Nội dung bài viết
Động cơ là tải "khó" với aptomat. Khi khởi động trực tiếp, dòng điện thường vọt lên khoảng 6–8 lần dòng định mức trong vài giây. Nếu aptomat cắt quá nhạy, động cơ không khởi động được. Nếu cắt quá chậm, động cơ quá tải hoặc mất pha sẽ cháy cuộn dây. Bài này hướng dẫn chọn thiết bị bảo vệ động cơ ba pha hạ thế, kèm ví dụ với thiết bị Tengen.
Động cơ cần được bảo vệ những gì?
- Ngắn mạch: cắt tức thời khi chập cáp hoặc chập cuộn dây, nhưng không cắt khi có dòng khởi động.
- Quá tải: cắt khi động cơ kéo tải nặng lâu hoặc bị kẹt, dựa trên dòng định mức ghi trên nhãn động cơ.
- Mất pha: một pha mất điện làm hai pha còn lại quá dòng, cần cắt nhanh hơn quá tải thông thường.
Ngoài ra, động cơ thường cần đóng cắt từ xa hoặc tự động, việc của contactor (khởi động từ).
Ba cách bố trí thường gặp
| Phương án | Thiết bị | Phù hợp |
|---|---|---|
| 1. CB motor + contactor | CB bảo vệ động cơ (lo cả ngắn mạch, quá tải, mất pha) + contactor để điều khiển | Động cơ nhỏ và vừa, gọn, ít thiết bị |
| 2. MCCB/MCB + contactor + rơ le nhiệt | Aptomat lo ngắn mạch, rơ le nhiệt lo quá tải và mất pha | Cách truyền thống, dễ thay thế từng phần |
| 3. MCCB bảo vệ động cơ + contactor | MCCB loại dành cho động cơ (ngưỡng cắt tức thời cao) | Động cơ công suất lớn |
Với động cơ chạy qua biến tần, biến tần đã có bảo vệ quá tải động cơ. Phía trước biến tần chọn aptomat hoặc cầu chì theo hướng dẫn của hãng biến tần.
CB bảo vệ động cơ (CB motor, MPCB) là gì?
CB motor là aptomat chuyên cho động cơ, có:
- Dải chỉnh nhiệt: vặn núm đặt đúng dòng định mức động cơ.
- Ngưỡng cắt từ cao: khoảng 13 lần dòng định mức, đủ cao để dòng khởi động đi qua.
- Nhạy với mất pha, cấp tác động (trip class) phù hợp khởi động bình thường.
Ví dụ Tengen TGD1-32 (theo catalogue):
| Mã | Dải chỉnh nhiệt | Động cơ 400 V (AC-3) | Cắt từ tức thời | Icu / Ics ở 400 V |
|---|---|---|---|---|
| TGD1 10 | 6–10 A | 4 kW | 138 A | 100 / 100 kA |
| TGD1 14 | 9–14 A | 5,5 kW | 170 A | 15 / 7,5 kA |
| TGD1 18 | 13–18 A | 7,5 kW | 223 A | 15 / 7,5 kA |
| TGD1 25 | 20–25 A | 11 kW | 327 A | 15 / 6 kA |
| TGD1 32 | 24–32 A | 15 kW | 416 A | 10 / 5 kA |
Dòng TGD1-80 đi tiếp đến 80 A (động cơ đến 37 kW ở 400 V, Icu 15 kA). Cấp tác động của TGD1-32 là 10A, phù hợp động cơ khởi động bình thường.
Lưu ý quan trọng: khả năng cắt của CB motor giảm mạnh ở cỡ lớn. TGD1 18 ở 400 V chỉ cắt được 15 kA. Nếu tủ động lực đặt gần máy biến áp lớn (dòng ngắn mạch vượt 15 kA), cần cầu chì dự phòng hoặc aptomat phía trên theo bảng phối hợp của nhà sản xuất.
Ví dụ: động cơ 7,5 kW, 400 V
Bước 1: Dòng định mức động cơ. Lấy trên nhãn động cơ. Nếu chưa có nhãn, ước tính:
In = P / (√3 × U × cosφ × η) = 7.500 / (1,732 × 400 × 0,85 × 0,88) ≈ 14,5 A
Bước 2 (phương án 1): CB motor + contactor
- Chọn TGD1 18 (13–18 A), vặn núm về dòng trên nhãn động cơ (ví dụ 14,5 A), không đặt cao hơn.
- Contactor có dòng AC-3 ≥ dòng động cơ, ví dụ TGC1-1810 (18 A).
- Kiểm tra dòng ngắn mạch tại tủ: nếu vượt 15 kA, bổ sung cầu chì dự phòng.
Bước 2 (phương án 2): MCCB + contactor + rơ le nhiệt
- MCCB bảo vệ ngắn mạch: dòng định mức lớn hơn dòng động cơ (ví dụ 32 A), ngưỡng cắt tức thời đủ cao so với dòng khởi động.
- Rơ le nhiệt có dải chứa dòng động cơ, ví dụ TGR1-18 (12–18 A), đặt 14,5 A.
- Contactor TGC1-18 như trên.
Động cơ lớn: MCCB bảo vệ động cơ
Với động cơ vài chục kW trở lên, dùng MCCB loại bảo vệ động cơ. Ví dụ Tengen TGM3 có hai loại (theo catalogue):
| Loại | Cắt tức thời | Quá tải |
|---|---|---|
| Phân phối | 10 × In (±20%) | Không cắt ở 1,05 In, cắt ở 1,30 In |
| Bảo vệ động cơ | 12 × In (±20%) | Không cắt ở 1,0 In, cắt ở 1,2 In |
Ngưỡng tức thời cao hơn giúp chịu dòng khởi động. Ngưỡng quá tải sát hơn giúp bảo vệ động cơ tốt hơn. Khi đặt hàng, cần ghi rõ loại bảo vệ động cơ.
Checklist chọn bảo vệ động cơ
- Lấy dòng định mức trên nhãn động cơ, không chỉ dựa vào công suất.
- Phần bảo vệ quá tải (CB motor hoặc rơ le nhiệt) có dải chỉnh chứa dòng này, và đặt đúng bằng dòng nhãn.
- Phần bảo vệ ngắn mạch không cắt khi khởi động và có khả năng cắt ≥ dòng ngắn mạch tại tủ.
- Contactor chọn theo AC-3 (động cơ lồng sóc, đóng cắt thông thường), dòng ≥ dòng động cơ.
- Động cơ khởi động nặng (quạt lớn, máy nghiền) có thể cần cấp tác động cao hơn, hoặc dùng khởi động mềm, biến tần.
Xem các CB motor (ví dụ Tengen TGD1-32), rơ le nhiệt, khởi động từ và MCCB.
Bài viết mang tính hướng dẫn chung. Phối hợp bảo vệ động cơ cho công trình cụ thể cần theo tính toán của kỹ sư và bảng phối hợp của nhà sản xuất. Kỹ sư VITCO có thể hỗ trợ chọn bộ thiết bị theo công suất động cơ qua trang yêu cầu báo giá.
Nguồn tham khảo
- Tengen, catalogue CB motor TGD1: dải chỉnh, ngưỡng cắt từ, công suất động cơ, Icu/Ics, cấp tác động.
- Tengen, catalogue MCCB TGM3: đặc tính loại phân phối và bảo vệ động cơ.
- Tengen, catalogue rơ le nhiệt TGR1.
- IEC 60947-2 (aptomat), IEC 60947-4-1 (contactor và khởi động động cơ).
