Cách Tính Toán Chọn Relay Nhiệt Cho Động Cơ 3 Pha Và Tủ Điện Công Nghiệp

Trong một tủ điện động lực, contactor có nhiệm vụ đóng cắt nguồn cấp cho động cơ, nhưng thiết bị trực tiếp bảo vệ động cơ khỏi tình trạng quá tải kéo dài lại là relay nhiệt. Đây là lý do hầu hết các mạch điều khiển động cơ đều sử dụng tổ hợp contactor và relay nhiệt thay vì chỉ dùng contactor đơn lẻ.

Nhiều sự cố cháy cuộn dây động cơ không xuất phát từ ngắn mạch mà do động cơ làm việc quá tải trong thời gian dài. Khi đó MCCB hoặc MCB có thể chưa tác động nhưng nhiệt độ cuộn dây đã vượt quá giới hạn cho phép. Relay nhiệt được thiết kế để xử lý chính tình huống này.

Tra Cứu Nhanh

• Thiết bị: Relay nhiệt (Thermal Overload Relay)
• Chức năng: Bảo vệ quá tải động cơ
• Ứng dụng: Tủ điện động lực, bơm, quạt, băng tải, máy nén khí
• Thiết bị đi kèm: Contactor, MCCB, MCB
• Từ khóa liên quan; relay nhiệt động cơ, cách chọn relay nhiệt, rơ le nhiệt quá tải, thermal overload relay, relay nhiệt LS, relay nhiệt Schneider

Biên Tập: Đội ngũ kỹ thuật www.dienhathe.com

Relay Nhiệt Là Gì?

Relay nhiệt là thiết bị bảo vệ quá tải sử dụng nguyên lý tác động nhiệt để giám sát dòng điện chạy qua động cơ. Khi dòng điện vượt quá giá trị cài đặt trong một khoảng thời gian nhất định, relay nhiệt sẽ tác động và ngắt mạch điều khiển contactor.

Khác với MCCB hoặc MCB chuyên bảo vệ ngắn mạch và quá dòng lớn, relay nhiệt được thiết kế để phát hiện tình trạng quá tải kéo dài, nguyên nhân thường gặp gây hư hỏng cuộn dây động cơ.

Relay nhiệt thường được lắp trực tiếp phía dưới contactor và hoạt động như một bộ phận không thể tách rời trong các mạch khởi động động cơ.

Vì Sao Không Nên Chọn Relay Nhiệt Theo Cảm Tính?

Một sai lầm khá phổ biến là chọn relay nhiệt theo công suất ghi trên động cơ hoặc theo kinh nghiệm mà không tính toán dòng làm việc thực tế.

Khi relay nhiệt được chọn quá nhỏ:

• Động cơ dễ bị nhảy bảo vệ dù tải bình thường.
• Ảnh hưởng đến quá trình sản xuất.
• Khó khởi động tải nặng.

Ngược lại, nếu relay nhiệt được chọn quá lớn:

• Khả năng bảo vệ giảm đáng kể.
• Động cơ có thể bị quá nhiệt kéo dài.
• Tăng nguy cơ cháy cuộn dây.

Vì vậy việc tính toán dòng điện là bước đầu tiên trước khi lựa chọn relay nhiệt.

Cách Tính Dòng Làm Việc Của Động Cơ

Đối với động cơ 3 pha, dòng điện làm việc có thể được xác định theo công thức:

I = P / (1,73 × U × Cosφ)

Trong đó:

• P: Công suất động cơ (W).
• U: Điện áp dây (V).
• Cosφ: Hệ số công suất.
• I: Dòng điện làm việc (A).

Ví dụ với động cơ:

• Công suất: 3kW.
• Điện áp: 380V.
• Cosφ: 0.85.

Ta có: I = 3000 / (1,73 × 380 × 0,85) – I ≈ 5,4A

Đây là dòng điện làm việc tham khảo để lựa chọn relay nhiệt và contactor.

 

Quy khách chỉ cần nhập các thông số theo yêu cầu, công cụ này sẽ cho ra các thông số các thiết bị nên dùng

 

Cách Chọn Dải Dòng Relay Nhiệt

Sau khi xác định được dòng làm việc của động cơ, bước tiếp theo là lựa chọn relay nhiệt có dải chỉnh phù hợp.

Trong thực tế, kỹ sư thường ưu tiên chọn relay nhiệt có khoảng chỉnh dòng bao phủ dòng làm việc của động cơ thay vì chọn đúng bằng giá trị tính toán.

Ví dụ:

Động cơ có dòng làm việc khoảng 5,4A.

Thay vì chọn relay nhiệt cố định 5,4A, nên lựa chọn relay có dải chỉnh như:

• 4 – 6A
• 5,5 – 8A
• 6 – 9A

Tùy theo dòng sản phẩm và catalogue của nhà sản xuất.

Việc lựa chọn dải chỉnh phù hợp giúp kỹ thuật viên dễ dàng tinh chỉnh khi chạy tải thực tế.

Chọn Relay Nhiệt Theo Contactor

Một yếu tố rất quan trọng nhưng thường bị bỏ qua là tính tương thích cơ khí giữa relay nhiệt và contactor.

Mỗi hãng đều thiết kế relay nhiệt theo từng nhóm contactor tương ứng.

Ví dụ:

• Relay nhiệt Schneider cho TeSys D.
• Relay nhiệt LS cho MC Series.
• Relay nhiệt Mitsubishi cho S-T Series.
• Relay nhiệt Fuji cho SC Series.

Dù dòng điện phù hợp nhưng nếu không tương thích cơ khí với contactor thì vẫn không thể lắp đặt trực tiếp.

Do đó khi lựa chọn cần kiểm tra đồng thời:

• Dòng chỉnh định.
• Dòng contactor.
• Dòng sản phẩm tương thích.

Khi Nào Cần Điều Chỉnh Relay Nhiệt Sau Khi Lắp Đặt?

Dòng điện tính toán chỉ mang tính tham khảo ban đầu.

Sau khi hệ thống vận hành ổn định, kỹ thuật viên nên đo dòng thực tế bằng ampe kìm để hiệu chỉnh relay nhiệt cho phù hợp với tải.

Đặc biệt đối với:

• Máy nén khí.
• Bơm công suất lớn.
• Băng tải tải trọng thay đổi.
• Máy nghiền.
• Máy trộn công nghiệp.

Những ứng dụng này thường có dòng tải khác biệt đáng kể so với điều kiện tính toán lý thuyết.

Một Số Lỗi Thường Gặp Khi Sử Dụng Relay Nhiệt

• Cài đặt dòng quá thấp.
• Cài đặt dòng quá cao.
• Chọn sai dải relay nhiệt.
• Lắp relay không đúng contactor.
• Không kiểm tra dòng tải thực tế.
• Bỏ qua điều kiện môi trường nhiệt độ cao.

Nếu relay nhiệt liên tục tác động, cần kiểm tra nguyên nhân tải cơ khí trước khi tăng giá trị cài đặt. Việc tăng dòng cài đặt để tránh relay nhảy thường chỉ giải quyết triệu chứng mà không xử lý nguyên nhân gốc.

Nếu cần lựa chọn relay nhiệt LS, Schneider, Mitsubishi, Fuji hoặc thiết bị bảo vệ động cơ cho tủ điện công nghiệp, bạn có thể tham khảo thêm:

Bảng giá các loại relay nhiệt và contactor các hãng phổ biến

Hoặc liên hệ với chúng tôi để nhận bào giá:

FAQ

Tại sao động cơ vẫn bị cháy dù đã lắp relay nhiệt?

Trong nhiều trường hợp relay nhiệt đã được lắp nhưng giá trị cài đặt không phù hợp hoặc được chỉnh quá cao để tránh hiện tượng nhảy bảo vệ. Khi đó relay không còn khả năng bảo vệ động cơ theo đúng thiết kế. Ngoài ra, việc lựa chọn sai dải relay hoặc không kiểm tra dòng tải thực tế sau khi vận hành cũng có thể làm giảm hiệu quả bảo vệ. Vì vậy ngoài việc lắp relay nhiệt, cần thực hiện đo dòng và hiệu chỉnh đúng theo điều kiện làm việc của động cơ.

Relay nhiệt có thay thế được MCCB hoặc MCB không?

Không. Relay nhiệt và MCCB thực hiện hai nhiệm vụ khác nhau. Relay nhiệt chuyên bảo vệ quá tải kéo dài nhằm hạn chế hiện tượng quá nhiệt cuộn dây động cơ, trong khi MCCB hoặc MCB có nhiệm vụ bảo vệ ngắn mạch và dòng sự cố lớn. Trong các tủ điện động lực tiêu chuẩn, hai thiết bị này thường được sử dụng đồng thời để tạo thành hệ thống bảo vệ hoàn chỉnh cho động cơ.

Nên cài relay nhiệt bằng dòng ghi trên nhãn động cơ hay dòng đo thực tế?

Thông số trên nhãn động cơ là cơ sở quan trọng để lựa chọn relay nhiệt ban đầu. Tuy nhiên sau khi hệ thống vận hành ổn định, nên đo dòng điện thực tế bằng ampe kìm và so sánh với thông số thiết kế. Trong nhiều ứng dụng, tải cơ khí, điện áp nguồn hoặc điều kiện vận hành có thể làm dòng điện khác biệt so với lý thuyết. Việc hiệu chỉnh dựa trên số liệu đo thực tế thường giúp hệ thống bảo vệ chính xác hơn và giảm hiện tượng nhảy bảo vệ không mong muốn.

---