Hướng Dẫn Đấu Nối Mạch Điện Sao Tam Giác : Sơ Đồ Đấu Nối, Nguyên Lý Hoạt Động

Ngày nay chúng ta đã có nhiều phương pháp hơn trong việc giảm “áp lực” dòng điện khi khởi động các động cơ với công suất trung bình cũng như cách tăng độ bền của động cơ bằng cách này hay cách khác. Phương pháp khởi động bằng mạch sao tam giác là một trong những sự lựa chọn thông minh trong việc giảm “áp lực” dòng điện, kéo dài tuổi thọ của động cơ mà không thể bỏ qua đối với những bạn đang làm việc trong lĩnh vực tự động hóa.Trong bài viết này, tôi sẽ chia sẻ toàn bộ kiến thức cơ bản về mạch sao tam giác. Chắc chắn rằng bài viết này sẽ mang lại những thông tin hữu ích cho các bạn. Chúng ta cùng theo dõi bài viết dưới đây nhé!

Mục lục bài viết

Mục Lục

1. Khái niệm mạch sao tam giác

Sơ đồ đấu sao tam giác

Mạch sao tam giác là mạch được cấu tạo và kết nối với nhau từ 3 điện trở. Vì là mạch được đấu có hình dạng như những ngôi sao hoặc hình tam giác nên được gọi là sao tam giác. Như hình trên chúng ta cũng có thể dễ dàng hình dung ra tên gọi này. Tuy nhiên trên thực tế thì mạch điện sẽ phức tạp hơn rất nhiều. Đòi hỏi các bạn phải có kiến thức chuyên môn mới thao tác và đấu nối đúng được. Tuy nhiên các bạn đừng quá lo lắng, sau khi xem hết bài này thì các bạn sẽ có thêm tự tin để tự thao tác.

Bạn đang xem: Hướng dẫn đấu nối mạch điện sao tam giác

2. Công dụng chính của mạch điều khiển sao tam giác

Nên đấu theo mạch sao, mạch tam giác hay kết hợp lại với nhau ?

Để trả lời được câu hỏi phương pháp nào khi khởi động cho động cơ điện có thể giảm tối đa giá trị của dòng điện khởi động; không ảnh hưởng nhiều đến thiết bị khác; giá thành tương đối thấp đó chính là sử dụng khởi động sao tam giác. Như các bạn cũng đã biết, các thiết bị được sử dụng trong sản xuất khi được kết nối với nguồn điện. Khi khởi động thì dòng điện sẽ tăng gấp rất rất nhiều lần so với những thiết bị điện thông thường khác (từ năm lên đến chính lần dòng định mức). Đó cũng chính là những nguyên nhân gây ra sụt áp trong hệ thống điện.

Điều này làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến tuổi thọ của động cơ .Cùng với đó là chi phí vận hành, khấu hao công cụ dụng cụ mà DN sẽ phải bỏ ra cũng nhiều hơn. Vì vậy, phương pháp khởi động bằng mạch sao tam giác có thể đảm bảo được tuổi thọ của động cơ và hạn chế tối đa việc sụt áp trong hệ thống điện. Khởi động sao tam giác được áp dụng rộng rãi trong lĩnh vực công nghiệp. Cụ thể là đối với những động cơ có công suất từ 11k
W đến 110k
W.

3. Cấu tạo mạch khởi động sao tam giác

Các thành phần trong một hệ thống khởi động sao tam giác hoàn chỉnh

Một mạch sao tam giác hoàn chỉnh cho một động cơ không đồng bộ ba pha cần phải bổ sung thêm một số thiết bị như: aptomat, timer, công tắc tơ, công tắc khoá liên động, rờ le quá nhiệt.

APTOMAT: là thiết bị để đóng và ngắt điện. Chúng ta nên lựa aptomat phù hợp với công suất của động cơ. Chẳng hạn như đối với động cơ có tải lớn thì nên chọn aptomat có dòng định mức gấp đôi dòng tải động cơ. Còn đối với động cơ có tải nhỏ thì định mức dòng điện aptomat gần bằng 1,5 dòng tải động cơ.Rờ le nhiệt: công dụng để bảo vệ điện tránh quá tải khi dòng điện tăng lên đột ngột.Timer dùng để cài thời gian ở một thời điểm thích hợp để chuyển từ chế độ sao sang tam giác.Contactor dùng để đóng cắt thiết bị trong đó có contator có chế độ tam giác; contactor chính; contactor ở chế độ sao.

4. Phân biệt kiểu đấu tam giác và kiểu đấu sao

♣ Kiểu đấu sao:

Minh họa kiểu đấu theo hình sao cho động cơ 3 pha

Như hình trên, chúng ta có thể dễ dàng hiểu được cách đấu theo kiểu hình sao. Cụ thể, điện xoay chiều 3 pha gồm ba dây pha được ký hiệu: R (màu đỏ), S (màu vàng), T (màu xanh). Chúng ta đấu lần lượt theo thứ tự với cuộn dây của động cơ là: W1, V1, U1. Còn U2, V2, W2 sẽ đuợc đấu chung lại với nhau và đấu về ba tiếp điểm của cuộn dây động cơ.

♣ Kiểu đấu tam giác

Minh họa kiểu đấu theo hình tam giác cho động cơ 3 pha

Trái ngược lại với kiểu đấu hình sao, kiểu đấu tam giác chúng ta sẽ nối các tiếp điểm của cuộn dây lại với nhau như hình trên. Sau đó chỉ cần đấu điện 3 pha vào theo thứ tự như bên dưới:

Đấu R (màu đỏ) pha lửa thứ nhất vào W1 và V2· Đấu T (màu xanh) pha lửa thứ ba vào U1 và W2· Đấu S (màu vàng) pha lửa thứ hai vào V1 và U2.

5. Nguyên lý hoạt động của mạch khởi động sao tam giác dùng 3 contactor

Đấu R (màu đỏ) pha lửa thứ nhất vào W1 và V2· Đấu T (màu xanh) pha lửa thứ ba vào U1 và W2· Đấu S (màu vàng) pha lửa thứ hai vào V1 và U2.Sơ đồ đơn tuyến mạch sao tam giác trên thực tế

Mạch khởi động sao tam giác có nguyên lý hoạt động tương đối dễ hiểu và đơn giản. Khi đóng MCCB, ba đèn báo pha sáng báo hiệu có điện sẵn sàng cấp cho mạch đóng cắt.

Khi chúng ta nhấn nút On tại tiếp điểm 13-14, thì A1-A2 sẽ có điện và Contactor K tại tiếp điểm 13-14 sẽ đóng lại Chế độ sao được thiết lập ngay khi S (A1-A2) hoạt động điều khiển mạch khởi động.

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.

Vì sao cho động cơ hoạt động ở chế độ sao trước ?

Mục đích chính để giảm áp lực tải của dòng điện. Giảm dòng khởi động xuống một phần ba so với dòng định mức. Sau một khoảng thời gian đã khởi động ổn định. chúng ta nên chuyển sang chế độ tam giác (tăng U và I) để duy trì hoạt động cho thiết bị.

Các bạn nên lựa chọn phương pháp khởi động sao cho phù hợp với từng loại động cơ. Vì không phải động cơ ba pha nào cũng có thể khởi động được bằng phương pháp khởi động sao tam giác được. Vì nó còn phụ thuộc rất nhiều yếu tố chẳng hạn như:

Đặc tính tải của động cơ: Điện lưới 3 pha được sử dụng tại Việt Nam hiện nay là 380V. Những động cơ có thông số ba trăm tám mươi vôn (380V) trên sáu trăm sáu mươi vôn (660V), đủ điều kiện (380/660) thì mới sử dụng được phương pháp này. Ngoài ra chúng còn phải phụ thuộc vào chất lượng, tần số khởi động của động cơ.Công suất động cơ: áp dụng cho động cơ có công suất dưới 7k
W. Những động cơ có công suất lớn hơn 7k
W nên sử dụng phương pháp khác như khởi động mềm, biến tần,…

6. Ưu và nhược điểm của phương pháp khởi động sao tam giác

Đặc tính tải của động cơ: Điện lưới 3 pha được sử dụng tại Việt Nam hiện nay là 380V. Những động cơ có thông số ba trăm tám mươi vôn (380V) trên sáu trăm sáu mươi vôn (660V), đủ điều kiện (380/660) thì mới sử dụng được phương pháp này. Ngoài ra chúng còn phải phụ thuộc vào chất lượng, tần số khởi động của động cơ.Công suất động cơ: áp dụng cho động cơ có công suất dưới 7kW. Những động cơ có công suất lớn hơn 7kW nên sử dụng phương pháp khác như khởi động mềm, biến tần,…

♥ Ưu điểm:

Phương pháp khởi động này mang lại hiệu quả cao, giá thành thấp, dễ dàng sử dụng và lắp đặt.

♥ Nhược điểm:

Có hiện tượng dòng điện bị nhiễu khi thực hiện chuyển đổi từ mạch sao sang mạc tam giác. Gây ảnh hưởng nhỏ đến tín hiệu xung quanh.Sụt và giảm áp khi thay đổi chế độ đổi đột ngột.

7. Mạch sao tam giác có bao nhiêu loại ?

Có hiện tượng dòng điện bị nhiễu khi thực hiện chuyển đổi từ mạch sao sang mạc tam giác. Gây ảnh hưởng nhỏ đến tín hiệu xung quanh.Sụt và giảm áp khi thay đổi chế độ đổi đột ngột.Tủ điện đấu sao tam giác để khởi động cho động cơ 3 pha

Như chúng ta cũng đã biết mạch sao tam giác được chia làm 2 loại là: mạch sao tam giác đóng và mạch sao tam giác mở.

Mạch sao tam giác đóng: Khi động cơ được khởi động bằng mạch sao tam giác đóng thì khoảng thời gian ổn định để chuyển đổi từ chế độ sao sang chế độ tam giác sẽ được thực hiện tự động mà chúng ta không cần phải ngắt động cơ ra khỏi đường dây. Các điện trở sẽ cùng kết hợp Contactor để có thể triệt tiêu dòng điện khi chuyển tiếp.Mạch sao tam giác mở: Động cơ được khởi động bằng mạch sao tam giác mở được sử dụng rất nhiều và thông dụng nhất. Trong suốt thời gian chuyển đổi từ chế độ sao sang chế độ tam giác thì cuộn dây của động cơ luôn ở trong trạng thái mở mà không phải có thêm bất kì công cụ hay thiết bị nào để làm giảm điện áp.

8. Mạch điện sao tam giác được sử dụng ở đâu ? Trong lĩnh vực nào ?

Khi động cơ được khởi động bằng mạch sao tam giác đóng thì khoảng thời gian ổn định để chuyển đổi từ chế độ sao sang chế độ tam giác sẽ được thực hiện tự động mà chúng ta không cần phải ngắt động cơ ra khỏi đường dây. Các điện trở sẽ cùng kết hợp Contactor để có thể triệt tiêu dòng điện khi chuyển tiếp.Động cơ được khởi động bằng mạch sao tam giác mở được sử dụng rất nhiều và thông dụng nhất. Trong suốt thời gian chuyển đổi từ chế độ sao sang chế độ tam giác thì cuộn dây của động cơ luôn ở trong trạng thái mở mà không phải có thêm bất kì công cụ hay thiết bị nào để làm giảm điện áp.Ứng dụng phổ biến của mạch sao tam giác

Khởi động bằng sao tam giác được sử dụng rộng rãi đối với những động cơ có công trung bình và lớn. Ví dụ như:

GIỚI THIỆUVỀ CHÚNG TÔITẦM NHÌN – SỨ MỆNHCÔNG TRÌNHCÁC KIỂU TRẠMTRẠM CỘT THÉPTRẠM GIÀNTRẠM NỀNTRẠM NGỒITRẠM PHÒNGTRẠM TREOĐANG THI CÔNG

Trong lĩnh vực xử lý nước hoặc nhà máy xử lý nước: bơm nước phục vụ cho việc tưới tiêu, máy bơm dầu thuỷ lực hoặc sử dụng máy bơm nước trong việc phòng cháy chữa cháy….Khởi động các thiết bị quạt tạo thông thoáng gió cho các nhà máy, hầm giữ xe, hầm để thiết bị…Khởi động các thể loại máy nén khí, máy thổi khí…GIỚI THIỆUVỀ CHÚNG TÔITẦM NHÌN – SỨ MỆNHCÔNG TRÌNHCÁC KIỂU TRẠMTRẠM CỘT THÉPTRẠM GIÀNTRẠM NỀNTRẠM NGỒITRẠM PHÒNGTRẠM TREOĐANG THI CÔNGGIỚI THIỆUVỀ CHÚNG TÔITẦM NHÌN – SỨ MỆNHCÔNG TRÌNHCÁC KIỂU TRẠMTRẠM CỘT THÉPTRẠM GIÀNTRẠM NỀNTRẠM NGỒITRẠM PHÒNGTRẠM TREOĐANG THI CÔNG

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. Bài viết dưới đây, Hưng Việt M.E xin chia sẻ rõ hơn về mạch khởi động sao tam giác.

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 khácẢnh 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.

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 k
W 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.

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 tầnĐặc tính tải của động cơ trong quá trình khởi động, có hạn chế tối thiểu khi khởi động hay khôngChất 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 điệnTần 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.

Xem thêm: Booth sampling nhựa, quầy bán hàng di động giá rẻ cạnh tranh nhất

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.

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.

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

Aptomat để đóng cắt mạnh điện tổng của tủContactor để đóng cắt động cơ từ chế độ sao sang tam giác theo chế độ điều khiểnRơle nhiệt để bảo vệ động cơ quá dòngTimer để điều khiển thời gian chuyển chế độ sao sang tam giácPhụ 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 sao, 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.

Để hiểu rõ hơn về quá trình khởi động mạch sao tam giác của động cơ không đồng bộ, các bạn tham khảo thêm video dưới đây:

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.

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.

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.

Quá trình này được thể hiển mạch lực trên hình vẽ. Nhiều bạn thắc mắc là U1,V1,W1 và W2, U2,V2 ở đâu, các bạn xem hình dưới đây để được rõ hơn.

Đây là cầu nối thiết kế chung của tất cả động cơ, và được ký hiệu rõ ràng trong hộp máy.

Lưu ý lựa chọn công suất thiết bị trong mạch sao tam giác

Vậy trong sơ đồ mạch sao tam giác này, động cơ hoạt động chế độ tam giác chỉ trong khoảng thời gian ngắn T để giảm dòng khởi động. Sau khoảng thời gian T đó sẽ trở về đúng công suất của nó là chạy tam giác. Suy ra contactor sao chỉ chịu dòng rất ngắn. Và chỉ có 2 contactor chính làm việc là contactor chính, và contactor tam giác hoạt động xuyên suốt quá trình.

Việc đầu tiên là chúng ta căn cứ vào catalog động cơ để biết thông số về công suất, và điện áp đấu sao/ tam giác.

Như ở đây, với động cơ 220 HP, ta có công suất 160 k
W, với chế độ chạy tam giác là 380V, sao là 660V. Mình muốn nhắc lại một lần nữa là, chỉ khi kí hiệu Tam giác / Sao là 380/ 660 V thì mới dùng cách khởi động sao tam giác được, vì lưới điện 3 phase của Việt Nam là 380 V.

Với Iđm = 294 A chúng ta chọn contactor chính và chạy tam giác có dòng điện là 294 :2 = 147 A và dòng của contactor sao thấp hơn 1 cấp tức là nhỏ hơn 147 A một chút, là hoạt động hiệu quả, và tiết kiệm về mặt chi phí.