Mạch sao–tam giác: đọc từng bước để hiểu lúc chuyển mạch

1. Vì sao bắt đầu ở sao rồi mới sang tam giác?

Mạch sao–tam giác là cách khởi động một số động cơ ba pha bằng cách đổi nối các cuộn dây. Ban đầu, cuộn dây nối sao (Y), điện áp trên mỗi cuộn thấp hơn so với nối tam giác ở cùng nguồn. Dòng khởi động giảm, nhưng sức kéo khi khởi động cũng giảm theo.

Khi động cơ đã tăng tốc đủ cho ứng dụng, mạch chuyển sang tam giác (Δ) để chạy theo chế độ định mức phù hợp. Đây không phải cách khởi động dành cho mọi động cơ hoặc mọi tải; tải cần sức kéo lớn ngay từ đầu có thể không phù hợp.

Trong bài này, ta đọc trình tự điều khiển. Bạn chưa cần tính dòng điện hay chọn cỡ contactor để hiểu ai đóng trước, ai phải mở trước. Phần chọn thiết bị và đấu động lực phải dựa trên động cơ cùng tài liệu hãng.

2. Đừng chỉ nhìn công suất: xem điện áp và đầu dây

Muốn dùng cách khởi động này, trước hết phải đưa được cả sáu đầu cuộn dây ra để đổi nối. Điện áp định mức khi nối tam giác phải phù hợp với điện áp nguồn. Có sáu đầu dây vẫn chưa đủ để kết luận động cơ dùng được: còn phải xét loại động cơ, tải và hướng dẫn của hãng.

Ví dụ ở nguồn ba pha 400 V: nhãn Δ400/Y690 V cho biết động cơ được thiết kế chạy tam giác ở 400 V. Còn nhãn Δ230/Y400 V cho biết ở nguồn 400 V, chế độ tương ứng là sao; không thể lấy nó chuyển sang tam giác ở 400 V như ví dụ đầu.

Hãy đọc đúng ký hiệu Δ và Y đi cùng từng điện áp trên nhãn. Đừng nhớ máy móc “động cơ lớn thì dùng sao–tam giác”. Công suất không trả lời được câu hỏi mỗi cuộn dây được phép chịu bao nhiêu điện áp.

3. Ba contactor làm ba việc khác nhau

Để đọc dễ hơn, bài này đặt tên theo chức năng: KM chính cấp nguồn, KM sao tạo nối sao, KM tam giác tạo nối tam giác. Tên và số KM ở sơ đồ khác có thể khác; hãy theo dây và chức năng, đừng đoán từ số thứ tự.

KM chính duy trì trong cả giai đoạn sao và giai đoạn tam giác. Hai contactor còn lại luân phiên làm việc. Timer quyết định lúc bắt đầu chuyển, còn liên động chặn hai trạng thái không được cùng tồn tại.

Hãy tìm đường Stop và đường bảo vệ trong sơ đồ điều khiển: khi có lệnh dừng hoặc bảo vệ tác động, các cuộn liên quan phải được cắt theo thiết kế. Nếu chỉ tắt timer mà vẫn để một contactor tự giữ qua đường khác, mạch chưa chắc đã dừng.

4. Hai khoảng thời gian rất dễ bị nhầm

Thời gian chạy sao là khoảng để động cơ tăng tốc ở nối sao. Khoảng chuyển tiếp là khoảng sau khi ngắt sao, trước khi đóng tam giác. Chờ đủ thời gian chạy sao không có nghĩa bạn đã tạo được khoảng chuyển tiếp.

Contactor thật cần thời gian để mở tiếp điểm động lực. Nếu lệnh tam giác đến khi sao chưa mở hết, mạch có thể ngắn mạch. Vì vậy, đọc sơ đồ phải tìm được cả điều kiện ngắt sao lẫn điều kiện cho phép tam giác.

NC khóa chéo của KM sao đặt trên đường cấp KM tam giác; NC của KM tam giác đặt trên đường cấp KM sao. Bộ thiết bị thật còn cần liên động cơ tương thích và phương án thời gian theo hãng. Chỉ dùng một NO và một NC của timer thường không tự chứng minh được khoảng chuyển tiếp cần thiết.

Đừng lấy “5 giây” hoặc “10 giây” từ một bài hướng dẫn làm giá trị chung cho mọi máy. Thời gian chạy sao phụ thuộc quá trình tăng tốc của động cơ và tải; khoảng chuyển tiếp phụ thuộc bộ đóng cắt cùng phương án điều khiển.

5. Dùng EleRun để đọc trạng thái, rồi thử từng phần

Bắt đầu bằng cách vẽ ba cuộn và ghi rõ chức năng cạnh từng cuộn. Đối chiếu bản vẽ với bảng trạng thái ở trên. Trước khi nối cả mạch, bạn nên thử riêng tự giữ, timer trễ đóng và khóa chéo để biết mỗi phần đang làm gì.

Trong EleRun, cuộn và tiếp điểm liên kết bằng cùng tag khi dùng đúng ký hiệu được hỗ trợ. Đặt các phần cần chạy thử trên cùng trang bản vẽ. Nếu bạn dùng động cơ sáu đầu dây, hãy chọn đúng loại ký hiệu; một hình động cơ bất kỳ không thay thế được cấu trúc đầu dây cần có.

EleRun giúp bạn quan sát logic được hỗ trợ. Động cơ trên hình đang hoạt động không cho bạn giá trị dòng khởi động, sức kéo hay thời gian tăng tốc của một máy thật. Cũng không dùng trạng thái đổi tức thời trên màn hình để kết luận khoảng mở tiếp điểm ngoài đời đã đủ.

Bài tập vừa sức: đọc một sơ đồ sao–tam giác rồi tự trả lời năm câu dưới đây. Nếu chưa chỉ ra được đường điện, hãy tách phần đó ra để thử riêng, thay vì tiếp tục thêm thiết bị.

1. Khi Start được nhấn, đường nào cấp cho KM chính và KM sao?
2. Nhả Start rồi, tiếp điểm nào giữ KM chính?
3. Đến thời điểm chuyển, điều gì làm KM sao nhả?
4. Điều kiện nào chặn KM tam giác cho tới khi sao đã ngắt và khoảng chuyển tiếp đã đủ?
5. Nếu bấm Stop giữa lúc đang chờ chuyển, có đường nào vẫn cấp cho cuộn hoặc giữ timer không?

6. Ba dấu hiệu cần xem lại trước khi thử tiếp

Mạch cứ ở sao: xem timer có được kích hoạt liên tục không, đã chọn đúng chức năng chưa và đầu ra của nó có thực sự đưa lệnh chuyển không. Nếu timer bị mất điện giữa chừng, thời gian đếm có thể bắt đầu lại.

Vừa Start đã vào tam giác: xem tiếp điểm thời gian đã chọn đúng loại chưa, thời gian có đang đặt bằng 0 không và có nhánh nào bỏ qua điều kiện chuyển không. Đừng tăng thời gian để che một đường cấp sai.

KM sao và KM tam giác cùng được cấp: dừng thử, xem lại cả hai nhánh khóa chéo cùng trình tự chuyển. Không chấp nhận trạng thái này chỉ vì nó xuất hiện rất ngắn.

Bạn đọc được mạch khi kể được diễn biến theo thứ tự: bắt đầu ở sao, sao mở, chờ chuyển tiếp, tam giác đóng. Sau đó, chỉ từng đường điện chứng minh cho câu kể ấy.