Sơ đồ mạch sao tam giác, hướng dẫn đấu nối

Mạch sao tam giác được ứng dụng rất phổ biến trong thiết kế hệ thống điện, nhằm giảm dòng khởi động cao có thể gây ảnh hưởng đến đường dây và các thiết bị điện dùng chung trong hệ thống. Vậy, mạch sao tam giác là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và sơ đồ mạch ra sao? Cùng Đông Nguyễn Electric tìm hiểu trong bài viết sau!

Mạch sao tam giác là gì?

Mạch sao tam giác là một động cơ cảm ứng gồm có 3 pha và được ứng dụng trong việc giảm dòng điện khi khởi động cho hệ thống động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc.

Mạch sao tam giác là một động cơ cảm ứng gồm có 3 pha và được ứng dụng trong việc giảm dòng điện khi khởi động

Mạch sao tam giác đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điện, giúp khởi động các động cơ có công suất thấp, nhằm bảo vệ đường dây và thiết bị điện.

Mạch sao tam giác sở dĩ được khuyến khích sử dụng nhờ động cơ hoạt động dựa theo cơ chế cảm ứng - tự khởi động. Dựa vào cơ chế này và định luật Lenz, roto trong mạch sao tam giác sẽ bắt đầu quay theo hướng ngược lại để chống dòng điện, đồng thời tạo ra mô men xoắn cho động cơ. Từ đó, cho phép động cơ khởi động.

Bên cạnh đó, mục đích cuối cùng của mạch sao tam giác giúp hạn chế tình trạng quá nhiệt động cơ, tránh sụt áp trên đường dây gây ảnh hưởng đến các thiết bị đóng/ngắt.

Cấu tạo, các thiết bị của mạch khởi động sao tam giác

Trong mạch khởi động sao tam giác, ở thời gian bắt đầu, động cơ sẽ được kết nối và duy trì ở chế độ sao. Sau đó chuyển sang chế độ tam giác khi động cơ đã đạt đến tốc độ quay theo yêu cầu.

Cấu tạo, các thiết bị của mạch khởi động sao tam giác

Để mạch sao tam giác hoạt động tốt nhất thì sẽ cần đến sự kết hợp của rất nhiều thiết bị hỗ trợ khác nhau, cụ thể như sau:

• Contactor 3 pha (khởi động từ 3 pha): Trong toàn bộ mạch sao tam giác có đến 3 thiết bị contactor đó là công tắc tơ chính, contactor sao và công tắc tơ tam giác. Các tiếp điểm của contactor có nhiệm vụ hợp nhất các cuộn dây động cơ đầu tiên trong hình sao và tiếp theo là hình tam giác.
• Timer: Đây là thiết bị được thiết kế với tính năng hẹn giờ và kết hợp với khởi động.
• Công tắc khóa liên động: Thiết bị này có nhiệm vụ liên kết giữa các contactor sao với contactor tam giác của mạch điều khiển. Đồng thời đem đến sự an toàn cho người dùng khi kích hoạt công tắc tơ tam giác mà không làm ảnh hưởng đến contactor sao.
• Rơ le quá nhiệt: Rơ le bảo vệ quá nhiệt là một trong những phần quan trọng trong mạch khởi động sao tam giác, giúp bảo vệ động cơ không bị bắt lửa hay hao mòn do nhiệt độ quá cao.

Khi nào dùng mạch sao tam giác?

Ngoài phương pháp sử dụng mạch sao tam giác thì trên thực tế còn rất nhiều cách khởi động động cơ khác. Chẳng hạn như biến áp tự ngẫu, cuộn kháng, biến tần, khởi động mềm,...

Vì vậy, để quyết định sử dụng phương pháp khởi động bằng mạch sao tam giác, người ta thường quan tâm đến rất nhiều yếu tố.

• Công suất động cơ: Đây là yếu tố quan trọng quyết định mức độ phù hợp của mạch sao tam giác. Thông thường, mạch sao tam giác sẽ phù hợp với động cơ có công suất trung bình dưới 7kW. Đối với trường hợp động cơ có công suất trung bình lớn hơn thì phải sử dụng biến tần hoặc khởi động mềm.
• Đặc tính tải của động cơ: Động cơ có được thiết kế hạn chế tối thiểu tải khi hoạt động hay không sẽ quyết định đến việc sử dụng mạch sao tam giác.
• Chất lượng điện áp tại vị trí đặt động cơ.
• Tần suất khởi động của động cơ trong phiên làm việc.
• Bên cạnh đó, quý khách cũng cần phải lưu ý rằng không phải động cơ không đồng bộ 3 pha nào cũng tương thích với phương pháp khởi động sao tam giác. Động cơ có thông số tam giác/sao = 380/660V thì có thể sử dụng được, thông số tam giác/sao = 220/380V thì không tương thích.

Để quyết định sử dụng phương pháp khởi động bằng mạch sao tam giác, người ta thường quan tâm đến rất nhiều yếu tố

Sơ đồ mạch sao tam giác

Mạch sao tam giác có sơ đồ được chia làm 2 mạch chính đó là mạch động lực và mạch điều khiển.

• Nguồn 3 pha L1, L2 và L3 sẽ được đấu nối với các tiếp điểm tương ứng trên contactor chính.
• Ở chế độ sao, contactor chính kết nối nguồn điện với các đầu dây U1, V1 và W1. Các đầu dây U2, V2, W2 được đấu trực tiếp với contactor đấu sao ngắn mạch.
• Khi công tắc tơ chính bị tắt thì nguồn điện sẽ được cấp trực tiếp đến các đầu nối A1, B1 và C1.
• Lúc này, Timer cũng được kích hoạt và đếm thời gian đến giá trị được xác định từ trước thì contactor đấu sao bị mất nguồn, đồng thời chuyển sang contactor đấu tam giác.
• Khi contactor đấu tam giác đóng, các đầu cuộn dây của động cơ ký hiệu U2, V2, W2 được liên kết trực tiếp với U1, V1, W1 thông qua hệ thống tiếp điểm đóng của contactor chính.
• Trong mạch đấu tam giác, đầu của cuộn dây này sẽ được nối trực tiếp đến điểm cuối của cuộn dây khác.
• Các cuộn dây được cấu hình lại trong mạch tam giác bằng cách cấp điện áp đường dây L1 cho các đầu dây W2, U1, đồng thời cấp điện áp đường dây L2 cho các đầu dây U2 và V1, đường dây L3 cấp cho đầu dây V2 và W1.

Nguyên lý hoạt động mạch khởi động sao tam giác

Nguyên lý hoạt động của mạch khởi động sao tam giác được diễn giải cụ thể như sau:

• Contactor chính và contactor đấu sao bị tắt trong một khoảng thời gian, bộ định thời có nhiệm vụ tác động hệ thống tiếp điểm của contactor chính và contactor đấu sao, đồng thời tắt tiếp điểm của contactor đấu nối tam giác.
• Vào thời điểm bắt đầu khởi động, các cuộn dây stato được đấu sao, dòng điện đi qua bị giảm khi khởi động còn ⅓ so với dòng khởi động của cuộn dây đấu tam giác.
• Momen xoắn của động cơ cảm ứng có giá trị bằng bình phương điện áp đặt vào. Mạch sao tam giác có nhiệm vụ giảm momen xoắn khởi động xuống còn ⅓ so với trước khi khởi động tam giác.

Cách đấu nối mạch sao tam giác

Cách đấu nối mạch sao tam giác

Để có được mạch sao tam giác đấu nối hoàn chỉnh, quý khách cần thiết kế sơ đồ sơ bộ và chuẩn bị các thiết bị cần thiết như contactor, Timer, rơ le nhiệt, hệ thống tiếp điểm thường đóng và thường mở.

Contactor đấu nối sao, contactor đấu nối tam giác, contactor chính được xếp theo thứ tự. Khi aptomat được bật lên thì contactor chính và contactor đấu sao sẽ đóng tiếp điểm, động cơ được khởi động ở chế độ sao trong một khoảng thời gian nhất định đã được cài đặt trong Timer.

Dòng điện được “di chuyển” từ 3 pha lửa, chạy qua contactor chính rồi tiếp tục đi qua U1, V1 và W1. Đầu U2, V2 và W2 được nối chụm lại nhờ tác dụng đóng tiếp điểm của contactor đấu nối sao.

Sau một khoảng thời gian, contactor sao thứ hai được nhả ra, đồng thời, contactor tam giác số 3 đóng lại và cho phép động cơ hoạt động theo chế độ tam giác để trở về đúng công suất thiết kế.

Các loại mạch khởi động sao tam giác

Mạch khởi động sao tam giác thường được chia làm 2 loại chính đó là mở và đóng.

Mạch khởi động sao tam giác mở

Mạch khởi động sao tam giác mở được ứng dụng nhiều nhất trong các hệ thống điện hiện nay. Cuộn dây động cơ được giữ mở trong toàn bộ thời gian chuyển đổi cuộn dây từ chế độ sao sang chế độ tam giác. Trong mạch khởi động sao tam giác mở thường bao gồm 3 contactor và 1 relay định thời.

Ưu điểm lớn nhất của mạch này đó là rất dễ dàng trong việc thiết kế và lắp đặt, chi phí rẻ vì không đòi hỏi thêm thiết bị giảm điện áp.

Tuy nhiên, mạch sao tam giác mở này lại có thể tạo ra dòng điện đột biến và làm momen xoắn. Điều này hoàn toàn không tốt cho cả hệ thống điện và hệ thống cơ. Ở khía cạnh về điện, dòng điện đạt đỉnh nhất thời có thể phát sinh ra sự rung lắc hoặc rủi ro. Về mặt cơ học, momen xoắn gia tăng ngày càng nhiều sẽ khiến dòng điện tăng lên có phần đột biến, gây nhiều tác hại cho hệ thống.

Mạch khởi động sao tam giác đóng

Trong mạch khởi động sao tam giác đóng, khi chuyển từ chế độ sao sang chế độ tam giác, quý khách sẽ không cần phải ngắt động cơ khỏi đường dây. Một số thiết bị được bổ sung vào nhằm loại bỏ đột biến trong quá trình chuyển đổi mở.

Trong quá trình chuyển đổi, dòng điện từ đột biến có thể được giảm và quá trình chuyển tiếp cũng diễn ra trơn tru hơn.

Ngoài ra, mạch khởi động sao tam giác đóng cũng tồn tại nhược điểm, đó là cấu tạo của mạch có phần phức tạp hơn, đồng nghĩa với chi phí lắp đặt cũng tăng lên nhiều hơn.

Khởi động sao tam giác dùng được cho những động cơ, thiết bị nào?

Mạch khởi động sao tam giác có thể sử dụng cho bất kỳ động cơ nào khi có thông số điện áp 380/660V. Đối với mạch khởi động của động cơ có công suất 220V/380V thì không thể áp dụng phương pháp này.

Lưu ý khi lựa chọn mạch sao tam giác

Như đã đề cập, thời gian mà contactor sao chịu dòng rất ngắn, chỉ bằng giá trị đã được định sẵn trên Timer trước khi chuyển sang contactor tam giác. Vì vậy, quý khách cần hết sức chú trọng trong việc lựa chọn contactor tam giác để đảm bảo độ bền bỉ và tương thích với động cơ.

Bên cạnh đó, đừng quên tham khảo về bản thiết kế, các thông số kỹ thuật, điện áp đấu sao tam giác để lựa chọn thiết bị phù hợp nhất.

Ngoài ra, việc lựa chọn địa chỉ cung cấp các thiết bị dùng cho mạch khởi động sao tam giác uy tín, chất lượng cũng quan trọng không kém.

Trên đây là toàn bộ thông tin về mạch sao tam giác mà Đông Nguyễn Electric đã tổng hợp và cung cấp cho quý khách. Nếu quý khách có nhu cầu tìm hiểu và mua các thiết bị phục vụ cho việc thiết kế và lắp đặt hệ thống điện, hãy liên hệ cho chúng tôi qua hotline để được hỗ trợ sớm nhất!