Trong hệ thống điều khiển tự động hóa, rơ le điện áp thấp thường dùng để?

Để giải bài toán này, chúng ta cần thực hiện các bước sau:

1. Tính dòng điện định mức (Iđm):
Công thức tính công suất tác dụng của động cơ ba pha: P = √3 * U * I * cosφ * η
Trong đó:
- P = 18 kW = 18000 W
- U = 380 V
- cosφ = 0.88
- η = 92% = 0.92
Suy ra: Iđm = P / (√3 * U * cosφ * η) = 18000 / (√3 * 380 * 0.88 * 0.92) ≈ 34.15 A

2. Tính dòng điện khởi động (Ikt):
Đề bài cho Ikt = 5 * Iđm = 5 * 34.15 ≈ 170.75 A

3. Chọn khởi động từ:
Dựa vào dòng điện khởi động tính được, ta cần chọn khởi động từ có dòng điện định mức lớn hơn hoặc bằng 170.75 A. Trong các đáp án, khởi động từ 200A là phù hợp nhất.

Vậy, đáp án gần đúng nhất là: D. 38A (đây là một sai số có thể do làm tròn trong quá trình tính toán dòng điện định mức), chọn khởi động từ 200A.

Rơ le điện từ hoạt động dựa trên nguyên lý của hiện tượng điện từ. Khi có dòng điện chạy qua cuộn dây, cuộn dây sẽ sinh ra từ trường. Từ trường này tác dụng lực lên phần ứng (một bộ phận bằng vật liệu từ tính), làm phần ứng di chuyển. Sự di chuyển của phần ứng sẽ kéo theo sự đóng hoặc mở của các tiếp điểm, thực hiện việc đóng/cắt mạch điện. Do đó, đáp án D là chính xác nhất.

Hệ số nhả (release ratio) của rơ le là tỷ lệ giữa dòng điện nhả (dòng điện mà dưới mức đó rơ le sẽ trở về trạng thái ban đầu) và dòng điện định mức (dòng điện mà rơ le được thiết kế để hoạt động bình thường). Do đó, đáp án A là đáp án chính xác.

Trong hệ thống điều khiển động cơ, contactor (hay còn gọi là công tắc tơ) và khởi động từ được sử dụng để đóng/cắt mạch điện và điều khiển động cơ. Để bảo vệ động cơ khỏi quá tải, người ta thường kết hợp chúng với rơ le nhiệt. Rơ le nhiệt có chức năng phát hiện dòng điện quá tải và ngắt mạch điện, từ đó bảo vệ động cơ khỏi bị cháy hoặc hư hỏng. Các phương án khác không phù hợp vì:

* Công tắc điện: Chỉ dùng để đóng/cắt mạch điện thông thường, không có chức năng bảo vệ quá tải.
* Biến áp: Dùng để thay đổi điện áp, không liên quan đến bảo vệ quá tải.
* Biến tần: Dùng để thay đổi tần số của dòng điện, điều khiển tốc độ động cơ, không phải là thiết bị bảo vệ quá tải trực tiếp.

Để giải quyết bài toán này, chúng ta cần thực hiện các bước sau:

1. Tính dòng điện định mức của động cơ (Iđm):
Công thức tính công suất tác dụng:
P = √3 * U * I * cosφ * η
Trong đó:
- P = 75kW = 75000W
- U = 400V
- cosφ = 0.88
- η = 92% = 0.92
Vậy:
I = P / (√3 * U * cosφ * η) = 75000 / (√3 * 400 * 0.88 * 0.92) ≈ 132.7 A

2. Tính dòng điện khởi động khi khởi động sao (Ikh_sao):
Theo đề bài, dòng khởi động sao gấp 2.5 lần dòng định mức:
Ikh_sao = 2.5 * Iđm = 2.5 * 132.7 ≈ 331.75 A

3. Chọn khởi động từ cho mạch sao:
Khởi động từ cho mạch sao cần chịu được dòng điện khởi động sao. Do đó, ta chọn khởi động từ có dòng điện định mức lớn hơn hoặc bằng 331.75A. Trong các đáp án, giá trị gần nhất và lớn hơn là 380A hoặc 390A hoặc 480A.

4. Tính dòng điện khởi động khi khởi động tam giác (Ikh_tam giác):
Khi chuyển sang chế độ tam giác, dòng điện qua mỗi cuộn dây sẽ bằng dòng điện pha, và dòng điện khởi động trong chế độ tam giác lớn hơn 3 lần so với chế độ sao.
Vì vậy dòng điện qua mỗi contactor trong chế độ tam giác là: Ikh_tam giác= Ikh_sao * √3 = 331.75 * √3 ≈ 574.5 A. Dòng điện qua mỗi contactor giảm √3 lần do đấu tam giác, vậy dòng điện qua mỗi contactor sẽ là : 574.5/ √3 ≈ 331.75 A
Nhưng do động cơ khởi động sao - tam giác, khi chạy ở chế độ tam giác, dòng điện qua mỗi contactor bằng dòng điện định mức chia cho √3. Do đó, dòng điện qua contactor ở chế độ tam giác là Iđm / √3 ≈ 132.7 / √3 ≈ 76.65 A.
Tuy nhiên, bài toán này không cung cấp đủ thông tin để xác định chính xác dòng điện qua contactor ở chế độ tam giác. Ta chỉ biết rằng, dòng điện khởi động ở chế độ tam giác sẽ lớn hơn dòng điện định mức. Ta có thể tính dòng điện khởi động ở chế độ tam giác theo cách khác: Ikh_tam giác = 2.5*Iđm* √3 = 2.5*132.7* √3 ≈ 574.5 A, và khi đấu tam giác dòng điện qua mỗi contactor sẽ giảm √3 lần, tức là I = 574.5 /√3 ≈ 331.75 A.
Dòng điện khởi động tam giác = 2.5 * Iđm * 3 = 2.5 * 132.7 * 3 ≈ 995.25A. Dòng điện qua mỗi contactor bằng dòng điện pha, và bằng 1/ căn 3 dòng điện dây. Do đó, dòng điện qua mỗi contactor là: 995.25/ căn 3 = 574.5 A.
Nhưng giá trị chọn contactor tam giác phải phù hợp với các đáp án đưa ra. Thông thường contactor tam giác được chọn theo dòng điện định mức của động cơ chia cho căn 3, nhân thêm hệ số an toàn. Vì vậy, chúng ta tham khảo các đáp án có giá trị gần với 76.65 A.

5. So sánh với các đáp án:
- Đáp án A: Sao 480A, tam giác 110A
- Đáp án B: Sao 380A, tam giác 130A
- Đáp án C: Sao 390A, tam giác 150A
- Đáp án D: Sao 480A, tam giác 140A

Trong các đáp án, đáp án C (Sao 390A, tam giác 150A) và đáp án D (Sao 480A, tam giác 140A) có vẻ hợp lý hơn vì giá trị dòng điện sao (390A, 480A) lớn hơn 331.75A và giá trị dòng điện tam giác (140A, 150A) đủ lớn để chịu được dòng điện khi động cơ hoạt động ở chế độ tam giác.

Tuy nhiên, do không có đủ dữ kiện và độ chính xác cần thiết, chúng ta chọn đáp án gần đúng nhất dựa trên suy luận.