Máy phát điện, Máy biến áp, Động cơ điện, Ứng dụng điện và Điều khiển tuần tự
発電機・変圧器・電動機・電気応用とシーケンス制御
Thợ điện hạng 1 第一種電気工事士 (thi lý thuyết) · 第一種電気工事士(学科試験) · Bài học do Tokutei Pass tự biên soạn dựa trên giáo trình chính thức; không sao chép nguyên văn.
三相かご形誘導電動機の回転速度と始動法
Tốc độ quay và Phương pháp khởi động của Động cơ không đồng bộ ba pha rô-to lồng sóc
工場やビルの動力設備で広く使われる三相かご形誘導電動機では、固定子巻線に三相交流を流すと回転磁界が生じます。この速度を同期速度 Ns(min⁻¹)と呼び、電源周波数 f(Hz)と極数 p から Ns = 120 × f ÷ p で求まります。
Trong động cơ không đồng bộ ba pha roto lồng sóc (三相かご形誘導電動機) được dùng rộng rãi nhất trong thiết bị động lực nhà máy và tòa nhà, việc cho dòng điện xoay chiều ba pha chạy qua cuộn dây phần tĩnh (固定子) sẽ tạo ra từ trường quay (回転磁界). Tốc độ của từ trường quay này gọi là tốc độ đồng bộ Ns (min⁻¹), được tính từ tần số nguồn f (Hz) và số cực từ p theo công thức Ns = 120 × f ÷ p.
回転子の実際の回転速度 N(min⁻¹)は同期速度 Ns より少し遅くなり、その速度差の割合を滑り s = (Ns − N) ÷ Ns と定義します。よって回転速度は N = Ns × (1 − s) = (120 × f ÷ p) × (1 − s) となり、周波数 f にほぼ比例します。
Tốc độ quay thực tế N (min⁻¹) của phần quay (回転子) luôn chậm hơn tốc độ đồng bộ Ns một chút, và tỷ lệ chênh lệch tốc độ đó được định nghĩa là hệ số trượt (滑り) s = (Ns − N) ÷ Ns. Do đó tốc độ quay là N = Ns × (1 − s) = (120 × f ÷ p) × (1 − s), biến thiên gần như tỷ lệ thuận với tần số f.
インバータ(VVVF:可変電圧可変周波数制御装置)を用い、電圧 V と周波数 f の比(V ÷ f)を一定に保ちながら周波数を変えると、磁束を一定に保って効率よく速度制御できます。60Hz から 50Hz 等へ変えたときの回転速度計算が頻出です。
Khi sử dụng biến tần (インバータ — VVVF: thiết bị điều khiển điện áp biến thiên tần số biến thiên), bằng cách thay đổi tần số liên tục trong khi giữ không đổi tỷ số giữa điện áp V và tần số f (V ÷ f), ta có thể điều khiển tốc độ quay hiệu quả mà không làm bão hòa từ thông. Trong kỳ thi, bài toán tính tốc độ quay N khi đổi tần số từ 60Hz sang 50Hz hoặc 45Hz xuất hiện rất thường xuyên.
かご形誘導電動機を直接電源につなぐ全電圧始動(じか入れ始動)では、定格電流の 5〜8倍の始動電流が流れます。大容量機では始動電流を抑えるため、始動時にスター(Y)結線、加速後にデルタ(Δ)結線へ切り替える Y-Δ 始動法が採用されます。
Ở phương pháp khởi động toàn điện áp (全電圧始動 — khởi động trực tiếp じか入れ始動) nối thẳng động cơ lồng sóc vào nguồn điện, dòng điện khởi động (始動電流) chảy qua lớn gấp 5 đến 8 lần dòng điện định mức. Với động cơ công suất lớn, để hạn chế dòng khởi động, người ta áp dụng phương pháp khởi động sao-tam giác (Y-Δ始動法): lúc khởi động đấu cuộn dây stato hình sao (Y), sau khi tăng tốc thì chuyển sang đấu hình tam giác (Δ).
Y-Δ 始動法では、各相巻線の電圧が全電圧始動(Δ結線)の 1 ÷ √3 倍になるため、電源側の始動電流(線電流)と始動トルクはともに全電圧始動時の 1 ÷ 3 に減少します。なお二次抵抗始動法は巻線形専用であり、かご形には使えません。
Trong phương pháp khởi động Y-Δ, điện áp đặt vào mỗi pha cuộn dây bằng 1 ÷ √3 lần so với khởi động trực tiếp (đấu Δ), nên cả dòng điện dây phía nguồn (dòng khởi động) lẫn mô-men khởi động (始動トルク) đều giảm xuống còn 1 ÷ 3 (khoảng 33%) so với khởi động toàn điện áp. Lưu ý rằng phương pháp khởi động bằng điện trở thứ cấp (二次抵抗始動法) chỉ dùng riêng cho động cơ không đồng bộ roto dây quấn (巻線形誘導電動機), không dùng được cho loại lồng sóc.

Điểm cần nhớ
- 同期速度 Ns = 120 × f ÷ p(min⁻¹)、実回転速度 N = Ns × (1 − s)。4極・50Hz なら Ns = 1,500 min⁻¹、60Hz なら Ns = 1,800 min⁻¹
Tốc độ đồng bộ Ns = 120 × f ÷ p (min⁻¹), tốc độ quay thực N = Ns × (1 − s). Với 4 cực, 50Hz thì Ns = 1.500 min⁻¹; 60Hz thì Ns = 1.800 min⁻¹ - Y-Δ 始動法では、全電圧始動に比べて相電圧が 1 ÷ √3 倍、始動電流(線電流)と始動トルクはともに 1 ÷ 3 倍になる
Ở khởi động Y-Δ, so với khởi động toàn điện áp thì điện áp pha bằng 1 ÷ √3 lần, còn dòng điện khởi động (dòng dây) và mô-men khởi động đều bằng 1 ÷ 3 lần - かご形の始動法は全電圧始動・Y-Δ始動・リアクトル始動・始動補償器法であり、二次抵抗始動法は巻線形専用
Phương pháp khởi động động cơ lồng sóc gồm: khởi động trực tiếp, khởi động Y-Δ, khởi động bằng cuộn kháng, khởi động bằng biến áp tự ngẫu; khởi động bằng điện trở thứ cấp chỉ dành cho động cơ roto dây quấn - 高効率のトップランナーモータ(IE3)へ更新すると、定格効率と回転速度は上がるが、始動電流は従来機より大きくなる点に注意
Khi nâng cấp lên động cơ hiệu suất cao Top Runner (トップランナーモータ IE3), hiệu suất định mức và tốc độ quay tăng lên nhưng dòng điện khởi động lại lớn hơn động cơ thế hệ cũ
| Từ vựng | Nghĩa |
|---|---|
| 同期速度 | 同期速度 (どうきそくど): Tốc độ đồng bộ (Ns = 120f ÷ p) |
| 滑り | 滑り (すべり): Hệ số trượt (s = (Ns − N) ÷ Ns) |
| かご形誘導電動機 | かご形誘導電動機 (かごがたゆうどうでんどうき): Động cơ không đồng bộ roto lồng sóc |
| スター・デルタ始動 | スター・デルタ始動 (しどう): Khởi động sao - tam giác (Y-Δ) |
| インバータ制御 | インバータ制御 (せいぎょ): Điều khiển biến tần (VVVF) |
| 巻線形誘導電動機 | 巻線形誘導電動機 (まきせんがたゆうどうでんどうき): Động cơ không đồng bộ roto dây quấn |
変圧器の損失・最大効率条件と耐熱クラス
Tổn hao, Điều kiện hiệu suất cực đại của Máy biến áp và Cấp cách điện chịu nhiệt
変圧器の損失は、負荷に無関係で一定の無負荷損(鉄損 Pi)と、負荷電流(負荷率 m)の 2乗に比例する負荷損(銅損 Pc)に分けられます。鉄損はヒステリシス損と渦電流損から成り、ケイ素鋼板やアモルファス合金鉄心で低減されます。
Tổn hao của máy biến áp (変圧器) được chia thành 2 loại: tổn hao không tải (無負荷損 — tổn hao sắt từ 鉄損 Pi) phát sinh không đổi bất kể độ lớn của tải, và tổn hao có tải (負荷損 — tổn hao đồng 銅損 Pc) tăng tỷ lệ thuận với bình phương dòng điện tải (hoặc bình phương hệ số tải m). Tổn hao sắt từ lại gồm tổn hao trễ từ (ヒステリシス損) và tổn hao dòng điện xoáy (渦電流損), được giảm thiểu nhờ dùng tôn silic (ケイ素鋼板) hoặc hợp kim vô định hình (アモルファス合金) làm lõi sắt.
定格容量 Pn(W)の変圧器を負荷率 m(0 ≦ m ≦ 1)、力率 cosθ で運転するときの出力は Pout = m × Pn × cosθ で、銅損は全負荷銅損 Pc0 から m² × Pc0 となります。効率 η は Pout ÷ (Pout + Pi + m² × Pc0) × 100(%)です。
Khi vận hành máy biến áp có dung lượng định mức Pn (W) ở hệ số tải m (0 ≤ m ≤ 1) và hệ số công suất cosθ, công suất đầu ra là Pout = m × Pn × cosθ, còn tổn hao đồng lúc đó được biểu diễn qua tổn hao đồng toàn tải Pc0 là m² × Pc0. Do đó hiệu suất η được tính bằng Pout ÷ (Pout + Pi + m² × Pc0) × 100 (%).
変圧器の効率 η が最大となるのは、無負荷損(鉄損 Pi)と運転時の負荷損(銅損 m² × Pc0)が等しくなるとき、すなわち Pi = m² × Pc0 のときです。これより最大効率となる負荷率 m は m = √(Pi ÷ Pc0) で求められます。
Hiệu suất η của máy biến áp đạt cực đại khi tổn hao không tải (tổn hao sắt Pi) bằng với tổn hao có tải lúc đang vận hành (tổn hao đồng m² × Pc0), tức là Pi = m² × Pc0. Từ đó hệ số tải m để đạt hiệu suất cực đại được tìm bằng công thức m = √(Pi ÷ Pc0), và bài toán tính toán này hầu như năm nào cũng ra thi.
ビル等の受電室では、絶縁油を使わず高圧巻線をエポキシ樹脂で固めた難燃性のモールド変圧器が多用されます。写真鑑別では、上部の太いブスバーが低圧二次端子、細いがいし端子が高圧一次端子、中央の切替片がタップ端子です。
Tại phòng nhận điện của các tòa nhà hay bệnh viện, người ta dùng nhiều máy biến áp khuôn đúc (モールド変圧器) khó cháy, không dùng dầu cách điện mà đúc cứng cuộn dây cao áp bằng nhựa epoxy (エポキシ樹脂). Trong câu hỏi nhận diện ảnh, hãy phân biệt: thanh cái to phía trên là cực thứ cấp hạ áp (低圧二次端子), cực sứ nhỏ là cực sơ cấp cao áp (高圧一次端子), còn mảnh chuyển mạch ở khoảng giữa là cực phân áp (タップ端子) để điều chỉnh điện áp.
変圧器や電動機の絶縁材料は最高許容温度により耐熱クラス(JIS C 4003)が定まっています。低い順に Y(90℃)< A(105℃)< E(120℃)< B(130℃)< F(155℃)< H(180℃)< C(180℃超)となり、E・B・F・H が頻出です。
Ngoài ra, vật liệu cách điện của máy biến áp và động cơ điện được quy định cấp chịu nhiệt (耐熱クラス — JIS C 4003) theo nhiệt độ cho phép tối đa. Theo thứ tự nhiệt độ cho phép từ thấp đến cao là: Y (90℃) < A (105℃) < E (120℃) < B (130℃) < F (155℃) < H (180℃) < C (trên 180℃), đặc biệt thứ tự và nhiệt độ của E, B, F, H rất hay ra thi.

Điểm cần nhớ
- 無負荷損(鉄損 Pi = ヒステリシス損 + 渦電流損)は負荷に無関係で一定、負荷損(銅損)は負荷電流(負荷率 m)の 2乗に比例
Tổn hao không tải (tổn hao sắt Pi = tổn hao trễ + tổn hao dòng xoáy) không đổi và độc lập với tải; tổn hao có tải (tổn hao đồng) tỷ lệ thuận với bình phương dòng tải (hệ số tải m) - 最大効率条件は「鉄損 Pi = 運転時の銅損 m² × Pc0」であり、最大効率時の負荷率は m = √(Pi ÷ Pc0)
Điều kiện hiệu suất cực đại là Tổn hao sắt Pi = Tổn hao đồng khi vận hành m² × Pc0, và hệ số tải lúc hiệu suất cực đại là m = √(Pi ÷ Pc0) - モールド変圧器はエポキシ樹脂絶縁で難燃性・保守容易だが、油入変圧器に比べて価格は高め
Máy biến áp khuôn đúc (モールド変圧器) cách điện bằng nhựa epoxy, khó cháy và dễ bảo trì, nhưng giá thành cao hơn máy biến áp ngâm dầu - 絶縁材料の耐熱クラス:Y(90℃)< A(105℃)< E(120℃)< B(130℃)< F(155℃)< H(180℃)< C(180℃超)
Cấp chịu nhiệt của vật liệu cách điện: Y (90℃) < A (105℃) < E (120℃) < B (130℃) < F (155℃) < H (180℃) < C (trên 180℃)
| Từ vựng | Nghĩa |
|---|---|
| 無負荷損(鉄損) | 無負荷損・鉄損 (むふかそん・てつそん): Tổn hao không tải / Tổn hao sắt từ (Pi) |
| 負荷損(銅損) | 負荷損・銅損 (ふかそん・どうそん): Tổn hao có tải / Tổn hao đồng (Pc) |
| ヒステリシス損 | ヒステリシス損 (そん): Tổn hao trễ từ |
| 渦電流損 | 渦電流損 (うずでんりゅうそん): Tổn hao dòng điện xoáy (Foucault) |
| モールド変圧器 | モールド変圧器 (へんあつき): Máy biến áp khô đúc nhựa epoxy |
| 耐熱クラス | 耐熱クラス (たいねつくらす): Cấp cách điện chịu nhiệt (Y, A, E, B, F, H, C) |
照明・電熱計算と特殊場所用機器
Chiếu sáng, Tính toán nhiệt điện và Thiết bị dùng cho khu vực đặc biệt
照明工学の 4つの基本量は単位とセットで暗記します。光源から出る光の総量が光束 F(lm ルーメン)、特定方向への光の強さが光度 I(cd カンデラ)、照らされる面の明るさが照度 E(lx ルクス)、光源や反射面の輝きが輝度 L(cd/m²)です。
Bốn đại lượng cơ bản của kỹ thuật chiếu sáng cần học thuộc kèm đơn vị. Tổng lượng ánh sáng phát ra từ nguồn sáng là quang thông F (光束, đơn vị: lm lumen), cường độ sáng theo một hướng xác định là cường độ sáng I (光度, cd candela), độ sáng của bề mặt được chiếu sáng là độ rọi E (照度, lx lux), và độ chói (độ lóa) của nguồn sáng hay mặt phản xạ là độ chói L (輝度, cd/m²).
LED は半導体の p-n 接合に電流を流して直接発光させるエレクトロルミネセンス(EL)を応用し、紫外線を蛍光体に当てる蛍光ランプ(ホトルミネセンス)とは原理が異なります。また断熱材施工天井には S形(SB・SG形)ダウンライトを選定します。
Đèn LED ứng dụng hiện tượng điện phát quang (エレクトロルミネセンス — EL) cho dòng điện chạy qua lớp tiếp giáp p-n của chất bán dẫn để phát sáng trực tiếp, khác nguyên lý với đèn huỳnh quang dùng hiện tượng quang phát quang (ホトルミネセンス) chiếu tia cực tím vào chất huỳnh quang. Ngoài ra, trên trần nhà có thi công vật liệu cách nhiệt, phải chọn đèn downlight chuyên dụng cho trần cách nhiệt loại S (S形: SB形, SG形).
電熱器で水 m(kg)を温度差 Δt(K)だけ加熱するとき、比熱 4.2 kJ/(kg・K)、熱効率 η、1kWh = 3,600kJ とすると、電力量 W(kWh)= (4.2 × m × Δt) ÷ (3,600 × η) です。エコキュートの冷媒には CO₂ を使います。
Khi dùng thiết bị đun điện đun nóng khối lượng nước m (kg) tăng thêm độ chênh nhiệt độ Δt (℃ hoặc K), lấy nhiệt dung riêng của nước là 4,2 kJ/(kg·K), hiệu suất nhiệt là η (số thập phân) và 1kWh = 3.600kJ, thì điện năng cần thiết W (kWh) được tính bằng W = (4,2 × m × Δt) ÷ (3.600 × η). Trong máy nước nóng bơm nhiệt dùng môi chất lạnh tự nhiên (エコキュート), môi chất lạnh được sử dụng là khí cacbonic (CO₂).
工業用電気加熱では、交番磁束による渦電流で金属を溶かす誘導加熱、高周波電界で木材やプラスチックなど絶縁物を内部から均一に温める誘電加熱、ヒータからの電磁波で塗装面等の表面を乾かす赤外線加熱の区別が重要です。
Trong gia nhiệt điện công nghiệp, cần phân biệt rõ: gia nhiệt cảm ứng (誘導加熱) dùng dòng điện xoáy do từ thông biến thiên để nấu chảy kim loại; gia nhiệt điện môi (誘電加熱 — nguyên lý lò vi sóng) dùng điện trường cao tần làm nóng đồng đều từ bên trong các vật cách điện như gỗ hay nhựa; và gia nhiệt hồng ngoại (赤外線加熱) dùng sóng điện từ phát ra từ bộ sưởi đặt cách vật cần nung một khoảng để sấy khô bề mặt.
写真鑑別では、可燃性ガス等が存在する危険場所で使う厚いガラスグローブと保護網付きの防爆形照明器具や、大電流導体を鋼製ダクト内に絶縁支持して工場幹線に使うバスダクトがよく出題されます。
Trong phần nhận diện ảnh thiết bị nhà máy, đề thi rất hay hỏi đèn chiếu sáng phòng nổ (防爆形照明器具) trang bị chụp thủy tinh dày vững chắc và lưới bảo vệ dùng ở khu vực nguy hiểm có khí dễ cháy hoặc hơi dễ bắt lửa, cùng với hệ thống thanh dẫn điện bọc kín (バスダクト) đỡ cách điện các thanh dẫn dòng lớn (đồng hoặc nhôm) bên trong vỏ ống thép dùng làm đường trục chính trong nhà máy.
Điểm cần nhớ
- 光束=ルーメン(lm)、光度=カンデラ(cd)、照度=ルクス(lx)、輝度=cd/m²。LED はエレクトロルミネセンス(定格寿命約 40,000時間)
Quang thông = lumen (lm), Cường độ sáng = candela (cd), Độ rọi = lux (lx), Độ chói = cd/m². Đèn LED phát sáng bằng điện phát quang (tuổi thọ định mức khoảng 40.000 giờ) - 水加熱の電力量 W(kWh)= 4.2 × m(kg)× Δt(K)÷ (3,600 × η)。1 kWh = 3,600 kJ の換算を忘れないこと
Điện năng đun nước W (kWh) = 4,2 × m (kg) × Δt (K) ÷ (3.600 × η). Đừng quên quy đổi 1 kWh = 3.600 kJ - 金属(導体)の溶解は渦電流による「誘導加熱」、木材・プラスチック(絶縁物)の内部加熱は「誘電加熱」
Nấu chảy kim loại (vật dẫn) bằng dòng xoáy là gia nhiệt cảm ứng (誘導加熱); làm nóng bên trong gỗ và nhựa (vật cách điện) là gia nhiệt điện môi (誘電加熱) - エコキュートの冷媒は CO₂(二酸化炭素)。断熱天井には S形(SB・SG形)ダウンライト、危険場所には防爆形照明器具を使用
Môi chất lạnh của EcoCute là CO₂ (khí cacbonic). Trần cách nhiệt dùng đèn downlight loại S (SB, SG); nơi nguy hiểm cháy nổ dùng đèn chiếu sáng phòng nổ (防爆形照明器具)
| Từ vựng | Nghĩa |
|---|---|
| 光束・光度・照度・輝度 | 光束・光度・照度・輝度: Quang thông (lm), Cường độ sáng (cd), Độ rọi (lx), Độ chói (cd/m²) |
| エレクトロルミネセンス | エレクトロルミネセンス: Hiện tượng điện phát quang (nguyên lý đèn LED) |
| 誘導加熱 | 誘導加熱 (ゆうどうかねつ): Gia nhiệt cảm ứng (nấu chảy kim loại bằng dòng xoáy) |
| 誘電加熱 | 誘電加熱 (ゆうでんかねつ): Gia nhiệt điện môi (làm nóng vật cách điện bằng cao tần) |
| 防爆形照明器具 | 防爆形照明器具 (ぼうばくがたしょうめいきぐ): Đèn chiếu sáng kiểu phòng nổ |
| バスダクト | バスダクト: Thanh dẫn điện bọc kín (Bus duct) |
蓄電池設備とパワーエレクトロニクス
Thiết bị ắc quy và Điện tử công suất
受電設備の操作用直流電源等には蓄電池(二次電池)が使われます。鉛蓄電池は正極に二酸化鉛(PbO₂)、負極に鉛(Pb)、電解液に希硫酸(H₂SO₄)を用い、公称電圧は約 2.0V/セルです。放電が進むと両極が硫酸鉛になり電解液比重が低下します。
Ắc quy (二次電池 / 蓄電池) được dùng làm nguồn điện dự phòng khẩn cấp và nguồn một chiều thao tác trong trạm nhận điện. Ắc quy chì (鉛蓄電池) dùng chì đioxit (PbO₂) làm cực dương, chì xốp (Pb) làm cực âm, dung dịch axit sunfuric loãng (希硫酸 H₂SO₄) làm chất điện phân, có điện áp danh định khoảng 2,0V/ngăn. Khi phóng điện tiến triển, cả hai cực đều biến đổi thành chì sunfat (PbSO₄) và tỷ trọng dung dịch điện phân giảm xuống.
一方、アルカリ蓄電池(ニッケル・カドミウム蓄電池等)は正極に水酸化ニッケル、負極にカドミウム、電解液に水酸化カリウム水溶液(KOH)を用い、公称電圧は約 1.2V/セルです。過放電や低温に強く長寿命という特徴があります。
Ngược lại, ắc quy kiềm (アルカリ蓄電池, như ắc quy niken-cadimi) dùng niken hiđroxit làm cực dương, cadimi làm cực âm, dung dịch kali hiđroxit (水酸化カリウム水溶液 KOH) làm chất điện phân, có điện áp danh định khoảng 1,2V/ngăn. So với ắc quy chì, ắc quy kiềm có đặc điểm chịu phóng điện quá mức và chịu nhiệt độ thấp tốt hơn, tuổi thọ dài hơn.
直流電源装置の浮動充電方式は、充電器(整流器)・蓄電池・負荷の 3つをすべて並列接続する方式です。平常時は蓄電池の自己放電を補いつつ負荷へ給電し、停電時には無瞬断で蓄電池から負荷へ給電します。
Phương pháp nạp phụ (浮動充電方式 — nạp thả nổi) của bộ nguồn một chiều là phương pháp đấu song song cả 3 phần tử: bộ nạp (chỉnh lưu), ắc quy và phụ tải. Lúc bình thường, bộ nạp vừa bù đắp lượng tự phóng điện của ắc quy vừa cấp điện cho tải; khi mất điện, nguồn cấp cho tải được chuyển sang ắc quy hoàn toàn không gián đoạn (無瞬断).
電力変換器では、交流を直流に変えるのがコンバータ、直流を交流に変えるのがインバータ、直流を別の直流電圧に変えるのがチョッパです。サイリスタのゲート信号で制御角 α を遅らせる位相制御では波形の一部が切り取られます。
Trong điện tử công suất, hãy nắm vững tên các bộ biến đổi: biến đổi xoay chiều thành một chiều là bộ chỉnh lưu (コンバータ / 順変換器), biến đổi một chiều thành xoay chiều là bộ nghịch lưu (インバータ / 逆変換器), biến đổi điện áp một chiều này sang điện áp một chiều khác là bộ băm xung một chiều (DC-DC コンバータ / チョッパ). Ở điều khiển pha (位相制御) cấp xung vào cực cổng (ゲート) của thyristor để làm trễ góc mở dẫn (α), dạng sóng đầu ra sẽ có một phần nửa chu kỳ bị cắt bỏ.
またポンプや送風機をインバータで速度制御すると、流量 Q は回転速度 N の 1乗、圧力 H は N の 2乗、消費電力(軸動力 P)は N の 3乗に比例するため、減速で大きな省エネ効果が得られます。
Ngoài ra, khi điều khiển tốc độ quay của máy bơm hoặc quạt gió bằng biến tần, lưu lượng (lưu lượng gió Q) tỷ lệ với bậc 1 của tốc độ quay N, áp suất (cột áp H) tỷ lệ với bậc 2 của N, còn công suất trục (điện năng tiêu thụ P) tỷ lệ với bậc 3 của N. Vì vậy chỉ cần giảm nhẹ tốc độ quay cũng đạt được hiệu quả tiết kiệm năng lượng rất lớn.
Điểm cần nhớ
- 鉛蓄電池は希硫酸・約 2.0V/セル(放電で比重低下)、アルカリ蓄電池は水酸化カリウム水溶液・約 1.2V/セル
Ắc quy chì dùng axit sunfuric loãng, khoảng 2,0V/ngăn (tỷ trọng giảm khi phóng điện); ắc quy kiềm dùng dung dịch KOH, khoảng 1,2V/ngăn - 浮動充電方式は「充電器・蓄電池・負荷」をすべて並列接続し、常時微小充電しながら負荷へ給電する
Phương pháp nạp phụ (浮動充電方式) đấu song song cả Bộ nạp, Ắc quy và Phụ tải, vừa nạp duy trì thường xuyên vừa cấp điện cho tải - コンバータ=交流→直流、インバータ=直流→交流、チョッパ=直流→直流。サイリスタはゲート信号で点弧角を制御
Converter = AC → DC, Inverter = DC → AC, Chopper = DC → DC. Thyristor điều khiển góc mở bằng tín hiệu cực cổng (gate) - ポンプ・ファンのインバータ制御:流量 Q ∝ N、揚程 H ∝ N²、消費電力(軸動力)P ∝ N³(3乗に比例)
Điều khiển biến tần cho bơm và quạt: Lưu lượng Q ∝ N, Cột áp H ∝ N², Công suất tiêu thụ (công suất trục) P ∝ N³ (tỷ lệ bậc 3)
| Từ vựng | Nghĩa |
|---|---|
| 鉛蓄電池 | 鉛蓄電池 (なまりちくでんち): Ắc quy chì (2,0V/cell, dung dịch H₂SO₄ loãng) |
| アルカリ蓄電池 | アルカリ蓄電池 (ちくでんち): Ắc quy kiềm (1,2V/cell, dung dịch KOH) |
| 浮動充電方式 | 浮動充電方式 (ふどうじゅうでんほうしき): Phương pháp nạp phụ (nạp thả nổi) |
| コンバータ・インバータ | コンバータ・インバータ: Bộ chỉnh lưu (AC→DC) và Bộ nghịch lưu (DC→AC) |
| サイリスタ位相制御 | サイリスタ位相制御 (いそうせいぎょ): Điều khiển pha bằng Thyristor |
シーケンス制御①:接点図記号と自己保持回路
Điều khiển tuần tự 1: Ký hiệu tiếp điểm và Mạch tự giữ
電動機を制御するシーケンス回路は毎年必出です。JIS C 0617 の接点記号として、操作しないとき開いており操作すると閉じる「a接点(メーク接点・常開接点)」と、操作しないとき閉じており操作すると開く「b接点(ブレーク接点・常閉接点)」を見分けましょう。
Mạch điều khiển tuần tự (シーケンス制御回路) thực hiện khởi động, dừng và vận hành tự động động cơ điện là mảng kiến thức trọng tâm năm nào cũng ra thi trong kỳ thi lý thuyết Kỹ sư Điện loại 1. Trước hết, về ký hiệu tiếp điểm theo JIS C 0617, hãy phân biệt chắc chắn tiếp điểm a (a接点 / メーク接点 / 常開接点) bình thường mở và đóng lại khi thao tác, với tiếp điểm b (b接点 / ブレーク接点 / 常閉接点) bình thường đóng và mở ra khi thao tác.
縦書きのシーケンス図では、縦線の右側に可動部が離れているのが a接点、左側で接触しているのが b接点です。押しボタンは T字形の頭、電磁接触器(MC)の補助接点は半円形のリンク記号、熱動継電器(THR)は四角い箱形要素が付きます。
Trong sơ đồ điều khiển vẽ dọc, phần động được vẽ tách rời bên phải đường dọc là tiếp điểm a, còn tiếp xúc ở bên trái đường dọc là tiếp điểm b. Nút nhấn (押しボタン) có đầu hình chữ T ở mũi thanh tác động, tiếp điểm phụ của công tắc tơ điện từ (電磁接触器 MC) có ký hiệu liên kết hình bán nguyệt, còn rơle nhiệt (サーマルリレー THR) có vẽ phần tử nhả hình hộp vuông.
押しボタンは指を離すと戻るため、始動用押しボタン BS(a接点)に電磁接触器の補助 a接点(MC-a)を「並列」に接続します。これにより BS を一瞬押すだけでコイル MC が励磁され続け、指を離しても運転を保つ「自己保持回路」となります。
Vì nút nhấn sẽ tự trả về vị trí cũ khi nhả ngón tay ra, người ta đấu song song tiếp điểm phụ tự giữ loại a của công tắc tơ (MC-a) với nút nhấn khởi động BS (tiếp điểm a). Nhờ đó, chỉ cần nhấn BS trong chốc lát là cuộn dây công tắc tơ MC tiếp tục được kích từ, tạo thành mạch tự giữ (自己保持回路) duy trì trạng thái vận hành ngay cả khi đã buông tay.
自己保持を解除する停止用押しボタン(b接点)や、過負荷時に遮断するサーマルリレー接点 THR(b接点)は、自己保持回路およびコイル MC に対して必ず「直列」に挿入します。いずれかが開くとコイル電流が途切れて安全に停止します。
Nút nhấn dừng (tiếp điểm b) dùng để hủy tự giữ và dừng động cơ, cũng như tiếp điểm rơle nhiệt THR (tiếp điểm b) dùng để ngắt mạch khi quá tải, bắt buộc phải được đấu nối tiếp (直列) với mạch tự giữ và cuộn dây MC. Khi một trong hai tiếp điểm này mở ra, dòng điện qua cuộn dây MC bị ngắt, tiếp điểm chính và tiếp điểm tự giữ đồng thời mở ra giúp dừng máy an toàn.
2か所以上の場所から始動・停止を行う複数箇所操作回路では、「始動用 a接点(ONボタン)どうしは並列(OR回路)」、「停止用 b接点(OFFボタン)どうしは直列(AND回路)」に接続するのが絶対の鉄則です。
Trong mạch thao tác từ 2 vị trí trở lên (複数箇所操作回路), quy tắc sắt đá bắt buộc là: các tiếp điểm a dùng để khởi động (nút ON) phải đấu song song với nhau (mạch OR), còn các tiếp điểm b dùng để dừng (nút OFF) phải đấu nối tiếp với nhau (mạch AND).

Điểm cần nhớ
- a接点(メーク接点)は常時開(右開き)、b接点(ブレーク接点)は常時閉(左閉じ)
Tiếp điểm a (メーク接点) thường mở (mở bên phải), tiếp điểm b (ブレーク接点) thường đóng (đóng bên trái) - 自己保持回路:始動ボタン(a接点)と電磁接触器の補助 a接点(MC-a)を並列にし、停止ボタン(b接点)と THR(b接点)を直列にする
Mạch tự giữ: đấu song song nút nhấn khởi động (tiếp điểm a) với tiếp điểm phụ a của công tắc tơ (MC-a), và đấu nối tiếp nút nhấn dừng (tiếp điểm b) cùng THR (tiếp điểm b) - 複数箇所から操作する場合:始動ボタン(a接点)はすべて並列接続、停止ボタン(b接点)はすべて直列接続
Khi thao tác từ nhiều vị trí: tất cả nút khởi động (tiếp điểm a) đấu song song; tất cả nút dừng (tiếp điểm b) đấu nối tiếp - サーマルリレー(THR)が動作すると THR の b接点が開き電動機を停止させ、THR の a接点が閉じて故障表示灯(OL など)を点灯させる
Khi rơle nhiệt (THR) tác động, tiếp điểm b của THR mở ra làm dừng động cơ, còn tiếp điểm a của THR đóng lại làm sáng đèn báo sự cố (như OL)
| Từ vựng | Nghĩa |
|---|---|
| a接点(メーク接点) | a接点・メーク接点 (せってん): Tiếp điểm thường mở (NO - Normally Open) |
| b接点(ブレーク接点) | b接点・ブレーク接点 (せってん): Tiếp điểm thường đóng (NC - Normally Closed) |
| 自己保持回路 | 自己保持回路 (じこほじかいろ): Mạch tự giữ |
| 電磁接触器(MC) | 電磁接触器 (でんじせっしょくき - MC): Công tắc tơ điện từ (Magnetic Contactor) |
| 熱動継電器(THR) | 熱動継電器 (ねつどうけいでんき - THR): Rơle nhiệt bảo vệ quá tải (Thermal Relay) |
シーケンス制御②:正逆転インターロックとタイマ回路
Điều khiển tuần tự 2: Khóa liên động đảo chiều quay và Mạch rơle thời gian
三相誘導電動機を逆転させるには、主回路の三相 3本(R・S・T)のうち「いずれか 2本の接続を入れ替え」て回転磁界の向きを逆にします。3本すべてを順番に入れ替えても相回転の順が同じになり逆転しないため注意しましょう。
Để đảo ngược chiều quay của động cơ không đồng bộ ba pha, ta hoán đổi vị trí đấu nối của 2 trong 3 dây pha (R, S, T hoặc U, V, W) của mạch động lực nhằm đảo chiều từ trường quay. Hãy lưu ý nếu đổi chỗ vòng quanh cả 3 dây theo cùng thứ tự thì thứ tự pha vẫn giữ nguyên và động cơ sẽ không đảo chiều.
正転用電磁接触器(MCF)と逆転用電磁接触器(MCR)が同時投入されると、主回路で相間短絡が起きて危険です。これを防ぐため、正転コイル MCF と直列に相手側の MCR-b 接点を入れ、逆転コイル MCR と直列に MCF-b 接点を入れる「インターロック回路」を設けます。
Nếu công tắc tơ quay thuận (MCF hoặc MC1) và công tắc tơ quay ngược (MCR hoặc MC2) chẳng may đóng đồng thời, mạch động lực sẽ xảy ra ngắn mạch giữa các pha cực kỳ nguy hiểm. Để ngăn chặn điều này, người ta thiết lập mạch khóa liên động (インターロック回路 / 相互鎖錠回路) bằng cách đấu nối tiếp tiếp điểm phụ thường đóng của phía quay ngược (MCR-b) với cuộn dây quay thuận MCF, và đấu nối tiếp tiếp điểm phụ thường đóng của phía quay thuận (MCF-b) với cuộn dây quay ngược MCR.
設定時間後に動作する限時継電器(タイマ TLR)では、励磁後に一定時間遅れて閉じる「オンディレイ a接点」や、遅れて開く「オンディレイ b接点」が使われます。図記号では遅れる動作方向に傘マーク(半円弧)を描きます。
Trong rơle thời gian (限時継電器 / タイマ TLR) có tiếp điểm tác động sau một thời gian cài đặt, người ta sử dụng tiếp điểm a đóng chậm - nhả tức thời (限時動作・瞬時復帰 a接点 — On-delay) đóng lại sau một khoảng thời gian kể từ khi cuộn dây được kích từ, và tiếp điểm b mở chậm - nhả tức thời mở ra sau một khoảng thời gian. Trong ký hiệu bản vẽ, dấu hình chiếc ô tròn (cung bán nguyệt) được vẽ hướng về phía tiếp điểm di chuyển bị trễ.
Y-Δ 始動回路では、始動時に主接触器(MCM)・スター用(MCS)・タイマ(TLR)が同時励磁されて Y結線で始動します。設定時間後にタイマの限時 b接点で MCS を切り、限時 a接点でデルタ用(MCD)を投入して Δ運転へ移行します。MCS と MCD 間にもインターロックを組みます。
Trong mạch khởi động Y-Δ, khi nhấn nút khởi động thì công tắc tơ chính (MCM), công tắc tơ đấu sao (MCS) và rơle thời gian (TLR) đồng thời được kích từ để khởi động ở đấu nối Y. Sau thời gian cài đặt, tiếp điểm b mở chậm của timer mở ra ngắt MCS, đồng thời tiếp điểm a đóng chậm đóng lại cấp điện cho công tắc tơ đấu tam giác (MCD), chuyển sang vận hành bình thường ở đấu nối Δ. Giữa MCS và MCD cũng luôn được lắp khóa liên động.
制御盤の表示灯では、赤色灯(RL)が運転表示(MC の a接点で点灯)、緑色灯(GL)が停止表示(MC の b接点で点灯)、橙色灯等(OL・WL)が過負荷故障表示(THR の a接点で点灯)として結線されます。タイムチャートを追跡する問題も頻出です。
Ở đèn báo trên tủ điều khiển, thông thường đèn đỏ (RL) được đấu làm đèn báo đang chạy (sáng nhờ tiếp điểm a của MC), đèn xanh lá (GL) làm đèn báo dừng (sáng nhờ tiếp điểm b của MC), và đèn cam hoặc trắng (OL, WL) làm đèn báo sự cố quá tải (sáng nhờ tiếp điểm a của THR). Trong kỳ thi rất hay ra các câu hỏi đọc giản đồ thời gian (タイムチャート) và truy vết trạng thái sáng/tắt của đèn.
Điểm cần nhớ
- 三相誘導電動機の逆転は、三相 3本のうち「2本を入れ替える」
Để đảo chiều quay động cơ không đồng bộ ba pha, ta hoán đổi 2 trong 3 dây của nguồn ba pha - インターロック回路:同時投入による短絡防止のため、自分のコイルと直列に「相手側の b接点」を入れる
Mạch khóa liên động (インターロック): để chống ngắn mạch do đóng đồng thời, phải đấu nối tiếp tiếp điểm b của phía đối diện với cuộn dây của mình - オンディレイタイマ(TLR):励磁後に設定時間だけ遅れて動作し、消磁すると瞬時に元に戻る(傘マークの向きに注目)
Rơle thời gian On-delay (TLR): sau khi kích từ sẽ trễ một thời gian cài đặt mới tác động, khi mất từ thì trở về trạng thái ban đầu ngay lập tức (chú ý hướng dấu hình chiếc ô) - Y-Δ 始動回路はタイマでスター用(MCS)からデルタ用(MCD)へ自動切替し、MCS と MCD の同時投入をインターロックで防ぐ
Mạch khởi động Y-Δ dùng timer tự động chuyển từ công tắc tơ sao (MCS) sang tam giác (MCD), và dùng khóa liên động ngăn MCS với MCD đóng cùng lúc
| Từ vựng | Nghĩa |
|---|---|
| 正逆転運転 | 正逆転運転 (せいぎゃくてんうんてん): Vận hành đảo chiều quay thuận - ngược |
| インターロック回路 | インターロック回路 (かいろ): Mạch khóa liên động (chống đóng đồng thời) |
| 限時継電器(タイマ) | 限時継電器・タイマ (げんじけいでんき): Rơle thời gian (Timer - TLR) |
| 限時動作瞬時復帰接点 | 限時動作瞬時復帰接点: Tiếp điểm tác động có trễ - phục hồi tức thời |
| タイムチャート | タイムチャート: Giản đồ thời gian (Time chart) |
試験によく出るポイントと覚え方
Điểm hay ra thi và Mẹo ghi nhớ
電動機と変圧器の計算は 3つの公式で解けます。①回転速度 N = (120 × f ÷ p) × (1 − s)、②Y-Δ 始動は「始動電流もトルクも全電圧始動の 1 ÷ 3」、③変圧器最大効率は m = √(Pi ÷ Pc0) です。
Các bài toán tính toán về động cơ và máy biến áp có thể giải trọn vẹn bằng 3 công thức: (1) Tốc độ quay N = (120 × f ÷ p) × (1 − s); (2) Khởi động Y-Δ có cả dòng điện khởi động lẫn mô-men khởi động đều bằng 1 ÷ 3 so với khởi động toàn điện áp; (3) Hiệu suất cực đại của máy biến áp đạt được khi Tổn hao sắt Pi = Tổn hao đồng lúc vận hành m² × Pc0, tức là m = √(Pi ÷ Pc0).
耐熱クラスの順番は「Y(90℃)・A(105℃)・E(120℃)・B(130℃)・F(155℃)・H(180℃)・C(180℃超)」で暗記しましょう。特に E(120℃)→ B(130℃)→ F(155℃)→ H(180℃)の温度入替ひっかけが頻出です。
Thứ tự cấp cách điện chịu nhiệt hãy nhớ theo dãy: Y (90℃) → A (105℃) → E (120℃) → B (130℃) → F (155℃) → H (180℃) → C (trên 180℃). Đặc biệt đề thi rất hay bẫy bằng cách tráo đổi nhiệt độ giữa các cấp E (120℃) → B (130℃) → F (155℃) → H (180℃).
照明単位は「光束=lm、光度=cd、照度=lx、輝度=cd/m²」です。電熱では「金属=渦電流による誘導加熱」「絶縁物=高周波電界による誘電加熱」と漢字 1文字(導と電)の違いを正確に見分けてください。
Đơn vị chiếu sáng gồm: Quang thông = lumen (lm), Cường độ sáng = candela (cd), Độ rọi = lux (lx), Độ chói = cd/m². Về nhiệt điện, hãy phân biệt chính xác sự khác nhau giữa 1 chữ Hán: Kim loại = Gia nhiệt cảm ứng (誘導加熱) bằng dòng điện xoáy, còn Vật cách điện = Gia nhiệt điện môi (誘電加熱) bằng điện trường cao tần.
シーケンスの空欄補充は、①始動ボタンと並列は「自分の補助 a接点(自己保持)」、②同時投入防止でコイルと直列は「相手の補助 b接点(インターロック)」、③複数箇所の始動は「a接点並列」・停止は「b接点直列」で解けます。
Trong bài toán điền vào chỗ trống mạch điều khiển tuần tự, chỉ cần áp dụng 3 nguyên tắc: (1) Đấu song song với nút khởi động là tiếp điểm phụ a của chính nó (tự giữ); (2) Đấu nối tiếp với cuộn dây không được phép đóng cùng lúc với phía kia là tiếp điểm phụ b của phía đối diện (khóa liên động); (3) Khởi động nhiều nơi thì đấu song song tiếp điểm a, dừng nhiều nơi thì đấu nối tiếp tiếp điểm b.
Điểm cần nhớ
- Y-Δ 始動=始動電流 1 ÷ 3・始動トルク 1 ÷ 3、最大効率負荷率 m = √(鉄損 ÷ 全負荷銅損)
Khởi động Y-Δ: dòng khởi động = 1 ÷ 3, mô-men khởi động = 1 ÷ 3; Hệ số tải đạt hiệu suất cực đại m = √(Tổn hao sắt ÷ Tổn hao đồng toàn tải) - 耐熱クラス「Y(90)・A(105)・E(120)・B(130)・F(155)・H(180)・C(180超)」と照明単位「光束 lm・光度 cd・照度 lx・輝度 cd/m²」
Cấp chịu nhiệt Y(90), A(105), E(120), B(130), F(155), H(180), C(trên 180) và đơn vị chiếu sáng Quang thông lm, Cường độ sáng cd, Độ rọi lx, Độ chói cd/m² - 鉛蓄電池=希硫酸 2.0V、アルカリ蓄電池=KOH 1.2V、ポンプ消費電力 P ∝ 回転速度 N³
Ắc quy chì = H₂SO₄ loãng 2,0V; Ắc quy kiềm = KOH 1,2V; Công suất tiêu thụ của bơm P ∝ tốc độ quay N³ - シーケンス 3原則:自己保持は「自分の a接点並列」、インターロックは「相手の b接点直列」、複数停止は「b接点直列」
3 nguyên tắc điều khiển tuần tự: Tự giữ = song song tiếp điểm a của mình; Khóa liên động = nối tiếp tiếp điểm b của đối phương; Dừng nhiều vị trí = nối tiếp các tiếp điểm b
| Từ vựng | Nghĩa |
|---|---|
| 最大効率条件 | 最大効率条件 (さいだいこうりつじょうけん): Điều kiện hiệu suất cực đại (Pi = m² × Pc0) |
| 耐熱クラス(Y・A・E・B・F・H・C) | 耐熱クラス (Y・A・E・B・F・H・C): Các cấp cách điện chịu nhiệt |
| 自己保持とインターロック | 自己保持とインターロック: Mạch tự giữ và Mạch khóa liên động |
Máy điện, ứng dụng điện & điều khiển trình tự
Luyện câu hỏi chương này trong appTài liệu tham khảo chính thức
- 一般財団法人 電気技術者試験センター — 第一種電気工事士 試験問題と解答 — https://www.shiken.or.jp/situation/past_exam.html
- 日本産業規格 JIS C 0617 — 電気用図記号 / JIS C 4003 — 電気絶縁の熱的耐久性評価及び呼び — https://www.jisc.go.jp/