BÀI GIẢNG
MÔN ĐIỀU KHIỂN LOGIC
1CT
2CT
Công tắc 3
cực
Công tắc 2 cực

Hình 1.1 Ký hiệu công
tắc
PHẦN I
ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA
ĐỘNG CƠ ĐIỆN
BÀI MỞ ĐẦU
NHẮC LẠI VÀ THỐNG NHẤT MỘT SỐ KIẾN THỨC CÓ LIÊN QUAN ĐẾN
MÔN HỌC ĐIỀU KHIỂN LÔGÍC
1.1. Các thiết bị đóng/cắt bằng tay
Là các thiết bị được chế tạo để người điều kiển đóng/cắt mạch điện trực tiếp
bằng tay:
- Khi các tiếp điểm tiếp xúc với nhau: cho dòng điện đi qua
- Khi các tiếp điểm không tiếp xúc với nhau: không cho dòng điện đi qua
1.1.1.Công tắc.
Công tắc là thiết bị dùng để đóng cắt mạch điện bằng tay mà sự đóng /cắt dựa
trên việc tiếp xúc hoặc không tiếp xúc của các tiếp điểm cơ khí.
*Ký hiệu công tắc trên sơ đồ:
Chú ý: Nếu trên cùng một sơ đồ sử dụng nhiều công tắc, ta có thể ký hiệu: 1CT, 2CT…
1.1.2.Cấu dao.
Cầu dao là thiết bị đóng/cắt mạch điện bằng tay mà việc đóng/cắt dựa trên tiếp

Hình1.3: Ký hiệu nút
ấn
Nút ấn thường
mở
Nút ấn thường
kín
3
(I)
Hình 1.4: Ký hiệu bộ khống
chế
(II)
(III)
2 1 0 1
2 3
Ý nghĩa của ký hiệu ở trên được hiểu như sau:
- Để tay gạt ở vị trí 0: cả ba mạch đều hở
- ở vị trí 1 bên phải(I) kín,(II)và (III) hở.
- ở vị trí 1 bên trái(II) kín,(I)và (III) hở.
- ở vị trí 2 bên trái(III) kín,(I)và (II) hở.
- ở vị trí 3 bên phải(III) kín,(I)và (II) hở.
Chú ý: Bộ khống chế được ký hiệu bằng chữ KC. Nếu trên cùng 1 sơ đồ có nhiều bộ
khống chế ta sử có thể ký hiệu 1KC, 2KC….
1.2.Các thiết bị đóng/ cắt tự động (đống cắt từ xa)
1.2.1. Rơ le và công tắc tơ điện từ.
Về cấu tạo và nguyên lý làm vịêc, Rơle và công tắc tơ điện từ giống nhau, nghĩa là về
cấu tạo đều có hai phần chính.
- Cơ cấu điện từ
- Hệ thống các tiếp điểm.
Cơ cấu điện từ bao gồm mạch từ và cuộn dây (cuốn hút).
Hệ thống các tiếp điểm bao gồm tiếp điểm động và tiếp điểm tĩnh.

Rơ le nhiệt: R
nh
….
Khởi động từ: một công tắc tơ đi kèm với một rơle nhiệt, thường dùng để
đóng/cắt cho động cơ điện được gọi tắt là khởi động từ.
1.2.2. Rơle thời gian
Rơle thời gian là loại rơle tạo được ra những khoảng thời gian trễ kể từ lúc có
tín hiệu vào (hoặc cắt tín hiệu ) cuộn hút cho tới khi tiếp điểm của nó chuyển trạng thái
.
*.Ký hiệu rơle thời gian trên sơ đồ :
+ Cuộn hút: Ký hiệu giống như các loại Rơle, Công tắc tơ
+ Tiếp điểm của rơle thời gian: có bốn loại cơ bản và được ký hiệu như sau:
Chú ý: Hiện nay trên thị trường chúng ta thường gặp loại Rơle thời gian có 2 cặp tiếp
điểm thời gian là thường mở đóng chậm và thường đóng mở chậm, 2 cặp kia ít
dùng hơn
1.2.3. Rơ le nhiệt
Về cấu tạo rơle nhiệt gồm ba bộ phận chính. Bộ phận thứ nhất là một sợi đốt
,dòng làm việc cũng như dòng qua tải đều đi qua sợi đốt này , nó có nhiệm vụ phát ra
nhiệt (tỉ lệ với dòng điện qua nó ). Do vậy nó được mắc nối tiếp với tải. Bộ phận thứ
hai là một thanh lưỡng kim nhận nhiệt từ sợi đốt, bộ phận thứ ba là các tiếp điểm
thường kín.
NguyÔn §¨ng Toµn Bµi gi¶ng m«n ®iÒu khiÓn
l«gÝc
5
Tiếp điểm thường đóng, đóng chậm
Tiếp điểm thường mở, đóng chậm
Tiếp điểm thường đóng, mở chậm

nh
U
1
U
2
R
nh
1.3.2. Động cơ điện một chiều
Dựa vào kiểu cấp nguồn cho dây quấn kích từ (dây quấn kích thích) có thể có
các loại động cơ một chiều sau:
- Động cơ một chiều kích từ độc lập:
- Động cơ một chiều kích từ song song:
- Động cơ một chiều kích từ nối tiếp: - Động cơ 1 chiều kích từ hổn hợp1.3.3. Động cơ địên không đồng bộ 3 pha
NguyÔn §¨ng Toµn Bµi gi¶ng m«n ®iÒu khiÓn
l«gÝc
7
Đ
+ -
U
ư

CKT
I
kt

được quấn dây.

NguyÔn §¨ng Toµn Bµi gi¶ng m«n ®iÒu khiÓn
l«gÝc
8
ĐK
ĐK
ĐB
+
-
BI 2
MT S S C TRONG H THNG
IU KHIN T NG TRUYN NG IN
2.1. S c ngn mch
2.1.1. nh ngha
- S c ngn mch l hin tng khộp kớn mch m khụng cú ti lm cho dũng
in trong mch tng cao phỏ hng h thng in.
- Nguyờn nhõn phỏ hng: dũng in ln, tc dũng tng.
2.1.2 Cỏc trng hp ngn mch
- Ngn mch mt pha: l trng hp ngn mch pha la vi pha ngui
- Ngn mch hai pha: l mng in cú hai pha la b ngn mch vi nhau.
- Ngn mch ba pha: l trng hp mng 3 pha la b ngn mch vi nhau.
2.1.3. Bo v s c ngn mch.
Dựng cu chỡ, Aptomỏt, Rle dũng cc i.
- Dựng cu chỡ:
Bo v ngn mch cho ng c 3 pha.
Tớnh toỏn cho cu chỡ:

- Định nghĩa: sự cố quá tải dài hạn là hiện tượng dòng điện làm việc tăng bằng
1,2 ÷ 1,4 dòng định mức và tồn tại trong khoảng thời gian dài làm hỏng thiết bị về mặt
nhiệt.
- Bảo vệ sự cố quá tải dài hạn:
Dùng Rơle nhiệt
Sơ đồ bảo vệ quá tải dành cho động cơ không đồng bộ ba pha
- Cơ chế bảo vệ:
Giả sử xảy ra sự cố quá tải dài hạn dòng điện của động cơ tăng, mà dòng điện
đó qua sợi đốt của Rơle nhiệt, sợi đốt đó sẽ phát ra một nhiệt lượng làm cho thanh kim
loại bị biến dạng và tác động vào lẫy cơ khí để mở tiếp điểm của Rơle nhiệt làm cho
thanh kim loại bị biến dạng và tác động vào lẫy cơ khí để mở tiếp điểm của Rơle nhiệt
(tiếp điểm 1RN hoặc 2RN mở). Do đó cuộn hút K mất điện làm các tiếp điểm K mở cắt
động cơ ra khỏi nguồn.
- Nguyên nhân:
+ Động cơ làm việc quá định mức do mang tải nhiều hơn định mức
+ Do ma sát trong động cơ
NguyÔn §¨ng Toµn Bµi gi¶ng m«n ®iÒu khiÓn
l«gÝc
10
D 1RN 2RN
K
CC CC
K
CC
CD
1RN 2RN
M
+ Do về mặt cơ khí
+ Do bị mất một pha ở động cơ không đồng bộ ba pha.
Đối với động cơ điện một chiều chỉ cần một sợi đốt.

RM
K
1RN
2RN
K
CCCC
K
2RN1RNDM 1RM 2RM
BÀI 3
XÂY DỰNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG THEO NGUYÊN TẮC THỜI
GIAN
3.1. Nội dung nguyên tắc
Khi xây dựng sơ đồ điều khiển tự động các chế độ làm việc của động cơ nếu
chúng ta lấy tín hiệu thời gian làm tín hiệu điều khiển thì gọi là nguyên tắc thời gian.
Phần tử để thực hiện nhận biết tín hiệu thời gian là rơle thời gian.
3.2 Một số ví dụ
VD1: Thiết kế mạch điều khiển khởi động động cơ 1 chiều kích từ độc lập qua
2 cấp điện trở phụ theo nguyên tắc thời gian.
Thuyết minh hoạt động.
Sau khi cấp điện vào mạch động lực và mạch điều khiển: → 1R
th
có điện, mở
ngay tiếp điểm 1 Rth(9 - 11). Bây giờ để khởi động động cơ ta ấn nút mở máy M (3 -
5) → cuộn hút công tắc tơ Đg có điện, đóng tiếp điểm Đg trên mạch động lực, phần
cứng động cơ được cấp điện từ lưới qua 2 điện trở phụ R
f1
, R
f2
→ dòng điện qua các
điện trở này có trị số lớn sẽ gây sụt áp trên chúng, sụt áp trên R

R
f2
Đg
2R
th
1G2G
Đg
Đg
Đg
Đg
1R
th
1G
2G
1R
th
2R
th
Đ
+
1
3 5
2
7
9 11
13
mạch) sau 1 thời gian trễ 2R
th
(11-13) đóng lại và cuộn hút 2G có điện đóng tiếp điểm
2G trên mạch lực loại bỏ nốt R

5
Đg
Đg
1R
th
2R
th
1R
th
2R
th
1G
2G
7
9
Đg
3R
th
Đg
15
3R
th
13
H
H
11
1
2
-
+

(11 - 13) chưa mở ngay do đó cuộn H có điện đóng tiếp điểm H trên mạch lực
đưa R
H
tham gia vào quá trình hãm . Sau một thời gian chỉnh định 3R
th
(11 - 13) mở ra và
cuộn H mất điện mở tiếp điểm H(1 - 11) loại bỏ cuộn 3R
th
, H ra khỏi lưới điện và kết
thúc quá trình hãm động năng.
Các phần tử:
+ Phần tử điều khiển Rơle thời gian 1R
th
, 2R
th
, 3R
th
.
+ Phần tử chấp hành: Công tắc tơ Dg, 1G, 2G, H .
+ Tiếp điểm Đg (3 - 5) tiếp điểm duy trì.
3.3.bài tập
Bài 1: Thiết kế mạch điều khiển động cơ trong máy giặt theo trình tự như sau: Quay
thuận 30 giây, nghỉ 5 giây, quay thuận 30 giây rồi lặp đi lặp lại quá trình trong thời
gian 5 phút.
Bài 2: Thiết kế mạch điều khiển đèn giao thông tại một ngã tư
Bài 3: Thiết kế mạch khởi động động cơ một chiều kích từ độc lập có đảo chiều quay,
có 1 cấp điện trở khởi động, dừng máy, đảo chiều có hãm động năng được điều khiển
theo nguyên tắc thời gian.
Bài 4: Thiết kế mạch điều khiển khởi động sao tam giác cho động cơ không động bộ
xoay chiều ba pha

1G
2G
3G
2G 1G
Đ
Đg
Đg
M
D
3
5
7
Đg
1
9 11
2
CKT
+
-
R
f3
R
f2
R
f1
Khi tốc độ động cơ tăng lên n, n ≥ n
1
thì điện áp trên phần ứng đạt tới điện áp
hút của cuộn 1G (U
ư

U
hút3G
= U
3
VD2: Mạch khởi động động cơ 1 chiều tính từ độc lập qua 1 cấp điện trở phụ
hạn chế dòng phần cứng và hãm động năng để dừng máy theo nguyên tắc tốc độ.
NguyÔn §¨ng Toµn Bµi gi¶ng m«n ®iÒu khiÓn
l«gÝc
16
G
Đ
R
f
Đg
H
Đg
RH
RH
R
h
H
Đg
Đg
CKT
+ -
G
M
D
THUYẾT MINH
Sau khi ấn nút mở máy M, công tắc tơ Đg có điện đóng tiếp điểm Đg thường

• Hãm động năng theo nguyên tắc thời gian
NguyÔn §¨ng Toµn Bµi gi¶ng m«n ®iÒu khiÓn
l«gÝc
17
BÀI 5
XÂY DỰNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG THEO NGUYÊN TẮC DÒNG
ĐIỆN
5.1. Nội dung nguyên tắc
- Dòng điện của động cơ cũng phản ánh các chế độ làm việc của động cơ.
Chẳng hạn: Chế độ điều khiển dòng khởi động, chế độ có tải, chế độ không tải hoặc
chế độ hãm.
Do vậy có thể lấy tín hiệu dòng điện vào động cơ làm tín hiệu điều khiển để xây
dựng mạch điều khiển các chế độ làm việc của động cơ.
Phần tử thực hiện: Rơle dòng điện hoặc các phân tử thực hiện dòng điện khác.
5.2.Ví dụ :
Sơ đồ động cơ điện 1 chiều kích từ nối tiếp theo nguyên tắc dòng.
I
hút
> I
đm
I
nhả
= I
đm
Chọn thời gian t
k
> t
RI
NguyÔn §¨ng Toµn Bµi gi¶ng m«n ®iÒu khiÓn
l«gÝc

thời gian hút của R
I
do đó tiếp điểm R
I
mở ra trước khi R
K
đóng vào do đó cuộn G sẽ
không có điện, nên tiếp điểm G vẫn mở, điện trở phụ được đưa vào giảm dòng khởi
động.
Khi dòng điện của động cơ giảm bằng dòng điện định mức thì cuộn R
I
ngừng
hút, tiếp điểm R
I
đóng lại cấp điện cho cuộn hút G tiếp điểm G đóng lại và loại bỏ điện
trở phụ ra, kết thúc giai đoạn khởi động.
5.3.Bài tập
Thiết kế mạch điều khiển khởi động động cơ một chiều kích từ độc lập có đảo
chiều, có một cấp điện trở khởi động, dừng máy có hãm động năng, khởi động được
điều khiển theo nguyên tắc dòng điện, quá trình hãm được điều khiển theo nguyên tắc
tốc độ
NguyÔn §¨ng Toµn Bµi gi¶ng m«n ®iÒu khiÓn
l«gÝc
19
IV. Các nguyên tắc điều khiển khác
Khi xây dựng mạch điều khiển các chế độ làm việc của động cơ, người ta có thể
căn cứ vào các đại lượng đo lường ρ, M,
,F
t
o

+ Sau khi đạt tốc độ cơ bản (tốc độ danh định ) , từ thông của động cơ sẽ tự động giảm
xuống để nâng tốc độ của động cơ lên lớn hơn tốc độ cơ bản ,dòng điện phần ứng sẽ
được giữ trong giới hạn chon phép nhờ sự điều khiển theo nguyên tắc rung bằng rơ le
dòng điện RT (qua trình hút nhả RT để làm giảm từ thông một cách đột ngột)
+ Khi dừng máy có hãm động năng qua 2 giai đoạn:
1.Hãm động năng với dòng kích từ nhỏ
2 .Hãm động năng với dòng kích từ định mức NguyÔn §¨ng Toµn Bµi gi¶ng m«n ®iÒu khiÓn
l«gÝc
21
1
r
FĐ
Đ
RG
RT
r
KT
Ckt

KT
một cách chắc
chắn khi tốc độ động cơ đạt ω
1
, cuận dây của rơ le RG nhận được điện áp bằng giá trị
chỉnh định , nó sẽ tác động làm đóng tiếp điểm RG(4-6)ngắn mạch điện trở phụ r
f
,
động cơ chuyển sang khởi động trên đường đặc tính tự nhiên (do dòng kích từ vẫn
đang có giá trị danh định nhờ RT (2-8)vẫn đóng) . Tốc độ động cơ tiếp tục tăng , dòng
điện phần ứng giảm dần đến trị số nhả của RT , rơ le RT nhả ra làm mở tiếp điểm
RT(2-8) bắt đầu quá trình giảm từ thông của động cơ . khi phần điện trở r
KT
được đưa
vào mạch kích từ , do quán tính điện từ nên từ thông sẽ giảm dần dần làm cho dòng
điện phần ứng cũng tăng dần cùng với sự tăng của tốc độ . Khi dòng điện phần ứng đạt
tới trị số hút của rơ le RT , rơ le RT tác động đóng tiếp điểm RT(2-8) mach điện trở
kích từ lại bị ngắn mạch, từ thông động cơ lại được tăng dần làm cho dòngđiện phần
ứng lại giảm xuống .
Trong quá trình thay đổi của từ thông và dòng điện phần ứng , tốc độ động cơ vẫn
tăng mô men động của hệ thống vẫn lớn hơn mô men cản . sau một số lần đóng mở của
tiếp điểm RT(2-8) , tốc độ tăng cao xấp xỉ băng tốc độ đã đặt , dòng điện phần ứng
không tăng đến trị số hút của RT nữa , điện trở r
KT
được cố định trong mạch kíck từ ,
hệ thống sẽ làm việc ổn định với dòng kích từ nhỏ hơn dòng kích từ danh định tương
ứng với tốc độ yêu cầu cao hơn tốc độ danh định
Như vậy nhờ có việc điều khiển theo nguyên tắc rung dòng điện mà dòng điện phần
ứng của động cơ được giữ không vượt quá trị số cho phép trong quá trình tăng tốc độ
của động cơ lên trên tốc độ cơ bản .

l«gÝc
23
ĐK
Đ
K
T
Rnh
RKT
CD
1cc
Rtr
Mn
Mt
Rtr
N
N
N
N
T
T
T
T
Rtr
Rtr
D
11
3
N
1
5

Khi tần số đóng ngắt cao( chẳng hạn trong chế độ ngắn hạn lặp lại) cần phải sử
dụng khí cụ điện đóng cắt một chiều vì đặc điểm của rơ le ,công tác tơ 1 chiều là có tần
số đóng cắt cho phép lớn,làm việc chắc chắn và an toàn. Tuy vậy , công tác tơ 1 chiều
thường có ít tiếp điểm ( đa số chỉ có một tiếp điểm chính ) nên ta phải tăng số tiếp điểm
công tác tơ lên.
Sơ đồ điều khiển động cơ điện không đồng bộ bằng khí cụ điện 1 chiều được trình
bày trên hình 3.3. trên sơ đồ này ,các rơ le dòng điện cực đại 1RM , 2RM , có tiếp điểm
tự phục rồi dùng để bảo vệ quá tải ngắn hạn cho chế độ ngắn hạn lặp lại . dòng điện hút
của rơ le này phải được chỉnh định nhỏ hơn dòng điện làm việc hai pha và dòng khởi
động
I
h
< I
2fa
< I
kđ
. do đó khi khởi động 1RM(5-7) mở . để đảm bảo khởi động ,ta dùng rơ le
thời gian Rth để phân mạch . Rơ le dòng điện 3RM có tiếp điểm không tự phục hồi
được sử dụng để bảo vệ ngắn mạch
Nguyên lý hoạt động của sơ đồ được tóm tắt như sau:
ở trạng thái ban đầu , đặt khí cụ ở vị trí “0” , sau khi đóng cầu dao 1CD và 2CD , các
rơ le RA và Rth có điện đóng các tiếp điểm thường mở của chúng.
Để khởi động thuận quay tay gạt bộ khống chế KC về phía phải KC1 và KC2 kín
làm cho Đg,1T , 2T có điện động cơ được đóng vào lưới theo thứ tự pha quay thuận
,lúc này 1RM( 5-13) cắt điện Rth ,vì Rth( 5-9) mở chậm nên RA vẫn được duy trì . thời
gian này được chỉnh định lớn hơn một chút so với thời gian khởi động.
Khi đảo chiều quay từ thuận sang ngược, ta quay tay ngạt của bộ khống chế từ phải
sang trái . Khi đi quavị trí “0” rơ le Rth có điện đóng tiếp điểm Rth( 5-9) và Rth( 2-4)
để chuẩn bị khởi động ngược . Lúc này công tác tơ H cũng mất điện nên phanh hãm
FH sẽ giữ trục động cơ lại làm cho tốc độ giảm nhanh xuống giá trị bằng không . Khi

1RM
7 2RM
9
3RM
11
RA
Rth
KC
0
1T
13 15
1N
Rth
KC
1
KC
1
KC
2
17
Đg
19
1T,2T
2T
1N,2N
2N
21
4
Rth
1T