MẠCH SAO – TAM GIÁC VÀ KHỞI ĐỘNG MỀM CHO ĐỘNG CƠ

“Mạch sao – tam giác” và “khởi động mềm” là hai phương pháp điều khiển động cơ thường được sử dụng trong công nghiệp để giảm tác động của dòng khởi động lớn và giữ cho quá trình khởi động diễn ra xuyên sẻ hơn. Hãy cùng VISE tìm hiểu về hai phương pháp điều khiển động sơ này nhá!

Hình ảnh bảng đồ mạch điện

MẠCH SAO – TAM GIÁC LÀ GÌ?

---

Mạch sao – tam giác

Mạch sao tam giác là một mạch điện được sử dụng để khởi động và vận hành động cơ cảm ứng ba pha có công suất lớn. Mạch này gồm bộ điều khiển và các linh kiện điện khác như aptomat, contactor và bộ timer.

Hình ảnh sơ đồ mạch sao và mạch tam giác

Nguyên lý và cấu tạo mạch sao – tam giác

• Cấu tạo của mach sao tam giác bao gồm 3 thành phần chính là Contactor, CB (Aptomat) và rơ le thời gian. Ngoài ra còn có rơ le thời gian, nút nhấn ON, OFF, đèn báo hiệu…. Trong đó:

– CB bao gồm:

+ MCCB động lực dùng để đóng cắt nguồn điện bằng tay, bảo vệ ngắn mạch cho mạch động lực

+ 1 CB 10A đóng cắt cho mạch điều khiển.

– Khởi động từ bao gồm:

+ 3 contactor K1, K2, K

+ 1 rơ nhiệt gắn trực tiếp với contactor K. Rơ le nhiệt dùng để bảo vệ quá tải cho động cơ trong cả hai chế độ sao và tam giác.

– Rơ le thời gian dùng để chuyển mạch tự động sang chế độ sao, sau một thời gian đặt trước.

Hình ảnh nguyên lý mạch sao – mạch tam giác

• Nguyên lý đấu sao tam giác

– Khi contactor K và K1 cùng đóng thì động cơ sẽ chạy ở chế độ sao. Khi contactor K và K2 đóng thì động cơ chạy chế độ tam giác. Do đó ta thiết kế mạch điều khiển theo nguyên lý như sau:

+ Khi nhấn nút ON tại K13-14, thì mạch điều khiển contactor K và K1 đóng. Chế độ sao được thiết lập. Đến khi tốc độ động cơ đạt đến khoảng 75% tốc độ định mức thì ngắt contactor K1 và đóng contactor K2. Động cơ chuyển về chế độ thường trực là tam giác.

+ Quá trình chuyển mạch xảy ra rất nhanh. Để đảm bảo hoạt động chính xác người ta thường sử dụng bộ đếm thời gian (rơ le thời gian) để điều khiển quá trình này.

– Khoảng 1 thời gian cài đặt trước tại Timer T. Tiếp điểm T (55-56) mở ra khiến cho S (A1-A2) mất điện. Tiếp điểm T (67-68) đóng lại và cấp điện cho TG.  Contactor tam giác TG được đóng lại. Contactor sao S được mở ra. Mạch điện sẽ được hoạt động chế độ sao tam giác.

Hình ảnh nguyên lý đấu sao tam giác

Ưu điểm và nhược điểm:

• Ưu điểm:

– Đơn giản và chi phí thấp.

– Dễ bảo dưỡng.

• Nhược điểm:

– Tạo ra đỉnh dòng (inrush current) lớn trong giai đoạn khởi động, gây tác động lớn đến hệ thống điện.

– Gây sốc cơ học và điện động ngược khi chuyển từ mạch tam giác sang mạch sao.

KHỞI ĐỘNG MỀM LÀ GÌ?

---

Khởi động mềm:

Khởi động mềm là thiết bị điều khiển, kiểm soát quá trình khởi động của động cơ 3 pha. Thông qua việc điều khiển các linh kiện công suất bán dẫn sẽ thay đổi điện áp đặt vào động cơ, từ đó điều chỉnh được dòng điện động cơ. Khởi động mềm đúng như tên gọi được dùng khởi động động cơ 3 pha, và còn có chức năng điều khiển quá trình dừng của động cơ.

Hình ảnh khởi động mềm

Cấu tạo, nguyên lý làm việc của khởi động mềm:

• Cấu tạo

– Bộ phận điều khiển (có thể có màn hình và bàn phím hoặc điều khiển bằng vít/ vặn biến trở)

– Thyristor hoặc SCR (Silicon control rectifier) được sử dụng để điều khiển và đóng ngắt dòng điện

– Hệ thống tản nhiệt và quạt làm mát

– Contactor Bypass (có thể sẵn có hoặc không tùy theo từng loại khởi động mềm)

– Vỏ bảo vệ sẽ có chất liệu tuỳ thuộc vào các tiêu chuẩn bảo vệ do môi trường sử dụng

– Bộ phận điều khiển: điều khiển số hoặc cơ khí, các đầu ra chức năng rơ le báo trạng thái, điều khiển bảo vệ chống quá nhiệt, quá tải, các kết nối truyền thông Modbus, Profibus, điều khiển thời gian khởi động bằng biến trở hoặc màn hình.

• Nguyên lý làm việc

– Khởi động mềm có cấu tạo bởi 3 cặp thyristor (SCR) được kết hợp song song và ngược nhau. Khi không có điện, thyristor ngăn không cho dòng điện chạy qua. Khi ở trạng thái mở, thyristor mở dần góc kích (góc mở của các van bán dẫn) để cho phép dòng điện chạy qua từ từ. Điều này giúp động cơ khởi động và tăng tốc lên một cách nhẹ nhàng. Điện áp được điều khiển bằng cách điều chỉnh góc mở của van.

– Khi van mở hoàn toàn, điện áp sẽ đạt đến giá trị điện áp định mức và lúc đó động cơ sẽ đạt được tốc độ tối đa cho phép. Vì mô-men động cơ tỉ lệ với bình phương điện áp và dòng điện, nên mô-men gia tốc và dòng điện khởi động được hạn chế thông qua việc điều chỉnh trị số hiệu dụng của điện áp. Khi động cơ đạt đến tốc độ định mức, contactor bypass trong khởi động mềm sẽ đóng lại, hệ thống tự động bypass qua điện lưới mà không cần qua bộ thyristor.

Hình ảnh nguyên lý hoạt động khởi động mềm

Ưu điểm và nhược điểm:

• Ưu điểm:

– Giảm đột ngột đỉnh dòng, giảm tác động lên hệ thống điện.

– Bảo vệ động cơ khỏi các vấn đề như sốc cơ học và điện động ngược.

• Nhược điểm:

– Chi phí thường cao hơn so với mạch sao – tam giác.

– Yêu cầu kiến thức kỹ thuật cao để cài đặt và bảo dưỡng.

NÊN LỰA CHỌN “MẠCH SAO – TAM GIÁC” HAY “KHỞI ĐỘNG MỀM”?

---

Nếu yêu cầu một quá trình khởi động mềm mại và giảm đột ngột đỉnh dòng, và bạn có ngân sách đủ, khởi động mềm với biến tần là một lựa chọn tốt.

Nếu ngân sách hạn chế và không quan trọng lắm về đột ngột đỉnh dòng, mạch sao – tam giác có thể là một giải pháp chi phí thấp và dễ bảo dưỡng.

VISECO.VN rất cảm ơn các bạn đã dành thời gian theo dõi bài viết!

---