Có nhiều phương pháp khác nhau để khởi động một động cơ điện. Một trong những phương pháp phổ biến nhất hiện nay là dùng bộ khởi động mềm - thiết bị hỗ trợ khởi động và dừng êm, hạn chế hao mòn máy móc hiệu quả.
Khởi động mềm là gì?
Khởi động mềm (tên tiếng anh là Soft Starter) là một thiết bị bổ sung được thêm vào động cơ điện AC để hỗ trợ quá trình khởi động động cơ. Bộ khởi động mềm thường được dùng cho các động cơ có công suất vừa và lớn, còn với động cơ nhỏ có thể dùng phương pháp đổi sao – tam giác.
Với cách khởi động động cơ cảm ứng xoay chiều trực tiếp, dòng khởi động tăng cao đột ngột (thường gấp 6 đến 7 lần dòng định mức của động cơ) và momen khởi động cực đại có thể ảnh hưởng đến các thiết bị điện khác và dễ dẫn đến tình trạng sụt áp toàn hệ thống điện.
Thay vào đó việc sử dụng bộ khởi động mềm có thể loại bỏ những vấn đề này:
- Điều khiển động cơ điện, giúp động cơ khởi động và dừng êm.
- Hạn chế dòng khởi động cao dẫn đến sụt áp hệ thống lưới điện, lưới điện làm hư hại các thiết bị điện khác trên cùng lưới và ảnh hưởng về cơ khí.
- Giảm thiểu hao mòn động cơ khi khởi động và dừng thường xuyên. Từ đó giảm chi phí bảo trì và tăng tuổi thọ động cơ.
- Điều chỉnh mô men chính xác theo sát tải của motor, giảm tuyến tính làm giảm dòng một cách từ từ khi theo yêu cầu sử dụng.
- Bảo vệ động cơ khi có sự cố quá dòng, quá áp, mất pha, lỗi pha đầu vào và đầu ra, non tải, bảo vệ ngắn mạch cho tải, bảo vệ quá tải.
Cấu tạo của khởi động mềm
Cấu tạo của bộ khởi động mềm sẽ bao gồm các bộ phận sau:
- Bộ phận điều khiển: loại có màn hình và bàn phím điều khiển hoặc loại điều khiển bằng vít hay cài hay cài đặt bằng vặn biến trở.
- Bộ phần điều khiển: rơle báo trạng thái, điều khiển bảo vệ chống quá nhiệt, quá tải, điều khiển thời gian khởi động bằng biến trở hay bằng màn hình, các cổng kết nối truyền thông Profibus, Modbus.
- Thyristor hay SCR (Silicon controller rectifier) có chức năng điều khiển và đóng ngắt dòng điện.
- Bộ phận quạt làm mát và tản nhiệt.
- Phần vỏ bảo vệ.
>> Xem thêm: PROFIBUS và PROFINET là gì?
Nguyên lý hoạt động của khởi động mềm
Cấu tạo của khởi động mềm gồm 3 cặp thyristor (SCR) đấu song song ngược. Các thành phần này làm giảm điện áp đến động cơ và có thể cho phép người vận hành giữ điện áp không đổi cho đến khi đạt được tốc độ tối đa.
Ở trạng thái ngắt, thyristor ngăn không cho dòng điện chạy qua, khi có lệnh mở, thyristo mở dần góc kích (góc mở của các van bán dẫn) cho phép dòng điện chạy qua từ từ, động cơ bắt đầu khởi động và tăng tốc dần. Điện áp được điều khiển bằng cách điều khiển góc mở của van.
Khi van mở hoàn toàn, điện áp đạt đến giá trị điện áp định mức và lúc đó động cơ sẽ đạt đến tốc độ tối đa cho phép. Vì mô-men động cơ tỉ lệ với bình phương điện áp, dòng điện tỉ lệ với điện áp, mô-men gia tốc và dòng điện khởi động được hạn chế thông qua điều chỉnh trị số hiệu dụng của điện áp.
Dòng điện được theo dõi cho đến khi động cơ đạt tốc độ tối đa, khi đó các thyristor được bỏ qua bằng cách kết nối động cơ trực tiếp với nguồn điện qua các tiếp điểm (còn được gọi là cấp nguồn cho động cơ “qua đường”).
Ứng dụng của khởi động mềm
Hiện nay, phương pháp khởi động dùng khởi động mềm được ứng dụng phổ biến cho nhiều lĩnh vực như:
- Động cơ điện cho việc chuyên chở vật liệu
- Động cơ bơm,
- Động cơ vận hành non tải lâu dài,
- Động cơ có bộ chuyển đổi ( ví dụ hộp số, băng tải,...)
- Động cơ có quán tính lớn (ví dụ băng chuyền, thang máy, máy ép, máy dệt, máy khuấy…)
Ngoài ra, bộ khởi động mềm còn bảo vệ nhiệt cho động cơ, bảo vệ máy móc quá tải, non tải với ngưỡng bảo vệ và khoảng thời gian được điều chỉnh, bảo vệ các rotor của động cơ khi đảo chiều quay của các động cơ.
Lựa chọn khởi động mềm sẽ theo công suất thực của động cơ. Nếu máy nến làm việc ở môi trường công nghiệp nặng, cần nâng công suất của bộ khởi động mềm lên 1 cấp. Tương tư, trường hợp khởi động máy nén 10 lần/giờ thì cũng phải nâng công suất khởi động mềm.
Trên đây là những thông tin về phương pháp khởi động dùng khởi động mềm, nếu có những thắc mắc nào hãy truy cập vào website Batiea.com để được GPTEk hỗ trợ và tư vấn tốt nhất.
