Tại sao lại phải sử dụng mạch sao tam giác?

Khi động cơ khởi động, dòng khởi động của động cơ rất lớn, gấp từ 5 đến 9 lần dòng định mức. Khi ta khởi động trực tiếp động cơ từ 10HP trở lên sẽ xảy ra hiện tượng sụt áp, gây ảnh hưởng đến các thiết bị khác, giảm tuổi thọ động cơ và các thiết bị đóng cắt, thiết bị bảo vệ, sinh nhiệt gây ảnh hưởng đến dây dẫn. Vì lý do đó, ta phải khởi động sao để giảm dòng điện khởi động.

Sơ đồ mạch khởi động sao tam giác

Sơ đồ mạch khởi động sao tam giác được mô tả như hình dưới:

Nguyên lý hoạt động mạch sao tam giác

Cấp điện vào MCCB hoặc MCB. Nhấn nút ON (SH1.2), điện sẽ đi qua RN01 ->SH1.1 ->SH1.2 cấp điện cho cuộn K1.1. Tiếp điểm thường mở K1.1 đóng lại để giữ nút ON. Đồng thời lúc này điện cũng được cấp qua tiếp điểm thường đóng của T01 và K1.2. Lúc này động cơ đang khởi động chế độ sao.

Cùng lúc đó, điện cũng sẽ được cấp vào Timer. Timer sẽ đếm ngược thời gian để chuyển mạch từ cuộn hút K1.3 sang cuộn hút K1.2. Khi hết thời gian, tiếp điểm thường mở T01 đóng lại, tiếp điểm thường đóng K1.3 đóng lại, cấp điện cho cuộn hút K1.2. Tiếp điểm thường đóng K1.2 sẽ mở ra làm ngắt điện Timer. Lúc này khởi động từ K1.2 ở trạng thái ON. Tiếp điểm thường mở K1.2 đóng để duy trì cuộn hút. Động cơ sẽ vận hành ở chế độ tam giác.

Lựa chọn thiết bị bảo vệ cho mạch khởi động sao – tam giác

Ví dụ: Một động cơ không đồng bộ có điện áp D/Y là: 380/660V, công suất định mức 37kW, hệ số công suất 0.8. Lựa chọn thiết bị động lực cho mạch khởi động sao, tam giác?

Từ các dữ liệu trên, theo công thức P = √3UIcosφ ⇒  I = P/(√3Ucosφ)

Trong đó:

I là Cường độ dòng điện (A – ampe)

P là Công suất tiêu thụ (W – watt). Nếu vỏ động cơ ghi là HP (mã lực – là đơn vị đo công suất của Anh) thì 1HP = 0.75 KW= 750W
U là Điện áp (V – vôn). Nếu động cơ 3 pha 380V thì U=380V. Nếu động cơ 3 pha 200V thì U=200V, …

Cosφ là Hệ số công suất = 0,8

Ta có: I = P/ (√3UCos φ) = 37.1000/(√3.380.0.8) = 70,3A.

=> Do đó dòng điện định mức của động cơ là Iđm = 70,3A.

MCCB đóng cắt: Dòng điện làm việc của MCCB I >= Iđm*1,5 = 70,3*1,5 = 105A. Tra cứu MCCB trên thị trường ta được dòng: MCCB LS ABN103c 100A

Contactor K (Main), K∆: Ở chế độ tam giác thì 2 khởi K (Main) và K∆ cùng đóng nên dòng cho mỗi contactor được chia đôi nhưng để an toàn và đảm bảo độ bền cho contactor: I∆ = I(main) = Iđm*1,2 = 84,36A
=> Chọn contactor K (Main) và K∆ là 85A LS

Contactor K☆: Ở chế độ sao thì dòng giảm đi thêm √3 lần nên dòng qua K☆: I☆ = Ic/√3 = 70,3/√3 = 40A

Để an toàn và đảm bảo độ bền cho contactor chọn contactor K☆ là 50A LS

Chọn rơ le nhiệt: ta chọn theo dòng điện định mức K1.

=> Chọn rơ le nhiệt 63 – 85A

Thực tế nhận thấy rằng, khi động cơ hoạt động ở chế độ tam giác, dòng điện qua khởi K(Main) và khởi K∆ được chia đôi. Do vậy, ta có thể chọn dòng làm việc của khởi K(Main) và khởi K∆ ở ngưỡng 50A. Tuy nhiên, việc này không được khuyến khích vì lâu ngày sẽ hư hỏng contactor nhanh hơn. Do đó, để thi công chất lượng cần phải chọn như trên.

Khi nào dùng khởi động sao tam giác ?

Chúng ta thường phân chia như sau:

• Với động cơ có công suất <= 5kw chúng ta thường sử dụng khởi động trực tiếp
• Với động cơ từ 5kw đến 45kw chúng ta thường sử dụng khởi động sao – tam giác
• Với động cơ có công suất từ 45kw trở lên chúng ta sử dụng khởi động mềm hoặc qua biến tần

Động cơ nào dùng được khởi động sao tam giác ?

Động cơ phải có thông số điện áp tam giác/sao là: 380V/660V thì khi đó mới khởi động được sao tam giác. Nếu thông số điện áp tam giác/sao của động cơ là 220V/380V thì không thể sử dụng phương pháp khởi động sao tam giác. Như hình sau:

Động cơ có thể khởi động sao – tam giác

Các thiết bị trong mạch sao tam giác và chức năng?

• Aptomat – đóng cắt mạch điện
• Contactor – chuyển động cơ từ sao sang tam giác (theo chế độ điều khiển)
• Rơ le nhiệt – bảo vệ quá dòng điện
• Timer – điều khiển thời gian chuyển từ sao sang tam giác
• Phụ kiện: đèn báo, nút bấm, rơ le trung gian, dây dẫn,..vv

Westerntech đã cung cấp một hướng dẫn chi tiết về mạch khởi động sao tam giác, bao gồm nguyên lý hoạt động và các yếu tố cần lưu ý khi lựa chọn thiết bị. Nếu bạn cần hỗ trợ hoặc quan tâm đến việc thiết kế tủ điện có mạch sao tam giác, vui lòng liên hệ với Westerntech qua số điện thoại:

Chúc các bạn thành công!