Mạch khởi động sao tam giác khá quen thuộc trong các mạch điện dùng trong sản xuất. Để giảm dòng điện khi khởi động động cơ công suất lớn, mạch sao tam giác là lựa chọn tốt nhất. Vậy hãy cùng khám phá cấu tạo và ứng dụng của mạch này nhé!
Mạch khởi động sao tam giác là gì?
Mạch khởi động sao tam giác có chức năng và cấu tạo của nó khá cụ thể. Chúng tôi hiểu rằng đây là mạch điện được sử dụng khi khởi động động cơ không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc. Đây là những động cơ công suất cao. Khi bắt đầu, chúng sẽ yêu cầu nguồn điện cao. Nếu sử dụng mạch điện thông thường sẽ dẫn đến những hậu quả như mất điện, hỏng máy,…
Vì vậy, mạch khởi động sao tam giác là giải pháp tốt nhất để khởi động các loại máy này. Khi khởi động, mạch sẽ hoạt động ở chế độ sao và khi động cơ đạt đến một mức nhất định sẽ chuyển sang chế độ tam giác.
Cấu tạo của mạch sao tam giác
Mạch sao tam giác là một hệ thống các công tắc tơ và mạch dẫn. Ngoài ra, mạch sao tam giác có thể bao gồm cầu dao (CB) và rơle thời gian, nút ấn ON/OFF, đèn báo, v.v.
Trong đó:
- Contactor: Gồm 3 contactor K, K1, K2
- Aptomat sẽ bao gồm một Aptomat dùng để ngắt nguồn điện theo cách thủ công và một Aptomat dùng cho mạch điều khiển.
- Rơle: Gồm 1 rơle nhiệt và 1 rơle thời gian. Rơle nhiệt sẽ gắn trực tiếp vào K để bảo vệ động cơ khỏi quá tải trong quá trình khởi động. Và rơle thời gian được sử dụng để tự động chuyển đổi sau thời gian cài đặt.
→ Nguyên lý mạch tam giác sao
Trước hết, để đấu nối mạch khởi động sao tam giác, bạn cần hiểu nguyên lý làm việc của mạch. Mạch sao tam giác hoạt động theo nguyên lý sau: khi có nguồn điện vào, động cơ hoạt động ở chế độ sao để giảm dòng điện xuống còn 1/3 dòng định mức.
Sau đó, khi động cơ đạt 75% tốc độ định mức, mạch sẽ chuyển sang chế độ tam giác cố định để đảm bảo tải điện hoạt động bình thường. Chu kỳ này sẽ tiếp tục chảy khi có dòng điện mới đi vào.
Nhờ nguyên lý hoạt động có thể thấy nếu contact K và K1 đóng cùng nhau thì động cơ hoạt động ở chế độ mạch sao, còn nếu contact K và K2 đóng cùng nhau thì mạch ở chế độ tam giác. Để kết nối mạch sao tam giác, điều này có thể được thực hiện theo nguyên tắc sau:
– Nhấn nút ON mạch K13 – K14 => Contactor K và K1 đóng đồng thời => Chế độ mạch sao được thiết lập
– Khi động cơ tăng lên 75% so với tốc độ danh nghĩa => Ngắt kết nối contactor K1 và đóng contactor K2 => Chế độ mạch tam giác cố định được thiết lập.
Thông thường, để tăng độ chính xác khi chuyển mạch, người ta sử dụng rơle thời gian để điều chỉnh.
Mạch khởi động sao tam giác có công dụng gì?
Mạch khởi động sao tam giác được sử dụng với hai mục đích chính: giảm dòng khởi động của mạch và tránh sụt áp trên đường dây.
Bởi vì khi khởi động động cơ thường phải hút một lượng dòng điện lớn làm hỏng mạch điện cũng như các thiết bị khác trong mạch.
Khi nào cần dùng chế độ sao tam giác?
Mạch khởi động sao tam giác được sử dụng rộng rãi cho động cơ không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc. Tuy nhiên, không phải động cơ không đồng bộ rôto ba pha nào cũng có thể sử dụng mạch điện này. Việc sử dụng mạch sao tam giác nào phụ thuộc vào công suất điện và công suất của mạch.
Một điều cần lưu ý là khởi động sao tam giác được sử dụng cho động cơ có công suất dưới 7 kW. Động cơ có công suất > 7 kW thường sử dụng bộ biến tần hoặc bộ khởi động mềm.
Mạch khởi động sao tam giác thường được sử dụng cho các loại như bơm tưới, bơm nước chữa cháy, máy nén khí, quạt tuynel, máy nghiền, máy sấy quay…
Có bao nhiêu loại trong mạch sao tam giác?
Mạch khởi động sao tam giác được phân thành mạch khởi động sao tam giác mạch hở và mạch khởi động sao tam giác mạch kín.
Dòng mạch mở
– Đặc điểm: Ứng dụng mạch khởi động sao tam giác trong mạch hở được sử dụng rộng rãi nhất. Khi chuyển từ chế độ cuộn dây sang chế độ sao tam giác, cuộn dây động cơ sẽ mở. Mạch sử dụng 3 contactor và 1 rơle thời gian
– Ưu điểm: Chi phí thấp, dễ thực hiện, không cần thêm thiết bị giảm áp
– Nhược điểm: Mạch khởi động sao tam giác hở tạo ra dòng điện và dòng điện xoáy dâng cao khiến hệ thống bị sập. Điều này có thể gây rung hoặc làm hỏng các bộ phận của hệ thống.
Dòng mạch đóng
– Đặc điểm: Trong mạch này việc chuyển đổi từ chế độ sao sang chế độ tam giác sẽ được thực hiện mà không cần ngắt kết nối động cơ đường dây. Một số thành phần bổ sung có thể kết hợp với công tắc tơ và một số điện trở chuyển tiếp để bổ sung hoặc giảm các xung điện liên quan đến quá trình chuyển mạch.
– Ưu điểm: Hạn chế dòng điện tăng đột ngột trong quá trình chuyển đổi, từ đó khắc phục được hạn chế của mạch hở sao tam giác
– Nhược điểm: Cần nhiều thiết bị chuyển mạch nên việc lắp đặt khá phức tạp và đắt tiền.
Cách chọn thiết bị đóng cắt, thiết bị điều khiển cho mạch sao tam giác
Chọn thiết bị đóng ngắt mạch
Thiết bị chuyển mạch điều khiển mạch sao tam giác là các thiết bị như mạch điện, rơle và công tắc tơ. Cách lựa chọn những thiết bị này khá phức tạp, bạn có thể tham khảo cách lựa chọn dưới đây.
Aptomatic:
Động cơ mạch khởi động sao tam giác có công suất lớn nên thường phải chọn cầu dao ngắt mạch (MCCB).
Việc lựa chọn cầu dao phải dựa trên dòng điện định mức của động cơ. Công thức như sau:
Icc = 2xP
Trong đó:
- lcđ : dòng điện định mức của động cơ
- P : công suất động cơ
Sau đó, bạn chọn aptomat theo công thức: Icb=1.5xIđc hoặc Icb=2xIđc (lcb: dòng điện định mức của aptomat)
Các loại động cơ công suất thấp như máy bơm nước, quạt đèn, máy nén khí… có thể áp dụng công thức: Icb=1.5xIđc
Đối với động cơ tải cao, dòng điện định mức của máy cắt là: Icb=2xIđc
Contactor
Contactor chính và công tắc tơ chế độ sao phải được chọn có dòng điện định mức bằng nhau. Contactor chế độ sao nên chọn thấp hơn 2 loại trên 1 cấp.
Rơ le nhiệt:
Sử dụng rơle nhiệt được lắp đặt cùng với công tắc tơ chính. Ta xác định dòng điện thực tế của động cơ qua contactor chính: Ittđc = Idc/1.7
Tiếp theo, xác định phạm vi ITTDC và chọn rơle nhiệt trong phạm vi đó.
Chọn thiết bị điều khiển
Rơle thời gian: Chọn rơle thời gian có điện áp tương tự contactor, phổ biến nhất là chọn mức điện áp 220VAC.
Sơ đồ đấu nối mạch khởi động sao tam giác
Mạch khởi động sao tam giác có thể được kết nối theo hai cách: mạch nguồn và mạch điều khiển. Để lắp đặt mạch sao tam giác, trước tiên bạn phải chú ý đến các thông số ghi trên vữa và dây dẫn. Chọn loại dây dựa vào dòng điện của động cơ, thông số thường là tiết diện dây 1mm2 sẽ chịu được dòng điện 4A.
Từ dữ liệu trung bình ở trên, bạn có thể tính được tiết diện của cùng một dây dẫn. Ví dụ: với động cơ 22kW, dòng điện danh định 44A => dòng điện trên dây = 44/4 = 11 => Do đó, bạn có thể chọn dây có tiết diện xấp xỉ 11.
Ở đầu ra, hãy đảm bảo chọn động cơ nhỏ hơn cáp một kích thước. Đoạn dây này được tính ở khoảng cách nhỏ hơn khoảng 30 m.
Khi thực hiện nối mạch, các đầu dây phải được đánh dấu để dễ phát hiện. U1, V1, W1, U2, V2, W2 có thể được đánh dấu.
Chúng tôi hy vọng những thông tin chúng tôi chia sẻ về cấu tạo và ứng dụng của mạch khởi động sao tam giác đã cung cấp cho bạn đọc những kiến thức hữu ích.
