Người khổng lồ hiền lành: Tìm hiểu về bộ khởi động mềm trung thế

Tại sao khởi động một chiếc mô tô lớn lại là một vấn đề lớn

Hãy tưởng tượng bạn đang cố gắng đẩy một chiếc ô tô nặng ra khỏi điểm dừng. Bạn cần rất nhiều lực ban đầu, phải không? Động cơ, đặc biệt là động cơ những cái lớn, mạnh mẽ được sử dụng trong công nghiệp nặng—như những thiết bị dẫn động máy bơm, máy nén hoặc quạt cỡ lớn—đối mặt với thách thức tương tự. Khi những điều này động cơ trung thế (MV) được bật trực tiếp, chúng tạo ra một dòng điện cực lớn, thường 6 đến 10 lần dòng điện hoạt động bình thường của chúng.

Dòng điện chạy vào đột ngột, lớn và gây ra sốc cơ học là lý do chính khiến chúng ta cần một thiết bị đặc biệt gọi là Khởi động mềm .

Các vấn đề khi khởi đầu “khó khăn”

Khởi động động cơ MV theo cách truyền thống, “cứng” (được gọi là khởi động Trực tiếp hoặc DOL) gây ra một số vấn đề quan trọng:

Độ sụt dòng điện và điện áp cao

Nhu cầu hiện tại ban đầu rất lớn, được gọi là dòng điện xâm nhập , gây áp lực nặng nề lên toàn bộ hệ thống điện.

• Nó có thể gây ra sụt áp (điện áp sụt giảm tạm thời) trên toàn bộ lưới điện của nhà máy, điều này có thể làm gián đoạn hoặc ngắt các thiết bị điện tử nhạy cảm được kết nối gần đó.
• Theo thời gian, sự căng thẳng lặp đi lặp lại này có thể dẫn đến thất bại sớm của thiết bị đóng cắt, dây cáp và thậm chí cả máy biến áp điện.

Ứng suất và mài mòn cơ học

Mô-men xoắn mạnh, đột ngột được tạo ra trong quá trình khởi động DOL là một cú sốc cơ học lớn.

• Nó gây ra rung lắc dữ dội trên chính động cơ, khớp nối và thiết bị dẫn động (như băng tải hoặc bánh răng).
• Điều này dẫn đến nhanh chóng hao mòn và làm tăng nguy cơ tốn kém sự cố và bảo trì.

Búa nước (Trong hệ thống bơm)

Trong hệ thống đường ống, việc khởi động đột ngột có thể gây ra “búa nước” - áp suất tăng hoặc sóng xung kích truyền qua đường ống. Điều này có thể làm hỏng nghiêm trọng đường ống, van và vòng đệm.

Giải pháp khởi động mềm: Cách tiếp cận mượt mà hơn

A Khởi động mềm trung thế là một thiết bị điện tử được thiết kế để tăng dần điện áp cấp cho động cơ AC. Bằng cách kiểm soát điện áp, nó kiểm soát hiệu quả mô-men xoắn (lực xoắn) và dòng điện, cho phép động cơ tăng tốc mượt mà từ tốc độ 0 lên đến tốc độ vận hành tối đa.

Nó hoạt động như thế nào?

Trung tâm của bộ khởi động mềm là các linh kiện điện tử công suất cao được gọi là Bộ chỉnh lưu có điều khiển bằng silicon (SCR) hoặc thyristor .

[Hình ảnh sơ đồ thể hiện mạch cơ bản của bộ khởi động mềm 3 pha có SCR]

Kiểm soát dòng điện

1. Kiểm soát SCR: Bộ khởi động mềm về cơ bản hoạt động giống như một van điện tử phức tạp. Các SCR được kết nối giáp lưng theo cặp cho mỗi đường dây trong số ba đường dây điện (pha) của động cơ.
2. Tăng điện áp: Bằng cách điều chỉnh góc kích hoạt (hoặc góc bắn) của SCR, thiết bị có thể điều khiển phần sóng điện xoay chiều truyền tới động cơ.
3. Tăng tốc mượt mà:
   • Nó bắt đầu bằng một điện áp ban đầu thấp , hạn chế dòng khởi động và mô men xoắn.
   • Sau đó nó tăng dần (tăng dần) điện áp trong một khoảng thời gian nhất định (thường là vài giây), giúp động cơ tăng tốc một cách trơn tru.
   • Khi động cơ đạt tốc độ tối đa, bộ khởi động mềm thường kích hoạt công tắc tơ rẽ nhánh để đưa SCR ra khỏi mạch, đảm bảo động cơ chạy với hiệu suất tối đa.

Lợi ích chính của khởi động mềm

“Mềm” trong khởi động mềm chuyển trực tiếp thành lợi ích tài chính và hoạt động đáng kể:

• Giảm căng thẳng về điện: Bằng cách hạn chế dòng điện khởi động, bộ khởi động mềm bảo vệ cơ sở hạ tầng điện và ngăn ngừa hiện tượng sụt áp gây tốn kém.
• Tuổi thọ thiết bị kéo dài: Việc loại bỏ sốc cơ học làm giảm đáng kể sự mài mòn của động cơ, bánh răng, dây đai và đường ống, dẫn đến ít thời gian chết hơn và chi phí bảo trì thấp hơn.
• Kiểm soát chính xác: Bộ khởi động mềm hiện đại cho phép người vận hành tinh chỉnh cả thời gian bắt đầu và quan trọng là thời gian dừng lại (tắt máy có kiểm soát được gọi là dừng nhẹ ), ngăn ngừa thêm các vấn đề như búa nước.
• Tiết kiệm năng lượng: Mặc dù lợi ích chính là kiểm soát, nhưng việc giảm nhu cầu hiện tại cao điểm cũng có thể giúp các cơ sở lớn tránh được các hình phạt về nhu cầu cao điểm từ công ty điện lực.

Về bản chất, bộ khởi động mềm trung thế biến lực mạnh của động cơ khởi động lớn thành lực đẩy tăng tốc nhẹ nhàng, có kiểm soát , đảm bảo động cơ và toàn bộ hệ thống hoạt động đáng tin cậy trong nhiều năm tới.