Tìm hiểu về sơ đồ mạch điện sao tam giác gồm mạch điều khiển và mạch động lực. Giải thích nguyên lý hoạt động và của từng mạch điện.
Mục lục
1. Giới thiệu về mạch khởi động sao tam giác
Động cơ cảm ứng khi khởi động thì dòng điện sẽ tăng một cách bất thường làm ảnh hưởng đến điện lưới và các thiết bị khác.
Dòng và moment khởi động của động cơ
Để giới hạn dòng khởi động, các động cơ cảm ứng được khởi động với một điện áp thấp và sau đó chuyển sang hoạt động với điện áp định mức khi đã đạt đến tốc độ gần với tốc độ định mức. Có nhiều phương pháp được sử dụng để làm giảm điện áp, trong đó phương pháp thông dụng và được áp dụng nhiều nhất trong giảng dạy là phương pháp khởi động sao tam giác.
Đầu tiên trước khi tìm hiểu về sơ đồ mạch điện sao tam giác ta sẽ tìm hiểu tại sao phương pháp này lại hoạt động hiệu quả.
2. Nguyên lý của phương pháp sao tam giác
Đây là phương pháp khởi động giảm dòng điện thông qua việc làm giảm điện áp đặt vào cuộn dây stator động cơ. Giảm điện áp trong quá trình khởi động sao-tam giác bằng cách cấu hình kết nối của các cuộn dây của động cơ như minh họa trong hình bên dưới. Trong quá trình khởi động, các cuộn dây của động cơ được kết nối theo cấu hình sao, điều này làm giảm điện áp trên mỗi cuộn dây. Và cũng làm giảm moment khởi động đi một phần ba.
Kết nối hình sao và tam giác
Sau một thời gian, cuộn dây được cấu hình lại ở chế độ tam giác và động cơ hoạt động bình thường. Bộ khởi động Sao/Tam giác có lẽ là bộ khởi động giảm điện áp phổ biến nhất. Chúng được sử dụng để giảm dòng khởi động của động cơ trong quá trình khởi động như một phương tiện để giảm nhiễu trên nguồn cung cấp điện.
Mạch sao tam giác sẽ bao gồm 3 contactor, 1 bộ hẹn giờ Timer và 1 rơ le nhiệt. Dòng điện định mức của 3 contactor là khác nhau vì mỗi chế độ sẽ mang một dòng điện khác nhau. Có 2 contactor sẽ chạy thường trực sao khi khởi động là contactor chính và contactor tam giác. Contactor thứ 3 là contactor sao chỉ mang dòng điện khi động cơ đang khởi động ở chế độ sao.
==> Dòng điện ở chế độ sao nhỏ hơn dòng hoạt động ở chế độ tam giác 3 lần. Hay nói cách khác khi động cơ sử dụng phương pháp khởi động sao tam giác thì dòng điện khởi động giảm đi 3 lần.
3. Sơ đồ mạch điện sao tam giác
3.1 Mạch động lực
Mạch động lực sao tam giác
+ CB chính điều khiển đóng cắt để cung cấp nguồn cho mạch công suất.
+ Contactor chính sẽ kết nối với 3 pha nguồn R, S, T với 3 đầu dây thứ nhất của động cơ U1, V1, W1.
+ Khi hoạt động thì contactor chỉnh KM3 và contactor sao KM1 sẽ đóng trước. Contactor sao nối ngắn mạch 3 đầu dây thứ 2 của động cơ (U2 V2 W2) và contactor chính cấp nguồn cho động cơ. Ta nói động cơ chạy với chế độ sao.
+ Sau một khoảng thời gian thì contactor sao KM1 mở ra và đóng contactor tam giác KM2. Contactor KM2 sẽ kết nối một đầu của cuộn dây này với một đầu của cuộn dây khác (chế độ tam giác). Các contactor được điều khiển tự động thông qua timer hẹn giờ.
3.2 Sơ đồ mạch điện điều khiển sao tam giác
Sơ đồ mạch điện điều khiển sao tam giác gồm có công tắc nút nhấn, tiếp điểm phụ và bộ hẹn giờ.
Sơ đồ mạch điện điều khiển sao tam giác
+ Khi nhấn nút ON thì mạch sẽ cấp điện cho cuộn dây contactor sao KM1 và cuộn dây timer T. Khi contactor KM1 được cấp điện thì tiếp điểm chính và tiếp điểm phụ của nó thay đổi từ thường hở thành thường đóng.
+ Khi tiếp điểm phụ contactor sao chuyển từ NO sang NC thì cuộn dây contactor KM3 được cấp điện. Điều này cũng làm thay đổi tiếp điểm chính và tiếp điểm phụ của KM3 từ NO sang NC. Trình tự này xảy ra trong khoảng thời gian rất ngắn.
+ Từ khi nhấn nút ON thì tiếp điểm phụ KM3 đang mắc song song với nút nhấn ON sẽ đóng. Để duy trì mạch điều khiển hoạt động ngay cả sau khi nhả nút nhấn ON.
+ Khi contactor sao KM1 đóng thì động cơ hoạt động ở chế độ sao mãi đến khi tiếp điểm của timer bị tác động chuyển từ NC thành NO.
Khi timer đếm đến một thời gian cụ thể, thì tiếp điểm NC của timer đang nối tiếp với cuộn dây contactor sao sẽ thành NO. Và tiếp điểm NO của timer đang nối tiếp với cuộn dây contactor tam giác sẽ chuyển thành NC. Do đó cuộn dây contactor sao bị ngắt điện và cuộn dây contactor tam giác được cấp điện. Bây giờ động cơ sẽ thay đổi chế độ nối dây từ sao sang tam giác và chạy thường trực ở chế độ này.
+ Tiếp điểm phụ NC từ cả công tắc tơ hình sao và tam giác được đặt đối diện với cuộn dây công tắc tơ hình sao và tam giác. Các tiếp điểm khóa liên động này đóng vai trò là công tắc an toàn để ngăn việc kích hoạt đồng thời cả cuộn dây công tắc tơ hình sao và tam giác. Do đó không thể được kích hoạt công tắc tơ này mà không bị hủy kích hoạt contactor khác đang hoạt động trước đó.
Do đó, cuộn dây contactor tam giác không thể hoạt động khi cuộn dây contactor hình sao đang hoạt động. Và tương tự, cuộn dây contactor hình sao cũng không thể hoạt động trong khi cuộn dây contactor tam giác đang hoạt động.
+ Mạch điều khiển trên cũng cung cấp hai tiếp điểm ngắt mạch điều khiển để tắt động cơ. Công tắc nút nhấn OFF ngắt mạch điều khiển và động cơ khi cần thiết. Tiếp điểm quá tải nhiệt là thiết bị bảo vệ tự động mở mạch điều khiển ngắt mạch trong trường hợp khi rơle quá tải nhiệt phát hiện ra dòng điện quá tải của động cơ. Điều này nhằm tránh cháy động cơ trong trường hợp quá tải vượt quá công suất định mức của động cơ.
>>> Xem thêm:
4 sơ đồ mạch khởi động sao tam giác – phân tích ưu nhược điểm từng mạch
20 sơ đồ đấu dây contactor 3 pha cơ bản đến nâng cao
6 phương pháp khởi động động cơ ba pha
4 Mạch đảo chiều động cơ 3 pha dùng công tắc RF
Tham khảo video mô phỏng mạch sao tam giác – Tôi Yêu Nghề
Bài viết tham khảo
https://electrical-engineering-portal.com/star-delta-motor-starter