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

Mạch khởi động sao tam giác là một loại mạch điện rất phổ biến trong sản xuất. Mạch này được sử dụng để giảm dòng điện khi khởi động các động cơ công suất lớn, và được coi là một lựa chọn tốt nhất. Hãy cùng điểm qua cấu tạo và ứng dụng của mạch này!

Mạch khởi động sao tam giác là gì

Mạch khởi động sao tam giác (Star Delta Starter) có tên gọi miêu tả chức năng và cấu tạo của nó. Nó được sử dụng khi khởi động các động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc. Đây là loại động cơ có công suất lớn, và khi khởi động, cần nguồn điện cao. Nếu sử dụng các loại mạch điện thông thường, có thể gây sụt điện hoặc hỏng máy.

Bạn đang xem: Mạch khởi động sao tam giác – Cấu tạo & ứng dụng (2023)

Do đó, mạch khởi động sao tam giác được sử dụng như một giải pháp tốt nhất để khởi động các loại máy móc này. Khi khởi động, mạch sẽ chạy ở chế độ hình sao, và sau đó chuyển sang chế độ tam giác khi động cơ đạt đến mức tốc độ nhất định.

Cấu tạo của mạch sao tam giác

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

Cụ thể:

• Contactor: Gồm 3 contactor K, K1, K2
• Aptomat: Bao gồm 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 được gắn trực tiếp với K để bảo vệ động cơ khỏi quá tải khi khởi động, và Rơ-le thời gian được sử dụng để chuyển mạch tự động sau thời gian đã được cài đặt.

Nguyên lý hoạt động của mạch sao tam giác

Mạch sao tam giác hoạt động theo nguyên lý sau: khi nguồn điện đi vào, động cơ sẽ chạy ở chế độ hình sao để giảm dòng điện xuống 1/3 so với định mức. Sau đó, khi động cơ đạt đến 75% tốc độ định mức, mạch sẽ chuyển sang chế độ tam giác để đảm bảo điện hoạt động bình thường. Quá trình này sẽ được lặp lại khi có dòng điện mới đi vào.

Có thể nhận thấy từ nguyên lý hoạt động này, nếu contactor K và K1 đóng cùng nhau, động cơ đang chạy ở chế độ sao, và nếu contactor K và K2 đóng cùng nhau, mạch đang ở chế độ tam giác. Để đấu mạch sao tam giác, ta 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 đạt đến 75% tốc độ định mức => Ngắt contactor K1 và đóng contactor K2 => Chế độ mạch tam giác thường trực được thiết lập.

Thường thì người ta sử dụng Rơ-le thời gian để tăng độ chính xác khi chuyển mạch.

Mạch khởi động sao tam giác có công dụng gì?

Mạch khởi động sao tam giác được sử dụng với hai mục tiêu chính: giảm dòng điện khởi động và tránh sụt áp trên đường dây.

Khi khởi động, các động cơ máy thường cần dùng một dòng điện lớn, điều này gây nguy hại cho mạch điện và các thiết bị khác trong mạch. Mạch khởi động sao tam giác giúp giảm dòng điện khi khởi động và bảo vệ hệ thống khỏi sụt áp.

Khi nào cần dùng chế độ sao tam giác?

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

Xem thêm : Modbus RTU – Truyền thông thông minh cho ngành tự động hóa

Lưu ý rằng mạch sao tam giác được sử dụng cho các động cơ có công suất dưới 7kW. Đối với động cơ có công suất từ 7kW trở lên, thường sử dụng biến tần hoặc khởi động mềm. Mạch khởi động sao tam giác thường được sử dụng cho các loại máy như máy bơm, máy nghiền, lò sấy, quạt thông gió…

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: Mạch khởi động sao tam giác trong dòng mạch mở được sử dụng rất rộng rãi. Trong suốt quá trình chuyển đổi từ cuộn dây sang chế độ sao tam giác, tất cả cuộn dây đều được mở. Mạch sử dụng 3 công tắc tơ và rơ le định thời.

• Ưu điểm: Chi phí thấp, dễ thực hiện, không cần 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, có thể gây rung lắc hoặc hại cho các thành phần trong hệ thống.

Dòng mạch đóng

• Đặc điểm: Trong mạch này, chuyển đổi từ chế độ sao sang chế độ tam giác được thực hiện mà không cần ngắt động cơ đường dây. Có thể có một vài thiết bị được thêm để bổ trợ hoặc làm giảm sự đột biến liên quan đến quá trình chuyển đổi.

• Ưu điểm: Hạn chế sự tăng đột ngột dòng điện từ quá trình chuyển đổi, khắc phục được nhược điểm của mạch sao tam giác mở.
• Nhược điểm: Yêu cầu nhiều thiết bị chuyển mạch, 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 bao gồm aptomat, rơ le, contactor. Việc lựa chọn những thiết bị này khá phức tạp, dưới đây là cách chọn:

Aptomat:

Đối với các động cơ trong mạch khởi động sao tam giác có công suất lớn, thường cần chọn aptomat khối (MCCB).

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

Iđc = 2 x P

Trong đó:

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

Sau đó, chọn aptomat dựa trên công thức: Icb = 1,5 x Iđc hoặc Icb = 2 x Iđc (Icb: dòng định mức của aptomat).

Đối với các động cơ có công suất nhẹ như máy bơm nước, quạt tải nhẹ, máy nén khí, có thể áp dụng công thức: Icb = 1,5 x Iđc. Còn đối với các động cơ có tải nặng, dòng định mức của aptomat là Icb = 2 x Iđc.

Contactor

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

Rơ-le nhiệt

Sử dụng rơ-le nhiệt lắp cùng contactor chính. Để xác định dòng điện thực tế của động cơ qua contactor chính, ta sử dụng công thức: Ittđc = Iđc / 1,7. Sau đó, xác định dải Ittđc và chọn rơ-le nhiệt trong dải này.

Chọn thiết bị điều khiển

Xem thêm : Tụ điện và cách đọc trị số

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

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 mạch sao tam giác, trước tiên cần quan tâm đến các thông số ghi trên motor và dây dẫn. Chọn loại dây dẫn dựa trên dòng điện của động cơ, thông số thường là 1mm2 và tiết diện dây sẽ chịu được dòng điện 4A.

Từ số liệu trên, bạn có thể tính được tiết diện của dây dẫn cần dùng. Ví dụ với động cơ 22kW, dòng điện định mức 44A => dòng điện trên dây = 44/4 = 11 => 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 dưới 30m.

Khi thực hiện việc đấu nối 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 x Up
  • Id = Ip
• Mạch đấu tam giác:
  • Ud = Up
  • Id = căn 3 x Ip

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. Như vậy, ở chế độ sao, điện áp trên 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)?

Có thể 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.

Để đo được, 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 sử dụng mạch sao tam giác:

• Động cơ công suất thấp
• Tải động cơ lớn
• Động cơ không sử dụng điện áp 380V.

Hy vọng với những thông tin về cấu tạo và ứng dụng của mạch khởi động sao tam giác đã mang đến cho 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!

Nguồn: https://cite.edu.vn
Danh mục: Học tập