Sơ đồ 6 mạch đảo chiều quay động cơ 3 pha, tìm hiểu chi tiết về sơ đồ đấu dây, nguyên lý hoạt động và ưu, nhược điểm của từng mạch.
Nguyên lý đảo chiều động cơ 3 pha
Động cơ cảm ứng 3 pha làm việc theo nguyên lý lực tác động giữa từ trường quay và dòng điện chạy bên trong roto. Để đảo chiều động cơ 3 pha thì phải đổi chiều của từ trường quay. Điều này được thực hiện bằng cách thay đổi thứ tự cấp điện của các pha động cơ.
Động cơ 3 pha đổi chiều khi ta thay đổi 2 trong 3 pha của động cơ (hình bên trên). Vì khi đổi pha sẽ làm thay đổi thứ tự chuyển pha, do đó chiều quay từ trường thay đổi dẫn đến thay đổi hướng của lực từ tác động lên rotor.
>>> Xem thêm: TOP 4 loại contactor 3 pha thông dụng nhất, nên sử dụng loại nào
Sơ đồ 6 mạch đảo chiều quay động cơ 3 pha
1. Đảo chiều động cơ dùng cầu dao đảo pha
Sơ đồ đấu dây
Mạch điều khiển đảo chiều động cơ không đồng bộ 3 pha dùng cầu dao đảo pha được trình bày như hình bên dưới.
Mạch đảo chiều quay động cơ dùng cầu dao đảo
Cầu dao đảo pha gồm 3 cực có thể gạt đến 3 vị trí. Tiếp điểm ở giữa của cầu dao (4, 5, 6) được nối với 3 dây của động cơ 3 pha. Và 3 tiếp điểm phía trên (1, 2, 3) nối trực tiếp với 3 pha của nguồn. Trong khi đó 3 tiếp điểm ở dưới (7, 8, 9) cũng được nối với nguồn nhưng có sự đổi thứ tự 2 pha với nhau
Nguyên lý hoạt động:
+ Khi dùng tay đẩy tay gạt của cầu dao đảo pha lên trên thì 3 dây động cơ nối với nguồn theo thứ tự R, S, T. Và ta giả sử lúc này động cơ quay chiều thuận.
+ Khi ta dùng tay gạt tay gạt về vị trí bên dưới, lúc này động cơ sẽ được cấp điện theo thứ tự R, T, S mà động cơ bị đổi pha nên sẽ quay theo chiều ngược lại.
Ưu và nhược điểm:
+ Ưu điểm của mạch dùng cầu dao đảo pha là mạch đơn giản, lắp đặt nhanh chóng và rẻ tiền.
+ Nhược điểm: Không an toàn cho động cơ vì không sử dụng rơ le nhiệt để bảo vệ khi quá tải. Không có bộ phận dập hồ quang nên khi đóng cắt sẽ xuất hiện hồ quang kèm theo hiện tượng ánh sáng mạnh.
2. Đảo chiều động cơ dùng công tắc 3 vị trí
Sơ đồ đấu dây
Mạch đảo chiều động cơ 3 pha dùng công tắc 3 vị trí để điều khiển 2 contactor (hình bên dưới sử dụng ký hiệu công tắc 2 vị trí thay cho công tắc 3 vị trí). Một contactor đấu dây chạy thuận, contactor khác đấu dây đảo 2 pha để chạy nghịch.
Sơ đồ mạch đảo chiều dùng công tắc
Công tắc 3 vị trí khi để ở vị trí giữa thì không có tiếp điểm đóng. Hai tiếp điểm bên trên của công tắc nối chung với nhau. Tiếp điểm bên dưới công tắc một bên nối với cuộn dây contactor chạy thuận, tiếp điểm bên dưới còn lại nối với cuộn dây contactor chạy nghịch. Khi gạt công tắc sang chạy thuận hoặc nghịch thì cấp điện hút contactor chạy thuận, nghịch tương ứng.
Hai contactor được khóa chép nhau để tránh hiện tượng đồng dẫn sẽ gây ngắn mạch. Bằng cách nối tiếp cuộn dây của contactor này với tiếp điểm thường đóng của contactor khác. Cụ thể là cuộn K1 nối với thường đóng K2, cuộn dây K2 nối thường đóng K1.
Mắc các cuộn dây contactor nối tiếp với thường đóng rơ le nhiệt. Khi gặp sự cố quá tải thì rơ le nhiệt tác động, tiếp điểm thường đóng rơ le nhiệt mở ra. Do đó cuộn dây contactor đang đóng sẽ bị ngắt điện, động cơ ngừng quay.
Ưu và nhược điểm:
+ Ưu điểm: Mạch đơn giản, dễ hiểu, có bảo vệ quá tải cho động cơ và người sử dụng chỉ tác động vào công tắc nên an toàn cho người vận hành.
+ Nhược điểm: Khi mất điện động cơ sẽ dừng, nếu không gạt công tắc về vị trí OFF ở giữa thì sau khi có điện trở lại động cơ sẽ tự động chạy lại. Điều này có thể nguy hiểm cho dây truyền sản suất hoặc nguy hiểm đến tính mạng con người.
3. Mạch đảo chiều quay động cơ 3 pha dùng nút nhấn ON, OFF
Trong các tủ điện điều khiển công nghiệp người ta sẽ sử dụng 2 nút nhấn ON và OFF thay vì dùng công tắc.
Sơ đồ đấu dây
Hình bên dưới sử dụng 1 nút nhấn OFF và 2 nút ON cho chạy thuận và chạy nghịch. Do tiếp điểm của nút nhấn sẽ trả về vị trí ban đầu sau khi ngưng tác động. Do đó để duy trì contactor đóng sau khi nhã nút nhấn ta mắc song song với nút ON1 tiếp điểm thường đóng của K1, mắc song song ON2 với tiếp điểm thường đóng K2.
Sơ đồ đấu dây mạch đảo chiều quay động cơ dùng nút nhấn
Nguyên lý hoạt động của mạch:
+ Khi nhấn nút ON1 thì cuộn dây contactor K1 được cấp điện nên K1 đóng, động cơ chạy chiều thuận. Đồng thời tiếp điểm thường đóng của K1 đóng tự giữ cho nút nhấn ON1.
+ Lúc này thường đóng của K1 mở ra nên khi nhấn nút ON2 thì mạch vẫn hở nên cuộn K2 không được cấp điện. Để đảo chiều đầu tiên cần nhấn nút OFF để dừng động cơ.
+ Sau đó nhấn nút ON2, lúc này cuộn K2 đã được cấp điện nên K2 đóng và động cơ chạy ngược chiều quay ban đầu.
+ Giả sử động cơ bị quá tải thì rơ le sẽ tác động nên tiếp điểm thường đóng của rơ le mở ra làm ở mạch, ngắt điện cuộn dây contactor. Do vậy động cơ ngừng quay, động cơ được bảo vệ tránh quá nóng.
Ưu và nhược điểm
+ Ưu điểm mạch là kế thừa của mạch dùng rơ le đảo pha và mạch dùng công tắc. Mạch hoạt động ổn định, tin cậy, an toàn cho người sử dụng và động cơ không chạy lại sau khi có điện trở lại.
+ Nhược điểm của mạch này là phức tạp hơn so với mạch dùng công tắc do khí cụ điện sử dụng nhiều hơn.
Tham khảo video hướng dẫn đấu dây chi tiết
4. Đảo chiều động cơ dùng biến tần
Biến tần là thiết bị chuyên dụng để điều khiển tốc độ, khởi động mềm, đảo chiều động cơ không đồng bộ 3 pha. Ta có thể sử dụng biến tần để điều khiển việc đảo chiều động cơ. Ở đây chúng ta lấy ví dụ biến tần của hãng INVT để tìm hiểu các sử dụng biến tần cho việc đảo chiều.
Sơ đồ đấu dây
Việc đấu dây cho biến tần để điều khiển động cơ tương đối đơn giản. Sơ đồ mạch như hình bên dưới.
+ Nguồn điện 3 pha được cấp vào 3 chân nguồn R, S, T của biến tần; ngõ ra biến tần U, V, W nối trực tiếp với 3 dây của động cơ.
+ Sử dụng công tắc 3 vị trí để điều khiển chạy 2 chiều: tiếp điểm bên dưới của công tắc sẽ nối vào chân S1 và S2 của biến tần. Hai tiếp điểm trên của công tắc nối chụm lại và nối vào chân COM.
Biến tần có thể bật hoặc tắt chức năng tự động chạy lại động cơ, nên việc sử dụng công tắc vẫn an toàn như dùng nút nhấn.
Mạch đảo chiều quay động cơ 3 pha dùng biến tần
Cài đặt thông số biến tần
– Thông số cơ bản
+ P00.18 = 1 trả lại thông số cài đặt ban đầu của nhà sản xuất
+ P00.03 = 50, P00.04 = 50 cài tần số lớn nhất cho động cơ là 50Hz (mặc định)
+ P00.11 = 5s cài thời gian tăng tốc là 5s (mặc định)
+ P00.12 = 5s cài thời gian giảm tốc là 5s (mặc định)
+ P01.21 = 0 tắt chế độ tự động chạy lại sau khi mất điện và có trở lại. (mặc định)
– Cài chế độ điều khiển biến tần bằng công tắc ngoài
+ P00.01 = 1 chọn chế độ điều khiển biến tần bằng công tắc hoặc nút nhấn ngoài
+ P05.01 = 1 Sử dụng chân S1 làm chức năng chạy thuận (mặc định)
+ P00.02 = 2 Sử dụng chân S2 làm chức năng chạy nghịch
Ưu và nhược điểm
+ Ưu điểm: việc sử dụng biến tần không chỉ để đảo chiều động cơ mà còn điều khiển tốc độ, thời gian tăng tốc, giảm tốc. Đồng thời nhiều chức năng bảo vệ động cơ như quá áp, thấp áp, quá dòng, mất pha …
+ Nhược điểm của mạch dùng biến tần là chi phí biến tần khá cao, phải biết cách cài đặt cơ bản các thông số của biến tần.
5. Mạch đảo chiều sao tam giác
Một phương pháp rất thông dụng khác dùng để giảm dòng khởi động cho động cơ 3 pha và điều khiển đảo chiều động cơ là phương pháp khởi động và đảo chiều sao tam giác.
Hình bên dưới là sơ đồ mạch động lực khởi động và đảo chiều sao tam giác dùng 4 contactor.
Mạch động lực khởi động và đảo chiều sao tam giác
Nguyên lý hoạt động
Khi nhấn nút chạy thuận thì contactor thuận đóng, động cơ chạy khởi động sao tam giác theo chiều thuận.
Khi động cơ đang dừng. Nhấn nút chạy chiều nghịch thì contactor ngược đóng, động cơ chạy khởi động sao tam giác nhưng theo chiều ngược lại.
Chi tiết về sơ đồ, nguyên lý mạch khởi động sao tam giác vui lòng xem bài viết dưới đây.
>>> Xem thêm: Trình bày chi tiết nhất về mạch đảo chiều sao tam giác
Ưu và nhược điểm
+ Ưu điểm là vừa giúp đảo chiều động cơ vừa làm giảm dòng khởi động đi 3 lần. Nếu ứng dụng không yêu cầu điều khiển tốc độ thì mạch khởi động sao tam giác được sử dụng vì có giá thành thấp hơn.
+ Nhược điểm là sơ đồ và nguyên lý hoạt động của mạch phức tạp.
6. Mạch đảo quay chiều động cơ 3 pha dùng PLC
Mạch đảo chiều quay động cơ 3 pha cuối cùng mà chúng tôi muốn giới thiệu là mạch sử dụng PLC. Thông thường người ta sẽ không dùng PLC cho riêng việc khởi động đảo chiều mà thường sẽ kèm theo các ứng dụng khác cần PLC.
Sơ đồ đấu dây
+ Ở đây ta sẽ điều khiển đảo chiều thông qua các nút nhấn, kết nối các nút nhấn vào ngõ vào của PLC. Nút nhấn STOP nối với chân X0, nút nhấn chạy thuận nối với chân X1, nút nhấn chạy nghịch nối với chân X2.
+ Kết nối các ngõ ra dạng rơ le của PLC điều khiển các cuộn dây contactor. Contactor KM1 dùng chạy thuận nối với chân Y0, contactor KM2 dùng chạy ngược sẽ nối với chân Y1. Đầu còn lại của contactor nối với nguồn 220V thông qua tiếp điểm khóa chéo KM1, KM2 tương ứng.
Mạch điều khiển đảo chiều quay động cơ 3 pha dùng PLC
Nguyên lý hoạt động
PLC sẽ quét các ngõ vào để đọc trạng thái của nút nhấn, sau đó xử lý theo chương trình đã viết bên trong PLC và thực hiện thay đổi trạng thái ngõ ra. Chương trình điều khiển đảo chiều được viết như hình sau đây.
Chương trình đảo chiều động cơ trên PLC mitsubishi
Giả sử khi ta nhấn chạy Thuận thì chân X1 được ở trạng thái ON, do đó kích hoạt chân ngõ ra Y0. Tiếp điểm Y0 mắc song song với X1 để tự duy trì nó sau khi nhã nút nhấn chạy Thuận.
Khi Y0 được bật thì chân Y0 và chân COM được nối liền nên cuộn dây contactor chạy thuận KM1 đóng. Động cơ lúc này sẽ quay theo chiều thuận.
Tương tự cho chiều ngược lại, khi nhấn nút chạy nghịch PLC kích hoạt chân Y1 nên contactor KM2 đóng, động cơ quay theo chiều ngược lại.
>>> Xem thêm:
4 loại contactor 1 pha thông dụng nhất – đặc tính, sơ đồ đấu dây
20 sơ đồ đấu dây contactor 3 pha từ cơ bản đến nâng cao
4 sơ đồ mạch khởi động sao tam giác – ưu nhược điểm từng mạch