TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI TP. HỎ CHÍ MINH

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

ĐỎ ÁN MÔN HỌC
HỌC PHÁN KHÍ CỤ ĐIỆN (NĂM HỌC 2020-2021)
ĐÈ TÀI BÁO CÁO: Tủ điều khiến 2 bơm nước chạy luân
phiên nhau băng phương pháp khởi động trực tiếp DOL
Chuyên ngành:

ĐIÊU KHIẾN VÀ TỰ ĐỘNG HĨA CƠNG NGHIỆP

Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Minh Quyền
Mã học phần:
Nhóm sinh viên thực hiện:
I. Lê Văn Huy (Nhóm trưởng)

MSSV:

19510500

2. Phạm Văn Cảnh (Nhóm phó)

MSSV: 19510500

3. TrầnNhư Ý

MSSV: 19510500

4. Trần Đăng Khoa

MSSV: 19510500

5. Lâm Anh Tú

MSSV: 19510500

6. Đào Xuân Trường

MSSV: 19510500

TP. Hỗ Chí Minh, Tháng 11 năm 2020


LỜI MỞ ĐẦU

Khí cụ điện là một trong những mơn học vô củng quan trọng đối với sinh viên tự động
hóa nói riêng và sinh viên ngành điện nói chung. Môn học này là cơ sở, cơ bản chuyên ngành
dùng trong ngành kỹ thuật điện. Môn học này trang bị cho sinh viên những kiến thức lý thuyết
cơ bản về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, các đặc tính của các thiết bị điện công nghiệp và dân
dụng; các phương pháp đảo chiêu, khởi động động cơ; cách sử dụng, sửa chữa và bảo dưỡng
các loại khí cụ điện.
Qua học phần khí cụ điện này, sinh viên khơng những học những kiến thức lý thuyết
trên lớp mà còn được tiếp xúc trực tiếp với các thiết bị điện và thực hành thi cơng tủ điện đầu

nối mạch. Nhờ đó giúp sinh viên chúng em tiếp cận thực tế và củng có những kiến thức đã
được học trên lớp.

Do đó, việc được thực hiện dồ án “TỦ ĐIÊU KHIÉN 2 BƠM NƯỚC CHẠY LUÂN
PHIÊN NHAU BẰNG PHƯƠNG PHÁP KHỞI ĐỘNG TRỰC TIẾP DOL” là một trong
những trải nghiệm thực hành thiết thực nhất để sinh viên được tiếp cận với những cơng việc

thực tế.

Qua q trình học tập, dưới sự chỉ dẫn tận tình của giáo viên bộ mơn đã giúp chúng em
tiếp thu một cách vững chắc và bài bản những kiến thức này.
Tuy đã cô gắng khi thực hiện, tìm tịi và hồn chỉnh đồ án, nhưng do hạn chế kinh

nghiệm và kiến thức nên sẽ không tránh khỏi những sai sót. Hy vọng sau nhận được những
đóng góp ý kiến, đánh giá từ Thầy cùng các anh và các bạn dễ chúng em hoàn thiện bài báo
cáo một các tốt nhất và hồn hảo nhất.

Nhóm chúng em xin cảm ơn!


MỤC LỤC


CHƯƠNG l1.


CHƯƠNG2.

ĐẶT VẤN ĐÈ

I. Lý do chọn đề tài
Hiện nay có nhiều những phương pháp khởi động động cơ ba pha như: khởi động trực
tiếp, khởi động sao - tam giác, khởi động mềm, khởi động biến tần, ... Và đề tài của nhóm

chúng em là khởi động trực tiếp 2 động cơ 3 pha chạy luân phiên. Khởi động trực tiếp có
nghĩa là động cơ được khởi động băng cách nối trực tiếp vào nguồn cấp đúng điện áp vận
hành. Khởi động trực tiếp thích hợp với nguồn điện ổn định, và hệ thống trục có độ cứng

vững cao và có kích thước phù hợp, ví dụ như bơm. Nó được xem là loại khởi động tiện dụng
bởi tính đơn giản hóa vận hành và phù hợp với nhiều động cơ khác nhau.
Tính ứng dụng: nhóm sử dụng 2 động cơ 3 pha với cơng suất 0.37kW và dịng điện cấp
vào 400V. Nguồn điện lớn hơn so với công suất của động cơ nên ta ưu tiên phương pháp khởi
động trực tiếp. Điều này giúp mở máy động cơ nhanh hơn, tạo độ thấm mỹ cao và đặc biệt là
độ an tồn khi sử dụng hoặc vận hành. Mục đích sử dụng bơm luân phiên là tăng độ bên,

chống rỉ cho các bơm dự phòng và bơm phụ, làm tăng tính ổn định. Dùng 2 bơm để điều
khiển, mỗi bơm sẽ chạy 1 thời gian bơm này chạy bơm kia nghỉ và ngược lại. Dùng các relay
và timer thời gian đề đối trạng thái hoạt động của mỗi bơm đơn giản và rẻ tiên.


H. Phân tích yêu cầu
Hai máy bơm
chạy luân
phiên

đ
Kể.
Luân phiên bằng
khởi động trực tiêp

Luân phiên tự
động bằng relay

JTo
Nhắn START 2

Nhấn SRART I


Đóng chân 8-6

c

Đóng chân 8-5

7

Z

Máy bơm [ chạy

Jl
u”.

N

Đề giải quyết vẫn đề cho/2 máy

Máy bơm 2 chạy Jˆ

bơm chạy

luân phiên thì ta thiệt kế tủ hoạt

động theo 2 cách, thứ nhật làdùng khởi động trực tiệp bật và tắt tuân tự 2 máy
bơm theo ý muốn, thứ 2 là nhờ vào relay timer đôi, hẹn giờ cho 2 máy bơm
hoạt động luân phiên bằng cách khi chân 8-6 đang thường đóng thì 8-5 thường
mở làm máy bơm I chạy máy bơm 2 không chạy, sau khoảng thời gian ta quy
định thì relay timer đổi chân 8-5 thành thường đóng và 8-6 thành thường mở,

lúc này máy bơm I dừng hoạt động máy bơm 2 hoạt động và sau một khoảng
thời gian như trên đã quy định thì chân §-Š lại thành thường mở và chân 8-6 lại
thành thường đóng làm máy bơm 1 chạy máy bơm 2 ngừng và cứ tiếp tục lặp
lại như vậy ta có 2 máy bơm chạy luân phiên .


II. Sơ đồ giải pháp

s. 8
NMiit nhấn

Nguồn

cấp

Cñng tắc wnoaw hai vị trí

Timer

l
l

Ỉ

Curitactor

. Relaw

nhiệt


luiianp ĐPhuerrm
34ha

Động cơ sẽ vận hành theo hai chế độ:
- _ Chế độ thủ công ( Manual ): điều khiển bằng cách nhắn các nút nhắn khởi động trực
tiếp.
- _ Chế độ tự động ( Auto): Timer luân phiên sẽ điều khiển hoạt động của hai động cơ
thông qua số thời gian mả đặt trước đó

Mỗiđộ mợiqsã được bồng êdtbé tði+neloapacb ciông PiêubdiJÿelamliêbuệ MCB. Do
3


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYÉT

Đề xây dựng một dự án về tủ điện, chúng ta cần hiệu biết những thiết bị có trong tủ

điện, nắm rõ nguyên lý của từng thiết bị. Từ đó có thê hiểu rõ và chọn ra những thiết bị phù
hợp cho dự án.

lộGáo thiệt hi kh

e0

lô caxer

- Khái niệm: Aptomat (MCB hay MCCB) là khí cụ điện dùng đóng ngắt mạch điện (một
pha, ba pha); có cơng dụng bảo vệ q tải, ngắn mạch, sụt áp... mạch điện. Aptomat (MCB
hay MCCB) thường được chế tạo có hai cấp tiếp điểm (tiếp điểm chính và hồ quang) hoặc ba
tiếp điểm (chính, phụ, hồ quang). (MCB là chữ viết tắt của Miniature Cireuit Bkeaker, MCCB

là viết tắt của cụm từ tiếng anh Moulded Case Circuit Breaker.)
- Cấu tạo: Một MCB hồn chỉnh có cấu tạo gồm có: Tiếp điểm, cơ cấu truyền động cắt
MCB. Tắt cả những bộ phận này chính là những bộ phần chủ chốt tạo nên một MCB hoàn
chỉnh trước khi chúng đến tay người sử dụng.

Hình 1: Ảnh mình họa thiết bị MCB
4

Tiếp điểm:
MCB

thường có cấu tạo gồm hai cấp tiếp điểm và 3 tiếp điểm.

- - Hai cấp tiếp điểm đó chính là :
> Tiêp điêm chính
> Hơ quang.
- 3 tiệp điêm sẽ gơm:
> Têp điêm chính
> Tiệp điêm phụ
> Hồ quang.
Tiếp điểm hoạt động theo nguyên lý khi đóng mạch tiếp điểm hồ quang đóng trước, kế
đên là tiêp điêm phụ và ci cùng là đên tiêp điệm chính.


Ngược lại, khi ngắt mạch tiếp điểm chính sẽ làm nhiệm vụ mở trước, tiếp điểm phụ mở

sau, cuôi cùng sẽ là hô quang điện.

^


Cơ cấu truyền động cắt:
Cơ cấu truyền động cắt MCB cũng là một trong những bộ phận khơng thê thiếu để tạo

nên sự hồn chỉnh của nó.

Có 2 cách truyền động cắt MCB phổ biến đó là bằng tay và băng cơ điện.
Truyền động cắt điều khiển bằng tay được thực hiện với các MCB không có yêu cầu về

tự động hóa. Đối lập là truyền động cắt bằng cơ điện ở các MCB có yêu cầu về điều khiến tự
động trong dân dụng & công nghiệp.
- Nguyên lý hoạt động
Bắt cứ khi nào dòng chảy quá dòng liên tục chảy qua MCB, sẽ làm đải lưỡng kim được
làm nóng và làm chệch hướng bằng cách uốn cong.
Sự lệch hướng của dải lưỡng kim này giải phóng một chốt cơ học. Vì chốt cơ học này
được găn với cơ chê hoạt động, nó gây ra mở các tiệp điêm ngắt mạch thu nhỏ và MCB tất do
đó ngăn dịng điện chạy trong mạch. Đề khởi động lại dịng điện, MCB

phải được BẬT thủ

cơng. Cơ chê này bảo vệ khỏi các lỗi phát sinh do quá dòng hoặc quá tải.
Trong điều kiện ngắn mạch, dòng điện tăng đột ngột. Lúc này sẽ gây ra sự dịch chuyển
điện cợ của pít tơng liên quan đếp cuộn dậy bị vấp, hoặc ,điện từ. Pít tơng tấn cơng địn bây
làm giải phóng ngay lập tức cơ chê chốt. Cáé tiếp điệêm ngắt mạch.

__MCB rất đơn giản, đễ sử dụng và thường khơng được sửa chữa. Nó chỉ là đễ dàng hơn
đê thay thê. Có hai loại cơ chê chuyên đi chính. Một kim loại bi cung câp bảo vệ chơng lại

dòng quá tải và một nam châm điện cung câp bảo vệ chơng lại dịng điện ngăn mạch.

+


Cách thức hoạt động
Nếu mạch bị quá tải trong một thời gian dài, đải kim loại sẽ trở nên quá nóng và biến

dạng. Biến dạng này của dải Bi-metallic gây ra, địch chuyển điểm chốt. Tiếp điểm di chuyên
của MCB được bố trí bằng áp lực lò xo, với điểm chốt này, một chút dịch chuyển của ngun
nhân chốt, giải phóng lị xo và làm cho tiếp điểm di chuyển đi chuyên để mở MCB.
Cuộn dây được đặt sao cho trong quá trình ngắn mạch, lực động lực từ (mm?) của
cuộn dây làm cho pít tơng của nó chạm vào củng một điểm chốt và làm cho chốt bị dịch
chuyên.
Khi đòn bây của bộ ngắt mạch thu nhỏ được vận hành bằng tay, lúc này MCB rời khỏi
vị trí thủ cơng. cùng một điêm chôt được dịch chuyên do tiệp điệm di chuyên được tách ra

khỏi tiêp điêm cô định theo cách tương tự.
Điều này có thể là do do biến dạng của một dải kim loại. Đôi khi là do tăng mm

của

cuộn dây hoặc có thê là thao tác thủ cơng. Cùng một điêm chốt bị dịch chun. Đơng thời
cùng một lị xo bị biên dạng. Chúng chịu trách nhiệm cuôi cùng cho sự di chuyên của tiêp xúc
di chuyên.
Khi tiếp xúc đi chuyên tách ra khỏi tiếp điểm có định, có thể có khả năng cao hồ
đuớicùMebgdậprtftnày đi lên qua người chạy vịng cung. Sau đó đi vào bộ chia hồ quang.


Khi bật nó, người dùng phải đặt lại chốt vận hành đã dịch chuyền về vị trí trước đó.
Lúc này MCB đã sẵn sàng cho một hoạt động ngắt khác.

2. Cầu chì bảo vệ
- Khái niệm: Cầu chì là một phần tử hay thiết bị bảo vệ mạch điện bằng cách làm đứt mạch


điện. Câu chì được sử dụng nhăm phòng tránh các hiện tượng quá tải trên đường dây gây
cháy, nơ.
- Cầu tạo: Câu chì bao gơm các thành phân sau:

MitO.

=
tà

&+

®

xin

¿

-

Ỉ

|

N

Hình 2: Hình ảnh minh họa cầu chì bảo vệ

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.

^

§@glơhàmwơ đu kiệpydẫn nhiệt và chịu đựng được các sự thay đôi nhiệt độ đột

^_

Vật liệu lấp đầy (bao bọc quanh phần tử ngắt mạch trong thân cầu chỉ):

^_

Thường băng vật liệu Silicat ở dạng hạt, nó phải có khả ngăng hâp thụ được

năng lượng sinh ra do hơ quang và phải đảm bảo tính cách điện khi xảy ra hiện
tượng ngắt mạch.
Các đâu nối: Các thành phần này dùng định vị cơ định cầu chì trên các thiết bị đóng

ngắt mạch; đơng thởi phải đảm boả tính tiêp xúc điện tơt.
- Ngun lý hoạt động:

Đặc tính cơ bản của cầu chỉ là sự phụ thuộc của thời gian chảy đứt với dòng điẹn chạy

qua (đặc tính Ampe - giây). Đê có tác dụng bảo vệ, đường Ampe - giây của câu chì tại mọi
điêm phải thâp hơn đặc tính của đơi tượng cân bảo vệ.
Ả

Ấ+

Si

Ơi với dị

ịng

HA

CA

iện,định

4n

điện RỂ The Chay

“3

mức của

-À


câu

3.

chì:

NTK

Năng lượn

.

qúa SỐ tá ra hài Hường vũth

CA

ra do hiệu ứng

Joule

cự

khi có

hy Hiến SỰ Sóng chấU SỰ


cân bằng nhiệt sẽ được thiết lập ở một giá trị mà khơng gây sự giả hố hay phá hỏng
bất cứ phần tử nào của cầu chỉ.
^


Đối với dòng điện ngắn mạch của cầu chỉ: Sự cân bằng trên cầu chì bị phá huỷ, nhiệt

năng trên cầu chỉ tăng cao và dẫn đến sự phá huỷ cầu chỉ.
3. Đèn báo pha:
- Khái niệm: đèn báo pha là một loại đèn có 3 màu đặc trưng đỏ, vàng và xanh đê báo cho
ngn khi có điện được đưa vào các hệ thơng máy móc, thiệt bị. Tùy thuộc vào nhu câu sử

dung RàđờaPáœpha được chia ra làm nhiều loại khác nhau dựa vào: Hiệu điện thế, loại có
- Cấu tạo: Đèn báo pha được thiết kế đạng led, theo tiêu chuẩn Châu Âu gồm:

Hình 3: Hình ảnh mình họa đèn bảo

Tản nhiệt: Bộ phận tản nhiệt của đèn Led âm trần đề dày được thiết kế đặc biệt tốt với
phần đề tản nhiệt dày đúc bằng nhôm nguyên khối giúp cho quá trình tản nhiệt diễn ra
hiệu quả hơn hết
Bo mạch chủ: Trong thực tế người ta có thê đùng bo mạch chủ bằng nhôm, gốm nhằm
cho phép tản nhiệt nhanh đối với những loại Led có cơng suất hoạt động lớn. Độ bền
của đèn phụ thuộc khá lớn vào chất lượng bo mạch chủ và chất lượng mối hàn giữa
Led và bo mạch.
Chip LED: là một diod và được phân ra làm 3 loại chính dự theo dải cơng suất: cỡ nhỏ

— trung - lớn
Thân chóa đèn: được làm bằng thép phủ sơn tĩnh điện hoặc nhôm phản quang giúp tán
xạ ánh sáng đều làm tặng hiệu suất của đèn
»

Vỏ đèn: thường làm băng meca hoặc kính giúp ánh sáng của đèn phân phối

đều hơn


Mặt ngồi chóa đèn: bảo vệ mặt gương
Bộ nguồn (driver): Bộ nguồn cấp điện cho đèn phải đảm bảo cung cấp dòng điện và
điện áp phù hợp với loại đèn đang sử dụng, các linh kiện tạo bộ nguôn phải được lựa
chọn theo tiêu chuẩn đặt biệt sao cho tuổi thọ của nó ít nhất phải bằng hoặc hơn ti

thọ của đèn.
- Ngun lí hoạt động:
Trong khối diode bán dẫn, electron chuyển từ trạng thái có mức năng lượng cao xuống
trạng thái có mức năng lượng thấp hơn. Và sự chênh lệch năng lượng này được phát xạ thành
những dạng ánh sáng khác nhau.
4. Contactor (khởi động tù):

- Khái niệm: Contactor là một loại khí cụ điện. Nếu kết hợp thiết bị này với thiết bị khí cụ
điện khác như CB, nút nhân,. .. thì có thê thực hiện việc đóng cắt thiệt bị điện từ xa thao tác
7


bằng tay hay tự động. Việc sử dụng thiết bị này có ưu điểm là dập tắt được hồ quang do các
tiếp điểm của thiết bị này đóng ngắt nhanh, có thể lên đến 1500 lần/giờ.
- Cầu tạo: Một contactor cầu thành từ 3 bộ phận:

Hình 4: Hình ảnh mình họa confacfor

^
^

Các tiếp điểm là bộ phận mang dòng điện của contactor. Điều này bao gồm các tiếp
điểm nguồn lực, tiếp điểm phụ, và các lò xo của các tiếp điểm.
Nam châm điện (hoặc “cuộn dây”) cung cấp lực để đóng các tiếp điểm. Vỏ bọc là

khung chứa tiếp điểm và nam châm điện.

lắm tự cát Toại nhựa chủt nhiệt để bảo VỆ VÀ cách điện“các tiếp điển? ĐIỂU Hãy giúp
bảo vệ con người an toàn khi Anh xúc với các tiếp điểm này.
- Nguyên lí hoạt động:
Khi cấp nguồn cho cuộn dây contactor, mạch tử và cuộn dây hình thành nên nam châm
điện. Nghĩa là mạch từ động bị hút vào mạch từ nh. Do mạch từ động liên động với các tiêp

điêm động lực và tiêp điêm điêu khiên. Nên hệ thông tiệp điêm bị đôi trạng thái và duy trì
trạng thái này cho đên khi cuộn dây mật điện. Sở dĩ mạch từ động bị hút chặt vào mạch từ
nh là do lục hút của nam châm điện lớn hơn lực đây của lò xo.

Khi ngắt nguồn cấp cho cuộn dây contactor, mạch từ sẽ bị mắt. Từ lúc này, lực hút của
nam châm điện nhỏ hơn lực đây của lò xo. Nên mạch từ động bị đây lên phía trên, làm cho hệ

thơng tiêp điêm bị đôi trạng thái. Nghĩa là các tiêp điêm động lực hở ra.
5. Relay nhiệt:
- - Khái niệm:
Rơ le là một thiết bị dùng để bảo vệ các mạch điện và thiết bị điện khơng bị hỏng khi
dịng điện q tải, tăng lên đột ngột. Rơ le nhiệt cịn có một tên gọi khác là relay.

Rơ le nhiệt có chức năng đóng cắt các tiếp điểm khi địng điện tăng mạnh sinh ra nhiệt
tác động lên thanh kim loại khiên chúng bị giãn nở ra. Nhờ sự có mặt của nó mà các thiệt bị


điện và máy móc sẽ hoạt động ổn định hơn cũng như khơng bị hư hỏng khi q tải. Chính vì
vậy, role nhiệt được ứng dụng trong hâu hệt các hệ thơng điện từ cơng nghiệp tới dân sự.
Hình 5: Hình ảnh minh họa relay nhiệt

»


¬a.-...

»

- Câu tạo: Về câu tạo, rơ le nhiệt thường bao gôm các bộ phận sau:
Địn bây
Tiệp điệm thường đóng
VINH dốc
Thanh lưỡng kim
Dây đốt nóng
Cần gạt
Nút phục hồi

động

- Nguyên lí hoạt động:
Rơ le nhiệt hoạt động dựa trên sự thay đơi nhiệt độ của dịng điện. Khi dòng điện quá tải
sẽ phát sinh ra một nhiệt lượng rất lớn khiến cho tắm kim loại của rơ le bị đốt nóng dẫn tới
hiện tượng bị giãn nở. Trong thành phần cầu tạo nên rơ le nhiệt, phiến kim loại kép đóng một

vai trị vơ củng quan trọng để thiết bị hoạt động hiệu quả. Phiến kim loại kép này được ghép
từ hai thanh kim loại có chỉ số giãn ở khác nhau.
Thông thường, thanh kim loại một sẽ có hệ sỐ giãn nở ít hơn và thường dùng Invar

(gồm 36% Ni + 64% Fe). Thanh kim loại thứ hai thường được làm từ đồng thau hoặc thép
crom — niken bởi có chỉ số giãn nở lớn hơn khoảng 20 lần so với invar.
Khi
uốn theo
dòng điện

mỏng của

dòng
chiều
hoặc
thanh

điện có sự thay đổi đột ngột, nhiệt độ sẽ tác động lên thanh thép kép khiến nó
thanh kim loại có hệ số giãn nở ít hơn, lúc này ta có thể dùng trực tiếp cho
dây trở bao quanh. Độ uốn cong ít hay nhiều phụ thuộc vào độ dài và độ dày
kim loại.

2.2.6. Nút dừng khẩn cấp:
- Khái niệm: Nút dừng khẩn cấp tên tiếng anh là Emergency Stop Button hay còn goi là
Emergency Stop được sử dụng nhiều trong máy tự động hóa. Emergency Stop giúp máy dừng
hoạt động khẩn cấp không thông qua bộ điều khiển. Không cắt nguồn điện của máy để tránh
hư thiết bị điện đang sử dụng do mất điện đột ngột.

- Câu tạo: có ba bộ phận chính:


Hình 6: Hình ảnh mình họa nút dừng khẩn cấp
^
+
+

Đầu nhấn hình nắm.
Đệ,
Bộ tiêp điêm (Contactor)


- Nguyên lý hoạt động:
Nút dừng khẩn cấp là loại nút có thiết kế đầu nút lớn giống hình tán nắm, trong trường
hợp khẩn cấp có thể tác động đễ dàng, khi bị tác động thì nút dừng khẩn cấp duy trì trạng thái,
mn
0l Dữ đầ ty Wn§ tụ ấm: ä tiếp điểm thường đóng, có nghĩa là lúc nào điện
cũng qua tiếp điểm để cho máy hoạt động. Khi được tác động thì sẽ ngắt điện ra.
7. Cơng tắc xoay 2 vị trí:

- Khái niệm: Cơng tắc xoay 2 vị trí là một thiết bị điện được lắp đặt để sử dụng cho việc
bật/tắt ở 2 vị trí khác nhau, được ứng dụng nhiều trong điện công nghiệp.
- Cấu tạo: Một bộ công tắc xoay 2 vị trí có đèn thơng thường gồm 4 bộ phận chính:

Hình 7: Hình ảnh mình họa cơng tắc xoay hai vị trí
+
^
^

Phần đầu xoay: đây là phần quyết định màu sắc và số vị trí xoay cũng như chế độ tự
trả hay duy trì.
Phần Holder: đây là phần bắt chặt đầu xoay vào tủ điện, phần này thường có hai dạng
chính: dạng siết bằng tay hoặc dạng siết bằng vít.
Bộ phận đầu đèn: bộ phận này được gắn sau Holder

2 piên,tiến ,điềnó đâu lhehàn gián đầua đệm rpấh khơi UậnefiÊRh០đếptơiáÍa điệp
và có thể gắn số tiếp điểm vơ hạn.
- Ngun lí hoạt động:
Khi cho điện vào cuộn dây thì luồng từ thơng sẽ được sinh ra trong nam châm điện,
luồng từ thơng này có khả năng sinh ra một lực điện từ. Khi lực điện từ này có giá trị lớn hơn
lực cơ thì nắp mạch được hút về phía mạch từ tĩnh. Trên mạch từ tĩnh được gắn vòng ngắn
mạch để chống rung. Vòng này sẽ khiến cho các tiếp điểm động tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh.

Tiếp điểm tĩnh được gắn lên thanh dẫn, đầu kia của thanh dẫn có vít bắt bắt dây điện vào/ra.
Các lị xo tiếp điểm có chức năng duy trì một lực ép cần thiết đủ lớn lên tiếp điểm. Đồng thời
tiếp điểm phụ cũng được đóng vào đối với tiếp điểm phụ thường mở và mở ra đối với tiếp
điêm thường đóng. Lị xo nhả sẽ bị nén lại.

điện t£Hbngấtsdiệmxà6iguậtiälâw ðởrệnthữúgisẽúgifðncsuftg sđĐú tồkHơ) piđịn đ@hời dự
cơng tắc tơ lên và tiền hành cắt dòng điện tải ra. Khi tiếp điểm động được tách khỏi tiếp điểm
10


tĩnh của mạch từ chính thì lúc này hồ quang sẽ xuất hiện giữa hai tiếp điểm. Nhờ các vách
ngăn được thiệt kê săn trong buông dập hô quang, hô quang sẽ được dập tắt.

8. Relay thời gian

man

nho

POWER

=

Hình 8: Relay thời gian cơ bản và sơ đồ chân của nó
- Khái niệm: Relay thời gian hay còn gọi là Timer ( bộ định thời gian ) dùng để tạo thời
gian trễ trong lúc chuyển mạch giữa các khí cụ trong mạch điện.
Thời gian chuyển mạch của Relay thời gian tạo ra có thể năm trong khoảng từ vài giây
đên vài giờ tùy vào yêu câu mà chúng ta đặt ra
Relay thời gian có hai loại:
e_

e_

Relay thời gian tác động trễ.
Relay thời gian ngắt (dừng) trễ.
Vì trong phạm vi của dự án chỉ dùng đến relay thời gian tác động trễ nên chúng ta chỉ

`

hi

Ả

À l

.

`

Raaythii GIẢN TÁC động

.

-

trề (On - delay relaytimer):

- Câu tạo: Relay thời gian cơ bản gồm 2 bộ tiếp điểm, có hình dạng và cách bố trí các chân
như hình
- Đê của relay: Relay thời gian gơm 8 chân kết nơi và l ở khóa ở giữa nhăm cơ định vị trí
của nó khi đặt vào đê.


II


Hình 9: Relay timer và để
- Ngun lí hoạt động:
^
^

^_
+

Khi cấp điện vào cuộn dây của relay thời gian thông qua 2 chân nguồn (chân 7 và
chân 2) các tiếp điểm của relay không thay đổi trạng thái ngay lập tức.
Sau I khoảng thời gian t định trước (ta cài đặt thời gian trễ trên relay), tính từ lúc cấp
điện các tiếp điểm của relay thay đổi trạng thái từ mở thành đóng hoặc từ đóng thành
mở.
Sau khi các tiếp điểm thay đổi trạng thái thì hệ thống vẫn hoạt động bình thường.
Ta ngắt điện (ngưng cung cấp điện) khỏi cuộn dây của relay thời gian thì các tiếp
điểm trở về trạng thái ban đầu.

9. Nút nhắn
- Dưới đây là hình ảnh hai loại nút nhẫn thường sử dụng:

®
®

Push-button Ø22, Spring rcturn, Red - INC
Push-button 222, Spring rcturn, Green - LINO


10. Relay trung gian

- Khái niệm: Relay trung gian (Control Relay — CR) là một kiểu nam châm điện có tích hợp
thêm hệ thống tiếp
ệp điđiểm. Hay cịn được gọi là công tắc chuyển đôi hoạt động bằng điện.

- Câu tạo: Thiết bị này bao gôm lỗi thép động,
bao gôm tiêp điêm thuận và tiệp điêm nghịch.

_„

lõi thép tính và cuộn dây. Cơ chê tiêệp điêm

12


Hình 10: Relay trung gian và để relay trung gian
- Ngun lí hoạt động:
+

Khi có dịng điện chạy qua relay, dòng điện này sẽ chạy qua cuộn dây bên trong và tạo
ra một từ trường hút. Từ trường hút này tác động lên một địn bẩy bên trong làm đóng
hoặc mở các tiếp điểm điện và như thế sẽ làm thay đổi trạng thái của relay. Số tiếp
điểm điện bị thay đối có thể là một hoặc nhiều, tùy vào thiết kế.

Relay có 2 mạch độc lập nhau hoạt động. Một mạch là để điều khiển cuộn dây của
relay: Cho dịng chạy qua cuộn dây hay khơng, hay có nghĩa là điêu khiên relay ở
trạng thái ON hay OFF. Một mạch điều khiển dịng điện ta cần kiểm sốt có qua được

relay hay không dựa vào trạng thái ON hay OFF của relay.


11. Câu đầu dây và đầu chặn cuôi

t

x>.../

lệ

IEFIƑ%
gIS-

R RE.
Hình 11: Một số loại cầu đấu dây

II. Tính chọn các thiết bị, khí cụ điện cho mạch động lực
Sau khi đã hiểu rõ về nguyên lý, cấu tạo và cách hoạt động của những thiết bị trên,
chúng ta tiến hành tính tốn và chọn thiết bị cho phù hợp với dự án, sao cho dự án hoạt động

ồn định và tiết kiệm chi phí.
Tính chọn mạch động lực:
- - Dịng điện định mức:

TH

n=

Pảm

"/3.Uđm.n.cosọ


——_
=

037.10”

Ÿ3.380.0,8.0,9

=0.78

(A

9

- - Tính chọn contactor:

kssee= 1,2. lạa= 1,2.0,78= 0,936 (A)
=>
-

Vì cơng suất là 0.37kW nên contactor chọn mã LC1D9.,
Tính chọn relay nhiệt:

ISYR= 1,2. I° = 1,2.0,78 =0,936 (A)
=>

Vậy relay nhiệt chọn mã LRDO05.
13



- - Tính chọn MGCB:

lụcs= 1,3. lan= 1,3.0,78 = 1,014 (A)
-_
-_
-_
=>

Type B: dịng
TypeC: dịng
Type D: địng
Vì vậy ta chọn

tác động gấp 3-5 lần dòng định mức
tác động gấp 5-10 lần dòng định mức
tác động gấp 10-20 lần dòng định mức
type B nên MCB có mã A9F74301.

2.3. TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ, KHÍ CỤ ĐIỆN CHO MẠCH ĐIÊU KHIỂN:
Tính chọn mạch điều khiển
- - Tính chọn cầu chì:
Ta chọn cầu chì để bảo vệ ngắn mạch cho đèn báo nên vỏ cầu chì có mã DF§1 (25A).
Ta có dịng điện định mức 2A đỂ bảo vệ các đèn báo pha nên chọn ruột cầu chì có mã

DF2BA90200.
- - Tính chọn MGCB:
^.

f“>


À

Bơng điện thecM&P›khơng V/øsg 100A, điện áp khơng vượt q 100V,

^_

Dịng định mức cho l pha là 0,312 A.

Nên MCB

IP có mã là A9F94170

- - Tính chọn đèn báo:
Chọn đèn báo ta dựa vào điện áp, ở đây sử dụng điện áp 220VAC, tần số 50/60 Hz cho đèn
báo nên đèn báo có mã :
^

Green: XB5AV43

+

Red: XB5AV44

+

Yellow
: XB5AV45

- _ Tính chọn nút nhấn:
Chọn nút ES TOP màu đỏ turn to release 1NC có mã XP5AS8442


Nút nhắn màu đỏ OFF có mã XB5AA42
Nút nhân màu xanh ƠON có mã XB5AA31
Cơng tắc xoay 2 vị trí 1NO-INC có mã XB5AD25
-

Tính chọn relay timer đôi:

Ta chọn laạ„ của MCB
=>

1P là 0,312 (A).

Vậy ta chọn la„ của relay timer đôi lớn hơn 0,312 (A), ta lấy 0,7 (A), 1 ngõ ra, có đải
thời gian rộng nên relay timer có mã RE1I7LMBM

14


CHƯƠNG 3: THIẾT KÉ BẢN VẼ VÀ TRÌNH BÀY NGUYÊN LÝ

CỦA TỦ ĐIỆN
3.1. PHẢN MÉM HỖ TRỢ:
3.1.1. Phần mềm CADe SIMU:

LAHeœ
SIMU
CADe Simu là phần mềm tiện lợi trong việc vẽ các sơ đồ mạch điện cộng nghiệp. Việc
đưa ra sơ đồ điều khiến trong công nghiệp khá đơn giản đôi với phần mềm này, giúp kỸ sư vẽ
mạch nhanh chóng, đồng thời có thê mơ phỏng và hiểu được ngun lý vận hành của mạch

điện.

Các tính năng:
- _ Có thể mơ phỏng mạch điện cơng nghiệp khá chính xác với thực tế.

- _ Phần mềm nhẹ và thư viện được hỗ trợ đầy đủ các ký hiệu của khí cụ điện dùng trong
công nghiệp như: nguồn, CB, contactor, relay, ...

15


BEEEEISN

3.1.2. Phần mềm EPLAN Electrie P8/EPLAN Pro Panel:

(SUpportlelectriCal

ElectronicsICommunity)

@/2A/V

li1
L
Ị

led
AM

FÍ
„NI

TếI

H
Ị
Ị
H

⁄A/V'
Ư©E4xA DFD©2/Darlel
EPLAN

Flectric P8 là một phần mềm mạnh mẽ, toàn diện trong việc thiết kế Điện. Là

một công cụ rất quan trọng đôi VỚI các kỹ sư cũng nhu các công ty chuyên về thiết kế, thi

công tủ Điện. Phân mêm giúp tăng tơi đa hiệu quả thiệt kê, kiêm sốt tài liệu và lưu trữ dự án.
Các chức năng chính:

- _ Thiết kế bản vẽ nguyên lý (Schematics).
- _ Thiết kế Layout tủ.
- - Xuất báo cáo phục vụ mua sắm và thi công.

- _ Thiết kế, giao tiếp với PLC.
- _ Review, commeit và thay đi bản vẽ.
EPLAN Pro Panel là giải pháp kỹ thuật dựa trên phần mềm để thiết kế và xây dựng tủ
.
^

điệu in (3050 1g âi€ñChDàc
004 t0fg đất IốHV này dụarếi đăng cĩnh để hổi vá thiéch)

cung cấp bởi các hệ thống ERP hoặc tự tạo ra và cung cấp ở định dạng MS-Excel: Tích hợp
liền mạch trong phong cảnh PDM và PLM của bạn.

16


3.2. SƠ ĐỎ MẠCH ĐỘNG LỰC:

w

†

‡

R

3

T1

‡

t

MP

Sơ đồ cấp nguồn cho tủ điện
ti

-.:W


v

hạc duc

17


TH kiY
CÁ TA lxHÀ,

Mạch động lực
Các phần tử của mạch động lực:
3F4: MCB

3 pha đóng cắt, cấp điện cho mạch động lực.

4K3: Contactor điều khiến trực tiếp động cơ.
3F4.1: Relay nhiệt (Over Load Relay), bảo vệ động cơ tránh hư hỏng khi xảy ra hiện
tượng quá tải.
1H2, 1H3, 1H3.1: 3 đèn báo pha.
1Q2, 1Q3, 1Q3.1: Cầu chì dùng để bảo vệ 3 đèn báo pha.
3M4: động cơ.

18


3.3. SƠ ĐỎ MẠCH ĐIÊU KHIỂN:
RI#


J1

+

c

#

si 1
F—I

TT

ni
L

+~—

—
\

|

aị---ƒ

H
B222
K
45IE--~[


3

L
am
$

BHI, n2Ec2i
.

†

la.

K \

¿
d

¬

—_

E

Ƒ

l

5


B

"

SEKLA
m.

-

Si

-

ù

&.

5

)

0

c2

-ï

Ð

=


-

TRE

YTịỊ |

JÊ

li

mi

.—..75.15.m

m[]
J1 HE

=

4

ló

M'

ơ

H


KH

'==:

#





rớ

1
h

+

tỡnh

Ê

ca D
s

W

4 []

Rlg


_=m

+

l4

Nam



-

PCOME

+

i

T

40{
E

TT

ST

cF5

1T~


~

:đt

k:

JF

sas8 lVV
t
h

w

#:11-4

3

~~

ch*

Cỏc phn t ca mch iu khiển:
- _ 4F1: MCB I1 pha đóng cắt, cấp điện và bảo vệ cho mạch điều khiến.
- _ 4S1; Nút nhấn Emergency Stop (Khẩn cấp), dừng động cơ khi có sự cô phải đừng
khân câp.
- _ 4S1.1: Công tắc xoay 2 vị trí (Selector Switch) sử dụng cho việc bật/tắt ở 2 vị trí khác
nhau.


- _ 4S1.2,4S3: Nút nhắn STOP, dừng hệ thống tạm thời.
- _ 4S1.3,4S3.1: Nút nhắn START, khởi động chạy.
- _ 4KI, 4K3: Tiếp điểm thường mở của conftactor.
- - 4Kó6,4K7: Tiếp điểm thường đóng, thường mở của Relay trung g1an.
- - 2F4.1,3F4.1: Tiêp điêm thường đóng của Contactor.
19


- - 4KI, 4K3: Cuộn hút của Contactor khi có dòng điện làm thay đổi trạng thái các tiếp
điểm của Contactor.
- - 4HI, 4H4: Đèn báo động cơ hoạt động.

- - 4US: Relay thời gian.
- - 4Kó, 4K7: Cuộn hút của Relay trung g1an.
- _ 2F4.1,3F4.1: Tiếp điểm thường mở của Relay nhiệt.
- - 4H8, 4H9: Đèn báo sự có.

3.4. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA TỦ ĐIỆN:
- Đóng MCB tổng 1F4 để cấp điện; Đóng cầu chỉ 1Q2, 1Q3, 1Q3.1 cấp điện cho đèn
báo pha; Đóng MCB

2F4 cấp điện cho mạch động lực 1; Đóng MCB

3F4 cấp điện cho mạch

động lực 2.
-

Đóng MCB


I pha 4F1I cấp điện cho mạch điều khiển; Dịng điện qua tiếp điểm

thường đóng 21,22 của cơng tắc xoay xuống chân 2 và 8 của Relay thời gian; Dịng điện chạy
qua tiếp điểm thường đóng 8,5 của Relay timer xuống cuộn hút của Relay trung gian 4K7;
Cuộn hút hoạt động làm thay đổi tiếp điểm thường đóng 9,1 thành tiếp điểm thường mở, còn
tiếp điểm thường mở 9,5 từ thường mở thành thường đóng tiếp điện vào cuộn hút công tắc tơ
4K3 khiến tiếp điểm thường hở 4K3 của Contactor đóng máy bơm 1 chạy.
- Khi bộ đếm thời gian của Relay timer về 0 chân 8,5 của Relay timer thành thường mở
ngắt điện cuộn hút 4K7 khiến tiếp điểm 4K7 về trạng thái ban đầu ngắt điện cho cuộn hút
Contactor 4K3 máy bơm I tắt, còn chân 8,6 thành thường đóng cấp điện cho cuộn hút 4Kó
của Relay trung gian; Tiếp điểm 4Kó6 của Relay trung gian đổi trạng thái 9,1 thường hở cịn
9,5 thường đóng cấp điện cho cuộn hút 4K1 của Contactor khiến tiếp điểm 4KI mạch động
lực đóng máy bơm 2 chạy. Và bộ đếm Relay thời gian tiếp tục đếm khiến máy bơm chạy luân
phiên.

- Nhắn nút Stop khiến động cơ từ từ đừng lại.
- Khi xảy ra sự cố quá tải, tiếp điểm 2F4.1, 3F4.1 của Relay nhiệt hở ra, đồng thời tiếp
điểm 2F4.1, 3F4.1 của Relay nhiệt đóng lại; Đèn 4H§, 4H9 sáng báo hiệu hệ thống đang gặp
sự có quá tải, kẹt rotor,...

3.5. LAYOUT 3D TỦ ĐIỆN TRÊỀN PHẢN MÉM:

20


CHƯƠNG 4: THỊ CÔNG, LẮP ĐẶT TỦ ĐIỆN
4.1. CHUẢN BỊ VẬT TƯ, THIẾT BỊ:
MCPB 1P(6A):

l1 cái hãng LS


MCPB 3P( 10A): 1 cái hãng LS
MCPB 3P(6A ): 2 cái hãng LS
Cầu chì 1P (25A ) : 3 cái hãng Schneider
Đèn báo pha Ø 22 — màu đỏ - Integral LED - 230..240V : 3 cái (hàng tàu)
Đèn báo pha Ø 22 — màu vàng - integral LED - 230..240V : 1 cái (hàng tàu)
Đèn báo pha Ø 22 — màu xanh - integral LED - 230..240V : 3 cái (hàng tàu)
Contactor( khởi động từ)-220V 50/60Hz I1alb : 2 cái hãng LS
Relay nhiệt, Setting range 1-1.6A, lalb : 2 cái hãng LS
Nút dừng khẩn cấp màu đỏ Ø22 non trigger - turn release INC: 1 cái (hàng tàu)
Cơng tắc 2 vị trí màu đen Ø 22: 1 cái (hàng tàu)
Relay timer đôi : I cái (hàng tàu)
Nút nhân OFF màu đỏ Ø22

: 2 cái (hàng tàu)

Nút nhân ON màu xanh Ø22 : 2

cái (hàng tàu)

Electromechanrical relays, Industrial plug-In relays, MY: 2 cái (hàng tàu)
Electromechanrical relays, Industrial plug-In relays, MY: 2 (hàng tàu)
Front connecting socket, Number of terminals: 8, Carry current 5 A: 1 (hàng tàu)
Socket Pins 14, Current Rating 5A: 2 (hàng tàu)
Cầu đấu dây 12 chân: 1 (hàng tàu)

21