Phương pháp khởi động dùng khởi động mềm là một quá trình hạn chế đầu cực động cơ, tăng dần điện áp theo một chương trình tăng tuyến tính từ một giá trị được xác định đến một điện áp có định mức .Trong toàn bộ quá trình khởi động và điều khiển thì được đóng mở bằng thyristor cùng vi xử lý đáp ứng tần số giữ nguyên không đổi theo tần số của điện áp lưới .
Khởi động mềm dùng để điều khiển động cơ điện nhằm bảo vệ chống sụt áp hệ thống điện , làm giảm hao mòn hệ thống máy móc và cơ khí , giúp động cơ khởi động và dừng êm , ở một số ứng dụng khởi động mềm có chức năng chống quá dòng đột ngột bảo vệ thiết bị , có thể điều khiển Momen xoắn ( Torque Control ) theo sát tải của motor và tính năng giảm tuyến tính giúp giảm dòng một cách từ từ tùy theo yêu cầu sử dụng .
Nguyên lý và cấu tạo của hoạt động của khởi động mềm
Bộ khởi động mềm không thay đổi tần số nguồn cấp giống như biến tần, thay vào đó nó tăng dần điện áp cấp vào động cơ từ 1 mức điện áp định trước lúc vừa khởi động lên đến điện áp định mức . Với phương pháp khởi động này , người sử dụng có thể điều chỉnh được chính xác lực khởi động mong muốn , bất kể đó là khởi động không tải hay có tải .
Mạch lực của hệ thống khởi động mềm gồm 3 cặp thyristor đấu song song ngược cho 3 pha . Vì mômen động cơ tỉ lệ với bình phương điện áp , dòng điện tỉ lệ với điện áp , mô men gia tốc và dòng điện khởi động được hạn chế thông qua điều chỉnh trị số hiệu dụng của điện áp . Quy luật điều chỉnh này trong khi khởi động và dừng nhờ điều khiển pha ( kích mở 3 cặp thyristor song song ngược ) trong mạch lực .
Như vậy , hoạt động của bộ khởi động mềm hoàn toàn dựa trên việc điều khiển điện áp khi khởi động và dừng , tức là trị số hiệu dụng của điện áp là thay đổi . Nếu dừng động cơ , mọi tín hiệu kích mở thyristor bị cắt và dòng điện dừng tại điểm qua không kế tiếp của điện áp nguồn .
Đặc điểm của khởi động mềm
Dừng tự do theo quán tính : Nếu điện áp cấp bị cắt trực tiếp , động cơ chạy theo quán tính cho tới khi dừng trong khoảng thời gian xác định . Thời gian dừng với mômen quán tính nhỏ có thể rất ngắn , cần tránh trường hợp này đề phòng sự phá huỷ về cơ và sự dừng tải đột ngột không mong muốn .
Dừng mềm : Nhờ chức năng dừng mềm mà điện áp động cơ được giảm từ từ trong khoảng từ 1 – 20 giây ( tuỳ thuộc vào yêu cầu ) .
Tiết kiệm năng lượng khi non tải : Nếu động cơ điện vận hành không tải hay non tải , trong trường hợp này khởi động mềm giúp tiết kiệm điện năng nhờ giảm điện áp động cơ , việc giảm điện áp do đó làm giảm dòng điện .
Ưu nhược điểm của phương pháp khởi động dùng khởi động mềm
Ưu điểm của phương pháp khởi động dùng khởi động mềm như bền vững và tiết kiệm không gian cho việc lắp đặt. Có những chức năng điều khiển và bảo vệ, khoảng điện áp sử dụng từ 200V đến 500V với tần số từ 45Hz đến 65Hz. Có phần mềm chuyên dụng để đi kèm, lắp đặt các chức năng dễ dàng
Nhược điểm của phương pháp khởi động này là giá thành khá cao và dòng điện khởi động lớn có thể ảnh hưởng đến mạng lưới điện, tuy nhiên hiện nay đã có một số giải pháp cho nhược điểm này.
Ứng dụng thực tế của khởi động mềm
Hiện nay, phương pháp khởi động dùng khởi động mềm được ứng dụng vào một số lĩnh vực như động cơ điện cho việc chuyên chở vật liệu, động cơ bơm, động cơ vận hàng non tải lâu dài, động cơ có bộ chuyển đổi, độn cơ có quán tính lớn như băng chuyền, thang máy, máy ép, máy dệt, máy khuấy…
Ngoài ra, phương pháp còn bảo vệ nhiệt cho động cơ, bảo vệ máy móc quá tải, non tải với ngưỡng bảo vệ và khoảng thời gian được điều chỉnh, bảo vệ các rotor của động cơ khi đảo chiều quay của các động cơ.