1 ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP MÔ HÌNH TỦ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TƢỚI TIÊU SINH VIÊN 1 ĐỖ NGUYỄN QUỐC THIỆN 14077391 2 NGUYỄN VĂN NHỰT TRƢỜNG – 14071251 LỚP DHDI10E GVHD ThS PHAN LÂM VŨ TP HCM, NĂM 2018 2 PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 1 Họ và tên sinh viên nhóm sinh viên đƣợc giao đề tài (1) Nguyễn Văn Nhựt Trường, MSSV 14071251 (2) Đỗ Nguyễn Quốc Thiện, MSSV 14077391 2 Tên đề tài MÔ HÌNH TỦ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TƢỚI TIÊU 3 Nội dung Thiết kế.
Thực trạng
Thực trạng chung
Nền nông nghiệp lâu đời của đất nước ta đã đóng góp đáng kể vào sự phát triển kinh tế Hiện nay, việc áp dụng các giải pháp hiện đại nhằm giảm thiểu sức lao động của con người trong sản xuất nông nghiệp là điều cần thiết để nâng cao hiệu quả và bền vững cho ngành này.
Nông nghiệp đang đối mặt với nhiều thách thức, đặc biệt là trong việc tưới tiêu, điều này ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và chất lượng nông sản Đối với việc trồng và ươm cây giống, mỗi loại cây cần lượng nước tưới khác nhau, đặc biệt là trong giai đoạn cây giống đã trưởng thành và cây đang trong quá trình ghép Do đó, việc tưới tiêu trở thành một công việc nặng nhọc cho người nông dân.
Thực trạng cụ thể
Gia đình em sở hữu một trại cây giống chuyên cung cấp các loại cây ăn quả, đặc biệt là sầu riêng, mít, mãn cầu và bưởi Việc tưới cây bằng ống dẫn nhựa tốn nhiều thời gian và công sức, đồng thời cây giống thường bị ngã đổ do áp lực nước tưới quá mạnh.
Cây sầu riêng, mít, mãn cầu và bưởi đang ghép cần một lượng nước chính xác để đảm bảo chất lượng và số lượng cây giống khi ra khỏi màn che Đối với những cây đã sinh trưởng tốt hoặc đang chờ tiêu thụ, nhu cầu nước sẽ tăng cao hơn Nhận thức được những yêu cầu này, tôi, Đỗ Nguyễn Quốc Thiện, đã quyết định xây dựng một mô hình nhằm giải quyết các vấn đề liên quan đến tưới tiêu cho cây trồng.
Hình 1.1.Sơ đồ mặt bằng thực trạng
Giải thích sơ đồ mặt bằng thực trạng:
- Diện tích 1 là khu vực sầu riêng, mít: cây giống đang phát triển và chờ tiêu thụ
- Diện tích 2 là khu vực sầu riêng, mít: hạt giống đang ươm và cây con
- Diện tích 3 là khu vực mãn cầu, bưởi : cây giống đang phát triển và chờ tiêu thụ
- Diện tích 4 là khu vực mãn cầu, bưởi: hạt giống đang ươm và cây con Đỗ Nguyễn Quốc Thiện
Việc phân chia diện tích cây giống như trên giúp tránh lẫn lộn giữa các loại cây, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho việc xuất nhập và di chuyển cây con giống khi đưa vào hoặc ra khỏi màn ghép.
Sử dụng một động cơ 2HP để tưới cho bốn diện tích đất, nguồn nước được lấy từ sông trong khu vực thôn quê Hệ thống tưới sử dụng ống nhựa, và trong quá trình tưới, người dùng cần phải cầm ống tưới bằng sức người Sau khi hoàn thành việc tưới một diện tích, cần phải kéo ống để di chuyển sang khu vực khác.
Với hình ảnh minh họa như sau:
Những bất lợi của mô hình cũ:
+ Với việc tưới ống dẫn bằng nhựa rất tốn thời gian và công sức Để tưới hết 4 diện tích ta phải mất từ 1-2h
+ Lượng nước tưới không đều và dễ bị ngã đổ
+ Năng suất, chất lượng sản phẩm không cao
+ Lãng phí nước xả khi thay đổi van
+ Tốn nhiều điện năng Đỗ Nguyễn Quốc Thiện
Giải pháp
Sơ đồ mặt bằng như sau
Hình 1.1: Sơ đồ măt bằng Đỗ Nguyễn Quốc Thiện
Giải thích sơ đồ mặt bằng
Diện tích trồng trọt và nguồn nước tưới vẫn giữ nguyên như thực trạng hiện tại (Hình 1.1), tuy nhiên, chúng ta sẽ chuyển đổi mô hình tưới bằng cách áp dụng hai động cơ hoạt động luân phiên sử dụng béc phun.
Gắn hai van điện từ ở hai đầu của hệ thống tưới nước cho diện tích 2,4 (bao gồm cây ươm và cây con) nhằm mục đích ngắt nước tưới sớm hơn so với hai khu vực 1,3.
- Với hình ảnh minh họa như sau:
Giải thích yêu cầu
Yêu cầu tưới như sau:
Vào lúc 7 giờ sáng, động cơ 1 bắt đầu hoạt động, tưới cho diện tích 1 và 2 Sau 5 phút, diện tích 2 ngừng tưới, và sau 15 phút, diện tích 1 cũng tắt Tiếp theo, động cơ 2 sẽ tưới cho diện tích 3 và 4; sau 5 phút, diện tích 4 ngừng, và sau 20 phút, diện tích 3 cũng dừng lại, kết thúc quá trình tưới Quy trình này sẽ được lặp lại vào lúc 5 giờ chiều.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động tủ điện
Cấu tạo
+ Công tắc gạt Auto/Man
+ Dây dẫn Đỗ Nguyễn Quốc Thiện
Sơ đồ nguyên lý hoạt động của tủ điện
3.2.1: Sơ đồ mạch động lực
Hình 1.2: Sơ đồ mạch động lực Đỗ Nguyễn Quốc Thiện
3.2.2:Sơ đồ mạch điều khiển Đỗ Nguyễn Quốc Thiện
Nguyên lý hoạt động
3.3.1: Chế độ tự động (Auto)
Khi bật chế độ Auto, timer 24h sẽ hoạt động và đến giờ cài đặt, tiếp điểm thường mở của timer sẽ đóng lại Lúc này, timer 1 (van 1) bắt đầu hoạt động và tính thời gian, tiếp điểm thường mở (1-3) của timer 1 sẽ được đóng lại, cung cấp điện cho K1 để hút, kích hoạt động cơ 1 Đồng thời, van 1 cũng nhận điện và mở ra để nước lưu thông qua.
Khi hết thời gian cài đặt của timer van 1, tiếp điểm (8-5) mở ra và ngắt điện cho van 1, khiến nó dừng hoạt động Đồng thời, khi timer 1 kết thúc, tiếp điểm (8-5) cũng ngắt điện cho K1, làm cho động cơ 1 ngưng hoạt động Tiếp theo, tiếp điểm (8-6) của timer 1 đóng lại, cung cấp điện cho timer 2, bắt đầu quá trình hoạt động và tính thời gian của timer van 2 Ngay lập tức, tiếp điểm thường mở (1-3) của timer 2 đóng lại, cung cấp điện cho K2, làm cho động cơ 2 hoạt động Van 2 cũng được cấp điện và mở ra, cho phép nước lưu thông qua.
Khi hết thời gian cài đặt của timer van2, tiếp điểm (8-5) sẽ mở ra, khiến van 2 dừng hoạt động Khi timer 2 hoàn tất thời gian cài đặt, tiếp điểm (8-5) của Timer2 sẽ ngắt điện K2, dẫn đến động cơ 2 ngưng hoạt động và kết thúc quá trình tưới Quá trình này sẽ được lặp lại theo thời gian cài đặt của timer 24h.
Khi gạt cần sang chế độ Man Role trung gian sẽ được kích hoạt nhằm mục đích ngắt tất cả timer
Nhấn ON1 K1 sẽ hút , tiếp điểm thường mở của K1sẽ đóng lại duy trì điện cho
K1 Động cơ 1 chạy, van 1 được mở ra, nhấn OFF van1 thì van1 sẽ tắt, nhấn OFF 1 động cơ 1 tắt
Tương tự ở động cơ 2 và van 2, có thể cho động cơ nào chạy trước cũng được tùy người sử dụng Đỗ Nguyễn Quốc Thiện
Van điện từ
Van điện từ là gì?
Van điện từ là một thiết bị cơ điện quan trọng, có chức năng kiểm soát dòng chảy của chất khí hoặc lỏng Hoạt động của van dựa trên nguyên lý đóng mở nhờ lực tác động từ cuộn dây điện từ.
Chức năng của van điện từ trong mô hình
Chúng tôi sử dụng van điện từ loại thường đóng trong mô hình, cho phép mở ra khi có điện để nước lưu thông, từ đó điều chỉnh lượng nước tưới cho diện tích đất trồng theo thời gian được cài đặt bởi người sử dụng thông qua timer.
Hình ảnh van điện từ Đỗ Nguyễn Quốc Thiện
Cấu tạo
1 Thân van: làm bằng đồng, inox,
3 Ống rỗng( lưu chất chưa qua)
4 Vỏ ngoài cuộn hít( để bảo vệ cuộn điện)
6 Dây điện để kết nối nguồn điện bên ngoài
9 Khe hở để lưu chất đi qua Đỗ Nguyễn Quốc Thiện
Nguyên lý hoạt động
Có 1 cuộn điện, trong đó có 1 lõi săt và 1 lò so nén vào lõi sắt, trong khi đó, lõi sắt lại tỳ lên đầu 1 giăng bằng cao su Bình thường nếu không có điện thì lò so ép vào lõi sắt, van sẽ ở trạng thái đóng.
Khi chúng ta cấp điện cho cuộn dây, dòng điện sẽ tạo ra từ trường, làm cho lõi sắt bị hút ra Từ trường này có đủ sức mạnh để vượt qua lực của lò xo, dẫn đến việc van được mở ra.
Phân loại van điện từ
- Thiết kế cho khí nén, gas, hơi nước,
- Thiết kế 2 ngã, 3 ngã, 5 ngã,
- Van thường mở( NO): không có điện van mở, có điện van đóng
- Van thường mở( NC): không có điện van đóng, có điện van mở
- Các loại van thiết kế theo điện áp: 24V DC, 110V AC, 220V AC, Đỗ Nguyễn Quốc Thiện
Phần 5: Tìm hiểu về các thiết bị chính trong tủ
MCB
MCB (hay MCCB, còn gọi là Aptomat) là thiết bị điện dùng để đóng ngắt mạch điện (1 pha, 2 pha, 3 pha), có chức năng bảo vệ mạch điện khỏi các sự cố như quá tải, ngắn mạch và sụt áp.
5.1.2 Cấu tạo của MCB a) Tiếp điểm
CB thường được chế tạo có hai cấp tiếp điểm (tiếp điểm chính và hồ quang), hoặc ba cấp tiếp điểm ( chính, phụ, hồ quang )
Khi đóng mạch, tiếp điểm hồ quang sẽ đóng trước, tiếp theo là tiếp điểm phụ, và cuối cùng là tiếp điểm chính Ngược lại, khi cắt mạch, tiếp điểm chính mở trước, tiếp điểm phụ sau đó, và cuối cùng là tiếp điểm hồ quang Điều này giúp hồ quang chỉ cháy trên tiếp điểm hồ quang, bảo vệ tiếp điểm chính khỏi hư hại Việc sử dụng thêm tiếp điểm phụ giúp ngăn chặn sự lan rộng của hồ quang, bảo vệ hiệu quả cho tiếp điểm chính.
Hộp dập hồ quang là thiết bị quan trọng giúp cắt giảm hồ quang trong tất cả các chế độ làm việc của lưới điện Hiện nay, có hai kiểu thiết bị dập hồ quang phổ biến là kiểu nửa kín và kiểu hở.
Kiểu nửa kín được thiết kế trong vỏ kín của CB với lỗ thoát khí, có khả năng giới hạn dòng điện cắt không vượt quá 50KA Trong khi đó, kiểu hở được sử dụng khi yêu cầu dòng điện cắt lớn hơn mức này.
50KA hoặc điện áp lớn 1000V (cao áp)
Trong buồng dập hồ quang thông dụng, các tấm thép được sắp xếp thành lưới ngăn nhằm chia nhỏ hồ quang thành nhiều đoạn ngắn, giúp việc dập tắt hồ quang trở nên hiệu quả hơn Cơ cấu truyền động cắt CB cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình này.
Truyền động cắt có hai phương pháp chính: điều khiển bằng tay và điều khiển bằng cơ điện Phương pháp điều khiển bằng tay thường áp dụng cho các cầu dao có dòng điện định mức tối đa 600A, trong khi điều khiển bằng điện từ được sử dụng cho các cầu dao có dòng điện lớn hơn, lên đến 1000A Để tăng cường lực điều khiển bằng tay, người ta sử dụng một tay dài theo nguyên lý đòn bẩy Ngoài ra, còn có các phương pháp điều khiển khác như sử dụng động cơ điện hoặc khí nén.
CB tự động cắt điện khi có sự cố quá dòng, như quá tải hoặc ngắn mạch, nhờ vào các phần tử bảo vệ gọi là móc bảo vệ, đồng thời cũng hoạt động khi xảy ra sụt áp.
Có các loại móc bảo vệ:
- Móc bảo vệ quá dòng điện (còn gọi là bảo vệ dòng điện cực đại) để bảo vệ thiết bị điện không bị quá tải và ngắn mạch
- Móc kiểu điện từ có cuộn dây mắc nối tiếp với mạch chính, cuộn dây này được quấn tiết diện lớn chịu dòng tải và ít vòng
Móc kiểu rơle nhiệt đơn giản có cấu trúc tương tự như rơle nhiệt truyền thống, với phần tử phát nóng nối tiếp với mạch điện chính Khi xảy ra quá tải, tấm kim loại kép dãn nở sẽ làm nhả khớp rơi tự do, từ đó mở tiếp điểm của cầu dao (CB).
- Móc bảo vệ sụt áp (còn gọi là bảo vệ điện áp thấp) cũng thường dùng kiểu điện từ
Cuộn dây mắc song song với mnạch điện chính, cuộn dây này được quấn ít vòng với dây tiết diện nhỏ chịu điện áp nguồn Đỗ Nguyễn Quốc Thiện
5.1.3 Nguyên lý hoạt động của MCB a Nguyên lý MCB dòng điện cực đại Ở trạng thái bình thường sau khi đóng điện, CB được giữ ở trạng thái đóng tiếp điểm nhờ móc 2 khớp với móc 3 cùng một cụm với tiếp điểm động
CB và ứng dụng trong bảo vệ điện
Bật CB ở trạng thái ON, với dòng điện định mức nam châm điện 5 và phần ứng 4 không hút
Khi mạch điện bị quá tải hoặc xảy ra hiện tượng ngắn mạch, lực hút từ nam châm điện 5 vượt trội hơn lực đàn hồi của lò xo 6 Điều này dẫn đến việc nam châm điện 5 kéo phần ứng 4 xuống, làm bật nhả móc 3, và móc 5 được thả tự do Kết quả là lò xo 1 được thả lỏng, khiến các tiếp điểm của cầu dao (CB) mở ra và ngắt mạch điện.
24 b Nguyên lý CB điện áp thấp
Bật CB ở trạng thái ON, với điện áp định mức nam châm điện 11 và phần ứng 10 hút lại với nhau
CB và ứng dụng trong bảo vệ điện
Khi áp suất giảm quá mức, nam châm điện 11 sẽ nhả phần ứng 10, khiến lò xo 9 kéo móc 8 bật lên và móc 7 thả tự do Điều này dẫn đến việc lò xo 1 được thả lỏng, làm cho các tiếp điểm của CB mở ra và ngắt mạch điện.
Việc lựa chọn CB chủ yếu dựa vào:
+ Dòng điện tính toán đi trong mạch
+ Tính thao tác có chọn lọc
Ngoài ra việc lựa chọn CB còn phải căn cứ vào đặc tính làm việc của phụ tải là
CB không được phép ngắt khi xảy ra quá tải ngắn hạn, thường gặp trong các điều kiện làm việc bình thường như dòng khởi động và dòng điện đỉnh của phụ tải công nghệ.
Yêu cầu chung là dòng điện định mức của móc bảo vệ I CB không được bé hơn dòng điện tính toán I tt của mạch :
Tùy thuộc vào đặc tính và điều kiện làm việc của phụ tải, việc lựa chọn dòng điện định mức cho móc bảo vệ nên được thực hiện theo hướng dẫn, với các tỷ lệ 125%, 150% hoặc lớn hơn so với dòng điện tính toán của mạch.
Sau cùng ta chọn CB theo các số liệu kỹ thuật đã cho của nhà sản xuất Đỗ Nguyễn Quốc Thiện
Contactor
Contactor là thiết bị điện quan trọng, cho phép đóng ngắt các tiếp điểm trong mạch điện Việc sử dụng contactor giúp điều khiển mạch điện từ xa, hỗ trợ các phụ tải với điện áp định mức cao.
Contactor là thiết bị được sử dụng để điều khiển và vận hành các động cơ cũng như thiết bị điện Nó mang lại sự an toàn trong quá trình hoạt động và giúp người dùng dễ dàng điều khiển chỉ bằng cách nhấn nút mà không cần đến chip xử lý.
Contactor được cấu tạo gồm các thành phần: nam châm điện, hệ thống dập hồ quang, hệ thống tiếp điểm (tiếp điểm chính, tiếp điểm phụ) a) Nam châm điện:
Nam châm điện gồm 4 thành phần:
- Cuộn dây dùng tạo ra lực hút nam châm
- Lò xo tác dụng đẩy phần nắp trở về vị trí ban đầu Đỗ Nguyễn Quốc Thiện
28 b) Hệ thống dập hồ quang:
Khi chuyển mạch, hồ quang điện sẽ xuất hiện làm các tiếp điểm bị cháy và mòn dần, vì vậy cần hệ thống dập hồ quang
Các công tắc tơ điện xoay chiều phổ biến trong công nghiệp thường có hai đoạn ngắt mạch trên cùng một pha, sử dụng tiếp điểm bắt cầu trong hộp kín để dập hồ quang Để nâng cao độ tin cậy trong việc dập tắt hồ quang và giảm độ hư mòn của tiếp điểm, thường áp dụng các biện pháp bổ sung.
+ Dập hồ quang bằng thổi từ nhờ một cuộn dây đấu nối tiếp và hộp dập hồ quang có khe hở hẹp
Hồ quang có thể bị dập tắt khi thổi vào khe hở và cọ sát vào vách Khi tốc độ hồ quang tăng, nguy cơ bị dập tắt cũng tăng theo Để kéo dài hồ quang trong khe hẹp, người ta sử dụng các tấm ngăn song song, giúp hồ quang đi qua đoạn đường quanh co một cách hiệu quả hơn Các tấm ngăn này thường được làm từ samốt, steatite ép hoặc abôximăng Để giảm độ ẩm cho abôximăng, thường sử dụng sơn đặc biệt có tính kỵ nước.
+ Chia hồ quang thành nhiều hồ quang ngắn
Hộp dập hồ quang được cấu tạo từ nhiều tấm thép hoặc đồng xếp song song, giúp tạo ra các hồ quang ngắn khi hồ quang bị kéo vào buồng ngăn Chiều dài của các hồ quang này thường dao động từ 2 đến 3mm.
Cần chú ý rằng những đoạn hồ quang ngắn này độc lập nhau và không cùng tốc độ dịch chuyển Đỗ Nguyễn Quốc Thiện
Hệ thống tiếp điểm của contactor trong tủ điện kết nối với phần lõi từ di động thông qua bộ phận liên động cơ học Dựa vào khả năng tải dẫn qua các tiếp điểm, các tiếp điểm có thể được phân chia thành hai loại.
Có khả năng cho dòng điện lớn đi qua (từ 10A đến vài nghìn A, ví dụ khoảng
1600A hay 2250A).Tiếp điểm chính là tiếp điểm thường hở đóng lại khi cấp nguồn vào mạch từ của contactor trong tủ điện làm mạch từ hút lại
Có khả năng cho dòng điện đi qua các tiếp điểm nhỏ hơn 5A Tiếp điểm phụ có hai trạng thái: thường đóng và thường hở
Tiếp điểm thường đóng là loại tiếp điểm giữ trạng thái đóng khi cuộn dây nam châm trong contactor không được cấp điện Khi contactor hoạt động, tiếp điểm này sẽ mở ra, ngược lại với tiếp điểm thường hở.
Hệ thống tiếp điểm chính trong tủ điện điều khiển thường được lắp đặt trong mạch điện động lực, trong khi các tiếp điểm phụ được sử dụng trong hệ thống mạch điều khiển.
Contactor Đỗ Nguyễn Quốc Thiện
5.2.4 Nguyên lý hoạt động của contactor kiểu điện từ
Nguyên lí làm việc của công tắc tơ kiểu điện từ có thể được hiểu thông qua sơ đồ cơ cấu truyền động của công tắc tơ điện xoay chiều, giúp chúng ta nắm rõ cơ chế hoạt động của thiết bị này.
Cơ cấu điện từ của công tắc tơ điện xoay chiều bao gồm:
- Mạch từ: là các lõi thép có hình dạng W hay chữ U Nó gồm tôn silic, có chiều dầy
Để giảm thiểu tổn hao dòng điện xoay, nên ghép mạch từ với độ dày 0,35mm hoặc 0,5mm Mạch từ thường được chia thành hai phần: phần tĩnh được kẹp chặt và phần động (hay còn gọi là phần ứng) được nối với hệ thống tiếp điểm thông qua hệ thống thay đòn.
Cuộn dây hút có điện trở thấp hơn nhiều so với điện kháng, và dòng điện trong cuộn dây phụ thuộc vào khoảng cách giữa nắp và thép cố định Do đó, không nên cấp điện áp vào cuộn dây nếu nắp đang ở vị trí mở.
Các cuộn dây của công tắc tơ được thiết kế để có thể đóng ngắt tới 600 lần mỗi giờ, với hệ số thông điện TĐ đạt 40%.
Cuộn dây của công tắc tơ điện xoay chiều có thể hoạt động với nguồn điện một chiều, miễn là điện áp cung cấp nằm trong khoảng 85÷110% Uđm Hệ số trở về, tỷ số giữa điện áp nhả và điện áp hút của cuộn dây, có thể đạt từ 0,6 đến 0,7 Điều này có nghĩa là khi điện áp cuộn dây giảm xuống còn 0,6÷0,7 lần điện áp hút, nắp sẽ bị nhả và mạch điện sẽ bị ngắt.
Theo nguyên lý truyền động, công tắc tơ có ba loại chính: điện từ, hơi ép và thủy lực Trong đó, công tắc tơ kiểu điện từ, sử dụng lực hút điện từ để truyền điện, là loại phổ biến nhất mà chúng ta thường gặp.
- Theo dạng dòng điện, có công tăc tơ điện một chiều và công tăc tơ điện xoay chiều
Theo cấu trúc, tắc tơ được phân công sử dụng ở những khu vực có hạn chế chiều cao, chẳng hạn như bảng điện gầm xe, và ở những nơi có hạn chế chiều rộng, ví dụ như buồng tàu điện.
Role nhiệt
Rơle nhiệt là loại khí cụ điện tự động đóng cắt tiếp điểm nhờ sự co dãn vì nhiệt của các thanh kim loại
Rơle nhiệt thường được lắp kèm với công tắc tơ dùng để bảo vệ quá tải cho các thiết bị điện Đỗ Nguyễn Quốc Thiện
4 Vít chỉnh dòng điện tác động
8 Nút phục hồi Đỗ Nguyễn Quốc Thiện
5.3.4 Nguyên lý làm việc của rơle nhiệt:
Phần tử cơ bản của rơle nhiệt là phiến kim loại kép (bimetal), được cấu tạo từ hai tấm kim loại với hệ số giãn nở khác nhau Một tấm có hệ số giãn nở thấp, thường là invar (gồm 36% Ni và 64% Fe), và một tấm có hệ số giãn nở cao, thường là đồng thau hoặc thép crôm-niken, với khả năng giãn nở gấp 20 lần so với invar Hai phiến này được ghép lại với nhau bằng phương pháp cán nóng hoặc hàn.
Khi đốt nóng, dòng điện làm cho phiến kim loại kép uốn cong về phía kim loại có hệ số giãn nở nhỏ hơn Để đạt được độ uốn cong lớn, phiến kim loại cần phải dài và mỏng Nếu cần lực đẩy mạnh, nên chế tạo tấm phiến rộng, dày và ngắn.
Theo kết cấu Rơle nhiệt chia thành hai loại: kiểu hở và kiểu kín
Theo yêu cầu sử dụng: Loại một cực và hai cực
Theo phương thức đốt nóng:
Đốt nóng trực tiếp là phương pháp mà dòng điện đi qua tấm kim loại kép, có cấu tạo đơn giản Tuy nhiên, khi cần thay đổi dòng điện định mức, người dùng phải thay thế tấm kim loại kép, điều này làm cho phương pháp này trở nên không tiện dụng.
Đốt nóng gián tiếp là phương pháp mà dòng điện đi qua phần tử đốt nóng độc lập, tạo ra nhiệt lượng làm tấm kim loại cong lên Ưu điểm của phương pháp này là dễ dàng thay đổi dòng điện định mức chỉ bằng cách thay thế phần tử đốt nóng Tuy nhiên, nhược điểm là khi có quá tải lớn, phần tử đốt nóng có thể đạt nhiệt độ cao nhưng do không khí truyền nhiệt kém, tấm kim loại chưa kịp tác động thì phần tử đốt nóng đã bị cháy đứt.
Đốt nóng hỗn hợp là phương pháp hiệu quả, kết hợp giữa đốt trực tiếp và gián tiếp, mang lại tính ổn định nhiệt cao Phương pháp này có khả năng hoạt động ở mức quá tải lớn, giúp tối ưu hóa hiệu suất.
5.3.6 Chọn Rơle nhiệt: Đặc tính cơ bản của Role nhiệt là quan hệ giữa dòng điện phụ tải chạy qua và thời gian tác động của nó (gọi là đặc tính thời gian – dòng điện, A - s) Mặt khác, để đảm bảo yêu cầu giữ được tuổi thọ lâu dài của thiết bị theo đíng số liệu kỹ thuật đã cho của nhà sản xuất, các đối tượng bảo vệ cũng cần đặc tính thời gian dòng điện
Khi lựa chọn Rơle, cần đảm bảo rằng đường đặc tính A – s của Rơle gần sát với đường đặc tính A – s của thiết bị cần bảo vệ Việc chọn Rơle có giá trị quá thấp sẽ không tận dụng hết công suất của động cơ điện, trong khi chọn giá trị quá cao có thể làm giảm tuổi thọ của thiết bị.
Khi lựa chọn Rơle nhiệt, cần chọn dòng điện định mức tương ứng với dòng điện định mức của động cơ điện mà nó bảo vệ Rơle sẽ hoạt động hiệu quả khi giá trị dòng điện đạt từ 1,2 đến mức tối đa quy định.
1,3)Iđm Bên cạnh, chế độ làm việc của phụ tải và nhiệt độ môi trường xung quanh phải được xem xét Đỗ Nguyễn Quốc Thiện
Role trung gian
5.4.1 Role trung gian là gì?
Relay trung gian là thiết bị rơle điện từ nhỏ gọn, có chức năng chuyển mạch tín hiệu điều khiển và khuếch đại tín hiệu.
Rơle trung gian có vai trò quan trọng trong việc chuyển tiếp mạch điện cho các thiết bị khác Chẳng hạn, trong bộ bảo vệ tủ lạnh, rơle sẽ ngắt điện khi nguồn điện yếu và cấp điện trở lại khi nguồn điện ổn định Tương tự, trong bộ nạp ắc quy của xe máy hoặc ô tô, rơle trung gian sẽ đóng mạch nạp khi máy phát điện đủ công suất.
Thiết bị nam châm điện bao gồm các thành phần chính như lõi thép động, lõi thép tĩnh và cuộn dây Cuộn dây có thể được thiết kế dưới dạng cuộn cường độ, cuộn điện áp, hoặc kết hợp cả hai Lõi thép động được giữ cố định bằng lò xo và được định vị chính xác nhờ một vít điều chỉnh.
Cơ chế tiếp điểm bao gồm tiếp điểm nghịch và tiếp điểm nghịch
Role trung gian Trong đó:
10, 11: tiếp điểm thường đóng; Đỗ Nguyễn Quốc Thiện
Khi dòng điện chạy qua rơle, nó tạo ra một từ trường hút trong cuộn dây bên trong, tác động lên đòn bẩy và làm đóng hoặc mở các tiếp điểm điện Sự thay đổi trạng thái của rơ le phụ thuộc vào thiết kế, có thể ảnh hưởng đến một hoặc nhiều tiếp điểm điện.
Rơ le hoạt động với hai mạch độc lập: một mạch điều khiển cuộn dây để xác định trạng thái ON hoặc OFF của rơ le, và một mạch kiểm soát dòng điện có đi qua rơ le hay không dựa trên trạng thái này.
Có các loại rơle trung gian sau:
- Rơ le trung gian 14 chân Đỗ Nguyễn Quốc Thiện
Role thời gian
Dùng để duy tì thời gian đóng chậm hoặc mở chậm của hệ thống tiếp điểm so với thời điểm đưa tín hiệu vào rơ le
Thời gian chậm này có thể vài phần giây cho đến vài giờ b) Phân loại: Có nhiều loại rơ le thời gian với cấu tạo khác nhau
- Rơ le thời gian kiểu điện từ
- Rơ le thời gian kiểu thủy lực
- Rơ le thời gian kiểu điện từ - bán dẫn
Tiếp điểm thường đóng mở chậm:
Tiếp điểm thường mở đóng chậm : Đỗ Nguyễn Quốc Thiện
Thời gian chậm thực hiện bởi rơ le phải ổn định ít phụ thuộc vào các yếu tố khác như: điện áp nguồn, dòng điện, nhiệt đọ môi trường…
5.5.3 Cấu tạo của rơ le thời gian:
Sơ lược kết cấu rơ le thời gian kiểu điện từ
8 Bộ tiếp điểm Đỗ Nguyễn Quốc Thiện
Nguyên lý hoạt động của rơ le điện từ là khi dòng điện một chiều chạy qua cuộn dây, lõi thép sẽ hút phần ứng Khi ngắt dòng điện, phần ứng không lập tức nhả ra do từ thông giảm, khiến trong ống lót đồng xuất hiện sức điện động cản trở sự giảm từ thông, giữ cho phần ứng vẫn được hút thêm một thời gian Thời gian duy trì có thể điều chỉnh bằng cách thay đổi lực cản của lò xo thông qua ốc điều chỉnh Thời gian duy trì của rơ le điện từ có thể được điều chỉnh trong khoảng 0,5 đến 5 giây.
5.5.4 Rơ le thời gian điện từ:
Hiện nay người ta thường sử dụng rơ le thời gian kiểu điện tử được sản xuất ở Đài Loan, Trung Quốc, Hàn Quốc,…
Rơ le thời gian điển tử CKC
- Cặp cực (8-6): là tiếp điểm thường mở, đóng chậm
- Cặp cực (8-5): là tiếp điểm thường đóng, mở chậm
- Cặp cực (1-3): là tiếp điểm thường mở ( tác động tức thời) Đỗ Nguyễn Quốc Thiện
- Cặp cực (1-4): là tiếp điểm thường đóng
- Cặp cực (2-7): Đấu với nguồn điện
Nguyên lí làm việc của rơ le thời gian kiểu điện tử:
Các rơ le thời gian điện tử thông thường đều dựa trên cơ sở mạch RC như hình
Mạch RC của role thời gian điện tử
Khi công tắc K2 ở trạng thái ngắt và K1 đóng, tụ điện C sẽ được nạp đến điện áp nguồn EC, quá trình nạp kết thúc khi tụ đã đầy Thời gian nạp của tụ điện được xác định bởi hằng số τ = RC Sau khi ngắt K1 và đóng K2, tụ C sẽ tiến hành phóng điện qua R1.
Nguyên lí hoạt động của rơ le điện tử kiểu ON/OFF/DELAY
Khi khóa K chưa được đóng, rơ le RL không có điện, dẫn đến tiếp điểm K1 mở và K2 đóng Khi khóa K được đóng, tụ điện C sẽ nạp điện cho đến khi điện áp trên tụ C đạt mức điện áp định mức của rơ le RL, khiến rơ le hoạt động Lúc này, tiếp điểm K1 sẽ chuyển sang trạng thái đóng và K2 sẽ chuyển sang trạng thái mở Khi ngắt khóa K, tụ điện C
Khi điện áp qua rơ le RL được phóng điện, nó kéo dài thời gian hoạt động của rơ le Khi điện áp trên tụ giảm xuống dưới mức điện áp làm việc của rơ le, rơ le sẽ ngừng hoạt động, dẫn đến tiếp điểm K1 mở và K2 đóng, đưa hệ thống trở về trạng thái ban đầu.
- Như vậy, các tiếp điểm K 1 và K 2 đều chuyển trạng thái ( tác động trễ) ở cả thời điểm
K đóng (ON) và mở (OFF)
Sơ đồ mạch điện của rơle điện tử kiểu on/off/delay
K1 là tiếp điểm thường mở, đóng chậm, trong khi K2 là tiếp điểm thường đóng, mở đóng chậm Để mạch điện hoạt động hiệu quả, cầu phân áp cần bao gồm biến trở VR, điện trở thuần của cuộn dây rơ le, và điện áp nguồn phải được chọn sao cho điện áp rơi trên cuộn dây rơ le tối thiểu bằng điện áp định mức của nó.
Điều chỉnh biến trở VR có thể giúp thay đổi thời gian tác động trễ trong mạch điện Tuy nhiên, với mạch điện H5.8b, thời gian trễ rất ngắn Để kéo dài thời gian trễ, cần sử dụng khuếch đại bằng transistor (T).
Sơ đồ mạch khuếch đại bằng tranzito
Nguyên lý hoạt động của mạch điện này bắt đầu bằng việc đóng khóa K, dẫn đến việc nạp tụ C Khi điện áp trên tụ C đạt ngưỡng đủ lớn, dòng I b của transistor T cũng sẽ đủ lớn để T vào trạng thái bão hòa, từ đó kích hoạt rơ le Do dòng bão hòa của các transistor rất nhỏ, ta có thể lựa chọn giá trị R b và VR lớn để kéo dài thời gian tác động trễ.
Timer 24h-TB-35N
6 Các chốt chỉnh tác động
- Loại không có pin dự trữ
- Loại có pin dự trữ
- On: Mở công tắc ngõ ra tải
- Off:Tắt công tắc ngõ ra tải
- Auto: Công tắc ngõ ra tải được điều khiển bởi các chốt chỉnh tác động
Vị trí các chốt quyết định trạng thái contact
- Điều khiển hệ thống bơm nước
- Điều khiển hệ thống đèn, quạt
- Điều khiển hệ thống tưới cho cây trồng
- Điều khiển hệ thống phun sương, quạt hút, Đỗ Nguyễn Quốc Thiện
Nút nhấn
Nút nhấn, hay còn gọi là nút điều khiển, là thiết bị điện có chức năng đóng ngắt từ xa các thiết bị điện tử và dụng cụ báo hiệu khác nhau.
Nút nhấn là thiết bị phổ biến được sử dụng để khởi động, dừng và đảo chiều quay của động cơ điện bằng cách điều khiển các mạch cuộn dây hút của công tắc tơ Nó cũng được sử dụng để chuyển đổi các mạch điều khiển, tín hiệu, liên động và bảo vệ trong mạch động lực của động cơ.
Nút nhấn gồm hệ thống lò xo, hệ thống các tiếp điểm thường hở – thường đóng và vỏ bảo vệ
Khi tác động vào nút nhấn, các tiếp điểm chuyển trạng thái, không còn tác động, các tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu
Nút nhấn thường mở, nút nhấn thường đóng và nút nhấn kép là các thành phần quan trọng trong nguyên lý cấu tạo của hệ thống điện Các ký hiệu trên sơ đồ điện giúp xác định chức năng của từng loại nút nhấn Cấu tạo của nút nhấn kép cũng đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển và vận hành mạch điện.
Nút nhấn được phân loại theo các yếu tố sau: a) Phân loại theo chức năng trạng thái hoạt đông của nút nhấn, có các loại:
Mỗi nút nhấn chỉ có một trạng thái (ON hoặc OFF)
Tiếp điểm thường hở Tiếp điểm thường đóng
Mỗi nút nhấn có hai trạng thái (ON và OFF)
Tiếp điểm thường hở liên kết với tiếp điểm thường đóng Đỗ Nguyễn Quốc Thiện
50 b) Phân loại theo hình dạng bên ngoài
+ Loại hở: Nó được đặt trên bề mặt một giá đặt trong bảng điện, hộp nút nhấn hay ở tủ điện
+ Loại bảo vệ: Nó được đặt trong một vỏ nhựa hay vỏ sắt có hình hộp
+ Loại bảo vệ chống nước: Được đặt trong một vỏ kín khít để tránh nước lọt vào
+ Loại bảo vệ chống nước và chống bụi: Được đạt trong một vỏ cacbua đúc kín để chống ẩm và bụi lọt vào
Nút nhấn kiểu chống nổ được thiết kế đặc biệt cho các hầm lò, mỏ thanh và những khu vực có khí nổ trong không khí Với cấu trúc kín khít, sản phẩm này ngăn chặn tia lửa thoát ra ngoài và đảm bảo độ bền vững, không bị phá vỡ khi xảy ra nổ.
- Theo yêu cầu điều khiển
- Theo kết cấu bên trong
+ Nút ấn loại có đèn báo
+ Nút ấn loại không có đèn báo
+ Nút nhấn tự giữ Đỗ Nguyễn Quốc Thiện
Tính toán lựa chọn dây dẫn
6.1 Cách chọn dây dẫn và CB cho tủ điện:
Sử dụng 2 máy bơm, mỗi máy có công suất là 2HP (1HPt6W), cos =0,85
Công suất tổng của cả 2 máy bơm
Vậy ta chọn CB 20 (A) Đỗ Nguyễn Quốc Thiện
52 Dựa vào bảng chọn dây dẫn của candivi ta chọn được dây 1.5 mm 2
Bảng 1.1: Bảng chọn dây dẫn điện của Cadivi Đỗ Nguyễn Quốc Thiện
Hình ảnh tủ điện khi hoàn thành
Hình 1.4: Hình bên ngoài tủ khi hoàn thành Đỗ Nguyễn Quốc Thiện
54 Hình 1.5: Hình bên trong tủ khi hoàn thành Đỗ Nguyễn Quốc Thiện
55 Hình 1.6: Hình bên trong tủ khi hoàn thành Đỗ Nguyễn Quốc Thiện
Bảng giá vật tư
STT Tên thiết bị Đơn vị tính Đơn giá Số lƣợng Thành tiền Ghi chú
3 Van điện từ Cái 250.000 2 500.000 Uni
10 Đèn báo pha Cái 10.000 4 40.000 Cikachi
Bảng 1.2: Bảng giá vật tư Đỗ Nguyễn Quốc Thiện
