thiet-bi-dien: Nội dung: Chương 2: Thiết Bị Điều Khiển Dùng Trong Hệ Thống Lạnh

Sau khi hoàn thành chương này, người học có thể:

Trình bày được cấu tạo, ký hiệu và nguyên lý làm việc của các thiết bị đóng cắt cơ bản: Công tắc, Nút ấn, và Cầu dao.
Giải thích được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Công tắc tơ (Khởi động từ) và ứng dụng của nó trong việc điều khiển máy nén công suất lớn.
Mô tả được cấu tạo và nguyên lý làm việc của Rơ le trung gian (Auxiliary Relay) và Rơ le thời gian (Time Delay Relay) cùng với các ứng dụng điển hình trong hệ thống lạnh.
Vận dụng kiến thức để phân biệt các loại thiết bị và xác định chức năng của chúng trong sơ đồ điều khiển thực tế.

Đây là các thiết bị đóng cắt đơn giản, thường dùng để điều khiển thủ công hoặc làm nhiệm vụ bảo vệ cơ bản.

Định nghĩa: Thiết bị dùng để đóng hoặc ngắt dòng điện trong mạch điện, duy trì trạng thái đóng/ngắt cho đến khi có tác động mới.
Cấu tạo: Thường gồm các tiếp điểm cố định và tiếp điểm di động, cơ cấu lẫy hoặc cần gạt để giữ trạng thái.
Ứng dụng trong hệ thống lạnh: Công tắc nguồn chính (ON/OFF), công tắc chọn chế độ vận hành (Mode Select).

Định nghĩa: Thiết bị đóng cắt chỉ thay đổi trạng thái khi có lực tác động và trở về trạng thái ban đầu ngay khi lực tác động được nhả ra (Momentary action).
Phân loại:
- Thường mở (NO - Normally Open): Tiếp điểm mở khi chưa tác động, đóng khi nhấn.
- Thường đóng (NC - Normally Closed): Tiếp điểm đóng khi chưa tác động, mở khi nhấn.
Ứng dụng trong hệ thống lạnh: Nút dừng khẩn cấp (Emergency Stop), nút kiểm tra (Test button).

Shutterstock

Định nghĩa: Thiết bị đóng cắt dùng để đóng/ngắt đồng thời nhiều pha của mạch điện, thường đóng vai trò là thiết bị ngắt mạch chính.
Phân loại:
- Cầu dao (Dao cắt): Chỉ có chức năng đóng cắt.
- Áptômát (Circuit Breaker - CB): Ngoài chức năng đóng cắt, còn có chức năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch.
Ứng dụng trong hệ thống lạnh: CB là thiết bị bảo vệ và đóng cắt chính cho toàn bộ hệ thống hoặc cho từng tải lớn (như máy nén).

Công tắc tơ là thiết bị đóng cắt được điều khiển bằng điện, là thiết bị trung gian và quan trọng nhất giữa mạch điều khiển và mạch động lực.

Công tắc tơ gồm ba bộ phận chính:

Cơ cấu điện từ (Cuộn dây): Cuộn dây đồng quấn quanh lõi thép, có nhiệm vụ tạo lực hút từ khi có dòng điện chạy qua.
Hệ thống tiếp điểm:
- Tiếp điểm chính (Main Contacts): Chịu dòng điện lớn, dùng để đóng cắt mạch động lực (mạch cấp nguồn cho máy nén, quạt công suất lớn).
- Tiếp điểm phụ (Auxiliary Contacts): Chịu dòng điện nhỏ, dùng trong mạch điều khiển (thường là NO và NC).
Cơ cấu dập hồ quang: Đảm bảo an toàn khi ngắt dòng điện công suất lớn.

Khi cấp điện áp vào cuộn dây (coil) của Contactor, cuộn dây sinh ra lực từ hút lõi thép di động.
Lõi thép di động kéo hệ thống tiếp điểm di chuyển.
Các tiếp điểm chính (thường là NO) đóng lại, cấp điện cho tải động lực (máy nén).
Các tiếp điểm phụ thay đổi trạng thái (NO đóng thành NC, NC mở thành NO) để thực hiện các chức năng khóa chéo, duy trì mạch, hoặc báo trạng thái.
Khi ngắt điện khỏi cuộn dây, lò xo phản lực đẩy hệ thống tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu.

Khởi động/Dừng máy nén: Contactor là thiết bị bắt buộc để đóng/ngắt máy nén 3 pha hoặc máy nén 1 pha công suất lớn.
Điều khiển Quạt dàn nóng/lạnh công suất lớn.
Thực hiện chức năng khóa chéo trong các mạch đảo chiều quay hoặc chuyển đổi tải.

Hai loại Rơ le này là các thiết bị đóng cắt phụ trợ, chủ yếu dùng trong mạch điều khiển.

Định nghĩa: Là một thiết bị đóng cắt dùng điện, có cấu tạo tương tự Công tắc tơ nhưng kích thước nhỏ hơn và chỉ có tiếp điểm phụ (Auxiliary Contacts) với khả năng chịu dòng điện nhỏ.
Mục đích sử dụng:
1. Tăng số lượng tiếp điểm: Dùng để nhân đôi (hoặc nhiều hơn) các tiếp điểm điều khiển khi đầu ra của một thiết bị điều khiển khác (ví dụ: board mạch) không đủ tiếp điểm.
2. Phân tách mạch: Dùng để cách ly mạch điều khiển có điện áp thấp (ví dụ: 12VDC, 24VAC) với các tải phụ có điện áp cao hơn (ví dụ: 220VAC).
Nguyên lý làm việc: Giống như Contactor, Rơ le hoạt động khi cuộn dây được cấp điện và các tiếp điểm thay đổi trạng thái.

Định nghĩa: Thiết bị có chức năng đóng/ngắt mạch điện sau một khoảng thời gian xác định kể từ khi tín hiệu điều khiển được kích hoạt hoặc ngắt.
Phân loại phổ biến:
1. ON Delay (Kích trễ): Sau khi cuộn dây có điện, tiếp điểm chỉ tác động sau một khoảng thời gian (T) đã cài đặt.
2. OFF Delay (Ngắt trễ): Tiếp điểm tác động ngay khi cuộn dây có điện, và chỉ trở về trạng thái ban đầu sau một khoảng thời gian (T) kể từ khi cuộn dây bị ngắt điện.
Ứng dụng trong hệ thống lạnh:
- Bảo vệ máy nén (ON Delay): Tạo độ trễ (ví dụ: 3-5 phút) sau khi ngắt máy nén để cân bằng áp suất, tránh khởi động lại ngay lập tức.
- Điều khiển xả đá (Defrost): Cài đặt thời gian cho chu kỳ xả đá và thời gian hồi phục nhiệt độ.