Sơ đồ mạch đấu sao tam giác, nguyên lý của mạch điều khiển và mạch động lực. Tại sao phương pháp này được sử dụng phổ biến trong công nghiệp?
1. Sơ đồ mạch đấu sao tam giác
Phương pháp điều khiển phổ biến nhất dùng để giảm dòng khởi động của động cơ cảm ứng trong công nghiệp là phương pháp dùng mạch đấu sao tam giác. Kết nối sao tam giác thường kết hợp contactor, bộ hẹn giờ, rơ le nhiệt.
Do chi phí thấp và tính thông dụng cao của các loại thiết bị này. Nên cho đến nay phương pháp đấu nối sao tam giác vẫn được sử dụng rộng rãi nhất trong công nghiệp, với ứng dụng giảm dòng khởi động của động cơ 3 pha.
1.1 Mạch điều khiển
Sơ đồ đấu sao tam giác được vẽ trong CAD như hình bên dưới sẽ giúp dễ hiểu hơn về nguyên lý của phương pháp này.
Mạch điều khiển sao tam giác
Mạch điều khiển sao tam giác như hình bên trên sẽ điều khiển đóng, cắt các contactor để thực hiện hoán đổi đấu nối từ sao sang tam giác.
Khi nhấn nút ON thì contactor chính, contactor sao và timer được cấp điện. Chỉ còn lại contactor tam giác không được cấp điện cho đến khi đạt đến thời gian đặt trước.
Một lưu ý là khi nhã tay ra khỏi nút nhấn thì tiếp điểm của contactor chính (đang nối song song với nút nhấn ON) sẽ đóng vai trò thay cho nút nhấn tiếp tục duy cho mạch kín.
Khi đạt đến khoảng thời gian đặt trước được chỉ định. Timer sẽ tự động thay đổi trạng thái tiếp điểm của nó. Tiếp điểm thường đóng của timer chuyển sang thường mở ngắt điện cuộn dây contactor sao. Trong khi tiếp điểm thường mở của timer đóng lại kích hoạt cuộn dây contactor tam giác. Sự thay đổi này cung cấp đầy đủ điện áp để động cơ hoạt động với công suất định mức.
1.2 Mạch công suất
Sơ đồ mạch động lực đấu sao tam giác
Hình minh họa sơ đồ mạch động lực sao tam giác như hình bên trên. Điện áp 3 pha L1, L2, L3 cấp nguồn thông qua MCB xuống contactor chính và đến 3 đầu sơ cấp của cuộn dây động cơ U1, V1, W1.
+ Khi đó việc đóng tiếp điểm chính của contactor sao sẽ nối 3 đầu cuối thứ cấp của các đầu dây động cơ W2, U2, V2.
+ Việc đóng contactor tam giác sẽ cấu hình cuộn dây động cơ để tạo ra thứ tự đấu nối là đầu cuộn dây này nối với cuối cuộn dây khác: U1 nối với W2, V1 nối U2, W1 nối V2.
+ Contactor chính sẽ được cấp điện khi động cơ đang chạy, chỉ thay đổi kích hoạt giữa contactor sao và contactor tam giác.
Khi bộ đếm thời gian đạt đến thời gian quy định, nó sẽ kích hoạt contactor tam giác để đóng tiếp điểm của nó, đồng thời ngắt kết nối contactor sao. Trình tự thứ hai này sẽ ngắt kết nối các đầu cuối (U2, V2, W2) của động cơ khỏi trạng thái kết nối sao trước đó. Và cấu hình lại chúng thành kết nối tam giác, kết nối điện áp nguồn L1 với các đầu nối động cơ U1 và W2, điện áp L2 với các đầu nối V1 và U2 và điện áp L3 đến các đầu nối W1 và V2.
2. Mạch khóa chéo
Quan sát thấy trong mạch điều khiển ở trước các cuộn dây contactor là các tiếp điểm thường đóng. Tiếp điểm thường đóng sao nối với cuộn dây contactor tam giác và tiếp điểm thường đóng tam giác nối với cuộn dây contactor sao. Các tiếp điểm thường đóng này đóng vai trò là tính năng an toàn để một contactor không thể được kích hoạt khi contactor khác đang hoạt động.
Việc kích hoạt động thời contactor sao và contactor tam giác sẽ dẫn đến ngắn mạch 3 pha. Do đó contactor tam giác sẽ không được kích hoạt trừ khi contactor sao bị vô hiệu quá. Và ngược lại, contactor sao sẽ không được kích hoạt nếu contactor tam giác không ở trạng thái mở.
+ Bất cứ lúc nào trong khi động cơ đang chạy, mạch điều khiển có thể bị ngắt kết nối khi ta nhấn nút OFF. Khi đó cả ba contactor sẽ bị ngắt kết nối và ngay lập tức ngắt điện khỏi động cơ. Động cơ sẽ quay chậm lại theo quán tính cho đến khi dừng hẳn.
+ Một tiếp điểm bảo vệ khác được mắc nối tiếp với mạch điều khiển là rơ le nhiệt. Tiếp điểm này sẽ tự động ngắt mạch khi phát hiện động cơ bị quá tải. Do khi động cơ hoạt động quá công suất định mức, dòng điện cao này sẽ làm nóng các tấm kim loại trong rơ le nhiệt. Rơ le nhiệt tác động làm giải phóng các tiếp điểm để mở mạch điều khiển.
Nhược điểm của mạch này là cuộn dây timer liên tục ngậm điện, sau khi mạch chuyển sang chế độ tam giác thì timer không cần sử dụng đến nửa. Tiếp tục cấp điện cho timer chỉ làm tiêu tốn điện năng, mạch tối ưu đã được trình bài ở một bài viết khác dưới đây.
>>> Xem thêm:
4 mạch khởi động sao tam giác – mạch nào là tối ưu?
20 sơ đồ đấu dây contactor 3 pha từ cơ bản đến nâng cao
4 loại contactor 3 pha thông dụng nhất – nên sử dụng loại nào?
Công tắc tơ là gì – bài viết hay nhất – chi tiết nhất về contactor
Bài viết tham khảo
Using Star-Delta Motor Control – turbofuture.com
.