Khởi động mềm là một công nghệ được sử dụng để hỗ trợ quá trình khởi động động cơ một cách nhẹ nhàng, giảm thiểu rủi ro hư hỏng và bảo vệ mạng lưới điện của các nhà máy, xí nghiệp khỏi sự tăng đột ngột và giảm áp suất điện do dòng điện được tăng dần lên đến mức định mức.
Như vậy, khởi động mềm là gì? Nó được cấu tạo như thế nào? Nguyên lý hoạt động của nó ra sao? Và có những ứng dụng nào? Tất cả những câu hỏi này sẽ được trình bày chi tiết trong bài viết dưới đây.
Nội dung
Khởi động mềm là gì?
Khởi động mềm hay còn gọi là soft start là một công cụ điện được sử dụng để hỗ trợ quá trình khởi động động cơ không đồng bộ 3 pha có công suất trung bình và lớn. Chức năng chính của khởi động mềm là bảo vệ động cơ khỏi hư hại do dòng khởi động mạnh và đột ngột, đồng thời ngăn ngừa sự sụt áp trong hệ thống lưới điện gây hư hại cho các thiết bị điện khác trên cùng lưới và ảnh hưởng đến phần cơ khí.
Khái niệm khởi động mềm là gì?
Khởi động mềm sử dụng bộ biến đổi điện áp xoay chiều để điều khiển điện áp stator của động cơ bằng việc điều khiển góc kích SCR. Một trong những ưu điểm của khởi động mềm là khả năng điều chỉnh mượt mà và phạm vi điều chỉnh rộng. Nó cũng cho phép linh hoạt kết hợp khởi động mềm và dừng mềm.
>>> Xem thêm: Nguyên lý hoạt động và ứng dụng của khởi động mềm Danfoss
Nguyên lý hoạt động của khởi động mềm
Cấu trúc của khởi động mềm bao gồm một mạch song song ngược gồm 3 cặp thyristor (SCR). Trong trạng thái tắt, thyristor không cho phép dòng điện chảy qua. Khi nhận được tín hiệu mở, thyristor mở dần góc kích (hay còn gọi là góc mở của các van bán dẫn), cho phép dòng điện chảy qua từ từ, từ đó động cơ bắt đầu khởi động và tăng tốc dần. Điện áp được điều khiển thông qua việc điều chỉnh 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 được tốc độ tối đa cho phép. Mô-men động cơ tỉ lệ với bình phương điện áp và dòng điện khởi động được giới hạn khi điều chỉnh giá trị hiệu dụng của điện áp,
Khi động cơ đạt đến tốc độ định mức, contactor bypass trong khởi động mềm sẽ được đóng lại, hệ thống tự động bypass qua điện lưới mà không thông qua bộ thyristor.
Nguyên lý hoạt động của khởi động mềm
>>> Tham khảo ngay: Tính năng và ưu điểm của biến tần hạ thế Danfoss
Ưu và nhược điểm khi sử dụng khởi động mềm
Ưu điểm:
- Cung cấp các khả năng điều chỉnh trơn, có phạm vi điều chỉnh rộng và khả năng dừng mềm, tăng tốc từ từ, khởi động mềm giúp điều chỉnh tốc độ của động cơ một cách dễ dàng mà không ảnh hưởng đến công nghệ, cấu trúc thiết bị, máy móc hay hệ thống mạng lưới điện.
- Có tính năng bảo vệ động cơ và mạng lưới điện đầy đủ khi gặp các hiện tượng như quá dòng, quá áp, mất pha, đảo pha, giúp động cơ trở nên bền bỉ hơn và bảo vệ các thiết bị kết nối với hệ thống điện.
- Có khả năng kết hợp với động cơ để điều chỉnh tốc độ của nó.
- Đem lại hiệu quả tiết kiệm năng lượng và chi phí trong hóa đơn điện.
- Kích thước nhỏ gọn, giúp tiết kiệm chi phí đầu tư so với biến tần có cùng công suất.
Ưu điểm của khởi động mềm
Nhược điểm:
- Vì khởi động mềm dựa trên nguyên tắc điều chỉnh điện áp đầu vào để thay đổi tốc độ động cơ, việc lựa chọn phương pháp khởi động mềm phù hợp là rất quan trọng.
- Tuy không phù hợp cho các động cơ lớn, khởi động nặng nề và khó khăn, vì khả năng điều chỉnh thời gian tăng-giảm tốc khá hạn chế.
- Khó thi công và đòi hỏi bảo trì – bảo dưỡng khó khăn.
Nhược điểm của khởi động mềm
>>> Xem thêm: Một số tính năng nổi bật và ứng dụng của biến tần trung thế Danfoss
So sánh giữa biến tần và khởi động mềm
Để tìm phương pháp khởi động phù hợp cho ứng dụng, bạn cần xác định rõ nhu cầu, mục tiêu sử dụng và cân nhắc về mức đầu tư để đạt được hiệu quả tối ưu nhất khi lựa chọn. Dưới đây là bảng so sánh giữa khởi động mềm và biến tần:
| Khởi động mềm | Biến tần | |
| Tác dụng | Chỉ có tác dụng tăng tốc hoặc giảm tốc trong quá trình khởi động và dừng động cơ để làm khởi động hoặc dừng “mềm”, không thể đảo chiều động cơ | Thay đổi tốc độ động cơ linh hoạt, đảo chiều động cơ không chỉ khi khởi động, dừng động cơ mà suốt quá trình hoạt động của thiết bị |
| Điều chỉnh | Khoảng điều chỉnh thời gian tăng giảm tốc hẹp, khởi động nặng nề nhất là đối với các động cơ lớn | Khoảng điều chỉnh thời gian tăng giảm tốc linh hoạt và khởi động động cơ cực kỳ êm ái |
| Chức năng | Ít chức năng bảo vệ động cơ, chỉ có các chức năng bảo vệ cơ bản | Nhiều chức năng bảo vệ động cơ và cả hệ thống cơ khí hơn |
| Số lần khởi động | Có thể bị giới hạn số lần khởi động | Có thể khởi động bao nhiêu lần tùy ý trong ngày và trong vòng đời thiết bị
Đặc biệt không ảnh hưởng đến động cơ và hệ thống cơ khí |
| Cách thay đổi tốc độ | Thay đổi điện áp nên khiến mô-men khởi động yếu.
Lưu ý đến yếu tố tải khi lựa chọn khởi động mềm |
Thay đổi tần số nên không ảnh hưởng đến mô-men khởi động |
| Cách sử dụng | Chỉ sử dụng cho một động cơ duy nhất | Sử dụng cho nhiều động cơ |
| Thiết kế | Nhỏ gọn hơn so với biến tần cùng công suất | Kích thước lớn và chiếm nhiều không gian |
| Giá cả | Thấp hơn | Cao hơn |
Do đặc tính chung, khởi động mềm và biến tần đều được sử dụng để điều khiển động cơ một cách mềm mại và tiết kiệm năng lượng, nhưng có những khác biệt quan trọng. Trong khi khởi động mềm chỉ tạo ra hiệu ứng mềm mại trong quá trình khởi động hoặc dừng máy, biến tần cho phép điều khiển tốc độ động cơ liên tục, đảo chiều quay và có nhiều tính năng điều khiển linh hoạt khác.
Tuy biến tần có kích thước lớn hơn và đòi hỏi đầu tư chi phí cao hơn so với khởi động mềm, đặc biệt là trong các ứng dụng công suất lớn. Vì vậy, nếu ứng dụng của bạn chỉ yêu cầu giới hạn dòng điện trong quá trình khởi động, lưới điện ổn định, không yêu cầu thay đổi tốc độ động cơ và không có các yêu cầu khác đặc biệt, bộ khởi động mềm có thể là một giải pháp hiệu quả. Dù chi phí đầu tư ban đầu cho biến tần có thể cao hơn, trong nhiều trường hợp nó có thể giúp tiết kiệm năng lượng lên đến 50%, từ đó giảm chi phí hoạt động trong suốt tuổi thọ của thiết bị.
Nếu cần tư vấn cụ thể hơn về việc nên lựa chọn biến tần hay khởi động mềm, hãy liên hệ ngay cho HG Automation đội ngũ nhân viên sẽ hỗ trợ bạn nhanh nhất.
Dưới đây là những kiến thức cơ bản về khởi động mềm, hy vọng rằng những thông tin mà chúng tôi cung cấp trong bài viết sẽ hữu ích cho độc giả, đáp ứng nhu cầu thông tin của bạn. Hãy liên hệ ngay với HG Automation – đơn vị chuyên tư vấn và cung cấp các giải pháp tự động hóa cho ngành sản xuất, thông qua số HOTLINE 0979402466 để nhận sự hỗ trợ bổ sung!
Bài viết liên quan:
- Một số lưu ý khi chọn biến hạ thế Vacon phổ biến
- Thông số kỹ thuật và ưu điểm của bộ trao đổi nhiệt Sondex
