Các phương pháp khởi động động cơ điện 3 pha, ưu - nhược điểm của từng phương pháp

1) Mở máy trực tiếp để tiến hành khởi động động cơ điện

Đây được xem là 1 trong những phương pháp đơn giản nhất để khởi động cho động cơ điện. Khi mở máy trực tiếp, lúc này dòng điện mở máy sẽ lớn, kéo theo mô men mở máy cũng lớn.

Ưu điểm: Đơn giản, tiện lợi, dễ thực hiện, chi phí thấp.

Nhược điểm: Đối với các loại động cơ trung bình và cỡ lớn thì quán tính của tải lớn sẽ dẫn đến thời gian mở máy khởi động kéo dài. Điều này có thể làm động cơ điện phát nóng, ảnh hưởng không tốt đến điện áp lưới điện vì thời gian giảm áp kéo dài quá lâu.

2) Phương pháp đổi đầu dây quấn

Trong quá trình vận hành, khi khởi động động cơ điện, cần quan tâm đến các vấn đề sau:

- Giảm thấp dòng điện khởi động xuống (thông qua hệ thống dây dẫn chính chạy vào dây quấn stato của động cơ) ngay vào thời điểm khởi động.

- Phương pháp làm giảm thấp dòng điện trong khi khởi động thực chất là giảm thấp điện áp cung cấp vào bên trong động cơ tại thời điểm khởi động. Theo lý thuyết mà nói, chúng ta có được quan hệ mô men (hay ngẫu lực) khởi động sẽ tỷ lệ thuận với bình phương giá trị điện áp hiệu dụng do nguồn cung cấp vào động cơ. Như vậy sẽ làm giảm giá trị dòng điện khởi động, điều này dẫn tới hậu quả là làm giảm thấp giá trị của mô men khởi động.

Trong thực tế, các biện pháp để làm giảm dòng khởi động có thể được chia làm 2 dạng như sau:

- Giảm điện áp của nguồn cấp vào dây quấn stato bằng cách: biến áp giảm áp, hay lắp đặt các phần tử hạn áp (còn gọi là cầu phân áp) sử dụng điện trở hoặc điện cảm.

- Sử dụng bộ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha kết hợp dùng linh kiện điện tử để điều chỉnh thay đổi điện áp hiệu dụng của nguồn áp 3 pha cung cấp vào cho động cơ. Hệ thống khởi động này còn được gọi là phương pháp khởi động mềm (soft start) thường dùng cho động cơ.

- Các phương pháp ra dây được thực hiện trên stato của động cơ không đồng bộ 3 pha, chẳng hạn như: Động cơ 3 pha 6 đầu dây ra (có cách đấu vận hành theo 1 trong 2 cấp điện áp nguồn 3 pha), sao cho tương ứng với sơ đồ đấu nối hình chữ Y hay đấu nối tam giác. 

3) Mở máy động cơ bằng khởi động mềm

Thiết bị khởi động mềm thường hay sử dụng thyristor để điều khiển điện áp cung cấp vào cho động cơ. Do vậy sẽ làm giảm thiểu dòng khởi động và làm cho gia tốc của động cơ cũng sẽ không bị tăng lên đột ngột, đồng thời còn hạn chế được hiện tượng sụt áp của máy biến.

Ưu điểm: 

- Hạn chế được dòng khởi động, đồng thời điều chỉnh được mô men mở máy 1 cách dễ dàng, hợp lý. Hiện nay, hầu như tất cả các hình thức khởi động mềm đều có tích hợp sẵn cùng với các chức năng để bảo vệ cho động cơ. 

- Đồng thời, còn có chức năng dừng mềm tương tự như biến tần, nó sẽ giúp động cơ loại trừ được các ảnh hưởng xấu như xung áp lực nước, làm tăng vọt áp suất ở trong hệ thống bơm lên.

- Mặt khác, giúp động cơ tránh các hư hỏng cho các vật liệu có tính chất dễ vỡ khi được tải ở trên băng chuyền. Điều này có thể  làm gia tăng tuổi thọ của các chi tiết truyền dẫn lực. Khởi động mềm còn giúp điều chỉnh tốc độ động cơ khi khởi động một cách mượt mịn và êm.

Tuy nhiên, trong một số trường hợp, chức năng khởi động mềm trên vẫn chưa đủ. Khi đó, người ta phải dùng bộ khởi động mềm nhằm mục đích điều khiển được mô men, từ đó làm giảm lực và dừng được động cơ theo cách tối ưu nhất, như vậy sẽ tránh hoàn toàn được hiện tượng búa nước.

d) Giảm dòng khởi động bằng cách dùng điện trở giảm áp cấp vào đầu dây quấn

Một trong các biện pháp để giảm áp cho động cơ khi khởi động là đấu nối tiếp điện trở Rmm vào bộ dây quấn stator tại thời điểm khởi động. Tác dụng của Rmm trong trường hợp này chính là làm giảm điện áp đặt vào từng pha của dây quấn stator.

Tương tự như phương pháp làm đổi sơ đồ đấu dây để có thể giảm dòng khởi động, phương pháp giảm áp cho nguồn cấp vào dây quấn stator cũng giúp cho động cơ giảm được mô men mở máy.

Do tính chất mô men về lý thuyết sẽ tỷ lệ với bình phương điện áp cấp vào cho động cơ, thông thường người ta sẽ chọn các cấp giảm áp lần lượt là: 80% ,64% , 50% cho động cơ điện.Tương ứng với các cấp độ giảm áp này, mô men mở máy cũng sẽ giảm nhưng chỉ khoảng 65% ;50% và 25% giá trị mô men mở máy khi tiến hành cấp nguồn trực tiếp bằng định mức vào bên trong dây quấn stator.

e) Sử dụng biến tần để khởi động động cơ điện 3 pha

Đây là phương pháp khởi động động cơ không đồng bộ 3 pha có hiệu quả và toàn diện nhất.

Ưu điểm: 

- Không những hạn chế được dòng khởi động mà còn tích hợp được nhiều tính năng an toàn, với chế độ bảo vệ động cơ đặc biệt như mất pha, quá nhiệt, quá tải, lệch pha, quá áp, thấp áp,…

- Chế độ khởi động vô cùng êm ái, giúp bảo vệ tốt nhất các chi tiết máy, chẳng hạn như hộp số, ổ bi, phanh tang trống,... cùng những công nghệ tiên tiến, hiện đại nhất, chẳng hạn như bộ điều khiển PID, chế độ làm sạch đường ống, giám sát mô men tải, chế độ khởi động bám, chế độ bảo vệ toàn diện cho động cơ không đồng bộ 3 pha.

- Các dòng biến tần hiện nay, đặc biệt là biến tần có khả năng tiết kiệm điện có thể lên đến 60% năng lượng điện tiêu thụ có tuổi thọ cao và giá thành sản phẩm cũng rất tương xứng với những giá trị mà nó mang lại cho động cơ. Cho nên biến tần đang được xem là giải pháp an toàn, hoàn hảo nhất cho việc khởi động các ứng dụng điện công nghiệp.

Nhược điểm: Chi phí đầu tư ban đầu tương đối cao.

Kết luận

Bài viết trên đây đã cùng bạn tìm hiểu về khái niệm động cơ điện cũng như các phương pháp khởi động động cơ điện, ưu - nhược điểm từng phương pháp một cách chi tiết và đầy đủ. Hy vọng bạn sẽ có thêm nhiều kiến thức hữu ích để tiến hành việc khởi động động cơ điện một cách nhanh chóng, hiệu quả. Chúc các bạn thành công!

Nếu có nhu cầu về các thiết bị motor điện xin liên hệ ngay với chúng tôi.

Hotline: 0918 026 532