CAC PHUONG PHAP KHOI DONG

4/ Phương pháp dùng biến tần
- Để khởi động động cơ điện không đồng bộ công suất vừa và lớn thông thường các cơ sở
sản xuất sử dụng phương pháp khởi động trực tiếp (qua cầu dao hoặc áp tô mát) nên gây
sụt áp trên đường dây khá lớn. Cơ sở sản xuất có điều kiện thì sử dụng thiết bị “khởi
động sao/tam giác (U/D)”... đã hạn chế được dòng điện khi khởi động nên độ sụt áp và
tổn hao điện năng trên đường dây giảm đáng kể. Tuy nhiên, với phương pháp “cổ truyền”
không thể phù hợp với xu thế sản xuất hàng hóa chất lượng cao theo cơng nghệ tiên tiến
và tỷ lệ tổn thất điện năng trên tồn hệ thống vẫn cịn khá cao.

-Gần đây, nhiều cơ sở sản xuất có cơng suất tiêu thụ điện lớn như các trạm bơm nước
phục vụ sản xuất nông nghiệp, xí nghiệp sản xuất và chế biến nơng hải sản, hoa quả ... đã
sử dụng thiết bị “khởi động mềm”. Khởi động mềm là thiết bị điện tử chỉ thay thế cho
phương pháp khởi động “sao/tam giác” nhằm giảm dòng điện khi khởi động, nhưng
khơng có khả năng điều khiển tốc độ động cơ. Khởi động mềm thường kết hợp với động
cơ điện khơng đồng bộ cơng suất trung bình và lớn nhưng khơng địi hỏi phải thay đổi số
vịng quay, ví dụ một số thiết bị và máy như: bơm nước nơng nghiệp, quạt thơng gió
trong kho bảo quản, máy nghiền thức ăn chăn nuôi ...

-Do sự phát triển vượt bậc của kỹ thuật vi điện tử và điện tử cơng suất nên ngày càng có
nhiều loại thiết bị điều khiển động cơ điện không đồng bộ với các chức năng hoàn hảo
(thuận tiện trong sử dụng, an toàn và có khả năng tiết kiệm điện tối đa) mà “ biến tần
AC ” là một điển hình. Biến tần là bộ nguồn bán dẫn điều khiển kết hợp với động cơ
không đồng bộ xoay chiều ba pha để thực hiện khởi động/dừng và điều chỉnh chính xác
số vịng quay động cơ theo u cầu cơng nghệ. Có nhiều loại biến tần được thiết kế phù
hợp với dẫy động cơ công suất từ rất nhỏ (vài trăm Woat) đến hàng 100kW.
Nguyên lý làm việc:
-Tốc độ đồng bộ (chưa tính đến độ trượt s) của động cơ không đồng bộ xoay chiều ba pha
được tính: n = 60f/p (vg/ph).
-Ở đây f - tần số lưới điện 50Hz (một số quốc gia trên thế giới có tấn số f = 60Hz);
p - số cặp cực từ trên stato động cơ.
-Stato được quấn theo số cặp cực: p = 1, 2, 3 và 4; tương ứng với tốc độ đồng bộ: n =

3.000, 1.500, 1.000 và 750 vg/ph. Thông thường mỗi động cơ chỉ có thể được thiết kế để
làm việc ở hai tốc độ đồng bộ. Ví dụ: từ n = 3.000 á 1.500vg/ph; n = 1.500 á
1.000vg/ph, ... Nếu động cơ được quấn với nhiều tốc độ thì phức tạp dẫn đến giá thành
không dễ chấp nhận.


- Mặt khác, việc thay đổi số cặp cực (p) chỉ đạt được một tốc độ rất hạn chế , nhiều
trường hợp khơng phù hợp cơng nghệ sản xuất. Vì vậy, dựa vào cơng thức tính (n), người
ta có thể thay đổi tần số (f) ở nguồn vào động cơ, do đó tốc độ động cơ sẽ được thay đổi
theo để đạt giá trị mong muốn, thiết bị này được gọi là bộ biến tần. Bộ biến tần phải thực
hiện được các chức năng:
•
•
•

Biến đổi điện áp xoay chiều ba pha của nguồn điện vào thành điện áp một
chiềunhờ bộ chỉnh lưu cầu ba pha;
Sau đó nhờ bộ nghịch lưu (INVERTER) sẽ đổi ngược lại thành điện áp xoay
chiều ba pha biến đổi theo phương pháp điều chế độ rộng của xung ;
Kết quả là đầu ra của biến tần dịng điện có dạng hình sin, cịn điện áp có
dạngxung vuông nối tiếp nhau và tần số sẽ được điều chỉnh tùy ý để được tốc độ theo
công nghệ đã chọn.
Ưu điểm:
- Thay đổi f phù hợp thì thời gian khởi động sẽ ngắn do đó ít tổn hại đến động cơ
Khuyết điểm
-

Giá thành cao
Khó sử dụng
Khi tăng f đến giá trị max thì Ф bão hịa

6/ Phương pháp khởi động mềm:
-


1. Giới thiệu chung
- Động cơ không đồng bộ 3 pha dùng rộng rãi trong cơng nghiệp, vì chúng có cấu
trúc đơn giản, làm việc tin cậy, nhưng có nhược điểm dòng điện khởi động lớn,
gây ra sụt áp trong lưới điện. Phương pháp tối ưu hiện nay là dùng bộ điều khiển
điện tử để hạn chế dòng điện khởi động, đồng thời điều chỉnh tăng mô men mở
máy một cách hợp lý, vì vậy các chi tiết của động cơ chịu độ dồn nén về cơ khí ít
hơn, tăng tuổi thọ làm việc an toàn cho động cơ. Ngoài việc tránh dòng đỉnh trong
khi khởi động động cơ, còn làm cho điện áp nguồn ổn định hơn không gây ảnh
hưởng xấu đến các thiết bị khác trong lưới.
Phương pháp khởi động được áp dụng ở đây là cần hạn chế điện áp ở đầu cực
động cơ, tăng dần điện áp theo một chương trình thích hợp để điện áp tăng tuyến
tính từ một giá trị xác định đến điện áp định mức. Đó là q trình khởi động mềm
(ramp) tồn bộ q trình khởi động được điều khiển đóng mở thyristor bằng bộ vi
sử lý 16 bit với các cổng vào ra tương ứng, tần số giữ không đổi theo tần số điện
áp lưới. Ngồi ra cịn cung cấp cho chúng ta những giải pháp tối ưu nhờ nhiều
chức năng như khởi động mềm và dừng mêm, dừng đột ngột, phanh dòng trực
tiếp, tiết kiệm năng lượng khi non tải. Có chức năng bảo vệ động cơ như bảo vệ
quá tải, mất pha ..
* Những ứng dụng điển hình của bộ khởi động mềm
- Động cơ điện cho chuyên chở vật liệu.
- Động cơ bơm.
- Động cơ vân hành non tải lâu dài.
- Động cơ có bộ chuyển đổi (ví dụ hộp số, băng tải ..)
- Động cơ có quán tính lớn (quạt, máy nén, bơm, băng truyền, thang máy, máy
nghiền, máy ép, máy khuấy, máy dệt …

2. Nguyên lý hoạt động
- Mạch lực của hệ thống khởi động mềm gồm 3 cặp thyristor đấu song song ngược
cho 3 pha. Vì mơmen động cơ tỉ lệ với bình phương điện áp, dịng điện tỉ lệ với điện
áp, mơmen gia tốc và dịng điện khởi động được hạn chế thơng 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 dịng điện dừng tại điểm
qua không kế tiếp của điện áp nguồn.
Giải thích:
IA – Dịng điện ban đầu khi khởi động trực tiếp.
IS – Dịng điện bắt đầu có ramp điện áp.
In – Dịng điện định mức của động cơ.
U¬s¬ – Điện áp bắt đầu ramp.


Un – Điện áp định mức của động cơ.
tr - Thời gian ramp.
n - Tốc độ động cơ.
- Nếu phát hiện động cơ đạt tốc độ yêu cầu trước khi hết thời gian đặt của bộ khởi
động mềm, điện áp vào lập tức được tăng lên 100% điện áp lưới, đó chính là chức
năng phát hiện tăng tốc.
3. Ưu điểm
- 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 mơmen qn 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.
- Không nên cắt trực tiếp các động cơ có mơmen qn tính nhỏ như băng truyền,
thang máy, máy nâng để đảm bảo không nguy hiểm cho người, thiết bị và sản phẩm.

Nhờ chức năng dừng mềm mà điện áp động cơ được giảm từ từ trong khoảng từ 1 đến
20 giây tuỳ thuộc vào yêu cầu. Điện áp ban đầu cho dừng mềm Ustop = 0,9Un và
điện áp cuối quá trình vào khoảng 0,85 điện áp ban đầu. Thời gian ramp điện áp tới
1000 giây cùng điện áp đầu và cuối quá trình dừng mềm đặt theo chương trình.

-Như vậy, thực chất dừng mềm là cố ý kéo dài quá trình dừng bằng cách giảm từ từ
điện áp nguồn cung cấp vào động cơ. Nếu trong q trình dừng mà có lệnh khởi
động, thì q trình dừng này lập tức bị huỷ bỏ và động cơ được khởi động trở lại.
-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 tới gia trị U0, việc giảm điện áp do đó làm giảm dòng điện, dẫn đến giảm bớt cả
tổn hao đồng và tổn hao sắt %.
- Bền vững tiết kiệm không gian lắp đặt.
- Có chức năng điều khiển và bảo vệ.
- Khoảng điện áp sử dụng 200 – 500 V, tần số 45 – 65 Hz.
- Có phần mềm chuyên dụng đi kèm.
- Lắp và đặt chức năng dễ dàng.
4. Khuyết điểm:
- Do thiết bị còn khá mới mẻ nên ban đầu sẽ làm bạn khó sử dụng nhưng dần dần
cũng quen
- Giá thành đắt

Nhiệt độ mơi trường
400C
Dịng
Cơng suất
định
230V 400V
mức (A) (kW) (kW)

Nhiệt độ mơi trường
550C
Dịng
Cơng suất
định
230V 400V
mức
(HP)
(HP)

Mã hiệu

Đơn giá
(USD)


(A)
SIKOSTART 3RW22
7

1,5

3

5,5

1,1

2,2

3RW2221-1AB15

826.76

10,5

2,2

4

9

2,2

4

3RW2223-1AB15

945.22

22

5,5

11

16

4

7,5

3RW2225-1AB15

1,038.75

28

7,5

15

22

5,5

11

3RW2226-1AB15

1,195.87

35

10

18,5

32

7,5

15

3RW2227-1AB15

1,359.23

45

11

22

37

11

18,5

3RW2228-1AB15

1,583.69

50

15

25

45

12

22

3RW2230-1AB15

1,808.14

70

18,5

37

63

18,5

30

3RW2231-1AB15

1,932.84

SIKOSTART 3RW22 có bảo vệ dạng điện tử với giao diện RS 232
100

30

55

85

22

45

3RW2234-0DB15

2,768.33

135

37

75

110

37

55

3RW2235-0DB15

3,167.37

160

45

90

140

45

75

3RW2236-0DB15

4,464.25

235

75

132

205

55

110

3RW2238-0DB15

5,187.50

300

90

160

250

75

132

3RW2240-0DB15

6,446.97

355

110

200

300

90

160

3RW2241-0DB15

7,419.63

450

132

250

355

110

200

3RW2242-0DB14

7,806.20

560

160

315

450

132

250

3RW2243-0DB14

9,813.86

700

200

400

560

160

315

3RW2245-0DB14

12,183.15

865

300

500

700

200

400

3RW2247-0DB14

15,836.85

1200

400

710

1000

315

560

3RW2250-0DB

5/ Phương pháp dùng rãnh đặc biệt của Rơto
-

Dùng dạng rãnh Rơto có dạng đặc biệt để cải thiện đặc tính mở máy:rãnh rơto có
thể được chế biến dạng rãnh sâu hay lồng sóc kép, cho phép rơto có điện trở lớn
khi mở máy (tần số dịng điện Rôto cao) và điện trở đủ nhỏ khi vận hành bình
thường (tần số dịng điện Rơto rất thấp)

1/Dùng cuộn kháng nối tiếp

- Ta có thể dùng cuộn kháng mắc nối tiếp vào Rs. Khi đó với điện áp định mức cố định thì
Imm sẽ giảm xuống k lần và Mmm cũng giảm đi k2 lần.
- Ưu điểm : ít tiền, đơn giản dễ thực hiện.

- Nhược điểm : tổn hao công suất trên Rs, phạm vi điều chỉnh hẹp.

3.Dùng phương pháp biến đổi Υ→Δ


- Đây là trường hợp đặc biệt của việc dùng MBATN.Với k=3 thì dịng điện mở máy và
moment mở máy đều giảm đi 3 lần.
- Ưu điểm: rẻ tiền, dễ thực hiện.
- Nhược điểm : chỉ có thể giảm Imm va Mmm được 3 lần,hạn chế trong việc cần giảm
moment và dòng khởi động ở mức thấp hơn.

2/ Phương pháp dùng biến áp tự ngẫu