i. khÁi niỆm - daotao.dct.udn.vndaotao.dct.udn.vn/resource/5050173/chuong1_ly thuyet co...

1

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện 1

CHƯƠNG 1

LÝ THUYẾT CƠ SỞ

Bài 1:KHÁI NIỆM CHUNG VỀ KHÍ CỤ ĐIỆN


I. KHÁI NIỆM

Khí cụ điện (KCĐ) là thiết bị điện dùng để: đóng cắt, điều khiển, kiểm tra, tự động điềukhiển, khống chế các đối tượng điện cũng nhưkhông điện và bảo vệ chung trong trường hợp sựcố.Khí cụ điện có rất nhiều chủng loại với chứcnăng, nguyên lý làm việc và kích cỡ khác nhau, được dùng rộng rải trong mọi lĩnh vực của cuộcsống.


I. KHÁI NIỆMTrong phạm vi của môn học khí cụ điện này, chúng ta đề cập đến các vấn đề như sau: cơsở lý thuyết, nguyên lý làm việc, kết cấu vàđặc điểm của các loại KCĐ dùng trong ngànhđiện và trong công nghiệp.


II. PHÂN LOẠI KHÍ CỤ ĐIỆN1. Phân loại theo công dụng:

a. Nhóm KCĐ khống chế: dùng để đóng cắt, điều chỉnh tốc độ chiều quay của các máyphát điện, động cơ điện (như cầu dao, áptô mát, contắctơ)

b. Nhóm KCĐ bảo vệ: làm nhiệm vụ bảo vệcác động cơ, máy phát điện, lưới điện khicó quá tải, ngắn mạch, sụt áp, …( nhưrơle, cầu chì, máy cắt, …)

2


II. PHÂN LOẠI KHÍ CỤ ĐIỆNc. Nhóm KCĐ tự động điều khiển: làm nhiệm

vụ thu nhận phân tích và khống chế sự hoạtđộng của các mạch điện như khởi động từ, các mạch điều khiển rơle – công tắc tơ …

d. Nhóm KCĐ hạn chế dòng điện ngắn mạch(như điện trở phụ, cuộn kháng,…)

e. Nhóm KCĐ làm nhiệm vụ duy trì ổn địnhcác tham số điện (như ổn áp, bộ tự động điềuchỉnh điện áp máy phát …)

f. Nhóm KCĐ làm nhiệm vụ đo lường (nhưmáy biến dòng điện, biến áp đo lường,…).


II. PHÂN LOẠI KHÍ CỤ ĐIỆN

2. Phân loại theo tính chất dòng điện :

Nhóm KCĐ dùng trong mạch điện một chiều

Nhóm KCĐ dùng trong mạch điện xoay chiều.



3. Phân loại theo nguyên lý làm việc : Khí cụ điện được chia các nhóm với nguyên lýđiện cơ, điện từ, từ điện, điện động, nhiệt, cótiếp xúc và không có tiếp xúc.

4. Phân loại theo điều kiện làm việc.Loại làm việc vùng nhiệt đới khí hậu nómg ẩm, loại làm việc ở vùng ôn đới, có loại chốngđược khí cháy nổ, loại chịu rung động …



5. Phân loại theo cấp điện áp:Khí cụ điện hạ áp có điện áp dưới 1 kV,Khí cụ điện trung áp có điện áp từ 1 kV đến36 kV,Khí cụ điện cao áp có điện áp từ 36 kV đếnnhỏ hơn 400 kV,Khí cụ điện siêu cao áp có điện áp từ 400 kV trở lên.

3


III. CÁC YÊU CẦU KHÍ CỤ ĐIỆN

a. Phải đảm bảo sử dụng được lâu dài đúng tuổithọ thiết kế khi làm việc với các thông số kỹthuật ở định mức.

b. Thiết bị điện phải đảm bảo ổn định lực điệnđộng và ổn định nhiệt khi làm việc bình thường, đặc biệt khi sự cố trong giới hạn cho phép củadòng điện và điện áp.


III. CÁC YÊU CẦU KHÍ CỤ ĐIỆN

c. Vật liệu cách điện chịu được quá áp cho phép.d. Thiết bị điện phải đảm bảo làm việc tin cậy,

chính xác, an toàn, gọn nhẹ, dễ lắp ráp, dễ kiểmtra sửa chữa.

e. Ngoài ra còn yêu cầu phải làm việc ổn định ởđiều kiện khí hậu môi trường mà khi thiết kếcho phép.


Bài 2: HỒ QUANG ĐIỆN


I. KHÁI NIỆM CHUNG

Bản chất của hồ quang điện là hiện tượng phóngđiện trong chất khí với mật độ dòng điện rất lớn (tớikhoảng 102 đến 103 A/mm2) có nhiệt độ rất cao (tớikhoảng 5000 đến 60000C) và thường kèm theo hiệntượng phát sáng.

Hồ quang điện có ích: Hồ quang điện thực sự có ích khiđược sử dụng trong các lĩnh vực như hàn điện, luyệnthép,...những lúc này hồ quang cần được duy trì cháy ổnđịnh.

4


I. KHÁI NIỆM CHUNG

Hồ quang điện có hại: Khi đóng cắt các thiếtbị điện như contắctơ, cầu dao, máy cắt,...hồ quangsẽ xuất hiện giữa các cặp tiếp điểm.

Hồ quang này cháy lâu, sau khi thiết bị điện đãđóng cắt sẽ làm hư hại các tiếp điểm và bản thânthiết bị điện.

Trong trường hợp này để đảm bảo độ làm việctin cậy của thiết bị điện yêu cầu phải tiến hành dậptắt hồ quang càng nhanh càng tốt.


Lý thuyết cơ sở khí cụ điện 15 Lý thuyết cơ sở khí cụ điện 16

II. QUÁ TRÌNH PHÁT SINH HỒ QUANG

Hồ quang điện phát sinh là do môi trường giữa cácđiện cực (hoặc giữa các cặp tiếp điểm) bị ion hóa(xuất hiện các hạt dẫn điện).

Ion hóa có thể xảy ra bằng các con đường khácnhau duới tác dụng của ánh sáng, nhiệt độ, điệntrường mạnh,....

Trong thực tế quá trình phát sinh hồ quang điệncó những dạng ion hóa sau:

5


II. QUÁ TRÌNH PHÁT SINH HỒ QUANG

Trong thực tế quá trình phát sinh hồ quangđiện có những dạng ion hóa sau:

Quá trình phát xạ điện tử nhiệtQuá trình tự phát xạ điện tửQuá trình ion hóa do va chạmQuá trình ion hóa do nhiệt


1. SỰ PHÁT XẠ ĐIỆN TỬ NHIỆT

Điện cực và tiếp điểm được chế tạo từ kimloại, mà trong cấu trúc kim loại luôn luôn tồn tại cácđiện tử tự do chuyển động về mọi hướng trong quỹđạo của cấu trúc hạt nhân nguyên tử.

Khi tiếp điểm bắt đầu mở ra lực nén vào tiếpđiểm giảm dần khiến điện trở tiếp xúc tăng lên. Chỗtiếp xúc, dòng điện bị thắt lại dẫn đến mật độ dòngđiện tăng rất lớn làm nóng các điện cực (nhất là ởcực âm có nhiều electron).


1. SỰ PHÁT XẠ ĐIỆN TỬ NHIỆT

Khi bị đốt nóng, động năng của các điện tửtăng nhanh đến khi năng lượng nhận được (Wđn) lớn hơn công thoát At (liên kết hạt nhân) thì điện tửsẽ thoát ra khỏi bề mặt cực âm trở thành điện tử tựdo. Quá trình này phụ thuộc vào nhiệt độ điện cực, vật liệu làm điện cực .


2. SỰ TỰ PHÁT XẠ ĐIỆN TỬ

Khi tiếp điểm hay điện cực vừa mở ra lúc đầukhoảng cách còn rất bé.

Nếu có một điện trường đủ lớn đặt lên điệncực (nhất là vùng cực âm có khoảng cách nhỏ có thểtới hàng triệu V/cm), với cường độ điện trường lớnở cực âm các điện tử được cung cấp thêm nănglượng sẽ bị kéo bật ra khỏi bề mặt catốt để trở thànhcác điện tử tự do.

Quá trình này phụ thuộc vào cường độ điệntrường E và vật liệu làm điện cực.

6


3. ION HÓA DO VA CHẠM

Sau khi tiếp điểm mở ra, dưới tác dụng củanhiệt độ cao hoặc của điện trường lớn (mà thôngthường là cả hai) thì các điện tử tự do sẽ phát sinhchuyển động từ cực âm sang cực dương

Do điện trường rất lớn nên các điện tử chuyểnđộng với tốc độ rất cao. Trên đường đi các điện tửnày va chạm với các nguyên tử và phân tử khí sẽlàm bật ra các điện tử và các ion dương.


3. ION HÓA DO VA CHẠM

Các phần tử mang điện này lại tiếp tục thamgia chuyển động và va chạm để làm xuất hiện cácphần tử mang điện khác.

Do vậy mà số lượng các phần tử mang điệntăng lên không ngừng, làm mật độ điện tích trongkhoảng không gian giữa các tiếp điểm rất lớn.

Quá trình này phụ thuộc vào cường độ điệntrường, mật độ các phần tử trong vùng điện cực, lựcliên kết phân tử, khối lượng của phân tử ...


4. ION HÓA DO NHIỆT

Do có các qúa trình phát xạ điện tử và ion hóado va chạm, một lượng lớn năng lượng được giảiphóng làm nhiệt độ vùng hồ quang tăng cao vàthường kèm theo hiện tượng phát sáng.

Nhiệt độ khí càng tăng thì tốc độ chuyển độngcủa các phần tử khí càng tăng và số lần va chạm do đó cũng càng tăng lên.

Do va chạm, một số phân tử khí sẽ phân lithành các nguyên tử. Còn lượng các ion hóa tănglên do va chạm khi nhiệt độ tăng thì gọi đó là lượngion hóa do nhiệt.


III. QUÁ TRÌNH DẬP TẮT HỒ QUANG

Hồ quang điện sẽ bị dập tắt khi môi trườnggiữa các điện cực không còn dẫn điện hay nói cáchkhác hồ quang điện sẽ tắt khi có quá trình phản ion hóa xảy ra mạnh hơn quá trình ion hóa.

Ngoài quá trình phân li đã nói trên, song songvới quá trình ion hóa còn có các quá trình phản ion gồm hai hiện tượng sau:

Hiện tượng tái hợpHiện tượng khuếch tán

7


1. HIỆN TƯỢNG TÁI HỢP

Trong quá trình chuyển động các hạt mang điện tráidấu va chạm nhau, tạo thành các hạt trung hòa.

Trong lí thuyết đã chứng minh tốc độ tái hợp:Tỉ lệ nghịch với bình phương đường kính HQHồ quang tiếp xúc với môi trường điện môi thì

hiện tượng tái hợp sẽ tăng lên. Nhiệt độ hồ quang càng thấp tốc độ tái hợp càng

tăng.


2. HIỆN TƯỢNG KHUẾCH TÁN

Hiện tượng các hạt tích điện di chuyển từ vùngcó mật độ điện tích cao (vùng hồ quang) ra vùngxung quanh có mật độ điện tích thấp, làm giảm sốlượng ion trong vùng hồ qung gọi là hiện tượngkhuếch tán.

Các điện tử và ion dương khuếch tán dọc theothân hồ quang, điện tử khuếch tán nhanh hơn ion dương.


2. HIỆN TƯỢNG KHUẾCH TÁNQuá trình khuếch tán đặc trưng bằng tốc độ

khuếch tán. Sự khuếch tán càng nhanh hồ quangcàng nhanh bị tắt. Để tăng quá trình khuếch tánngười ta thường tìm cách kéo dài ngọn lửa hồquang.


1. CÁC YÊU CẦU DẬP HQYãu cáöu cå baín cuía trang bë dáûp häö quang åí caïc

thiãút bë âoïng càõt:Trong thåìi gian ngàõn phaíi dáûp tàõt âæåüc häö quang, haûn

chãú phaûm vi chaïy häö quang laì nhoí nháút.Täúc âäü âoïng måí tiãúp âiãøm phaíi låïn.Nàng læåüng häö quang sinh ra phaíi beï, âiãûn tråí häö

quang phaíi tàng nhanh.Traïnh hiãûn tæåüng quaï âiãûn aïp khi dáûp häö quang.

IV. BIỆN PHÁP VÀ TRANG BỊ DẬP HỒ QUANG TRONG THIẾT BỊ ĐIỆN

8


2. CÁC NGUYÊN TẮC DẬP HQ

Keïo daìi ngoün læía häö quang.Duìng nàng læåüng häö quang sinh ra âãø tæû dáûp.Duìng nàng læåüng nguäön ngoaìi âãø dáûp.Chia häö quang thaình nhiãöu pháön ngàõn âãø dáûp.


Kéo dài hồ quang bằng cơ khí:Đây là biện pháp đơn giản thường dùng ở cầu

dao công suất nhỏ hoặc ở rơle. Kéo dài hồ quanglàm cho đường kính hồ quang giảm, điện trở hồquang sẽ tăng dẫn đến tăng quá trình phản ion đểdập hồ quang. Tuy nhiên biện pháp này chỉ thườngđược dùng ở mạng hạ áp có điện áp nhỏ hơn hoặcbằng 220V và dòng điện tới 150 A

3. DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ ÁP


Người ta bố trí các lá dao động, có một lá chínhvà một lá phụ (thường là ở cầu dao) hai lá này nốivới nhau bằng một lò xo, lá dao phụ cắt nhanh do lò xo đàn hồi(lò xo sẽ làm tăng tốc độ cắt dao phụ) khi kéo dao chính ra trước


Tàng täúc âäü chuyãøn âäüng cuía tiãúp âiãøm âäüng:


1. Lưỡi dao chính2. Đầu tiếp xúc tĩnh3. Lưỡi dao phụ4. Lò xo cắt nhanh

2


Tàng täúc âäü chuyãøn âäüng cuía tiãúp âiãøm âäüng:

9



Dùng cuộn dây chổi từ đặt cạnh khe hở của 2 đầutiếp xúc. Cuộn dây thổi từ là một cuộn dây dồng chỉcó 1 vòng quấn trên mạch từ hở. Cuộn dây này đượcmắc nối tiếp với tiếp điểm chính, khi dòng điện qua cuộn dây sẽ tạo nên một lực điện từ nên khi hồquang xuất hiện lực điện từ do từ trường tác dụnglên hồ quang sẽ thổi hồ quang lên phía trên làm chonó kéo dài ra dễ dập tắt

Duìng cuäün dáy thäøi tæì kãút håüp buäöng dáûp häöquang:


5

4

Tác dụng dập hồ quang của cuộn dây thổi từ1. tiếp điểm tĩnh ; 2. tiếp điểm động ; 3. cuộn dây thổi từ ; 4. buồng dập hồ quang ; 5. vách ngăn


Duìng cuäün dáy thäøi tæì kãút håüp buäöng dáûp häöquang:



Phán chia häö quang ra laìm nhiãöu âoaûn ngàõn:

Trong buồng hồ quang ở phía trên người tangười ta đặt thêm nhiều tấm thép non. Khi hồ quangxuất hiện, do lực điện động hồ quang bị đẩy vàogiữa các tấm thép và bị chia ra làm nhiều đoạn ngắn. Loại này thường được dùng ở lưới một chiều dưới220V và xoay chiều dưới 500V



Phán chia häö quang ra laìm nhiãöu âoaûn ngàõn:

10



Kãút cáúu tiãúp âiãøm kiãøu bàõc cáöu:Một điểm cắt được chia ra làm hai tiếp điểm

song song nhau, khi cắt mạch hồ quang được phânchia làm hai đoạn và đồng thời do lực điện động ngọnlửa hồ quang sẽ bị kéo dài ra làm tăng hiệu quả dập

1

3

2

4

5

6

7


4. DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ CAO ÁP

Dáûp häö quang trong dáöu biãún aïp kãút håüp phánchia häö quang

Dáûp häö quang bàòng khê neïnDáûp häö quang bàòng caïch duìng váût liãûu tæû

sinh khêDáûp häö quang trong chán khängDáûp häö quang trong khê aïp suáút cao


1. KHÁI NIỆM VỀ TIẾP XÚC ĐIỆN

Chỗ tiếp giáp giữa hai hay nhiều vật dẫnđiện để cho dòng điện chạy từ vật dẫn này sang vật dẫn kia gọi là tiếp xúc điện.

Bề mặt chỗ tiếp giáp của các vật dẫn điệngọi là bề mặt tiếp xúc điện.

Bài 3. TIẾP XÚC ĐIỆN


2. PHÂN LOẠI TIẾP XÚC ĐIỆNDựa vào mối liên kết tiếp xúc, ta chia tiếp xúc

điện ra các dạng sau:Tiếp xúc cố định: là loại tiếp xúc không tháo lắp

giữa 2 vật dẫn, được liên kết bằng bulông, đinh vit, đinh rivê, hàn, …

Tiếp xúc đóng mở: là tiếp xúc mà có thể làmcho dòng điện chạy hoặc ngừng chạy từ vật nàysang vật khác (như các tiếp điểm trong thiết bị đóngcắt).

Tiếp xúc trượt: là vật dẫn điện này có thể trượttrên bề mặt của vật dẫn điện kia (ví dụ như chổi than trượt trên vành góp máy điện).

11


2. PHÂN LOẠI TIẾP XÚC ĐIỆN

Dựa vào hình dạng chỗ tiếp xúc, ta chia tiếp xúc điện racác dạng sau :

Tiếp xúc điểm: là hai vật tiếp xúc với nhau chỉ ở mộtđiểm hoặc trên bề mặt diện tích với đường kính rất nhỏ(như tiếp xúc hai hình cầu với nhau, hình cầu với mặtphẳng, hình nón với mặt phẳng,...)

Tiếp xúc đường: là hai vật dẫn tiếp xúc với nhau theomột đường thẳng hoặc trên bề mặt rất hẹp (như tiếp xúchình trụ với mặt phẳng, hình trụ với trụ,...)

Tiếp xúc mặt: là hai vật dẫn điện tiếp xúc với nhau trênbề mặt rộng(ví dụ tiếp xúc mặt phẳng với mặt phẳng,...).


3. CÁC YÊU VỀ TIẾP XÚC ĐIỆN

Các yêu cầu đối với tiếp xúc điện tùy thuộc ởcông dụng, điều kiện làm việc, tuổi thọ yêu cầucủa thiết bị và các yếu tố khác.

Một yếu tố chủ yếu ảnh hưởng tới độ tin cậylàm việc và nhiệt độ phát nóng của tiếp xúc điện làđiện trở tiếp xúc Rtx.


4. ĐẠI CƯƠNG VỀ TIẾP XÚC ĐIỆN

Xét khi đặt hai vật dẫn tiếp xúc nhau, ta sẽ códiện tích bề mặt tiếp xúc : Sbk= a . l.

1

2

21 a

l


4. ĐẠI CƯƠNG VỀ TIẾP XÚC ĐIỆN Nhưng trên thực tế diện tích bề mặt tiếp xúc

thực nhỏ hơn nhiều a.l vì giữa hai bề mặt tiếp xúcdù gia công thế nào thì vẫn có độ nhấp nhô, khi chotiếp xúc hai vật với nhau thì chỉ có một số điểmtrên tiếp giáp tiếp xúc.

Do đó diện tích tiếp xúc thực nhỏ hơn nhiềudiện tích tiếp xúc biểu kiến Sbk= a.l.

Diện tích tiếp xúc còn phụ thuộc vào lực éplên trên tiếp điểm và vật liệu làm tiếp điểm, lực épcàng lớn thì diện tích tiếp xúc càng lớn.

12



Nếu tiếp xúc ở n điểm thì diện tích sẽ lớn lênn lần. Dòng điện chạy từ vật này sang vật khác chỉqua những điểm tiếp xúc, như vậy dòng điện ở cácchỗ tiếp xúc đó sẽ bị thắt hẹp lại, dẫn tới điện trở ởnhững chỗ này tăng lên.



Do vậy rõ ràng điện trở tiếp xúc của tiếp điểmảnh hưởng đến chất lượng của thiết bị điện, điệntrở tiếp xúc lớn làm cho tiếp điểm phát nóng.

Nếu phát nóng quá mức cho phép thì tiếpđiểm sẽ bị nóng chảy, thậm chí bị hàn dính.

Trong các tiếp điểm thiết bị điện mong muốnđiện trở tiếp xúc có giá trị càng nhỏ càng tốt, nhưng do thực tế có nhiều yếu tố ảnh hưởng đếnRtx nên không thể giảm Rtx cực nhỏ được nhưmong muốn.


5. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐIỆN TRỞ TIẾP XÚC

Vật liệu làm tiếp điểmLực ép tiếp điểmHình dạng của tiếp điểmNhiệt độ của tiếp điểmTình trạng bề mặt tiếp xúcMật độ dòng điện


6. VẬT LIỆU LÀM TIẾP ĐIỂM

Để thỏa mãn tốt các điều kiện làm việc khácnhau của tiếp điểm thiết bị điện thì vật liệu làm tiếpđiểm phải có được những yêu cầu cơ bản sau:

Có độ dẫn điện cao (giảm Rtx và chính điện trởcủa tiếp điểm).

Dẫn nhiệt tốt (giảm phát nóng cục bộ của nhữngđiểm tiếp xúc).

Không bị oxy hóa (giảm Rtx để tăng độ ổn địnhcủa tiếp điểm).

13


Có độ kết tinh và nóng chảy cao (giảm độ màimòn về điện và giảm sự nóng chảy hàn dính tiếpđiểm đồng thời tăng tuổi thọ tiếp điểm).

Có độ bền cơ cao (giảm độ mài mòn cơ khí giữnguyên dạng bề mặt tiếp xúc và tăng tuổi thọ củatiếp điểm).

Có đủ độ dẻo (để giảm điện trở tiếp xúc).Dễ gia công khi chế tạo và giá thành rẻ.



Thæûc tãú êt váût liãûu naìo âaïp æïng âæåüc âáöy âuícaïc yãu cáöu trãn.

Trong thiãút kãú sæí duûng tuìy tæìng âiãöu kiãûn cuûthãø maì troüng nhiãöu âãún yãu cáöu naìy hay yãu cáöukhaïc.



7. MỘT SỐ VẬT LIỆU DÙNG LÀM TIẾP ĐIỂM

Âäöng kiî thuáût âiãûn: âäöng nguyãn cháút thu âæåücbàòng âiãûn phán. Noï âaïp æïng háöu hãút caïc yãu cáöutrãn. Nhæåüc âiãøm chênh cuía âäöng kiî thuáût âiãûn laìráút dãù bë oxit hoïa.

Âäöng thau: håüp kim âäöng våïi keîm âæåüc sæíduûng laìm tiãúp âiãøm dáûp häö quang


Baûc: laì váût liãûu laìm tiãúp âiãøm ráút täút do coïâäü dáùn âiãûn cao vaì coï âiãûn tråí tiãúp xuïc äøn âënh. Nhæåüc âiãøm chuí yãúu laì chëu häö quang keïm nãnsæí duûng bë haûn chãú.

Caïc håüp kim âäöng khaïc: håüp kim âäöng våïinhäm, âäöng våïi mangan, âäöng våïi niken, âäöngvåïi silic vaì caïc håüp kim âäöng khaïc âæåüc sæí duûnglaìm tiãúp âiãøm, âäöng thåìi laìm loì xo eïp (vê duû tiãúpâiãøm ténh cuía cáöu chç). Nhæîng tiãúp âiãøm nhæ váûykhi bë âäút noïng dãù bë máút tênh âaìn häöi.


14


Theïp coï âiãûn tråí suáút låïn: theïp thæåìng bë oxy hoïa cao nhæng laì váût liãûu reí nãn váùn âæåüc sæí duûnglaìm tiãúp xuïc cäú âënh âãø dáùn doìng âiãûn låïn, trongcaïc thiãút bë theïp thæåìng âæåüc maû.

Nhäm: coï âäü dáùn âiãûn cao, reí nhæng ráút dãù bëoxy hoïa laìm tàng âiãûn tråí suáút. Nhæåüc âiãøm næîa laìhaìn nhäm ráút phæïc taûp, âäü bãön cå laûi keïm.




Vonfram vaì håüp kim vonfram: coï âäü maìi moìnvãö âiãûn täút vaì chëu âæåüc häö quang täút nhæng coï âiãûntråí tiãúp xuïc ráút låïn.

Håüp kim vonfram våïi vaìng sæí duûng cho tiãúpâiãøm coï doìng nhoí.

Håüp kim våïi molipâen duìng laìm tiãúp âiãøm chonhæîng thiãút bë âiãûn thæåìng xuyãn âoïng måí, khidoìng âiãûn låïn thç vonfram vaì håüp kim vonfram sæíduûng âãø laìm tiãúp âiãøm dáûp häö quang.



Vaìng vaì platin: khäng bë oxy hoïa do âoï coï âiãûntråí tiãúp xuïc nhoí vaì äøn âënh, âæåüc sæí duûng laìm tiãúpâiãøm trong thiãút bëû âiãûn haû aïp coï doìng âiãûn beï vaìquan troüng. Vaìng nguyãn cháút vaì platin nguyãn cháútcoï âäü bãön cå tháúp nãn thæåìng âæåüc sæí duûng daûnghåüp kim våïi mälipâen hoàûc våïi iriâi âãø tàng âäü bãöncå.

Than vaì graphit: coï âiãûn tråí tiãúp xuïc vaì âiãûn tråísuáút låïn nhæng chëu âæåüc häö quang ráút täút. Thæåìngduìng laìm caïc tiãúp âiãøm maì khi laìm viãûc phaíi chëutia læía âiãûn, âäi khi laìm tiãúp âiãøm dáûp häö quamg.



Håüp kim gäúm: häùn håüp vãö màût cå hoüc cuía haiváût liãûu khäng náúu chaíy maì thu âæåüc bàòng phæångphaïp thiãu kãút häùn håüp bäüt hoàûc bàòng caïch táøm váûtliãûu naìy lãn váût liãûu kia.

Thæåìng váût liãûu thæï nháúït coï tênh cháút kyî thuáûtâiãûn täút, âiãûn tråí suáút vaì âiãûn tråí tiãúp xuïc nhoí, êt bëoxy hoïa.Váût liãûu thæï hai coï tênh cháút cå cao vaì chëuâæåüc häö quang. Nhæ váûy, cháút læåüng kim loaûi gäúmlaì do tênh cháút cuía häùn håüp quyãút âënh.

15


8. MỘT SỐ KẾT CẤU TIẾP ĐIỂM

TIẾP ĐIỂM KIỂU CẦU


TIẾP ĐIỂM KIỂU NGÓN


TIẾP ĐIỂM KIỂU DAO


TIẾP ĐIỂM KIỂU NÊM

16


Bài 4: SỰ PHÁT NÓNG CỦA KHÍ CỤ ĐIỆN

1. KHÁI NIỆM CHUNG

Ở trạng thái làm việc, trong các bộ pận của TBĐ như: mạch vòng dẫn điện, mạch từ, các chi tiết bằng kim loạivà cách điện đều có tổn hao năng lượng tác dụng và biếnthành nhiệt năng.

Một phần của nhiệt năng này làm tăng nhiệt độ của TBĐ, còn 1 phần khác tỏa ra môi trường xung quanh.

Ở chế độ xác lập nhiệt, nhiệt độ của thiết bị khôngtăng lên nữa mà đạt trị số ổn định, còn toàn bộ nhiệt năngtỏa ra môi trường xung quanh.


Nếu nhiệt độ của TBĐ tăng cao thì cách điện bị giàhóa và độ bền cơ của các chi tiết bị suy giảm.

Khi tăng nhiệt độ của vật liệu cách điện lên 80C so với nhiệt độ cho phép ở chế độ dài hạn thì tuổi thọ củacách điện giảm 50%.

Với vật liệu dẫn điện thông dụng nhất là Cu, nếu tăngnhiệt độ từ 1000C đến 2500C thì độ bền cơ giảm 40%, khiđộ bền cơ của chúng giảm nên lực điện động trong trườnghợp ngắn mạch sẽ làm hư hỏng thiết bị.

Do vậy độ tin cậy của thiết bị phụ thuộc vào nhiệt độphát nóng của chúng.

1. KHÁI NIỆM CHUNG


2. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC DÀI HẠN

Chế độ làm việc dàihạn là chế độ làm việccủa thiết bị điện với thờigian dài tùy ý nhưngkhông ngắn hơn thời gianđể nhiệt độ phát nóng đạttới giá trị ổn định.

τ

τäâ

τ0 0.632τäâ

3

t[s]

12

0

T

A

B

Hçnh : Phaït noïng daìi haûnLý thuyết cơ sở khí cụ điện 64

3. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC NGẮN HẠN

Chế độ làm việc ngắn hạn làchế độ làm việc của thiết bịđiện với thời gian đủ ngắn đểnhiệt độ phát nóng của nó chưađạt tới giá trị ổn định, sau đóngưng làm việc trong thời gianđủ lớn để nhiệt độ của nó hạxuống tới nhiệt độ môi trường.

τ

τmaxτfτ1

0 t[s]tlv

1

23

Hçnh : Phaït noïng khi ngàõn haûn

M

17


4. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC NGẮN HẠN LẶP LẠI Chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại là chế độ làm

việc của thiết bị điện trong một thời gian tlv mà nhiệt độphát nóng chưa đạt tới bão hòa và sau đó nghỉ một thờigian tng mà nhiệt độ chưa giảm về nhiệt độ ban đầu rồitiếp tục làm việc và nghỉ xen kẽ.

Quá trình làm việc và nghỉ cứ lặp lại tuần hoànnhư vậy theo chu kỳ với thời gian tck = tlv + tng . Sau thờigian đủ lớn, thiết bị đạt được chế độ tựa xác lập, ở đótrong thời gian làm việc nhiệt độ đạt tới giá trị θmax = const và trong thời gian nghỉ, nhiệt độ hạ xuống giá trịθmin = const.


t[s]

tlv tng

tcK

3

4

1

2

τ

τmax

τfτ’

maxτmin

Hình :Phát nóng khi ngắn hạn lặp lại

4. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC NGẮN HẠN LẶP LẠI


Bài 5: CƠ CẤU ĐIỆN TỪ VÀ NAM CHÂM ĐIỆN

1. KHÁI NIỆM CHUNG CƠ CẤU ĐIỆN TỪCaïc thiãút bë nhæ råle, cäng tàõc tå, khåíi âäüng tæì,

aïptämaït, ... âãöu coï bäü pháûn laìm nhiãûm vuû biãún âäøi tæì âiãûnnàng ra cå nàng. Bäü pháûn naìy gäöm coï: cuäün dáy vaì maûch tæìgoüi chung laì cå cáúu âiãûn tæì.

Maûch tæì chia laìm caïc pháön chênh sau âáy:Thán maûch tæìNàõp maûch tæìKhe håí khäng khê chênh δ


1. KHÁI NIỆM CHUNG CƠ CẤU ĐIỆN TỪ

31

2

Φr

Φδ

Φt

Hçnh : Kãút cáúu maûch tæì1.Thán maûch tæì; 2. Nàõp maûch tæì ;3. Cuäün dáy

18


Khi cho doìng âiãûn chaûy qua cuäün dáy thç trong cuäün dáycoï tæì thäng φ âi qua, tæì thäng naìy cuîng chia laìm 3 thaìnhpháön :

Tæì thäng chênh φδ: laì tæì thäng âi qua khe håí khäng khêchênh, âoï cuîng laì tæì thäng laìm viãûc cuía cå cáúu âiãûn tæì .

Tæì thäng taín φt: laì tæì thäng âi ra ngoaìi khe håí khäng khêchênh.

Tæì thäng roì φr: laì tæì thäng kheïp voìng qua cuäün dáy laìthaình pháön khäng âi qua khe håí khäng khê chênh maì kheïpkên trong khäng gian giæîa loîi vaì thán maûch tæì.

1. KHÁI NIỆM CHUNG CƠ CẤU ĐIỆN TỪ


2. PHÂN LOẠI CƠ CẤU ĐIỆN TỪ

Phán theo tênh cháút cuía nguäön âiãûnCå cáúu âiãûn mäüt chiãöuCå cáúu âiãûn tæì xoay chiãöu

Theo caïch näúi cuäün dáy vaìo nguäön âiãûnNäúi näúi tiãúpNäúi song song

Theo hçnh daûng maûch tæì:Maûch tæì huït cháûp (thàóng)Maûch tæì huït xoay (quanh mäüt truûc hay mäüt caûnh), maûch tæì huït kiãøu pittäng.


3. NAM CHÂM ĐIỆN

a. KHÁI NIỆM VỀ NAM CHÂM ĐIỆN

i N

ΦS

i

N

S

N

S

Nam chám âiãûn


Khi coï doìng âiãûn chaûy trong cuäün dáy seî sinh ra tæìtræåìng. Luïc âoï váût liãûu sàõt tæì âàût trong tæì træåìng naìy seî bë tæìhoïa vaì coï cæûc tênh ngæåüc våïi cæûc tênh cuía cuäün dáy, cho nãnseî bë huït vãö phêa cuäün dáy

Nãúu âäøi chiãöu doìng âiãûn trong cuäün dáy thç tæì træåìngtrong cuäün dáy cuîng âäøi chiãöu vaì váût liãûu sàõt tæì bë tæì hoïa coïcæûc tênh ngæåüc våïi cæûc tênh cuäün dáy, cho nãn chiãöu læûc huïtkhäng âäøi.


19


Goüi nam chám âiãûn laì cå cáúu âiãûn tæì, laì bäü pháûn ráútquan troüng trong caïc thiãút bë âiãûn, âæåüc duìng âãø biãún âäøiâiãûn nàng thaình cå nàng trong caïc khê cuû âiãûn. Nam chámâiãûn âæåüc sæí duûng räüng raîi trong nhiãöu lénh væûc khaïc nhaunhæ: tæû âäüng hoïa, caïc loaûi rå le, cäng tàõc tå... Trong sinhhoaût hàòng ngaìy âæåüc æïng duûng räüng raîi nhæ chuäng âiãûn, loa âiãûn



b. NAM CHÁM ÂIÃÛN XOAY CHIÃÖU VAÌ VOÌNG CHÄÚNG RUNG

Nam chám âiãûn xoay chiãöu



Trong mäüt chu kyì, doìng âiãûn xoay chiãöu bàòng khäng 2 láön. Khi doìng âiãûn bàòng khäng thç B = 0

ÅÍ thåìi âiãøm B = 0 thç Fdt = 0 læûc loì xo Flx > Fdt thç nàõpbë keïo nhaí ra. ÅÍ nhæîng thåìi âiãøm Flx < Fdt thç nàõp âæåüchuït vãö phêa loîi.

Nhæ váûy trong mäüt chu kyì nàõp bë huït nhaí ra hai láönnghéa laì nàõp bë rung våïi táön säú 100Hz nãúu táön säú nguäönâiãûn laì 50Hz.


Âãø chäúng hiãûn tæåüngrung naìy, ta phaíi laìmsao cho læûc huït âiãûn tæìFdt åí moüi thåìi âiãøm phaíilåïn hån læûc Flx.

Muäún Fdt> Flx ngæåìita taûo ra 2 tæì thäng lãûchpha trong maûch tæì, bàòngcaïch âàût voìng chäúngrung bàòng âäöng vaì coïmäüt voìng


Nam chám âiãûn xoay chiãöu

20



Nguyãn lê laìm viãûc cuía voìng chäúng rung :Khi tæì thäng φ âi qua cæûc tæì seî chia laìm hai

thaình pháön φ1 vaì φ2.φ1 laì thaình pháön khäng âi qua pháön cæûc tæì coïvoìng chäúng rung, φ2 âi qua pháön coï voìngchäúng rung. Khi coï tæì thäng φ2 biãún thiãn âiqua, trong voìng chäúng rung seî xuáút hiãûn doìngâiãûn caím æïng icæï chaûy kheïp maûch trong voìng.

Doìng icæï seî sinh ra mäüt tæì træåìng coï taïcduûng chäúng laûi sæû biãún thiãn cuía φ2 nãn laìm φ2 cháûm pha so våïi φ1 mäüt goïc α.

Φ

2Φ 1Φ



Âiãöu kiãûn chäúng rung: Fât >Flx

i. khÁi niỆm - daotao.dct.udn.vndaotao.dct.udn.vn/resource/5050173/chuong1_ly thuyet co...

Documents