Mạch sao tam giác – Cấu tạo, công dụng và sơ đồ chi tiết

Mạch sao tam giác là gì?

Mạch sao tam giác là mạch sử dụng để giảm dòng điện trong quá trình khởi động cho động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc. Khi mới được khởi động, động cơ sẽ chạy ở chế độ đấu dây hình sao, đến khoảng 75% tốc độ thì nó sẽ chuyển sang chế độ tam giác thường trực.

Điện áp đặt vào mỗi pha và momen khởi động sẽ giảm đi 3 lần khi động cơ chạy ở chế độ điện áp sao. Khi này dòng điện sẽ giảm đi đáng kể nhất là khi sử dụng tải động cơ công suất lớn.

Cấu tạo mạch sao tam giác

Cấu tạo mạch sao tam giác bao gồm 4 phần chính như sau:

• Contactor: Sử dụng 3 contactor gồm contactor chính. contactor sao, contactor tam giác. Ba tiếp điểm được dùng để hợp nhất các cuộn dây động cơ đầu tiên trong hình sai và sau đó là ở tam giác.
• Timer: Bộ hẹn giờ kết hợp khởi động với các công tắc điều chỉnh
• Công tắc khóa liên động: Dùng để kết nối contactor sao và contactor tam giác giúp đảm bảo an toàn. Nếu các tiếp điểm sao và tam giác cùng sử dụng 1 lúc thì động cơ sẽ bị hỏng.
• Rơ le quá nhiệt: Thiết bị quan trong giúp đảm bảo động cơ không bị sinh nhiệt quá cao gây bắt lửa, cháy nổ hoặc bị hao mòn. Khi nhiệt độ quá cao, rơ le nhiệt sẽ ngắt nguồn điện để đảm bảo an toàn cho động cơ.

Cấu tạo mạch sao tam giác

Đấu nối mạch sao tam giác để làm gì?

Mạch sao tam giác được xem là phương pháp giúp động cơ hoạt động hiệu quả, giảm giá trị dòng khởi động. Bởi lẽ, khi động cơ điện luôn có dòng phu cô để chống chế độ bão hòa từ. Dòng khởi động lớn sẽ dẫn đến tình trạng sụt áp lưới điện,ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống và thiết bị điện. Đồng thời nó cũng gây ảnh hưởng không nhỏ đến động cơ, giảm tuổi thọ, giảm độ bền của hệ thống dây dẫn và thiết bị đóng cắt. Vậy việc sử dụng mạch sao tam giác có tác dụng giảm dòng khởi động, bảo vệ động cơ và hệ thống thiết bị điện.

Phân loại mạch sao tam giác

Mạch sao tam giác được chia thành 2 loại là mạch sao tam giác mở và mạch sao tam giác đóng với các ưu nhược điểm cụ thể như sau:

Mạch sao tam giác mở

Mạch sao tam  giác mở là hệ mạch được sử dụng phổ biến với cuộn dây động cơ được mở trong suốt thời gian chuyển đổi cuộn dây từ chế độ sao sang chế độ tam giác. Loại mạch này sử dụng 3 công tắc tơ và rơ le định thời.

• Ưu điểm: Dễ dàng thực hiện, chi phí đầu tư thấp và không cần sử dụng thêm các thiết bị giảm áp.
• Nhược điểm:
• Dễ làm sốc hệ thống do tạo ra các dòng điện và mô men xoắn đột biến
• Kết quả dòng điện đỉnh nhất có thể gây rủi ro và rung lắc
• Gia tăng sự xuất hiện của mô men xoắn nên tăng đột biến dòng điện ảnh hưởng đến hệ thống hay chụp trục ổ bi.

Mạch sao tam giác mở

Mạch sao tam giác đóng

Mạch sao tam giác đóng có đặc điểm là quá trình chuyển đổi từ chế độ sao sang chế độ tam giác mà không cần ngắt động cơ khỏi đường dây. Sử dụng thêm các thiết bị bổ sung kết hợp với contactor và các điện trở chuyển tiếp. Điện trở chuyển tiếp tiêu dthu dòng điện trong suốt quá trình chuyển đổi. Sử dụng tiếp điểm thứ 4 để đặt điện trở vào mạch trước khi mở contactor đấu sao và ngắt các điện trở khi tiếp điểm tam giác được đóng lại.

• Ưu điểm: Giảm sự gia tăng đột biến trong quá trình chuyển đổi giúp thiết bị khởi động chuyển tiếp khép kín trơn tru hơn.
• Nhược điểm:
• Có thêm các cơ chế trao đổi nhưng mạch điều khiển bị nhiễu do các điện trở.
• Cần sử dụng thêm các thiết bị chuyển mạch, điều khiển phức tạp hơn
• Tăng chi phí hơn do việc sử dụng và lắp đặt thêm các thiết bị

Nguyên lý hoạt động mạch sao tam giác

Mạch sao tam giác có nguyên lý hoạt động chi tiết như sau:

• Ban đầu, contactor chính và contactor đấu sao tắt, khi bộ định thời mở tiếp điểm mở contactor sao và contactor chính, tắt tiếp điểm đấu tam giác.
• Khi các cuộn stato được đấu sao, mọi tầng stato đều có điện áp Vd/√3 với Vd là điện áp đường dây. Khi động cơ chạy, dòng điện qua động cơ giảm còn ⅓ so với dòng khởi động cuộn dây đấu tam giác.
• Mô men xoắn của động cơ cảm ứng bằng bình phương điện áp đặt vào, mạch sao tam giác giảm mô men xoắn khởi động xuống ⅓ so với khởi động tam giác.
• Bộ timer chuyển đổi từ kết nối sao sang kết nối tam giác. Bộ định thời cho động cơ 3 pha được dùng để chuyển từ chế độ sao (làm giảm điện áp và dòng điện, tạo ra ít mô men xoắn) để đưa đến chế độ tam giác chạy đủ công suất động cơ, điện áp và dòng điện.

Nguyên lý hoạt động mạch sao tam giác

Sơ đồ mạch sao tam giác

Để giúp quý vị hiểu rõ hơn về mạch sao tam giác, chúng tôi xin cung cấp chi tiết về sơ  đồ hệ mạch này. Chúng được chia thành 2 phần chính là mạch động lực và mạch điều khiển.

Sơ đồ mạch sao tam giác

Theo sơ đồ, cần sử dụng aptomat, contactor, rơ le nhiệt, timer và phụ kiện trung gian (đèn báo, nút bấm, dấy dẫn) để xây dựng 1 tủ điện khởi động sao tam giác. Bên cạnh đó cũng cần sử dụng thêm các thiết bị bảo vệ mất pha, quá trai để hệ thống vận hành hiệu quả, an toàn.

Đồng thời sử dụng tối thiểu 2 contactor để nối động cơ. Khi mạch điện đóng, contactor 1 đóng mạch điện, động cơ chạy theo chế độ sao với dòng khởi động, momen lực giảm. Sau vài giây vận hành động cơ được chuyển sang chế độ tam giá để đảm bảo đủ công suất và tải hoạt động ổn định.

Cách đấu điện mạch sao tam giác

Sơ đồ đấu nối các thiết bị mạch sao tam giác được mô tra chi tiết theo hình dưới đây với các thiết bị khác nhau gồm contactor, timer, rơ le nhiệt (NO, NC).

Cách đấu điện mạch sao tam giác

• Sử dụng 3 contactor lần lượt là contactor sao, tam giác, chính
• Bật aptomat thì contactor chính và sao đóng tiếp điểm, động cơ hoạt động theo chế độ sao theo thời gian được cài đặt ở timer
• Dòng điện 3 pha đi từ contator chính qua U1, V1, W1 đầu vào cuộn dây động cơ đên U2, V2, W2 nối chụm tại contactor sao đóng tiếp điểm.
• Sau 1 khoảng thời gian T, contactor sao nhả ra, contactor tam giá đóng lại cho động cơ chạy ở chế độ tam giác

Hạn chế khi đấu điện mạch sao tam giác

bên cạnh vai trò và lợi ích không nhỏ giúp động cơ vận hành tốt, tăng tuổi thọ, mạch sao tam giác cũng tồn tại những hạn chế riêng mà bạn cần nắm bắt được trước khi sử dụng:

• Mô men khởi động nhỏ nên ảnh hưởng đến cơ cấu cơ khí
• Xuất hiện tình trạng nhiễu điện trường khi chuyển 2 chế độ với nhau, ảnh hưởng đến việc truyền tín hiệu xung quanh
• Gặp tình trạng sụt áp cục bộ do biến đổi dòng lớn.

Ứng dụng của mạch sao tam giác

Mạch sao tam giác được ứng dụng thực tế trong các thiết bị máy bơm nước có công suất lớn tại nhà máy, khu xử lý nước.. Hệ thống giúp làm giảm dòng khởi động xuống 3 lần, tránh sụt áp, ảnh hướng đến các hệ thống điện lưới và thiết bị liên quan. Phương pháp này có chi phí khá rẻ, được ứng dụng khá phổ biến, mang lại lợi ích cao cho con người.

Trên đây là toàn bộ thông tin chi tiết liên quan đến mạch sao tam giác. Đây được xem là phương pháp tuyệt vời đảm bảo các động cơ có công suất và tải lớn hoạt động ổn định. Quý vị có bất cứ thông tin hay thắc mắc hãy liên hệ ngay AME Group để được hỗ trợ và phản hồi nhanh chóng nhất