Khởi động mềm là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và đặc điểm chỉnh của khởi động mềm

Khởi động mềm là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và đặc điểm chính của khởi động mềm

1. 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 điều chỉnh quá trình khởi động của động cơ điện, đặc biệt là các động cơ có công suất trung bình và lớn. Thay vì cấp điện áp đầy đủ ngay lập tức vào động cơ, khởi động mềm sẽ từ từ tăng điện áp đặt vào động cơ, giúp giảm dòng điện khởi động ban đầu xuống một mức an toàn, tránh gây sụt áp cho hệ thống điện và bảo vệ động cơ.

2. Ứng dụng của khởi động mềm

2.1. Trong ngành công nghiệp

• Bơm và quạt: Khởi động mềm giúp giảm thiểu các tác động cơ học khi khởi động bơm và quạt, đặc biệt là các loại có kích thước lớn. Điều này giúp bảo vệ động cơ, kéo dài tuổi thọ và giảm thiểu tiếng ồn.

• Máy nén khí: Khởi động mềm giúp bảo vệ máy nén khí khỏi các tác động do dòng khởi động lớn gây ra, giúp máy hoạt động ổn định và bền bỉ hơn.

• Băng tải và hệ thống vận chuyển: Khởi động mềm giúp hệ thống vận chuyển hoạt động êm ái và tránh các tác động giật cục, giúp bảo vệ hàng hóa và tăng năng suất.

• Máy công cụ: Khởi động mềm giúp bảo vệ máy công cụ và động cơ khỏi các tác động do dòng khởi động lớn, giúp máy hoạt động chính xác và bền bỉ hơn.

• Hệ thống nâng hạ: Khởi động mềm giúp hệ thống nâng hạ hoạt động êm ái, tránh các tác động giật cục có thể gây nguy hiểm hoặc làm hỏng thiết bị.

2.2. Trong tự động hóa

• Hệ thống điều khiển: Khởi động mềm có thể tích hợp vào các hệ thống điều khiển tự động, giúp điều khiển quá trình khởi động động cơ một cách chính xác và hiệu quả.

• Hệ thốngrobot: Trong các ứng dụng robot, khởi động mềm giúp robot di chuyển mượt mà và tránh các tác động giật cục có thể làm hỏng robot hoặc gây nguy hiểm.

• Hệ thống HVAC: Trong các hệ thống HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning), khởi động mềm giúp giảm thiểu tiếng ồn và rung động khi khởi động các động cơ, tạo môi trường thoải mái hơn.

3. Cấu tạo của khởi động mềm

3.1. Bộ phận điều khiển

• Chức năng: 

  • Điều khiển hoạt động của khởi động mềm, bao gồm các chức năng như khởi động, dừng, bảo vệ, và giám sát.

  • Cài đặt các thông số hoạt động của khởi động mềm, chẳng hạn như thời gian khởi động, dòng điện khởi động, và các chế độ bảo vệ.

  • Hiển thị trạng thái hoạt động và các thông số của khởi động mềm.

• Các loại bộ phận điều khiển: 

  • Điều khiển số: Sử dụng vi xử lý để điều khiển và quản lý các chức năng của khởi động mềm. Loại này thường có màn hình hiển thị và bàn phím để cài đặt và theo dõi các thông số.

  • Điều khiển cơ khí: Sử dụng các biến trở hoặc công tắc để điều chỉnh các thông số của khởi động mềm. Loại này thường đơn giản và dễ sử dụng hơn, nhưng ít chức năng hơn so với điều khiển số.

• Các đầu ra chức năng: 

  • Rơ le báo trạng thái: Báo hiệu trạng thái hoạt động của khởi động mềm, chẳng hạn như trạng thái khởi động, trạng thái hoạt động bình thường, hoặc trạng thái lỗi.

  • Các cổng kết nối truyền thông: Cho phép kết nối khởi động mềm với các hệ thống điều khiển khác, chẳng hạn như PLC hoặc máy tính, để giám sát và điều khiển từ xa. Các giao thức truyền thông phổ biến bao gồm Modbus và Profibus.

3.2. Thyristor hoặc SCR (Silicon Controlled Rectifier)

• Chức năng: 

  • Điều khiển và đóng ngắt dòng điện vào động cơ.

  • Thay đổi điện áp đặt vào động cơ trong quá trình khởi động, giúp giảm dòng điện khởi động.

• Nguyên lý hoạt động: 

  • Thyristor là một loại van bán dẫn có khả năng điều khiển dòng điện.

  • Khi được kích hoạt, thyristor cho phép dòng điện chạy qua.

  • Bằng cách điều khiển thời điểm và góc kích của thyristor, có thể điều chỉnh lượng điện áp đặt vào động cơ.

3.3. Hệ thống tản nhiệt và quạt làm mát

• Chức năng: 

  • Tản nhiệt cho các thyristor hoặc SCR, giúp chúng không bị quá nhiệt trong quá trình hoạt động.

  • Quạt làm mát giúp tăng cường khả năng tản nhiệt của hệ thống.

3.4. Contactor Bypass

• Chức năng: 

  • Sau khi động cơ đã khởi động xong và đạt tốc độ định mức, contactor bypass sẽ đóng lại để bỏ qua khởi động mềm và kết nối trực tiếp động cơ với nguồn điện.

  • Việc này giúp giảm tổn thất điện năng và tăng hiệu suất hoạt động của hệ thống.

• Lưu ý:  

  • Không phải tất cả các loại khởi động mềm đều có contactor bypass.

  • Một số loại khởi động mềm có thể sử dụng các phương pháp khác để bỏ qua khởi động mềm sau khi động cơ đã khởi động xong.

3.5. Vỏ bảo vệ

• Chức năng: 

  • Bảo vệ các bộ phận bên trong khởi động mềm khỏi các tác động từ môi trường bên ngoài, chẳng hạn như bụi bẩn, nước, và va đập.

  • Đảm bảo an toàn cho người sử dụng.

• Chất liệu: 

  • Chất liệu của vỏ bảo vệ phụ thuộc vào các tiêu chuẩn bảo vệ do môi trường sử dụng.

  • Một số vật liệu phổ biến bao gồm nhựa, kim loại, và thép không gỉ.

4. Nguyên lý hoạt động của khởi động mềm

• Giai đoạn khởi động:

  • Khi bắt đầu khởi động, Thyristor ở trạng thái ngắt, ngăn không cho dòng điện chạy qua.

  • Khi có tín hiệu khởi động, Thyristor bắt đầu mở góc kích (góc mở của van bán dẫn). Góc kích này sẽ tăng từ từ, cho phép dòng điện chạy qua một cách từ từ.

  • Việc điều chỉnh góc mở của Thyristor giúp kiểm soát điện áp đặt vào động cơ, từ đó điều chỉnh dòng điện khởi động và mô-men xoắn.

  • Vì mô-men động cơ tỉ lệ với bình phương điện áp và dòng điện, nên việc điều chỉnh điện áp giúp hạn chế mô-men gia tốc và dòng điện khởi động.

  • Động cơ sẽ từ từ tăng tốc cho đến khi đạt tốc độ mong muốn.

• Giai đoạn hoạt động bình thường:

  • Khi động cơ đạt tốc độ gần định mức, điện áp đặt vào động cơ cũng đạt gần giá trị định mức.

  • Lúc này, một contactor bypass trong khởi động mềm sẽ đóng lại.

  • Contactor bypass sẽ chuyển mạch, cho phép dòng điện đi trực tiếp từ nguồn điện lưới đến động cơ, bỏ qua bộ Thyristor.

  • Điều này giúp giảm tổn thất điện năng và tăng hiệu suất hoạt động của hệ thống.

5. Các thông số khi lựa chọn khởi động mềm

5.1. Công suất động cơ

• Công suất định mức: Đây là thông số quan trọng nhất, cần phải phù hợp hoặc lớn hơn công suất của động cơ.

• Dòng điện định mức: Cần phải tương thích với dòng điện định mức của động cơ.

• Loại động cơ: Cần xem xét loại động cơ (ví dụ: động cơ không đồng bộ ba pha, động cơ đồng bộ...) để chọn loại khởi động mềm phù hợp.

5.2. Điện áp nguồn

• Điện áp cung cấp: Khởi động mềm cần phải tương thích với điện áp nguồn của hệ thống điện.

• Tần số: Tần số của nguồn điện cũng cần được xem xét để đảm bảo khởi động mềm hoạt động đúng cách.

5.3. Đặc tính tải

• Loại tải: Cần xác định loại tải mà động cơ kéo (ví dụ: bơm, quạt, máy nén, băng tải...). Mỗi loại tải sẽ có những yêu cầu khác nhau về khởi động mềm.

• Mô-men khởi động: Cần xem xét mô-men khởi động của tải để chọn khởi động mềm có khả năng cung cấp đủ mô-men.

• Thời gian khởi động: Thời gian khởi động yêu cầu của tải cũng là một yếu tố cần quan tâm.

5.4. Chức năng và tính năng

• Chức năng bảo vệ: Khởi động mềm cần có các chức năng bảo vệ động cơ và hệ thống điện (ví dụ: bảo vệ quá dòng, quá áp, ngắn mạch...).

• Khả năng điều chỉnh: Cần xem xét khả năng điều chỉnh các thông số khởi động (ví dụ: thời gian khởi động, dòng điện khởi động...) để phù hợp với yêu cầu của ứng dụng.

• Giao tiếp: Nếu cần thiết, cần chọn khởi động mềm có khả năng giao tiếp với các hệ thống điều khiển khác (ví dụ: PLC, SCADA...).

6. Ưu điểm của khởi động mềm

• Giảm dòng khởi động:

  • Giảm dòng điện khởi động ban đầu, giúp bảo vệ động cơ và hệ thống điện khỏi các tác động do dòng điện quá lớn.

  • Giảm thiểu sụt áp trên lưới điện, tránh ảnh hưởng đến hoạt động của các thiết bị khác.

• Khởi động êm ái:

  • Động cơ khởi động một cách từ từ và êm ái, tránh các tác động cơ học mạnh có thể gây hư hỏng.

  • Giảm thiểu tiếng ồn và rung động trong quá trình khởi động.

• Kéo dài tuổi thọ động cơ:

  • Giảm các tác động cơ học và nhiệt lên động cơ, giúp kéo dài tuổi thọ của động cơ.

  • Giảm nguy cơ hư hỏng do quá dòng hoặc quá nhiệt.

• Tiết kiệm năng lượng:

  • Giảm thiểu lượng điện năng tiêu thụ trong quá trình khởi động.

  • Tăng hiệu quả hoạt động của hệ thống.

• Dễ dàng sử dụng và lắp đặt:

  • Khởi động mềm có thiết kế nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt và sử dụng.

  • Có thể tích hợp vào các hệ thống điều khiển tự động.

7. Những hãng khởi động mềm nổi tiếng

7.1. Schneider

Schneider Electric là một trong những nhà cung cấp hàng đầu về các giải pháp quản lý năng lượng và tự động hóa. Khởi động mềm Schneider được thiết kế để đáp ứng nhu cầu đa dạng của các ứng dụng công nghiệp, từ các ứng dụng đơn giản đến các ứng dụng phức tạp.

7.2. LS Electric

LS Industrial Systems là một công ty hàng đầu của Hàn Quốc chuyên sản xuất các thiết bị điện và tự động hóa. Khởi động mềm LS được đánh giá cao về chất lượng, hiệu suất và độ bền.

7.3. Mitsubishi

Mitsubishi Electric là một tập đoàn đa quốc gia nổi tiếng của Nhật Bản chuyên sản xuất các thiết bị điện và điện tử. Khởi động mềm Mitsubishi được biết đến với công nghệ tiên tiến, độ tin cậy cao và khả năng hoạt động ổn định.

7.4. CHINT

Chint là một tập đoàn công nghiệp lớn của Trung Quốc chuyên sản xuất các thiết bị điện và tự động hóa. Khởi động mềm Chint có ưu điểm về giá cả cạnh tranh, phù hợp với nhiều đối tượng khách hàng.

Tại sao nên mua khởi động mềm tại Công ty TNHH Điện Tự Động Hưng Việt? 

Vì sao nên mua tại Hưng Việt Automation? Vì Hưng Việt Automation luôn bán hàng chính hãng, hàng luôn có sẵn số lượng lớn, giá sỉ, giao hàng nhanh, bảo hành theo chính sách hãng. Quý khách hàng quan tâm đến sản phẩm khởi động mềm hãy gọi ngay số hotline 0915 400 880 hoặc truy cập vào website https://hungvietautomation.com. Công ty TNHH Điện Tự Động Hưng Việt, là nhà phân phối sản phẩm khởi động mềm hàng đầu tại Việt Nam.

Không chỉ cung cấp sản phẩm khởi động mềm chất lượng cao, Hưng Việt còn là đơn vị đi đầu trong việc cung cấp các giải pháp tự động hóa tổng thể. Chúng tôi hỗ trợ khách hàng từ khâu tư vấn thiết kế, lựa chọn sản phẩm, thi công lắp đặt đến bảo trì, sửa chữa.