MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN 3 PHASE

1. Mạch Động Lực:

Đây là con đường chính truyền tải năng lượng để kéo động cơ hoạt động.

Nguồn cấp: Hệ thống sử dụng nguồn 440VAC - 3 pha (R, S, T) cùng với dây tiếp địa (PE).

Việc đảm bảo dây PE nối đúng vào vỏ động cơ là nguyên tắc để chống rò điện, bảo vệ an toàn tính mạng.

MCCB / Aptomat (Q1): Chống ngắn mạch và quá tải cho động cơ.

Khởi động từ / Contactor (K1): Đóng vai trò là chịu trách nhiệm đóng/cắt dòng điện lớn cấp vào động cơ khi nhận được lệnh từ mạch điều khiển.

Động cơ 3 pha (M1): Biến điện năng thành cơ năng.

2. Mạch Điều Khiển:

Điểm cộng lớn nhất của sơ đồ này nằm ở đây. Thay vì dùng trực tiếp nguồn 220VAC để điều khiển, người thiết kế đã dùng nguồn chuyển đổi (V1) hạ áp xuống 24VDC.

Tại sao lại là 24VDC? Vì 24VDC là điện áp an toàn.

Khi người vận hành thao tác bằng tay ướt hoặc có sự cố rò điện ở nút nhấn ngoài bảng tủ, rủi ro giật điện nguy hiểm là con số 0.

Bảo vệ mạch điều khiển: Sử dụng Aptomat 1 pha (Q2) đầu vào và Cầu chì (F1) đầu ra 24V để bảo vệ toàn bộ phần tử logic bên dưới.

Khóa chéo an toàn (Interlock Q1): Chú ý tiếp điểm phụ (13-14) của Q1 mắc nối tiếp đầu mạch.

Nghĩa là: Nếu Aptomat tổng Q1 chưa bật (hoặc bị nhảy do sự cố), toàn bộ mạch điều khiển sẽ bị cắt điện vô tác dụng. Đây là một thiết kế rất "chuẩn bài".

3. Nguyên Lý Hoạt Động Chi Tiết:

Trạng thái chờ: Cấp nguồn, đóng Q1 và Q2. Nguồn 24VDC đã sẵn sàng chạy qua F1, qua tiếp điểm Q1 (đã đóng), đi qua các nút dừng S1, S2 (đều là loại Thường Đóng - NC) và nằm chờ tại nút Start (S9) và tiếp điểm K1.

Khi khởi động: Nhấn nút S9 (Thường Mở - NO), dòng điện chạy qua cuộn hút (Bobine) A1-A2 của K1. Contactor K1 lập tức hút xuống, đóng mạch động lực cho động cơ chạy.

Chức năng duy trì: Ngay lúc K1 hút, tiếp điểm phụ K1 (13-14) ở mạch điều khiển cũng đóng lại. Lúc này, dù anh em có buông tay khỏi nút nhấn S9, dòng điện vẫn đi qua nhánh K1 (13-14) để giữ cho cuộn hút A1-A2 có điện.

Báo trạng thái: Đèn báo H1 sáng lên do mắc song song với cuộn hút, báo hiệu động cơ đang chạy.

Khi dừng: Nhấn nút dừng S2 (hoặc nút dừng khẩn cấp S1). Mạch hở, cuộn hút K1 mất điện, nhả các tiếp điểm động lực ra, động cơ dừng quay. Điểm duy trì K1 (13-14) mở ra, hệ thống reset về trạng thái chờ.

4. Ví Dụ Thực Chiến & Chọn Thiết Bị
Để anh em dễ hình dung, giả sử ta cần áp dụng sơ đồ này để lắp tủ điều khiển cho một Quạt hút ly tâm công suất 15kW, chạy lưới điện 440V, hệ số công suất cos phi = 0.85.

Bước 1: Tính dòng điện định mức của động cơ theo công thức:$I = P / \sqrt{3} / U / \cos(\phi)$$I = 15000 / \sqrt{3} / 380 / 0.85 = 23.1 A$

Bước 2: Chọn thiết bị:

Chọn MCCB (Q1): Chọn dòng định mức khoảng 2 - 2.5 lần dòng định mức động cơ và cần dựa vào đặc tuyến của aptomat type A, B, C, D, K. Ta có thể chọn MCCB 3 Pha - 50A.

Chọn Contactor (K1): Căn cứ theo chế độ làm việc AC-3, dòng tải của Contactor phải >= định mức động cơ nhân với hệ số an toàn. Ta chọn Contactor 40A.

Chọn cáp điện: Với dòng 23.1A, anh em có thể dùng cáp đồng >= 6.0 $mm^2$ (tùy thuộc vào khoảng cách kéo cáp để có thể đảm bảo sụt áp).