Trong kỹ thuật điện công nghiệp, việc thiết kế mạch cấp nguồn cho động cơ không chỉ đòi hỏi hiểu về tải mà còn cần nắm vững hệ thống thuật ngữ được tiêu chuẩn hóa theo NEC National Electrical Code. Đây là nền tảng quan trọng để đảm bảo tính an toàn, độ bền và hiệu quả vận hành của hệ thống.
Vì sao mạch động cơ khác biệt so với mạch điện thông thường?
Động cơ, đặc biệt là loại không đồng bộ, có đặc điểm tiêu thụ dòng khởi động rất lớn, có thể gấp 6 đến 8 lần dòng vận hành định mức. Điều này xuất phát từ hiện tượng kháng cảm thấp khi động cơ bắt đầu hoạt động, chưa hình thành sức phản điện (Back EMF). Nếu rotor bị kẹt và không quay, dòng điện giữ ở mức cao trong thời gian dài sẽ làm quá nhiệt cuộn dây ccó nguy cơ cháy nổ là rất lớn. Vì vậy, mạch động cơ bắt buộc phải có bộ khởi động (starter) và bảo vệ hợp lý.
Tìm hiểu thêm: Khám phá những phần mềm SCADA miễn phí
Liên hệ: 0862 663 229
Một số thuật ngữ quan trọng cần biết
- Dòng đầy tải - Full Load Current (FLC)
Đây là dòng điện mà động cơ tiêu thụ khi hoạt động tại công suất danh định. Theo NEC, FLC phải được tra trong bảng 430.247 đến 430.250 chứ không chỉ dựa vào nhãn thiết bị. FLC là cơ sở để chọn tiết diện dây dẫn, thiết bị bảo vệ quá dòng và relay nhiệt.
Ghi chú: FLC là giá trị tiêu chuẩn dùng để tính toán. FLA là con số in trên nhãn động cơ, mang tính tham khảo.
- Dòng rotor khóa - Locked Rotor Current (LRC)
LRC là dòng điện cực lớn khi động cơ bắt đầu quay từ trạng thái đứng yên. Nó có thể gấp 5-8 lần FLC và kéo dài cho đến khi động cơ đạt tốc độ ổn định. NEC quy định mã chữ cái từ A đến V trên nhãn động cơ để ám chỉ mức LRC tương ứng.
- Khả năng tải dòng của dây dẫn - Ampacity
Ampacity là mức dòng điện tối đa mà dây dẫn chịu được liên tục, không vượt quá nhiệt độ cho phép. Nó phụ thuộc vào tiết diện dây, vật liệu cách điện, điều kiện nhiệt độ môi trường, v.v. NEC bảng 310.16 cung cấp số liệu tham khảo khi chọn dây dẫn trong mạch motor.
- Mạch nhánh (Branch Circuit) và mạch cấp nguồn (Feeder)
Branch Circuit là đoạn mạch cấp điện từ tủ điện đến động cơ.
Feeder là mạch trung gian nối giữa nguồn chính với các mạch nhánh.
Mỗi loại có cách tính ampacity và thiết bị bảo vệ khác nhau. Ví dụ, với feeder cấp nhiều động cơ, tổng dòng tải phải được tính cộng dồn và cộng thêm 125% dòng của motor lớn nhất.
- Bảo vệ quá tải - Overload Protection
Là thiết bị (thường là relay nhiệt) ngắt mạch khi động cơ tiêu thụ dòng lớn kéo dài, ví dụ khi bị kẹt cơ khí. NEC yêu cầu đặt ngưỡng bảo vệ như sau:
115% FLC nếu hệ số phục vụ (SF) >= 1.15
125% FLC nếu SF < 1.15
Thiết bị bảo vệ quá tải không bảo vệ khỏi ngắn mạch hay rò rỉ đất, phần đó thuộc về OCPD.
- Thiết bị bảo vệ quá dòng - OCPD
Gồm cầu chì, CB, có chức năng ngắt khi xảy ra ngắn mạch hoặc rò rỉ. Theo NEC 430.52, giá trị định mức của OCPD phải đảm bảo chịu được dòng khởi động mà không ngắt nhầm.
- Thiết bị ngắt kết nối - Disconnecting Means
Là công tắc hoặc cầu dao dùng để cô lập hoàn toàn nguồn cấp cho động cơ khi cần bảo trì. Vị trí lắp đặt phải thuận tiện và có thể khóa được.
Tìm hiểu thêm: So sánh SCADA và DCS trong tự động hóa công nghiệp hiện đại
Liên hệ: 0862 663 229
Một số đơn vị và thông số cơ bản trong hệ thống động cơ
| Mô tả | Thông số |
| Điện áp (V) | Hiệu điện thế đầu vào cho động cơ, thường là 220V, 380V, 3 pha… |
| Công suất (P) | Đơn vị W hoặc kW, biểu thị mức điện năng tiêu thụ |
| Hệ số công suất (PF) | Tỷ lệ giữa công suất thực và công suất biểu kiến, ảnh hưởng đến hiệu suất vận hành |
| Hiệu suất | Tỷ lệ giữa công suất cơ đầu ra và điện năng đầu vào |
| Mô-men xoắn (Torque) | Lực quay mà động cơ tạo ra, đơn vị Nm |
| Độ trượt (Slip) | Chênh lệch giữa tốc độ lý tưởng và tốc độ thực tế của rotor |
Lưu ý khi thiết kế mạch động cơ theo NEC
- Tính ampacity dây dẫn theo bảng NEC 310.16, nhân hệ số điều chỉnh nếu là tải liên tục.
- Chọn cầu dao >= 125% dòng đầy tải để đáp ứng khởi động.
- Kiểm tra LRC dựa theo code letter để chọn dây, contactor và CB đúng kích cỡ.
- Tải liên tục (ví dụ HVAC) phải tính 125% dòng tiêu thụ khi chọn dây và thiết bị bảo vệ.
Kết luận
Việc hiểu rõ các thuật ngữ trong NEC không chỉ giúp bạn thiết kế đúng mà còn tiết kiệm chi phí và nâng cao độ an toàn cho hệ thống điện. Với đội ngũ kỹ sư chuyên môn cao, Max Electric luôn áp dụng chuẩn NEC trong các dự án tủ điều khiển, SCADA, và hệ thống động lực cho nhà máy, tòa nhà, xí nghiệp khắp cả nước.
ĐỂ YÊU CẦU TƯ VẤN, THIẾT KẾ, BÁO GIÁ TỦ ĐIỆN VÀ LẮP ĐẶT THIẾT BỊ - LIÊN HỆ VỚI CHÚNG TÔI:
CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ VÀ DỊCH VỤ KỸ THUẬT MAX ELECTRIC VN
Điện thoại: 0862 663 229
Email: Maxelectricvn@gmail.com
VPDD: Tầng 5 số 39 ngõ 22 Mạc Thái Tổ, Q. Cầu giấy, TP. Hà Nội
CN HCM: 599 quốc lộ 1A, P. Bình Hưng Hòa, Q. Bình Tân, TP.Hồ Chí Minh
Xưởng Sản xuất: Khu công nghệ cao Hòa Lạc, Thạch Thất, Hà Nội.
