Mạch khởi động từ đơn là gì? Sơ đồ mạch khởi động từ đơn như thế nào? Có bao nhiêu mạch khởi động từ đơn, mạch khởi động từ kép đang và được sử dụng hiện nay? Nên sử dụng loại mạch khởi động nào? Đây là những câu hỏi thường gặp phải khi khách hàng lựa chọn mạch khởi động từ. Sau đây là một số thông tin chi tiết về 14 mạch khởi động từ đơn hiện nay.

Mạch khởi động từ đơn là gì?

Mạch khởi động từ đơn hay còn gọi là công tắc tơ (contactor) được dùng trong công nghiệp để đóng/ngắt các mạch điện động lực. Khi mạch khởi động từ đơn hoạt động có thể dễ dàng điều khiển các thiết bị: tụ bù, chiếu sáng, động cơ,… thông qua thiết bị điều khiển từ xa hay các nút ấn được điều chỉnh thời gian tự động.

Sơ đồ mạch điện khởi động từ đơn

Dưới đây là sơ đồ mạch khởi động từ đơn cơ bản được sử dụng nhiều nhất hiện nay.

Sơ đồ mạch khởi động từ đơn phổ biến

Nguyên lý làm việc của mạch khởi động từ đơn

Khi có nguồn điện bằng với giá trị điện áp định mức của mạch khởi động từ đơn được cung cấp cho hai đầu cuộn dây quấn trên phần lõi từ đã cố định.
Lực từ được tạo ra hút phần lõi thép di động, hình thành mạch từ kín (lực từ lớn hơn phản lực của lò xo).
Mạch khởi động từ đơn bắt đầu trạng thái hoạt động.
Khi nguồn điện không còn được cung cấp cho cuộn dây thì mạch khởi động từ đơn trở lại trạng thái nghỉ, các tiếp điểm sẽ duy trì lại trạng thái ban đầu.

14 Mạch khởi động từ đơn, khởi động từ kép

Các ký hiệu của mạch khởi động từ đơn:

CB: CB là viết tắt của cầu dao, có nhiệm vụ đóng/ngắt mạch điện.
CC1, CC2: Đây là ký hiệu của cầu chì, có nhiệm vụ bảo vệ ngắn mạch cho mạch động lực và mạch điều khiển.
D, MT, MN: Đây là ký hiệu của các nút dừng, mở thuận và mở ngược.
T, N: Đây là ký hiệu của contactor dùng trong điều khiển chiều quay thuận và quay ngược.
RTZ: Rơ-le thời gian có nhiệm vụ điều khiển quá trình khởi động.
K1: Contactor có nhiệm vụ nối cuộn dây stato hình sao.
K2: Đây là ký hiệu của contactor làm nhiệm vụ nối cuộn dây hình tam giác.
RN: Đây là ký hiệu của relay nhiệt, có nhiệm vụ bảo vệ quá tải cho động cơ.

Mạch khởi động động cơ KĐB 3 pha dùng khởi động từ đơn

Với mạch contactor 3 pha này, điểm cộng có thể nói đến đó là thao tác dễ dàng, đảm bảo độ an toàn cao, có thể điều khiển được từ xa. Tuy nhiên, mạch khởi động từ đơn này lại khá phức tạp và chi phí rất cao. Nguyên lý hoạt động của khởi động động cơ 3 pha tương tự với mạch điện công nghiệp thông thường.

Mạch khởi động động cơ KĐB 3 pha dùng khởi động từ đơn

Mạch điện mở máy động cơ điện ba pha có thử nháp

Mạch khởi động từ cho động cơ điện ba pha có thử nháp khá giống với mạch điện khởi động từ 3 pha vừa được đề cập, nhưng bộ mạch này được sử dụng thêm bộ nút nhấn liên động JOG (2 tiếp điểm thường mở và thường đóng nối liền với nhau). Nút bấm này được sử dụng khi tạo lực ấn liên tục để động cơ khởi động, nếu không ấn thì động cơ sẽ dừng lại.

Mạch điện mở máy động cơ điện ba pha có thử nháp

Mạch điện mở máy động cơ điện hai vị trí

Mạch khởi động từ đơn điều khiển bằng công tắc 2 vị trí rất dễ sử dụng, mạch đơn giản, có thể thay đổi công tắc 2 vị trí bằng các công tắc thông minh điều khiển từ xa. Nhưng mạch khởi động từ đơn này lại rất dễ gây nguy hiểm cho người sử dụng và ảnh hưởng đến cả cơ cấu vận hành của hệ thống khi gặp sự cố mất điện, phải chờ quá trình phục hồi lại thì toàn bộ động cơ mới được khởi động lại.

Mạch điện mở máy động cơ điện hai vị trí

Mạch mở máy động cơ lồng sóc qua cuộn kháng

Nguyên lý hoạt động của mạch khởi động từ đơn qua cuộn kháng:

Cung cấp nguồn điện cho mạch động lực và mạch điều khiển.
Để động cơ quay theo chiều thuận ấn mở thuận (MT), công tắc T có điện, đóng tiếp điểm T (3 - 4), mở tiếp điểm T (7 - 8) tránh tác động đồng thời của công tắc N. Đồng thời, các tiếp điểm T ở mạch động lực đóng lại, động cơ khởi động theo chiều thuận thông qua cuộn kháng (U_mm < U_đm).
Sau khi quay hết thời gian cài đặt của rơle thời gian (RTZ) thì tiếp điểm thường mở đóng RTZ để cấp nguồn cho công tắc tơ K.
Công tắc K có điện tác động với các tiếp điểm K ở mạch động lực đưa điện 3 pha trực tiếp vào động cơ, động cơ tăng tốc làm việc với U_đm.
Muốn động cơ quay theo chiều ngược lại, ấn nút mở ngược (MN), công tắc tơ N có điện, động cơ được nối vào lưới với thứ tự đảo 2 pha. Quá trình khởi động sẽ tương tự với khi cho quay theo chiều thuận.
Với nguyên lý khởi động của mạch bằng cuộn kháng là nối tiếp với mạch stator, một cuộn kháng 3 pha trong lúc khởi động, sau đó loại ra, đóng điện trực tiếp.

Mạch mở máy động cơ lồng sóc qua cuộn kháng

Mạch khởi động “sao – tam giác”

Mạch khởi động “sao - tam giác” sẽ giúp giảm thiểu dòng điện cho việc khởi động so với các mạch điện công nghiệp thông thường.

Nguyên lý hoạt động cơ bản của mạch khởi động “sao - tam giác”:

Để động cơ quay theo chiều thuận ấn mở thuận (MT), công tắc tơ T có điện, các tiếp điểm T (3 - 4) và T (2 - 9) đóng lại tự duy trì và cấp điện cho rơle thời gian (RTZ) và K1. Các tiếp điểm T và K1 ở mạch động lực được đóng lại, động cơ khởi động theo chiều thuận với cuộn dây stato được nối hình sao.
Sau thời gian quay được cài đặt của RTZ, tiếp điểm thường kín mở chậm RTZ (9 - 11) mở ra, K1 mất điện mở tiếp điểm K1 ở mạch động lực ra. Sau đó, tiếp điểm thường hở đóng chậm RTZ (9 - 13) đóng lại cấp điện cho công tắc tơ K2.
K2 có điện đóng tiếp điểm K2 (9 - 13), mở tiếp điểm K2 (9 - 10) cắt điện RTZ, tiếp điểm K2 (11 - 12) mở ra tránh K1 tác động ngược lại khi RTZ mất điện. Các tiếp điểm K2 ở mạch động lực đóng lại, động cơ tiếp tục làm việc với cuộn dây stato được đấu hình tam giác.
Muốn động cơ quay theo chiều ngược lại, ấn mở ngược (MN), công tắc N có điện động cơ được nối vào lưới với thứ tự đảo 2 pha. Quá trình khởi động của mạch khởi động từ đơn này tương tự như khi cho quay theo chiều thuận.

Mạch khởi động “sao – tam giác”

Mạch đảo chiều động cơ điện ba pha

Nguyên lý hoạt động:

Để động cơ quay theo chiều thuận ấn mở thuận (MT), công tắc T có điện, đóng tiếp điểm T (3 - 4), mở tiếp điểm T (7 - 8) tránh tác động đồng thời của công tắc N. Lúc này, tiếp điểm T ở mạch động lực đóng lại, cấp điện cho động cơ quay theo chiều thuận.
Muốn động cơ quay ngược lại bấm mở ngược (MN), công tắc N có điện đóng tiếp điểm N (6 - 7), mở tiếp điểm N (4 - 5) tránh tác động đồng thời của công tắc tơ T. Lúc này, tiếp điểm N ở mạch động lực đóng lại cấp điện cho động cơ quay theo chiều ngược lại.

Mạch đảo chiều động cơ điện ba pha

Hãm động năng

Nguyên lý hoạt động:

Cung cấp điện cho mạch khởi động từ đơn, nhấn nút mở thuận (MT) hoặc mở ngược (MN), công tắc tơ T hoặc N có điện, động cơ được nối với nguồn 3 pha và làm việc theo chiều thuận hoặc ngược lại.
Khi bấm nút dừng (D), công tắc tơ T hoặc N mất điện, động cơ được cắt khỏi nguồn điện 3 pha.
Đồng thời công tắc H và RTZ (rơle thời gian) có điện, đóng tiếp điểm H (1 - 9) cấp nguồn điện một chiều vào động cơ, lúc này động cơ sẽ thực hiện quá trình hãm động năng.
Quá trình hãm động năng kết thúc, tiếp điểm RTZ (9 - 10) mở ra, công tắc tơ H và rơle RTZ (rơle thời gian) mất điện, động cơ hoàn toàn cắt ra khỏi nguồn một chiều.

Hãm động năng

Mạch điện tự động giới hạn hành trình

Với mạch điện tự động giới hạn hành trình, nguyên lý hoạt động sẽ phức tạp hơn so với các mạch khác.

Khi nhấn nút ON_T công tắc tơ K_T đóng, tiếp điểm K_T đóng lại duy trì trạng thái đóng của contactor. Lúc này động cơ chạy theo chiều thuận.
Khi động cơ quay kéo theo tải di chuyển đến vị trí làm tác động công tắc hành trình HT_T thì ngắt điện công tắc tơ K_T. Lúc này, tiếp điểm HT_T đã được mở ra nên mạch hở, không thể tiếp tục điều khiển động cơ theo chiều thuận.
Khi nhấn nút ON_N động cơ chỉ có thể quay theo chiều thuận do tiếp điểm HT_N mở ra và ngắt dòng điện động cơ.

Mạch điện tự động giới hạn hành trình

Mạch hãm ngược

Nguyên lý hoạt động đối với mạch hãm ngược:

Thực hiện cung cấp điện cho mạch, nhấn nút M để công tắc K có điện, sau đó kết nối nguồn 3 pha làm việc.
Để dừng thì nhấn nút D, công tắc K mất điện, động cơ sẽ được tách ra khỏi dòng điện nguồn 3 pha.
Công tắc tơ H, rơle RTZ (rơle thời gian) có dòng điện để đóng tiếp điểm H ở mạch điều khiển. Các tiếp điểm H ở mạch động lực điện đóng lại sẽ làm đảo 2 trong 3 pha cấp vào động cơ. Lúc này, động cơ thực hiện quá trình quay ngược khi hoạt động.
Quá trình mạch quay ngược sẽ bắt đầu, kết thúc khi tiếp điểm RTZ thực hiện đóng mở chậm, tương tự công tắc tơ H và rơle RTZ mất điện.

Mạch hãm ngược

Mạch điều khiển động cơ hai cấp tốc độ kiểu “sao - tam giác” kép

Đóng cầu dao (CB) cấp nguồn điện cho mạch, chọn tốc độ bằng các nút M hoặc MYY. Công tắc tơ K1, K2, K3 có điện sẽ được tác động và nối bộ dây quấn stato theo hình tam giác (tốc độ thấp) và hình sao kép (tốc độ cao).
Các tiếp điểm K2 (1 - 22), K2, K3 cấp điện để RTs chuẩn bị chọn chiều quay.
Nhấn các nút mở thuận (MT), mở ngược (MN) để chọn chiều quay. Công tắc T và N có điện sẽ tác động giúp động cơ khởi động và bắt đầu quay theo chiều đã chọn.
Khi bấm nút dừng (D) động cơ, công tắc T, N, K1, K2, K3 và RTs mất điện. Công tắc H và RTZ có điện, dòng điện 1 chiều được đưa vào cuộn dây stato động cơ hình tam giác, lúc này động cơ tiến hành hãm động năng.
Quá trình hãm động năng kết thúc, tiếp điểm RTZ mở ra, công tắc H, RTZ mất điện, động cơ hoàn toàn được cắt ra khỏi nguồn điện một chiều.

mach-dieu-khien-dong-co-hai-cap-toc-do-kieu-sao-tam-giac-kep

Mạch điều khiển động cơ hai cấp tốc độ kiểu “sao - tam giác” kép

Mạch điện mở máy động cơ theo thứ tự

Việc máy móc chạy theo thứ tự nhất định rất quan trọng. Nếu như có sai sót trong quá trình thì sẽ để lại nhiều hậu quả nghiêm trọng. Vì vậy, một số nhà máy sản xuất dây chuyền thường sử dụng mạch mở máy theo thứ tự để đảm bảo được hiệu quả.

Mạch này sẽ giúp giảm thiểu được sai sót do động cơ 2 chỉ hoạt động khi động cơ 1 chạy và động cơ 3 hoạt động khi động cơ 1 và 2 đều chạy, tắt động cơ 1 thì cả 2 động cơ còn lại đều dừng.

Mạch điện mở máy động cơ theo thứ tự

Mạch điều khiển hai động cơ chạy luân phiên

Để giảm bớt tuổi thọ cho động cơ thì các nhà máy sản xuất dây chuyền thường sử dụng luân phiên 2 động cơ và khi cần thiết có thể sẽ chạy cùng lúc nhiều động cơ để đạt được hiệu quả tốt nhất.

Mạch điều khiển 2 động cơ chạy luân phiên theo 2 chế độ Man/Auto:

Ở chế độ Man: 2 Động cơ độc lập với nhau bằng các nút nhấn ON/OFF.
Ở chế độ Auto: 2 Động cơ chạy với thời gian được cài đặt sẵn. Động cơ 1 chạy, động cơ 2 dừng và ngược lại.

Mạch điều khiển hai động cơ chạy luân phiên

Mạch tự động đóng điện cho động cơ dự phòng khi động cơ chạy chính bị sự cố

Đây là phương pháp mạch khởi động từ đơn dự phòng dành cho những nhà máy sản xuất nếu không may xảy ra tình trạng cháy nổ hay sự cố nào đó thì mạch sẽ tự động đóng tất cả nguồn điện để đảm bảo an toàn chung.

Mạch tự động đóng điện cho động cơ dự phòng khi động cơ chạy chính bị sự cố

Mạch điện tự động chuyển nguồn điện cho động cơ khi nguồn chính bị sự cố mất điện

Cũng giống với trường hợp trên, đây cũng là một trong những phương án mạch khởi động từ đơn dự phòng tốt nhất dành cho các nhà máy sản xuất dây chuyền, bởi nếu không may xảy ra sự cố về điện (mất điện hay điện chập chờn) thì hệ thống mạch sẽ tự động chuyển nguồn điện cho động cơ khi nguồn chính mất điện.

Mạch điện tự động chuyển nguồn điện cho động cơ khi nguồn chính bị sự cố mất điện

Trên đây là 14 mạch khởi động từ đơn, mạch khởi động kép phổ biến, được sử dụng nhiều nhất hiện nay. Đông Nguyễn Electric hy vọng với bài viết này sẽ giúp khách hàng hiểu rõ hơn, phân biệt được mạch khởi động từ đơn, kép và nguyên lý hoạt động như thế nào để lựa chọn được phương pháp phù hợp nhất.

Các bài đăng khác