14 mạch điện cơ bản dùng trong công nghiệp hiện nay

Dưới đây là tổng hợp một số mạch điện dùng trong công nghiệp, tuy rằng đây chỉ là nhưng mạch không quá phức tạp và quy mô nhưng vẫn được sử dụng rất nhiều và mang lại những lợi ích cao về kinh tế và kỹ thuật.

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

Đối với các mạch điện công nghiệp thông thường thì nguồn điện thường được chia làm 2: nguồn động lực dùng cho các thiết bị chính như động cơ, và nguồn điện điều khiển dùng cho các thiết bị đóng cắt và điều khiển.

 

Hình 01: Mạch khởi động động cơ KĐB 3 pha dùng khởi động từ đơn

Trong đó

   + L1,L2,L3,N : là ký hiệu các pha điện của nguồn điện 3 pha

   + CB : cầu giao,

   + Fuse : Cầu chì

   + K11 : khởi động từ

   + OLD : Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải

Đối với loại mạch điều khiển dùng để khởi động động cơ có dùng khởi động từ, thì trên nhìn từ trái qua phải chúng ta có:

- Nút nhấn dạng duy trì (OFF) dùng để tắt động cơ,

- Công tắc thường mở (ON) dùng để bật động cơ chạy,

- Tiếp điểm thường mở khởi động từ (K12) dùng để duy trì trạng thái của công tắc ON,

- Cuộn hút khởi động từ (K11) dùng hút các tiếp điểm cơ khí của khởi động từ cấp điện cho động cơ,

- Tiếp điểm rơ le nhiệt (OLR) dùng để ngắt mạch tắt tắt động cơ khi quá tải.

Mạch điện này được nuôi bằng nguồn điện 1 pha 220VAC, hoặc sử dụng thiết bị nguồn nuôi 24VDC để đảm bảo an toàn (K11 được nối qua rơ le trung gian hoặc phải mua loại 24VDC).

- Ưu điểm: điều khiển được từ xa, an toàn,tần số thao tác cao, bảo vệ nhiều sự cố.

- Nhược: Mạch phức tạp, chi phí cao.

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

Hình 02: Mạch điện mở máy động cơ điện ba pha có thử nháp

Mạch điện này khá là giống mạch điện khởi động động cơ điện ba pha bằng khởi động từ đơn ở trên, tuy nhiên trong mạch này chúng ta có sử dụng thêm bộ nút nhất liên động JOG (gồm 2 tiếp điểm thường mở và thường đóng nối liên động với nhau).

Vai trò của bộ nút bấm này là dùng để dùng trong chế độ chúng ta tạo lực ấn liên tục thì động cơ khởi động và chạy, và nếu khi không ấn thì động cơ dừng hoạt động.

3. Mạch điện mở máy động cơ điện hai vị trí

Hình 03: Mạch điện mở máy động cơ điện hai vị trí

4. Mạch mở máy động cơ lồng sóc qua cuộn kháng

Hình 04: Mạch mở máy động cơ lồng sóc qua cuộn kháng

Trong đó:

   - CD: Cầu dao đóng cắt mạch điện.

   - CC1, CC2: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch cho mạch động lực và mạch điều khiển.

   - T, N: Công tắc tơ khống chế chiều quay thuận và ngược.

   - RTZ: Rơ le thời gian khống chế quá trình khởi động.

   - K1: Công tắc tơ nối cuộn dây stato hình sao.

   - K2: Công tắc tơ nối cuộn dây stato hình tam giác.

   - RN: Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải cho động cơ.

* Nguyên lý hoạt động:

- Cấp nguồn cho mạch động lực và mạch điều khiển.

- Muốn động cơ quay theo chiều thuận ấn MT, công tắc tơ T có điện, đóng tiếp điểm T(3-4) tự duy trì, mở tiếp điểm T(7-8) tránh sự tác động đồng thời của công tắc tơ N.

- Tiếp điểm T(2-9) đóng lại cấp điện cho RTZ .

- Đồng thời các tiếp điểm T ở mạch động lực đóng lại, động cơ khởi động theo chiều thuận thông qua cuộn kháng (Umm < Uđm).

- Sau thời gian chỉnh  định của RTZ  thì tiếp điểm thường mở đóng chậm RTZ đóng lại cấp nguồn cho công tắc tơ K.

- Công tắc tơ K có điện tác động đóng các tiếp điểm K ở mạch động lực đưa điện 3 pha trực tiếp vào động cơ. Động cơ tiếp tục tăng tốc và làm việc với Uđm.

- Muốn động cơ quay theo chiều ngược, ấn MN, công tắc tơ N có điện, động cơ được nối vào lưới với thứ tự đảo 2 pha. Quá trình khởi động tương tự như khi ta cho quay theo chiều thuận.

- Muốn dừng động cơ, nhấn nút D, công tắc tơ T (hoặc N) và K mất điện, động cơ được cắt ra  khỏi nguồn và dừng tự do.      

Nguyên lý khởi động dùng cuộn kháng là mối tiếp với mạch stator một cuộn kháng 3 pha trong khi khởi động, sau đó loại ra và đóng điện trực tiếp.

5. Mạch khởi động sao – tam giác

Khởi động sao - tam giác là một trong các biện pháp khởi động của động cơ không đồng bộ  có công suất trung bình.

Chỉ áp dụng được với động cơ hoạt động với sơ đồ tam giác, khởi động sao tam giác chỉ thỏa mãn khi diện áp làm việc của động cơ phù hợp với lưới điện.

Hình 05: Mạch khởi động sao – tam giác

Trong đó: 

   - CD: Cầu dao đóng cắt mạch điện.

   - CC1,CC2: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch cho mạch động lực và mạch điều khiển.   

   - D: Các nút ấn dừng,

   - MT, MN  mở thuận và mở ngựơc.

   - T và N: Công tắc tơ khống  chế quay thuận và quay ngược.

   - RTZ : Rơle thời gian khống chế quá trình khởi động.

   - K1: công tắc tơ nối cuộn dây stato hình sao.

   - K2: CTT nối  cuộn dây stato hình tam  giác.

   - Đ : Động cơ KĐB ba pha rôto lồng sóc.

   - RN: Rơle nhiệt bảo vệ quá tải cho động cơ.

* Nguyên lý hoạt động:

- Đóng CD cấp điện cho mạch. Muốn động cơ quay theo chiều thuận ấn MT, công tắc tơ T có điện, các tiếp điểm T (3-4) và T(2-9) đóng lại để tự duy trì và cấp điện cho RTZ và K1.

- Các tiếp điểm T và K1 ở mạch động lực đóng lại, động cơ  khởi động theo chiều thuận với cuộn dây stato được nối hình sao.

- Sau thời gian chỉnh định của RTZ, tiếp điểm thường kín mở chậm RTZ (9-11) mở ra, K1 mất điện mở các tiếp điểm K1 ở mạch động lực ra.

- Đồng thời 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) lại để tự duy trì, mở tiếp điểm K2 (9-10) cắt điện RTZ, tiếp điểm K2 (11-12) mở ra tránh K1 tác động trở lại khi RTZ mất điện.

- Đồng thời các tiếp điểm K2 ở mạch động lực đóng lại, động cơ tiếp tục khởi động và làm việc với cuộn dây stato được đấu hình tam giác.

- Muốn động cơ quay theo chiều ngược, ấn MN, N có điện động cơ được nối vào lưới với thứ tự đảo 2 pha.

- Quá trình khởi động tương tự như khi ta cho quay theo chiều thuận.

- Muốn dừng động cơ ấn D, T (hoặc N), K2 mất điện động cơ được cắt ra khỏi lưới và dừng tự do.

6. Mạch đảo chiều động cơ điện ba pha

Hình 06: Mạch đảo chiều động cơ điện ba pha

Trong đó: 

   - CD: Cầu dao đóng ngắt mạch điện.

   - CC1,CC2: Các cầu chì bảo vệ ngắn mạch động lực và mạch điều khiển

   - D, MT, MN: Các nút dừng, mở thuận và mở ngược.

   - T, N Các công tắc tơ khống chế chiều quay động cơ.

   - RN: Rơ re nhiệt  bảo vệ quá tải cho động cơ.

* Nguyên lý hoạt động:

- Đóng CD cấp điện cho mạch. Muốn động cơ quay theo chiều thuận ấn MT, công tắc tơ T có điện, đóng tiếp điểm T (3-4) tự duy trì, mở tiếp điểm T (7-8) tránh sự tác động đồng thời của công tắc tơ N.

- Đồng thời các tiếp điểm T ở mạch động lực đóng lại cấp điện cho động cơ Đ quay theo chiều thuận.

- Muốn động cơ quay theo chiều ngược ấn MN, công tắc tơ N có điện đóng tiếp điểm N (6-7) tự duy trì, mở tiếp điểm N (4-5) tránh sự tác động đồng thời của công tắc tơ T.

- Đồng thời các tiếp điểm N ở mạch động lực đóng lại cấp điện cho động cơ Đ quay theo chiều ngược lại.

- Muốn dừng động cơ, ấn nút D, công tắc tơ T (hoặc N) mất điện, động cơ được cắt ra khỏi nguồn và dừng tự do.

7. Hãm động năng

Hình 07: Hãm động năng

Trong đó:

   - CD: Cầu dao đóng cắt mạch điện.

   - CC1,CC2: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch cho mạch động lực và mạch điều khiển

   - MT, MN : Nút ấn mở máy thuận, mở máy ngược.

   - D : Nút ấn dừng hãm.

   - T và N: Công tắc tơ khống chế quay thuận và quay ngược.

   - H và RTZ: Công tắc tơ và rơle thời gian khống chế quá trình hãm.

   - BA và CL : Máy biến áp và bộ chỉnh lưu cấp nguồn một chiều cho quá trình hãm động năng.

   - Đ : Động cơ KĐB ba pharôto lồng sóc.

   - RN: Rơle nhiệt bảo vệ quá tải cho động cơ.

* Nguyên lý hoạt động:

- Cấp điện cho mạch, nhấn nút MT (hoặc MN), công tắc tơ T (hoặc N ) có điện, động cơ được nối nguồn 3 pha và làm việc theo chiều thuận (hoặc ngược).

- Muốn dừng, nhấn nút D, công tắc tơ T (hoặc N) mất điện, động cơ được cắt ra khỏi nguồn 3 pha.

- Đồng thời công tắc tơ H và rơle RTZ có điện, đóng tiếp điểm H (1-9) tự duy trì, các tiếp điểm H ở mạch động lực đóng lại  cấp nguồn một chiều vào động cơ, động cơ thực hiện quá trình hãm động năng.

- Quá trình hãm động năng kết thúc khi tiếp điểm RTZ (9-10) mở ra, công tắc tơ H và rơle RTZ mất điện, động cơ được cắt ra khỏi nguồn một chiều.

8. Mạch điện tự động giới hạn hành trình

Hình 08: Mạch điện tự động giới hạn hành trình

9. Mạch hãm ngược

Hình 09: Mạch hãm ngược

Trong đó:

   - Đ: Động cơ KĐB ba pha rôto lồng sóc.

   - CD: Cầu dao đóng cắt mạch điện.

   - CC1,CC2: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch cho mạch động lực và mạch điều khiển.

   - T và N: Các công tắc tơ khống chế quay thuận và quay ngược.

   - RKT và H: Rơle kiểm tra tốc độ và công tắc tơ khống chế quá trình hãm

   - RN : Rơle nhiệt bảo vệ quá tải cho động cơ .

* Nguyên lý hoạt động:

- Cấp điện cho mạch, nhấn nút M, công tắc tơ K có điện, động cơ được nối nguồn 3 pha và làm việc.

- Muốn dừng, nhấn nút D, công tắc tơ K mất điện, động cơ được cắt ra khỏi nguồn 3 pha.

- Đồng thời công tắc tơ H và rơle RTZ có điện, đóng tiếp điểm H ở mạch điều khiển tự duy trì, các tiếp điểm H ở mạch động lực đóng lại  đảo 2 trong 3 pha cấp vào động cơ, động cơ thực hiện quá trình ngược.

- Quá trình ngược kết thúc khi tiếp điểm RTZ thường đóng mở chậm mở ra, công tắc tơ H và rơle RTZ mất điện.

10. Mạch điều khiển động cơ hai cấp tốc độ kiểu sao - tam giác kép

Hình 10: Mạch điều khiển động cơ hai cấp tốc độ kiểu sao - tam giác kép

Trong đó:

   - CD: Cầu dao đóng ngắt mạch điện.

   - CC1,CC2: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch cho mạch động lực và mạch điều khiển.

   - D, MT, MN: Các nút dừng, mở thuận và mở ngựơc.

   - M, MYY  : Các nút nhấn chọn tốc độ cho động cơ.

   - T và N: Các công tắc tơ khống chế quay thuận và quay ngược

   - K1: Công tắc tơ nối cuộn dây Stato động cơ hình tam giác

   - K2, K3: Công tắc tơ nối cuộn dây Stato động cơ hình sao kép.

   - RTr: Rơle trung gian đảm bảo trình tự chọn tốc độ trước khi chọn chiều quay ở thời điểm ban đầu.  

   - RTZ và H: Rơle và công tắc tơ khống chế quá trình hãm động năng.

   - BA và CL : Máy biến áp và bộ chỉnh lưu cấp nguồn một chiều cho quá trình hãm động năng.

   - RN : Rơle nhiệt bảo vệ quá tải cho động cơ.

   - Đ: Động cơ KĐB ba pha hai cấp tốc độ.  

* Nguyên lý hoạt động:

- Đóng CD cấp nguồn cho mạch. Chọn tốc độ bằng các nút ấn M hoặc MYY. Công tắc tơ K1 hoặc K2 và K3 có điện tác động nối bộ dây quấn stato theo hình tam giác (tốc độ thấp) hoặc hình sao kép (tốc độ cao).

- Đồng thời đóng tiếp điểm K1 (1-22) hoặc K2, K3 (1-21-22) cấp điện cho RTr để chuẩn bị chọn chiều quay.

- Chọn chiều quay bằng các nút nhấn MT hoặc MN. Công tắc tơ T hoặc N có điện tác động cấp điện cho động cơ khởi động và làm việc theo tốc độ và chiều quay đã chọn.

- Muốn dừng động cơ ấn nút D, công tắc tơ T hoặc N, K1 hoặc K2, K3 và RTr mất điện. H, RTZ có điện, các tiếp điểm H đóng lại, dòng điện một chiều được đưa vào cuộn dây Stato động cơ hình tam giác, động cơ tiến hành hãm động năng.

- Quá trình hãm kết thúc khi tiếp điểm RTZ mở ra, công tắc tơ H, RTZ mất điện, động cơ được cắt ra khỏi nguồn một chiều .

11. Mạch điện tự động chuyển nguồn điện cho động cơ khi nguồn chính bị sự số mất điện

Hình 11: Mạch điện tự động chuyển nguồn điện cho động cơ khi nguồn chính bị sự số mất điện

12. Mạch điện mở máy động cơ theo thứ tự

Hình 12: Mạch điện mở máy động cơ theo thứ tự

13. Mạch điều khiển một động cơ chạy tắt luân phiên

Hình 13: Mạch điều khiển một động cơ chạy tắt luân phiên

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

Hình 14: Mạch tự động đóng điện cho động cơ dự phòng khi động cơ chạy chính bị sự cố

Chúng tôi mong rằng với bài viết trên sẽ giúp ích cho các bạn phần nào kiến thức về các mạch điện cơ bản đang dùng trong công nghiệp.