Transcript hương 5

CHƯƠNG 5 :
RƠ LE ĐIỀU KHIỂN
VÀ BẢO VỆ
CÁC LOẠI RƠ LE
SPST
OFF RELAY
NHIET
SPDT
SPST
SPDT
NỘI DUNG
I.
II.
III.
IV.
V.
VI.
KHÁI QUÁT VÀ PHÂN LOẠI
RƠ LE TRUNG GIAN
RƠ LE NHIỆT
RƠ LE ĐIỆN TỪ
RƠ LE THỜI GIAN
RƠ LE ĐIỆN TỬ
I.KHÁI QUÁT VÀ PHÂN LOẠI
Rơ le là một loại
khí cụ điện dùng để
tự động đóng cắt
mạch điều khiển,
bảo vệ và điều
khiển sự làm việc
của mạch điện
PHÂN LOẠI:
Phân loại theo nguyên lý làm việc:
Rơ le điện từ
Rơ le điện động
Rơ le từ điện
Rơ le cảm ứng
Rơ le nhiệt
Rơ le bán dẫn và vi mạch
 Phân loại theo vai trò và đại lượng tác động
của rơ le
Rơ le trung gian
Rơ le thời gian
Rơ le nhiệt
Rơ le tốc độ
Rơ le dòng điện
Rơ le công suất
Rơ le tổng trở
Rơ le tần số…
 Phân loại theo dòng điện có:
 Rơ le dòng điện 1 chiều
 Rơ le dòng điện xoay chiều
 Phân loại theo giá trị và chiều của đại lượng đi
vào rơ le
Rơ le cực đại
Rơ le cực tiểu
Rơ le sai lệch
Rơ le hướng…
II. RƠ LE TRUNG GIAN
1 KHÁI NIỆM :
Rơ le trung gian là một loại khí
cụ điện dùng trong lĩnh vực điều
khiển tự động, cơ cấu điện từ.
Rơ le trung gian đóng vai trò
điều khiển trung gian giữa các
thiết bị điều khiển (contactor, Rơ
le thời gian …..)
2. CẤU TẠO
 Nam châm điện 1
 Nắp
2
 Lò xo
3
 hệ thống có tiếp
điểm 4 (gồm các
tiếp điểm thường
mở và tiếp điểm
thường đóng)
3. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG:
 Khi cuộn dây được cấp điện áp, lực điện từ trong
cuộn dây xuất hiện lực này sẽ thắng lực của lò xo
3 và kéo nắp 2 về phía lõi thép của mạch từ, nên
các tiếp điểm thường đóng mở ra còn các tiếp
điểm thường mở đóng lại. Các thanh gắn tiếp
điểm động làm bằng thép lò xo hoặc đồng lò xo
mục đích để cho các tiếp điểm tiếp xúc với nhau
tốt hơn. Rơle trung gian dùng để truyền tín hiệu
của các rơle bảo vệ trong mạch điều khiển. Do đó
số lượng tiếp điểm của rơle trung gian tương đối
nhiều.
 Rơ le trung gian:
4 CÁC KÝ HIỆU RƠ
LE TRUNG GIAN
 DPDT: double pole
double throw : Gồm 2
cặp tiếp điểm thường
đóng và 2 cặp thường
mở. Các cặp này liên
kết thành 2 hệ thống
gồm 1 cặp tiếp điểm
thường
đóng
và
thường mở chung nhau
1 đầu dây.
DPDT
SPDT: single pole
double throw : Gồm 1
cặp tiếp điểm thường
đóng và 1 cặp thường
mở và hai cặp tiếp
điểm này có 1 đầu
chung nhau.
 SPDT
SPST: single pole
single throw ,Gồm
1 cặp tiếp điểm
thường mở.
Cấu
tạo
rơ
le
trung
gian
Tấm đỡ
1.
2. Đế nhựa
3. Lò xo nhả
4. Tiếp điểm động
5. Giá phần động
6. Mấu truyền động
7. Tiếp điểm tĩnh
8. Tai nhựa có rãnh
9. Thanh dẫn hướng
10. Móc giữ nắp( vỏ hộp)
11. Nắp hút
12. Mũ lõi
13. Móc chăn
14. Cuộn dây
15. Thân mạch từ
16. vỏ nhựa
17. Vít cố định
18. Trục thép
 Rơle trung gian tác động
chậm
1. đế nhựa
2. vỏ hộp nhựa
3. Thân mạch từ
4. Cuộn dây nam châm điện
5. Lò xo nhả
6. Thanh động
7. Tiếp điểm động
8. Tiếp điểm tĩnh
9. Lò xo tiếp điểm
10. Thân blôc tiếp điểm
11. Nắp hút
12. Giá đỡ nắp
13. Tấm dẫn hướng
14. 15 Các vít điều chỉnh hành
trình của nắp
16. Ống đồng tạo thời gian trễ
17. Mũ lõi nam châm điện
18. Tiếp điểm tĩnh
19. Vít giữ blôc tiếp điểm
Các thông số kỹ thuật của
loại rơ le này
 Có 4 cấp điện áp 24, 48, 110,
220V
 Nhiệt độ môi trường làm việc 20…+40o C
 Điện áp tác động không quá
70% Uđm
 Điện áp nhả không nhỏ hơn
5% Uđm
 Công suất tiêu thụ ở điện áp
định mức không quá 8W

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Rơ le trung gian xoay
chiều P11-25
Thân mạch từ
Cuộn dây hút
Vòng chống rung
Nắp từ
Bulông cố định lõi
thép
Lò xo lá
Giá đỡ nam châm
điện
Đòn truyền động
Phần động
Rơ le xoay chiều có điện áp định mức: Có
loại 100, 127, 220V
Tần số định mức 50Hz
Dải nhiệt độ làm việc -20…+40o C
Điện áp tác động không lớn hơn 0.85%
Uđm
Điện áp nhả không nhỏ dưới 3% Uđm
Dòng điện tiếp điểm 6A
Ứng dụng:
Rơ le trung gian được dùng rất nhiều trong các
sơ đồ bảo vệ hệ thống điện và các sơ đồ điều
khiển tự động, thường dùng để truyền tín hiệu
từ một rơ le chính đến nhiều bộ phận trong sơ
đồ mạch điện. Nó thường nằm ở giữa hai rơ le
khác nhau
III. RƠ LE NHIỆT (OVER LOAD OL)
3.1 KHÁI NIỆM :
 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 gian từ vài giây đến vài
phút. Thường người ta dùng kèm theo cầu chì để
bảo vệ ngắn mạch.
 Sơ đồ rơ le nhiệt:
3.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG:
Nguyên lý chung của rơle nhiệt là dựa trên cơ sở
tác dụng nhiệt của dòng điện làm giãn nở phiến
kim loại kép. Phiến kim loại kép gồm hai lá kim
loại có hệ số giãn nở khác nhau ( kém nhau 20
lần) ghép chặt vơi nhau thành 1 phiến bằng
phương pháp cán nóng hoặc hàn. Khi có dòng
quá tải đi qua phiến lưỡng kim loại 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.
• Ký hiệu :
Ký hiệu
OL
Phiến lưỡng kim
nhiệt
OL
hoặc
OL
Tiếp điểm chính
Tiếp điểm phụ
OL
3.4 PHÂN LOẠI RƠ LE
NHIỆT
 Theo kết cấu: rơle nhiệt chia
làm hai loại kiểu hở, kiểu kín.
Theo yêu cầu sử dụng: có loại
1 cực, loại 2 cực
Theo phương pháp đốt nóng :
 Đốt nóng trực tiếp.
 Đốt nóng gián tiếp.
 Đốt nóng hỗn hợp.
3.5 CHỌN LỰA RƠ LE NHIỆT:
 Đặc tính cơ bản của rơle nhiệt là quan hệ
giữa dòng điện phụ tải chạy qua và thời
gian tác động của nó (A-S)
 Mặt khác để đảm bảo yêu cầu giữ được
tuổi thọ lâu dài của thiết bị theo đúng số
liệu kỹ thuật đã cho của nhà sản xuất, các
đối tượng bảo vệ cũng cần đặc tính thời
gian dòng điện.
 Lựa chọn dùng rơle nhiệt là sao cho
đường đặc tính A-S của rơle gần sát
đường đặc tính A-S của đối tượng cần bảo
vệ
Trong thực tế cách lựa
chọn phù hợp là chọn
dòng điện định mức
của động cơ điện cần
bảo vệ, rơle sẽ tác
động ở giá trị từ(1.2 ÷
1.3 Iđm ) Bên cạnh chế
độ làm việc của phụ tải
và nhiệt độ môi trường
xung quanh được xem
xét.
Chỉnh dòng rơ le nhiệt
chế độ AUTO/HAND(A/H)
 Ứng dụng:
 Rơ le nhiệt được dùng để
bảo vệ các thiết bị (động
cơ ) khỏi bị quá tải. Nó
được sử dụng rộng rãi
trong mạng điện gia đình
và trong công nghiệp
IV. RƠ LE ĐIỆN TỪ
4.1 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC
sự làm việc của rơle điện từ dựa trên nguyên lý
điện từ. Hình 5-1 rơle điện từ có lõi sắt gồm có:
phần cố định 1, phần chuyển động 2, cuộn dây
kích thích 3, lò xo 4, tiếp điểm cố định 5,tiếp điểm
động 6 đặt ở phần chuyển động 2, cuộn dây kích
thích 3 được cung cấp một dòng điện.
Khi có dòng diện chạy qua cuộn dây sẽ sinh lực
hút điện từ.
Rơ le điện từ
•
Hình 5-1 sơ lược kết cấu chung rơle điện từ
Qua cách làm việc của rơ le điện từ, ta thấy rơ le
có 3 phần chính:
- Cơ cấu thu, cơ cấu trung gian và cơ cấu chấp
hành.
- Cuộn hút điện từ là cơ cấu thu vì nó tiếp nhận
tín hiệu đầu vào (dòng điện, điện áp ) và khi
đạt tới một giá trị xác định nào đó thì rơ le tác
động.
- Mạch từ là cơ cấu trung gian vì nó tạo ra lực
hút của cuộn nam châm (cuộn điện từ )
Khi cuộn này có điện và so sánh với
lực đặt trước bởi lò xo phản hồi để
hút và truyền kết quả tác động tới cơ
cấu chấp hành.
- Hệ thống các tiếp điểm là cơ cấu
chấp hành vì nó truyền tín hiệu cho
mạch điều khiển.
Vậy lực hút điện từ F tỉ lệ nghịch với bình
phương chiều dài kẽ hở và tỉ lệ thuận với bình
phương dòng điện.
Lò xo 4 sinh lực kháng thắng lực hút nên nắp sẽ
giữ nguyên không chuyển động cho đến lúc
dòng điện vượt quá giá trị dòng điện tác động Itd.
Khi đó dòng điện đủ lớn nên lực hút điện từ sẽ
lớn và thắng lực kháng của lò xo. Nắp bắt đầu
chuyển động và bị hút thẳng vào các má cực của
phần lõi cố định 1.
Do nắp chuyển động nên chiều dài kẽ hở giảm
và do đó lực hút F lại càng tăng luôn luôn thắng
lực lò xo cho đến lúc nắp bị hút hoàn toàn vào
má cực. Kết quả là nắp động sẽ đóng tiếp điểm
5-6 và đóng mạch điều khiển
tỷ số
gọi là hệ số trở về
Đối với rơle cực đại: KIV<1
Đối với rơle cực tiểu: KIV >1
Rơle làm việc càng chính xác khi KIV càng gần
giá trị 1
Rơle điện từ được phân thành rơle 1 chiều
và rơle xoay chiều
Công suất điều khiển của rơ le Pđk khoảng
từ vài oát đến nghìn oát trong khi công suất
tác động Ptđ nằm trong khoảng từ vài phần
oát đến hang trăm oát
Hệ số điều khiển nằm trong phạm vi Kđk
=5÷20
Thời gian tác động tuỳ theo cấu trúc rơle
thay đổi từ 2 ÷ 20 ms
Ưu điểm :Rơle điện từ có cấu tạo đơn giản, khoẻ
rất đảm bảo trong vận hành nên dùng nhiều
trong sơ đồ bảo vệ, điều khiển tự động và từ xa
 Nhược điểm :công suât Ptđ tương đối lớn, tức là
độ nhạy bé so với các loại rơle khác do đó hệ số
điều khiển (kđk) giảm
Ứng dụng:
Rơ le điện từ có tác dụng đóng cắt mạch điện
điều khiển không trực tiếp dùng trong mạch lực.
Có ứng dụng như rơ le trung gian
V. RƠ LE THỜI GIAN
5.1 KHÁI NIỆM
 Rơ le thời gian là một khí cụ
điện dùng trong lĩnh vực điều
khiển tự động, với vai trò điều
khiển trung gian giữa các thiết
bị điều khiển theo thời gian định
trước.
 tuỳ theo yêu cầu sử dụng khi
lắp ráp hệ thống mạch điều
khiển truyền động ta có hai loại
rơ le thời gian: rơ le thời gian
ON DELAY, rơ le thời gian OFF
DELAY
Kết cấu rơle thời gian kiểu điện từ
• Kết cấu giống như các loại rơle khác nhưng ở đây các
cuộn hút đều có vòng ngắn mạch ôm xung quanh.Cho
nên khi đóng hay cắt điện cuộn hút,từ thông trong lõi từ
biến thiên làm xuất hiện dòng điện cảm ứng trong các
vòng ngắn mạch.
• Từ trường của các vòng ngắn mạch chống lại sự biến
thiên của từ trường sinh ra nó,do đó tốc độ biến thiên
của từ thông tạo ra bởi cuộn dây hút bị chậm lại.
• Kết quả thời gian tác động của rơle bị chậm lại.
• Ngoài ra khe hở phụ được đệm miếng đệm phi từ
tính(miếng đồng ) để giảm từ thông.
• Lưu ý :dùng cho một chiều,nếu xoay chiều phái có thêm
bộ chỉnh lưu
5.2 RƠ LE THỜI GIAN ON DELAY
Điện áp đặt vào hai đầu cuộn dây rơ le thời gian
được ghi trên nhãn thông thường: 110V,220V…
TR
 Hệ thống tiếp điểm:
 Tiếp điểm tác động không tính
thời gian:
TR
 thường đóng
Hoặc
TR
TR
hoặc
 Thường hở
 Tiếp điểm tác động có tính thời
gian
 Tiếp điểm thường mở, đóng
chậm, mở nhanh
 Tiếp điểm thường đóng, mở
chậm, đóng nhanh
TR
TR
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
Khi cấp nguồn vào cuộn dây của rơ le thời
gian ON DELAY các tiếp điểm tác động
không tính thời gian chuyển đổi trạng thái
tức thời ( thường đóng hở ra ,thường hở
dống lại), các tiếp điểm tác động có tính
thời gian không đổi. Sau khoảng thời gian
đã định trước, các tiếp điểm tác động có
tính thời gian sẽ chuyển trạng thái và duy
trì trạng thái này
 Khi ngừng cấp nguồn vào cuộn dây, tất cả
các tiếp điểm tức thời chuyển về trạng thái
ban đầu
Sơ đồ chân của rơ le thời gian ON DELAY
5.3 RƠ LE THỜI GIAN OFF DELAY
Điện áp đặt vào hai đầu cuộn dây rơ le thời gian
được ghi trên nhãn thông thường: 110V,220V…
 Hệ thống tiếp điểm:
 Tiếp điểm tác động không tính thời gian:
 thường đóng
TR
 Thường hở
TR
TR
TR
Tiếp điểm tác động có tính thời gian
 Tiếp điểm thường mở, đóng nhanh, mở chậm
 Tiếp điểm thường đóng, mở nhanh, đóng
chậm
TR
TR
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
Khi cấp nguồn vào cuộn dây của rơ le thời
gian OFF DELAY, các tiếp điểm tác động
tức thời và duy trì trạng thái này
Khi ngừng cấp nguồn vào cuộn dây, tất cả
các tiếp điểm tác động không tính thời
gian chuyển về trạng thái ban đầu. Sau
khoảng thời gian đã định trước, các tiếp
điểm tác động có tính thời gian sẽ chuyển
về trạng thái ban đầu
• Sơ đồ chân của rơ le thời gian OFF DELAY
5.4 RƠ LE THỜI GIAN KIỂU ĐỘNG CƠ
SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
 khi động cơ đồng bộ nhỏ một pha 1 được cấp điện,
nó sẽ quay và với một bộ giảm tốc bên trong, tốc độ
đầu ra rất nhỏ là 2 vòng/ phút. Tốc độ ra của động cơ
tiếp tục giảm tốc qua cặp bánh răng2 rồi truyền tới
bánh xe con cóc 3 có các răng ở mép trong. Khi cấp
điện cho nam châm điện4, cần 6 bị hút sẽ đẩy thanh
bánh cóc 11 dọc trục, khớp vào bánh xe con cóc 3,
đòn 9 bắt đầu quay và sau một thời gian sẽ tì vào hệ
thống tiếp điềm 12 để đóng hoặc mở các tiếp điểm.
Đó là lúc rơ le tác động, đóng- cắt mạch điều khiển
động cơ1. đòn 9 càng chỉnh gần hệ tiếp điểm 12 thì
thời gian trễ càng ngắn. trả rơ le về vị trí và trạng thái
ban đầu nhờ lò xo 5 và 8 sau khi cắt điện nam cham
4
5.5 RƠ LE THƠI GIAN KIỂU THUỶ KHÍ VÀ
THỦY LỰC.
Nguyên lý hoạt động
Khi nam châm điện1 có điện, nắp tự động 3 bị
hút. dưới tác dụng của lò xo 4 ,tiếp điểm 5 bị
đẩy xuống với tốc độ tuỳ theo lượng khí thoát
ra khỏi một lỗ nhỏ ở buồng xi lanh 7. khi kẹp 5
xuống tới vị trí cuối cùng, đòn ngang sẽ tác
động và chuyển đổi trạng thái tiếp điểm. Khi cắt
điện nam châm điện, rơ le trở lại trạng thái ban
đầu nhanh, không có duy trì thời gian nhờ lò xo
4
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Cuộn hút
Lõi từ
Nắp từ động
Lò xo
Tiếp điểm
Piston
Xi lanh
VI. RƠ LE ĐIỆN TỬ

Một số rơ le điện tử:
Rơ le điều
khiển lập trình
Rơ le dòng điện cực đại
Rơ le đếm
rơ le Điện áp
6.1 KHÁI NIỆM:
Rơ le điện tử(Rơ le kỹ thuật số) là loại
rơ le trong đó việc xử lý các đại luợng
tín hiệu làm việc trên các bộ phận chức
năng của rơle được thực hiện theo kỹ
thuật logic. về cấu tạo Rơ le điện tử
được xây dựng từ các linh kiện bán dẫn
chủ yếu là các vi mạch số.
• 6.2 PHÂN LOẠI:
Theo chức năng sử dụng:
Rơ le bảo vệ
Rơ le điều khiển
Theo khả năng xử lý thông tin:
Rơ le không có bộ vi xử lý
Rơ le có bộ vi xử lý
Theo đại lượng đầu vào
Rơ le một đại lượng: Rơ le dòng, áp,nhiệt
độ
Rơ le hai đại lượng: Rơ le công suất
6.3 ƯU ĐIỂM:
 Có độ tin cậy cao
 Làm việc ở mức điện áp thấp, dòng điện nhỏ
 Kích thước, trọng lượng và không gian lắp đặt nhỏ
 Thông số rõ ràng đầy đủ
 Có khả năng lưu trữ, ghi nhớ các số liệu và tình trang
hoạt động
6.4 NHƯỢC ĐIỂM:
 Yêu cầu người vận hành có trình độ
 Giá thành cao
 Chịu ảnh huởng bởi môi trường làm việc
•
co
6.5 RƠ LE DÒNG ĐIỆN CỰC ĐẠI:
Được cấu tạo trên cở sở sử dụng khối vi xử lý
MCU(microprocessor control unit)và vi mạch
chuyên dùng, rơ le tác động khi trị số dòng qua
rơ le vượt quá trị số dòng tác động đã đặt trước
cho rơ le
kỹ Thông số thuật:
Điện áp nguồn cấp cho rơ le: 24V,85-250V/60Hz;
AC/DC
Dòng định mức: từ 1 đến 600A chia làm nhiều
dải
Tiếp điểm đầu ra: 1 thường đóng,1 thường
mở;3A/250V
6.6 RƠ LE BẢO VỆ ĐIỆN ÁP
Rơ le tác động khi tình trạng nguồn cấp cho
thiết bị không bình thường như: quá điện áp,
mất pha, điện áp thấp, ngược thứ tự pha
Thông số kỹ thuật:
Điện áp nguồn cấp cho rơ le: 3 pha-380V
Dòng định mức tiếp điểm đầu ra: 5A-250V
ứng dụng :
Dùng trong bảo vệ nguồn cấp cho các thiết bị
công tác sử dụng điện 3 pha, không được phép
đảo chiều quay ( thứ tự pha)
6.7 RƠ LE THỜI GIAN:
RƠ LE THỜI GIAN LOẠI MD4E(MULTFUCTION
DIGITAL TIMER)
Rơ le loai này có dải thời gian từ 0,001s – 9999h
Thông số kỹ thuật :
Điện áp cung cấp:24v AC/DC,110V-240V AC
Tiếp điểm đầu ra:5A-250V AC
Rơ le thời gian lập trình
Thông số kỹ thuật:
Có hai mạch ra,tiếp điểm 5A/250V
Đơn vị thời gian đặt chương trình: ngày, giờ,
phút
Nguồn cấp:100 – 110/200-240V AC,5V/60Hz
ứng dụng: dùng trong lĩnh vực điều khiển như
hàn tự động, điều hoà không khí, đèn quảng
cáo,…
6.8 RƠ LE ĐẾM
Dùng để đếm tích luỹ số lượng xung đầu vào.khi
số lượng xung này đạt đến giá trị đặt trước rơle
sẽ phát tín hiệu đầu ra.
Rơ le có thể đếm tiến(UP, đếm cộng),đếm
lùi(DOWN, đếm trừ).
Tốc độ đếm từ 30-5000 xung/giây.
Thông số kỹ thuật: điện áp cung cấp:100-240V
AC; 24V DC.công suất tiêu thụ 6,6VA
Rơ le đếm:
6.9 RƠ LE ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH
Khái niệm:là loai rơ le dùng để điều khiển tự
động các thiết bị công tác trong các ngành công
nghệ sản xuất.nội dung điều khiển hay các quy
luật sử lý thông tin có thể thay đổi được cho
phù hợp vơí yêu cầu
Rơ le điều khiển lập trình: