Khởi động mềm, hay còn được gọi là soft starter, được sử dụng để bắt đầu hoạt động của các động cơ công suất lớn một cách nhẹ nhàng, tránh sụt áp đột ngột trên lưới điện và hệ thống cơ khí. Hiện nay, khởi động mềm đóng vai trò cực kỳ quan trọng, trở nên phổ biến hơn và được nhiều doanh nghiệp, cơ sở sản xuất tin tưởng và sử dụng.
Khởi động sao tam giác
Khởi động sao tam giác là một trong những phương pháp khởi động cổ điển được sử dụng phổ biến cho các động cơ có công suất thấp. Tuy nhiên, khởi động sao tam giác gây tăng dòng điện từ 5-9 lần so với động cơ hoạt động bình thường, gây tổn hại đến hệ thống điện và độ bền của động cơ.
Để khắc phục vấn đề trên, khởi động mềm (soft starter) được ra đời. Mục đích chính của khởi động mềm là hạn chế sự sụt áp đột ngột của hệ thống điện. Cùng tìm hiểu khởi động mềm là gì và những ưu điểm vượt trội của nó.
Tác dụng của khởi động mềm
- Một công dụng lớn nhất của khởi động mềm là khả năng điều chỉnh mô-men một cách chính xác khi cần thiết, cho dù ứng dụng là tải hay không. Điều này giúp giảm ảnh hưởng lên thiết bị máy móc, giúp giảm chi phí bảo trì đáng kể.
- Khởi động mềm giúp giảm hiện tượng búa nước khi dừng, đặc biệt là khi dừng bơm. Điều này thực sự hữu ích trong các phương pháp khởi động sao tam giác và khởi động trực tiếp.
Mục đích sử dụng khởi động mềm
- Khởi động êm, nhẹ nhàng và tránh sụt áp đột ngột.
- Tăng tuổi thọ của các động cơ và cơ cấu khí chấp hành.
- Kết nối và truyền thông với các hệ thống điều khiển ở trung tâm.
- Bảo vệ quá áp, quá dòng, mất pha động cơ.
- Giảm tổn thất điện năng và không ảnh hưởng đến chất lượng lưới điện.
Đặc điểm của khởi động mềm
- Dừng tự do theo quán tính: Động cơ vẫn tiếp tục chạy theo quán tính khi điện áp cấp bị cắt một cách trực tiếp. Thời gian dừng cùng với mô-men quán tính nhỏ có thể rất ngắn, cần tránh trường hợp này để đảm bảo an toàn và tránh dừng tải đột ngột không mong muốn.
- Dừng mềm: Điện áp của động cơ được giảm từ từ và nhanh chóng chỉ trong khoảng thời gian từ 1-20 giây (tuỳ thuộc vào yêu cầu).
- Tiết kiệm năng lượng khi không tải: Khởi động mềm giúp tiết kiệm điện năng khi động cơ hoạt động ở trạng thái không tải.
Cấu tạo khởi động mềm
Cấu tạo của khởi động mềm bao gồm:
- Bộ điều khiển có màn hình và bàn phím điều khiển.
- Điều khiển số với các ngõ ra chức năng như báo trạng thái, điều khiển thời gian khởi động, bảo vệ quá nhiệt, quá tải và các cổng kết nối truyền thông.
- Thyristor (SCR) được sử dụng để điều khiển và đóng ngắt dòng điện.
- Bộ phận làm mát và bộ phận tản nhiệt.
- Vỏ bảo vệ.
Nguyên lý hoạt động của khởi động mềm
Khởi động mềm gồm 3 cặp thyristor (SCR) được đấu song song ngược. Khi thyristor mở, dòng điện được điều khiển từ từ, cho phép động cơ khởi động và tăng tốc dần lên. Điện áp động cơ được điều khiển bằng cách điều chỉnh góc mở của van. Khi van mở hoàn toàn, điện áp đạt đến giá trị điện áp định mức và động cơ đạt tới tốc độ tối đa cho phép.
Cách đấu dây khởi động mềm
Cách đấu dây khởi động mềm khá đơn giản, chỉ cần cấp nguồn 220Vac để khởi động mềm hoạt động. Nguồn điện 3 pha sẽ được cấp vào INPUT của khởi động mềm, và OUTPUT của khởi động mềm sẽ cấp vào động cơ.
Ưu và nhược điểm của khởi động mềm
Ưu điểm
- Độ bền cao và tiết kiệm không gian lắp đặt.
- Có các chức năng điều khiển và bảo vệ, với khoảng điện áp sử dụng dao động từ 200V-500V và tần số từ 45Hz đến 65Hz.
- Có phần mềm chuyên dụng và dễ dàng lắp đặt các chức năng.
Nhược điểm
- Giá thành cao so với phương pháp khởi động truyền thống.
- Moment không hoạt động hết công suất trong suốt quá trình khởi động.
- Chỉ có chức năng khởi động, không đảo chiều và điều chỉnh tốc độ động cơ.
- Lắp đặt và vận hành khó khăn, đòi hỏi tay nghề cao.
Ứng dụng của khởi động mềm
Ứng dụng trong hệ thống máy quạt, máy có quán tính lớn
- Hạn chế hiện tượng quá dòng và tránh sụt áp khi khởi động.
- Phát hiện trường hợp Roto quay ngược và đảm bảo khởi động phù hợp.
- Tạo mô-men hãm khi dừng.
Ứng dụng rộng rãi trong hệ thống máy bơm
- Giảm phát nhiệt động cơ an toàn và hiệu quả khi lưu lượng bơm giảm xuống mức thấp.
- Bảo vệ chống vận hành khô (đảo thứ tự pha, mất pha, và trường hợp Roto bị mắc kẹt).
- Khử bỏ hiện tượng quá áp suất và áp lực tác động lên hệ thống.
Ngoài ra, khởi động mềm còn được sử dụng để bảo vệ nhiệt cho động cơ, bảo vệ máy móc khi quá tải hoặc không tải với ngưỡng bảo vệ và khoảng thời gian điều chỉnh, và bảo vệ rotor của động cơ khi đảo chiều quay.
Hiện nay, biến tần được sử dụng để khởi động động cơ thay thế cho khởi động mềm, với giá thành rẻ hơn và tính ưu việt của nó.
Với vai trò quan trọng và ứng dụng đa dạng, khởi động mềm cần thiết trong nhiều lĩnh vực. Hy vọng qua bài viết này, bạn đã hiểu rõ hơn về khởi động mềm và ứng dụng của nó. Cảm ơn bạn đã đọc bài viết và hẹn gặp lại trong các bài viết sau trên trang web LADEC!