1/ Điều khiển khởi động từ đơn bằng công tắc 2 vị trí

– Nguyên lý mạch điện:

+ Khi bật công tắc, cấp điện cho cuộn dây contactor K, đồng thời đèn báo Run được cấp điện sẽ sáng lên. Contactor K khi đó sẽ hút làm cho các tiếp điểm chính chuyển sang trạng thái thường đóng, cấp điện cho động cơ chạy.

+ Khi tắt công tắc, cuộn dây contactor K không được cấp điện, các tiếp điểm chính của contactor K chuyển sang thường hở (trạng thái ban đầu). Do đó động cơ ngừng quay, đồng thời đèn báo trạng thái Run cũng sẽ tắt.

+ Khi động cơ xảy ra sự cố quá tải, dòng điện hoạt động lớn hơn dòng điện định mức động cơ. Dòng điện quá tải làm phát nóng các thanh lưỡng kim bên trong relay nhiệt. Khi thời gian đủ dài relay nhiệt ORL sẽ tác động, tiếp điểm thường đóng ORL chuyển sang thường hở. Ngừng cấp điện cho cuộn dây contactor K, contactor K ngưng cấp điện cho động cơ và đồng thời tiếp điểm thường hở ORL đóng lại làm đèn báo lỗi sáng. Do đó Relay nhiệt bảo vệ quá tải cho động cơ.

– Ưu điểm: mạch đơn giản, dễ sử dụng, có thể thay công tắc 2 vị trí bằng các công tắc thông minh điều khiển từ xa.

– Nhược điểm của mạch này là khi có sự cố mất điện, khi điện nguồn được phục hồi thì động cơ sẽ tự động chạy lại. Điều này sẽ rất nguy hiểm cho con người và các cơ cấu truyền động.

Để khắc phục nhược điểm đó thì người ta dùng mạch sau đây nhiều hơn cho các ứng dụng công nghiệp và đời sống.

2/ Điều khiển khởi động từ đơn bằng nút nhấn ON/OFF

– Nguyên lý mạch điện:

+ Khi nhấn nút ON thì cuộn dây contactor K được cấp điện, tiếp điểm chính của contactor đóng lại làm quay động cơ. Đồng thời tiếp điểm thường hở K đóng lại để duy trì cấp điện cho cuộn dây K sau khi nhã nút nhấn ON (tự giữ).

+ Khi nhấn OFF thì động cơ ngừng quay, relay nhiệt ngắt mạch điện khi có sự cố quá tải.

– Ưu điểm: mạch này sử dụng nút nhấn nên động cơ sẽ không tự chạy lại khi có điện nguồn trở lại. Sơ đồ đấu dây khởi động từ đơn dùng nút nhấn ON/OFF có phần phức tạp hơn mạch dùng công tắc.

3/ Mạch điều khiển động cơ bằng nút nhấn ON/OFF và nhấp thử

Trong các ứng dụng cần thử máy người ta sẽ gắn thêm một nút nhấn JOG. Nút nhấn này gồm 1 tiếp điểm thường đóng và thường mở nối liên động với nhau. Khi nhấn giữ thì động cơ chạy, nhả nút nhấn thì động cơ dừng.

Các chức năng khác tương tự như mạch ở trên.

4/ Điều khiển động cơ ở 2 vị trí dùng khởi động từ đơn

Trong một số dây truyền sản xuất lớn, người ta sử dụng một tủ điều khiển chính và nhiều tủ phụ. Một động cơ có thể được điều khiển bằng nhiều tủ đặt ở các vị trí khác nhau.

– Nguyên lý hoạt động: Hai bộ nút nhấn ON1, OFF2 và ON2, OFF2 sẽ làm việc song song, có chức năng như nhau. Khi nhấn ON1 hoặc ON2 thì động cơ quay, khi nhấn OFF1 hoặc OFF2 thì động cơ dừng.

5/ Mạch mở máy theo thứ tự

Trong một số dây truyền sản xuất, đòi hỏi các động cơ chạy theo một thứ tự nhất định. Nếu sai sót sẽ dẫn đến hư hỏng sản phẩm hay các cơ cấu. Khi đó người ta sẽ dùng mạch mở máy theo thứ tự.

Mạch dưới đây sẽ giúp người vận hành tránh được các sai sót trên. Vì động cơ 2 chỉ chạy khi động cơ 1 đang chạy, động cơ 3 chỉ chạy khi động cơ 1 và 2 đang chạy. Tắt động cơ 1 thì động cơ 2 và 3 cũng sẽ dừng quay.

6/ Mạch động cơ chạy, dừng theo thời gian

Mạch sử dụng 2 Timer ON Delay để điều khiển động cơ chạy, dừng luân phiên theo thời gian đặt trước. Đối với các ứng dụng đơn giản mạch này sẽ tiết kiệm giá thành so với sử dụng các loại vi điều khiển hay PLC.

– Nguyên lý mạch: Khi nhấn ON thì động cơ chạy và Timer 1 bắt đầu đếm thời gian. Khi Timer đến giá trị đặt trước thì kích dừng động cơ và cấp nguồn cho Timer 2. Khi Timer 2 đếm đến giá trị đặt trước thì kích chạy lại động cơ, bắt đầu lại chu kỳ.

– Lưu ý: Timer ON Delay có 2 cặp tiếp điểm có thời gian và không có thời gian. Cặp tiếp điểm NC 1-4 và NO 1-3 khi cấp điện sẽ thay đổi trạng thái. Cặp tiếp điểm NC 5-8 và NO 6-8 khi đếm đến thời gian đặt trước thì thay đổi trạng thái.

7/ Mạch 2 động cơ chạy luân phiên

Trong các ứng dụng bơm nước, người ta thường sử dụng hai hay nhiều loại động cơ hoạt động luân phiên để tránh làm giảm tuổi thọ động cơ. Và khi cần thiết có thể chạy nhiều động cơ cùng lúc để đủ nước cung cấp cho sinh hoạt hay bồn chứa.

Mạch sau đây điều khiển 2 động cơ chạy luân phiên theo 2 chế độ Man/Auto.

– Nguyên lý mạch điện:

+ Ở chế độ Man: 2 động cơ điều khiển độc lập với nhau bằng các nút nhấn ON, OFF.

+ Ở chế độ Auto: 2 động cơ chạy luân phiên theo thời gian đặt trước. Động cơ 1 chạy thì động cơ 2 dừng và ngược lại.

8/ Mạch 3 động cơ chạy luân phiên

Đây là mạch mở rộng của mạch điều khiển 2 động cơ chạy luân phiên. Ta có thể mở rộng ra nhiều động cơ hơn theo nguyên lý này.

9/ Khởi động từ kép đảo chiều động cơ 3 pha

Động cơ không đồng bộ 3 pha được thực hiện đảo chiều quay bằng cách đổi thứ tự 2 trong 3 dây cấp nguồn cho động cơ. Mạch dưới đây điều khiển chiều quay động cơ bằng nút nhấn ON/OFF.

Nguyên lý: Khi nhấn nút chạy thuận (ON_T) thì contactor chạy thuận (K_T) hút, động cơ quay chiều thuận. Khi nhấn nút chạy nghịch(ON_N), contactor chạy nghịch (K_N) hút sẽ đảo 2 trong 3 dây cấp nguồn cho động cơ. Động cơ lúc này quay theo chiều ngược với chiều ban đầu.

10/ Đảo chiều động cơ 1 pha ra 4 đầu dây

Động cơ ra 4 đầu dây gồm 1 cuộn dây đề và 1 cuộn dây chạy. Điện trở cuộn dây đề sẽ cao hơn điện trở cuộn dây chạy.

Đảo chiều quay động cơ 1 pha bằng cách đảo chiều cuộn chạy hoặc cuộn đề. Mạch dưới đây sẽ đảo chiều động cơ 4 đầu dây bằng đổi chiều cuộn chạy.

11/ Mạch khởi động sao tam giác

Khi động cơ khởi động, dòng điện khởi động có thể lớn hơn gấp 5-7 lần dòng điện định mức. Để giảm dòng khởi động có nhiều phương pháp như: nối điện kháng, khởi động sao tam giác, dùng biến tần, khởi động mềm, …

Hình dưới trình bày mạch khởi động bằng sao tam giác. Ưu điểm mạch này là giá thành rẻ và mạch đơn giản.

– Nguyên lý: Khi nhấn ON khởi K và K1 hút, động cơ chạy chế độ sao. Khi Timer đếm đến thời gian đặt trước thì K và K2 hút, động cơ chạy chế độ tam giác.

Do thời gian chạy ở chế độ sao ngắn. Động cơ chạy thường trực chế độ tam giác nên chỉ cần relay nhiệt bảo vệ quá tải lúc chạy chế độ tam giác.

12/ Mạch khởi động từ kép đảo chiều và chạy sao tam giác

Kết hợp hai mạch đảo chiều và khởi động sao tam giác. Sơ đồ mạch dùng khởi động từ kép dưới đây điều khiển động cơ chạy thuận và nghịch. Khi nhấn nút chạy thuận hoặc nghịch động cơ đều khởi động sao tam giác.

13/ Mạch hãm động năng

Trong một số ứng dụng để rút ngắn thời gian dừng của động cơ, người ta dùng các phương pháp phanh động cơ. Mạch sao đây dùng phương pháp thắng động cơ bằng hãm động năng.

Đầu tiên sau khi bấm dừng lập tức ngắt nguồn điện 3 pha cấp cho động cơ, và cấp nguồn 1 chiều vào 2 dây của động cơ. Nguồn 1 chiều này sẽ tạo ra từ trường đứng yên giữ trục quay động cơ ngừng quay. Sau khi động cơ dừng thì ngắt nguồn điện 1 chiều.

– Nguyên lý hoạt động:

+ Khi nhấn ON thì contactor 1 hút điều khiển động cơ hoạt động.

+ Khi nhấn OFF thì contactor 1 ngắt điện 3 pha cấp cho động cơ. Đồng thời contactor 2 hút, đưa nguồn 1 chiều sau khi chỉnh lưu vào 2 dây của động cơ. Timer bắt đầu đếm thời gian.

+ Khi Timer đếm đến thời gian đặt trước thì ngắt nguồn 1 chiều.

+ Bật công tắt SW để sử dụng thắng động năng, để hở nếu muốn động cơ dừng tự do.

14/ Mạch hãm ngược dùng khởi động từ kép

Một phương pháp khác dùng để phanh động cơ hiệu quả là dùng mạch hãm ngược, sử dụng khởi động từ kép. Khi bấm dừng động cơ người ta sẽ cho động cơ quay theo chiều ngược lại trong thời gian ngắn. Điều này giúp động cơ giảm tốc nhanh chóng.

– Nguyên lý:

+ Khi nhấn nút ON thì khởi động từ thuận hút, động cơ quay theo chiều thuận.

+ Khi nhấn nút OFF (nút có 1 NC và 1 NO) ngắt khởi thuận, đồng thời khởi nghịch hút. Động cơ chạy nghịch theo thời gian đặt trước bởi Timer T.

+ Khi Timer đếm đến thời gian đặt trước thì ngắt khởi nghịch. Thời gian bật khởi nghịch tùy thuộc vào thực tế. Nếu quá dài thì động cơ sẽ quay nghịch với tốc độ mặc định, khi tắt không làm giảm thời gian dừng. Nếu quá ngắn thì không đủ năng lượng để thắng, động cơ vẫn còn quay thuận.

15/ Mạch gọi bơm theo áp suất

Mạch gọi bơm tự động theo cảm biến áp suất, bình thường chỉ chạy động cơ 1 để duy trì áp suất. Nếu áp suất cao thì dừng 2 động cơ, nếu áp suất thấp thì bật cả 2 động cơ.

– Nguyên lý: Khi nhấn ON thì bơm 1 chạy, nếu cảm biến báo áp suất cao thì tiếp điểm thường đóng H_P mở ra tắt bơm 1. Nếu cảm biến báo áp suất quá thấp thì tiếp điểm L_P đóng lại kích hoạt bơm 1 và 2 chạy cùng lúc.