Bài viết tiếp theo trong chùm bài về mạch điện sao tam giác, VCC TRADING sẽ chia sẻ về “Mạch điện sao tam giác dùng rơ le thời gian“.

Đặc điểm chính của mạch điện sao tam giác

Mạch khởi động sao tam giác là mạch điện được sử dụng để giúp khởi động động cơ an toàn. Khi khởi động, động cơ sẽ ở chế độ sao, sau khi khởi động xong, động cơ chuyển về trạng thái chế độ tam giác.
Mạch điện sao tam giác thường chỉ được sử dụng khởi động cho động cơ 11-110kW. Dùng có động cơ có công suất lớn hơn thì phải sử dụng khởi động mềm hoặc biến tần…
Nếu đã hiểu về mạch sao tam giác, cách đấu nối 2 loại mạch này cũng không phải khó.

Cách đấu mạch điện kiểu sao

Động cơ sẽ được cấp điện theo thứ tự từng đầu của cuộn dây U1, V1, W1 bằng nguồn điện 3 pha với thứ tự R, S, T. Ba đầu còn lại của động cơ là U2, V2, W2 đấu chung nhau.

Cách đấu mạch điện kiểu tam giác

Ba pha của nguồn điện được đấu nối bằng cách:

  • Đấu pha R vào đầu cuộn dây W2 và U1.
  • Đấu pha S vào đầu cuộn dây U2 và V1.
  • Đấu pha T vào đầu cuộn dây V2 và W1.

Ứng dụng của mạch khởi động sao tam giác

Mạch điện sao tam giác được sử dụng khởi động cho các động cơ công suất không lớn lắm như:
  • Bơm nước cho hệ thống phòng cháy chữa cháy, bơm nước cấp, bơm nước tưới tiêu, bơm dầu thủy lực,…
  • Máy nén khí, máy thổi khí,…
  • Quạt thông gió cho các hầm, nhà máy, xí nghiệp,…
  • Máy nghiền,…
  • Lò sấy quay,…
  • Và nhiều loại máy khác với ứng dụng không cần thay đổi tốc độ động cơ.

Mạch điện sao tam giác dùng rơ le thời gian

Mạch điện sao tam giác dùng rơ le thời gian là mạch khởi động sử dụng rơ le thời gian làm thiết bị điều khiển. Rơ le thời gian là thiết bị được sử dụng nhiều trong điều khiển tự động hóa. Dựa vào đặc tính hẹn giờ tự ngắt, người thiết kế và lắp đặt mạch có thể hẹn giờ đảm bảo quá trình chuyển mạch được chuẩn xác và tự động.

Rơ le thời gian còn được gọi là bộ định thời, bộ định giờ hay là Timer.

Cách hoạt động của mạch điện sao tam giác dùng rơ le thời gian

mach-dien-sao-tam-giac-dung-ro-le-thoi-gian
Sơ đồ mạch điện sao tam giác dùng rơ le thời gian

Trong mạch điện sao tam giác sử dụng công tắc ON và OFF riêng biệt để điều khiển chạy hoặc dừng động cơ. Cùng với đó là một rơ le thời gian (timer) để hẹn giờ cho mạch chuyển tự động. Thời gian chuyển mạch được tính toán và cài đặt lên rơ le thời gian sao cho hợp lý. (Nó phụ thuộc vào tải và thời gian tăng tốc động cơ).

  • Khi nhấn ON, contactor K và K2 đóng lại, rơle thời gian bắt đầu đếm ngược. Lúc này, động cơ bắt đầu chạy ở chế độ hình sao. Trạng thái đóng của K duy trì trạng thái của nút nhấn
  • Khi hết thời gian đếm ngược, tiếp điểm thường đóng T mở ra, ngắt dòng điện nối vào K2 và tiếp điểm T thường mở đóng lại khiến K1 đóng lại. Động cơ chuyển sang chạy ở chế độ tam giác.
  • Muốn dừng động cơ, chỉ cần nhấn nút OFF. Dù ở trạng thái nào, động cơ cũng sẽ giảm tốc dẫn tới ngừng quay.

– Trong trường hợp động cơ bị quá tải, lúc này, rơ le nhiệt phát huy tác dụng, làm mở tiếp điểm thường đóng ở mạch điều khiển để ngắt kết nối giữa các cuộn giây contactor. Động cơ mất điện nên ngừng quay. 

Để dễ hiểu hơn, mọi người có thể xem video:

Một số lưu ý khi lựa chọn rơ le thời gian trong mạch sao tam giác

  • Cuộn hút của Rơ le thời gian phải có điện áp giống cuộn hút của contactor. (Thường là 220 VAC).
  • Cái đặt thời gian của Rơ le thời gian: Từ 0 – 30 (giây, phút) điều chỉnh bằng cần công tắc gạt. Đây là thời gian để động cơ chuyển đổi từ chạy chế độ sao sang tam giác. Chú ý khoảng thời gian này phải tỷ lệ với công suất và moment khởi động của động cơ. 
  • Động cơ càng lớn thời gian chuyển càng lâu. Động cơ nhỏ để thời gian từ 5-10s, động cơ trung bình 10-15s, động cơ lớn hơn 20-60s. 
  • Rơ le thời gian cần có ít nhất 1 tiếp điểm thường đóng và 1 tiếp điểm thường mở đóng chậm. (Tiếp điểm đóng khi hết thời gian hẹn và cuộn hút của rơ le vẫn có điện).
  • Nếu bạn cần mua rơ le thời gian chuyên dùng cho mạch khởi động sao tam giác, không phải không có. Chỉ là giá thành sẽ cao hơn so với loại thông thường. Có thể tham khảo một số loại: Timer Omron H3CR-G series, với các mã thông dụng như H3CR-G8L 100-120AC, H3CR-G8EL 100-120AC, H3CR-G8EL 200-240AC, H3CR-G8EL AC200-240… Hay GT3S-1AF20 của IDEC.

Chọn thiết bị đóng cắt trong mạch điều khiển sao tam giác

Theo kinh nghiệm của mình, nếu lựa chọn các thiết bị trong mạch sao tam giác theo lý thuyết chỉ phù hợp với ai đã có kiến thức vững, có kinh nghiệm triển khai mạch điện thực tế. Nếu không biết cách tính, bạn có thể đọc Catalogue hãng thiết bị mà bạn định mua, dựa vào công suất động cơ và chọn thiết bị phù hợp.
Bạn cũng có thể liên hệ với các kinh doanh của chúng tôi theo khu vực để nhận tư vấn và báo giá mua hàng nhé.
Cách lựa chọn thiết bị đóng cắt dưới dây bao gồm Contactor (MC – Khởi động từ), Rơ le nhiệt (MT), Aptomat (CB). Trong đó Contactor gồm có:
  • Main Contactor (MC cho mạch chính)
  • Delta Contactor (MC cho mạch tam giác)
  • Star Contactor (MC cho mạch sao)
Đây là cách chọn khá nhanh, sai số ±5% và đáp ứng yêu cầu kỹ thuật mà mình tích lũy được. 

Giả sử cần thiết kế mạch sao tam giác cho động cơ 3 pha có điện áp D/Y là: 380/660V, công suất định mức là 35kW, hệ số công suất 0.8. Ta sẽ tính toán lựa chọn khí cụ cho mạch động lực sao tam giác:

Ta có P = √3UICos φ => I = P/ (√3UCos φ) = 35.1000/(√3.380.0.8) = 66A.

=> Do đó dòng điện định mức của động cơ là Iđm = 66A.

Chọn aptomat đóng cắt mạch điện

Aptomat trong trường hợp này sử dụng cho động cơ có công suất lớn, nên mình sẽ lựa chọn MCCB. Để xác định Icb thì bạn cần xác định dòng điện định mức của động cơ. Mình thường sử dụng công thức tính nhanh: Icb = 2 x I đm. Chọn CB có dòng lớn gấp 2 lần định mức của động cơ => chọn CB 140A
Cách chọn aptomat:
  • Đối với các động cơ tải nhẹ như bơm nước, quạt tải nhẹ, máy nén khí,…thì tính Icb = 1.5 x I đc. Sau đó chọn thiết bị nào có dòng định mức lớn hơn và gần nhất với con số vừa tính ra là được. 
    • Động cơ 22kW tải nhẹ thì dòng điện của aptomat là: I cb = 1.5 x I đc =1.5 x 40 = 60A. Vậy sẽ chọn aptomat 3P/60A
  • Đối với các động cơ tải nặng, có moment khởi động lớn như máy nghiền, búa đập đá, lò quay,.. thì dòng định mức của aptomat I cb = 2 x I đm. Cách chọn cũng như trên.
    • Động cơ 22kW tải nặng thì dòng điện của aptomat là: I cb = 2 x I đc = 2 x 40 = 80A. Vậy sẽ chọn aptomat 3P/80A (Nếu không có át khối 80A, thì các bạn có thể chọn lên 100A)

Chọn contactor cho mạch sao tam giác

  • Thông thường contactor cho mạch chính sẽ có dòng định mức (I dm) bằng contactor mạch tam giác. 
  • Chọn contactor cho mạch sao có I dm thấp hơn 2 contactor trên.

Khi chọn contactor ta cần nhân dòng định mức động cơ với một hệ số an toàn k, k từ 1,3 – 2 tùy theo contactor hoạt động liên tục hoặc gián đoạn. Giả sử chọn k  = 1.5 ta có:

Ic = I x 1.5 = 99A.

  • Ở chế độ tam giác thì 2 khởi K và K∆ cùng đóng nên dòng cho mỗi contactor: I∆ = Ic/√3 = 57A

=> Chọn contactor K và K∆ là 60A

  • Ở chế độ sao thì dòng giảm đi thêm √3 lần nên dòng qua K☆: I☆ = Ic/3 = 33A

=> Chọn contactor K☆ là 35A

Chọn rơ le nhiệt

Động cơ sẽ làm việc thường trực ở chế độ tam giác nên chọn rơ le nhiệt theo dòng điện chịu tải của contactor K tức là bằng dòng điện mức động cơ chia cho √3. Ta có

IORL = Iđm/√3 = 66/√3 = 38A

=> Chọn rơ le nhiệt 28 – 40A

Rơ le nhiệt có tác dụng bảo vệ động cơ nối với contactor chính, với dòng điện thực tế qua động cơ vào main contactor: I ttđc = I đc/1.7. Sau khi có I ttđc, rơ le nhiệt bạn hãy chọn dòng có dòng định mức nhỏ hơn gần nhất với I ttđc. 

  • Ví dụ: rơ le nhiệt cho động cơ 22kW: Ittđc = Iđc/1.7 = 44/1.7 ≈ 26A. Vậy sẽ chọn rơ le nhiệt dải từ 22-32A (một số hãng khác nhau sẽ có dải rơ le nhiệt lệch nhau 1 chút).

Ngoài ra còn có cách lựa chọn cầu đấu động lực và dây dẫn động lực. 

– Chọn cầu đấu động lực: 
  • Cầu đấu động lực lắp để thuận tiện cho việc kết nối dây ra động cơ. Dòng của cầu đấu sẽ chọn bằng hoặc cao hơn dòng của contactor.
  • Ví dụ: Động cơ 22kW sẽ dùng 2 cầu đấu 3P/60A.
– Chọn dây dẫn động lực: 
  • Dây điện đi trong tủ điện các bạn tính 1mm2 tiết diện dây dẫn chịu được từ 4-6A. 
  • Ví dụ: Động cơ 22kW dây tổng thì sẽ dùng dây tiết diện 10mm2, dây từ contactor xuống cầu đấu dùng dây tiết điện 6mm2.

Ví dụ lựa chọn thiết bị cho mạch khởi động sao tam giác

Lựa chọn các thiết bị cho mạch khởi động sao tam giác sử dụng để khởi động động cơ 100 Hp (~75kW) tính theo công thức nào? Nếu lựa chọn theo kinh nghiệm thì chọn như thế nào để kinh tế và an toàn?

Nếu ai muốn sử dụng công thức tính để chọn các thiết bị cho mạch sao tam giác, thì nó ở ngay dưới đây:

Động cơ 1 pha: P = U.I.Cos φ
Động cơ ba pha: P = √3.U.I.Cos φ

Từ công thức này ta có thể tính được I đm là bao nhiêu. 

  • Động cơ 100 Hp, dòng định mức là 140A. MCCB 200A, Main contactor bằng Delta contactor 150A, Star contactor 100A. Dây ra động cơ 25mm2, dây từ MCCB về nguồn 35mm2. Đây cũng là 1 cách chọn an toàn, tuy nhiên chưa kinh tế lắm. 

Cách khác có thể chọn thông số sát hơn, kinh tế hơn như sau:

  • Dòng điện làm việc là 132A. Chọn MCCB 160A, Contactor chính (Main Contactor) là 95A, Contactor cho mạch tam giác (Delta Contactor) là 95A, Contactor cho mạch sao (Star Contactor) là 75A, Relay nhiệt trong dải 66-90A.
    Ngoài ra muốn bảo vệ thêm thì lắp thêm bảo vệ mất pha, ngược pha, mất cân bằng pha (tích hợp), thiếu áp, quá áp.

Sơ đồ mạch động lực

Mạch động lực là cách gọi khác của mạch điện chính lắp đặt trong hệ thống. Có tác dụng thực hiện xử lý và chuyển đổi năng lượng. 
Sơ đồ mạch động lực của mạch sao tam giác như sau:
Mạch động lực mạch sao tam giác trong động cơ 3 pha
Mạch động lực mạch sao tam giác trong động cơ 3 pha
Mạch sao tam giác
Sơ đồ mạch động lực kết hợp mạch điều khiển sao tam giác trực quan

Chọn dây đấu mạch động lực theo dòng điện của động cơ, thường mình tính 1mm2 tiết diện dây dẫn mềm sẽ chịu được 4A. Nếu đã biết dòng điện, dễ dáng tính ra tiết diện dây phù hợp.

Ví dụ: động cơ 22kw, dòng điện định mức của động cơ là tầm 44A, thì dòng điện trên dây dẫn tổng bằng dòng điện là 44/4 = 11, vậy các bạn có thể chọn dây tiết điện 10 là được.

Còn dây ở đầu ra động cơ thì chọn nhỏ hơn dây từ mạch động lực 1 lần. Tiết điện dây này tính cho khoảng cách dây trong tủ điện tức là khoảng cách gần, dưới 30m là đáp ứng được. Khi đấu xong bạn nên đánh dấu các đầu dây để dễ thao tác. Nếu không sẽ phải mất thời gian để xác định lại các đầu dây động cơ. 
Thông thường các đầu sẽ được kí hiệu là U1, V1, W1. U2, V2, W2 để công nhân họ dễ đấu. Khi đấu cần để đầu dây động lực lệch 1 góc 120 độ, hay còn gọi là lệch 1 pha. Nếu cấp điện không đúng thức tự cuộn dây thì khi chuyển chế độ có thể không chạy động cơ hoặc có thể cháy động cơ.
Sau khi đấu hoàn thiện mạch động lực thì các bạn đấu tiếp mạch điều khiển. Đấu theo trình tự từ trái qua phải, từ trên xuống dưới.

Cách xác định các đầu dây động cơ

Công cụ: đồng hồ đo đa năng ở trạng thái đo điện trở.
Tổng có 6 đầu dây, dùng đồng hồ đo xem đầu nào lên điện trở đầu tiên là U1 và U2. Hai đầu dây này là tương đương nên bạn có thể đánh dấu bất kì. 
Đo điện trở cặp dây tiếp theo để đánh dấu là v1, v2. Đo nốt cặp cuối cùng đánh dấu là w1, w2.
Để tránh nhầm lẫn phải xác định lại, mọi người nên đánh dấu đầu dây khi đấu vào động cơ để có kết quả chuẩn nhất. 

Những lưu ý khi đấu mạch sao tam giác

– Mạch điện đấu nối sao tam giác dùng rơle thời gian chỉ sử dụng cho động cơ không đồng bộ 3 pha công suất trung bình. Không phải động cơ nào cũng hoạt động được với cách này. Chỉ nên áp dụng với các động cơ hoạt động với sơ đồ tam giác.

– Điện áp của động cơ phù hợp với mạng lưới điện mới sử dụng được mạch sao tam giác. Khi khởi động, động cơ ở trạng thái sao, điện áp trên cuộn dây là U pha. Sau khi ổn định động cơ chuyển sang chạy ở trạng thái tam giác, U dây = U pha.

– Động cơ có thể đấu sao tam giác khi thông số điện áp có ghi /: 380/660V, vì điện áp ở nước ta là 3 pha 380V. Đối với loại động cơ có ghi △/☆: 220/380V chỉ có thể đấu chế độ tam giác với điện áp 3 pha 220V, do đó không thể đấu chạy khởi động sao tam giác.

– Dòng quá độ lúc chuyển mạch

Khi động cơ chạy đến tốc độ 75% thì sẽ chuyển đổi từ sao sang chạy chế độ tam giác. Động cơ sẽ thực hiện khởi động với điện áp thấp và sau đó chuyển mạch chạy với tốc độ định mức, moment định mức.

Khi chuyển mạch sẽ xuất hiện dòng điện quá độ, mà đôi khi dòng điện này còn có giá trị lớn hơn khi khởi động trực tiếp.

5/5 - (1 bình chọn)

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

Kết nối ngay với chúng tôi nào !!!
Xin chào, bạn muốn tìm hiểu về điều gì?
Liên hệ ngay với chúng tôi!!!