KHỞI ĐỘNG MỀM LÀ GÌ? CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

Khởi động mềm là thiết bị sử dụng trong công nghiệp để hỗ trợ quá trình khởi động động cơ không đồng bộ 3 pha giúp động động cơ tránh hư hại bởi dòng điện lớn, dùng cho động cơ vừa và lớn. Là một thiết bị được ưa chuộng và sử dụng thịnh hành cho các ngành công nghiệp trong thời đại phát triển hiện nay.Tuy nhiên chúng có những ưu nhược điểm nhất định. Vậy để hiểu rõ hơn về Khởi động mềm là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của chúng , mời các bạn cùng Cơ Điện Đông Á tìm hiểu trong bài viết này nhé!

Khởi động mềm là gì?

Khởi động mềm (Soft starter) là một thiết bị điều khiển được sử dụng để giảm dòng khởi động và giúp điều chỉnh quá trình khởi động của động cơ điện một cách hiệu quả. Softstarter thường được sử dụng để khởi động các động cơ điện có công suất vừa và lớn. Thay vì khởi động ngay lập tức với một dòng điện cao, khởi động mềm sẽ giảm dần công suất điện áp và dòng điện đầu vào cho đến khi động cơ hoạt động ở điều kiện đầy đủ.

A, Quá trình khởi động:

Trong phần đầu của khởi động, điện áp đặt vào động cơ là thấp …
Dần dần, điện áp và mô men tăng lên để động cơ bắt đầu tăng tốc.

B, Công dụng của khởi động mềm:

– Một tính năng của bộ khởi động mềm là chức năng dừng mềm, chức năng này thực sự hữu ích khi dừng bơm, nơi mà xảy ra hiện tượng búa nước khi dừng trực tiếp như trong khởi động sao- tam giác và khởi động trực tiếp.

– Một trong những lợi ích của phương pháp khởi động mềm này là khả năng để điều chỉnh mô men chính xác khi cần thiết cho dù ứng dụng là tải hay không.

– Khởi động mềm giúp tránh đi những ảnh hưởng nhiều hơn cho các thiết bị máy móc, và kết quả là chi phí bảo trì thấp hơn.

-Chức năng dừng mềm cũng rất hữu ích khi dừng băng tải vận chuyển các vật liệu dễ vỡ, có thể bị hư hỏng khi các vành đai dừng quá nhanh.

Ứng dụng khởi động mềm vào thực tiễn?

– Động cơ điện cho 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 (quạt, máy nén, bơm, băng truyền, thang máy, máy nghiền, máy ep, máy khuấy, máy dệt …)

C, Ưu điểm của khởi động mềm:

– Giảm tác động khởi động: Soft starter giúp giảm các tác động mạnh và đột ngột lên động cơ khi khởi động. Điều này làm giảm sự hao mòn của bộ phận cơ học trong động cơ, giúp tăng tuổi thọ của thiết bị hiệu quả.

– Kiểm soát mô men: Soft starter cho phép điều chỉnh mô men đầu tiên và mô men định mức của động cơ. Bên cạnh đó còn giúp ứng dụng có thể điều chỉnh mô men theo nhu cầu cụ thể, đặc biệt là trong các ứng dụng như bơm và máy ép.

– Tiết kiệm năng lượng: Soft starter giúp giảm dòng khởi đầu bằng cách giảm điện áp đầu vào từ mức đầy cho đến mức hoạt động định mức. Điều này giúp giảm tổn thất năng lượng và tiết kiệm điện hữu hiệu.

– Bảo vệ thiết bị: Soft starter giúp giảm ảnh hưởng của quá dòng và quá tải đối với động cơ và thiết bị điện khác. Điều này hỗ trợ việc bảo vệ và nâng cao tuổi thọ của các thiết bị trong hệ thống.

D, Nhược điểm của khởi động mềm:

– Chi phí cao: Soft starter thường có giá thành cao hơn so với các phương pháp khởi động truyền thống.

– Hạn chế mô men đầu ra: Soft starter có thể giới hạn mô men đầu ra của động cơ. Điều này sẽ gây ảnh hưởng đến khả năng chịu tải và hiệu suất của động cơ trong một số ứng dụng đặc biệt.

– Không phù hợp với một số ứng dụng: Có những ứng dụng yêu cầu khởi động trực tiếp hoặc khởi động sao tam giác để đạt được hiệu suất tốt hơn. Trong trường hợp này, Soft starter không phù hợp hoặc không cung cấp những tính năng tốt nhất cho các ứng dụng đó.

– Cần kiến thức kỹ thuật cao để sử dụng: Để cài đặt và vận hành Soft starter, người dùng cần phải có hiểu biết về điện và kiến thức kỹ thuật liên quan tốt. Điều này có thể là một hạn chế đối với các hệ thống không có người dùng đạt kỹ năng kỹ thuật cao trong quá trình cài đặt và vận hành.

Cấu tạo, nguyên lý làm việc của Soft starter (Khởi động mềm)

Cấu tạo:

– Bộ phận điều khiển (có thể có màn hình và bàn phím hoặc điều khiển bằng vít/ vặn biến trở)

– Thyristor hoặc SCR (Silicon control rectifier) được sử dụng để điều khiển và đóng ngắt dòng điện

– Hệ thống tản nhiệt và quạt làm mát

– Contactor Bypass (có thể sẵn có hoặc không tùy theo từng loại khởi động mềm)

– Vỏ bảo vệ sẽ có chất liệu tuỳ thuộc vào các tiêu chuẩn bảo vệ do môi trường sử dụng

– Bộ phận điều khiển: điều khiển số hoặc cơ khí, các đầu ra chức năng rơ le báo trạng thái, điều khiển bảo vệ chống quá nhiệt, quá tải, các kết nối truyền thông Modbus, Profibus, điều khiển thời gian khởi động bằng biến trở hoặc màn hình.

Nguyên lý hoạt động:

– Khởi động mềm có cấu tạo bởi 3 cặp thyristor (SCR) được kết hợp song song và ngược nhau. Khi không có điện, thyristor ngăn không cho dòng điện chạy qua. Khi ở trạng thái mở, thyristor mở dần góc kích (góc mở của các van bán dẫn) để cho phép dòng điện chạy qua từ từ. Điều này giúp động cơ khởi động và tăng tốc lên một cách nhẹ nhàng. Điện áp được điều khiển bằng cách điều chỉnh góc mở của van.

– Khi van mở hoàn toàn, điện áp sẽ đạt đến giá trị điện áp định mức và lúc đó động cơ sẽ đạt được tốc độ tối đa cho phép. Vì mô-men động cơ tỉ lệ với bình phương điện áp và dòng điện, nên mô-men gia tốc và dòng điện khởi động được hạn chế thông qua việc điều chỉnh trị số hiệu dụng của điện áp. Khi động cơ đạt đến tốc độ định mức, contactor bypass trong khởi động mềm sẽ đóng lại, hệ thống tự động bypass qua điện lưới mà không cần qua bộ thyristor.