Mạch động cơ chạy luận phiên dùng để làm gì? Sơ đồ nguyên lý hai mạch điều khiển 2 và 3 máy bơm chạy luân phiên tự động và bằng tay. Tính toán để lựa chọn các khí cụ trong mạch như CB, Contactor, rơ le nhiệt cho mạch chạy luân phiên.
Tại sao phải chạy luân phiên nhiều động cơ
Một động cơ nếu hoạt động đúng công suất và được bảo vệ sẽ hoạt động ổn định. Vậy tại sao phải sử dụng nhiều động cơ hoạt động luân phiên thay vì một động cơ?
Vì trong thực tế có nhiều ứng dụng yêu động cơ phải hoạt động liên tục như bơm nước vào bồn chứa hay hệ thống bơm nước sinh hoạt. Nếu một động cơ hoạt động trong thời gian dài sẽ phát sinh nhiệt bên trong động cơ, do tổn hao phát sinh trong quá trình hoạt động. Điều này sẽ làm giảm tuổi thọ của động cơ, do đó một giải pháp là sử dụng mạch điều khiển chạy luân phiên theo thời gian cài trước.
Ngoài ra mạch luân phiên còn có chức năng điều khiển các động cơ luân phiên ở 2 chế độ là tự động (AUTO) và chế độ tay (MANUAL). Ở chế độ tự AUTO các động cơ chạy trong khoảng thời gian đặt trước sau đó ngưng và bật động cơ tiếp theo. Ở chế độ MAN sẽ điều khiển độc lập các động cơ bằng các bộ nút nhấn ON, OFF cho từng động cơ.
2 mạch điều khiển 2 và 3 máy bơm chạy luân phiên
1. Mạch điều khiển 2 máy bơm chạy luân phiên
Sơ đồ đấu dây
+ Ở phần động lực mỗi động cơ sẽ được điều khiển đóng cắt trực tiếp thông qua contactor. Và được bảo vệ quá tải bằng rơ le nhiệt riêng.
+ Ở mạch điều khiển: công tắc MODE với chức năng chọn chế độ MAN hoặc AUTO nối với cuộn dây của rơ le trung gian. Ứng với mỗi động cơ sẽ có một mạch điều khiển bật, tắt bằng nút nhấn và rơ le thời gian ON Delay điều khiển thời gian chạy cho mỗi động cơ.
Mạch điều khiển 2 máy bơm chạy luân phiên
Nguyên lý hoạt động
– Ở chế độ AUTO
+ Là khi công tắc MODE không được tác động, cuộn rơ le không được cấp điện. Do đó tiếp điểm thường đóng RL 11, 12 của rơ le luôn đóng, nên Timer T1 sẽ được cấp điện khi động cơ M1 chạy và Timer T2 được cấp điện khi động cơ M2 chạy.
+ Khi nhấn nút ON1, cuộn dây K1 được cấp điện nên động cơ M1 chạy, đồng thời Timer On Delay T1 bắt đầu đếm thời gian. Tiếp điểm K1 đóng lại tự giữ cho nút nhấn ON1
+ Khi Timer T1 đếm đến thời gian đặt trước thì tiếp điểm thường mở T1 67, 68 đóng lại nên cuộn K2, hút động cơ M2 chạy. Tiếp điểm thường hở K2 13, 14 đóng lại duy trì cấp điện cho cuộn K2 và Timer T2.
Đồng thời thường đóng T1 55, 56 mở ra ngắt điện động cơ M1 và Timer T1. Lúc này ta có động cơ 1 dừng và động cơ 2 chạy, Timer 2 bắt đầu đếm thời gian.
+ Tương tự khi Timer T2 đếm đến thời gian đặt trước thì thường hở T2 đóng lại cấp điện cho động cơ M1 chạy lại. Đồng thời tiếp điểm thường đóng T2 mở ra ngắt điện động cơ M2 và Timer T2.
+ Khi động cơ M1 đang chạy nhấn OFF1 để dừng hệ thống, khi động cơ M2 đang chạy thì nhấn OFF2 để dừng.
+ Tiếp điểm thường đóng ORL 95, 96 của rơ le nhiệt sẽ mở ra ngắt điện của động cơ khi có sự cố quá tải.
– Chế độ MAN
+ Chế độ điều khiển tay hoạt động khi công tắc MODE được tác động. Cuộn dây rơ le được cấp điện nên tiếp điểm thường đóng nối với cuộn dây Timer1 và Timer2 mở ra. Hai timer này sẽ không được cấp điện trong suốt quá trình hoạt động. Lúc này hai động cơ sẽ hoạt động độc lập với nhau hoàn toàn.
+ Khi nhấn ON1 thì khởi K1 đóng cấp điện động cơ M1 chạy, nhấn OFF1 thì động cơ M1 dừng.
+ Nhấn ON2 thì khởi K2 đóng cấp điện cho động cơ M2 chạy, nhấn OFF2 thì động cơ M2 dừng.
+ Các nút nhấn sau khi tác động được tự giữ bởi tiếp điểm thường hở K mắc song song với nó.
Video mô phỏng nguyên lý mạch điều khiển 2 máy bơm chạy luân phiên
2. Mạch điều khiển 3 máy bơm chạy luân phiên
Sơ đồ đấu dây
Đây là mạch mở rộng của mạch 2 động cơ, qua mạch này ta có thể phát triển hơn nửa nhiều động cơ chạy luân phiên. Do T3 kích lặp lại M1, T1 kích lặp lại M2 và T2 kích lặp lại M3 nên thứ tự các động cơ chạy ở chế độ tự động sẽ là M1, M2, M3,
Sơ đồ mạch điều khiển 3 máy bơm chạy luân phiên
Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý hoạt động của mạch này tương tự như ở mạch sử dụng 2 động cơ luân phiên.
– Ở chế độ AUTO
+ Khi nhấn nút ON, khởi được cấp điện thì Timer cũng hoạt động. Timer tự động kích động cơ tiếp theo chạy khi đến thời gian đặt trước và đồng thời ngắt điện động cơ đang chạy.
+ Khi muốn chạy động cơ nào trước chỉ cần nhấn nút ON tương ứng điều khiển động cơ đó chạy trước. Ví dụ nhấn ON2 thì động cơ M2 chạy, sau đó đến động cơ M3, động cơ M2 và lặp lại.
– Ở chế độ MAN
+ Các timer sẽ không được cấp điện trong suốt quá trình hoạt động nên 3 điều khiển 3 động cơ độc lập với nhau hoàn toàn.
Tham khảo video thực tế mạch điều khiển 3 máy bơm chạy luân phiên
Tính toán lựa chọn khí cụ cho mạch điều khiển máy bơm
Giả sử mạch điều khiển chạy luân phiên 3 động cơ có công suất lần lượt là 5kW, 10kW, 2,5kW với hệ số Cosφ = 0.8
Đầu tiên ta cần tính toán dòng định mức hoạt động cho mỗi động cơ như sau
Lựa chọn CB động lực
Chức năng của CB động lực là đóng cắt mạch động lực bằng tay và bảo vệ ngắn mạch cho mạch động lực.
Ta có dòng điện tổng định mức: Idm = I1dm + I2dm + I3dm = 9,5 + 19 + 4,75
=> Idm = 33,25A
Do động cơ không đồng bộ 3 pha làm việc dòng khởi động lớn hơn nhiều lần dòng định mức, từ thực nghiệm người ta tính toán được dòng định mức CB lớn hơn 2 lần dòng định mức tính từ động cơ.
=> Dòng điện định mức cho CB là: ICB = 2* Idm = 66,5A
=> Ta sẽ chọn CB 3P 75A
Lựa chọn CB điều khiển
Chức năng của CB khiển là đóng cắt bằng tay mạch điều khiển và bảo vệ ngắn mạch. Khác với mạch động lực, dòng định mức ở mạch điều khiển thường thấp hơn 10A. Do đó ta có thể chọn CB 2P 10A.
Chọn CB cho mạch điều khiển luân phiên
Lựa chọn khởi động từ
Khởi động từ bao gồm contactor có chức năng đóng cắt trực tiếp động cơ và rơ le nhiệt dùng để bảo vệ quá tải cho động cơ. Ta sẽ lựa chọn khởi động từ riêng cho từng động cơ, trong đó rơ le nhiệt sẽ được chọn theo catalog của nhà sản xuất và contactor chọn dòng định mức gấp 1,5 lần dòng định mức động cơ.
+ Động cơ M1 với dòng định mức Idm = 9,5A
=> Chọn contactor 12A, rơ le nhiệt 9 – 13A
+ Động cơ M2 với dòng định mức Idm = 19A
=> Chọn contactor 22A và rơ le nhiệt 16 – 22A
+ Động cơ M3 với dòng định mức Idm = 4,75A
=> Chọn contactor 6A và rơ le nhiệt 4 – 6A
Lựa chọn contactor và rơ le nhiệt
Lựa chọn Timer thời gian
Chức năng của rơ le thời gian là cho phép thời gian chạy cho từng động cơ, cho phép động cơ luân phiên chạy tự động. Rơ le thời gian sử dụng là Timer On Delay tức sau khi có điện thì Timer bắt đều đếm giờ, sau khi đếm đến thời gian đặt trước thì mới tác động thay đổi tiếp điểm.
Để thuận tiện cho mạch người ta thường sử dụng loại rơ le 220V AC, có đế 8 chân có thể gắn trên các thanh ray trong tủ điện. Mặt trước của timer là biến trở điều chỉnh thời gian.
Tùy theo ứng dụng mà ta có thể lựa chọn timer hoạt động có thời gian phù hợp từ vài giây cho đến hàng giờ. Một số dãy thời gian thông dụng: 6S, 10S, 30S, 60S, 10M, 30M, 60M, 2H, 6H.
Lựa chọn rơ le thời gian (Timer)
>>> Xem thêm:
2 mạch rơ le trung gian điều khiển đảo chiều động cơ
2 Mạch bảo vệ mất pha dùng rơ le