Giáo trình Khí cụ điện - Chương II: Khí cụ điện đóng cắt điện áp thấp

hái làm việc bình thờng Uvh = 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 Uvh > Uđm (khoảng 1,2 Uđm) 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 đợc buồng cách rử 7 dập tắt. 
Muốn đóng hoặc cắt điện khỏi tải thì tác động vào tay thao tác1 ở vị đóng, cắt nh hình 
vẽ: tay thao tác quay quanh chốt 2 đẩy lên đóng mạch, kéo xuống cắt điện khỏi tải. 
Ô7 áptomát vạn năng 
7.1. Nhiệm vụ: 
 Là một loại áptomát đa chức năng, sử dụng để đóng cắt mạch điện hạ áp tại chỗ hoặc 
từ xa, và tự đóng cắt mạch khi đờng dây hoặc thiết bị điện sau nó : ngắn mạch, quá tải, quá 
áp, kém áp ... 
7.2. Cấu tạo: 
 áptomát này là tổ hợp các loại áptomát : bảo vệ quá dòng, quá áp, kém áp, và có thể 
điều khiển đóng căt từ xa nhờ hệ thống nam châm điện điều khiển và đóng cắt mạch. 
Do tính chất đặc thù, cấu tạo phức tạp, giá thành cao nên phạm vi sử dụng loại áptomát 
này rất hạn chế. Thờng chỉ đợc sử dụng lắp đặt trong các nhà máy công nghiệp có yêu cầu 
cao về chất lợng điện năng và an toàn. 
Ô8 công tắc tơ 
8.1. Công dụng: 
 Công tắc tơ là một loại khí cụ điện hạ áp đợc sử dụng để điều khiển đóng cắt mạch từ 
xa tự động hoặc bằng nút ấn các mạch điện lực có phụ tải điện áp đến 500V, dòng điện đến 
600A. 
 Công tắc tơ có hai vị trí đóng- cắt. Tần số có thể đến 1500 lần/giờ. 
Nhiệm vụ 
Công tắc tơ là một thiết bị điện đóng cắt điện áp thấp dùng để khống chế tự động và điều 
khiển xa các thiết bị điện một chiều và xoay chiều có điện áp tới 500 v. Công tắc tơ đợc tính 
với tần số đóng cắt lớn nhất tới 1500 lần trong một giờ. 
8.2. Phân loại: 
a. Phân loại theo nguyên lý truyền động: 
- Công tắc tơ điện từ. 
- Công tắc tơ kiểu hơi ép. 
- Công tắc tơ kiểu thuỷ lực. 
b. Phân loại theo dạng dòng điện: 
- Loại công tắc tơ điều khiển điện áp một chiều. 
- Loại công tắc tơ điều khiển điện áp xoay chiều. 
c. Phân loại theo kiểu kết cấu: 
- Công tắc tơ hạn chế chiều cao. 
- Công tắc tơ hạn chế chiều rộng. 
k
8.3. Đặc điểm cấu tạo: 
 Cấu tạo nguyên lý mh hình vẽ: gồm các bộ phận chính sau: 
- Cuộn dây điện áp điều khiển số 7. 
- Mạch từ chế tạo từ thép kỹ thuật điện. 
- Vỏ thờng chế tạo từ nhựa cứng. 
- Bộ phận truyền động gồm lò xo và thanh truyền động. 
- Hệ thống tiếp điểm thờng mở và thờng đóng 
Gồm các tiếp điểm công tác (tiếp điểm chính) và các tiếp điểm phụ. Tiếp điểm công 
tác gồm các đầu tiếp xúc tĩnh 6 và đầu tiếp xúc động 2 gắn trên trục quay 1 bằng nhựa cách 
điện. Tiếp điểm phụ gồm các đầu tiếp xúc tĩnh 5 và tiếp xúc động 4 cũng gắn trên trục quay 
1. Tiếp điểm phụ gồm hai loại tiếp điểm thờng mở và tiếp điểm thờng đóng. Công dụng của 
tiếp điểm phụ thờngg đợc thực hiện chức năng trong mạch điều khiển tự động. 
 Ký hiệu công tắc tơ trên sơ đồ hình vẽ. 
Công tắc tơ đóng mở bằng lực điện từ nhờ cuộn hút 8 cùng lõi thép tĩnh 7 và lõi thép động 3 
gắn trên trục quay 1. Cuộn dây đợc mắc vào điện áp nguồn thông qua các nút bấm điều khiển 
M và D. Khi cuộn dây có điện lực điện từ sẽ hút lõi thép 3 chập vào lõi thép tĩnh 7. làm trục 
một quay một góc theo chiều đóng tiếp điểm chính. 
Khi điện vào cuộn hút bị cắt, lực lò xo và trọng lực phần động sẽ làm lõi 3 rời khỏi lõi 7 phần 
động trở về trạng thái cũ, công tắc tơ bị cắt. 
8.4. Nguyên lý làm việc: 
 Muốn đóng điện cho tải thì đóng khoá K trên mạch điều khiển, cuộn dây công tắctơ 
sẽ sinh ra lực điện từ hút chập hai nửa mạch từ lại với nhau, vì Ftđ > Flò xo nên lò xo bị nén lại 
đồng thời thanh truyền động 1 kéo tiếp xúc động đóng chặt vào tiếp xúc tĩnh, khi đó tiếp 
điểm thờng đóng mở ra, còn tiếp điểm thờng mở đóng lại, mạch điện đợc nối liền. 
 Muốn cắt điện khỏi tải, ngắt khoá K cuộn dây điện áp mất điện, lực điện từ bị triệt 
tiêu, lò xo 6 đẩy 2 nửa mạch từ ra xa nhau đa tiếp xúc động rời khỏi tiếp xúc tĩnh, mạch điện 
đợc cắt. 
8.5. Các tham số chủ yếu của công tắc tơ: 
 a. Điện áp định mức: là điện áp của mạch điện tơng ứng mà tiếp điểm chính phải đóng 
cắt, có các cấp : + 110V, 220V, 440 V một chiều. 
 + 127V, 220V, 380V, 500V xoay chiều. 
 Cuộn hút có thể làm việc bình thờng ở điện áp trong giới hạn từ 85% tới 105%. 
 b. Dòng điện định mức: là dòng điện đi qua tiếp điểm chính trong chế độ làm việc 
gián đoạn lâu dài, nghĩa là ở chế độ này thời gian công tắc tơ đóng không lâu quá 8 giờ. 
 Công tắc tơ hạ áp có các cấp dòng thông dụng: 10, 25, 40, 60, 75, 100, 150, 250, 300, 
600A. Nếu đặt công tắc tơ trong tủ điện thì dòng điện định mức phải lấy thấp hơn 10% vì làm 
mát kém, khi làm việc dài hạn thì chọn dòng điện định mức nhỏ hơn nữa. 
 c. Khả năng đóng cắt: là dòng điện cho phép đi qua tiếp điểm chính khi cắt và khi 
đóng mạch. Ví dụ nh công tắc tơ xoay chiều dùng để điều khiểnđộng cơ không đồng bộ ba 
pha lồng sóc cần có khả năng đóng yêu cầu (3ữ7)Iđm. 
 d. Tuổi thọ công tắc tơ: Tính bằng số lần đóng cắt, sau số lần đóng cắt ấy công tắc tơ 
sẽ không dùng đợc tiếp tục. H hỏng có thể do mất độ bền cơ học hoặc bền điện. 
 e. Tần số thao tác: số lần đóng cắt trong thời gian 1 giờ, bị hạn chế bởi sự phát nóng 
của tiếp điểm chính do hồ quang. Có các cấp : 30, 100, 120, 150, 300, 600, 1200, 1500 lần 
trên một giờ, tuỳ chế độ công tác của máy sản xuất mà chọn công tắc tơ có tần số thao tác 
khác nhau. 
8.6. u nhợc điểm : 
 Kích thớt gọn nhỏ có thể tận dụng khoảng không gian hẹp để lắp đặt và thao tác mà 
cầu dao không thực hiện đợc. Điều khiển đóng cắt từ xa, có vỏ ngăn hồ quang phóng ra bên 
ngoài nên an toàn tuyệt đối cho ngời thao tác, thời gian đóng cắt nhanh, vì những u điểm trên 
công tắc tơ đợc sử dụng rộng rãi điều khiển đóng cắt trong mạch điện hạ áp đặc biệt sử dụng 
nhiều trong các nhà máy công nghiệp. 
Câu hỏi: 
1. Trình bày nhiệm vụ công tắc tơ 
2. Nêu nguyên lý làm việc công tắc tơ. 
Ô9 khởi động từ 
9.1. Khái niệm và công dụng: 
 Khởi động từ là một loại thiết bị điện dùng để điều khiển từ xa việc đóng cắt đảo 
chiều và bảo vệ quá tải (nếu có mắc thêm rơle nhiệt) cho các động cơ rôto dây lồng sóc. Khởi 
động từ khi có một công tắc tơ gọi là khởi động từ đơn, thờng dùng để đóng cắt động cơ điện. 
Khởi động từ khi có hai công tắc tơ gọi là khởi động từ kép, thờng dùng khởi động và điều 
khiển đảo chiều động cơ điện. Muốn khởi động từ bảo vệ đợc ngắn mạch phải mắc thêm cầu 
chì. 
9.2. Điều khiển động cơ bằng khởi động từ đơn: 
 a. Công dụng: Khởi động từ đơn là một loại khí cụ điện hạ áp đợc sử dụng để điều khiển đóng 
cắt từ xa và bảo vệ quá tải cho động cơ điện. 
 b. Cấu tạo: Khởi động từ đơn gồm một công tắc tơ và một bộ rơle nhiệt ghép lại với 
nhau(bộ rơle nhiệt có từ 2-3 rơle). 
 c. Sơ đồ điều khiển động cơ điện: 
- Mạch động lực gồm : cầu dao, cầu chì, tiếp điểm công tắc tơ K2, cuộn dây dòng điện của 
rơle nhiệt. 
- Mạch điều khiển gồm : nút ấn dừng D (stop) thờng đóng, nút ấn mở máy M thờng mở 
(start). Nếu hộp nút bấm điều khiển kép sẽ có 3 nút ấn : dừng D (stop) điều khiển động cơ 
quay thuận MT (For), Điều khiển động cơ quay ngợc MN (REV). Cuộn dây công tắc tơ 
K, tiếp điểm tự duy trì của công tắc tơ K1 và tiếp điểm 1RN, 2RN của Rơle nhiệt. 
Muốn đóng điện cho động cơ điện trớc hết đóng cầu dao, nhng động cơ vẫn cha có 
điện vì K2 đang mở. Muốn khởi động nhấn nút đóng M thì công tắc tơ K có điện, nó sẽ đóng 
tiếp điểm K1 để tự duy trì đồng thời đóng tiếp điểm K2 đa điện vào cho động cơ khởi động. 
Khi khởi động cơ đang làm việc nếu bị quá tải rơle nhiệt RN sẽ tác động mở tiếp điểm thờng 
a
b
c
D
M
k
2kn1kn
m
rn rn
k
đóng 1RN và 2RN làm cho công tắc tơ K bị mất điện khi đó K1 và K2 sẽ đợc mở ra 
cắt điện khỏi động cơ. 
 Muốn cắt điện động cơ nhấn nút cắt C công tắc tơ K mất điện do đó K1 và K2 sẽ mở 
ra. Nếu động cơ hay mạch động lực hoặc mạch điện điều khiển bị ngắn mạch thì cầu chì sẽ 
tác động cắt mạch. 
d. u nhợc điểm và phạm vi ứng dụng: 
Khởi động từ u điểm hơn cầu dao ở chỗ điều khiển đóng cắt từ xa nên an toàn cho ngời 
thao tác đóng cắt nhanh, bảo vệ đợc quá tải cho động cơ, khoảng không gian lắp đặt và 
thao tác gọn (một tủ điện có thể lắp đặt nhiều động cơ). Vì vậy đựoc sử dụng rộng rãi cho 
mạch điện hạ áp. 
9.3. Điều khiển động cơ bằng khởi động từ kép: 
 a. Công dụng: Khởi động từ kép là một loại khí cụ điện hạ áp đợc sử dụng để điều khiển đóng 
cắt, bảo vệ quá tải và đảo chiều quay cho động cơ điện. 
 b. Cấu tạo: Khởi động từ kép gồm 2 công tắc tơ và một bộ rơle nhiệt ghép lại với 
nhau. 
 c. Sơ đồ mạch điện và nguyên tắc điều khiển: 
 Khi đóng cầu dao động cơ vẫn cha có điện vì tiếp điểm KT2 và KN2 đang mở. Muốn 
động cơ quay theo chiều thuận ta nhấn nút điều khiển MT thì công tắc tơ KT có điện, sẽ đóng 
tiêp điểm KT1 để tự duy trì, đóng tiếp điểm KT2 trên mạch động lực, đa điện vào cho động cơ 
khởi động đồng thời mở tiếp điểm KT3 khoá không cho điện vào công tắc tơ điều khiển quay 
ngợc KN. Để tránh trờng hợp khi động cơ đang quay thuận nếu nhấn tiếp nút điều khiển MN 
sẽ gây ra ngắn mạch. 
 Muốn đảo chiều quay động cơ phải nhấn nút dừng D thì công tắc tơ KT mới mất điện 
làm tiếp điểm KT1 và KT2 mở ra, tiếp điểm KT3 đóng lại, chờ cho động cơ dừng hẳn, nhấn 
nút điều khiển ĐN thì công tắc tơ điều khiển quay ngợc KN có điện, nó sẽ đóng tiếp điểm 
KN1 và KN2 đa điện vào cho động cơ khởi động theo chiều quay ngợc lại, đồng thời mở tiếp 
điểm KN3 khoá không cho điện vào công tắc tơ điều khiển quay thuận. 
 Muốn cắt điện nhấn nút dừng D, công tắc tơ mất điện do đó tiếp điểm KT2 hoặc KN2
sẽ mở ra cắt điện khỏi động cơ. 
 Nếu động cơ bị quá tải thì rơle nhiệt sẽ tác động mở tiếp điểm 1RN và 2RN công tắc 
tơ sẽ mất điện do đó KT2 hoặc KN2 mở ra. Nếu động cơ bị ngắn mạch thì cầu chì sẽ tác động 
cắt mạch. 
m
rn
rn
D
c
b
a
1rn 2rn
kt
Mt
Mn
kn
kt
kn
ktkn
kt
kn
a
bc c b
a
c b
a