Nguyên lý hoạt động của mạch đấu sao tam giác

Mạch sao tam giác được sử dụng trong các thiết bị, hệ thống điện. Phương pháp đấu mạch sao tam giác giúp giảm dòng áp điện khởi động để bảo vệ thiết bị. Cùng tìm hiểu chi tiết trong bài viết sau.

Mạch sao tam giác là gì?

Mạch khởi động sao tam giác sử dụng để khởi động các động cơ cảm ứng ba pha, công suất từ 11 đến 110kW.

Mạch điều khiển sao tam giác được sử dụng để giúp giảm dòng điện khởi động, động cơ tải nhẹ. Nếu động cơ tải quá nặng có thể dẫn đến không đủ mô men xoắn để đạt tốc độ chuyển sang vị trí tam giác.

Mạch đấu kiểu sao

Mạch đấu kiểu tam giác

Ưu điểm:

• Giá thành rẻ
• Không giới hạn số lần vận hành động cơ
• Giảm áp dòng điện khởi động, bảo vệ thiết bị trong hệ thống, gia tăng tuổi thọ
• Tạo mô men xoắn cao trên mỗi ampe

Nhược điểm:

• Sử dụng mạch sao tam giác cần có cường độ điện áp cung cấp giống với điện áp định của động cơ
• Dòng điện khởi động giảm 3 lần, momen chỉ đạt ⅓ làm ảnh hưởng đến cơ học ban đầu.
• Phức tạp trong điều khiển: Cần có timer và thiết bị điều khiển tự động để chuyển đổi giữa 2 chế độ sao - tam giác.

Vai trò của mạch đấu sao tam giác

Mạch khởi động kiểu sao tam giác có vai trò chính là làm giảm dòng điện khi khởi động. Một động cơ cảm ứng lớn ở tam giác có thể tạo ra dòng khởi động gấp 5 lần so với khả năng chịu tải của mạch điện. Dòng điện tăng vượt ngoài khả năng đáp ứng của mạch cùng 1 lúc có thể làm hỏng hóc linh kiện. Các linh kiện hỏng hóc có thể gây chập cháy bởi nhiệt độ tăng càng lúc càng cao và quá sức tải của linh kiện. o đó, cần lắp đặt khởi động sao tam giác, điện áp khởi động sẽ bị giảm, dẫn đến sụt giảm cho dòng điện khởi động. Điện áp đi qua cuộn dây giảm xuống tới 60% qua mạch đấu sao tam giác. Từ đó, công suất mô men xoắn trên động cơ cũng giảm, giúp bảo vệ mạch trong giai đoạn khởi động.

Các trường hợp sử dụng mạch đấu sao tam giác

Mạch đấu sao tam giác thường được sử dụng cho việc khởi động mô men xoắn từ thấp đến trung bình. Bởi do lượng mô men xoắn hiện tại nhỏ hơn đến 3 lần so với các bộ khởi động thông thường.

Các trường hợp động cơ được tải nhiều ngay từ đầu sẽ không hoạt động với mạch khởi động sao tam giác. Bởi động cơ cần một tốc độ nhất định khi di chuyển từ sao sang tam giác.

Cụ thể là các ứng dụng như sau:

• Máy bơm nước: sử dụng mạch sao tam giác trong các nhà máy hay khu xử lý nước để giúp vận hành bơm công suất lớn mà không gây sụt áp đáng kể cho hệ thống điện.
• Hệ thống HVAC: Dùng khởi động hệ thống điều hòa không khí, thông gió. Giúp tiết kiệm và giảm tải cho máng lưới điện trong nhà.
• Ngành công nghiệp nặng: sử dụng cho các ngành khai thác mỏ, luyện kim, sản xuất thép … giúp việc khởi động máy móc có yêu cầu công suất cao, giảm rủi ro hỏng hóc, nâng cao tuổi thọ động cơ.
• Ứng dụng PLC: Tích hợp đấu mạch sao tam giác cho hệ thống điều khiển lập trình PLC, dễ dàng bảo trì, cải thiện độ tin cậy.

Nguyên lý hoạt động của mạch điện sao tam giác

Ghi chú:

Mạch khởi động sao tam giác nhằm để giảm dòng điện khởi động trong động cơ điện. Chúng có 2 chế độ hoạt động là: sao và tam giác. Dựa vào nguyên lý như sau:

Bước 1: Khởi động sao

Khi khởi động, công tắc tơ chính K và công tắc tơ sao K1 được kích hoạt. Nối các cuộn dây U1, V1, W1 với nguồn điện. Dòng điện khởi động giảm xuống chỉ còn ⅓ so với chế độ tam giác, giúp giảm điện áp.

Bước 2: Chuyển đổi sang chế độ tam giác

Sau một thời gian nhất định, TIMER được đếm ngược và hoạt tất và kích hoạt công tắc tơ tam giác K2. Công tắc tơ sao K1 ngắt kết nối, công tắc tơ tam giác K2 đóng lại. Kết nối U1 với W2, V1 với U2, W1 với V2 hình thành cấu trúc tam giác.

Động cơ sẽ hoạt động đầy đủ với công suất và dòng điện đạt định mức của động cơ. Cơ chế chuyển đổi này sẽ giúp giảm thiểu đáng kể áp lực điện áp và dòng điện động ngột tác động đến động cơ. Bảo vệ động cơ khỏi những tổn thất do dòng khởi động cao gây ra.

Lựa chọn thiết bị cho mạch sao tam giác

Lựa chọn thiết bị phù hợp cho mạch khởi động sao tam giác để đảm bảo động cơ hoạt động hiệu quả và an toàn. Dưới đây là các yếu tố lựa chọn thiết bị cho mạch sao tam giác:

• Đánh giá công suất động cơ: Xác định công suất và điện áp định mức của động cơ. Tiến hành lựa chọn công tfắc tơ và rơ-le phù hợp.
• Chọn công tắc tơ: Chọn công tắc tơ có khả năng chịu tải và đáp ứng được dòng điện khi động cơ chạy cả 2 chế độ sao - tam giác.
• Rơ le nhiệt: Để tránh quá tải, lựa chọn rơ le nhiệt phù hợp với dòng điện định mức.
• Timer và phụ kiện: Timer cho phép đặt thời gian chuyển đổi chế độ sao -> tam giác.
• Các phụ kiện khác như: nút nhấn, đèn báo… cần lựa chọn phù hợp, đảm bảo tính năng hiển thị và điều khiển tối ưu.

Lưu ý khi sử dụng mạch khởi động sao tam giác

Sử dụng mạch khởi động sao tam giác cần lưu ý như sau:

• Đảm bảo điện áp cung cấp phù hợp với yêu cầu của mạch và động cơ.
• Lựa chọn thiết bị điện phù hợp như aptomat, rơ le nhiệt, công tắc tơ, timer… dựa trên công suất động cơ
• Lưu ý cần có những kiến thức về nguyên lý hoạt động của mạch và kỹ năng thực hành để thiết lập, vận hành mạch chính xác.
• Thực hiện cẩn thận khi chuyển đổi chế độ từ sao sang tam giác, tránh gây ra những vấn đề nhiễu điện, sụt áp, hư hại tới các thiết bị, bộ phận.
• Khi áp dụng mạch khởi động sao tam giác, cần tham khảo ý kiến từ những người có chuyên môn, và đảm bảo an toàn, hiệu quả.

Trên đây là một số thông tin về mạch đấu sao tam giác được System Fan tổng hợp. Hi vọng mang đến thông tin hữu ích cho bạn đọc.