Hướng Dẫn

1. Title page/ Cover sheet

Phần này được hiểu là bìa cho một bản vẽ của dự án.

Nội dung được thể hiện trong phần này bao gồm:

  • Tên, logo của tổ chức, công ty.
  • Tên của dự án đang thực hiện.
  • Người thiết kế bản vẽ.

Chi tiết được thể hiện như trong hình:

Title page/ Cover sheet.

2. Table of Content

Đây là mục lục, thống kê các nội dung chi tiết bên trong của một hồ sơ bản vẽ dự án.

Nó cho biết:

  • Các đề mục trong bản vẽ (Page Description).
  • Ngày thiết kế (soạn thảo) (Date).
  • Người thiết kế bản vẽ (Edited by).

Table of Content.

3. Structure Identifier Overview

Bảng thống kê, cho biết cấu trúc chung của một bản vẽ, bao gồm các kí hiệu (Full designation) được ghi trong từng bản vẽ (theo tiêu chuẩn IEC) thuộc loại nào (Labeling) và mô tả cho từng kí hiệu trong từng cấu trúc đó (Structure description).

Structure Identifier Overview.

4. Summarized Parts List

Danh sách liệt kê các thiết bị có trong tủ điện (trên Panel), không bao gồm cáp và vỏ tủ.

Summarized Parts List.

Ví dụ, ta thấy thiết bị có số thứ tự 2 như hình trên.

  • No.: 2 – Số thứ tự của thiết bị trong bản vẽ.
  • Order Number: FS-3 – Mã thiết bị theo Catalog.
  • Quantity: 1 – Số lượng của thiết bị này có trong dự án.
  • Decription: Level Switch, điện áp 220 VAC, tần số 50/60 Hz – Mô tả về thiết bị.
  • Type Number: FS-3 – Loại thiết bị.
  • Manufacturer: Hangyoung – Hãng sản xuất thiết bị.

5. Device Tag List

Bảng này cho biết tên – kí hiệu (Device Tag), số lượng (Quantity), mô tả (Decription), mã loại (Type Number), hãng sản xuất (Manufacturer), mã part (Part Number) của các thiết bị có trong dự án.

Ta xem ví dụ thiết bị thứ 2 từ bảng sau đây:

Device Tag List.

Ta thấy:

  • Device Tag: 4F1, với ý nghĩa như hình:

Ý nghĩa của Device Tag trong bản vẽ.

  • Quantity: 1.
  • Decription: MCB 6A, loại Acti 9 IC60N.
  • Type Number: Mã trong Catalog là A9F03106.
  • Manufacturer: Hãng Schneider.
  • Part Number: Do người thiết kế quy định mã theo hãng sản xuất thiết bị, ví dụ đối với hãng Schneider thì có 2 kí tự đầu là SE.*, hãng sản xuất Siemen thì có 2 kí tự đầu SI.*, dây điện của Lion thì sẽ có các kí tự đầu LION.*,… Ở đây * có nghĩa là thay thế cho Type Number được trích từ Catalog của hãng sản xuất.

Lưu ý:

  • Đối với Device Tag cho từng kí hiệu trong bản vẽ là duy nhất.
  • Đồng nghĩa với mỗi Device Tag sẽ có Quantity duy nhất là 01, nếu khi ta trích xuất báo cáo phần này ra Device Tag nào có số lượng lớn hơn giá trị 01 thì xem như chúng ta đã đánh số kí hiệu cho thiết bị sai, cần phải kiểm tra lại.

6. Model View

Cho chúng ta xem được mô hình 2D, 3D, các mặt của tủ điện, Panel, cách bố trí, phân bổ các thanh ray, máng cáp,…

Mô hình 3D của dự án tủ điện.

Bên ngoài mặt tủ kèm theo bảng liệt kê các thiết bị có trên mặt tủ.

Các thiết bị bên trong Panel tủ kèm theo các thiết bị có trên Panel.

Kích thước của tủ điện và các thanh ray, máng trên Panel của tủ điện.

7. Cutting List

Cho biết chiều dài cần thiết của thanh ray (rail) và máng cáp để ta có thể cắt và lắp ráp vào Panel của tủ điện, xem chi tiết như hình sau.

Cutting List.

8. Connection List

Bảng thống kê cho biết tên dây điện, những điểm kết nối giữa các đầu (2 đầu) của dây điện, màu dây điện và kích thước của dây.

Ta xét ví dụ như hình sau:

Connection List.

Trong đó:

  • Đánh số dây (Connection): 12.3.

Ý nghĩa cách đánh số dây.

  • Màu dây (Color): BK.
  • Kích thước dây: Dây 0.75.
  • Điểm đầu – cuối kết nối (Target 1 – Target 2): 1H2 : X2 – 1H3 : X2.

Ý nghĩa sự kết nối giữa Target 1 và Target 2.

9. Cable Diagram

Cho biết các điểm kết nối giữa thiết bị với động cơ thông qua Terminal.

Ta xét ví dụ như hình sau:

Cable Diagram.

10. Schematic Circuit Diagram

Schematic circuit diagram 1 (Mạch động lực).

Schematic circuit diagram 2 (Mạch điều khiển).

Để đọc được sơ đồ nguyên lí của mạch điện ta cần phải trang bị thêm một số kiến thức về khí cụ điện (thiết bị, cảm biến, công tắc, nút nhấn,…).

Về phần kiến thức này thì chúng ta sẽ tìm hiểu ở những bài viết khác nhé!

1. Yêu cầu bài toán

Tính chọn và thiết kế mạch điều khiển 2 động cơ không đồng bộ 3 pha khởi động theo phương pháp đổi nối Y/Δ chạy tuần tự. Có bảo vệ quá tải cho mạch điện, biết điện áp 380/400V.

Lưu ý: Có đèn báo động cơ hoạt động và đèn báo quá tải.

2. Tính chọn thiết bị

Ta sử dụng thiết bị của hãng Schneider.

Động cơ có công suất 7,5 kW ⇒ Pđm = 7,5 kW, hệ số công suất phụ thuộc vào động cơ.

Dòng điện định mức của động cơ, hệ số công suất cosφ = 0,8.

2.1. Tính chọn contactor

Đối với mạch khởi động Sao – Tam giác, ta chọn dòng của contactor theo phép tính sau:

Và chọn tải cho contactor: Tải AC-3: Tải cuộn kháng; Loại TeSys D. Theo TCVN 6592-4-1.

Theo cotalogue, ta chọn được contactor có mã như sau:

Hình 1. Tra catalogue để chọn contactor theo dòng điện.

Chọn coil cho contactor:

Hình 2. Tra Catalogue để chọn coil cho contactor.

⇒ Ta chọn contactor có điện áp cung cấp 220V AC, dòng định mức là 9A ứng với tải AC-3 cho 3 pha, mã thiết bị LC1D09M7.

Hình 3. Contactor – LC1D09M7.

2.2. Chọn Motor CB

Tra Catalogue, ta chọn loại loại Motor CB 3 pha như sau:

Hình 4. Tra catalogue để chọn Motor CB.

Ta chọn Motor CB có mã GV2ME14.

Hình 5. Chọn Motor CB có mã GV2ME10.

2.3. Chọn cầu chì

Ta chọn cầu chì để bảo vệ ngắn mạch cho đèn báo, ta chọn vỏ cầu chì là DF81 (25A).

Tra Catalog, ta chọn được cầu chì:

Hình 6. Tra catalog, ta chọn vỏ đựng cầu chì 25A.

Hình 7. Chọn cầu chì bảo vệ cho đèn báo pha.

  • Chọn ruột cầu chì: Ta có dòng điện định mức 2A, dùng để bảo vệ các đèn báo pha.

Hình 8. Dựa vào catalog, ta chọn ruột cầu chì có dòng 2A.

Hình 9. Chọn ruột cầu chì cho mạch điện DF2.

2.4. Chọn MCB cho mạch điều khiển

Dòng điện ta chọn cho MCB không vượt quá 100A, Điện áp không quá 100V.

Dòng định mức tính toán cho 3 pha là 17,09A.

Ta chọn dòng định mức cho 1 pha là Ip = 5,69A. Nên ta chọn lớn hơn là 6A dành cho 1P.

Ta chọn MCB có mã A9F03106, có dòng điện định mức là 6A.

 

Hình 10. Tra catalog để chọn MCB 1P – 6A.

Hình 11. Chọn MCB để đóng cắt, bảo vệ mạch điều khiển.

2.5. Chọn Relay thời gian (Timer)

Được sử dụng nhiều trong hệ thống điều khiển tự động, là thiết bị tạo trễ đóng hoặc mở cho các thiết bị khác, đóng mở theo chu kỳ thời gian, hẹn giờ kích xung cho các thiết bị.

Tra catalog, ta chọn relay thời gian để định thời chuyển hoạt động từ động cơ M1 sang M2, như sau:

2.5.1. Chọn relay thời gian để định thời cho mạch khởi động Sao – Tam giác

Tra catalogue để chọn Relay thời gian, dùng để chuyển từ chế độ khởi động Sao sang chế độ Tam giác.

Hình 12. Tra catalogue để chọn Relay thời gian.

Ta có dòng điện định mức tính toán cho 3 pha là 17,09A.

Ta chọn dòng định mức cho 1 pha là Ip = 5,69A. Nên ta chọn Timer có dòng lớn hơn là 5A dành cho 1 pha. Ta chọn 8A.

Số lượng tiếp điểm mở là 2 NO (Connector Open) dùng để chuyển mạch. Điện áp Uđm  = 220VAC.

Có dải cài đặt thời gian trễ rộng. Nên ta chọn RE22R2AMR.

Hình 13. Chọn relay thời gian có mã RE22R2QTMR.

2.5.2. Chọn relay thời gian định thời để chuyển hoạt động của động cơ

Tra catalogue, ta chọn relay thời gian để định thời chuyển hoạt động từ động cơ M1 sang M2, như sau:

Hình 14. Tra catalogue để chọn relay thời gian.

Hình 15. Chọn relay thời gian có mã RE22R2AMR.

2.6. Chọn đèn báo

Khi chọn đèn báo ta dựa vào điện áp, ở đây ta sử dụng điện áp 220VAC, tần số 50/60 Hz cho đèn báo.

Tra catalogue, ta được:

Hình 16. Tra catalogue để chọn đèn báo.

Ta chọn các loại đèn báo sau:

a) Đèn xanh (Green)

Hình 17. Đèn báo màu xanh lá – XB7EV03MP3.

b) Đèn đỏ (Red)4

Hình 18. Đèn báo màu đỏ – XB7EV04MP3.

c) Đèn vàng (Yellow)

Hình 19. Đèn báo màu vàng – XB7EV05MP3.

2.7. Chọn nút nhấn

Khi chọn nút nhấn ta dựa vào chức năng mà ta muốn sử dụng.

a) Nút ESTOP (Emegency Stop): 1 NO + 1 NC

Tra Catalogue, ta chọn các loại nút nhấn:

Hình 20. Tra catalogue để chọn nút nhấn dừng khẩn cấp (ESTOP).

Hình 21. Chọn nút nhấn dừng khẩn – XB5AS8445.

b) Nút nhấn START: 1 NO

Tra catalog, ta chọn nút nhấn ON và OFF như sau:

Hình 22. Chọn nút nhấn ON – OFF.

⇒ Ta chọn nút nhấn ON (Green) có mã XB4BA31.

Hình 23. Chọn nút nhấn ON – XB4BA31.

c) Nút nhấn OFF: 1 NC

Hình 24. Chọn nút nhấn OFF – XB4BA42.

2.8. Chọn dây cáp

2.8.1. Chọn cáp cho mạch động lực

Ta có dòng điện định mức là Icb = 14,24A. Ta áp dụng công thức tính tiết diện dây dẫn:

Mật độ cho phép (J) của dây đồng thường xấp xỉ 5 (A/mm2).

Ta chọn dây dẫn theo bảng tra dây diện sau:

Hình 25. Tính chọn dây cáp mạch động lực CADIVI theo chuẩn IEC.

Trích từ trang web http://goldcup.com.vn/bang-chon-tiet-dien-day-dan-theo-dong-dien-d123.

2.8.2. Chọn cáp cho mạch điều khiển

Ta chọn dây cáp cho mạch điều khiển có tiết diện 0,75 mm2.

3. Thiết kế sơ đồ nguyên lý bằng phần mềm CADe SIMU

4. Sơ đồ nguyên lý

a) Mạch động lực

Hình 26. Mạch động lực.

Các phần tử có trong mạch động lực:

  • MCB1: MCB 3 pha, đóng cắt, cấp nguồn điện cho động cơ M1.
  • MCB2: MCB 3 pha, đóng cắt, cấp nguồn điện cho động cơ M2.
  • K1.1: Contactor 1, điều khiển dòng điện vào động cơ M1, hệ thống sẵn sàng hoạt động.
  • K1.2: Contactor 2, điều khiển động cơ M1 chạy theo kiểu Tam giác (Δ).
  • K1.3: Contactor 3, điều khiển động cơ M1 chạy theo kiểu Sao (Y).
  • K2.1: Contactor 4, điều khiển dòng điện vào động cơ M2, hệ thống sẵn sàng hoạt động.
  • K2.2: Contactor 5, điều khiển động cơ M2 chạy theo kiểu Tam giác (Δ).
  • K2.3: Contactor 6, điều khiển động cơ M2 chạy theo kiểu Sao (Y).
  • OVR1, OVR2: Relay nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ M1 và M2.
  • F2, F3, F4: Cầu chì bảo vệ 3 đèn báo pha P1, P2, P3 cho M1.
  • F6, F7, F8: Cầu chì bảo vệ 3 đèn báo pha P4, P5, P6 cho M2.

b) Mạch điều khiển

Hình 27. Mạch điều khiển.

Các phần tử có trong mạch điều khiển:

  • MCB3: MCB 1 pha, cấp nguồn cho mạch điều khiển.
  • S1: Nút nhấn khẩn cấp ESTOP (Emergency Stop), dừng động cơ khi có sự cố phải dừng khẩn cấp.
  • S2: Nút nhấn dừng (STOP), dừng động cơ tạm thời.
  • S3: Nút nhấn khởi động (START), khởi động động cơ.
  • TR1: Relay thời gian (Timer Relay), định thời gian để động cơ M1 chuyển từ Y (Star) sang Δ (Delta).
  • TR2: Relay thời gian (Timer Relay), định thời gian để động cơ M2 chuyển từ Y (Star) sang Δ (Delta).
  • TR3: Relay thời gian (Timer Relay), định thời gian để động cơ M1 chuyển sang M2.
  • TR4: Relay thời gian (Timer Relay), định thời gian để động cơ M2 chuyển sang M1.
  • P7: Đèn báo động cơ M1 đang chạy ở chế độ Sao (Y).
  • P8: Đèn báo động cơ M1 đang chạy ở chế độ Tam giác (Δ).
  • P9: Đèn báo động cơ M2 đang chạy ở chế độ Sao (Y).
  • P10: Đèn báo động cơ M2 đang chạy ở chế độ Tam giác (Δ).
  • P11: Đèn báo động cơ đang gặp sự cố quá tải.

5. Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch điện

  • Đóng MCB1 và MCB2 sẽ cấp điện cho mạch động lực; đóng MCB3 sẽ cấp điện cho mạch điều khiển.
  • Nhấn nút khởi động S3 (Start), đèn báo P7 sáng báo hiệu động cơ M1 hoạt động ở chế độ Y, dòng điện qua tiếp điểm thường đóng TR3 (8-5) đến cuộn hút K1.1 (A1-A2), cuộn hút K1.3 (A1-A2) có điện, cuộn hút Timer TR1 (7-2) có điện, lúc này tiếp điểm thường đóng K1.3 (21-22) mở ra và tiếp điểm thường mở K1.1 (13-14) đóng lại duy trì dòng điện.
  • Dòng điện qua tiếp điểm thường đóng TR4 (8-5), cuộn hút Timer TR3 (7-2) có điện.
  • Sau một khoảng thời gian x giây, tiếp điểm thường đóng TR1 (8-5) mở ra, tiếp điểm thường mở TR1 (8-6) đóng lại, dòng điện đi qua tiếp điểm thường đóng K1.3 (21-22) đến cuộn hút K1.2 (A1-A2), cuộn hút K1.2 (A1-A2) có điện, đèn P8 sáng lên báo hiệu động cơ M1 chạy chế độ tam giác.
  • Sau một thời gian y giây, tiếp điểm thường đóng của Timer TR3 (8-5) mở ra và tiếp điểm thường mở TR3 (8-6) đóng lại, dòng điện đến cuộn hút của contactor K2.1 (A1-A2) qua cuộn hút Timer TR2(7-2) có điện.
  • Dòng điện qua tiếp điểm thường đóng TR2 (8-5) và tiếp điểm thường đóng K2.2 (21-22) đến cuộn hút K2.3 (A1-A2), cuộn hút K2.3(A1-A2) có điện, đèn P9 sáng lên báo hiệu động cơ M2 chạy chế độ Y, Các điểm thường đóng K2.3 (21-22) mở ra
  • Sau một thời gian z giây, tiếp điểm thường đóng TR2 (8-5) mở ra, tiếp điểm thường mở TR2 (8-6) đóng lại, cuộn hút K2.3 (A1-A2) mất điện, tiếp điểm thường đóng K2.3 (21-22) đóng lại, dòng điện đi qua tiếp điểm này đến cuộn hút K2.2 (A1-A2) cuộn hút K2.2 (A1-A2) có điện, đèn P10 sáng báo hiệu động cơ M2 chạy chế độ tam giác.
  • Sau một thời gian t giây, tiếp điểm thường đóng TR4 (8-5) mở ra, timer TR3 mất điện, các tiếp điểm thường đóng thường mở của timer TR3 (7-2) quay về trạng ban đầu.
  • Khi M1 quá tải, tiếp điểm thường đóng của rơ le nhiệt OVR1 (95-96) mở ra, ngắt toàn bộ mạch điều khiển, tiếp điểm thường mở OVR1 (96-98) đóng lại, đèn P11 sáng lên báo quá tải M1.
  • Khi M2 quá tải, tiếp điểm thường đóng của rơ le nhiệt OVR2 (95-96) mở ra, ngắt toàn bộ mạch điều khiển, tiếp điểm thường mở OVR2 (96-98) đóng lại, đèn P11 sáng lên báo quá tải M2.

1. Yêu cầu bài toán

Tính chọn và thiết kế mạch điều khiển 2 động cơ không đồng bộ 3 pha công suất 7,5 kW chạy luân phiên nhau, có sử dụng relay thời gian. Biết điện áp 380/400V.

Lưu ý: Có đèn báo động cơ hoạt động và đèn báo quá tải.

Ta sử dụng thiết bị của hãng Schneider.

2. Tính chọn các thiết bị điện

Động cơ có công suất 7,5 kW ⇒ Pđm = 7,5 kW, hệ số công suất phụ thuộc vào động cơ.

Dòng điện định mức của động cơ, hệ số công suất 0,8.

2.1. Tính chọn contactor

Ta sẽ chọn dòng điện của contactor vào khoảng (1 – 1,4).Iđm.

Dòng điện định mức của contactor cần chọn:

Và chọn tải cho contactor: Tải AC-3: Tải cuộn kháng; Loại TeSys D. Theo TCVN 6592-4-1.

Theo cotalogue, ta chọn được contactor có mã như sau:

Hình 1. Tra Catalogue để chọn Contactor.

Chọn coil cho contactor, có điện áp là Uđm = 220 VAC.

Hình 2. Tra Catalogue để chọn coil cho contactor.

Sau khi tra catalogue, ta chọn được contactor với công suất P = 7,5 kW, điện áp U = 380 VAC cho tải động cơ không đồng bộ nhóm AC-3 điện áp 3 pha. Có mã LC1D18M7.

Hình 3. Contactor có mã LC1D18M7.

2.2. Tính chọn relay nhiệt

Ta thường chọn dòng điện của relay nhiệt bằng (1,2 – 1,5).Iđm.

Dòng điện định mức của relay nhiệt:

Theo catalogue ta chọn relay nhiệt có mã là LR3D21 có dòng định mức là 18A, cụ thể như sau:

Hình 4. Tra Catalog để lựa chọn relay nhiệt phù hợp.

Theo cotalogue ta chọn relay nhiệt có mã là LR3D21 có dòng định mức là 18A.

Hình 5. Chọn relay nhiệt phù hợp với contactor để bảo vệ quá tải.

Lưu ý: Khi chọn relay nhiệt cần phải xem xét nó có phù hợp với contactor mà mình đã lựa chọn hay không.

2.3. Tính chọn MCB (Miniature Circuit Breaker)

Ta chọn MCB có mã A9F93320, MCB có dòng điện định mức 20A.

Ta có dòng điện định mức lúc đầu tính được là : Iđm = 14,24A.

dòng điện của MCB vào khoảng (1 – 1,4).Iđm.

IMCB = 1,2.14,24 = 17,09A thì ta tra bảng chọn dòng điện lớn hơn 17,09A thì ta sẽ chọn 20A với mã là A9F93320.

Tra Catalog, ta chọn loại MCB 3 pha như sau:

Hình 6. Tra catalogue để chọn MCB.

Hình 7. Chọn MCB có mã A9F93320.

2.4. Chọn cầu chì

Ta chọn cầu chì để bảo vệ ngắn mạch cho đèn báo, ta chọn vỏ cầu chì là DF81 (25A).

Tra Catalog, ta chọn được cầu chì:

Hình 8. Tra catalog, ta chọn vỏ đựng cầu chì 25A.

Hình 9. Chọn cầu chì bảo vệ cho đèn báo pha.

  • Chọn ruột cầu chì: Ta có dòng điện định mức 2A, dùng để bảo vệ các đèn báo pha.

Hình 10. Dựa vào catalog, ta chọn ruột cầu chì có dòng 2A.

Hình 11. Chọn ruột cầu chì cho mạch điện DF2.

2.5. Chọn MCB cho mạch điều khiển

Dòng điện ta chọn cho MCB không vượt quá 100A, Điện áp không quá 100V.

Dòng định mức tính toán cho 3 pha là  17,09A.

Ta chọn dòng định mức cho 1 pha là I= 5,69A. Nên ta chọn lớn hơn là 6A dành cho 1P.

Ta chọn MCB có mã A9F03106, có dòng điện định mức là 6A.

Hình 12. Tra catalog để chọn MCB 1P – 6A.

Hình 13. Chọn MCB để đóng cắt, bảo vệ mạch điều khiển.

2.6. Chọn Relay thời gian (Timer)

Được sử dụng nhiều trong hệ thống điều khiển tự động, là thiết bị tạo trễ đóng hoặc mở cho các thiết bị khác, đóng mở theo chu kỳ thời gian, hẹn giờ kích xung cho các thiết bị.

Tra catalog, ta chọn relay thời gian để định thời chuyển hoạt động từ động cơ M1 sang M2, như sau:

Hình 14. Tra catalog để chọn relay thời gian.

Ta có dòng điện định mức tính toán cho 3 pha là 17,09A.

Ta chọn dòng định mức cho 1 pha là I= 5,69A. Nên ta chọn Timer có dòng lớn hơn là 5A dành cho 1 pha. Ta chọn 8A.

Số lượng tiếp điểm mở là 2 NO (Connector Open) dùng để chuyển mạch. Điện áp Uđk  = 220VAC.

Có dải cài đặt thời gian trễ rộng. Nên ta chọn RE22R2AMR.

Hình 15. Chọn relay thời gian có mã RE22R2AMR.

2.7. Chọn đèn báo

Khi chọn đèn báo ta dựa vào điện áp, ở đây ta sử dụng điện áp 220VAC, tần số 50/60 Hz cho đèn báo.

Tra catalog, ta được:

Hình 16. Tra catalogue để chọn đèn báo.

Ta chọn các loại đèn báo sau:

a) Đèn xanh (Green)

Hình 17. Đèn báo màu xanh lá – XB7EV03MP3.

b) Đèn đỏ (Red)

Hình 18. Đèn báo màu đỏ – XB7EV04MP3.

c) Đèn vàng (Yellow)

Hình 19. Đèn báo màu vàng – XB7EV05MP3.

2.8. Chọn nút nhấn

Khi chọn nút nhấn ta dựa vào chức năng mà ta muốn sử dụng.

a) Nút ESTOP (Emegency Stop): 1 NO + 1 NC

Tra Catalog, ta chọn các loại nút nhấn:

Hình 20. Tra catalog để chọn nút nhấn dừng khẩn cấp (ESTOP).

Hình 21. Chọn nút nhấn dừng khẩn – XB5AS8445.

b) Nút nhấn START: 1 NO

Tra catalog, ta chọn nút nhấn ON và OFF như sau:

Hình 22. Chọn nút nhấn ON – OFF.

⇒ Ta chọn nút nhấn ON (Green) có mã XB4BA31.

Hình 23. Chọn nút nhấn ON – XB4BA31.

c) Nút nhấn OFF: 1 NC

Hình 24. Chọn nút nhấn OFF – XB4BA42.

2.9. Chọn dây cáp

2.8.1. Chọn cáp cho mạch động lực

Ta có dòng điện định mức là Icb = 14,24A. Ta áp dụng công thức tính tiết diện dây dẫn:

Mật độ cho phép (J) của dây đồng thường xấp xỉ 5 (A/mm2).

Ta chọn dây dẫn theo bảng tra dây diện sau:

Hình 25. Tính chọn dây cáp mạch động lực CADIVI theo chuẩn IEC.

Trích từ trang web http://goldcup.com.vn/bang-chon-tiet-dien-day-dan-theo-dong-dien-d123

2.8.2. Chọn cáp cho mạch điều khiển

Ta chọn dây cáp cho mạch điều khiển có tiết diện 0,75 mm2.

3. Thiết kế sơ đồ nguyên lý bằng phần mềm CADe SIMU

4. Sơ đồ nguyên lý

a) Mạch động lực

Hình 26. Mạch động lực điều khiển 2 động cơ không đồng bộ 3 pha khởi động trực tiếp chạy luân phiên.

Các phần tử có trong mạch động lực:

  • MCB1: MCB 3 pha, đóng cắt và cấp nguồn cho động cơ M1 ở mạch động lực.
  • MCB2: MCB 3 pha, đóng cắt và cấp nguồn cho động cơ M2 ở mạch động lực.
  • K1: Contactor 1, điều khiển dòng điện vào động cơ M1.
  • K2: Contactor 2, điều khiển dòng điện vào động cơ M2.
  • OVR1, OVR2: Relay nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ M1 và M2.
  • F2, F3, F4: Cầu chì bảo vệ các đèn báo pha P1, P2, P3.
  • F6, F7, F8: Cầu chì bảo vệ các đèn báo pha P8, P9, P10.

b) Mạch điều khiển

Hình 27. Mạch điều khiển 2 động cơ không đồng bộ 3 pha khởi động trực tiếp chạy luân phiên.

Các phần tử có trong mạch điều khiển:

  • MCB3: MCB 1 pha, đóng cắt và cấp nguồn cho mạch điều khiển.
  • S1: Nút nhấn khẩn cấp ESTOP (Emergency Stop), dừng động cơ khi có sự cố phải dừng khẩn cấp.
  • S2: Nút nhấn dừng (STOP), dừng động cơ tạm thời.
  • S3: Nút nhấn khởi động (START), khởi động động cơ.
  • TR1: Relay thời gian 1 (Timer Relay), định thời gian để chuyển từ động cơ M1 sang M2.
  • TR2: Relay thời gian 2 (Timer Relay), định thời gian để chuyển từ động cơ M2 sang M1.
  • P4: Đèn báo động cơ M1 đang hoạt động.
  • P5: Đèn báo động cơ M2 đang hoạt động.
  • P6: Đèn báo động cơ đang gặp sự cố quá tải.

5. Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch điện

  • Đóng MCB1 và MCB2 cấp điện cho mạch động lực; đóng MCB3 cấp điện cho mạch điều khiển.
  • Nhấn nút khởi động S3 (START), đèn P4 sáng báo hiệu động cơ M1 hoạt động; dòng điện qua tiếp điểm thường đóng K2 (21-22) của contactor 2, xuống cuộn hút K1 (A1-A2) làm tiếp điểm thường hở K1 (13-14) đóng lại và K1 (13-14) trở thành tiếp điểm duy trì dòng điện.
  • Đồng thời tiếp điểm thường hở K1 (13-14) đóng lại, cho dòng điện đi qua Timer TR1 (7-2).
  • Sau một khoảng thời gian định trước x (giây), tiếp điểm thường đóng của Timer TR1 (8-5) hở ra và tiếp điểm thường mở TR1 (8-6) đóng lại; lúc này động cơ M1 bị ngắt điện nên dừng lại.
  • Dòng điện từ TR1 (8-6) qua tiếp điểm thường đóng của contactor K1 (21-22) xuống cuộn hút K2 (A1-A2) của M2; đèn P5 sáng báo hiệu động cơ M2 được cấp điện và hoạt động.
  • Sau một khoảng thời gian định trước y (giây), tiếp điểm thường đóng của Timer TR2 (8-5) mở ra và tiếp điểm thường mở TR2 (8-6) đóng lại; lúc này động cơ M2 bị ngắt điện nên dừng lại và M1 hoạt động theo cơ chế dòng điện đi từ TR2 (8-6) qua tiếp điểm contactor K2 (21-22) xuống cuộn hút contactor K1 (A1-A2).
  • Cứ như thế, hai động cơ M1 và M2 sẽ chạy luân phiên nhau theo khoảng thời gian đã định sẵn.
  • Nhấn nút dừng S2, động cơ từ từ dừng lại.
  • Khi xảy ra sự cố quá tải, tiếp điểm thường đóng OVR (95-96) của Relay nhiệt hở ra, đồng thời tiếp điểm thường hở OVR (97-98) của đóng lại; đèn P6 sáng báo hiệu động cơ đang gặp sự cố quá nhiệt có thể động cơ đang quá tải hoặc cốt động cơ bị kẹt hoặc ổ bị bị hư làm cho động cơ quay nặng nề gây ra quá nhiệt cho động cơ.

6. Layout 3D tủ điện trên phần mềm EPLAN Electric P8

a) Layout 3D tủ điện

Hình 28. Layout 3D của tủ điện.

b) Xuất bản vẽ Layout để phục vụ công tác thi công

Hình 29. Xuất bản vẽ 2D phục vụ công tác thi công.

1. Yêu cầu bài toán

Tính chọn và thiết kế mạch khởi động động cơ không đồng bộ 3 pha bằng phương pháp đổi nối Sao (Y) – Tam giác (Δ). Có bảo vệ quá tải cho mạch điện. Biết điện áp 380/400V.

Lưu ý: Có đèn báo động cơ hoạt động và đèn báo quá tải.

2. Tính chọn thiết bị

Ta sử dụng thiết bị của hãng Schneider.

Động cơ có công suất 7,5 kW ⇒ Pđm = 7,5 kW, hệ số công suất phụ thuộc vào động cơ.

Dòng điện định mức của động cơ, hệ số công suất 0,8.

2.1. Tính chọn contactor

Đối với mạch khởi động Sao – Tam giác, ta chọn dòng của contactor theo phép tính sau:

Và chọn tải cho contactor: Tải AC-3: Tải cuộn kháng; Loại TeSys D. Theo TCVN 6592-4-1.

Theo cotalogue, ta chọn được contactor có mã như sau:

Hình 1. Tra catalogue để chọn contactor theo dòng điện.

Chọn coil cho contactor:

Hình 2. Tra Catalogue để chọn coil cho contactor.

⇒ Ta chọn contactor có điện áp cung cấp 220V AC, dòng định mức là 9A ứng với tải AC-3 cho 3 pha, mã thiết bị LC1D09M7.

Hình 3. Contactor – LC1D09M7.

2.2. Chọn Motor CB

Tra Catalogue, ta chọn loại loại Motor CB 3 pha cho tải AC-3, dòng điện từ 138A như sau:

Hình 4. Tra catalogue để chọn Motor CB.

Ta chọn Motor CB có mã GV2ME14.

Hình 5. Chọn Motor CB có mã GV2ME10.

2.3. Chọn cầu chì

Ta chọn cầu chì để bảo vệ ngắn mạch cho đèn báo, ta chọn vỏ cầu chì là DF81 (25A).

Tra Catalog, ta chọn được cầu chì:

Hình 6. Tra catalog, ta chọn vỏ đựng cầu chì 25A.

Hình 7. Chọn cầu chì bảo vệ cho đèn báo pha.

  • Chọn ruột cầu chì: Ta có dòng điện định mức 2A, dùng để bảo vệ các đèn báo pha.

Hình 8. Dựa vào catalog, ta chọn ruột cầu chì có dòng 2A.

Hình 9. Chọn ruột cầu chì cho mạch điện DF2.

2.4. Chọn MCB cho mạch điều khiển

Dòng điện ta chọn cho MCB không vượt quá 100A, Điện áp không quá 100V.

Dòng định mức tính toán cho 3 pha là 17,09A.

Ta chọn dòng định mức cho 1 pha là Ip = 5,69A. Nên ta chọn lớn hơn là 6A dành cho 1P.

Ta chọn MCB có mã A9F03106, có dòng điện định mức là 6A.

Hình 10. Tra catalog để chọn MCB 1P – 6A.

Hình 11. Chọn MCB để đóng cắt, bảo vệ mạch điều khiển.

2.5. Chọn Relay thời gian (Timer)

Được sử dụng nhiều trong hệ thống điều khiển tự động, là thiết bị tạo trễ đóng hoặc mở cho các thiết bị khác, đóng mở theo chu kỳ thời gian, hẹn giờ kích xung cho các thiết bị.

Tra catalogue, ta chọn relay thời gian để định thời chuyển hoạt động từ động cơ M1 sang M2, như sau:

Hình 12. Tra catalogue để chọn Relay thời gian.

Ta có dòng điện định mức tính toán cho 3 pha là 17,09A.

Ta chọn dòng định mức cho 1 pha là Ip = 5,69A. Nên ta chọn Timer có dòng lớn hơn là 5A dành cho 1 pha. Ta chọn loại 8A.

Số lượng tiếp điểm mở là 2 NO (Connector Open) dùng để chuyển mạch. Điện áp Uđm = 220VAC.

Có dải cài đặt thời gian trễ rộng. Nên ta chọn RE22R2AMR.

Hình 13. Chọn relay thời gian có mã RE22R2QTMR.

2.6. Chọn đèn báo

Khi chọn đèn báo ta dựa vào điện áp, ở đây ta sử dụng điện áp 220VAC, tần số 50/60 Hz cho đèn báo.

Tra catalog, ta được:

Hình 14. Tra catalogue để chọn đèn báo.

Ta chọn các loại đèn báo sau:

a) Đèn xanh (Green)

Hình 15. Đèn báo màu xanh lá – XB7EV03MP3.

b) Đèn đỏ (Red)

Hình 16. Đèn báo màu đỏ – XB7EV04MP3.

c) Đèn vàng (Yellow)

Hình 17. Đèn báo màu vàng – XB7EV05MP3.

2.7. Chọn nút nhấn

Khi chọn nút nhấn ta dựa vào chức năng mà ta muốn sử dụng.

a) Nút ESTOP (Emegency Stop): 1 NO + 1 NC

Tra Catalog, ta chọn nút nhấn Emergency Stop (ESTOP) để dừng khẩn cấp mạch điều khiển khi xảy ra sự cố.

Hình 18. Tra catalogue để chọn nút nhấn dừng khẩn cấp (ESTOP).

Hình 19. Chọn nút nhấn dừng khẩn – XB5AS8445.

b) Nút nhấn START: 1 NO

Tra catalogue, ta chọn nút nhấn ON và OFF như sau:

Hình 20. Chọn nút nhấn ON – OFF.

⇒ Ta chọn nút nhấn ON (Green) có mã XB4BA31.

Hình 21. Chọn nút nhấn ON – XB4BA31.

c) Nút nhấn OFF: 1 NC

Hình 22. Chọn nút nhấn OFF – XB4BA42.

2.8. Chọn dây cáp

2.8.1. Chọn cáp cho mạch động lực

Ta có dòng điện định mức là Icb = 14,24A. Ta áp dụng công thức tính tiết diện dây dẫn:

Mật độ cho phép (J) của dây đồng thường xấp xỉ 5 (A/mm2).

Ta chọn dây dẫn theo bảng tra dây diện sau:

Hình 23. Tính chọn dây cáp mạch động lực CADIVI theo chuẩn IEC.

Trích từ trang web http://goldcup.com.vn/bang-chon-tiet-dien-day-dan-theo-dong-dien-d123.

2.8.2. Chọn cáp cho mạch điều khiển

Ta chọn dây cáp cho mạch điều khiển có tiết diện 0,75 mm2.

3. Thiết kế sơ đồ nguyên lý bằng phần mềm CADe SIMU

4. Sơ đồ nguyên lý

a) Mạch động lực

Hình 21. Mạch động lực khởi động động cơ không đồng bộ theo phương pháp đổi nối Sao – Tam Giác (Y/Δ).

Các phần tử có trong mạch động lực:

  • MCB1: MCB 3 pha, cấp nguồn cho mạch động lực.
  • K1: Contactor, điều khiển dòng điện vào động cơ, hệ thống sẵn sàng hoạt động.
  • K2: Contactor, điều khiển động cơ chạy theo kiểu Tam giác (Δ).
  • K3: Contactor, điều khiển động cơ chạy theo kiểu Sao (Y).
  • OVR: Relay nhiệt, bảo vệ quá tải cho hệ thống.
  • F2, F3, F4: Cầu chì bảo vệ các đèn báo pha P1, P2, P3.

b) Mạch điều khiển

Hình 22. Mạch điều khiển khởi động động cơ không đồng bộ theo phương pháp đổi nối Sao – Tam Giác (Y/Δ).

Các phần tử có trong mạch điều khiển:

  • MCB2: MCB 1 pha, Cấp nguồn cho mạch điều khiển.
  • S1: Nút nhấn khẩn cấp ESTOP (Emergency Stop), dừng động cơ khi có sự cố phải dừng khẩn cấp.
  • S2: Nút nhấn dừng (STOP), dừng động cơ tạm thời.
  • S3: Nút nhấn khởi động (START), khởi động động cơ.
  • TR: Relay thời gian (Timer Relay), định thời gian để động cơ chuyển từ Y(Star) sang Δ(Delta).
  • P4: Đèn báo động cơ đang chạy ở chế độ Sao (Y).
  • P5: Đèn báo động cơ đang chạy ở chế độ Tam giác (Δ).
  • P6: Đèn báo động cơ đang gặp sự cố quá tải.

5. Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch điện

  • Đóng MCC1 cấp điện cho mạch động lực; đóng MCB2 cấp điện cho mạch điều khiển.
  • Nhấn nút khởi động S3 (START), động cơ bắt đầu quay; dòng điện xuống cuộn hút K1 (A1-A2) làm tiếp điểm thường hở K1 (13-14) đóng lại và K1 (13-14) trở thành tiếp điểm duy trì dòng điện.
  • Đồng thời, dòng điện đi qua cuộn hút TR (7-2) của relay thời gian và tiếp điểm thường đóng TR (8-5), qua tiếp điểm thường đóng K2 (21-22) xuống cuộn hút contactor K3 (A1-A2); đèn P4 sáng báo hiệu động cơ đang hoạt động và chạy ở chế độ Sao (Y).
  • Sau thời gian định sẵn cho relay thời gian, tiếp điểm thường đóng TR (8-5) hở ra, đồng thời tiếp điểm thường hở TR (8-6) đóng lại, dòng điện qua tiếp điểm thường đóng của contactor K3 (21-22) xuống cuộn hút contactor K2 (A1-A2); đèn P5 sáng báo hiệu động cơ đang hoạt động và chạy ở chế độ Tam giác (Y).
  • Nhấn nút dừng S2, động cơ từ từ dừng lại.
  • Khi xảy ra sự cố quá tải, tiếp điểm thường đóng OVR (95-96) của Relay nhiệt hở ra, đồng thời tiếp điểm thường hở OVR (97-98) của đóng lại; đèn P6 sáng báo hiệu động cơ đang gặp sự cố quá nhiệt có thể động cơ đang quá tải hoặc cốt động cơ bị kẹt hoặc ổ bị bị hư làm cho động cơ quay nặng nề gây ra quá nhiệt cho động cơ.

6. Thiết kế tủ điện trên phần mềm EPLAN Electric P8

a) Layout 3D tủ điện

Hình 23. Layout 3D tủ điện.

c) Xuất bản vẽ Layout để phục vụ công tác thi công

Hình 24. Xuất bản vẽ 2D phục vụ công tác thi công.

1. Yêu cầu bài toán

Tính toán và thiết kế tủ điều khiển cho mạch khởi động trực tiếp động cơ 3 pha có công suất 7,5 kW. Có bảo vệ quá tải cho mạch điện. Biết điện áp 380/400V.

Lưu ý: Có đèn báo động cơ hoạt động và đèn báo quá tải.

Ta sử dụng thiết bị của hãng Schneider.

2. Tính chọn thiết bị điện

Động cơ có công suất 7,5 kW ⇒ Pđm = 7,5 kW, hệ số công suất phụ thuộc vào động cơ.

Dòng điện định mức của động cơ, hệ số công suất 0,8.

2.1. Tính chọn contactor

 Ta sẽ chọn dòng điện của contactor vào khoảng (1 – 1,4).Iđm.

Dòng điện định mức của contactor cần chọn:

Và chọn tải cho contactor: Tải AC-3: Tải cuộn kháng; Loại TeSys D. Theo tiêu chuẩn IEC 60947-4-1.

Theo catalogue, ta chọn được contactor có mã như sau:

Hình 1. Tra Catalogue để chọn Contactor.

Chọn coil cho contactor, có điện áp là Uđm = 220VAC.

Hình 2. Chọn coil cho contactor.

Sau khi tra catalogue, ta chọn được contactor với công suất P = 7,5 kW, điện áp U = 380VAC cho tải động cơ không đồng bộ nhóm AC-3 điện áp 3 pha. Có mã LC1D18M7.

Hình 3. Contactor có mã LC1D18M7.

2.2. Tính chọn relay nhiệt

Ta thường chọn dòng điện của relay nhiệt bằng (1,2 – 1,5).Iđm.

Dòng điện định mức của relay nhiệt:

Theo catalogue ta chọn relay nhiệt có mã là LR3D21 có dòng định mức là 18A, cụ thể như sau:

Hình 4. Tra Catalog để lựa chọn relay nhiệt phù hợp.

Hình 5. Chọn relay nhiệt phù hợp với contactor để bảo vệ quá tải.

Lưu ý: Khi chọn relay nhiệt cần phải xem xét nó có phù hợp với contactor mà mình đã lựa chọn hay không.

2.3. Tính chọn MCB (Miniature Circuit Breaker)

Ta chọn MCB có mã A9F93320, MCB có dòng điện định mức 20A.

Ta có dòng điện định mức lúc đầu tính được là : Iđm = 14,24A.

dòng điện của MCB vào khoảng (1 – 1,4).Iđm.

Imcb = 1,2.14,24 = 17,09A thì ta tra bảng chọn dòng điện lớn hơn 17,09A thì ta sẽ chọn 20A với mã là A9F93320.

Tra Catalog, ta chọn loại MCB 3 pha như sau:

Hình 6. Tra catalogue để chọn MCB.

Hình 7. Chọn MCB loại A9F93320

2.4. Chọn cầu chì

Ta chọn cầu chì để bảo vệ ngắn mạch cho đèn báo, ta chọn vỏ cầu chì là DF81 (25A).

Tra Catalog, ta chọn được cầu chì:

Hình 8. Tra catalog, ta chọn vỏ đựng cầu chì 25A.

Hình 9. Chọn cầu chì bảo vệ cho đèn báo pha.

  • Chọn ruột cầu chì: Ta có dòng điện định mức 2A, dùng để bảo vệ các đèn báo pha.

Hình 10. Dựa vào catalog, ta chọn ruột cầu chì có dòng 2A.

Hình 11. Chọn ruột cầu chì cho mạch điện DF2.

2.5. Chọn MCB cho mạch điều khiển

Dòng điện ta chọn cho MCB không vượt quá 100A, Điện áp không quá 100V.

Dòng định mức tính toán cho 3 pha là 17,09A.

Ta chọn dòng định mức cho 1 pha là Ip = 5,69A. Nên ta chọn lớn hơn là 6A dành cho 1P.

Ta chọn MCB có mã A9F03106, có dòng điện định mức là 6A.

Hình 12. Tra catalog để chọn MCB 1P – 6A.

Hình 13. Chọn MCB để đóng cắt, bảo vệ mạch điều khiển.

2.6. Chọn đèn báo

Khi chọn đèn báo ta dựa vào điện áp, ở đây ta sử dụng điện áp 220VAC, tần số 50/60 Hz cho đèn báo.

Tra catalog, ta được:

Hình 10. Tra catalogue để chọn đèn báo.

Ta chọn các loại đèn báo sau:

a) Đèn xanh (Green):

Hình 11. Đèn báo màu xanh lá – XB7EV03MP3.

b) Đèn đỏ (Red):

Hình 12. Đèn báo màu đỏ – XB7EV04MP3.

c) Đèn vàng (Yellow):

Hình 13. Đèn báo màu vàng – XB7EV05MP3.

2.7. Chọn nút nhấn

Khi chọn nút nhấn ta dựa vào chức năng mà ta muốn sử dụng.

a) Nút ESTOP (Emegency Stop): 1 NO + 1 NC

Tra Catalog, ta chọn nút nhấn Emergency Stop (ESTOP) để dừng khẩn cấp mạch điều khiển khi xảy ra sự cố.

Hình 14. Tra catalog để chọn nút nhấn dừng khẩn cấp (ESTOP).

Hình 15. Chọn nút nhấn dừng khẩn – XB5AS8445.

b) Nút nhấn START: 1 NO

Tra catalog, ta chọn nút nhấn ON và OFF như sau:

Hình 16. Chọn nút nhấn ON – OFF.

⇒ Ta chọn nút nhấn ON (Green) có mã XB4BA31.

Hình 17. Chọn nút nhấn ON – XB4BA31.

c) Nút nhấn OFF: 1 NC

Hình 18. Chọn nút nhấn OFF – XB4BA42.

2.8. Chọn dây cáp

2.8.1. Chọn cáp cho mạch động lực

Ta có dòng điện định mức là Icb = 14,24A. Ta áp dụng công thức tính tiết diện dây dẫn:

Mật độ cho phép (J) của dây đồng thường xấp xỉ 5 (A/mm2).

Ta chọn dây dẫn theo bảng tra dây diện sau:

Hình 19. Tính chọn dây cáp mạch động lực CADIVI theo chuẩn IEC.

Trích từ trang web http://goldcup.com.vn/bang-chon-tiet-dien-day-dan-theo-dong-dien-d123

2.8.2. Chọn cáp cho mạch điều khiển

Ta chọn dây cáp cho mạch điều khiển có tiết diện 0,75 mm2.

3. Thiết kế sơ đồ nguyên lý bằng phần mềm CADe SIMU

4. Sơ đồ nguyên lý

a) Mạch động lực

Hình 20. Mạch động lực khởi động trực tiếp động cơ không đồng bộ ba pha.

Các phần tử của mạch động lực:

  • 1F5: MCB 3 pha, đóng cắt, cấp điện cho mạch động lực.
  • 2Q4.1 (trên): Contactor, điều khiển trực tiếp động cơ M1.
  • 2Q4.1 (dưới): Relay nhiệt (Over Load Relay), bảo vệ động cơ tránh hư hỏng khi xảy ra hiện tượng quá tải.
  • 1F3, 1F4, 1F4.1: Cầu chì dùng để bảo vệ 3 đèn báo pha 1P3, 1P4, 1P4.1.

b) Mạch điều khiển

Hình 21. Mạch điều khiển khởi động trực tiếp động cơ không đồng bộ ba pha.

Các phần tử của mạch điều khiển:

  • 2F4: MCB 1 pha, đóng cắt để cấp điện và bảo vệ cho mạch điều khiển.
  • 2S4: Nút nhấn Emergency Stop (Khẩn cấp), dừng động cơ khi có sự cố phải dừng khẩn cấp.
  • 2S4.1: Nút nhấn STOP, dừng hệ thống tạm thời.
  • 2S3: Nút nhấn START, khởi động chạy.
  • 2P4: Đèn báo động cơ đang hoạt động.
  • 2P5: Đèn báo động cơ đang xảy ra sự cố quá tải.

5. Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch điện

  • Đóng MCB – 1F5 cấp điện cho mạch động lực; đóng MCB – 2F4 cấp điện cho mạch điều khiển.
  • Nhấn nút khởi động 2S3 (START), dòng điện xuống cuộn hút của contactor 2Q4.1 (A1-A2) làm tiếp điểm thường hở của contactor 2Q4.1 (13-14) đóng lại trở thành tiếp điểm duy trì dòng điện, động cơ bắt đầu quay; đèn 2P4 sáng báo hiệu động cơ đang hoạt động.
  • Nhấn nút dừng 2S4.1, động cơ từ từ dừng lại.
  • Khi xảy ra sự cố quá tải, tiếp điểm 2Q4.1 (95-96) của Relay nhiệt hở ra, đồng thời tiếp điểm 2Q4.1 (97-98) của đóng lại; đèn 2P5 sáng báo hiệu hệ thống đang gặp sự cố quá tải, kẹt rotor,…

6. Thiết kế tủ điện trên phần mềm EPLAN Electric P8

a) Layout 3D tủ điện

Hình 22. Layout 3D của tủ điện.

b) Xuất bản vẽ Layout để phục vụ công tác thi công

Hình 23. Xuất bản vẽ 2D phục vụ công tác thi công.

1. Yêu cầu bài toán

Tính chọn và thiết kế mạch điều khiển 2 động cơ không đồng bộ 3 pha khởi động theo phương pháp đổi nối Y/Δ chạy tuần tự. Có bảo vệ quá tải cho mạch điện, biết điện áp 380/400V.

Lưu ý: Có đèn báo động cơ hoạt động và đèn báo quá tải.

2. Tính chọn thiết bị

Ta sử dụng thiết bị của hãng Schneider.

Động cơ có công suất 7,5 kW ⇒ Pđm = 7,5 kW, hệ số công suất phụ thuộc vào động cơ.

Dòng điện định mức của động cơ, hệ số công suất cosφ = 0,8.

2.1. Tính chọn contactor

Đối với mạch khởi động Sao – Tam giác, ta chọn dòng của contactor theo phép tính sau:

Và chọn tải cho contactor: Tải AC-3: Tải cuộn kháng; Loại TeSys D. Theo TCVN 6592-4-1.

Theo cotalogue, ta chọn được contactor có mã như sau:

Hình 1. Tra catalogue để chọn contactor theo dòng điện.

Chọn coil cho contactor:

Hình 2. Tra Catalogue để chọn coil cho contactor.

⇒ Ta chọn contactor có điện áp cung cấp 220V AC, dòng định mức là 9A ứng với tải AC-3 cho 3 pha, mã thiết bị LC1D09M7.

Hình 3. Contactor – LC1D09M7.

2.2. Chọn Motor CB

Tra Catalogue, ta chọn loại loại Motor CB 3 pha như sau:

Hình 4. Tra catalogue để chọn Motor CB.

Ta chọn Motor CB có mã GV2ME14.

Hình 5. Chọn Motor CB có mã GV2ME10.

2.3. Chọn cầu chì

Ta chọn cầu chì để bảo vệ ngắn mạch cho đèn báo, ta chọn vỏ cầu chì là DF81 (25A).

Tra Catalog, ta chọn được cầu chì:

Hình 6. Tra catalog, ta chọn vỏ đựng cầu chì 25A.

Hình 7. Chọn cầu chì bảo vệ cho đèn báo pha.

  • Chọn ruột cầu chì: Ta có dòng điện định mức 2A, dùng để bảo vệ các đèn báo pha.

Hình 8. Dựa vào catalog, ta chọn ruột cầu chì có dòng 2A.

Hình 9. Chọn ruột cầu chì cho mạch điện DF2.

2.4. Chọn MCB cho mạch điều khiển

Dòng điện ta chọn cho MCB không vượt quá 100A, Điện áp không quá 100V.

Dòng định mức tính toán cho 3 pha là 17,09A.

Ta chọn dòng định mức cho 1 pha là Ip = 5,69A. Nên ta chọn lớn hơn là 6A dành cho 1P.

Ta chọn MCB có mã A9F03106, có dòng điện định mức là 6A.

 

Hình 10. Tra catalog để chọn MCB 1P – 6A.

Hình 11. Chọn MCB để đóng cắt, bảo vệ mạch điều khiển.

2.5. Chọn Relay thời gian (Timer)

Được sử dụng nhiều trong hệ thống điều khiển tự động, là thiết bị tạo trễ đóng hoặc mở cho các thiết bị khác, đóng mở theo chu kỳ thời gian, hẹn giờ kích xung cho các thiết bị.

Tra catalog, ta chọn relay thời gian để định thời chuyển hoạt động từ động cơ M1 sang M2, như sau:

2.5.1. Chọn relay thời gian để định thời cho mạch khởi động Sao – Tam giác

Tra catalogue để chọn Relay thời gian, dùng để chuyển từ chế độ khởi động Sao sang chế độ Tam giác.

Hình 12. Tra catalogue để chọn Relay thời gian.

Ta có dòng điện định mức tính toán cho 3 pha là 17,09A.

Ta chọn dòng định mức cho 1 pha là Ip = 5,69A. Nên ta chọn Timer có dòng lớn hơn là 5A dành cho 1 pha. Ta chọn 8A.

Số lượng tiếp điểm mở là 2 NO (Connector Open) dùng để chuyển mạch. Điện áp Uđm  = 220VAC.

Có dải cài đặt thời gian trễ rộng. Nên ta chọn RE22R2AMR.

Hình 13. Chọn relay thời gian có mã RE22R2QTMR.

2.5.2. Chọn relay thời gian định thời để chuyển hoạt động của động cơ

Tra catalogue, ta chọn relay thời gian để định thời chuyển hoạt động từ động cơ M1 sang M2, như sau:

Hình 14. Tra catalogue để chọn relay thời gian.

Hình 15. Chọn relay thời gian có mã RE22R2AMR.

2.6. Chọn đèn báo

Khi chọn đèn báo ta dựa vào điện áp, ở đây ta sử dụng điện áp 220VAC, tần số 50/60 Hz cho đèn báo.

Tra catalogue, ta được:

Hình 16. Tra catalogue để chọn đèn báo.

Ta chọn các loại đèn báo sau:

a) Đèn xanh (Green)

Hình 17. Đèn báo màu xanh lá – XB7EV03MP3.

b) Đèn đỏ (Red)4

Hình 18. Đèn báo màu đỏ – XB7EV04MP3.

c) Đèn vàng (Yellow)

Hình 19. Đèn báo màu vàng – XB7EV05MP3.

2.7. Chọn nút nhấn

Khi chọn nút nhấn ta dựa vào chức năng mà ta muốn sử dụng.

a) Nút ESTOP (Emegency Stop): 1 NO + 1 NC

Tra Catalogue, ta chọn các loại nút nhấn:

Hình 20. Tra catalogue để chọn nút nhấn dừng khẩn cấp (ESTOP).

Hình 21. Chọn nút nhấn dừng khẩn – XB5AS8445.

b) Nút nhấn START: 1 NO

Tra catalog, ta chọn nút nhấn ON và OFF như sau:

Hình 22. Chọn nút nhấn ON – OFF.

⇒ Ta chọn nút nhấn ON (Green) có mã XB4BA31.

Hình 23. Chọn nút nhấn ON – XB4BA31.

c) Nút nhấn OFF: 1 NC

Hình 24. Chọn nút nhấn OFF – XB4BA42.

2.8. Chọn dây cáp

2.8.1. Chọn cáp cho mạch động lực

Ta có dòng điện định mức là Icb = 14,24A. Ta áp dụng công thức tính tiết diện dây dẫn:

Mật độ cho phép (J) của dây đồng thường xấp xỉ 5 (A/mm2).

Ta chọn dây dẫn theo bảng tra dây diện sau:

Hình 25. Tính chọn dây cáp mạch động lực CADIVI theo chuẩn IEC.

Trích từ trang web http://goldcup.com.vn/bang-chon-tiet-dien-day-dan-theo-dong-dien-d123.

2.8.2. Chọn cáp cho mạch điều khiển

Ta chọn dây cáp cho mạch điều khiển có tiết diện 0,75 mm2.

3. Thiết kế sơ đồ nguyên lý bằng phần mềm CADe SIMU

4. Sơ đồ nguyên lý

a) Mạch động lực

Hình 26. Mạch động lực.

Các phần tử có trong mạch động lực:

  • MCB1: MCB 3 pha, đóng cắt, cấp nguồn điện cho động cơ M1.
  • MCB2: MCB 3 pha, đóng cắt, cấp nguồn điện cho động cơ M2.
  • K1.1: Contactor 1, điều khiển dòng điện vào động cơ M1, hệ thống sẵn sàng hoạt động.
  • K1.2: Contactor 2, điều khiển động cơ M1 chạy theo kiểu Tam giác (Δ).
  • K1.3: Contactor 3, điều khiển động cơ M1 chạy theo kiểu Sao (Y).
  • K2.1: Contactor 4, điều khiển dòng điện vào động cơ M2, hệ thống sẵn sàng hoạt động.
  • K2.2: Contactor 5, điều khiển động cơ M2 chạy theo kiểu Tam giác (Δ).
  • K2.3: Contactor 6, điều khiển động cơ M2 chạy theo kiểu Sao (Y).
  • OVR1, OVR2: Relay nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ M1 và M2.
  • F2, F3, F4: Cầu chì bảo vệ 3 đèn báo pha P1, P2, P3 cho M1.
  • F6, F7, F8: Cầu chì bảo vệ 3 đèn báo pha P4, P5, P6 cho M2.

b) Mạch điều khiển

Hình 27. Mạch điều khiển.

Các phần tử có trong mạch điều khiển:

  • MCB3: MCB 1 pha, cấp nguồn cho mạch điều khiển.
  • S1: Nút nhấn khẩn cấp ESTOP (Emergency Stop), dừng động cơ khi có sự cố phải dừng khẩn cấp.
  • S2: Nút nhấn dừng (STOP), dừng động cơ tạm thời.
  • S3: Nút nhấn khởi động (START), khởi động động cơ.
  • TR1: Relay thời gian (Timer Relay), định thời gian để động cơ M1 chuyển từ Y (Star) sang Δ (Delta).
  • TR2: Relay thời gian (Timer Relay), định thời gian để động cơ M2 chuyển từ Y (Star) sang Δ (Delta).
  • TR3: Relay thời gian (Timer Relay), định thời gian để động cơ M1 chuyển sang M2.
  • TR4: Relay thời gian (Timer Relay), định thời gian để động cơ M2 chuyển sang M1.
  • P7: Đèn báo động cơ M1 đang chạy ở chế độ Sao (Y).
  • P8: Đèn báo động cơ M1 đang chạy ở chế độ Tam giác (Δ).
  • P9: Đèn báo động cơ M2 đang chạy ở chế độ Sao (Y).
  • P10: Đèn báo động cơ M2 đang chạy ở chế độ Tam giác (Δ).
  • P11: Đèn báo động cơ đang gặp sự cố quá tải.

5. Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch điện

  • Đóng MCB1 và MCB2 sẽ cấp điện cho mạch động lực; đóng MCB3 sẽ cấp điện cho mạch điều khiển.
  • Nhấn nút khởi động S3 (Start), đèn báo P7 sáng báo hiệu động cơ M1 hoạt động ở chế độ Y, dòng điện qua tiếp điểm thường đóng TR3 (8-5) đến cuộn hút K1.1 (A1-A2), cuộn hút K1.3 (A1-A2) có điện, cuộn hút Timer TR1 (7-2) có điện, lúc này tiếp điểm thường đóng K1.3 (21-22) mở ra và tiếp điểm thường mở K1.1 (13-14) đóng lại duy trì dòng điện.
  • Dòng điện qua tiếp điểm thường đóng TR4 (8-5), cuộn hút Timer TR3 (7-2) có điện.
  • Sau một khoảng thời gian x giây, tiếp điểm thường đóng TR1 (8-5) mở ra, tiếp điểm thường mở TR1 (8-6) đóng lại, dòng điện đi qua tiếp điểm thường đóng K1.3 (21-22) đến cuộn hút K1.2 (A1-A2), cuộn hút K1.2 (A1-A2) có điện, đèn P8 sáng lên báo hiệu động cơ M1 chạy chế độ tam giác.
  • Sau một thời gian y giây, tiếp điểm thường đóng của Timer TR3 (8-5) mở ra và tiếp điểm thường mở TR3 (8-6) đóng lại, dòng điện đến cuộn hút của contactor K2.1 (A1-A2) qua cuộn hút Timer TR2(7-2) có điện.
  • Dòng điện qua tiếp điểm thường đóng TR2 (8-5) và tiếp điểm thường đóng K2.2 (21-22) đến cuộn hút K2.3 (A1-A2), cuộn hút K2.3(A1-A2) có điện, đèn P9 sáng lên báo hiệu động cơ M2 chạy chế độ Y, Các điểm thường đóng K2.3 (21-22) mở ra
  • Sau một thời gian z giây, tiếp điểm thường đóng TR2 (8-5) mở ra, tiếp điểm thường mở TR2 (8-6) đóng lại, cuộn hút K2.3 (A1-A2) mất điện, tiếp điểm thường đóng K2.3 (21-22) đóng lại, dòng điện đi qua tiếp điểm này đến cuộn hút K2.2 (A1-A2) cuộn hút K2.2 (A1-A2) có điện, đèn P10 sáng báo hiệu động cơ M2 chạy chế độ tam giác.
  • Sau một thời gian t giây, tiếp điểm thường đóng TR4 (8-5) mở ra, timer TR3 mất điện, các tiếp điểm thường đóng thường mở của timer TR3 (7-2) quay về trạng ban đầu.
  • Khi M1 quá tải, tiếp điểm thường đóng của rơ le nhiệt OVR1 (95-96) mở ra, ngắt toàn bộ mạch điều khiển, tiếp điểm thường mở OVR1 (96-98) đóng lại, đèn P11 sáng lên báo quá tải M1.
  • Khi M2 quá tải, tiếp điểm thường đóng của rơ le nhiệt OVR2 (95-96) mở ra, ngắt toàn bộ mạch điều khiển, tiếp điểm thường mở OVR2 (96-98) đóng lại, đèn P11 sáng lên báo quá tải M2.

Sóng hài là gì?

Thành phần cơ bản và sóng hài

Hình ảnh: Thành phần cơ bản và sóng hài

 

Sóng hài là một dạng nhiễu không mong muốn, ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng lưới điện và cần được chú ý tới khi tổng các dòng điện hài cao hơn mức độ giới hạn cho phép. Dòng điện hài là dòng điện có tần số là bội của tần số cơ bản. Ví dụ dòng 250Hz trên lưới 50Hz là sóng hài bậc 5. Dòng điện 250Hz là dòng năng lượng không sử dụng được với các thiết bị trên lưới. Vì vậy, nó sẽ bị chuyển hoá sang dạng nhiệt năng và gây tổn hao.

Sóng hài được đặc trưng của dao động hoàn toàn trên phổ tần số công nghiệp cơ bản. Thành phần sóng hài trong nguồn AC được định nghĩa là thành phần sin của một chu kỳ sóng có tần số bằng số nguyên lần tần số cơ bản của hệ thống.

fh = h.fb

trong đó: h là số nguyên dương.

Nguyên nhân gây ra sóng hài là do các phụ tải dạng phi tuyến trong hệ thống điện. Điện áp đầu vào của tải phi tuyến là dạng hình sin nhưng dòng qua nó có dạng không sin.

Một dạng sóng bất kỳ là tổng của các dạng sóng hình sin. Khi đồng nhất từ chu kỳ này sang chu kỳ khác nó có thể được miêu tả như những sóng sin cơ bản và bội số của tần số cơ bản, có nghĩa là bao gồm sóng sin cơ bản và chuỗi của các dạng sóng sin hài bậc cao, gọi là chuỗi Fourier.

Quá trình tính toán có thể độc lập với mỗi hài riêng. Kết quả tính toán của mỗi tần số sẽ được kết hợp vào một dạng của chuỗi Fourier để có dạng sóng ra tổng quát nếu cần. Thông thường chỉ cần quan tâm đến biên độ của sóng hài.

Khi cả nửa chu kỳ âm, dương của một dạng sóng có dạng đồng nhất, chuỗi Fourier chỉ chứa hài bậc lẻ. Vì hầu hết các thiết bị sinh ra sóng hài thông thường có dạng sóng đồng nhất nên trong thực tế ta chỉ cần quan tâm đến sóng hài bậc lẻ 3,5,7,…

Các nguồn sinh ra sóng hài:

Các tải công nghiệp: Các thiết bị điện tử công suất, biến tần, lò hồ quang, máy hàn, bộ khởi động điện tử, đóng mạch máy biến áp công suất lớn…

Các tải dân dụng: Đèn phóng điện chất khí, tivi, máy photocopy, máy tính, lò vi sóng…

Với nhiều biện pháp khác nhau, người ta có thể giảm một số sóng hài đến một giá trị nhỏ không đáng kể. Việc khử bỏ hoàn toàn chúng tất nhiên không thể hoàn toàn thực hiện được.

 

Tác hại sóng hài lên lưới điện:

Sóng hài gây tác hại biến dạng lưới điện

Hình ảnh: Sóng hài bậc 5 gây tác hại biến dạng lưới điện

 

Sóng hài là dạng nhiễu không mong muốn ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng điện năng, xuất hiện khi sử dụng những tải không tuyến tính (biến tần, bộ chuyển điện thế, UPS,…) có tác dụng rất xấu đến những thiết bị, máy móc được sử dụng trong nhà máy như:

Sóng hài làm cho cáp bị quá nhiệt, phá hỏng cách điện.

– Giảm tuổi thọ động cơ, gây ra quá nhiệt động cơ, gây tiếng ồn lớn khi vận hành.

– Quá tải CB, quá nhiệt và gây cháy nổ máy biến áp (trong khi lượng điện sử dụng vẫn nhỏ hơn định mức).

– Máy cắt, Aptomat, cầu chì có thể bị tác động mà không rõ nguyên nhân.

Sóng hài gây tác hại nghiêm trọng đến tụ bù do phá hỏng chất điện môi, tụ bị phồng, giảm tuổi thọ tụ bù, thậm chí gây nổ tụ bù bất thường.

– Gây nhiễu ảnh hưởng đến các thiết bị viễn thông, hệ thống tự động hóa như PLC, Role,…

– Các thiết bị đo hoạt động không chính xác.

– Lãng phí năng lượng…

 

Tiêu chuẩn quy định ngưỡng sóng hài:

Để giảm ảnh hưởng của sóng hài trong hệ thống điện, Thông tư 39/2015/TT-BCT ngày 18/11/2015 của Bộ Công Thương quy định:

Yêu cầu về sóng hàiđiện áp (trích Điều 7):

1. Tổng độ biến dạng sóng hàiđiện áp tại mọi điểm đấu nối trung và hạ áp không được vượt quá giới hạn như sau:

– Tổng biến dạng sóng hài: ≤ 6,5%

– Biến dạng riêng lẻ: ≤ 3,0%

2. Cho phép đỉnh nhọn điện áp bất thường trên lưới điện phân phối trong thời gian ngắn vượt quá tổng mức biến dạng sóng hài quy định như trên nhưng không được gây hư hỏng thiết bị của lưới điện phân phối.

Yêu cầu về sóng hàidòng điện (Điều 32):

1. Giá trị cực đại cho phép của tổng độ biến dạng sóng hàidòng điện phụ tải gây ra được quy định như sau:

a) Đối với đấu nối vào cấp điện áp trung áp và hạ áp có công suất nhỏ hơn 50 kW: Giá trị dòng điện của sóng hài bậc cao không vượt quá 20% dòng điện phụ tải;

b) Đối với đấu nối vào cấp điện áp cao áp hoặc các đấu nối có công suất từ 50 kW trở lên: Giá trị dòng điện của sóng hài bậc cao không vượt quá 12% dòng điện phụ tải.

2. Tổng độ biến dạng sóng hàidòng điện do Đơn vị phân phối điện đo tại điểm đấu nối của Khách hàng sử dụng lưới điện phân phối được đo đếm theo tiêu chuẩn IEC1000-4-7, kéo dài ít nhất 24 giờ với chu kỳ 10 phút 01 lần. Chậm nhất 06 tháng kể từ thời điểm phát hiện thiết bị của khách hàng không đạt được giá trị quy định tại Khoản 1 Điều này, khách hàng phải áp dụng các biện pháp khắc phục để đạt được giá trị tổng độ biến dạng sóng hàidòng điện trong giới hạn cho phép.

 

Thiết bị đo và phân tích sóng hài:

Để đo sóng hài cần phải có thiết bị chuyên dụng. Có một số thiết bị đo sóng hài ở mức độ đơn giản dạng như Ampe kìm cầm tay giá khoảng từ vài trăm $, cũng có các thiết bị đo và phân tích sóng hài có đầy đủ tính năng cần thiết (như hình ảnh minh họa) nhưng khá đắt tiền khoảng từ vài nghìn $. Do chi phí đầu tư thiết bị khá cao nên đa phần các nhà máy không trang bị sẵn cho nhân viên kỹ thuật điện. Bên cạnh đó để sử dụng được thiết bị đo và phân tích sóng hài cần phải có kiến thức chuyên sâu.

Thiết bị đo sóng hài, phân tích sóng hài

Hình ảnh: Thiết bị đo sóng hài, phân tích sóng hài

 

Các vấn đề liên quan đến tụ bù:

Tụ bù là thành phần tĩnh và tuyến tính nên nó không gây ra sóng hài. Tuy nhiên nó sẽ tương tác với các nguồn tự cảm của hệ thống điện và có thể tạo ra điều kiện cộng hưởng song song ở tần số hài. Việc này làm tăng dòng qua tụ một cách đáng kể và có thể gây ra nổ cầu chì, nhảy aptomat hay làm điện áp trên tụ tăng cao dẫn đến phá hỏng chất điện môi hoặc tụ bị phồng, nổ.

 

Tác hại của sóng hài gây nổ tụ bù

Hình ảnh: Tụ bù bị nổ do sóng hài

 

Với sóng hài trong hệ thống và việc bổ sung tụ bù để giảm hệ số công suất phản kháng cosφ, rất dễ gây ra sự cố cho hệ thống mặc dù trước đó hệ thống vận hành hoàn toàn bình thường. Nguyên nhân chính là do tụ bù điện đã gây ra cộng hưởng sóng hài làm tăng mức độ ảnh hưởng của sóng hài.

Thực tế lắp đặt và xử lý sự cố hệ thống tụ bù công suất phản kháng chúng tôi nhận thấy sóng hài gây ra thiệt hại khá nghiêm trọng cho tụ bù. Ngày nay các cơ sở sản xuất ứng dụng nhiều thiết bị điều khiển, tự động hóa hiện đại trong đó có biến tần là tác nhân chính gây ra sóng hài. Trong khi đó hệ thống tủ bù ngay từ đầu đã không được lắp đặt thiết bị lọc sóng hài dẫn tới tụ bị phồng, cháy thậm chí bị nổ rất nhanh. Muốn khắc phục phải lắp lắp ráp lại cả tủ điện, thay vỏ tủ kích thước lớn, khó khăn cho việc thi công, tốn nhiều chi phí, khó bố trí chỗ đặt tủ,…

 

Sử dụng cuộn kháng lọc sóng hài:

Cuộn kháng lọc sóng hài Mikro

Hình ảnh: Cuộn kháng lọc sóng hài Mikro

 

Để lọc sóng hài cho tụ bù chỉ cần lắp nối tiếp Cuộn kháng lọc sóng hài với Tụ bù. Có nhiều loại cuộn kháng 6%, 7%, 14% và được chế tạo tương ứng với các dung lượng khác nhau của tụ bù. Ví dụ cuộn kháng Mikro 7% dùng cho tụ bù 50kVAr cho phép lọc sóng hài bậc 5,7.

Lắp cuộn kháng làm tăng khá nhiều chi phí, có thể tăng thêm khoảng 50% so với phương án không lắp cuộn kháng. Đồng thời kích thước tủ lắp cuộn kháng cũng lớn hơn nhiều do cuộn kháng khá cồng kềnh và nặng. Cuộn kháng có tác dụng triệt tiêu sóng hài nhưng cũng làm tăng điện áp vào tụ do đó nên sử dụng tụ bù có điện áp cao sẽ bền hơn.

 

Lắp cuộn kháng lọc sóng hài cho tụ bù

Hình ảnh: Lắp cuộn kháng lọc sóng hài cho tụ bù.

Hướng dẫn cách tính toán chọn rơle nhiệt!

Khi thiết kế tủ điện động cơ, thì rơ le (relay) nhiệt bảo vệ quá tải nhiệt là không thể thiếu được. Tuy nhiên, khi chọn mọi người vẫn hay băn khoăn làm sao chọn cho phù hợp để bảo đảm tốt nhất khi động cơ làm việc và cắt tải khi quá tải nhiệt. (Xem giá rơ le nhiệt LS, rơ le nhiệt Mitsubishi, rơ le nhiệt Fuji)

Relay nhiệt Fuji Electric – Thermo overload relay

Đối với rơ le nhiệt cũng như contactor, ta phải tính toán được dòng làm việc định mức của động cơ.

Khi chọn rơ le nhiệt, quan tâm chính là các thông số sau:

– Dòng làm việc

– Dòng sản phẩm phù hợp với contactor (mỗi loại rơ le nhiệt tương thích với một dòng contactor tương ứng, nhà sản xuất đã có khuyến cáo lựa chọn ngay trên catalogue sản phẩm)

Tương tự như tính toán dòng cho chọn contactor, ta tính toán dòng định mức, sau đó chọn như sau:

– Idm = Itt x 2

– Iccb = Idm x 2

– Ict = (1,2-1,5)Idm

Ta tính trong ví dụ cụ thể như sau:

Có tải động cơ 3 pha, 380V, 3kW, tính toán dòng định mực theo công thức sau:

Itt = P/(1.73 x 380 x 0,85) ở đây hệ số cosphi là 0,85.

ta có Itt = 3000/(1,73x380x0,85)=5,4A

Dòng rơ le nhiệt ta chọn với hệ số khởi động từ 1,2-1,4 lần Idm, ta chọn dòng rơ le nhiệt là:

Idm = 1,4xItt = 1,4×5,4=7,6A.

Vậy dòng của rơ le nhiệt ta chọn là 8A. Các rơ le nhiệt thường có dải chỉnh dòng, đặt dòng làm việc, ta có thể chọn dải dòng dư ra để có thể điều chỉnh được khi sử dụng thực tải.

Điện Hạ Thế.com là website thương mại điện tử chuyên cung cấp các thiết bị điện đến từ những thương hiệu nổi tiếng trên thế giới: Fuji Electric, Mitsubishi Electric, Autonics, IDEC IZUMI, INVT, LS, HoneyWell, Schneider Electric, Takigen, Nichifu, Hitachi, Hanyoung ….

Khi thiết kế tủ điện động cơ, thì rơ le nhiệt bảo vệ quá tải nhiệt là không thể thiếu được. Tuy nhiên, khi chọn mọi người vẫn hay băn khoăn làm sao chọn cho phù hợp để bảo đảm tốt nhất khi động cơ làm việc và cắt tải khi quá tải nhiệt.

CB tép tên  tiếng anh đầy đủ là Miniature Circuit Breaker (MCB), có chức năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch trong hệ thống điện và được phân chia ra nhiều loại theo chức năng, hình dạng, kích thước khác nhau.  

CB thường có dòng cắt quá tải thấp, do đó có giá thành cạnh tranh, loại này thích hợp sử dụng cho mạng lưới điện dân dụng.

Cách chọn CB tép theo số cực

Ở mạng điện 1 Pha như gia đình thường có 2 dây nên chúng ta sẽ sử dụng 1P hoặc 2P (P là Poles dịch qua tiếng việt là cực), nếu dùng 1P thì chúng ta chỉ ngắt được dây P ra khỏi mạch thường dùng để điều khiển.

Còn nếu dùng 2P thì sẽ ngắt cả cực P và N ra khỏi mạch điện, tăng độ an toàn cho người dùng. Còn khi ở mạng điện 3 Pha thì chúng ta có loại 3 Pha 3 dây và 3 pha 4 dây tuỳ theo nhu cầu sử dụng mà ta chọn loại MCB cho phù hợp.

CB tép loại 1P, 2P, 3P của hãng Fuji Electric  (Nhật Bản)

Một số loại thông dụng hiện nay

Hiện nay trên thị trường rất nhiều loại MCB của các thương hiệu chất lượng như Schneider, Mitsubishi Electric, Fuji Electric, LS, Himel Electric, Panasonic, Shihlin… Người dùng nên chọn cho mình một sản phẩm chất lượng giá cả phải chăng phù hợp với nhu cầu sử dụng.

Cấu tạo của CB tép (MCB)

Cấu tạo CB tép  Merlin Gerin (thương hiệu thuộc Schneider Electric)

MCB là dòng sản phẩm thuộc nhóm hàng thiết bị đóng ngắt mạch điện được phân phối bời dienhathe.com – website chuyên phân phối thiết bị điện công nghiệp hàng đầu Việt Nam.

CB tép tên  tiếng anh đầy đủ là Miniature Circuit Bkeaker (MCB), có chức năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch trong hệ thống điện và được phân chia ra nhiều loại theo chức năng, hình dạng, kích thước khác nhau..

1. Phân loại Cầu dao – CB chống giật (RCBO):

Cầu dao, CB chống giật (RCBO) hoạt động như 1 thiết bị thiết bị chống dòng rò, bảo vệ quá tải và ngắn mạch. Có thể chia làm 2 loại chính:

– Loại bảo vệ quá dòng, quá tải bằng cơ cấu thanh lưỡng kim. Loại chống điện giật, bảo vệ quá dòng và ngắn mạch có rơle.

– Loại bảo vệ quá dòng ngoài cơ cấu thanh lưỡng kim để bảo vệ quá dòng như Aptomat còn có rơle điện từ. Khi có ngắn mạch thì rơle điện từ sẽ hoạt động tức thời để cắt dòng điện. Các loại CB chống giật

được sản xuất từ các nước tiên tiến châu Âu và Mỹ, Nhật hoạt động hữu hiệu hơn và giá cả cũng thường đắt hơn.

2. Lưu ý khi chọn Cầu dao – CB chống giật (RCBO):

Khi mua cần lưu ý: Dòng điện định mức ghi trên CB phải phù hợp với dòng điện đang sử dụng. Có thể chọn dòng điện định mức trên CB khoảng 120% đến 150% (ví dụ sử dụng thiết bị khoảng 12A thì có thể dùng loại CB 15 A). Hiện nay người tiêu dùng đã quen với việc sử dụng CB chống giật để đảm bảo an toàn cho gia đình và ngăn ngừa sự cố điện xảy ra.

Các loại CB chống giật của các hãng Fuji Electric, Mitsubishi Electric, Shihlin Electric

3. Việc lắp đặt đòi hỏi phải tuân thủ vài nguyên tắc sau:

– Trước khi lắp Cầu dao, CB chống giật (RCBO). Cần thống kê toàn bộ công suất tiêu thụ. Để biết được cường độ dòng điện tối đa là bao nhiêu.

– Khi tính toán phải chú ý đến cả trường hợp phụ tải tăng dòng ở trạng thái khởi động. Ví dụ như ở máy nước nóng, mô tơ bơm nước.

– Chọn loại CB phù hợp, tức là số ampe không quá cao so với kết quả đã tính toán.

– CB phải được bắt vít chắc chắn vào bảng điện và có nắp đậy.

– Đầu line in ở phía trên, đầu load ở phía dưới.

– Khi đấu dây thì nguồn AC được gắn vào các cọc line in, đầu ra cho phụ tải gắn vào các cọc load Không nên gắn ngược lại vì dễ tạo ra nguy hiểm khi sửa chữa.

– Dây nóng phải đấu vào cọc L, dây nguội vào cọc N.

4. Lợi ích từ CB chống giật (RCBO):

Xét về thực tế thì CB loại thông thường sẽ tự động cắt điện chỉ khi nào bị đoản mạnh hoặc quá tải. Trường hợp thiết bị điện bị rò rỉ thì CB không tự ngắt điện được vì không ở trong tình trạng mạch kín.

Nếu có khả năng tài chính thì bạn hãy gắn CB có kèm theo chức năng chống điện giật, để đảm bảo an toàn điện cho chính bạn và gia đình.

Khi cần lắp CB loại 4 cực thì không được cấp dây nóng thứ hai vào cọc N để phân bổ cho một nhánh phụ tải nào khác.

Đây là trường hợp người sử dụng muốn tiết kiệm chi phí nên đã đấu trực tiếp dây nguội. Còn dây nóng thì cho chạy qua CB.

5. Kết Luận:

Thực ra thì ban đầu cũng có vài loại CB được nhà sản xuất lắp lưỡng kim nhiệt ở cả 2 nhánh L và N. Để hạ giá, hầu hết chỉ gặp loại có lưỡng kim nhiệt bảo vệ nằm ở nhánh L. Còn nhánh N thì chỉ có thanh đồng di động để tiếp xúc với cọc cố định khi CB bật.

Nếu sơ ý lắp dây nóng thứ hai vào cọc N thì vô cùng tai hại. Khi xảy ra sự cố chập điện ở nhánh N thì rất dễ gây nên tình trạng hỏa hoạn do cháy dây dẫn điện. Bởi lúc đó CB đã hoàn toàn mất tác dụng bảo vệ.

Cầu dao, CB chống giật (RCBO) hoạt động như 1 thiết bị chống dòng rò, bảo vệ quá tải và ngắn mạch. Có thể chia làm 2 loại chính

Xuân 2020