Cầu dao: chức năng, cấu tạo, nguyên lí làm việc, tính chọn

Cùng chúng tôi tìm hiểu chức năng, cấu tạo, nguyên lý làm việc, cách tính chọn cầu dao cho phù hợp với tải qua bài viết dưới đây nhé.

Chức năng của cầu dao

Cầu dao là một loại thiết bị khí cụ điện dùng để đóng ngắt-mạch điện xoay chiều có điện áp nguồn 220V, 380V và một N chiều có điện áp nguồn 180V, đối với mạch có công suất lớn và rất lớn thì cầu dao chỉ đóng-ngắt trong trường hợp không tải.

Để đóng-ngắt điện một cách dứt khoát và an toàn hơn thì CB (Circuit Breaker) là một trong những loại khí cụ điện sử dụng trong trường hợp này là tốt nhất, vì CB có vai trò, mục đích sử dụng hoàn toàn giống như cầu dao, nhưng ngoài việc đóng ngắt mạch điện thì CB còn có chức năng bảo vệ quá tải trong trường hợp xảy ra sự cố như: ngắn mạch, sụt áp, mất pha trong lúc khởi động động cơ… v.v.

Hiện nay CB được chế tạo, ngoài hai chức năng trên còn có thêm một chức năng nữa đó là chức năng chống giật, nó đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người sử dụng, đối với các CB loại này thì tính năng kỹ thuật của nó rất tốt, tốt hơn so với cầu dao rất nhiều.

Cấu tạo và nguyên lý làm việc

Cấu tạo

• Cấu tạo chính của cầu dao là lưỡi dao và hệ thống kẹp lưỡi, được làm bằng hợp kim của đồng. Ngoài ra thì bộ phận nối dây cũng được làm bằng hợp kim đồng.
• Vật liệu này sẽ làm cho chúng tăng khả năng dẫn điện và độ nhạy với các phản ứng về cường độ của dòng điện.
• Cấu tạo cầu dao điện có kích cỡ khác nhau từ những loại thiết bị nhỏ dùng cho gia đình, đến cả các loại thiết bị chuyển mạch lớn để bảo vệ điện cao thế cho toàn bộ một thành phố.

Nguyên lý hoạt động

• Dựa theo nguyên lý thì cầu dao điện hoạt động khá đơn giản, thường thì dòng điện sẽ đi ra ở dây nóng và về ở dây mát. Chúng có ngược chiều chuyển động với nhau.
• Tức là từ trường biến thiên được sinh ra trong cuộn dây là ngược chiều nhau. Trong trường hợp nếu như 2 dòng điện này bằng nhau thì 2 từ trường biến thiên sẽ tự động triệt tiêu lẫn nhau. Làm cho điện áp đầu ra của cuộn thứ cấp sẽ bằng 0.
• Trong trường hợp điện áp qua 2 dây bị do, thì lúc này dòng điện trên 2 dây sẽ khác nhau. Do đó 2 từ trường biến thiên sinh ra trong cuộn dây cũng sẽ khác nhau. Từ đó làm xuất hiện dòng điện cảm ứng trên cuộn dây.
• Hệ thống lưỡi dao và hệ thống kẹp, mạch điện được sử dụng để đóng hoặc ngắn mạch điện. Khi sử dụng thì người dùng cần lưu ý rằng cầu dao có thể xảy ra hiện tượng hồ quang điện và gây ảnh hưởng đến các thiết bị khác.

Tính toán chọn CB cho phù hợp với tải

Trong ngành kỹ thuật lạnh, thường dùng CB đóng – ngắt nguồn điện trong quá trình truyền động điện cho máy nén lạnh, bơm, quạt và cánh khuấy,.v.v. Để CB có tính năng bảo vệ quá dòng cho hệ thống lạnh khi xảy ra hiện tượng mất pha, quá tải, … nói chung là một sự cố bất thường thì cần phải chọn CB đúng kỹ thuật và phù hợp với công suất làm việc của hệ thống lạnh.

Chọn CB cho động cơ máy nén lạnh

Khi chọn CB cho động cơ máy nén lạnh thì phải chọn:

I_tđCB= (1,2-1,5).I_kđđc/điện áp tương ứng với điện áp động cơ hoạt động.

Trong đó:

• I_kđđc: dòng khởi động của động cơ, đối với một số động cơ có công suất lớn thì dòng khởi động lớn hơn dòng làm việc rất nhiều.
• I_tđCB: dòng tác dòng của CB, tại giá trị này CB sẽ nhảy và ngắt nguồn cấp vào động cơ.

Chọn CB tổng cho nhiều động cơ máy nén lạnh

Khi chọn tổng CB cho nhiều động cơ máy nén lạnh thì phải chọn:

I_tđCBtổng= (1,2-1,5). ΣI_kdđc/điện áp tương ứng với điện áp động cơ hoạt động.

Trong đó:

• I_tđCBtổng: dòng tác động của CB tổng.
• ΣI_kdđc: dòng điện tổng khi các động cơ khởi động cùng một lúc.