Động cơ điện 3 pha hoạt động dựa vào lực tác động giữa từ trường quay và dòng điện bên trong roto. Khi đổi chiều của từ trường sẽ làm thay đổi chiều của động cơ điện 3 pha. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các mạch đảo chiều động cơ 3 pha.
Mạch đảo chiều động cơ 3 pha là gì? Nguyên lý hoạt động
Mạch đảo chiều động cơ 3 pha là những mạch giúp thay đổi chiều quay của động cơ điện 3 pha.
Như chúng ta đã biết, động cơ cảm ứng 3 pha hoạt động dựa trên lực tác động giữa từ trường quay và dòng điện bên trong rotor động cơ. Vậy có nghĩa là khi thay đổi chiều của từ trường quay thì chiều động cơ sẽ thay đổi. Chúng ta thực hiện bằng cách thay đổi thứ tự cấp điện cho 3 pha của động cơ.
Khi ta thay đổi 2 trong 3 pha của động cơ thì sẽ làm đổi chiều động cơ điện 3 pha. Nguyên nhân là do khi đổi pha sẽ làm thay đổi thứ tự chuyển pha. Khi đó, từ trường sẽ thay đổi chiều quay dẫn đến hướng của lực tác động lên rotor cũng thay đổi theo.
6 mạch đảo chiều động cơ 3 pha phổ biến hiện nay
Cùng tham khảo 6 mạch đảo chiều quay động cơ 3 pha dưới đây.
Mạch đảo chiều động cơ dùng cầu dao đảo pha
Mạch đảo chiều cho động cơ không đồng bộ 3 pha sử dụng cầu dao như sơ đồ bên dưới.
Cầu dao sử dụng 3 cực có thể đảo về 2 chiều khác nhau. Tiếp điểm 4, 5, 6 của cầu dao được nối vào 3 pha của động cơ. Tiếp điểm 1, 2, 3 nối trực tiếp với 3 pha của nguồn điện. Tiếp điểm 7, 8, 9 nối với nguồn điện đã được đảo thứ tự 2 pha.
Nguyên lý hoạt động của mạch
- Khi cầu dao được gạt về phía tiếp điểm 1, 2, 3 thì động cơ nối với nguồn theo thứ tự R, S, T và quay theo chiều thuận.
- Khi muốn đổi chiều quay của động cơ thì bạn gạt cầu dao tiếp xúc với tiếp điểm 7, 8, 9.
Ưu nhược điểm của mạch đảo chiều động cơ 3 pha dùng cầu dao
- Ưu điểm: Mạch đơn giản, lắp đặt nhanh và tốn ít chi phí
- Nhược điểm: Không có rơ le nhiệt nên không bảo vệ quá tải nên không an toàn. Dễ xuất hiện hồ quang khi đóng ngắt và thay đổi chiều động cơ.
Mạch đảo chiều động cơ 3 pha dùng biến tần
Biến tần là thiết bị có chức năng điều khiển tốc độ, khởi động mềm và đảo chiều động cơ 3 pha không đồng bộ.
Sơ đồ đấu dây
- Nguồn điện 3 pha cấp vào chân R, S, T của biến tần, ngõ ra tương ứng U, V, W nối với 3 pha của động cơ.
- Dùng công tắc 3 vị trí để điều khiển chạy 2 chiều sao cho tiếp điểm dưới của công tắc sẽ nối vào S1 và S2 của biến tần. Hai tiếp điểm trên của công tắc nối chụm lại vào chân COM.
Việc dùng công tắc vẫn an toàn như dùng nút nhấn.
Cài đặt thông số của biến tần
- P00.18 = 1 reset về thông số ban đầu của nhà sản xuất
- P00.03 = 50, P00.04 = 50 cài đặt tần số lớn nhất của động cơ là 50Hz (mặc định)
- P00.11 = 5s: thời gian tăng tốc là 5s (mặc định)
- P00.12 = 5s: thời gian giảm tốc là 5s (mặc định)
- P01.21 = 0 tắt tự động chạy lại sau khi mất điện và có trở lại. (mặc định)
Cài đặt chế độ điều khiển biến tần bằng công tắc ngoài
- P00.01 = 1: Chế độ điều khiển biến tần bằng nút nhấn hoặc công tắc ngoài
- P05.01 = 1: Dùng chân S1 cho động cơ chạy thuận (mặc định)
- P00.02 = 2: Dùng chân S2 cho động cơ chạy nghịch
Ưu và nhược điểm của mạch đảo chiều động cơ 3 pha dùng biến tần
- Ưu điểm: Dùng biến tần không chỉ để đảo chiều động cơ mà còn điều khiển được tốc độ, thời gian tăng và giảm tốc của động cơ. Đồng thời, mạch còn có nhiều chức năng bảo vệ động cơ như thấp áp, quá áp, quá dòng hay mất pha
- Nhược điểm: Chi phí cho biến tần khá cao, phải biết cách cài đặt các thông số cơ bản của biến tần.
Mạch đảo chiều động cơ ba pha dùng công tắc 3 vị trí
Sơ đồ mạch
Mạch dùng để điều khiển 2 contactor để điều khiển chiều của động cơ. Một contactor đấu dây cho động cơ chạy chiều thuận và 1 contactor cho chiều động cơ chiều nghịch.
Nguyên lý hoạt động
Công tắc ở vị trí giữa thì không có tiếp điểm đóng. Hai tiếp điểm bên trên của contactor nối chung với nhau. Tiếp điểm bên dưới nối với cuộn dây contactor chạy thuận, một tiếp điểm bên dưới còn lại nối với cuộn dây contactor chạy nghịch. Khi contactor gạt về bên chạy thuận thì động cơ chạy thuận và ngược lại.
Hai contactor được khóa chéo nhau để ngăn chặn hiện tượng đồng dẫn gây ngắn mạch. Cách khóa chéo là lắp nối tiếp cuộn dây của contactor này với tiếp điểm thường đóng của contactor khác. Cụ thể là cuộn K1 nối với thường đóng của K2 và ngược lại.
Các cuộn dây contactor mắc nối tiếp với rơ le nhiệt để ngăn chặn sự cố khi xảy ra hiện tượng quá nhiệt.
Ưu nhược điểm của mạch đảo chiều động cơ 3 pha dùng công tắc 3 vị trí
- Ưu điểm: Mạch đơn giản, có rơ le bảo vệ quá tải, an toàn cho người vận hành.
- Nhược điểm: Khi bị mất điện nếu không gạt contactor về vị trí giữa thì động cơ sẽ tự động chạy khi có điện trở lại. Điều này sẽ gây ra nguy hiểm cho dây chuyền sản xuất.
Mạch đảo chiều quay động cơ 3 pha sử dụng nút ấn ON, OFF
Sơ đồ dây
Mạch sử dụng 2 nút ON và 1 nút OFF cho động cơ chạy nghịch và thuận. Để duy trì contactor đóng sau khi nhấn nút thì ta mắc song song nút ON1 với tiếp điểm thường đóng của K1 và ON2 với tiếp điểm thường đóng của K2.
Nguyên lý hoạt động của mạch
- Khi nhấn ON1 thì K1 được cấp điện nên sẽ đóng và động cơ chạy thuận. Đồng thời, K1 cũng giữ cho nút nhấn ON1.
- Lúc này thường đóng của K1 mở ra nên khi nhấn nút ON2 thì mạch vẫn hở nên cuộn K2 không được cấp điện. Để đảo chiều đầu tiên cần nhấn nút OFF để động cơ dừng. Sau đó nhấn nút ON2 thì cuộn K2 đã được cấp điện nên K2 đóng và động cơ đảo chiều chạy.
- Trường hợp động cơ bị quá tải thì rơ le sẽ tác động nên tiếp điểm thường đóng của rơ le mở ra làm hở mạch, ngắt điện cuộn dây contactor. Do vậy động cơ ngừng quay, động cơ được bảo vệ quá nhiệt.
Ưu nhược điểm của mạch
- Ưu điểm: Mạch hoạt động ổn định, an toàn cho động cơ và người sử dụng. Động cơ không tự chạy khi có điện trở lại.
- Nhược điểm: Mạch tương đối phức tạp so với mạch dùng công tắc.
Đảo chiều động cơ 3 pha bằng mạch sao tam giác
Phương pháp khởi động và đảo chiều sao tam giác được dùng khá nhiều trong việc điều khiển các động cơ 3 pha. Sơ đồ mạch của phương pháp này như hình bên dưới.
Nguyên lý hoạt động của mạch
- Khi nhấn nút chạy thuận thì contactor thuận đóng, mạch sao tam giác khởi động cho động cơ chạy thuận.
- Khi cộng cơ đang dừng, nhấn nút chạy nghịch thì contactor nghịch đóng, mạch sao tam giác khởi động cho động cơ chạy nghịch.
Ưu nhược điểm
- Ưu điểm: Vừa giúp điều khiển chiều của động cơ lại còn giúp khởi động dòng giảm đi 3 lần. Nếu không cần điều khiển tốc độ của động cơ thì dùng mạch sao tam giác sẽ tiết kiệm được chi phí.
- Nhược điểm: Sơ đồ đấu dây và nguyên lý hoạt động hơi phức tạp.
Mạch đảo chiều động cơ điện 3 pha dùng PLC
Mạch sử dụng PLC thường ứng dụng khi đảo chiều động cơ kết hợp với các ứng dụng khác cần PLC.
Sơ đồ mạch
- Sử dụng các nút nhấn kết nối với ngõ vào của PLC. Nút Stop nối vào chân X0, nút chạy thuận với chân X1 và chân X2 nối với nút chạy nghịch.
- Nối các ngõ ra dạng rơ le của PLC điều khiển các cuộn dây contactor. Contactor KM1 dùng chạy thuận nối với chân Y0, contactor KM2 dùng chạy ngược sẽ nối với chân Y1. Đầu còn lại của contactor nối với nguồn 220V thông qua tiếp điểm khóa chéo KM1, KM2 tương ứng.
Nguyên lý hoạt động
Sau khi quét các ngõ đầu vào để đọc trạng thái nút nhấn, PLC sẽ xử lý theo chương trình đã được viết. Bạn có thể tham khảo chương trình điều khiển dưới đây.
- Khi nhấn chạy thuận thì X1 ở trạng thái ON và kích hoạt chân ra Y0. Tiếp điểm Y0 mắc song song với X1 để tự duy trì sau khi nhả nút nhấn chạy thuận.
- Khi Y0 được bật thì chân Y0 và chân COM được nối liền nên cuộn dây contactor chạy thuận KM1 đóng. Động cơ lúc này sẽ quay theo chiều thuận.
- Nguyên lý động cơ chạy nghịch cũng tương tự như trên.
Trên đây là những thông tin về mạch đảo chiều động cơ 3 pha. Mong rằng bài viết đã giúp bạn có được những kiến thức hữu ích.
