Thông Số

Đầu tiên là thông số Ir = dòng định mức CỦA TẢI

  • Ir = x In (Với In là dòng định mức CỦA MCCB ví dụ như 100A, 150A, 200A, 250A, 300A, 1000A…)
    Ví Dụ: MCCB có dòng định mức In=1000A trong khi đó dòng tải tối đa của tải chỉ có 500A. Vậy ta có thể thay đổi từ 1000A xuống 500A bằng cài đặt Ir = 0,5xIn =0,5×1000 = 500A
  • Tại sao ta không dùng luôn MCCB có dòng định mức 1000A? Do họ đã tính toán đến việc mở rộng tải sau này, chẳng hạn dòng tải tăng từ 1000A đến 1800A ta chỉ việc điều chỉnh dòng cài đặt Ir = 0,9xIn =0,9×2000 = 1800A, vì vậy sẽ đơn giản hơn khi ta phải thay mới một MCCB khác và các phụ kiện đi kèm đồng thời chi phí cũng giảm đi rất nhiều.

Tr (s):

  • Ta sẽ đi phân tích vùng bảo vệ quá tải từ VD trên:

– Ir = 1000A, tr = 1 Sec (tại 6Ir). Tức khi ta bơm dòng 6Ir = 6000 A thì MCCB sẽ cắt quá tải với thời gian 1s.

– Nếu ta bơm dòng 5Ir mà vẫn cài đặt tr = 1 Sec thì thời gian cắt quá tải thực tế là bao nhiêu? Lúc này phải xem đường đặc tính trong catalog , ta dóng giá trị 5Ir lên đường đặc tính tr = 1s thì sẽ ra thời gian cắt quá tải cần tìm.

Hình 1. Một số nhãn của các động cơ 3 pha.

Vấn đề đặt ra là trên các nhãn đó ghi những thông tin gì? Nó có giúp ích gì cho chúng ta hay không?

Để trả lời câu hỏi đó thì ta cùng tìm hiểu sơ lược về những thông số được ghi trên nhãn của động cơ 3 pha qua bài viết nhé!

1. Sơ lược về các thông số trên nhãn động cơ 3 pha

Trên nhãn của một động cơ 3 pha thông thường sẽ có những thông số quan trọng như sau:

– Công suất định mức (Hp, kW, W): là công suất định mức đầu ra trên trục động cơ (động cơ), công suất điện đưa ra (máy phát). Hay nói cách khác là công suất cơ trên trục động cơ.

– Điện áp dây định mức Uđm(V): đối với động cơ ba pha là U dây, đối với động cơ một pha thì U là điện áp đặt trên đầu cực của động cơ (Pha-trung tính, pha-pha).

– Dòng điện dây định mức Iđm(A).

Ví dụ: Trên nhãn động cơ ghi Δ/Y – 220/380V – 7,5/4,3A có nghĩa là khi điện áp dây lưới điện bằng 220V thì ta nối dây quấn stator theo hình tam giác và dòng điện dây định mức tương ứng là 7,5A. Khi điện áp dây lưới điện là 380V thì dây quấn stator nối theo hình sao, dòng điện định mức là 4,3A.

– Tốc độ quay định mức nđm (vòng/phút).

– Tần số định mức (Hz).

– Cấp cách điện.

– Hệ số công suất định mức (cosφ).

– Hiệu suất định mức (η).

– Loại động cơ: Theo các tiêu chuẩn National Electrical Code và National Electrical Manufactures Association (NEMA), các motor được phân loại bởi kí tự đặc trưng cho tỉ số của dòng khởi động và dòng định mức. Có 6 loại: A, B, C, D, E, F. Bằng các kí tự này, có thể xác định chính xác được dòng định mức của CB (Circuit Breaker), cầu chì (Fuse) và các thiết bị bảo vệ khác.

  • Loại A: Dòng khởi động bình thường, 5 đến 7 lần dòng định mức. Trên 7,5HP phải giảm điện áp khởi động, momen khởi động bình thường và khoảng 150% định mức. Đây là loại motor bình thường (Normal type), thông dụng (General Purpose) như: máy công cụ, bơm ly tâm, bộ động cơ – máy phát, quạt, máy thổi, các thiết bị cần momen khởi động thấp.
  • Loại B: điện kháng cao và dòng khởi động thấp do các rãnh của rotor kín, sâu và hẹp. Thông dụng như loại A. Nhiều nhà sản xuất chỉ chế tạo động cơ General Purpose trên 5 Hp.
  • Loại C: Dòng khởi động thấp 4,5 đến 5 lần định mức, momen khởi động cao khoảng 225% định mức, rotor lồng sóc kép. Ứng dụng: máy nén khí, máy bơm kiểu piston, máy trộn, máy nghiền, băng tải (conveyor) khởi động dưới tải, máy làm lạnh lớn, các thiết bị cần momen khởi động lớn.
  • Loại D: Dòng khởi động thấp, momen khởi động cao khoảng 275% định mức, dây quấn rotor có điện trở lớn. Loại motor này chỉ thích hợp với hoạt động không liên tục (intermittent) và tốc độ không phải ổn định vì độ trượt quá cao và hiệu suất quá thấp. Ứng dụng: máy đóng, máy cắt tỉa, xe ủi đất, máy nâng nhỏ, máy kéo kim loại, máy khuấy,…
  • Động cơ rotor dây quấn: điện trở ở mạch rotor cho dòng điện khởi động thấp và momen khởi động cao. Ứng dụng: thang máy, máy nâng, cần trục (Crane), cán thép, máy ủi, tải quặng hoặc than,…

Hình 2. Ví dụ về nhãn của một động cơ 3 pha bất kì.

Hình 3. Một số nhãn của động cơ 3 pha.

2. Công suất trong động cơ 3 pha

2.1. Công suất của động cơ nhận từ nguồn

Pđiện = P= 3U1I1cosφ

Trong đó:

2.2. Các công suất hao phí

Trong quá trình vận hành động cơ 3 pha sẽ xảy ra một số năng lượng bị hao phí, bao gồm:

  • Tổn hao đồng trên dây quấn stator (Pđ1).
  • Tổn hao sắt từ trong lõi thép stator (Pt).
  • Công suất điện từ: Là công suất nhận từ nguồn đưa vào rotor sau khi mất đi 1 phần do tổn hao đồng và sắt từ trên stator (Pđt).
  • Tổn hao đồng trên dây quấn rotor (Pđ2).
  • Tổn hao cơ trên trục (PC).

2.3. Công suất cơ có ích trên trục (công suất ra)

Là phần công suất cơ sau khi trừ đi do tổn hao ma sát, quạt và tổn hao phụ:

Pcơ có ích = P= P– Pmq

Tổng tổn hao trong đông cơ là:

∆P = Pđ1 + P+ Pđ2 + Pmq

2.4. Hiệu suất động cơ

3. Ví dụ về tính toán

Hãng sản xuất A có một động cơ 3 pha, nhãn của động cơ ghi những thông số như sau:

  • Điện áp: Y/∆ – 380/220V.
  • Công suất: 3 Hp.
  • Tốc độ: 2940 vòng/phút.
  • Hệ số công suất: cosφ = 0,89.
  • Hiệu suất động cơ: η = 91,2%.
  • Tần số định mức 50 Hz.

Hãy tính toán dòng điện đầy tải của động cơ và Momen quay định mức ở đầu trục động cơ.

Ta có:

– Dòng đầy tải của động cơ được xác định:

– Momen quay định mức ở đầu trục:

Trên những động cơ 3 pha thường được gắn kèm với một nhãn, trên đó ghi thông tin cần thiết của động cơ, nó được gọi là nhãn của động cơ 3 pha (hay gọi tắt là Name tag).

Hình 1. Một số nhãn của các động cơ 3 pha.

Vấn đề đặt ra là trên các nhãn đó ghi những thông tin gì? Nó có giúp ích gì cho chúng ta hay không?

Để trả lời câu hỏi đó thì ta cùng tìm hiểu sơ lược về những thông số được ghi trên nhãn của động cơ 3 pha qua bài viết nhé!

1. Sơ lược về các thông số trên nhãn động cơ 3 pha

Trên nhãn của một động cơ 3 pha thông thường sẽ có những thông số quan trọng như sau:

– Công suất định mức (Hp, kW, W): là công suất định mức đầu ra trên trục động cơ (động cơ), công suất điện đưa ra (máy phát). Hay nói cách khác là công suất cơ trên trục động cơ.

– Điện áp dây định mức Uđm(V): đối với động cơ ba pha là U dây, đối với động cơ một pha thì U là điện áp đặt trên đầu cực của động cơ (Pha-trung tính, pha-pha).

– Dòng điện dây định mức Iđm(A).

Ví dụ: Trên nhãn động cơ ghi Δ/Y – 220/380V – 7,5/4,3A có nghĩa là khi điện áp dây lưới điện bằng 220V thì ta nối dây quấn stator theo hình tam giác và dòng điện dây định mức tương ứng là 7,5A. Khi điện áp dây lưới điện là 380V thì dây quấn stator nối theo hình sao, dòng điện định mức là 4,3A.

– Tốc độ quay định mức nđm (vòng/phút).

– Tần số định mức (Hz).

– Cấp cách điện.

– Hệ số công suất định mức (cosφ).

– Hiệu suất định mức (η).

– Loại động cơ: Theo các tiêu chuẩn National Electrical Code và National Electrical Manufactures Association (NEMA), các motor được phân loại bởi kí tự đặc trưng cho tỉ số của dòng khởi động và dòng định mức. Có 6 loại: A, B, C, D, E, F. Bằng các kí tự này, có thể xác định chính xác được dòng định mức của CB (Circuit Breaker), cầu chì (Fuse) và các thiết bị bảo vệ khác.

  • Loại A: Dòng khởi động bình thường, 5 đến 7 lần dòng định mức. Trên 7,5HP phải giảm điện áp khởi động, momen khởi động bình thường và khoảng 150% định mức. Đây là loại motor bình thường (Normal type), thông dụng (General Purpose) như: máy công cụ, bơm ly tâm, bộ động cơ – máy phát, quạt, máy thổi, các thiết bị cần momen khởi động thấp.
  • Loại B: điện kháng cao và dòng khởi động thấp do các rãnh của rotor kín, sâu và hẹp. Thông dụng như loại A. Nhiều nhà sản xuất chỉ chế tạo động cơ General Purpose trên 5 Hp.
  • Loại C: Dòng khởi động thấp 4,5 đến 5 lần định mức, momen khởi động cao khoảng 225% định mức, rotor lồng sóc kép. Ứng dụng: máy nén khí, máy bơm kiểu piston, máy trộn, máy nghiền, băng tải (conveyor) khởi động dưới tải, máy làm lạnh lớn, các thiết bị cần momen khởi động lớn.
  • Loại D: Dòng khởi động thấp, momen khởi động cao khoảng 275% định mức, dây quấn rotor có điện trở lớn. Loại motor này chỉ thích hợp với hoạt động không liên tục (intermittent) và tốc độ không phải ổn định vì độ trượt quá cao và hiệu suất quá thấp. Ứng dụng: máy đóng, máy cắt tỉa, xe ủi đất, máy nâng nhỏ, máy kéo kim loại, máy khuấy,…
  • Động cơ rotor dây quấn: điện trở ở mạch rotor cho dòng điện khởi động thấp và momen khởi động cao. Ứng dụng: thang máy, máy nâng, cần trục (Crane), cán thép, máy ủi, tải quặng hoặc than,…

Hình 2. Ví dụ về nhãn của một động cơ 3 pha bất kì.

Hình 3. Một số nhãn của động cơ 3 pha.

2. Công suất trong động cơ 3 pha

2.1. Công suất của động cơ nhận từ nguồn

Pđiện = P= 3U1I1cosφ

Trong đó:

2.2. Các công suất hao phí

Trong quá trình vận hành động cơ 3 pha sẽ xảy ra một số năng lượng bị hao phí, bao gồm:

  • Tổn hao đồng trên dây quấn stator (Pđ1).
  • Tổn hao sắt từ trong lõi thép stator (Pt).
  • Công suất điện từ: Là công suất nhận từ nguồn đưa vào rotor sau khi mất đi 1 phần do tổn hao đồng và sắt từ trên stator (Pđt).
  • Tổn hao đồng trên dây quấn rotor (Pđ2).
  • Tổn hao cơ trên trục (PC).

2.3. Công suất cơ có ích trên trục (công suất ra)

Là phần công suất cơ sau khi trừ đi do tổn hao ma sát, quạt và tổn hao phụ:

Pcơ có ích = P= P– Pmq

Tổng tổn hao trong đông cơ là:

∆P = Pđ1 + P+ Pđ2 + Pmq

2.4. Hiệu suất động cơ

3. Ví dụ về tính toán

Hãng sản xuất A có một động cơ 3 pha, nhãn của động cơ ghi những thông số như sau:

  • Điện áp: Y/∆ – 380/220V.
  • Công suất: 3 Hp.
  • Tốc độ: 2940 vòng/phút.
  • Hệ số công suất: cosφ = 0,89.
  • Hiệu suất động cơ: η = 91,2%.
  • Tần số định mức 50 Hz.

Hãy tính toán dòng điện đầy tải của động cơ và Momen quay định mức ở đầu trục động cơ.

Ta có:

– Dòng đầy tải của động cơ được xác định:

– Momen quay định mức ở đầu trục:

Aptomat là tên thường gọi của thiết bị đóng cắt tự động (cầu dao tự động). Trong tiếng Anh thiết bị đóng cắt là Circuit Breaker (viết tắt là CB). Aptomat có chức năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch trong hệ thống điện. Một số dòng Aptomat có thêm chức năng bảo vệ chống dòng rò được gọi là aptomat chống rò hay aptomat chống giật. Aptomat đôi khi còn được gọi theo cách ngắn gọn là Át.

 Aptomat MCCB Schneider

Hình ảnh: Aptomat MCCB của hãng Schneider

Phân loại Aptomat:

1/ Phân loại theo cấu tạo:

– Aptomat dạng tép MCB (Miniature Circuit Breaker): bảo vệ quá tải và ngắn mạch.

 Aptomat dạng tép MCB của hãng LS

Hình ảnh: Aptomat dạng tép MCB của hãng LS

– Aptomat dạng khối MCCB (Moulded Case Circuit Breaker): bảo vệ quá tải và ngắn mạch.

 Aptomat dạng khối MCCB của hãng Mitsubishi

Hình ảnh: Aptomat dạng khối MCCB của hãng Mitsubishi

2/ Phân loại theo chức năng:

– Aptomat thường (bảo vệ quá tải, ngắn mạch): MCB, MCCB

– Aptomat chống rò: RCCB (Residual Current Circuit Breaker – aptomat chống dòng rò dạng tép), RCBO (Residual Current Circuit Breaker with Overcurrent Protection – aptomat chống dòng rò và bảo vệ quá tải dạng tép), ELCB (Earth Leakage Circuit Breaker – aptomat chống dòng rò và bảo vệ quá tải dạng khối).

3/ Phân loại theo số pha / số cực:

– Aptomat 1 pha: 1 cực

– Aptomat 1 pha + trung tính (1P+N): 2 cực

– Aptomat 2 pha: 2 cực

– Aptomat 3 pha: 3 cực

– Aptomat 3 pha + trung tính (3P+N): 4 cực

– Aptomat 4 pha: 4 cực

4/ Phân loại theo dòng cắt ngắn mạch:

– Dòng cắt thấp: thường dùng trong dân dụng. Ví dụ MCCB NF125-CV 3P 100A của Mitsubishi có dòng cắt 10kA.

– Dòng cắt tiêu chuẩn: thường dùng trong công nghiệp. Ví dụ MCCB NF125-SV 3P 100A của Mitsubishi có dòng cắt 30kA.

– Dòng cắt cao: thường dùng trong công nghiệp và các ứng dụng đặc biệt. Ví dụ MCCB NF125-HV 3P 100A của Mitsubishi có dòng cắt 50kA.

5/ Phân loại theo khả năng chỉnh dòng:

– Aptomat có dòng định mức không đổi. Ví dụ MCCB NF400-SW 3P 400A của Mitsubishi có dòng định mức 400A không thay đổi được.

– Aptomat chỉnh dòng định mức. Ví dụ MCCB NF400-SEW 3P 400A của Mitsubishi có dòng định mức điều chỉnh được từ 200A – 400A.

Trong bài viết này sẽ giới thiệu về Aptomat thường MCB và MCCB.

Xem thêm bài viết về Aptomat chống dòng rò (Aptomat chống giật)

Cấu tạo Aptomat

Aptomat (MCB hay MCCB) thường được chế tạo có hai cấp tiếp điểm (tiếp điểm chính và hồ quang) hoặc ba tiếp điểm (chính, phụ, hồ quang).

Khi đóng mạch, tiếp điểm hồ quang đóng trước, tiếp theo là tiếp điểm phụ, sau cùng là tiếp điểm chính. Khi cắt mạch thì ngược lại, tiếp điểm chính mở trước, sau đến tiếp điểm phụ, cuối cùng là tiếp điểm hồ quang. Như vậy hồ quang chỉ cháy trên tiếp điểm hồ quang, do đó bảo vệ được tiếp điểm chính để dẫn điện. Dùng thêm tiếp điểm phụ để tránh hồ quang cháy lan vào làm hư hại tiếp điểm chính.

Cấu tạo Aptomat MCB Multi9 Schneider

Hình ảnh: Cấu tạo Aptomat MCB Schneider

 

Cấu tạo Aptomat MCCB Schneider

Hình ảnh: Cấu tạo Aptomat MCCB Schneider

Nguyên lý hoạt động của Aptomat:

Nguyên lý hoạt động của Aptomat

Ở trạng thái bình thường sau khi đóng điện, Aptomat được giữ ở trạng thái đóng tiếp điểm nhờ móc 2 khớp với móc 3 cùng một cụm tiếp điểm động. Bật Aptomat ở trạng thái ON, với dòng điện định mức nam châm điện 5 và phần ứng 4 không hút.

Khi mạch điện quá tải hay ngắn mạch, lực hút điện từ ở nam châm điện 5 sẽ hút phần ứng 4 xuống làm bật nhả móc 3, móc 5 được thả tự do, lò xo 1 được thả lỏng, kết quả các tiếp điểm của Aptomat được mở ra, mạch điện bị ngắt.

Các thông số kỹ thuật của Aptomat:

– In: Dòng điện định mức. Ví dụ: MCCB 3P 250A 36kA, In = 250A.

– Ir: là dòng hoạt động được chỉnh trong phạm vi cho phép của Aptomat. Ví dụ aptomat chỉnh dòng 250A có thể điều chỉnh từ 125A đến 250A.

– Ue: Điện áp làm việc định mức.

– Icu: Dòng cắt ngắn mạch là khả năng chịu đựng dòng điện lớn nhất của tiếp điểm trong 1 giây.

– Icw: Khả năng chịu dòng ngắn mạch trong 1 đơn vị thời gian.

– Ics: khả năng cắt thực tế khi xảy ra sự cố của thiết bị. Khả năng này phụ thuộc vào từng nhà sản xuất do công nghệ chế tạo khác nhau. Ví dụ cùng một hãng sản xuất nhưng có 2 loại MCCB là Ics = 50% Icu và Ics = 100% Icu.

– AT: Ampe Trip (dòng điện tác động)

– AF: Ampe Frame (dòng điện khung). Ví dụ NF250A 3P 200A và NF250A 3P 250A đều có AF = 250A nhưng một cái sẽ tác động khi dòng vượt quá AT = 200A, một cái sẽ tác động khi dòng vượt quá AT = 250A. Thông số AT/AF cho biết độ bền của tiếp điểm đóng cắt. Ví dụ Aptomat 250AT/400AF sẽ có độ bền cao hơn Aptomat 250AT/250AF, kích thước aptomat 400AF cũng lớn hơn, giá thành cao hơn.

– Characteritic cuver: là đường cong đặc tính bảo vệ của CB (đường cong chọn lọc của CB). Đây là thông số rất quan trọng, quyết định cho việc chọn CB ở vị trí nào trong hệ thống điện.

– Mechanical/electrical endurace: Số lần đóng cắt cơ khí cho phép/ số lần đóng cắt điện cho phép.

Một số dòng sản phẩm Aptomat (MCB, MCCB) thông dụng trên thị trường:

MCB – Aptomat dạng tép Mitsubishi: (Cầu dao tự động dạng tép Mitsubishi)

 

Aptomat MCB Mitsubishi Nhật Bản

 

MCCB – Aptomat dạng khối Mitsubishi: (Cầu dao tự động dạng khối Mitsubishi)

 Aptomat dạng khối MCCB Mitsubishi Nhật Bản

 

MCB – Aptomat dạng tép LS: (Cầu dao tự động dạng tép LS)

 

 Thiết bị điện LS - Aptomat dạng tép MCB LS

 

MCCB – Aptomat khối LS: (Cầu dao tự động dạng khối LS)

Aptomat khối MCCB LS

 

ACTI9 MCB – Aptomat dạng tép Schneider: (Cầu dao tự động dạng tép Schneider) 

 Cầu dao tự động Acti9 MCB - Aptomat dạng tép

 

MCCB – Aptomat dạng khối Schneider: (Cầu dao tự động dạng khối Schneider)

 

 Thiết bị điện Schneider - Aptomat khối MCCB Schneider