Khởi động mềm: Cấu tạo, Nguyên lý hoạt động và Ứng dụng

Cho những ai chưa biết, khởi động mềm là dòng thiết bị khá phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp. Chúng được sử dụng chủ yếu để hỗ trợ cho quá trình khởi động động cơ không đồng bộ, từ đây giúp động cơ dễ dàng tránh được nhiều mối nguy hại từ dòng điện lớn. Và tương tự như bao thiết bị điện khác, khởi động mềm mang trong mình nhiều ưu điểm cũng như nhược điểm khác nhau.

Để giúp bạn hiểu rõ hơn về khởi động mềm, nội dung ngày hôm nay sẽ cung cấp đến bạn những thông tin xoay quanh cấu tạo, nguyên lý hoạt động cũng như ứng dụng nổi bật của khởi động mềm. Cùng theo dõi ngay dưới đây nhé!

Giới thiệu tổng quan về khởi động mềm

Hiện nay, hầu hết các loại động cơ ở nhiều mức công suất từ cao đến thấp, khi khởi động sẽ làm cho dòng điện chạy vào thiết bị tăng lên gấp nhiều lần so với dòng điện lúc hoạt động ổn định. Đây là nguyên nhân có thể làm cho toàn bộ hệ thống điện cục bộ gặp nhiều rắc rối chẳng hạn như dừng hoạt động, tụt áp,… Nếu để kéo dài qua thời gian thậm chí có thể làm giảm đáng kể tuổi thọ của động cơ.

Lúc này, khởi động mềm (soft starter) được tạo ra để kiềm hãm nhược điểm này. Trở thành công cụ đắc lực cho các nhà máy, xưởng sản xuất công nghiệp. Khởi động mềm là dòng thiết bị vô cùng thông minh, giúp hỗ trợ động cơ từ bước khởi động ban đầu, hạn chế rủi ro về hư hại, bảo vệ hệ thống điện chung.

Cấu tạo cơ bản của khởi động mềm

Nhìn chung, đa số các dòng khởi động mềm đều sẽ có cấu tạo cơ bản dưới đây:

- Bảng điều khiển thuộc dòng có màn hình, tích hợp kèm bàn phím điều khiển, điều khiển thông qua thao tác vặn biến trở hoặc vít,…

- Bộ phận điều khiển với nhiều ngõ chức năng khác nhau bao gồm rơ le trạng thái, bộ bảo vệ phòng trường hợp bị quá nhiệt, điều khiển thời gian khởi động thông qua màn hình hay biến trở, nhiều cổng kết nối truyền thông khác

- Bộ tản nhiệt, quạt làm mát với công dụng giảm đi nhiệt độ bên trong của thiết bị khi hoạt động.

- SCR hoặc thyristor đóng vai trò điều khiển, đóng ngắt dòng điện

- Vỏ bảo vệ thiết bị đáp ứng theo các tiêu chuẩn kỹ thuật và môi trường

Khi nào thì chúng ta cần sử dụng khởi động mềm?

Khởi động mềm thường được sử dụng cho nhiều loại động cơ ở các trường hợp cụ thể:

- Một thiết bị khởi động mềm sẽ đi kèm với một loại động cơ duy nhất

- Nhu cầu hỗ trợ cho quá trình khởi động hoặc dừng của động cơ, kể cả quá trình tăng tốc, giảm tốc hay lúc không thể đảo chiều cho động cơ

- Bảo vệ động cơ trước những vấn đề thường gặp phải như bị quá áp, mất pha, quá tải điện,…

- Phòng ngừa, hạn chế tình trạng động cơ bị tụt áp điện lưới

- Kéo dài tuổi thọ cho động cơ, góp phần giảm đi chi phí thi công lắp đặt, vận hành. Đồng thời, do có giá thành phải chăng hơn biến tần nên sẽ khá hiệu quả để giảm đi chi phí bảo trì bảo dưỡng.

Khởi động mềm có ưu và nhược điểm nào đáng chú ý?

Ưu điểm

- Dễ dàng tự điều chỉnh trơn, có phạm vi điều chỉnh linh hoạt, dừng hay tăng tốc từ từ

- Thuận lợi điều chỉnh tốc độ của động cơ mà không tạo ra quá nhiều ảnh hưởng đến các yếu tố công nghệ, cấu tạo thiết bị hay toàn bộ hệ thống mạng lưới điện

- Tích hợp đầy đủ tính năng bảo vệ động cơ, mạng lưới điện trong trường hợp xảy ra hiện tượng quá tải, quá áp, đảo pha,… khiến cho động cơ hoạt động bền bỉ hơn, bảo vệ cả những thiết bị kết nối trên cùng một hệ thống điện

- Kết hợp với động cơ để thuận tiện trong việc điều chỉnh tốc độ

- Tiết kiệm đáng kể nguồn năng lượng sử dụng, tiết kiệm chi phí tiền điện trong quá trình sử dụng

- Kích thước tương đối nhỏ gọn

Khởi động mềm đáp ứng nhu cầu vận hành động cơ và đảm bảo an toàn hệ thống điện

Nhược điểm

- Do hoạt động chủ yếu dựa trên nguyên lý thay đổi mức điện áp đầu vào, tùy chỉnh tốc độ của động cơ nên khởi động mềm dễ khiến cho các momen khởi động yếu đi. Điều này yêu cầu người sử dụng phải biết chọn được khởi động mềm tương thích với động cơ

- Không khả quan để tích hợp sử dụng cho các động cơ quy mô, yêu cầu khởi động nặng do khoảng điều chỉnh thời gian là rất cao

- Gây nhiều khó khăn cho việc thi công lắp đặt hay bảo dưỡng định kì

Nguyên lý hoạt động của khởi động mềm là gì?

Khởi động mềm có nguyên lý hoạt động chủ yếu thông qua việc tạo ra tác động, giúp cho động cơ hoạt động bằng cách điều khiển điện áp cấp chạy vào khi khởi động hoặc dừng. Việc này đồng nghĩa với thay đổi trị số hiệu dụng điện áp. Bởi momen động cơ luôn tỉ lệ với bình phương điện áp, ngược lại điện áp tỉ lệ thuận với dòng diện hay momen gia tốc. Do đó mà việc điều chỉnh dòng điện cấp cao bên trong động cơ lúc khởi động sẽ thay đổi được trị số hiệu dụng.

Mỗi một thiết bị khởi động mềm đều sẽ có 3 cặp SCR được lắp đặt song song ngược với nhau. Khi được đóng ngắt, các cặp SCR này sẽ ngăn chặn dòng điện chạy qua thiết bị.

Ngược lại, khi được bật (ở trạng thái đang mở), các cặp SCR dần mở ra góc kích các van bán dẫn, lúc này dòng điện có thể chạy qua nhưng vẫn không quá ồ ạt mà rất chậm rãi, đều đặn. Như vậy sẽ vừa cung cấp được nguồn năng lượng cho quá trình khởi động động cơ, vừa làm cho động cơ tăng tốc chậm rãi, hệ thống điện cũng tránh được tình trạng bị sụt áp.

Góc mở tại van bán dẫn được xem là mấu chốt để chúng ta điều chỉnh được điện áp vào thiết bị và động cơ. Một khi van được mở từ từ cho đến lúc mở hoàn toàn, điện áp sẽ đạt được giá trị định mức lớn nhất. Đây cũng là lúc động cơ đạt được khả năng vận hành ổn định khi tốc độ lên đến mức tối đa.

Ngoài ra, sẽ không thể thiếu đi tính năng contactor bypass, tự động đóng ngắt mà không cần thông qua bộ SCR. Tính năng này sẽ được kích hoạt khi động cơ đạt đến tốc độ giới hạn định mức.

Một số ứng dụng nổi bật của khởi động mềm

Giờ đây, thiết bị khởi động mềm đang được ứng dụng trong đa dạng các lĩnh vực. Cùng điểm qua những lĩnh vực nổi bật khi ứng dụng khởi động mềm dưới đây nhé!

- Ứng dụng tại các hệ thống tích hợp dòng quạt lớn, động cơ có mức quán tính cao như máy nén, băng chuyền, quạt bơm không khí, thang máy, máy dệt,…

- Ứng dụng tại đa dạng hệ thống máy bơm như bơm nước thải, bơm cấp nước, bơm thực phẩm, máy khuấy rác thải,…

- Thích hợp sử dụng cho các loại động cơ yêu cầu thay đổi tốc độ thường xuyên chẳng hạn như: động cơ đi kèm bộ chuyển đổi, máy ép, máy nghiền, động cơ điện cho máy chuyên chở vật liệu,…

Hi vọng qua những thông tin hữu ích vừa rồi, bạn sẽ thuận tiện hơn trong việc chọn lựa cho mình được thiết bị khởi động mềm phù hợp với nhu cầu sử dụng. Nếu đang cần tìm mua, tham khảo các mẫu khởi động mềm mới nhất, liên hệ ngay Công Ty TNHH Thương Mại Dịch Vụ Kỹ Thuật Điện CTE để được hỗ trợ và tư vấn nhanh chóng nhé!

CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI DỊCH VỤ KỸ THUẬT ĐIỆN CTE

Địa chỉ: 23/43/12 Nguyễn Hữu Tiến, P. Tây Thạnh, Q. Tân Phú, TPHCM

Hotline: 0907 955 499 - Mr. Cường

Email: cuongtran.cte@gmail.com - cuongttq@thietbicodiencte.com

Website: thietbicodiencte.com