Nghe tiếng động cơ băng tải 15 kW khởi động và bạn nghe thấy một tiếng cạch đặc thay vì một loạt tiếng tách. Âm thanh duy nhất đó trả lời câu hỏi về cách thức hoạt động của bộ khởi động động cơ. Điện áp điều khiển đến cuộn dây, cuộn dây tạo ra từ trường, phần ứng chuyển động được kéo vào lõi cố định và ba tiếp điểm nặng đóng lại để gửi điện áp đường dây đến động cơ. Kể từ thời điểm đó, bộ khởi động tiếp tục đo dòng điện để động cơ không bao giờ chạy mà không có bảo vệ.
Câu trả lời ngắn gọn là bộ khởi động động cơ là một công tắc tơ cộng với rơle quá tải, được nối dây sao cho nút khởi động cấp điện cho cuộn dây công tắc tơ trong khi nút dừng, ngắt quá tải hoặc mất nguồn cung cấp điện cho nó. Công tắc tơ chuyển nguồn. Rơle quá tải quyết định khi nào động cơ tiêu thụ quá nhiều dòng điện trong thời gian dài. Mạch điều khiển quyết định khi nào một trong hai hành động.
Mọi thứ khác trong dòng xe như đảo chiều, sao-tam giác, khởi động mềm đều được xây dựng trên cùng một cơ sở đó.
Hai công việc mà mỗi bộ khởi động động cơ đều thực hiện
Động cơ cần một công tắc có thể tồn tại sau khi khởi động mạnh và nó cần được bảo vệ để không nhầm lẫn giữa khởi động bình thường với lỗi. Chỉ một công tắc tơ mới có thể chuyển mạch, và chỉ một bộ ngắt mạch có thể làm gián đoạn đoản mạch, nhưng không ai có thể bảo vệ cuộn dây khỏi tình trạng quá tải kéo dài như băng tải bị kẹt hoặc ổ trục bị mòn.
Do đó, hai chức năng được phân chia. Công tắc tơ được chọn cho nhiệm vụ của động cơ, theo thuật ngữ IEC là loại sử dụng AC-3, do đó các tiếp điểm của nó có kích thước để đóng và ngắt khoảng sáu đến tám lần dòng điện đầy tải của động cơ. Rơle quá tải được chọn để tuân theo mô hình nhiệt, cho phép dòng khởi động đi qua và ngắt dòng điện nhỏ hơn vẫn tồn tại sau khi động cơ lẽ ra đã đạt tốc độ.
Bảng: các bộ phận làm việc của bộ khởi động động cơ trực tiếp và công việc mà mỗi bộ phận thực hiện. | phần | Nó làm gì | Những gì cần kiểm tra khi chỉ định |
| Cuộn dây contactor | Tạo từ trường đóng các tiếp điểm chính | Điện áp cuộn dây và công suất máy biến áp điều khiển |
| Địa chỉ liên lạc chính | Mang và ngắt dòng điện động cơ | Xếp hạng AC-3, không chỉ xếp hạng tải điện trở |
| Liên hệ phụ trợ | Cung cấp tín hiệu trạng thái và đường dẫn niêm phong | Số lượng tiếp điểm thường mở và thường đóng |
| Rơle quá tải nhiệt | Chuyến đi trên duy trì quá dòng | Đặt dòng điện, loại chuyến đi, bù môi trường xung quanh |
| Rơle quá tải điện tử | Lỗi quá dòng, mất pha hoặc mất cân bằng | Các tính năng phát hiện và lớp có thể điều chỉnh |
| Mạch điều khiển | Bắt đầu, dừng, niêm phong và khóa liên động | Kiểm soát điện áp và giảm điện áp dây |
Bên trong Công tắc tơ: Cách cuộn dây đóng các tiếp điểm
Khi điện áp điều khiển đến cuộn dây, dòng điện chạy qua hàng ngàn vòng dây đồng và tạo ra từ trường trong lõi. Từ trường kéo tấm phần ứng về phía lõi nhờ vào lò xo hồi vị. Bởi vì các tiếp điểm chuyển động nằm trên cùng một phần ứng nên các tiếp điểm chính đóng lại và mạch động cơ được hoàn thành. Các tiếp điểm phụ thay đổi trạng thái cùng lúc và đó là cách tiếp điểm kín đảm nhận vai trò của nút khởi động. Nguyên lý từ tính giống nhau điều khiển một rơle điện từ mục đích chung , chỉ ở mức hiện tại thấp hơn nhiều.
Hai con số quan trọng ở đây và chúng khác nhau. Công suất thu, lực đẩy cần thiết để kéo phần ứng vào, cao hơn nhiều so với công suất bịt kín cần thiết để giữ nó. Một cuộn dây AC 230 V có thể tiêu thụ 70 VA để đóng và chỉ 7 VA để giữ. Nếu điện áp điều khiển sụt giảm, phần ứng bị rung, các tiếp điểm bị hồ quang và cuộn dây quá nóng. Máy biến áp điều khiển có kích thước nhỏ gây ra nhiều lỗi khởi động tại hiện trường hơn so với các tiếp điểm bị mòn.
Khi cuộn dây mất điện, lò xo sẽ đẩy phần ứng về phía sau và các tiếp điểm mở ra. Hồ quang hình thành khi dòng điện bị gián đoạn và máng hồ quang tách ra, nguội đi và dập tắt hồ quang. Đây là lý do tại sao tuổi thọ của tiếp điểm được biểu thị theo chu kỳ vận hành ở mức tải định mức thay vì tính bằng năm.
Rơle quá tải: Bảo vệ chậm hơn và thông minh hơn
Rơle quá tải cố tình làm chậm. Một động cơ tiêu thụ dòng điện gấp sáu đến tám lần dòng điện định mức của nó trong quá trình khởi động bình thường, do đó, một thiết bị phản ứng tức thời sẽ không bao giờ để động cơ chạy.
Trong rơle quá tải nhiệt, dòng điện động cơ đi qua bộ phận làm nóng hoặc qua sơ cấp của máy biến dòng. Một dải lưỡng kim uốn cong khi nó nóng lên, và sau một thời gian đủ dài, nó sẽ kích hoạt một cơ cấu làm mở một tiếp điểm thường đóng trong mạch cuộn dây. Lớp chuyến đi mô tả tốc độ gấp sáu lần dòng điện đã đặt. Chuyến đi cấp 10 trong vòng 10 giây, cấp 20 trong vòng 20 giây và cấp 30 trong vòng 30 giây. Quạt có quán tính cao, băng tải chịu tải và khởi động lâu thường yêu cầu Loại 20 trở lên.
Rơle quá tải điện tử thay thế lưỡng kim bằng máy biến dòng và mạch đo. Chúng vẫn tuân theo mô hình nhiệt, nhưng có thêm tính năng mất pha, mất cân bằng pha và phát hiện lỗi chạm đất, đồng thời loại hành trình có thể điều chỉnh được. Trong bảng điều khiển được chế tạo bằng cầu chì, trong đó một cầu chì bị đứt có thể khiến động cơ chạy ở hai pha, việc phát hiện thêm đó sẽ đáng giá thêm chi phí. Đặt dòng điện cho ampe tải đầy trên bảng tên động cơ, sau đó điều chỉnh hệ số vận hành và nhiệt độ bên trong vỏ thay vì nhiệt độ trong phòng.
Mạch điều khiển: Khởi động, dừng và liên hệ Seal-In
Mạch điều khiển là yếu tố làm cho bộ khởi động hoạt động có thể dự đoán được. Trình tự của nó rất đơn giản và mỗi bước đều quan trọng:
- Nguồn điều khiển có sẵn ở nút dừng, thường đóng.
- Nhấn nút khởi động sẽ đóng tiếp điểm thường mở và dòng điện chạy vào cuộn dây của công tắc tơ.
- Cuộn dây được cấp điện, các tiếp điểm chính đóng lại và một tiếp điểm phụ thường mở đóng song song với nút khởi động.
- Việc nhả nút khởi động sẽ khiến cuộn dây được cấp điện thông qua tiếp điểm phụ đó, được gọi là tiếp điểm bịt kín hoặc tiếp điểm giữ.
- Nhấn nút dừng, mất nguồn điều khiển hoặc ngắt rơle quá tải sẽ làm đứt mạch cuộn dây, các tiếp điểm mở và tiếp điểm bịt kín tự thiết lập lại.
Bước cuối cùng giải thích một hành vi an toàn đáng ghi nhớ. Nếu điện áp nguồn biến mất, bộ khởi động sẽ ngừng hoạt động và không tự khởi động lại khi có điện trở lại. Người vận hành phải nhấn bắt đầu lại. Đó là khả năng bảo vệ điện áp thấp và đó là một điểm khác biệt rõ ràng giữa bộ khởi động dựa trên công tắc tơ và rơle chốt từ, giữ vị trí cuối cùng mà không có dòng điện cuộn dây nào cả.
Khi người mới bắt đầu phải làm nhiều việc hơn là bắt đầu và dừng lại
- Bộ khởi động đảo chiều: hai công tắc tơ có khóa liên động cơ và điện, hoán đổi hai pha để thay đổi chiều quay.
- Bộ khởi động sao-tam giác: ba công tắc tơ cấu hình lại cuộn dây, cắt dòng điện khởi động xuống khoảng 1/3 giá trị trực tiếp trên đường dây.
- Bộ khởi động mềm: thyristor tăng điện áp lên, sau đó công tắc tơ rẽ nhánh mang dòng điện chạy qua.
- Biến tần: điều khiển tốc độ cũng như khởi động, với một công tắc tơ được sử dụng làm thiết bị ngắt kết nối thay vì thiết bị chuyển mạch.
Mô-đun rơle và rơle chốt bên trong bảng khởi động
Không phải mọi công việc chuyển mạch trong bảng điều khiển đều thuộc về công tắc tơ. Rơle xen kẽ cách ly đầu ra PLC khỏi mạch cuộn dây, nhân nhiều tiếp điểm để chỉ báo và cảnh báo, đồng thời chuyển đổi các tải nhỏ sẽ làm lãng phí tuổi thọ của công tắc tơ lớn. Đối với những công việc đó, gắn trên đường ray mô-đun điều khiển công nghiệp giữ cho bảng điều khiển gọn gàng và có thể sử dụng được.
Mô-đun rơle đường ray mỏng là giải pháp thiết thực khi bảng điều khiển phải phát triển mà không có không gian tủ mới vì một số kênh vừa với chiều rộng của một thiết bị thông thường.
Mô-đun rơle đường ray DIN mỏng M41F, 6A Mô-đun rơle đường ray tiết kiệm không gian với tối đa 32 kênh, chuyển mạch 6A, bảo vệ tích hợp và cách ly dòng điện mạnh/yếu cho tủ điều khiển nhỏ gọn. Xem sản phẩm → Khi tải chuyển mạch là dàn nóng điện trở hoặc đầu ra dòng điện cao thay vì động cơ, rơle dòng điện cao mang dòng điện mà không cần dấu chân của công tắc tơ.
Rơle nguồn SPDT dòng điện cao CYT90 Rơle SPDT nhỏ gọn định mức 20A/30A 250VAC, phù hợp với chuyển mạch đầu ra dòng điện cao trong các thiết bị, máy sưởi công nghiệp và tự động hóa. Xem sản phẩm → Đối với các mạch đầu ra cần định mức tiếp điểm xác định và lắp đặt đường ray DIN sạch, mô-đun rơle đường ray công nghiệp 16 A đảm nhiệm hầu hết các nhiệm vụ phụ trợ và tín hiệu trong bảng khởi động.
Mô-đun rơle đường sắt công nghiệp MCYF3 14F 16A Mô-đun rơle đường ray 16A dạng mô-đun có tối đa 32 kênh, phù hợp với mạch đầu ra bảng điều khiển khởi động và điều khiển công nghiệp tập trung. Xem sản phẩm → Kiểm tra lựa chọn quyết định liệu người khởi xướng có sống sót hay không
Hầu hết các vấn đề ban đầu đều bắt nguồn từ quyết định lựa chọn được đưa ra ở giai đoạn báo giá chứ không phải do lỗi sản xuất. Đây là những bước kiểm tra đáng thực hiện trước khi đặt hàng.
Bảng: kiểm tra hoạt động trước khi đặt mua bộ khởi động động cơ hoặc công tắc tơ thay thế và bộ quá tải. | tham số | Những gì cần xác minh | Tại sao nó quan trọng |
| Danh mục sử dụng | AC-3 cho động cơ lồng sóc, AC-1 chỉ cho tải điện trở | Các tiếp điểm AC-1 được sử dụng khi hàn động cơ sớm |
| Điện áp cuộn dây | Phù hợp với máy biến áp điều khiển và điện áp rơi trên dây | Điện áp thấp gây ra tiếng kêu và cháy cuộn dây |
| Cài đặt quá tải | Ampe đầy tải động cơ, được điều chỉnh theo hệ số vận hành và nhiệt độ bảng điều khiển | Cài đặt được sao chép gây ra các chuyến đi phiền toái hoặc không có biện pháp bảo vệ nào cả |
| Hạng chuyến đi | 10, 20 hoặc 30 dựa trên thời gian bắt đầu đo được | Một chuyến đi quá nhanh trong mỗi lần bắt đầu bình thường |
| Liên hệ phụ trợs | Phản hồi kín, khóa liên động và PLC được tính riêng | Thiếu địa chỉ liên hệ buộc phải sửa đổi trường sau |
| Chu kỳ nhiệm vụ | Bắt đầu mỗi giờ và có sử dụng chạy bộ hay không | Thường xuyên nhích lên làm giảm đáng kể tuổi thọ tiếp xúc |
Các chế độ thất bại và những gì họ nói với bạn
- Tiếng kêu lúc khởi động: điện áp điều khiển quá thấp, đầu cuối cuộn dây bị lỏng hoặc máy biến áp điều khiển bị hỏng.
- Các tiếp điểm chính được hàn: các tiếp điểm quá nhỏ, hoạt động chạy chậm hoặc sự cố cơ học trong máy được dẫn động.
- Sự vấp ngã phiền toái: quá tải được đặt dưới mức ampe tải đầy của động cơ, một pha, vỏ nóng hoặc cấp ngắt sai.
- Cháy cuộn dây: hoạt động liên tục ở điện áp giảm hoặc phần ứng không thể đặt đúng vị trí.
- Hở một pha sau ngắt: kiểm tra các tiếp điểm rơ le quá tải và mạch điều khiển trước khi thay thế toàn bộ bộ khởi động.
Câu trả lời nhanh
Sự khác biệt giữa contactor và bộ khởi động động cơ là gì?
Một contactor chỉ chuyển đổi nguồn điện. Bộ khởi động kết hợp một công tắc tơ với một rơle quá tải và một mạch điều khiển nên nó sẽ đóng cắt và bảo vệ cùng một lúc.
Tại sao bộ khởi động lại ngắt quãng vài giây sau khi khởi động?
Thông thường, tình trạng quá tải được đặt quá thấp, cấp hành trình quá nhanh để khởi động trong thời gian dài hoặc thiếu một pha. Trước tiên, hãy kiểm tra dòng điện đã đặt dựa trên bảng tên, sau đó đo thời gian khởi động và dòng điện trên cả ba pha.
Bộ khởi động động cơ hoạt động vì hai thiết bị có thang thời gian khác nhau hợp tác với nhau. Công tắc tơ phản ứng trong một phần nghìn giây và chuyển đổi toàn bộ dòng điện của động cơ. Rơle quá tải phản ứng trong vài giây và loại bỏ dòng điện đó trước khi cuộn dây bị hỏng. Khi đã hiểu rõ mạch cuộn dây, tiếp điểm bịt kín và cài đặt quá tải, việc khắc phục sự cố của bộ khởi động sẽ không còn là phỏng đoán nữa và trở thành một danh sách ngắn các phép đo.
Nếu bạn đang chỉ định bộ khởi động, công tắc tơ thay thế hoặc rơle nằm bên cạnh chúng trong bảng điều khiển, thì việc xếp hạng tiếp điểm và điện áp cuộn dây phù hợp với nhiệm vụ thực tế là sự khác biệt giữa bảng điều khiển chạy trong một thập kỷ và bảng được mở mỗi quý.
