Mạch khởi động sao tam giác – Cấu tạo & ứng dụng (2023)

0
12

Mạch khởi động sao tam giác khá quen thuộc trong các mạch điện dùng trong sản xuất. Nhằm giảm dòng điện khi bắt đầu khởi động các động cơ công suất lớn, mạch sao tam giác là lựa chọn tốt nhất. Vậy cùng tìm hiểu về cấu tạo và ứng dụng của mạch điện này nhé!

Mạch khởi động sao tam giác là gì

Mạch khởi động sao tam giác (Star Delta Starter) có cái tên miêu tả khá cụ thể về chức năng và cấu tạo của mình. Có thể hiểu đây là mạch điện dùng khi khởi động cho các động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc. Đây là những động cơ có công suất lớn, khi bắt đầu khởi động sẽ cần có nguồn điện cao, nếu sử dụng các loại mạch điện thông thường sẽ gây ra các hậu quả như làm sụt điện, hỏng máy,…

Mạch khởi động sao tam giác là gì

Do đó, mạch khởi động sao tam giác được ứng dụng như một giải pháp tốt nhất dùng để chạy khởi động các loại máy móc này. Khi bắt đầu khởi động, mạch sẽ chạy ở chế độ hình sao, còn khi động cơ chạy đến một định mức nhất định sẽ chuyển sang chạy ở chế độ tam giác.

Cấu tạo của mạch sao tam giác

Mạch sao tam giác là hệ thống gồm các contactor và mạch dẫn. Ngoài ra, trong mạch sao tam giác có thể gồm Aptomat (CB) và Rơ- le thời gian, nút nhấn ON /OFF, đèn báo…

Cấu tạo mạch sao tam giác

Trong đó:

  • Contactor: Gồm 3 contactor K, K1, K2
  • Aptomat sẽ gồm có Aptomat dùng để cắt nguồn điện bằng tay và một Aptomat dùng cho mạch điều khiển.
  • Rơ- le: Gồm 1 Rơ- le nhiệt và 1 Rơ-le thời gian. Rơ-le nhiệt sẽ gắn trực tiếp với K để bảo vệ động cơ khỏi việc quá tải khi khởi động. Và Rơ- le thời gian được dùng để chuyển mạch tự động sau thời gian cài đặt.

Nguyên lý đấu mạch sao tam giác

Trước tiên để đấu mạch khởi động sao tam giác, cần hiểu về nguyên lý hoạt động của mạch. Mạch sao tam giác được hoạt động theo nguyên lý: Khi nguồn điện đi vào, động cơ sẽ chạy ở chế độ hình sao để giảm dòng điện xuống 1/3 định mức.

Sau đó, khi động cơ tăng đến 75% so với định mức tốc độ mạch sẽ chuyển sang tam giác thường trực để đảm tải điện hoạt động bình thường. Chu kỳ này sẽ tiếp tục tuần hoàn lại khi có một dòng điện mới đi vào.

Nguyên lý đấu mạch sao tam giác

Qua nguyên lý hoạt động, ta có thể nhận thấy, nếu contactor K và K1 cùng đóng thì động cơ đang chạy ở chế độ mạch sao, còn nếu contactor K và K2 cùng đóng thì mạch đang ở chế độ tam giác. Để đấu mạch sao tam giác có thể thực hiện theo nguyên lý sau:

– Nhấn nút ON tại mạch dẫn K13 – K14 => Contactor K và K1 đồng thời đóng => Chế độ mạch sao được thiết lập

– Khi động cơ tăng đến 75% so với định mức tốc độ => Ngắt contactor K1 và đóng contactor K2 => Chế độ mạch tam giác thường trực được thiết lập.

Thông thường, để tăng độ chính xác khi chuyển mạch, người ta sẽ sử dụng Rơ-le thời gian để quy định.

→ Mạch khởi động sao tam giác có công dụng gì?

Mạch khởi động sao tam giác được sử dụng với 2 mục tiêu chính là làm giảm dòng điện khởi động mạch và tránh làm sụt áp trên các đường dây.

 công dụng mạch sao tam giác

Bởi lẽ các động cơ máy khi bắt đầu khởi động thường phải dùng một dòng điện lớn, điều này gây nguy hại lớn cho mạch điện cũng như các thiết bị khác trong mạch điện.

→ Khi nào cần dùng chế độ sao tam giác?

Mạch khởi động sao tam giác được sử dụng rất rộng rãi cho các động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc. Tuy nhiên cũng không phải bất kể động cơ không đồng bộ 3 pha roto nào cũng sử dụng được mạch. Sử dụng mạch sao tam giác nào cũng phụ thuộc vào công suất điện, công suất mạch.

Khi nào cần dùng chế độ sao tam giác

Một lưu ý là khởi động bằng mạch sao tam giác được sử dụng cho những động cơ có công suất dưới 7kW. Những động cơ có công suất > 7kW thường sẽ được dùng biến tần hoặc khởi động mềm.

Mạch khởi động sao tam giác thường được sử dụng cho các loại như: máy bơm tưới tiêu, máy bơm cấp nước chữa cháy, máy nén khí, quạt thông gió cho hầm, máy nghiền, lò sấy quay…

Có bao nhiêu loại trong mạch sao tam giác?

Mạch khởi động sao tam giác được phân loại thành mạch khởi động sao tam giác trong dòng mạch mở và mạch khởi động sao tam giác trong dòng mạch đóng.

→ Dòng mạch mở

– Đặc điểm: Ứng dụng của mạch khởi động sao tam giác trong dòng mạch mở được dùng rộng rãi nhất. Trong suốt thời gian chuyển đổi từ cuộn dây sang chế độ sao tam giác thì cuộn dây động cơ đều được mở. Mạch sử dụng 3 công tắc tơ và rơ le định thời

mạch khởi động sao tam giác

– Ưu điểm: Chi phí thấp, dễ thực hiện, không cần thêm thiết bị giảm điện áp

– Nhược điểm: Mạch khởi động sao tam giác mở tạo ra sự đột biến dòng điện và mô-men xoáy làm sập hệ thống. Điều này có thể gây ra rung lắc hoặc gây hại cho các thành phần trong hệ thống.

→ Dòng mạch đóng

– Đặc điểm: Trong mạch này, khi chuyển đổi từ chế độ sao sang chế độ tam giác sẽ được thực hiện mà không cần ngắt động cơ đường dây. Có thể có một vài thành phần được thêm sẽ kết hợp với công tắc tơ và một vài điện trở chuyển tiếp để bổ trợ hoặc làm giảm sự đột biến liên quan đến quá trình đổi mở.

mạch khởi động sao tam giác đóng

– Ưu điểm: Hạn chế sự tăng đột ngột dòng điện từ quá trình chuyển đổi, khắc phục được hạn chế của mạch sao tam giác mở

– Nhược điểm: Yêu cầu nhiều thiết bị chuyển mạch nên khá phức tạp trong việc lắp đặt và tốn chi phí hơn.

Hướng dẫn chọn thiết bị đóng cắt, thiết bị điều khiển cho mạch sao tam giác

→ Chọn thiết bị đóng ngắt mạch

Thiết bị đóng cắt điều khiển mạch sao tam giác là những thiết bị như aptomat, rơ le, contactor. Cách lựa chọn những thiết bị này khá phức tạp, các bạn có thể tham khảo cách chọn dưới đây.

Aptomat:

Các động cơ trong mạch khởi động sao tam giác có công suất lớn nên thường sẽ phải chọn aptomat khối (MCCB).

Chọn aptomat

Cách chọn aptomat sẽ phải dựa theo dòng điện định mức của động cơ. Công thức như sau:

Iđc = 2xP

Trong đó:

  • lcđ: dòng điện định mức của động cơ
  • P: công suất động cơ

Sau đó, bạn chọn aptomat dựa theo công thức: Icb=1,5xIđc hoặc Icb=2xIđc ( lcb: dòng định mức của aptomat)

Các động cơ có công suất nhẹ như máy bơm nước, quạt tải nhẹ, máy nén khí,.. có thể áp dụng công thức: Icb=1,5xIđc

Còn các động cơ có tải nặng thì dòng định mức của aptomat là: Icb=2xIđc

Contactor

Contactor chính và contactor ở chế độ sao phải chọn có dòng định mức bằng nhau, contactor chế độ sao thì sẽ chọn thấp hơn 1 cấp so với 2 loại trên.

Chọn contactor

Rơ le nhiệt:

Sử dụng rơ le nhiệt lắp cùng contactor chính. Ta xác định dòng điện thực tế của động cơ qua contactor chính: Ittđc = Iđc/1.7

Sau đó, xác định được dải Ittđc và hãy lựa chọn rơ le nhiệt nằm trong dải này.

Chọn rơ le nhiệt

→ Chọn thiết bị điều khiển

Rơ le thời gian: Chọn rơ le thời gian có điện áp tương tự contactor, thông dụng nhất là chọn mức điện áp 220VAC.

Rơ le thời gian

Sơ đồ đấu nối mạch khởi động sao tam giác

Mạch khởi động sao tam giác có thể được đấu theo hai kiểu là mạch động lực và mạch điều khiển.

Để lắp đặt được mạch sao tam giác thì đầu tiên cần quan tâm tới những thông số ghi trên mortor và dây dẫn. Chọn loại dây dẫn theo dòng điện của động cơ, thông số thường là 1mm2 tiết diện dây sẽ chịu được dòng điện 4A.

Chọn thiết bị điều khiển

Từ số liệu trung bình trên, bạn có thể tự tính được tiết diện của dây dẫn cùng dùng. Ví dụ với động cơ 22kW, dòng điện định mức 44A => dòng điện trên dây = 44/4 = 11 => Vậy bạn có thể chọn dây dẫn tiết diện tầm trên dưới 11.

Ở đầu ra, lưu ý chọn động cơ nhỏ hơn cáp một lần. Tiết diện dây này tính ở khoảng cách gần khoảng dưới 30m.

Khi tiến hành đấu mạch, nên đánh dấu các đầu dây để dễ phát hiện. Có thể đánh dấu U1, V1, W1, U2, V2, W2.

Giải đáp thắc mắc thêm về mạch sao tam giác

#1 Mối quan hệ điện áp và dòng điện trong mạch như thế nào?

Một số công thức cần chú ý:

– Mạch sao tam giác:

Ud = căn 3 * Up

Id= Ip

– Mạch đấu tam giác:

Ud= Up

Id= căn 3* Ip

đấu mạch sao tam giác

  • Khi đấu mạch ở chế độ sao tam giác, U=Ud ( do điện áp U cấp trực tiếp vào 3 cuộn dây) và Up= căn 3/Ud
  • Khi đấu mạch ở chế độ tam giác, U=Up=Ud
  • ð Ở chế độ sao, điện áp mỗi cuộn dây nhỏ hơn căn 3 lần so với điện áp ở chế độ tam giác.

#2 Làm sao nhận biết mạch mất tín hiệu (3 pha)?

Nhận biết bằng cách sử dụng đồng hồ VOM đo điện trở. Động cơ 3 pha có 3 cuộn dây, 6 đầu nối và mỗi cuộn dây sẽ có điện trở khác nhau.

đồng hồ VOM đo điện trở

Để đo được thì bạn có thể đặt pin 9V vào đầu mỗi cuộn dây, chỉnh đồng hồ về 2,5V. Sau đó nhấp nhả nguồn điện, nếu kim vọt lên rồi trả về => cuộn dây nối với que đen cùng chiều cuộn dây nối cực dương. Làm tương tự với các đầu còn lại.

#3 Động cơ nào không nên dùng mạch sao tam giác?

Những động cơ có đặc điểm sau thì không nên dùng mạch sao tam giác:

– Động cơ công suất thấp

– Tải động cơ lớn

– Những động cơ không sử dụng điện áp 380V.

Động cơ không nên dùng mạch sao tam giác

Hy vọng với những thông tin về cấu tạo và ứng dụng của mạch khởi động sao tam giác được chúng tôi chia sẻ đã mang đến bạn đọc kiến thức hữu ích. Tin chắc rằng đây là loại mạch được rất nhiều người, đặc biệt các anh em trong lĩnh vực điện, động cơ sẽ rất quan tâm! Mời bạn đón đọc các bài viết tiếp theo của chúng tôi nhé!

Mecsu Blog

Subscribe
Notify of
0 Bình luận
Inline Feedbacks
View all comments