt của dòng điện, ngày nay sử dụng phổ biến rơle nhiệt có phiến kim loại kép, nguyên lý làm việc dựa trên sự giãn nở dài của hai kim loại khi bị đốt nóng. ▪ Phần tử cơ bản của rơle nhiệt là phiến kim loại kép cấu tạo từ hai tấm kim loại, một tấm ▪ hệ số giãn nở bé, một tấm có hệ số giãn nở lớn hơn. Hai tấm kim loại đợc ghép lại với nhau thành một tấm bằng phơng pháp cán nóng hoặc hàn. ▪ Khi đốt nóng do dòng điện phiến kim loại cong về phía kim loại có hệ số giãn nở nhỏ hơn, có thể dùng trực tiếp cho dòng điện qua hay dây điện trở bao quanh. Để độ uốn cong lớn yêu cầu phiến kim loại phải có chiều dài lớn và mỏng. Nếu cần lực đẩy mạnh thì chế tạo tấm phiến rộng, dày và ngắn. Lê Ngọc Bích Circuit Breaker Là thiết bị đóng cắt mạch điện hoạt động tự động để bảo vệ mạch điện khỏi sự cố quá tải hay ngắn mạch. Chức năng chính là phát hiện các điều kiện bất thường và ngắt mạch ngay lập tức để bảo vệ mạch điện. Lê Ngọc Bích Cấu tạo và nguyên lý Lê Ngọc Bích Áptômát ❖ Khi aptomat đang ở vị trí đóng, tiếp xúc động 2 đóng chặt lên tiếp xúc tĩnh 1, dòng điện từ nguồn chạy qua tiếp xúc tĩnh , qua tiếp xúc động, qua Rơle dòng điện 10, qua Rơle nhiệt 7, đi về tải. ở chế độ làm việc bình thừơng thì lực điện từ Rơle dòng điện sinh ra nhỏ hơn lực căng lò xo 8 nên aptomat luôn giữ ở trạng thái đóng. 1 Tieáp xuùc tónh 2 Tieáp xuùc ñoäng 3 Goái höôùng daãn 4, 6 Thanh truyeàn ñoäng 5 Moùc haõm 7 Rôø le nhieät 8, 13 Loø xo keùo 9 Goái ñôõ 10 Rôø le doøng ñieän 11 Choát quay 12 Tay thao taùc ñoùng caét 14 Caùch töû daäp hoà quang Lê Ngọc Bích Áptômát ❖Nếu đường dây hoặc thiết bị điện sau áptomát bị ngắn mạch thì dòng điện chạy qua áptomát sẽ lớn hơn rất nhiều so với dòng điện định mức. Vì vậy dòng điện ở rơle 10 sinh ra sẽ lớn hơn lực căng lò xo 8, cho nên thanh truyền động 6 bị lực điện từ kéo tụt xuống lỡm cho móc hãm 5 mở ra, khi đó lò xo 13 sẽ kéo thanh truyền động 4 sang trái đa tiếp xúc động 2 rời khỏi tiếp xúc tĩnh 1, mạch điện được cắt, hồ quang điện phát sinh giữa hai đầu tiếp xúc động vỡ tĩnh được cách tử 14 dập tắt. Lê Ngọc Bích Áptômát ❖Sau khi kiểm tra khắc phục xong sự cố ngắn mạch ta đóng lại áptomát qua tay thao tác đóng cắt 12. Trường hợp đường dây hoặc thiết bị điện sau khi áptomát bị quá tải sau thời gian t (khoảng 1-2 phút) rơle nhiệt sẽ tác động lên thanh truyền 6 làm cho móc hãm 5 mở ra. Khi đó lò xo 13 sẽ kéo thanh truyền động 4 sang trái đưa tiếp xúc động rời khỏi tiếp xúc tĩnh, nên mạch điện được cắt ra. Muốn đóng, cắt mạch thì tác động vào tay thao tác 12 (đẩy lên đóng, đẩy xuống cắt như hình vẽ). Lê Ngọc Bích 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: ▪ a.Cấu tạo: 1. Loø xo keùo 4. Loõi theùp non 7. Tieáp xuùc ñoäng 2. Goái ñôõ tröôït 5. Rôø le ñieän aùp 8. Thanh truyeàn ñoäng 3. Caùch töû daäp hoà quang 6. Tieáp xuùc tónh 9. Choát quay Lê Ngọc Bích áptomát bảo vệ kém áp và mất điện ❖ Hoaït ñoäng: ▪ Khi ñoùng maïch baèng tay thao taùc ñoùng caét thì doøng ñieän seõ caáp töø nguoàn sang taûi qua caùc tieáp ñieåm cuûa tieáp xuùc ñoäng 7 ñoàng thôøi doøng ñieän cuaõng ñi qua cuoän daây 5 taïo ra löïc ñieän töø keùo giöõ caùc tieáp ñieåm 7 tieáp xuùc vôùi nhau. Löïc Fñt naøy lôùn hôn löïc keùo cuûa loø xo 1. Khi coù söïc coù giaûm aùp hoaëc maát ñieän, doøng ñieän qua cuoän daây 5 giaûm laøm giaûm löïc ñieän töø Fñt nhoû hôn so vôùi löïc keùo cuûa loø xo 1, do ñoù caùc tieáp ñieåm ñoäng bò keùo veà phía loø xo vaø laøm hôû maïch. Neáu muoán ñoùng maïch laïi thì phaûi ñoùng baèng tay thao taùc ñoùng caét 10. Lê Ngọc Bích Khí cụ tác động điện cơ Lê Ngọc Bích Nam châm điện ❖ Khái niệm chung : ▪ Trong cơ cấu điện từ chấp hành nam châm điện là bộ phận chủ yếu. Nó sinh ra lực điện từ cần thiết để cho các cơ cấu đó làm việc. Nam châm điện một chiều có cuộn dây điện áp đợc dùng rông rãi hơn cả bởi nó có những ưu điểm sau: ▪ Khi làm việc không gây ra rung, ồn vì lực điện không thay đổi theo thời gian ▪ Mạch từ không bị phát nóng do tổn hao sắt gây ra, lực điện từ lớn hơn gấp hai lần so với lực điện từ ở mạch điện từ xoay chiều có cùng kích thướt và cùng mật độ từ cảm. ▪ Dòng điện trong cuộn dây không phụ thuộc vào kích thước mạch từ và khe hở không khí của mạch từ. ▪ Có thể dùng nguồn ắc quy thay thế khi mất điện lới ▪ Có nhiều dạng, loại cơ cấu điện từ chấp hành khác nhau với những chức năng khác nhau. Lê Ngọc Bích Nam châm điện ❖Cấu tạo: ▪ ▪ ▪ ▪ Cuộn dây Lõi sắt Mặt cực Dây dẫn đưa điện vào ▪ Vành bảo vệ bằng vật liệu không dẫn từ. Lê Ngọc Bích Nam châm điện ❖ Hoaït ñoäng: ▪ Khi doøng ñieän ñi qua cuoän daây thì seõ sinh ra töø tröôøng beân trong loõi saét. Tuøy theo chieàu cuûa doøng ñieän maø söï phaân cöïc cöûa töø tröôøng laø khaùc nhau ñöôïc xaùc ñònh baèng quy taét baøn tay phaûi. Vôùi quy taéc naøy vaø töôûng töôïng raèng , ñoaïn daây thaèng baây giôø ñöôïc uoán thaønh moät voøng daây ,ta xaùc ñònh ñöôïc töø tröôøng cuûa voøng daây . Khi töø tröôøng cuûa nhieàu voøng daây keát hôïp laïi vôùi nhau seõ taïo thaønh töø tröôøng cuûa cuoän daây . Töø tröôøng ñeàu vaø maïnh nhaát trong loøng cuoän daây .Chieàu töø tröôøng cuûa cuoän daây cuõng töông öùng vôùi chieàu töø tröôøng cuûa caùc voøng daây.ÔÛ voøng daây ngoaøi cuøng , nôi caùc ñöôøng söùc töø coù höôùng ñi ra khoûi cuoän daây laø cöïc baéc cuûa nam chaâm .Voøng daây ngoaøi cuøng coøn laïi , nôi caùc ñöôøng söùc töø ñi vaøo cuoän daây laø cöïc nam cuûa nam chaâm (töông töï nam chaâm vónh cöûu) Lê Ngọc Bích Ly hợp điện từ ❖Khái niệm : ▪ Khớp ly hợp điện từ là cơ cấu giúp quá trình truyền lực từ trục này sang trục kia bằng lực điện từ. Hiện nay vẫn còn dùng nhiều trong tự động hoá và điều khiển từ xa để thay đổi tốc độ của trục dẫn. Khớp ly hợp điện từ gồm : • Khớp ly hợp điện từ kiểu ma sát. • Khớp ly hợp điện từ kiểu bám. • Khớp ly hợp điện từ kiểu từ trễ. Lê Ngọc Bích Ly hợp điện từ ❖Khớp ly hợp điện từ kiểu ma sát : ▪ Mo men được truyền từ trục dẫn sang trục bị dẫn nhờ các đĩa ma sát khi chúng bị ép chặt vào nhau. Còn ly và hợp thì đợc điều khiển bằng thao tác “ngắt” và “đóng” của cuộn dây nam châm. ▪ Nhược điểm của loại ly hợp này là không điều chỉnh đợc tốc độ trục bị dẫn vì nếu giảm lực hút điện từ thì đĩa sẽ bị trượt dài phá hỏng bề mặt ma sát. Lê Ngọc Bích Ly hợp điện từ ❖ Khớp ly hợp điện từ kiểu bám : moment truyền lực nhờ lực bám giữa hai mặt quay của trục dẫn và trục bị dẫn có trộn bột sắn và bột than, dầu nhờn để giảm ma sát. Khi có từ trường do cuộn dây sinh ra một lớp bột này sẽ trở nên “cứng” và ‘nổi” hai mặt quay của trục dẫn. Khi không có dòng bột dạng lỏng trượt (cho phép điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi dòng điện cuộn dây nam châm điện). Nếu môment cản của trục bị dẫn lớn sẽ dẫn đến trợt so với trục dẫn nhưng không sợ hỏng mặt quay. 1 trục dẫn 2. tang trống 3. cuộn dây 4. mạch từ 5. trục bị dẫn 6. mạt sắt Lê Ngọc Bích Ly hợp điện từ Lê Ngọc Bích Ly hợp điện từ Lê Ngọc Bích Phanh ñieän từ Lê Ngọc Bích