Giáo trình Trang bị điện (Phần 1)

Uỷ ban nhân dân tỉnh 
Trường Cao đẳng nghề Nam Định 
--------------- o0o --------------- 
Giáo trình 
TRANG BỊ ĐIỆN 
Hệ cao đẳng nghề 
Nam Định 2013 
UBND TỈNH NAM ĐỊNH 
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NAM ĐỊNH 
Chủ biờn: 
Hiệu chỉnh: 
Giảng viờn Trần Đức Nghị 
Giảng viờn Trịnh Văn Tuấn 
GIÁO TRèNH 
TRANG BỊ ĐIỆN I 
(Dựng cho hệ Cao đẳng nghề) 
NĂM 2011-2012 
Giáo trình Trang bị điện 
Khoa Điện - Điện Tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 1
CHƯƠNG 1: CÁC PHẦN TỬ ĐIỀU KHIỂN TRONG HỆ THỐNG 
TRANG BỊ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ 
 Đ 1-1 Cầu dao 
1- Khái quát và công dụng 
Cầu dao là một khí cụ điện hạ áp thao tác bằng tay để đóng cắt mạch điện 
điện áp đến 500V và dòng điện đến 1000A. Thông thường cầu dao được bố trí đi 
cùng với cầu chì để bảo vệ ngắn mạch. Cầu dao thường được dùng để đóng ngắt 
mạch điện có công suất nhỏ và khi làm việc không cần thao tác đóng ngắt nhiều 
lần. Nếu điện áp cao hơn hoặc mạch điện có công suất trung bình và lớn thì cầu 
dao thường chỉ làm nhiệm vụ đóng ngắt không tải 
2- Cấu tạo và nguyên lý hoạt động 
a- Cấu tạo: 
Phần chính của cầu dao là lưỡi dao và phần kẹp lưỡi được làm bằng hợp 
kim của đồng. Bộ phận nối dây cũng được làm bằng hợp kim của đồng. Đế của 
cầu dao thường được làm bằng sứ. 
b- Nguyên lý làm việc 
Khi thao tác trên cầu dao nhờ vào lưỡi dao và hệ thống kẹp lưỡi, mạch điện 
được đóng hoặc ngắt. Trong quá trình ngắt mạch thường xảy ra hồ quang điện tại 
điểm tiếp xúc giữa lưỡi dao và hệ thống kẹp lưỡi. Khi thao tác phải kéo lưỡi dao 
thật nhanh để dập tắt hồ quang. 
Do tốc độ kéo bằng tay không thể nhanh được nên người ta chế tạo loại cầu 
dao có lưỡi dao phụ ( hình 1- 1 ). Lúc dẫn điện lưỡi dao phụ cùng với lưỡi dao 
chính được kẹp chặt trong ngàm tĩnh. Khi ngắt điện lưỡi dao chính ngắt ra trước, 
khi lực lò xo đủ lớn nó sẽ kéo lưỡi dao phụ bật ra rất nhanh khỏi ngàm tĩnh làm 
ngắt mạch điện. Do đó hồ quang được kéo dài nhanh và bị dập tắt trong một thời 
gian ngắn. 
3- Phân loại và cách lựa chọn 
a- Phân loại: 
Theo kết cấu người ta chia cầu dao làm loại 1 cực, 2 cực, 3 cực hoặc 4 cực. 
Người ta cũng chia cầu dao ra loại có tay nắm ở giữa hay tay nắm ở bên. Ngoài 
ra còn có cầu dao một ngả và cầu dao hai ngả. 
Hình 1- 1 Cầu dao có lưỡi dao phụ 
1- lưỡi dao chính; 2- tiếp xúc tĩnh ( ngàm ); 
3- lưỡi dao phụ; 4- lò xo bật nhanh ; 
Giáo trình Trang bị điện 
Khoa Điện - Điện Tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 2
Theo điện áp định mức : 250V và 500V 
Theo dòng điện định mức : 5,25,30,60,75,100,150,200,300,400,600,1000A 
Theo vật liệu cách điện, có các loại đế sứ, đế nhựa bakêlit, đế đá. 
Theo điều kiện bảo vệ, có loại không có hộp và loại có hộp che chắn ( nắp 
nhựa, nắp gang, nắp sắt ). 
Theo yêu cầu sử dụng, người ta chế tạo cầu dao có cầu chì bảo vệ và loại 
không có cầu chì bảo vệ. 
b- Cách lựa chọn 
Cầu dao được lựa chọn theo điều kiện điện áp định mức, dòng điện định 
mức, kiểu, loại. 
Công thức lựa chọn : 
Uđm cd Uđm mạng 
 I đm cd I tt 
Trong đó: Uđm cd - Điện áp định mức của cầu dao 
 Uđm mạng- Điện áp định mức của mạng điện 
 Iđm cd - Dòng điện định mức của cầu dao 
 I tt - Dòng điện tính toán của mạng điện 
Đ 1-2 các loại công tắc và nút điều khiển 
I- Công tắc 
1- Khái quát và công dụng 
Công tắc là một loại khí cụ đóng ngắt dòng điện bằng tay kiểu hộp, dùng 
để đóng ngắt mạch điện có công suất bé, có điện áp một chiều đến 440V, và điện 
áp xoay chiều đến 500V. 
Công tắc hộp thường được dùng làm cầu dao tổng cho các máy công cụ, 
dùng đóng mở trực tiếp cho các động cơ điện có công suất bé hoặc dùng để đổi 
nối, khống chế trong các mạch điện tự động. Có khi dùng để thay đổi chiều quay 
động cơ điện, hoặc đổi cách đấu cuận dây stato động cơ từ hình sao sang hình 
tam giác. 
Công tắc hộp làm việc chắc chắn hơn cầu dao, dập tắt hồ quang nhanh hơn 
vì thao tác nhanh và dứt khoát hơn cầu dao. 
Ký hiệu trên sơ đồ điện của một vài loại công tắc được trình bày trên hình 
1- 2. 
 Hình 1- 2 : a- Công tắc hành trình 
 b- Công tắc ba pha 
 c- Công tắc ba pha hai ngả 
a. b. c 
Giáo trình Trang bị điện 
Khoa Điện - Điện Tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 3
2- Phân loại và cấu tạo 
Theo hình dạng bên ngoài người ta chia ra : 
- Loại hở 
- Loại bảo vệ 
- Loại kín 
Theo công dụng người ta chia ra : 
- Công tắc đóng ngắt trực tiếp 
- Công tắc chuyển mạch ( hay công tắc vạn năng ) 
Công tắc vạn năng dùng để đóng ngắt, chuyển đổi mạch điện các cuộn 
dây hút của công tắc tơ, khởi động từ,... chuyển đổi các mạch điện ở các dụng cụ 
đo lường.... Nó thường được dùng trên các mạch điện điều khiển có điện áp đến 
440V một chiều và đến 500V xoay chiều, 50 Hz. 
- Công tắc hành trình 
 Công tắc hành trình dùng để đóng, ngắt ở mạch điều khiển trong truyền 
động điện tự động hoá, tuỳ thuộc cữ gạt ở các cơ cấu chuyển động cơ khí nhằm 
tự động điều khiển hành trình làm việc hay tự động ngắt điện ở cuối hành trình 
để đảm bảo an toàn. 
II- Nút ấn 
1- Khái quát và công dụng 
 Nút ấn còn gọi là nút điều khiển, là một loại khí cụ điện dùng để đóng 
ngắt từ xa các thiết bị điện từ khác nhau, các dụng cụ báo hiệu, và cũng để 
chuyển đổi các mạch điện điều khiển, tín hiệu, liên động, bảo vệ... ở mạch điện 
một chiều điện áp đến 440 V và mạch điện xoay chiều điện áp đến 500 V, tần số 
50 Hz. 
 Nút ấn được dùng thông dụng để khởi động, dừng và đảo chiều quay động 
cơ điện bằng cách đóng và ngắt các mạch cuộn dây hút của các công tắc tơ, khởi 
động từ mắc ở mạch động lực của động cơ. 
 Nút ấn thường được đặt trên bảng điều khiển, ở tủ điện, trên hộp nút ấn. 
 Nút ấn thường được nghiên cứu chế tạo để làm việc trong môi trường 
không ẩm ướt, không có hơi hoá chất và bụi bẩn. 
 Nút ấn có thể bền tới 1.000.000 lần đóng không tải và 200.000 lần đóng 
ngắt có tải. 
 Khi ấn nút, đòn gánh tiếp điểm động bắt đầu mở mạch điện này và sau đó 
đóng mạch điện kia. 
2- Phân loại và cấu tạo 
 Theo hình dạng bên ngoài, người ta chia nút ấn ra làm bốn loại : 
- Loại hở 
- Loại bảo vệ 
- Loại bảo vệ chống nước và chống bụi. 
- Loại bảo vệ chống nổ. 
Giáo trình Trang bị điện 
Khoa Điện - Điện Tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 4
 Theo yêu cầu điều khiển, người ta chia nút ấn ra loại 1 nút, 2 nút và 3 nút. 
 Theo kết cấu bên trong, nút ấn có loại có đèn báo và loại không có đèn 
báo. 
III- Tính chọn công tắc và nút ấn. 
 Công tắc và nút ấn thường được lựa chọn theo điều kiện điện áp định mức, 
dòng điện định mức và kiểu loại. 
 Điều kiện lựa chọn là : 
Uđm tb Uđm mạng 
 I đm tb I tt 
Trong đó: 
Uđm tb - Điện áp định mức của công tắc hoặc nút ấn 
 Uđm mạng- Điện áp định mức của mạng điện 
Iđm tb – Dòng điện định mức của công tắc hoặc nút ấn 
I tt – Dòng điện tính toán của mạng điện 
Đ 1-3 áptômát 
1- Khái niệm 
 áptômát là khí cụ đóng cắt chính trong mạng điện hạ áp, vừa làm nhiệm 
vụ thao tác (đóng và cắt), vừa làm nhiệm vụ bảo vệ (quá tải, ngắn mạch, điện áp 
thấp...). 
2- Cấu tạo 
Hình dáng và cấu tạo của một áptômát ba pha thông thường như hình 1-3 
Giáo trình Trang bị điện 
Khoa Điện - Điện Tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 5
 Hình 1-3 
a- Tiếp điểm : 
 Tiếp điểm của áptômát thường được chế 
tạo có hai cấp ( chính và hồ quang ), hoặc ba 
cấp ( chính, phụ, hồ quang ). 
 Khi đóng mạch, tiếp điểm hồ quang 
đóng trước, tiếp theo là tiếp điểm phụ, sau cùng 
là tiếp điểm chính. Khi cắt mạch thì ngược lại, 
tiếp điểm chính mở trước, sau đến tiếp điểm 
phụ, cuối cùng là tiếp điểm hồ quang. 
 Như vậy hồ quang chỉ cháy trên tiếp 
điểm hồ quang, do đó bảo vệ được tiếp điểm 
chính để dẫn điện. Dùng thêm tiếp điểm phụ để 
tránh hồ quang cháy lan vào làm hư hại tiếp 
điểm chính. 
 Hình 1-4 
 Tiếp điểm của áptômát thường làm bằng hợp kim gốm chịu được hồ quang 
như Ag- Wo; Cu- Wo; Ni..... 
 Hình 1- 4 trình bày hệ thống tiếp điểm trong một kiểu áptômát : 2,3 là các 
tiếp điểm chính; 4 là các tiếp điểm phụ; 5 là các tiếp điểm hồ quang. 
b- Hộp dập hồ quang 
Để áp tô mát dập được hồ quang trong tất cả chế độ làm việc của lưới 
điện, người ta thường dùng hai kiểu thiết bị dập hồ quang là : Kiểu nửa kín và 
kiểu hở. 
Kiểu nửa kín được đặt trong vỏ kín của áptômát và có lỗ thoát khí. Kiểu 
này có dòng điện giới hạn cắt không quá 50 KA. 
Kiểu hở được dùng khi giới hạn dòng điện cắt lớn hơn 50 KA hoặc điện áp 
lớn hơn 1000V ( cao áp ) 
Trong buồng dập hồ quang thông dụng, người ta dùng những tấm thép xếp 
thành lưới ngăn, để phân chia hồ quang thành nhiều đoạn ngắn thuận lợi cho việc 
dập tắt hồ quang. 
Hình dạng và kết cấu hộp dập hồ quang được trình bày trên hình 2- 12, 6 
là hộp dập hồ quang. 
Cùng một thiết bị dập hồ quang, khi làm việc ở mạch điện xoay chiều điện 
áp đến 500 V, có thể dập tắt được hồ quang của dòng điện đến 40 KA; nhưng khi 
Giáo trình Trang bị điện 
Khoa Điện - Điện Tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 6
làm việc ở mạch điện một chiều điện áp đến 440 V, chỉ có thể cắt đựơc dòng 
điện đến 20 KA. 
c- Cơ cấu truyền động cắt áptômát 
Truyền động cắt áptômát thường có hai cách : bằng tay và bằng cơ điện 
(điện từ, động cơ điện). 
Điều khiển bằng tay được thực hiện với các áptômát có dòng điện định 
mức không lớn hơn 600 A. Điều khiển bằng điện từ (nam châm điện) được ứng 
dụng ở các áptômát có dòng điện lớn hơn (đến 1000 A). 
Để tăng lực điều khiển bằng tay người ta còn dùng một tay dài phụ theo 
nguyên lý đòn bẩy. Ngoài ra còn có cách điều khiển bằng động cơ điện hoặc khí 
nén. 
Hình 1-5 trình bày cơ cấu điều khiển các áptômát bằng nam châm điện có 
nhả khớp tự do. 
 Hình 1- 5 
Khi đóng bình thường (không có sự cố ), các tay đòn 2 và 3 được nối cứng 
vì tâm xoay 0 nằm thấp dưới đường nối hai điểm 01 và 02. Giá đỡ 5 làm cho hai 
đòn này không tự gập lại được. Ta nói điểm 0 ở vị trí chết. 
Khi có sự cố, phần ứng 6 của nam châm điện 7 bị hút đập vào hệ thống tay 
đòn 2,3 làm cho điểm 0 thoát khỏi vị trí chết. điểm 0 sẽ cao hơn đường nối 0102. 
Lúc này tay đòn 2,3 không được nối cứng nữa. Các tiếp điểm sẽ nhanh chóng mở 
ra dưới tác dụng của lò xo kéo tiếp điểm. 
Muốn đóng lại áptômát, ta phải kéo tay cầm 4 xuống phía dưới như hình 
2- 13,c, sau đó mới đóng vào được. 
d- Móc bảo vệ 
áptômát tự động cắt nhờ các phần tử bảo vệ – gọi là móc bảo vệ. Nó sẽ 
tác động cắt áptômát khi có sự cố quá dòng điện (quá tải hay ngắn mạch) hoặc 
sụt áp. 
- Móc bảo vệ quá dòng điện (còn gọi là bảo vệ dòng điện cực đại ) để bảo 
vệ mạch điện khỏi bị quá tải và ngắn mạch. Người ta thường dùng hệ thống điện 
từ hoặc rơ le nhiệt làm móc bảo vệ đặt bên trong áptômát 
 + Móc kiểu điện từ có cuộn dây mắc nối tiếp với mạch điện cần bảo vệ. 
Cuộn dây này có ít vòng dây và có tiết diện lớn để chịu được dòng điện phụ tải. 
Khi dòng điện vượt quá trị số cho phép thì phần ứng bị hút làm nhả chốt gây cắt 
áptômát. 
 + Móc kiểu rơ le nhiệt có cấu tạo tương tự như rơ le nhiệt. Nó có phần tử 
đốt nóng đấu nối tiếp với mạch điện chính. Khi có quá tải xảy ra,thanh kim loại 
kép bị đốt nóng sẽ bị cong đi làm nhả chốt hãm, gây cắt áptômát. 
Giáo trình Trang bị điện 
Khoa Điện - Điện Tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 7
 Thường người ta dùng cả móc điện từ và móc kiểu rơ le nhiệt lắp trong 
áptômát. 
- Móc bảo vệ sụt áp (còn gọi là bảo vệ điện áp thấp) cũng thường dùng kiểu 
điện từ. Cuộn dây điện áp thấp được mắc song song với mạch điện chính. Cuộn 
dây này có tiết diện dây nhỏ và số vòng nhiều để chịu được điện áp nguồn. 
3- Nguyên lý hoạt động 
a- áptômát bảo vệ dòng điện cực đại 
Hình 1- 6: Sơ đồ nguyên lý áptômát dòng điện cực đại 
 1,6- lò xo; 4- phần ứng; 
 2,3- móc; 5- nam châm điện; 
 ở trạng thái làm việc bình thường sau khi đóng áptômát, áptômát được giữ 
ở trạng ở trạng thái đóng tiếp điểm nhờ móc 2 ăn khớp với móc 3. Dòng điện 
chạy vào cuộn dây của nam châm điện 5 có trị số nhỏ nên lực điện từ không 
thắng nổi sức cản lò xo 6,do đó nam châm điện không đủ sức hút phần ứng 4 và 
áptômát vẫn đóng. 
 Khi có ngắn mạch xảy ra trong mạch điện, dòng điện chạy qua nam châm 
điện có trị số lớn sẽ sinh ra lực hút điện từ. Lực điện từ này lớn hơn lực cản của 
lò xo 6, do đó nam châm điện 5 sẽ hút phàn ứng 4 làm nhả móc 3. Móc 2 được 
thả tự do, lò xo 1 sẽ kéo tiếp điểm của áptômát bật ra, loại sự cố ra khỏi lưới 
điện. 
b- áptômát bảo vệ điện áp thấp ( kém áp ) 
 Hình 1- 7: Sơ đồ nguyên lý áptômát bảo vệ điện áp thấp 
6 3 
2 
4 
5 
Giáo trình Trang bị điện 
Khoa Điện - Điện Tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 8
 1,6- lò xo; 4- phần ứng; 
 2,3- móc; 5- nam châm điện; 
 ở trạng thái làm việc bình thường sau khi đóng áptômát, áptômát được giữ 
ở trạng thái đóng tiếp điểm nhờ móc 2 ăn khớp với móc 3. Khi điện áp nguồn có 
giá trị định mức, nam châm điện 5 sẽ hút phần ứng 4 giữ chặt móc hãm 2,3. 
Mạch điện làm việc bình thường. 
 Khi điện áp nguồn giảm thấp quá trị số chỉnh định, nam châm điện không 
đủ sức giữ phần ứng ở vị trí hút. Dưới sức căng của lò xo 6 sẽ kéo móc 3 bật khỏi 
móc 2. Móc 2 được tự do, dưới sức căng của lò xo 1 hệ thống tiếp điểm của 
áptômát được mở ra làm ngắt mạch điện. 
4-Phân loại và cách lựa chọn 
a- phân loại 
- Theo kết cấu, người ta chia áptômát ra ba loại : một cực, hai cực, ba cực, 
và bốn cực. 
 - Theo thời gian thao tác, người ta chia áptômát ra loại tác động không tức 
thời và loại tác động tức thời ( nhanh ). 
 - Theo công dụng của bảo vệ, người ta chia áptômát ra các loại áptômát 
cực đại theo dòng điện, áptômát cực tiểu theo điện áp, áptômát bảo vệ dòng điện 
rò (áptômát chống giật ).. 
b- Cách lựa chọn 
 áptômát được lựa chọn theo điều kiện điện áp định mức, dòng điện định 
mức, kiểu loại. 
 Điều kiện lựa chọn cơ bản là : 
 Uđm ATM Uđm mạng 
 I đm ATM I tt 
Trong đó: 
 Uđm ATM - Điện áp định mức của áptômát được ghi trong lý lịch máy 
hoặc trên nhãn máy 
 Uđm mạng - Điện áp định mức của mạng điện nơi áptômát được lắp đặt 
 Iđm ATM - Dòng điện định mức của áptômát được ghi trong lý lịch 
máy hoặc trên nhãn máy 
 I tt = Dòng điện tính toán của phụ tải. 
5- Các hư hỏng thông thường và phương pháp sửa chữa áp tômát 
 Các áptômát thường hư hỏng ở hệ thống tiếp điểm bị cháy rỗ, hỏng lò xo 
và các chi tiết cơ khí, hỏng cuận dây. 
 Để sửa chữa các tiếp điểm ta tiến hành lau, đánh sạch bề mặt tiếp xúc 
hoặc tẩy nhẹ các vết cháy rỗ. Nếu tiếp điểm bị hỏng nặng phải thay thế mới. 
Kích thước của tiếp điểm mới thay thế phải giống như tiếp điểm cũ. Nếu lò xo 
của bộ phận cơ khí bị hỏng phải thay thế mới hoặc căng lại lò xo. Các chi tiết 
dập định hình bị hỏng phải thay thế mới. Cuộn dây bảo vệ bị hỏng phải quấn lại 
cuận dây khác. Đường kính dây cuân, số vòng và kích thước cuận dây mới cần 
Giáo trình Trang bị điện 
Khoa Điện - Điện Tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 9
đảm báo đúng như cuận dây cũ thay thế. Các ốc vít bắt đầu dây phải chặt, nếu 
chờn hoặc mất long đen thì phải thay thế ngay. 
Đ 1-4 Nam châm điện 
1- Cấu tạo và nguyên lý làm việc 
 Nam châm điện là một bộ phận rất quan trọng của khí cụ điện, được dùng 
để biến đổi điện năng ra cơ năng trong khí cụ điện. 
 Cơ cấu điện từ gồm hai bộ phận chính : 
- Cuận dây ( phần điện ) 
- Mạch từ ( phần từ ) 
Trong thực tế thường gặp hai loại sau : 
- Loại có nắp chuyển động : gồm có cuận dây, 
lõi sắt từ và nắp 
 Hình 1- 8 : Nam châm 
 điện hình chữ U, nắp hút thẳng. 
Khi có dòng điệnchạy trong cuận dây sẽ sinh lực hút đi ...  trong mạch 
kớch từ. 
 - Quỏ trỡnh đúng cắt điện trở rkt được gọi là quỏ trỡnh rung. Mục đớch của 
quỏ trỡnh rung nhằm hạn chế sự tăng quỏ mức của dũng phần ứng khi tăng tốc trờn 
tốc độ cơ bản. 
Dừng động cơ. 
 - Khi động cơ đang làm việc, tiếp điểm thường kớn K mở, rơ le hóm RH 
khụng được nối vào mạch. 
 - Để dừng động cơ, ấn nỳt dừng D, cụng tắc tơ K mất điện, cắt phần ứng 
động cơ ra khỏi mạch, tiếp điểm thường kớn K đúng lại, nối rơle hóm RH vào mạch 
phần ứng động cơ. RH tỏc động đúng tiếp điểm của nú cấp điện cho cụng tắc tơ 
hóm H. H tỏc động đúng tiếp điểm nối điện trở hóm rh vào mạch phần ứng. Động 
cơ hóm động năng. 
 - Quỏ trỡnh hóm động năng kết thỳc khi tốc độ động cơ giảm làm điện ỏp 
phần ứng giảm đến trị số nhả của RH, tiếp điểm RH mở, cụng tắc tơ H mất điện, 
cắt điện trở rh ra khỏi mạch phần ứng, mạch điện trở về trạng thỏi ban đầu. 
3.4. Sơ đũ điều khiển động cơ một chiều kớch thớch hỗn hợp, cụng suất trung 
bỡnh và nhỏ. 
 3.4.1. Giới thiệu sơ đồ. 
Giáo trình Trang bị điện 
Khoa Điện - Điện Tử 75 Trường Cao đẳng nghề Nam Định 
 - Động cơ cú 2 cuộn kớch từ. 
Cuộn kớch từ song song CKS, cuộn 
kớch từ nối tiếp CKN. 
 - Cỏc điện trở khởi động và 
hóm r1, r2, rh. 
- Cỏc rơ le thời gian 1RTZ, 
2RTZ khống chế quỏ trỡnh khởi 
động. 
- Cỏc rơ le 1RH, 2RH khống 
chế quỏ trỡnh hóm ngược. 
- Cỏc rơ le dũng điện 1RI, 
2RI bảo vệ quỏ tải và ngắn mạch 
cho động cơ. 
- Rơ le điện ỏp RA bảo vệ 
khụng và cực tiểu. 
- Cỏc cụng tắc tơ khởi động 
và hóm K1, K2, H 
- Cỏc cụng tắc tơ làm việc và 
hóm C, 1T, 2T, 1N, 2N, H 
 - Bộ khống chế chỉ huy KC cú 4 tiếp điểm và 3 vị trớ làm việc của tay gạt 
điều khiển. 
3.4.2. Chức năng của sơ đồ. 
 - Khởi động theo chiều thuận và chiều ngược qua 2 cấp điện trở phụ, khống 
chế theo nguyờn tắc thời gian. 
 - Đảo chiếu quay theo trỡnh tự hóm ngược khống chế theo nguyờn tắc tốc độ 
rồi tự động khởi động theo hiều ngược lại. 
 - Dừng động cơ theo phương phỏp hóm ngược hoặc hóm dừng tự do. 
3.4.3. Hoạt động của sơ đồ. 
 Khởi động. 
 - Đúng điện vào mạch. Cuộn kớch từ song song CKS cú điện ngay. 
 - Tay gạt điều khiển bộ khống chế ở vị trớ 0, tiếp điểm KC0 kớn, rơ le điện ỏp 
RA cú điện. Nếu điện ỏp đủ RA tỏc động, đúng tiếp điểm để tự giữ và cấp nguồn 
cho mạch điều khiển phớa sau. 
 - Để khởi động động cơ theo chiều thuận, đưa tay gạt điều khiển bộ khống 
chế sang phải, cỏc tiếp điểm KC1, KC2 kớn. Cỏc cụng tắc tơ C, 1T, 2T cú điện, 
đúng cỏc tiếp điểm của chỳng nối phần ứng động cơ vào mạch, động cơ khởi động. 
Giáo trình Trang bị điện 
Khoa Điện - Điện Tử 76 Trường Cao đẳng nghề Nam Định 
 - Lỳc này theo điều kiện chọn, rơ le hóm 1RH tỏc động, đúng tiếp điểm cấp 
nguồn cho cụng tắc tơ hóm H, H tỏc động đúng tiếp điểm ngắn mạch điện trở rh, rơ 
le thời gian 1RTZ mất điện. 
 - Khi cú dũng điện qua cỏc điện trở khởi động, tạo ra sụt ỏp làm rơ le thời 
gian 2RTZ tỏc động, mở cỏc tiếp điểm thường kớn của nú để đảm bảo trỡnh tự khởi 
động. 
 - Sau thời gian chỉnh định của 1RTZ, tiếp điểm thường kớn 1RTZ đúng lại, 
cấp nguồn cho cụng tắc tơ K1, K1 tỏc động đúng tiếp điểm ngắn mạch điện trở r1, 
động cơ tiếp tục khởi động với điện trở cũn lại. Khi r1 bị ngắn mạch, 2RTZ mất 
điện. 
 - Sau thời gian chỉnh định của 2RTZ, tiếp điểm của nú đống, cấp nguồn cho 
K2 làm ngắn mạch r2, động cơ tăng tốc đến tốc độ làm việc. 
 Đảo chiều quay. 
 - Để đảo chiều quay, đưa tay gạt điều khiển về vị trớ đối diện, khi tay gạt qua 
điểm 0, tiếp điểm KC1, KC2 mở, cỏc cụng tắc tơ C, 1T, 2T mất điện, ngắt mạch 
phần ứng động cơ. 
 - Khi tay gạt về vị trớ làm việc mới, cỏc tiếp điểm KC1, KC3 kớn cấp nghuồn 
cho C, 1N, 2N đúng cỏc tiếp điểm của chỳng đảo chiều dũng điện phần ứng động 
cơ, động cơ hóm ngược. 
 - Điện ỏp đặt lờn rơ le 2RH 0, 2RH khụng tỏc động,cỏc cụng tắc tơ H, K1, 
K2 khụng cú điện, cả 3 điện trở đều được nối vào mạch phần ứng để hạn chế dũng 
điện hóm ngược của động cơ. 
 - Khi tốc độ động cơ theo chiều cũ bằng 0, điện ỏp đặt lờn 2RH đạt trị số tỏc 
động của nú, 2RH đúng tiếp điểm cấp điện cho H, H tỏc động ngắn mạch điện trở 
rh, động cơ khởi động theo chiều ngược tương tự như chiều thuận. 
 Dừng động cơ. 
 - Khi cần hóm dừng nhanh, cho động cơ hóm ngược, khi kết thỳc hóm 
ngược, cắt nguồn hoặc đưa tay gạt điều khiển về 0. 
 - Trong trường hợp khụng cần thiết cho động cơ hóm dừng tự do bằng cỏch 
đưa tay gạt điều khiển về giữa hoặc cắt nguồn điều khiển. 
3.5. Mạch điều khiển động cơ một chiều kớch thớch độc lập cụng suất trung 
bỡnh và lớn. 
3.5.1. Giới thiệu sơ đồ. 
- Phần ứng động cơ Đ. 
- Cỏc điện trở khởi động và hóm r1,r2, r3, rh. 
- Rơ le RI bảo vệ quỏ dũng phần ứng 
- Rơ le dũng điện RT thực hiện khõu rung. 
- Rơ le hóm RH. 
Giáo trình Trang bị điện 
Khoa Điện - Điện Tử 77 Trường Cao đẳng nghề Nam Định 
- Cỏc rơ le thời gian 1RTZ, 2RTZ, 3RTZ khống 
chế quỏ trỡnh khởi động. 
- Rơ le bảo vệ mất từ thụng kớch từ RTT. 
- Rơ le điện ỏp RA kiểm tra điều kiện khởi 
động. 
- Cỏc cụng tắc tơ khởi động, làm việc và hóm. 
- Cỏc nỳt ấn điều khiển M, D, MT, MN. 
3.5.2. Chức năng của sơ đồ 
 - Khởi động đến tốc độ cơ bản theo 
chiều thuận và ngược qua 3 cấp điện trở phụ, 
khống chế theo nguyờn tắc thời gian. 
 - Tăng tốc trờn tốc độ cơ bản nhờ giảm 
từ thụng kớch từ. 
 - Dừng động cơ theo phương phỏp hóm động năng, khống chế theo nguyờn 
tắc tốc độ. 
 - Mạch khụng cho phộp đảo chiều quay trực tiếp động cơ. 
3.5.3. Hoạt động của sơ đồ. 
Khởi động. 
 - Đúng điện vào mạch, rơ le 1RTZ cú điện, mở tiếp điểm thường kớn của nú 
trong mạch cỏc cụng tắc tơ khởi động. 
 - Cụng tắc tơ KT cú điện, đúng tiếp điểm ngắn mạch điện trở điều chỉnh kớch 
từ Rkt, từ thụng động cơ là định mức. 
 - Ấn nỳt M kiểm tra điều kiện khởi động, nếu điện ỏp đủ, rơ le RA tỏc động, 
đúng tiếp điểm RA tự giữ và cấp diện cho mạch điều khiển. 
 - Ấn MT khởi động theo chiều thuận. Cụng tắc tơ T cú điện qua tiếp điểm 
thường kớn của rơ le hóm RH, T tỏc động nối phần ứng động cơ vào lưới với 3 điện 
trở khởi động trong mạch phần ứng. 
 - Rơ le thời gian 1RTZ mất điện. Khi cú dũng điện chạy qua cỏc điện trở r1, 
r2, sụt ỏp trờn điện trở làm cỏc rơ le thời gian 2RTZ, 3RTZ tỏc động. Sau thời gian 
chỉnh định của 1RTZ, tiếp điểm thường kớn 1RTZ đúng, cụng tắc tơ K1 cú điện, 
ngắn mạch điện trở r1. Động cơ tăng tốc với 2 điện trở phụ 
 - Rơ le 2RTZ mất điện, sau thời gian chỉnh định của 2RTZ, cụng tắc tơ K2 
cú điện để ngắn mạch r2, 3RTZ mất điện, đến thời điểm cuối loại bỏ điện trở r3 để 
động cơ tăng tốc đến tốc độ cơ bản. 
 - Khi điện trở r3 bị ngắn mạch, rơ le dũng điện RT tỏc động, tiếp điểm 
thường mở của nú đúng lại duy trỡ cấp nguồn cho cụng tắc tơ KT nờn Rkt vẫn bị 
ngắn mạch. Khi động cơ tăng tốc đến tốc độ cơ bản, dũng điện phần ứng giảm đến 
trị số nhả của rơ le RT, tiếp điểm thường mở RT mở, cong tắc tơ KT mất điện, điện 
trở Rkt được nối vào mạch kớch từ, từ thụng động cơ giảm, động cơ tăng tốc đến 
Giáo trình Trang bị điện 
Khoa Điện - Điện Tử 78 Trường Cao đẳng nghề Nam Định 
tục sđộ làm việc. Quỏ trỡnh tăng tốc trờn tốc độ cơ bản cú thể xảy ra hiện tượng 
rung nhờ tỏc động của RT và KT. 
 Đảo chiều quay. Muốn động cơ quay theo chiều ngược lại, cần phải dừng 
động cơ. Mạch khụng cho phộp đảo chiều quay trực tiếp. Khi quỏ trỡnh hóm dừng 
kết thỳc, ấn nỳt MN để động cơ khởi động theo chiều ngược tương tự như chiều 
thuận. 
 Dừng động cơ. 
 - Ấn nỳt dừng D, cụng tắc tơ T (hoặc N) mất điện. Phần ứng động cơ được 
cắt ra khỏi nguồn, tiếp điểm thường kớn T, N đúng cấp nguồn trở lại cho 1RTZ, 
chuẩn bị cho lần khởi động sau. 
 - Do sức điện động động cơ lớn nờn rơ le hóm RH đang tỏc động, cụng tắc 
tơ hóm H cú điện, nối điện trở hóm động năng rh vào mạch phần ứng. Động cơ 
thực hiện hóm động năng. Quỏ trỡnh hóm động năng kết thỳc khi điện ỏp đặt lờn 
RH giảm đến trị số nhả của RH, tiếp điểm thường mở RH mở ra, cắt nguồn cụng 
tắc tơ hóm H, tiếp điểm thường kớn RH đúng lại cho phộp động cơ khởi động trở lại. 
IV. Mạch điện tự động giới hạn hành trỡnh 
 Trong mỏy cụng cụ, nhiều khi phải giới hạn một hoặc hai chiều chuyển 
động như hạn chế sự chuyển động lờn của cầu trục, hạn chế sự chuyển động lờn 
xuống của xà ngang trong cỏc mỏy cỡ lớn như mỏy khoan, mỏy bào giường, hạn 
chế sự chuyển động lờn xuống của cỏnh cống cỏc cụng trỡnh thuỷ lợi 
Sau đõy sẽ trỡnh bày hoạt động và sơ đồ mạch điện mạch tự động giới hạn hành 
trỡnh 
4.1. Hoạt động của mạch. 
- Nhấn nỳt N1 vật di chuyển sang phớa C. khi đến C sẽ chạm cụng tắc hành 
trỡnh 2BK vật sẽ dừng 
- Nhấn nỳt N2 vật di chuyển sang phớa A. khi đến A sẽ chạm cụng tắc hành 
trỡnh 1BK vật sẽ dừng 
- Nhấn N3 hoặc khi quỏ tải vật dừng ngay 
4.2. Sơ đồ mạch điện điều khiển 
4.2.1. Sơ đồ mạch 
1BK 2BK 
A B C 
Giáo trình Trang bị điện 
Khoa Điện - Điện Tử 79 Trường Cao đẳng nghề Nam Định 
M
1K2K
CC
RN
CD
CC 1N 1BH 2K2
1K
RN
1K1
2N
2K1
2BH 1K2
2K
3N
V. Mạch điện điều khiển tuần tự 
5.1.Đặt vấn đề 
Ta biết rằng mỗi mỏy cú nhiều chuyển động, dựng nhiều động cơ riờng biệt 
khỏc nhau, cỏc chuyển động đú cú những điều kiện nhất định cú liờn quan lẫn nhau 
như: Truyền động bơm dầu trong mỏy phải làm việc trước sau đú truyền động trục 
chớnh mới làm việc, hay truyền động bàn mỏy phay chỉ làm việc khi truyền động 
trục chớnh của mỏy phay đó làm việc, trục chớnh ngừng thỡ bàn mỏy cũng ngừng 
theo 
Sau đõy chỳng ta cựng tỡm hiểu mạch điều khiển tuần tự của hệ thống bơm dầu và 
động cơ trục chớnh. Trong hệ thống bơm dầu phải làm việc trước sau đú động cơ 
trục chớnh mới làm việc. 
5.2. Nguyờn lý hoạt động 
 Chạy động cơ bơm dầu 
Sau khi đúng cầu dao CD, ấn nỳt nhấn N1 khởi động từ 1K sẽ cú điện, tiếp 
điểm 1K1 đúng lại duy trỡ dũng điện vào 1K, tiếp điểm 1K2 cũng đúng để chuẩn bị 
cấp điện vào 2K. Bờn mạch động lực tiếp điển 1K đúng lại cấp điện cho động cơ 
bơm dầu 1M hoạt động. 
 Chạy động cơ chớnh. 
Chỉ sau khi bơm dầu hoạt động, tiếp điểm 1K2 đúng lại ta ấn nỳt nhấn N2 
thỡ cuộn dõy của cụng tắc tơ 2K mới được cấp điện. Lỳc này tiếp điểm 2K bờn 
mạch động lực đúng lại cấp điện cho động cơ chớnh 2M làm việc. 
 Tự động tắt mỏy 
Khi cú sự cố như quỏ tải, hoặc bơm dầu hỏng  rơle nhiệt RN1 sẽ tỏc động 
nhả tiếp điểm RN1 làm ngưng cấp điện vào cuộn 1K và 2K lỳc này hệ thống sẽ 
dừng hoạt động. 
Sơ đồ này cú nhược điển la dự dầu chưa đủ nhưng ta vẫn cú thể mở mỏy truyền 
động chớnh. ở những mỏy lớn thỡ khụng cho phộp mở mỏy động cơ chớnh khi ỏp 
lực dầu chưa đủ. Tuy nhiờn ở những may nhỏ và trung bỡnh thỡ vẫn cho phộp hai 
động cơ mở mỏy và dừng như vậyS, nờn sơ đồ này được dựng phổ biến. 
5.3. Sơ đồ mạch điện. 
Giáo trình Trang bị điện 
Khoa Điện - Điện Tử 80 Trường Cao đẳng nghề Nam Định 
M2
2K1K
CC
RN2
CD
M1
RN1
CC 1N
1K
RN1
1K1
2N
2K1
2K
3N
RN2
1K2
VI. Liờn động và bảo vệ 
 6.1. Bảo vệ quỏ dũng 
6.1.1.Bảo vệ ngắn mạch. 
Tỏc hại của ngắn mạch: Cú thể gõy nờn hỏng cỏch điện của một động cơ và 
hỏng cỏch điện của cỏc thiết bị khỏccủa truyền động điện. Khi ngắn mạch sẽ gõy 
nờn nhiệt độ tăng nhanh gõy chỏy hoặc sức từ động tăng mạnh gõy tỏc động 
khụng tốt về mặt cơ học. 
Trong hệ thống TĐĐ bất kỳ, ngắn mạch một pha hoặc ba pha đều nguy hiểm 
và bảo vệ phải tỏc động cắt nhanh hệ thống ra khỏi nguồn điện. 
Bảo vệ ngắn mạch cú thể thực hiện bằng: Cầu trỡ, aptomat, hoặc role dũng 
điện cực đại, cỏc khõu bảo vệ ngắn mạch bằng bỏn dẫn điện tử 
Vớ dụ dựng cầu trỡ và aptpmat bảo vệ ngắn mạch 
Khi dựng cầu trỡ cấm đặt cầu trỡ trờn dõy trung tớnh, mạch nốt đất, vỡ nếu đứt 
dõy cầu trỡ thỡ vỏ mỏy sẽ cú điện ỏp cao nguy hiểm. Dựng cầu trỡ bảo vệ ngắn 
Giáo trình Trang bị điện 
Khoa Điện - Điện Tử 81 Trường Cao đẳng nghề Nam Định 
mạch thỡ đơn giản, rẻ tiền nhưng tỏc động khụng chớnh xỏc, dũng điện tỏc động 
phụ thuộc và thời gian, thay thế lõu, khụng bảo vệ được chế độ làm việc hai pha 
Khi dựng aptomat thỡ dũng chỉnh định của aptpmat là: Icđ = (1, 2 đến 1,3). Ikđ 
. Aựptomat tỏc động rồi thỡ cú thể đúng lại nhanh, cắt được dũng lớn, bảo vệ được 
chế độ làm việc hai pha (khi mất 1 trong 3 pha) 
Dựng role dũng điện cực đại (RM) bảo vệ ngắn mạch phải chỉnh dũng điện 
tỏc động cho phự hợp với dũng ngắn mạch. Thường đặt role dũng điện trờn 3 pha 
của động cơ KĐB 3 pha, hoặc trờn một cực của động cơ điện một chiều. Tiếp điểm 
của RM là loại khụng tự hồi phục. 
6.1.2. Bảo vệ quỏ tải dài hạn (bảo vệ nhiờt’) 
 Quỏ tải lõu vượt quỏ trị số cho phộp sẽ gõy nờn phỏt núng, làm nhiệt độ dõy 
quấn mỏy điện vượt quỏ trị số cho phộp đối với cỏch điện của nú, dẫn đến chỏy 
mỏy điện. Để bảo vệ mỏy điện cú thể dựng loại aptomat chỉnh định cú cơ cấu nhả 
hỗn hợp hoặc dựng role nhiệt. 
Phần tử đốt núng của role nhiệt thường được mắc trờn 2 pha của hệ thống 3 pha và 
trờn một hoặc hai cực của động cơ điện một chiều, ở phớa sau tiếp điểm của cụng 
tắc tơ đường dõy K. tiếp điểm của nú sẽ cắt mạch cuộn dõy cụng tắc tơ đường dõy 
khi nú tỏc động. 
Cỏc tiếp điểm của role nhiệt (RN) là loại khụng tự hồi phục, sau khi role 
nhiệt tỏc động thỡ phải ấn reset bằng tay. Phải chọn role nhiệt cú đặc tớnh phỏt núng 
gần với đặc tớnh phỏt núng của thiết bị, động cơ cần được bảo vệ. 
Dũng điện chỉnh định Icđ = (1, 2 đến 1,3)Iđm 
Giáo trình Trang bị điện 
Khoa Điện - Điện Tử 82 Trường Cao đẳng nghề Nam Định 
6.3. Bảo vệ cực tiểu, bảo vệ điểm khụng 
Khi điện ỏp lưới bị mất hoặc giảm thấp dưới trị số cho phộp thỡ phải cắt mối 
lien hệ giữa nguồn điện và động cơ. 
Để trỏnh động cơ tự khởi động khi điện ỏp lưới phục hồi người ta dung bảo 
vệ cực tiểu và bảo vệ điểm khụng. Bào vệ này được thực hiện bằng role điện ỏp 
thấp kiểu điện từ. Cuộn dõy của role được mắc vào điện ỏp lưới, cũn tiếp điểm của 
nú đúng nguồn cung cấp cho mạch điều khiển động cơ. 
6.4. Bảo vệ mất từ trường 
Khi động cơ điện một chiều kớch từ độc lập đang làm việc, nếu dũng kớch từ 
giảm nhỏ quỏ trị số cho phộp thỡ tốc độ động cơ cú thể tăng lờn quỏ mức, dẫn đến 
làm hư hỏng động cơ và cỏc thiết bị khỏc. 
Để trỏnh cỏc sự cố khi giảm hoặc mất từ trường cần phải cú bảo vệ cắt mạch 
phần ứng khỏi nguồn cung cấp. Thường sử dụng role dũng điện, role điện ỏp để 
bảo vệ thiếu và mất từ trường. 
Mạch vớ dụn dựng role dũng điện, role điện ỏp để bảo vệ thiếu và mất từ 
trường. 
Giáo trình Trang bị điện 
Khoa Điện - Điện Tử 83 Trường Cao đẳng nghề Nam Định 
Nguyờn lý bảo vệ: Khi đủ điện ỏp thỡ role bảo vệ thiếu từ trường RTT sẽ 
đúng kớn tiếp điểm của nú, bộ khống chế KC ở vị trớ giữa nờn tiếp điểm KC1 kớn, 
role RA tỏc động. 
Khi quay bộ khống chế KC sang vị trớ (T) bờn trỏi thỡ cho phộp động cơ làm 
việc. Khi điện ỏp sụt xuống quỏ giỏ trị cho phộp, hoặc dũng kớch từ giảm thấp đến 
giỏ trị: Ikt.Đ = Inh.RTT với Inh.RTT = Ikt.mincp , nờn RTT nhả làm K mất điện, loại động 
cơ ra khỏi lưới để bào vệ động cơ. 
6.5. Cỏc khõu liờn động làm chức năng bảo vệ. 
Trong cỏc hệ thống ĐKTĐ- TĐĐ sử dụng cỏc khõu liờn động về cơ khớ về điện 
để: 
- Đảm bảo sự làm việc an toàn cho cỏc thiết bị 
- Đảm bảo một trỡnh tự tỏc động nghiờm ngặt giữa cỏc thiết bị trong hệ thống, 
trỏnh thao tỏc nhầm. 
- Cỏc thiết bị bảo vệ liờn động bằng cơ khớ như: cỏc nỳt ấn kộp, cỏc cụng tắc 
hành trỡnh kộp,  và cỏc phần tử bảo vệ liờn động điện như: cỏc tiếp điểm 
khúa chộo của cỏc cụng tắc tơ, role, làm việc ở cỏc chế độ khỏc nhau.