Kiến thức
Các phương pháp khởi động động cơ
Th3
Các phương pháp khởi động động cơ
Khi khởi động động cơ điện không đồng bộ 3 pha, chắc hẳn các bạn sẽ phân vân không biết nên sử dụng phương pháp khởi động nào là phù hợp và tối ưu nhất. Bài viết dưới đây sẽ giới thiệu một cách cụ thể, toàn diện nhất để giúp các bạn nắm rõ hơn về Các phương pháp khởi động động cơ và lựa chọn thiết bị phù hợp sao cho an toàn và hiệu quả nhất.
Nhiều loại bộ điều khiển động cơ có sẵn, các loại và kiểu dáng khác nhau đều có những ứng dụng cụ thể trong điều khiển công nghiệp.
Tất cả các bộ điều khiển động cơ được thiết kế để giữ cho động cơ không hoạt động cho đến khi bộ điều khiển yêu cầu kích hoạt. Sau khi được kích hoạt, dòng điện có thể truyền đến động cơ, cung cấp năng lượng cho các cuộn dây của động cơ và bắt đầu quay động cơ.
Việc kích hoạt bộ điều khiển động cơ thường được thực hiện bằng một thiết bị cơ điện được tích hợp trong bộ điều khiển, còn được gọi là công tắc tơ. Phương pháp khác cũng có thể được sử dụng.
Bộ điều khiển động cơ còn được gọi là bộ khởi động động cơ. Các thiết bị này thường được lắp đặt như một đơn vị cùng với mạch ngắt tích hợp như công tắc tơ hoặc loại thiết bị truyền động động cơ khác, bảo vệ quá tải mạch và bảo vệ quá tải động cơ .
Bộ điều khiển động cơ có thể được phân theo phương pháp khởi động và theo kiểu khởi động
Về mặt kỹ thuật khi vận hành khởi động động cơ trong nhà máy sản xuất cần lưu ý một số yếu tố sau:
- Moment động cơ phải luôn lớn hơn monent cản.
- Dòng điện tiêu thụ sao cho độ sụt áp bé hơn 10 %.
- Thời gian khởi động đủ nhỏ trong khả năng chịu nhiệt của động cơ.
- Công tắc tơ loại AC-3 có dòng định mức lớn hơn dòng định mức động cơ và có khả năng chịu được dòng khởi động.
Các phương pháp khởi động động cơ – Khởi động trực tiếp
Phương pháp khởi động trực tiếp là phương pháp khởi động đơn giản nhất, chỉ việc đóng động cơ điện vào lưới điện với điện áp thích hợp là được. Được sử dụng trong cả hệ thống vận hành với động cơ nhỏ và yêu cầu moment khởi động lớn ở trạng thái đầy tải:
Đặc điểm của phương pháp khởi động trực tiếp:
- Dòng khởi động: 5 đến 8 lần dòng định mức
- Moment khởi động: 0,5 đến 1,5 lần mômen định mức
- Ưu điểm: Đơn giản, giá rẻ, moment khởi động lớn, thời gian khởi động ngắn
- Nhược điểm: Dòng khởi động lớn, gây sụt áp lưới; Gây sốc và hao mòn cơ khí động cơ, không điều chỉnh được tham số khởi động.
- Ứng dụng: Được sử dụng trong trong trường hợp động cơ công suất nhỏ; yêu cầu moment khởi động lớn (đầy tải).
Các phương pháp khởi động động cơ Phương pháp khởi động sao tam giác
Phương pháp khởi động sao tam giác được sử dụng nhiều trong nhiều lĩnh vực với những động cơ có công suất trung bình, với ưu điểm nổi bật là giảm dòng khởi động xuống 1/3 lần so với khởi động trực tiếp, tiết kiệm nhiều về mặt chi phí….
Đặc điểm của phương pháp khởi động sao- tam giác
- Dòng khởi động lớn hơn gấp 2 tới 3 lần dòng định mức
- Moment khởi động nhỏ hơn 0,3 tới 0,6 moment định mức
- Ưu điểm: Dòng khởi động nhỏ; tương đối đơn giản; hạn chế sốc cơ khí
- Nhược điểm: Xung dòng điện tại thời điểm chuyển dổi sao – tam giác; moment khởi động thấp; cần động cơ 6 đầu ra
- Ứng dụng: Khởi động không tải hoặc tải nhỏ; động cơ 6 đầu dây.
Khi nào ta sử dụng phương pháp khởi động sao tam giác
Bên cạnh khởi động sao tam giác, trên thực tế còn rất nhiều cách khởi động động cơ khác. Ví dụ như dùng biến áp tự ngẫu, cuộn kháng, dùng biến tần, khởi động mềm,…
Việc sử dụng phương pháp khởi động sao tam giác còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố:
- Công suất động cơ: Thường sử dụng phương pháp này cho động cơ công suất trung bình dưới 7kW. Công suất động cơ quá lớn phải sử dụng đến khởi động mềm hoặc biến tần.
- Đặc tính tải của động cơ: Có được hạn chế tối thiểu tải khi khởi động hay không?
- Chất lượng điện áp nơi đặt động cơ
- Tần suất khởi động của động cơ
- Không phải động cơ không đồng bộ 3 pha nào cũng sử dụng được phương pháp khởi động sao tam giác. Với điện lưới 3 pha tại Việt Nam là 380V. Chỉ những động cơ có thông số tam giác/ sao = 380/660V thì mới dùng dc phương pháp này. Lưu ý động cơ thông số tam giác/ sao = 220/380V không sử dụng được.
Các phương pháp khởi động động cơ bằng biến áp tự ngẫu
Phương pháp khởi động bằng biến áp tự ngẫu được sử dụng trong trường hợp động cơ có moment quán tính lớn, khi khởi động đòi hỏi phải hạn chế dòng khởi động.
Đặc điểm của phương pháp khởi động bằng biến áp tự ngẫu:
- Dòng khởi động lớn gấp 1.7 tới 4 lần dòng định mức
- Mômen khởi động nhỏ hơn 0.5 tới 0.85 lần mômen định mức
- Ưu điểm: Hạn chế dòng xung cho động cơ 3 đầu ra
- Nhược điểm: Số lần khởi động hạn chế cồng kềnh, đắt tiền
- Ứng dụng: Thích hợp cho tải moment quán tính lớn
- Điều chỉnh được điện áp khởi động.
Lưu ý khi lựa chọn biến áp: Lựa chọn máy biến áp tự ngẫu vận hành trong quá trình khởi động sao cho công suất máy biến áp phù hợp với động cơ, máy biến áp có đầu ra cung ấp điện áp bằng 50%, 65% hay 80% điện áp định mức đặt vào động cơ trong quá trình động cơ khởi động.
Các phương pháp khởi động động cơ bằng cuộn kháng phụ
Cũng tương tự như biến áp tự ngẫu, phương pháp khởi động bằng cuộn kháng phụ được sử dụng trong trường hợp động cơ có moment quán tính lớn, khi khởi động đòi hỏi phải hạn chế dòng khởi động.
Đặc điểm của phương pháp khởi động bằng cuộn kháng phụ
- Dòng khởi động lớn hơn 1,7 tới 4 lần dòng định mức
- Mômen khởi động nhỏ hơn 0,5 tới 0,85 lần mômen định mức
- Tiếp điểm có độ bền chịu mài mòn cao.
- Khả năng đóng – cắt cao.
- Thao tác đóng – cắt dứt khoát.
- Tiêu thụ ít điện năng
- Bảo vệ động cơ không bị quá tải lâu dài (có Relay nhiệt).
- Không điều chỉnh được điện áp khởi động.
- Ứng dụng: Thích hợp cho tải moment quán tính lớn.
Lưu ý khi lựa chọn thiết bị :Lựa chọn cuộn kháng phụ để trong quá trình khởi động sao trong quá trình khởi động điện áp giảm còn 50%, 65% hay 80% điện áp định mức đặt vào động cơ trong quá trình động cơ khởi động
Các phương pháp khởi động động cơ bằng khởi động mềm
Đặc điểm của phương pháp dùng khởi động mềm
- Đặc điểm: Thiết bị khởi động mềm sử dụng thyristors để điều khiển điện áp cấp cho động cơ do vậy làm giảm dòng khởi động và làm gia tốc của động cơ không bị tăng đột ngột và đồng thời hạn chế được sụt áp của máy biến áp khi động cơ khởi động.
Ưu điểm: - Hạn chế dòng khởi động đồng thời điều chỉnh momen mở máy một cách hợp lý
- Hiện nay, hầu như tất cả các khởi động mềm đều có tích hợp sẵn các chức năng bảo vệ động cơ.
- Có chức năng dừng mềm như biến tần, nó loại trừ được các hiện tượng xấu như xung áp lực nước, tăng vọt áp suất trong hệ thống bơm và tránh các hư hỏng cho các vật liệu dễ vỡ khi được tải trên băng chuyền, làm tăng tuổi thọ các chi tiết truyền dẫn lực.
- Khởi động mềm chỉnh tốc độ động cơ khi khởi động rất mịn và êm.
Đặc điểm của phương pháp sử dụng biến tần
Đặc điểm: Sử dụng biến tần là phương pháp khởi động toàn diện nhất.
Ưu điểm:
- Không những hạn chế dòng khởi động, tích hợp nhiều tính năng an toàn, chế độ bảo vệ động cơ như mất pha, lệch pha, quá áp, quá nhiệt, quá tải, thấp áp… chế độ khởi động êm ái, giúp bảo vệ các chi tiết máy như hộp số, ổ bi, tang trống, cùng những công nghệ hiện đại như bộ điều khiển PID, chế độ khới động bám, chế độ làm sạch đường ống, giám sát momen tải, bảo vệ toàn diện động cơ không đồng bộ ba pha.
- Các dòng biến tần đặc biệt là biến tần có khả năng tiết kiệm lên đến 60% năng lượng tiêu thụ, và tuổi thọ cao, giá thành rất tương xứng với giá trị mà nó mang lại nên biến tần được xem là giải pháp hoàn hảo nhất cho các ứng dụng công nghiệp.
- Nhược điểm: Chi phí đầu tư ban đầu cao.