12-09-2025
Khởi động mềm là gì? Nguyên lý hoạt động và cấu tạo
Khởi động mềm giúp động cơ khởi động với hiệu suất tốt, an toàn và bền bỉ hơn so với phương pháp khởi động trực tiếp. Thiết bị này được sử dụng rất nhiều trong các nhà máy công nghiệp, nông nghiệp và công trình thương mại. Đây là lựa chọn ưu tiên của doanh nghiệp bởi chức năng phù hợp và chi phí đầu tư. Tìm hiểu chi tiết về phương pháp khởi động động cơ này cùng BTB Electric qua bài viết sau.
Khởi động mềm là gì?
Khởi động mềm (Soft Starter) là thiết bị điện hỗ trợ động cơ điện xoay chiều, giúp quá trình khởi động và dừng diễn ra êm ái và an toàn hơn. Thay vì cấp điện áp trực tiếp đột ngột, khởi động mềm điều chỉnh tăng dần điện áp, giúp động cơ tăng tốc trơn tru, tránh hiện tượng sốc cơ khí hoặc dòng điện tăng vọt. Nhờ cơ chế này, khởi động mềm giúp giảm áp lực lên hệ thống điện, hạn chế sụt áp đột ngột và bảo vệ động cơ khỏi hao mòn không cần thiết.
Khi động cơ khởi động theo cách thông thường, dòng điện thường tăng cao gấp 5-10 lần định mức, gây nguy cơ quá tải và hư hỏng, giảm tuổi thọ. Khởi động mềm khắc phục vấn đề này bằng cách kiểm soát dòng điện, đảm bảo quá trình vận hành ổn định và bền bỉ.
Ngoài chức năng cơ bản, nhiều dòng khởi động mềm hiện đại còn tích hợp thêm các tính năng như điều chỉnh thời gian khởi động/dừng, điện áp đầu vào động cơ hay kết nối với hệ thống điều khiển trung tâm.
Khởi động mềm đặc biệt phù hợp với các động cơ công suất trung bình và lớn, nơi phương pháp khởi động sao-tam giác không còn hiệu quả, ảnh hưởng tới các thiết bị khác.
Cấu tạo của khởi động mềm
Cấu tạo khởi động mềm bao gồm các bộ phận:
- Bộ phận điều khiển: Màn hình và phím điều khiển
- Điều khiển số: rơ le thông báo, bảo vệ quá nhiệt, quá tải, điều khiển thời gian khởi động, cổng truyền thông Profibus, Modbus
- Thyristor (SCR) điều khiển và đóng ngắt dòng điện
- Quạt làm mát và tản nhiệt
- Vỏ bảo vệ
Nguyên lý vận hành của khởi động mềm
Bộ khởi động mềm kiểm soát điện áp đi qua mạch động cơ bằng cách hạn chế các mô men xoắn trong động cơ. Khi dòng điện đầu vào tăng hoặc giảm dần, việc khởi động hoặc dừng của động cơ diễn ra trơn tru hơn.
Khởi động mềm có 3 cặp thyristor (SCR) đấu song song ngược. Khi ngắt điện, thyristor không cho dòng điện chạy qua và khi mở, thyristor mở dần góc kích cho phép dòng điện chạy qua từ từ. Góc mở càng lớn đồng nghĩa dòng điện chảy vào động cơ điện áp càng cao và động cơ khởi động dần dần. Khi van được mở hoàn toàn, điện áp đầu vào động cơ đạt tới định mức và động cơ đạt tốc độ tối đa cho phép.
Mô-men động cơ tỉ lệ thuận với bình phương điện áp và dòng điện tỉ lệ thuận với điện áp. Do đó, điều chỉnh trị số hiệu dụng của điện áp sẽ hạn chế được mô-men gia tốc và dòng điện khởi động.
Đặc điểm kỹ thuật của khởi động mềm
Khác với biến tần (thiết bị điều chỉnh cả tần số và điện áp liên tục), bộ khởi động mềm chỉ điều khiển điện áp cấp cho động cơ khi khởi động và dừng bằng cách tăng/giảm dần giá trị. Với cơ chế này, người vận hành có thể tùy chỉnh chính xác lực khởi động phù hợp, bất kể động cơ chạy không tải hay đầy tải.
- Dừng tự do (Coating Stop): Khi ngắt điện đột ngột, động cơ sẽ dừng theo quán tính. Tuy nhiên, với hệ thống có mô-men quán tính thấp, thời gian dừng có thể quá nhanh, dẫn đến nguy cơ hư hỏng cơ khí hoặc dừng tải đột ngột.
- Dừng mềm (Soft Stop): Giảm điện áp vào động cơ từ từ trong khoảng thời gian cài đặt (thường từ 1–20 giây), giúp động cơ giảm tốc êm ái, bảo vệ hệ thống truyền động và tránh dừng đột ngột gây hư hỏng tải.
Khi động cơ hoạt động trong tình trạng non tải hoặc không tải, khởi động mềm có thể giảm điện áp vào, từ đó làm giảm dòng điện tiêu thụ mà không ảnh hưởng đến hiệu suất vận hành động cơ. Điều này giúp tiết kiệm năng lượng đáng kể so với phương pháp khởi động trực tiếp truyền thống.
Tham khảo thêm: So sánh biến tần và khởi động mềm: Chọn giải pháp nào?
Lợi ích khi sử dụng khởi động mềm
Khởi động mềm mang lại nhiều ưu điểm vượt trội so với phương pháp khởi động truyền thống:
- Tiết kiệm năng lượng: Điện áp được tăng giảm dần thay vì cấp đột ngột, giúp giảm đáng kể năng lượng tiêu thụ trong giai đoạn khởi động.
- Ngăn ngừa quá tải điện: Hạn chế hiện tượng dòng điện tăng vọt khi khởi động, bảo vệ hệ thống điện và động cơ khỏi hư hỏng.
- Điều chỉnh thời gian tăng tốc (tùy chọn): Cho phép cài đặt thời gian khởi động phù hợp để tương thích với động cơ công suất lớn hoặc tuổi thọ cao.
- Tăng tần suất khởi động: Giảm tải cho động cơ, cho phép khởi động nhiều lần trong thời gian ngắn mà không gây quá nhiệt hay tiêu tốn nhiều năng lượng.
- Nâng cao hiệu suất vận hành: Hạn chế các sự cố như quá tải, mất cân bằng điện áp xảy ra trên động cơ hoạt động lâu năm, giúp hệ thống hoạt động ổn định hơn.
- Kéo dài tuổi thọ động cơ: Giảm thiểu hao mòn cơ khí và điện, bảo vệ động cơ trong suốt quá trình sử dụng.
Ứng dụng của khởi động mềm
Lắp đặt khởi động mềm như một giải pháp nâng cao giúp động cơ khởi động và dừng trơn tru hơn, đồng thời tiết kiệm chi phí bảo trì, bảo dưỡng.
Do vậy, khởi động mềm được sử dụng cho nhiều loại động cơ khác nhau:
- Máy bơm: Ngăn máy bơm không tăng điện đột ngột khi khởi động và không xảy ra sự cố khác.
- Dây curoa băng tải: Ngăn dây curoa bị lệch hay bị giật khi khởi động đột ngột, thậm chí ngăn các sự cố nghiêm trọng hơn ở bộ phận truyền động của dây curoa.
- Quạt và hệ thống thông gió: Đảm bảo tính ổn định khi hoạt động của quạt và các hệ truyền động khác.
- Trực thăng điện: Ngăn tình trạng giật của trực thăng điện, tránh sự cố nguy hiểm xảy ra.
- Động cơ non tải lâu ngày: Duy trì ngưỡng điện áp khởi động phù hợp cho động cơ, hạn chế rủi ro hư hỏng do non tải.
Lắp đặt khởi động mềm không chỉ giúp quá trình khởi động động cơ hiệu quả hơn mà còn góp phần tăng tuổi thọ động cơ, giảm thiểu rủi ro khi hệ thống vận hành. Ngoài khởi động mềm, bạn có thể tìm hiểu thêm các phương pháp khởi động động cơ khác như biến tần hay sao tam giác tại: https://btb-electric.com/vi/tin-tuc/kien-thuc-nganh/kien-thuc-tu-dien/.
