MÔ PHỎNG - Nguyên lý mạch khởi động sao tam giác


Phương pháp khởi động sao tam giác được áp dụng nhiều trong thực tế đối với những động cơ công suất trung bình, với ưu điểm giảm dòng khởi động xuống 1/3 lần so với khởi động trực tiếp, tiết kiệm về mặt chi phí vv.

Đấu nối sao tam giác để làm gì?

Như chúng ta đã biết, khi khởi động động cơ điện mang cơ cấu sản xuất, dòng điện khởi động gấp nhiều lần từ 5 đến 9 lần Iđm, vì động cơ luôn tạo dòng phu cô lớn để chống lại chế độ thay đổi bão hòa từ. Dòng khởi động lớn là nguyên nhân dẫn đến.

- Làm sụt áp lưới điện ảnh hưởng đến thiết bị khác
- Ảnh hưởng đến tuổi thọ của động cơ, độ bền của các thiết bị đóng cắt và dây dẫn

Người ta phải tìm các phương pháp khởi động cho động cơ với mục đích chính là để giảm giá trị dòng khởi động. Và có nhiều các như dùng mạch khởi động sao tam giác đối với động cơ công suất trung bình, hay dùng biến tần và khởi động mềm với động cơ công suất lớn. Tùy theo vào nhu cầu sử dụng và bài toán kinh tế mà chúng ta lựa chọn cho phù hợp.


"Click vào để xem ảnh gốc với chất lượng tốt hơn"


Vậy mục đích cuối cùng của chúng ta khi dùng mạch khởi động sao tam giác, hay dùng khởi động mềm là muốn giảm dòng khởi động để đảm bảo tuổi thọ của động cơ và thiết bị đóng cắt, dây dẫn, và ổn định của lưới điện.

Những trường hợp dùng phương pháp khởi động sao tam giác.

Thực tế, có nhiều cách để khởi động động cơ như dùng biến áp tự ngẫu, cuộn kháng, dùng điện trở thứ cấp, sơ cấp, dùng biến tần, khởi động mềm, và phương pháp sao tam giác là một lựa chọn.

Việc sử dụng phương pháp khởi động sao tam giác phụ thuộc vào nhiều yếu tố.

- Công suất động cơ có lớn hay không, thường thì dưới 7 kW chúng ta có thể khởi động trực tiếp,và với động cơ quá lớn thì chúng ta phải dùng khởi động mềm hay biến tần
- Đặc tính tải của động cơ trong quá trình khởi động, có hạn chế tối thiểu khi khởi động hay không
- Chất lượng điện ở nơi đó, công suất của dây dẫn và máy biến áp, thiết bị đóng cắt nếu lớn thì không ảnh hưởng nhiều khi động cơ khởi động. Tóm lại là nói phụ thuộc vào công suất của trạm điện
- Tần suất khởi động động cơ.
- Chi phí cho khởi động sao tam giác bao giờ cũng kinh tế hơn so với sử dụng biến tần, khởi động mềm.

Vậy nên, khi lựa chọn cách khởi động sao tam giác phải cân nhắc đầy đủ những yếu tố trên, ngoài ra với từng trường hợp thực tế trong nhà máy, phụ thuộc vào quá trình sản xuất, vận hành mà chúng ta lựa chọn cho phù hợp.

Với ưu điểm là chi phí thấp, dễ dàng lắp đặt và sử dụng, cách khởi động này được dùng nhiều trong thực tế.

Mạch khởi động sao tam giác.

Nguyên lý của phương pháp khởi động sao tam giác là đầu tiên chúng ta cho động cơ chạy chế độ sao để giảm giá trị dòng khởi động xuống 1/3 so với định mức, sau một khoảng thời gian thì chuyển san chế độ tam giác để đảm bảo công suất động cơ và nhu cầu của tải.

Thông số động cơ sử dụng được phương pháp khởi động sao tam giác.

Chúng ta căn cứ vào công suất và đặc tính của tải để lựa chọn phương pháp khởi động cho phù hợp.


"Click vào để xem ảnh gốc với chất lượng tốt hơn"


Không phải động cơ không đồng bộ ba pha nào cũng dùng được phương pháp khởi động sao tam giác. Với điện lưới ba pha là 380 V, động cơ phải có thông số sao/ tam giác là 380/660 thì mới dùng được phương pháp này, lưu ý khi ký hiệu sao/tam giác là 220/380 thì chúng ta không dùng được.

Sơ đồ mạch sao tam giác.

Được chia làm hai phần chính  là mạch động lực và mạch điều khiển như trên hình vẽ.




"Click vào để xem ảnh gốc với chất lượng tốt hơn"


Các thiết bị để xây dựng lên một tủ điện khởi động sao tam giác cho động cơ không đồng bộ ba pha như sau

- Aptomat để đóng cắt mạnh điện tổng của tủ
- Contactor để đóng cắt động cơ từ chế độ sao sang tam giác theo chế độ điều khiển
- Rơle nhiệt để bảo vệ động cơ quá dòng
- Timer để điều khiển thời gian chuyển chế độ sao sang tam giác
- Phụ kiện kèm theo như đèn báo, nút bấm, rơ le trung gian, dây dẫn, đầu đấu nối, và vật dụng hỗ trợ kèm theo

Căn cứ vào công suất của động cơ mà từ đó chúng ta lựa chọn thiết bị điện như Aptomat, contactor sao cho phù hợp. Ngoài ra thường có thêm bộ bảo vệ quá áp, mất pha, hay mất dây trung tính, với mục đích chính để hoàn thiện bộ tủ điều khiển động cơ chế độ sao tam giác an toàn và hiệu quả.

Nhìn hình vẽ trên ta thấy mạch cần tối thiểu 2 contactor để nối với động cơ. Khi đóng mạch điện contactor 1 đóng mạch điện, động cơ chạy theo kiểu đấu nối sao, lúc này dòng khởi động giảm, momen lực giảm, sau một khoảng thời gian T (timer set) động cơ kéo tải tương đối, thường là vài giây, chúng ta chuyển sang chế độ tam giác, nhằm đảo bảo đủ công suất của động cơ và tải hoạt động ổn định.

Hạn chế của cách khởi động này.

Với chi phí thấp và dễ dàng lắp đặt, dòng khởi động nhỏ, cách khởi động sao tam giác được sử dụng rất nhiều, trong mọi lĩnh vực sản xuất. Nhưng nó cũng chỉ là một cách lựa chọn, còn phụ thuộc vào xưởng sản xuất yêu cầu của nhà máy.

- Khi khởi động moment khởi động nhỏ điều này ảnh hưởng rất nhiều đến cơ cấu cơ khí chấp hành phía sau.
- Xuất hiện nhiễu điện trường khi chuyển từ chế độ sao sang tam giác, ảnh hưởng đến thiết bị chuyền tín hiệu xung quanh.
- Xuất hiện sụt áp cục bộ khi chuyển chế độ sao sang tam giác do biến đổi dòng lớn.

Cách đấu mạch điện sao tam giác.

Dưới đây là bảng đấu nối sơ đồ mạch lực chi tiết sao tam giác bao gồm các contactor, timer, rơle nhiệt để bảo vệ động cơ, và các tiếp điểm thường đóng, thường mở.


"Click vào để xem ảnh gốc với chất lượng tốt hơn"


Nhìn hình trên chúng ta thấy có 3 contactor. theo thứ tự contactor sao, contactor tam giác, contactor Chính.

Bật aptomat, nhấn nút thì contactor chính và contactor sao đóng tiếp điểm, động cơ khởi động chế độ sao trong khoảng thời gian T theo setup của timer.


Mạch chạy chế độ sao

Lúc này ta thấy, dòng dòng điện từ 3 pha lửa chạy qua contactor chính ( đầu tiên) rồi qua U1, V1, W1 đầu vào của cuộn dây động cơ, và đầu W2, U2, V2 được nối chụm lại nhờ contactor sao đóng tiếp điểm.

Sau một khoảng thời gian thì contactor sao ( số 2) sẽ nhả ra và contactor tam giác ( số 3 ) sẽ đóng lại cho động cơ chạy chế độ tam giác, để hoạt động với đúng công suất của nó.


Chế độ đóng mạch tam giác

NGUỒN THAM KHẢO: (bachkhoa.org)

VIDEO THAM KHẢO:



M_tả

No comments: