Kiến thức, Kiến Thức Ngành Điện

Mạch sao tam giác là gì? Cách đấu và công thức tính?

Mạch sao tam giác là gì?

Mạch sao-tam giác còn gọi là mạch sao-đelta là một phương pháp khởi động mềm dành cho động cơ ba pha. Mục đích của nó là giảm dòng khởi động ban đầu của động cơ khi nó bắt đầu hoạt động, nhằm giảm thiểu tác động đối với hệ thống điện và tăng tuổi thọ cho động cơ.

Dưới đây là mô tả cơ bản về cách mạch sao-tam giác hoạt động:

  1. Khởi động ở chế độ sao (Star): Khi động cơ khởi động, các cuộn dây của nó được kết nối theo cấu hình sao. Trong cấu hình này, điện áp trên mỗi cuộn dây là một phần của điện áp nguồn, do đó dòng khởi động giảm xuống, giúp giảm thiểu sự cản trở và tác động đối với hệ thống điện.
  2. Chuyển sang chế độ tam giác (Delta): Sau khi động cơ đã khởi động và đạt tốc độ gần như đều, mạch sẽ chuyển từ chế độ sao sang chế độ tam giác. Trong cấu hình tam giác, điện áp trên mỗi cuộn dây tăng lên, làm tăng công suất và mô-men xoắn của động cơ, cho phép nó hoạt động ở tải đầy đủ.

Phương pháp khởi động sao-tam giác thường được sử dụng trong các động cơ ba pha lớn, nơi mà dòng khởi động cao có thể gây ra vấn đề cho hệ thống điện hoặc gây hại cho chính động cơ. Một số ưu điểm của phương pháp này bao gồm việc giảm dòng khởi động, giảm sự cản trở cho hệ thống, và giảm nguy cơ hỏng hóc của động cơ do dòng khởi động cao.

Mạch sao tam giác
Mạch sao tam giác

Cách đấu mạch sao tam giác

Cách đấu mạch sao tam giác cho một động cơ ba pha như sau:

  1. Mạch Sao (Star):
    • Động cơ ba pha thường có 6 đầu cuộn: U1, U2, V1, V2, W1, W2.
    • Trong chế độ sao:
      • Kết nối U2, V2, và W2 với nhau. Điểm kết nối này tạo thành điểm trung tâm của mạch sao và thường không được kết nối với nguồn điện.
      • U1, V1, và W1 kết nối đến ba pha của nguồn điện.
  2. Mạch Tam giác (Delta):
    • Trong chế độ tam giác:
      • Kết nối U2 với V1.
      • Kết nối V2 với W1.
      • Kết nối W2 với U1.
    • U1, V1, và W1 vẫn được kết nối đến ba pha của nguồn điện.
  3. Khởi động:
    • Khi khởi động, động cơ sẽ chạy ở chế độ sao.
    • Sau một khoảng thời gian ngắn (khi động cơ đã đạt một tốc độ nhất định), mạch sẽ tự động chuyển từ sao sang tam giác. Thời gian chuyển đổi thường dựa trên thời gian đặt trước hoặc được kiểm soát bởi một cảm biến tốc độ.
  4. Thiết bị chuyển mạch:
    • Để thực hiện việc chuyển từ sao sang tam giác, bạn sẽ cần một bộ chuyển mạch (thường là một bộ rơ le hoặc contactor). Bộ chuyển mạch này sẽ có ba contactor: một cho chế độ sao, một cho chế độ tam giác, và một contactor chính để đóng/mở nguồn cho động cơ.

Khi đấu mạch sao-tam giác, quan trọng nhất là phải tuân theo hướng dẫn của nhà sản xuất động cơ và sử dụng các thiết bị an toàn cần thiết. Mạch sao-tam giác có nhiều ưu điểm nhưng cũng cần được lắp đặt chính xác để tránh các vấn đề về điện hoặc cơ khí.

Công thức tính mạch sao tam giác

Trong mạch ba pha sao tam giác, có một số công thức cơ bản để tính toán dòng điện, điện áp và công suất. Dưới đây là một số công thức chính:

  1. Điện áp dây (Line Voltage) và điện áp cuộn (Phase Voltage):
  • Điện áp dây (V_L) là điện áp giữa hai dây dẫn trong hệ thống ba pha.
  • Điện áp cuộn (V_P) là điện áp giữa hai đầu của một cuộn dây trong hệ thống ba pha.

Trong mạch sao tam giác: V_L = V_P

  1. Dòng điện dây (Line Current) và dòng điện cuộn (Phase Current):
  • Dòng điện dây (I_L) là dòng điện chảy trong một dây dẫn của hệ thống ba pha.
  • Dòng điện cuộn (I_P) là dòng điện chảy qua một cuộn dây của hệ thống ba pha.

Trong mạch sao tam giác: I_L = √3 * I_P

  1. Công suất:
  • Công suất thực (P) là công suất mà động cơ thực sự tiêu thụ để làm việc. Công suất thực được tính bằng công thức sau:

P = √3 * V_L * I_L * cos(θ)

Trong đó: P: Công suất thực (W) V_L: Điện áp dây (V) I_L: Dòng điện dây (A) cos(θ): Hệ số công suất (không có đơn vị)

Lưu ý rằng những công thức trên đây là cơ bản nhất, phù hợp với mạch sao tam giác cân bằng. Trong trường hợp mạch không cân bằng, các công thức có thể phức tạp hơn và cần sử dụng phương pháp phân tích phức số.