ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế rơle trung gian xoay chiều
SV Nguyễn công Luận - ĐKT - K44 Trang 1
LỜI NÓI ĐẦU
Điện năng là một nguồn năng lượng quan trọng được sử dụng rộng rãi
trong tất cả các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân. Nhu cầu sử dụng điện năng
không ngừng gia tăng. Ngày nay cần có nhiều thiết bị điện hiện đại hơn, tinh
vi hơn và dễ sử dụng hơn.
Khí cụ điện là những thiết bị điện chuyên dùng để đóng ngắt, điều
khiển, điều chỉnh, bảo vệ các lưới điện và các thiết bị sử dụng điện năng khác.
Do đó khí cụ điện là loại thiết bị không thể thiếu được, khi sử dụng điện năng
trong công nghiệp cũng như trong đời sống.
Khi công nghiệp ngày càng phát triển, nhu cầu cuộc sống ngày càng
đòi hỏi cao hơn, càng cần thiết phải có các khí cụ điện nhiều về số lượng, tốt
về chất lượng và hoàn hảo hơn. Đặc biệt theo xu thế chung, các khí cụ điện
hiện đại còn đòi hỏi phải có khả năng tự động hoá.
Chính vì vai trò cần thiết của khí cụ điện nên việc nghiên cứu các
phương pháp thiết kế, tính toán của khí cụ điện là một nhiệm vụ quan trọng
không ngừng được hoàn thiện.
Được sự giúp đỡ và hướng dẫn của các thầy cô giáo trong bộ môn Thiết
bị Điện - Khoa Điện, sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Bùi Tín Hữu
khoảng thời gian 4 tháng em đã tiến hành thiết kế một loại khí cụ điện mà
trong các mạch điều khiển không thể thiếu được. Đó là rơle trung gian xoay
chiều.
Do thời gian có hạn và còn thiếu kinh nghiệm trong thiết kế, hiểu biết
thực tế còn ít nên trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp em còn một số sai
sót.
Em kính mong nhận được sự thông cảm, chỉ bảo và giúp đỡ của các
thầy cô giáo và các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện
Nguyễn công Luận
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế rơle trung gian xoay chiều
SV Nguyễn công Luận - ĐKT - K44 Trang 2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế rơle trung gian xoay chiều
SV Nguyễn công Luận - ĐKT - K44 Trang 3
PHẦN I : CHỌN PHƯƠNG ÁN DẠNG KẾT CẤU.
I. Giới thiệu chung về rơle
* Rơle trung gian xoay chiều có nhiều loại được sử dụng ở nước ta, do
nhiều hãng của nhiều nước sản xuất như: Nga; Đức (SIEMENS); Pháp;
Nhật (OMRON, FUJI, NATIONAL); Hàn Quốc (SUNGHO, LG)… Tuy
có hình dáng, kích thước cụ thể có khác nhau, nhưng về nguyên lý cấu
tạo và các thông số cơ bản đều như nhau.
Dựa vào những ưu điểm và dạng kết cấu của các hãng sản xuất, ta chọn
dạng kết cấu của rơle như sau:
II. Hệ thống tiếp điểm.
Tiếp điểm gồm có tiếp điểm động và tiếp điểm tĩnh. Tiếp điểm có
dạng hình trụ cầu, tiếp xúc theo hình thức tiếp xúc điểm được gắn lên thanh
dẫn theo kiểu bắc cầu. Các tiếp điểm chuyển động theo lực hút điện từ thông
qua cần chuyển động điều chỉnh khoảng cách giữa khe hở tiếp điểm chính
khoảng cách giữa khe tiếp điểm dễ dàng qua việc điều chỉnh khe hở không
khí làm việc của nam chân điện.
III. Chọn nam châm điện
+ Nam châm điện đóng vai trò cơ cấu chuyển động trong rơle, nó
quyết định tính năng làm việc và kích thước của Rơle
Yêu cầu thiết kế rơ le trung gian với: U = 220V, Iđm = 5A, f = 50 Hz
Ta chọn nam chân điện xoay chiều, mạch từ hình chữ U khiểu hút
chập và có một khe hở kỹ thuật điện, có một cuộn dây điều khiển và một lò
xo nhả chung cho cả nấp hút nam châm điện , không có dây dẫn mềm. Thanh
dẫn động cũng chính là lò xo ép tiếp điểm.
+ Dạng chữ U kiểu hút chập, xét trên thực tế đối với rơle xoay chiều
có dòng định mức nhỏ, lực hút điện từ không lớn lắm thường chọn mạch từ
kiểu này, đặc tính lực hút gần với đặc tính phản lực, đó mở của tiếp điểm
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế rơle trung gian xoay chiều
SV Nguyễn công Luận - ĐKT - K44 Trang 4
khác với khe hở làm việc đồng thời đơn giản trong tính toán cũng như trong
chế tạo…
Kết cấu sơ bộ:
Hình 1
1. Nắp mạch từ
2. Lõi
3. Cuộn dây nam châm điện
4. Tiếp điểm động và thanh dẫn động
5. Tiếp điểm tĩnh và thanh dẫn tĩnh
6. Cơ cấu truyền động
7. Cần truyền động
8. Lò xo nhả
9. Vòng ngắn mạch
10. ổ trượt của cần truyền động.
Nguyên lý làm việc.
* Tiếp điểm thường mở khi chưa có tín hiệu điều khiển tiếp điểm ở
trạng thái mở (ngắn mạch).
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế rơle trung gian xoay chiều
SV Nguyễn công Luận - ĐKT - K44 Trang 5
Hình 2
* Tiếp điểm thường đóng khi không có tín hiệu điều khiển tiếp điểm ở
trạng thái đóng (đóng mạch).
Hình 3
Khi đặt điện áp nguồn Unguồn lên cuộn dây của nam châm điện trong
cuộn dây sinh ra từ thông φ khép mạch qua mạch từ của nam châm điệm
và qua khe hở không khí δ (khe hở lam việc). Từ thông φδ sinh ra lực hút
điện từ Fđt tác động lên nắp từ và hút nắp xuống.
Nắp chuyển động khi Fđt > Fnhả sẽ làm toàn bộ phần động chuyển động
và lúc đó các tiếp điểm thường mở sẽ đóng lại (các tiếp điểm thường
đóng sẽ mở ra).
Khi cắt nguồn Fđt = 0 nắp bị nhả ro do Fnhả; các tiếp điểm sẽ trở lại
trạng thái ban đầu.
IV. Khoảng cách cách điện.
Khoảng cách cách điện trong khí cụ điện đóng một vai trò khá quan
trọng. Nó ảnh hưởng tới kích thước của khí cụ điện và độ tin cậy khi vận
hành. Vì vậy việc xác định hợp lý đại lượng này có một ý nghĩa không nhỏ.
Khoảng cách cách điện phụ thuộc vào khá nhiều yếu tố như: điện áp,
môi trường làm việc…
Việc xác định các khoảng cách cách điện trong khí cụ điện hạ áp
thường chọn theo kinh nghiệm.
a. Điện áp định mức theo cách điện.
Với khí cụ điện điều khiển và phần phối năng lượng hạ áp (Uđm = 220V),
tồn tại các tiêu chuẩn, quy định về độ bền cách điện theo điện áp định mức. ở
trạng thái khô và sạch của khí cụ điện, nó phải chịu được điện áp thử tần số
là 50Hz, thời gian thử một phút. Theo bảng (1 - 1)/ 13 tài liệu 1, ta có.