Khám phá Khởi động mềm: Công nghệ tiên tiến cho ngành công nghiệp

Khởi động mềm, một thiết bị điều khiển độc đáo, đang trở thành một yếu tố không thể thiếu trong ngành công nghiệp hiện đại. Dù có những ưu và nhược điểm, nhưng sự hiểu biết về khái niệm, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nó sẽ giúp chúng ta tận dụng tối đa những lợi ích mà nó mang lại. Hãy cùng khám phá sự thú vị của khởi động mềm qua bài viết này.

1. Khởi động mềm là gì? 

Khởi động mềm (Soft starter) là một thiết bị điều khiển được thiết kế để giảm dòng khởi động và tối ưu hóa quá trình khởi động của động cơ điện. Nó thường được sử dụng để khởi động các động cơ điện có công suất từ trung bình đến 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.

2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của khởi động mềm:

• 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.

3. Công dụng của khởi động mềm 

Một trong những ưu điểm của khởi động mềm là khả năng điều chỉnh mô men chính xác cho ứng dụng, bất kể là tải hay không. Soft starter thường cung cấp các chức năng bảo vệ như bảo vệ quá dòng, bảo vệ quá tải và bảo vệ quá nhiệt, nhằm đảm bảo an toàn hoạt động của động cơ và hệ thống liên quan. Chúng cũng giúp tăng tuổi thọ của động cơ và giảm tiếng ồn/ giảm rung trong quá trình khởi động.

4. Ưu, nhược điểm của khởi động mềm Ưu điểm của khởi động mềm (Soft starter):

• 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.