Cách tính toán chọn contactor mạch sao tam giác năm 2024

Tính chọn và thiết kế mạch khởi động động cơ không đồng bộ 3 pha bằng phương pháp đổi nối Sao (Y) – Tam giác (Δ). Có bảo vệ quá tải cho mạch điện. Biết điện áp 380/400V.

Lưu ý: Có đèn báo động cơ hoạt động và đèn báo quá tải.

2. Tính chọn thiết bị

Ta sử dụng thiết bị của hãng Schneider.

Động cơ có công suất 7,5 kW ⇒ Pđm \= 7,5 kW, hệ số công suất phụ thuộc vào động cơ.

Dòng điện định mức của động cơ, hệ số công suất 0,8.

2.1. Tính chọn contactor

Đối với mạch khởi động Sao – Tam giác, ta chọn dòng của contactor theo phép tính sau:

Và chọn tải cho contactor: Tải AC-3: Tải cuộn kháng; Loại TeSys D. Theo TCVN 6592-4-1.

Theo cotalogue, ta chọn được contactor có mã như sau:

Chọn coil cho contactor:

⇒ Ta chọn contactor có điện áp cung cấp 220V AC, dòng định mức là 9A ứng với tải AC-3 cho 3 pha, mã thiết bị LC1D09M7.

2.2. Chọn Motor CB

Tra Catalogue, ta chọn loại loại Motor CB 3 pha cho tải AC-3, dòng điện từ 138A như sau:

Ta chọn Motor CB có mã GV2ME14.

2.3. Chọn cầu chì

Ta chọn cầu chì để bảo vệ ngắn mạch cho đèn báo, ta chọn vỏ cầu chì là DF81 (25A).

Tra Catalog, ta chọn được cầu chì:

• Chọn ruột cầu chì: Ta có dòng điện định mức 2A, dùng để bảo vệ các đèn báo pha.

2.4. Chọn MCB cho mạch điều khiển

Dòng điện ta chọn cho MCB không vượt quá 100A, Điện áp không quá 100V.

Dòng định mức tính toán cho 3 pha là 17,09A.

Ta chọn dòng định mức cho 1 pha là Ip \= 5,69A. Nên ta chọn lớn hơn là 6A dành cho 1P.

Ta chọn MCB có mã A9F03106, có dòng điện định mức là 6A.

2.5. Chọn Relay thời gian (Timer)

Được sử dụng nhiều trong hệ thống điều khiển tự động, là thiết bị tạo trễ đóng hoặc mở cho các thiết bị khác, đóng mở theo chu kỳ thời gian, hẹn giờ kích xung cho các thiết bị.

Tra catalogue, ta chọn relay thời gian để định thời chuyển hoạt động từ động cơ M1 sang M2, như sau:

Ta có dòng điện định mức tính toán cho 3 pha là 17,09A.

Ta chọn dòng định mức cho 1 pha là Ip = 5,69A. Nên ta chọn Timer có dòng lớn hơn là 5A dành cho 1 pha. Ta chọn loại 8A.

Số lượng tiếp điểm mở là 2 NO (Connector Open) dùng để chuyển mạch. Điện áp Uđm \= 220VAC.

Có dải cài đặt thời gian trễ rộng. Nên ta chọn RE22R2AMR.

2.6. Chọn đèn báo

Khi chọn đèn báo ta dựa vào điện áp, ở đây ta sử dụng điện áp 220VAC, tần số 50/60 Hz cho đèn báo.

Tra catalog, ta được:

Ta chọn các loại đèn báo sau:

a) Đèn xanh (Green)

b) Đèn đỏ (Red)

c) Đèn vàng (Yellow)

2.7. Chọn nút nhấn

Khi chọn nút nhấn ta dựa vào chức năng mà ta muốn sử dụng.

1. Nút ESTOP (Emegency Stop): 1 NO + 1 NC

Tra Catalog, ta chọn nút nhấn Emergency Stop (ESTOP) để dừng khẩn cấp mạch điều khiển khi xảy ra sự cố.

b) Nút nhấn START: 1 NO

Tra catalogue, ta chọn nút nhấn ON và OFF như sau:

⇒ Ta chọn nút nhấn ON (Green) có mã XB4BA31.

c) Nút nhấn OFF: 1 NC

2.8. Chọn dây cáp

2.8.1. Chọn cáp cho mạch động lực

Ta có dòng điện định mức là Icb = 14,24A. Ta áp dụng công thức tính tiết diện dây dẫn:

• S: là tiết diện dây dẫn (mm2).
• I: dòng điện chạy qua dây dẫn (A).
• J: mật độ dòng điện cho phép (A/mm2)

Mật độ cho phép (J) của dây đồng thường xấp xỉ 5 (A/mm2).

Ta chọn dây dẫn theo bảng tra dây diện sau:

Trích từ trang web http://goldcup.com.vn/bang-chon-tiet-dien-day-dan-theo-dong-dien-d123.

2.8.2. Chọn cáp cho mạch điều khiển

Ta chọn dây cáp cho mạch điều khiển có tiết diện 0,75 mm2.

3. Thiết kế sơ đồ nguyên lý bằng phần mềm CADe SIMU

4. Sơ đồ nguyên lý

a) Mạch động lực

Hình 21. Mạch động lực khởi động động cơ không đồng bộ theo phương pháp đổi nối Sao – Tam Giác (Y/Δ).

Các phần tử có trong mạch động lực:

• MCB1: MCB 3 pha, cấp nguồn cho mạch động lực.
• K1: Contactor, điều khiển dòng điện vào động cơ, hệ thống sẵn sàng hoạt động.
• K2: Contactor, điều khiển động cơ chạy theo kiểu Tam giác (Δ).
• K3: Contactor, điều khiển động cơ chạy theo kiểu Sao (Y).
• OVR: Relay nhiệt, bảo vệ quá tải cho hệ thống.
• F2, F3, F4: Cầu chì bảo vệ các đèn báo pha P1, P2, P3.

b) Mạch điều khiển

Hình 22. Mạch điều khiển khởi động động cơ không đồng bộ theo phương pháp đổi nối Sao – Tam Giác (Y/Δ).

Các phần tử có trong mạch điều khiển:

• MCB2: MCB 1 pha, Cấp nguồn cho mạch điều khiển.
• S1: Nút nhấn khẩn cấp ESTOP (Emergency Stop), dừng động cơ khi có sự cố phải dừng khẩn cấp.
• S2: Nút nhấn dừng (STOP), dừng động cơ tạm thời.
• S3: Nút nhấn khởi động (START), khởi động động cơ.
• TR: Relay thời gian (Timer Relay), định thời gian để động cơ chuyển từ Y(Star) sang Δ(Delta).
• P4: Đèn báo động cơ đang chạy ở chế độ Sao (Y).
• P5: Đèn báo động cơ đang chạy ở chế độ Tam giác (Δ).
• P6: Đèn báo động cơ đang gặp sự cố quá tải.

5. Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch điện

• Đóng MCC1 cấp điện cho mạch động lực; đóng MCB2 cấp điện cho mạch điều khiển.
• Nhấn nút khởi động S3 (START), động cơ bắt đầu quay; dòng điện xuống cuộn hút K1 (A1-A2) làm tiếp điểm thường hở K1 (13-14) đóng lại và K1 (13-14) trở thành tiếp điểm duy trì dòng điện.
• Đồng thời, dòng điện đi qua cuộn hút TR (7-2) của relay thời gian và tiếp điểm thường đóng TR (8-5), qua tiếp điểm thường đóng K2 (21-22) xuống cuộn hút contactor K3 (A1-A2); đèn P4 sáng báo hiệu động cơ đang hoạt động và chạy ở chế độ Sao (Y).
• Sau thời gian định sẵn cho relay thời gian, tiếp điểm thường đóng TR (8-5) hở ra, đồng thời tiếp điểm thường hở TR (8-6) đóng lại, dòng điện qua tiếp điểm thường đóng của contactor K3 (21-22) xuống cuộn hút contactor K2 (A1-A2); đèn P5 sáng báo hiệu động cơ đang hoạt động và chạy ở chế độ Tam giác (Y).
• Nhấn nút dừng S2, động cơ từ từ dừng lại. Khi xảy ra sự cố quá tải, tiếp điểm thường đóng OVR (95-96) của Relay nhiệt hở ra, đồng thời tiếp điểm thường hở OVR (97-98) của đóng lại; đèn P6 sáng báo hiệu động cơ đang gặp sự cố quá nhiệt có thể động cơ đang quá tải hoặc cốt động cơ bị kẹt hoặc ổ bị bị hư làm cho động cơ quay nặng nề gây ra quá nhiệt cho động cơ.