Khởi Động Mềm Là Gì? Nguyên Lý, Công Dụng Và Cách Chọn

Khởi động mềm được sử dụng nhiều trong hệ thống máy bơm, quạt, máy nén khí, băng tải, máy nghiền và các động cơ công suất lớn. Thay vì cấp toàn bộ điện áp lưới cho motor ngay lập tức, thiết bị kiểm soát điện áp trong giai đoạn khởi động để động cơ tăng tốc từ từ, qua đó hạn chế dòng điện tăng vọt và giảm va đập cơ khí lên máy.

Khởi động mềm đặc biệt phù hợp với những ứng dụng motor chỉ cần chạy ở tốc độ định mức sau khi khởi động, nhưng muốn quá trình tăng tốc và dừng diễn ra êm hơn. Thiết bị không có chức năng chính là thay đổi tốc độ motor liên tục như biến tần, vì vậy cần phân biệt rõ hai giải pháp trước khi lựa chọn.

Khởi Động Mềm Là Gì?

Khởi động mềm, tiếng Anh là Soft Starter, là thiết bị điện tử công suất dùng để kiểm soát quá trình khởi động và trong nhiều trường hợp cả quá trình dừng của động cơ điện bằng cách điều chỉnh điện áp hoặc mô-men cấp cho motor theo một đường tăng giảm được cài đặt.

Hiểu đơn giản:

Đóng trực tiếp DOL: 0 → điện áp lưới gần như ngay lập tức

Trong khi:

Soft Starter: điện áp/mô-men được tăng dần → motor tăng tốc êm hơn

Các Soft Starter công nghiệp thường sử dụng thyristor, còn gọi là SCR, trên mạch công suất để điều chỉnh điện áp trong giai đoạn khởi động. Schneider Electric mô tả Altistart 48 sử dụng 6 thyristor để điều khiển khởi động và dừng mềm cho động cơ không đồng bộ 3 pha. ABB cũng mô tả nguyên lý Soft Starter là tăng dần điện áp bằng linh kiện bán dẫn để hạn chế dòng khởi động và kiểm soát quá trình tăng tốc.

Sau khi motor đạt tốc độ làm việc, nhiều Soft Starter sử dụng bypass contactor để đưa dòng điện đi qua đường bypass thay vì liên tục đi qua SCR, giúp giảm tổn hao và nhiệt phát sinh. Một số dòng tích hợp sẵn bypass bên trong.

Khởi Động Mềm Dùng Để Làm Gì?

Giảm Dòng Khởi Động Motor

Khi động cơ không đồng bộ được khởi động trực tiếp DOL, dòng điện ban đầu có thể cao hơn nhiều lần dòng định mức.

Dòng khởi động lớn có thể gây:

• Sụt điện áp.
• Aptomat tác động.
• Máy phát bị tụt áp.
• Contactor chịu dòng lớn.
• Các thiết bị khác trong cùng hệ thống bị ảnh hưởng.

Soft Starter giới hạn quá trình tăng điện áp và có thể có chức năng giới hạn dòng, nhờ đó giảm đỉnh dòng khi motor bắt đầu chạy. Đây là một trong những công dụng cốt lõi của Soft Starter.

Giảm Va Đập Cơ Khí

Khi motor nhận toàn bộ điện áp ngay lập tức:

• Mô-men tăng nhanh.
• Khớp nối chịu lực.
• Xích bị giật.
• Dây đai chịu lực lớn.
• Hộp giảm tốc bị sốc.
• Băng tải giật mạnh.

Soft Starter giúp motor tăng tốc từ từ nên hệ truyền động êm hơn.

Điều này có thể giúp giảm tác động lên:

• Trục.
• Khớp nối.
• Hộp giảm tốc.
• Puly.
• Xích.
• Dây đai.
• Bạc đạn.
• Tải cơ khí.

Siemens mô tả Soft Starter SIRIUS 3RW là giải pháp giúp giảm ứng suất cơ học và giảm ảnh hưởng sụt áp lưới khi khởi động động cơ 3 pha.

Khởi Động Máy Bơm Êm Hơn

Máy bơm là ứng dụng rất phổ biến của Soft Starter.

Khi máy bơm khởi động hoặc dừng quá đột ngột, hệ thống đường ống có thể xuất hiện:

• Biến động áp suất.
• Rung đường ống.
• Va đập thủy lực.
• Water hammer.

Chức năng Soft Stop giúp motor giảm tốc có kiểm soát trong một số ứng dụng bơm, hạn chế thay đổi dòng chảy quá đột ngột.

ABB và Schneider Electric đều liệt kê bơm là một trong những ứng dụng điển hình của Soft Starter và có các chức năng liên quan tới khởi động/dừng mềm để giảm áp lực cơ học và hiện tượng áp suất đột biến.

Giúp Băng Tải Khởi Động Mượt

Nếu băng tải chứa hàng nhưng motor khởi động trực tiếp:

• Băng có thể giật.
• Hàng hóa xô lệch.
• Xích chịu lực lớn.
• Khớp nối bị sốc.

Soft Starter giúp quá trình tăng tốc diễn ra từ từ hơn.

Ứng dụng phù hợp:

• Băng tải hàng.
• Băng tải thực phẩm.
• Máy cấp liệu.
• Dây chuyền đóng gói.

Giảm Tác Động Khi Khởi Động Quạt

Quạt công nghiệp thường có quán tính lớn.

Khởi động quá nhanh có thể tạo:

• Dòng lớn.
• Mô-men đột ngột.
• Rung.
• Tải lớn lên khớp nối và dây đai.

Soft Starter có thể giúp quạt tăng tốc theo thời gian đã cài đặt.

Hỗ Trợ Máy Nén Khí

Máy nén có thể cần hạn chế dòng khởi động và giảm tác động cơ học.

Tuy nhiên cần xác định:

• Máy nén có unload khi khởi động không.
• Mô-men khởi động cần bao nhiêu.
• Thời gian tăng tốc.
• Số lần khởi động mỗi giờ.

Không nên lựa chọn Soft Starter chỉ theo công suất motor.

Soft Starter Có Điều Chỉnh Tốc Độ Motor Không?

Không phải chức năng chính.

Soft Starter chủ yếu kiểm soát motor trong:

• Giai đoạn khởi động.
• Giai đoạn dừng nếu có Soft Stop.

Sau khi motor đạt tốc độ:

• Điện áp gần đạt điện áp lưới.
• Motor chạy theo đặc tính tự nhiên của động cơ và tải.

Nếu cần:

• Chạy 20Hz.
• Chạy 30Hz.
• Chạy 40Hz.
• Thay đổi tốc độ liên tục.

thì thường phải sử dụng biến tần.

Đây là khác biệt rất quan trọng giữa:

Soft Starter

và:

VFD/biến tần.

Cấu Tạo Khởi Động Mềm

Một Soft Starter công nghiệp có thể gồm:

1. Thyristor/SCR.
2. Mạch điều khiển.
3. Bộ đo dòng.
4. Bộ đo điện áp.
5. Bypass contactor.
6. Relay đầu ra.
7. Input điều khiển.
8. Màn hình hoặc nút cài đặt.
9. Quạt làm mát tùy loại.
10. Bộ bảo vệ điện tử.
11. Cổng truyền thông tùy dòng.

Không phải Soft Starter nào cũng có đầy đủ tất cả các chức năng trên.

SCR Trong Khởi Động Mềm Là Gì?

SCR là viết tắt của Silicon Controlled Rectifier, thuộc nhóm thyristor.

SCR đóng vai trò giống một công tắc bán dẫn công suất.

Thay vì đóng điện áp nguồn hoàn toàn ngay lập tức, mạch điều khiển thay đổi thời điểm SCR dẫn điện trong từng chu kỳ AC.

Nhờ đó điện áp hiệu dụng cấp cho motor có thể được tăng dần.

Một Soft Starter 3 pha cao cấp có thể sử dụng:

6 SCR

tức hai SCR mắc ngược song song trên mỗi pha.

Cấu hình này cho phép điều khiển cả hai nửa chu kỳ AC của ba pha. Schneider Electric Altistart 48 là một ví dụ sử dụng 6 thyristor cho motor không đồng bộ ba pha.

Soft Starter Điều Khiển 2 Pha Và 3 Pha Khác Nhau Thế Nào?

Có Soft Starter:

• Điều khiển hai pha.
• Điều khiển ba pha.

Một số Soft Starter tiết kiệm chi phí chỉ dùng thyristor ở hai pha, pha còn lại đi trực tiếp.

Một số loại điều khiển cả ba pha để đạt khả năng kiểm soát cao hơn.

ABB PSE là một ví dụ Soft Starter điều khiển hai pha và hỗ trợ ramp điện áp hoặc mô-men.

Không nên chỉ nhìn công suất để đánh giá hai Soft Starter giống nhau.

Cần xem:

• Số pha điều khiển.
• Thuật toán.
• Khả năng giới hạn dòng.
• Bảo vệ.
• Bypass.
• Duty.

Bypass Contactor Là Gì?

Bypass contactor là contactor tạo đường dẫn điện song song với phần tử bán dẫn của Soft Starter sau khi motor hoàn thành quá trình khởi động.

Có thể hình dung:

Khi Khởi Động

Dòng đi qua:

Nguồn → SCR Soft Starter → Motor

Khi Motor Đã Chạy Ổn Định

Bypass đóng:

Nguồn → Bypass → Motor

Mục đích:

• Giảm tổn hao trên SCR.
• Giảm nhiệt.
• Tăng hiệu suất.
• Giảm yêu cầu làm mát.

Schneider Electric cho biết bypass tích hợp giúp giảm tổn hao hoạt động và nhiệt phát sinh trong tủ.

Soft Starter Có Bypass Tích Hợp Không?

Có loại có, có loại không.

Ví dụ một số Soft Starter tích hợp sẵn bypass contactor nên người dùng không cần lắp contactor bypass bên ngoài.

Một số dòng khác yêu cầu:

• Bypass bên ngoài.
• Hoặc không cần bypass tùy ứng dụng.

Schneider Electric ATS22 và ATS130 là những ví dụ có giải pháp bypass tích hợp.

Khi thiết kế cần kiểm tra catalogue của đúng model.

Nguyên Lý Hoạt Động Của Khởi Động Mềm

Giai Đoạn Chưa Khởi Động

Motor chưa được cấp năng lượng hoặc SCR chưa được kích dẫn theo lệnh RUN.

Khi Nhận Lệnh START

Mạch điều khiển bắt đầu kích SCR.

Điện áp motor được đưa từ mức ban đầu tăng dần lên.

Có thể cài:

• Initial voltage.
• Initial torque.
• Ramp time.
• Current limit.

Khi Motor Tăng Tốc

Soft Starter tiếp tục điều chỉnh góc dẫn SCR.

Điện áp tăng dần.

Motor:

• Tăng tốc.
• Dòng giảm dần.
• Tiến gần tốc độ định mức.

Khi Motor Đạt Trạng Thái RUN

Điện áp đạt gần điện áp lưới.

Nếu thiết bị có bypass:

• Bypass contactor đóng.
• Dòng motor đi qua bypass.
• SCR không còn chịu toàn bộ dòng liên tục.

Khi Nhận Lệnh STOP

Có hai trường hợp.

Coast Stop

Soft Starter ngắt và motor tự giảm tốc theo quán tính.

Soft Stop

Thiết bị giảm điện áp hoặc điều khiển mô-men theo một quá trình cài đặt để motor dừng mềm hơn.

Ramp Time Là Gì?

Ramp Time là thời gian tăng hoặc giảm điều khiển.

Có thể gồm:

• Acceleration ramp.
• Deceleration ramp.

Ví dụ:

Ramp Up = 10 giây

nghĩa là Soft Starter điều khiển quá trình tăng từ điều kiện khởi động đến trạng thái chạy theo cấu hình trong khoảng thời gian tương ứng.

Nhưng cần lưu ý:

Ramp Time không có nghĩa motor chắc chắn đạt full speed đúng chính xác sau 10 giây trong mọi tải.

Nếu motor:

• Quá tải.
• Điện áp yếu.
• Mô-men khởi động thiếu.

motor có thể không tăng tốc đúng dự kiến.

Initial Voltage Là Gì?

Initial Voltage là điện áp ban đầu được áp dụng cho motor khi bắt đầu quá trình khởi động ở một số Soft Starter.

Nếu đặt quá thấp:

• Motor không quay.
• Chỉ phát tiếng.
• Dòng kéo dài.
• Motor nóng.

Nếu đặt quá cao:

• Motor giật mạnh.
• Dòng tăng.
• Mất lợi ích của Soft Start.

Cần cài sao cho motor bắt đầu chuyển động ổn định nhưng không tạo sốc quá lớn.

Initial Torque Là Gì?

Một số Soft Starter sử dụng điều khiển mô-men thay cho việc chỉ cài điện áp.

Initial Torque là mức mô-men ban đầu.

Các dòng Soft Starter cao cấp có thể điều khiển torque ramp nhằm tạo quá trình tăng tốc ổn định hơn. Schneider Electric ATS480 có chức năng Torque Control System để kiểm soát mô-men trong quá trình tăng và giảm tốc.

Current Limit Là Gì?

Current Limit là chức năng giới hạn dòng motor trong quá trình khởi động.

Ví dụ:

Motor:

In = 100A

Soft Starter có thể được cấu hình để giới hạn dòng khởi động ở một bội số nhất định của In theo khả năng thiết bị và tải.

Nếu đặt Current Limit quá thấp:

• Motor không đủ mô-men.
• Không tăng tốc.
• Khởi động kéo dài.
• Motor nóng.

Nếu đặt quá cao:

• Dòng lưới vẫn lớn.
• Giảm hiệu quả hạn chế dòng.

Cần tìm điểm cân bằng giữa:

Dòng cho phép của nguồn

và:

Mô-men cần thiết để tăng tốc tải.

Kick Start Là Gì?

Kick Start là chức năng tạo một mức mô-men hoặc điện áp cao trong thời gian ngắn ngay khi bắt đầu.

Ứng dụng khi tải có:

• Ma sát tĩnh lớn.
• Cần lực ban đầu để bật ra khỏi vị trí đứng yên.

Ví dụ:

• Băng tải tải nặng.
• Máy nghiền.
• Máy trộn.
• Một số máy nén.

ABB PSE là một ví dụ Soft Starter có chức năng kickstart.

Không nên bật Kick Start nếu tải không cần vì nó có thể làm tăng dòng và va đập cơ khí.

Soft Stop Là Gì?

Soft Stop là quá trình giảm có kiểm soát khi dừng motor.

Đặc biệt hữu ích với:

• Máy bơm.
• Băng tải.
• Một số tải cần dừng êm.

Soft Stop không nhất thiết làm động cơ dừng nhanh hơn.

Thực tế, mục tiêu thường ngược lại:

Dừng chậm và êm hơn.

Soft Stop Có Phải Phanh Không?

Không.

Soft Stop và braking là hai chức năng khác nhau.

Soft Stop:

• Giảm điện áp hoặc mô-men có kiểm soát.
• Kéo dài quá trình dừng trong nhiều ứng dụng.

Braking:

• Tạo mô-men hãm.
• Giúp motor dừng nhanh hơn.

Một số Soft Starter cao cấp có thể có chức năng dynamic braking hoặc DC braking, nhưng không phải tất cả. Schneider Electric ATS480 có chức năng dynamic braking bên cạnh Soft Start/Stop.

Khởi Động Mềm Có Bảo Vệ Motor Không?

Tùy loại.

Soft Starter đơn giản có thể chủ yếu thực hiện:

• Soft Start.
• Soft Stop.

Các dòng nâng cao có thể tích hợp:

• Electronic overload.
• Phase loss.
• Phase imbalance.
• Locked rotor.
• Underload.
• Overtemperature.
• Current limit.
• Ground fault tùy dòng.

ABB PSTX, chẳng hạn, được định vị là dòng Soft Starter có các chức năng bảo vệ motor nâng cao, trong khi những dòng nhỏ hơn có mức chức năng đơn giản hơn.

Vì vậy không nên mặc định:

Có Soft Starter = không cần thiết bị bảo vệ khác.

Soft Starter Có Bảo Vệ Ngắn Mạch Không?

Thông thường Soft Starter không thay thế thiết bị bảo vệ ngắn mạch đầu nguồn.

Mạch vẫn có thể cần:

• MCCB.
• Cầu chì.
• Thiết bị bảo vệ bán dẫn.

tùy thiết kế và yêu cầu phối hợp.

Một cấu hình có thể là:

Nguồn → MCCB/cầu chì → Soft Starter → Motor

Cần dùng bảng phối hợp bảo vệ của nhà sản xuất để lựa chọn thiết bị.

Soft Starter Có Cần Relay Nhiệt Không?

Tùy Soft Starter.

Nếu Soft Starter đã tích hợp bảo vệ quá tải điện tử phù hợp và vẫn giám sát motor trong mọi chế độ vận hành, có thể không cần relay nhiệt riêng theo cấu hình được nhà sản xuất cho phép.

Nhưng nếu:

• Soft Starter không có overload protection.
• Bypass làm mất khả năng giám sát bảo vệ.
• Thiết kế yêu cầu bảo vệ độc lập.

thì có thể cần relay nhiệt hoặc overload relay.

Schneider Electric lưu ý trong một số cấu hình bypass toàn phần, cần bảo vệ quá tải bên ngoài nếu Soft Starter không còn thực hiện thermal protection khi bị loại khỏi mạch.

Khởi Động Mềm Có Cần Contactor Không?

Không có câu trả lời chung cho mọi hệ.

Có thể gặp các cấu hình:

Soft Starter Có Bypass Tích Hợp

Không cần bypass contactor ngoài.

Soft Starter Không Có Bypass Tích Hợp

Có thể dùng bypass contactor ngoài.

Hệ Có Line Contactor

Contactor đầu vào được dùng để:

• Cách ly motor.
• Điều khiển an toàn.
• Phối hợp dừng.

Cấu hình cụ thể phụ thuộc:

• Soft Starter.
• Chức năng bảo vệ.
• Yêu cầu an toàn.
• Sơ đồ máy.

Khởi Động Mềm Có Cần MCCB Không?

Thông thường có thiết bị bảo vệ phía nguồn.

MCCB hoặc cầu chì giúp:

• Bảo vệ ngắn mạch.
• Cô lập nguồn.
• Phối hợp với Soft Starter.

Không nên coi Soft Starter là MCCB.

Soft Starter Khác Contactor Như Thế Nào?

Contactor

Khi đóng:

Điện áp lưới được đưa gần như trực tiếp vào motor.

Soft Starter

Điều khiển quá trình cấp điện trong lúc khởi động để điện áp/mô-men tăng dần.

Tiêu chí	Contactor DOL	Soft Starter
Khởi động	Trực tiếp	Tăng dần
Dòng khởi động	Cao	Có thể giảm
Va đập cơ khí	Lớn hơn	Thấp hơn
Điều chỉnh ramp	Không	Có
Soft Stop	Không	Có trên nhiều loại
Giá	Thấp	Cao hơn

Contactor vẫn có thể xuất hiện trong hệ Soft Starter với vai trò:

• Line contactor.
• Bypass contactor.

Khởi Động Mềm Và Sao Tam Giác Khác Nhau Thế Nào?

Cả hai đều được sử dụng để giảm tác động khi motor khởi động nhưng nguyên lý khác nhau.

Sao Tam Giác

Sử dụng:

• 3 contactor.
• Timer.
• Đấu lại các cuộn dây motor.

Motor khởi động ở sao rồi chuyển sang tam giác.

Soft Starter

Không đổi cấu hình sao/tam giác liên tục trong lúc khởi động theo cách này.

Thiết bị điều khiển điện áp bằng bán dẫn.

Tiêu chí	Sao tam giác	Soft Starter
Giảm dòng	Có	Có
Điều chỉnh mượt	Hạn chế	Tốt hơn
Chuyển trạng thái	Có bước chuyển Y → Δ	Liên tục hơn
Thiết bị chính	Contactor + timer	SCR + controller
Soft Stop	Không	Có thể
Cài Current Limit	Không	Có ở nhiều loại
Giá	Thường thấp	Cao hơn

Soft Starter thường cho quá trình chuyển động mượt hơn vì không có bước chuyển từ sao sang tam giác như mạch truyền thống.

Khởi Động Mềm Và Biến Tần Khác Nhau Như Thế Nào?

Đây là hai thiết bị rất dễ bị nhầm.

Soft Starter

Chủ yếu:

• Giảm dòng khởi động.
• Giảm sốc cơ khí.
• Soft Stop.
• Motor sau đó chạy gần tốc độ lưới.

Biến Tần

Có thể:

• Khởi động mềm.
• Dừng mềm.
• Điều chỉnh tốc độ liên tục.
• Điều khiển tần số.
• Điều khiển mô-men.
• PID.
• Đảo chiều.
• Tiết kiệm điện ở tải biến mô-men trong nhiều trường hợp.

Tiêu chí	Soft Starter	Biến tần
Giảm dòng khởi động	Có	Có
Khởi động êm	Có	Có
Điều chỉnh tốc độ liên tục	Không phải chức năng chính	Có
Thay đổi tần số	Không	Có
Soft Stop	Có	Có
Điều khiển PID	Hạn chế	Phổ biến
Giá	Thường thấp hơn	Thường cao hơn
Nhiệt khi chạy	Thấp khi bypass	Có tổn hao inverter
Ứng dụng	Full-speed motor	Variable-speed motor

ABB mô tả Soft Starter là giải pháp trung gian hợp lý giữa khởi động trực tiếp/sao tam giác và biến tần trong các ứng dụng motor chạy full speed sau khi khởi động.

Khi Nào Nên Dùng Khởi Động Mềm?

Soft Starter phù hợp khi:

• Motor sau khi khởi động chỉ cần chạy gần tốc độ cố định.
• Dòng DOL quá lớn.
• Lưới điện yếu.
• Máy phát có giới hạn dòng.
• Tải cần tăng tốc êm.
• Muốn giảm va đập cơ khí.
• Bơm cần hạn chế water hammer.
• Không cần điều chỉnh tốc độ liên tục.

Ứng dụng phổ biến:

• Máy bơm.
• Quạt.
• Máy nén.
• Băng tải.
• Máy nghiền.
• Máy trộn.
• Máy khuấy.
• Máy ly tâm.
• Máy ép.
• Hệ thống HVAC.

Khi Nào Không Nên Chọn Soft Starter?

Nếu yêu cầu chính là:

• Chạy motor nhiều tốc độ.
• Điều chỉnh lưu lượng bằng tốc độ.
• Điều chỉnh áp suất bằng tốc độ.
• Chạy motor rất chậm liên tục.
• Điều khiển chính xác tốc độ.
• Điều khiển vị trí.

thì biến tần hoặc Servo có thể phù hợp hơn.

Soft Starter không phải giải pháp thay thế biến tần trong các bài toán cần variable speed.

Soft Starter Dùng Cho Motor Gì?

Soft Starter được sử dụng phổ biến nhất với:

Động cơ không đồng bộ 3 pha lồng sóc.

Một số Soft Starter đặc biệt có thể hỗ trợ các loại motor hoặc cấu hình khác.

Schneider Electric ATS48 được thiết kế cho động cơ không đồng bộ lồng sóc 3 pha.

Không nên tự sử dụng Soft Starter cho:

• Servo Motor.
• Stepper.
• PMSM.
• Motor đặc biệt.

nếu catalogue không hỗ trợ.

Khởi Động Mềm 1 Pha Có Không?

Có một số sản phẩm được thiết kế cho motor hoặc tải AC 1 pha, nhưng phần lớn Soft Starter công nghiệp công suất trung bình và lớn tập trung vào motor 3 pha.

Schneider Electric Altistart 01 có các cấu hình dành cho ứng dụng AC đơn giản, bao gồm các sản phẩm dùng trong nhóm motor 1 pha và 3 pha tùy model.

Khi chọn cần kiểm tra chính xác:

• Motor loại gì.
• Điện áp.
• Dòng.
• Tụ khởi động nếu motor 1 pha.
• Soft Starter có hỗ trợ loại motor đó không.

Cách Chọn Khởi Động Mềm

Bước 1: Xác Định Dòng Motor

Thông số quan trọng nhất là dòng định mức trên tem motor.

Ví dụ:

Motor 45kW

nhưng cần kiểm tra:

In = bao nhiêu A

Không nên chọn Soft Starter chỉ bằng kW.

Bước 2: Xác Định Điện Áp Motor

Ví dụ:

• 220V 3 pha.
• 380V.
• 400V.
• 415V.
• 440V.
• 690V.

Soft Starter phải phù hợp điện áp lưới.

Bước 3: Xác Định Loại Tải

Cần biết motor kéo:

• Bơm.
• Quạt.
• Máy nén.
• Băng tải.
• Máy nghiền.
• Máy trộn.

Bơm ly tâm và máy nghiền không có cùng yêu cầu khởi động.

Bước 4: Xác Định Thời Gian Khởi Động

Ví dụ motor cần:

• 5 giây.
• 10 giây.
• 20 giây.
• 30 giây.

Thời gian càng dài, SCR càng chịu nhiệt nhiều.

Bước 5: Xác Định Số Lần Khởi Động

Ví dụ:

• 2 lần/giờ.
• 6 lần/giờ.
• 20 lần/giờ.

Tần suất khởi động ảnh hưởng mạnh tới khả năng chịu nhiệt của Soft Starter.

Bước 6: Xác Định Normal Duty Hay Heavy Duty

Một số hãng phân loại:

• Normal Duty.
• Heavy Duty.

Tải nặng có thể yêu cầu chọn Soft Starter lớn hơn.

ABB lưu ý với các ứng dụng heavy-duty có thể cần tăng size Soft Starter so với ứng dụng normal duty.

Bước 7: Kiểm Tra Dòng Khởi Động Cho Phép

Cần biết tải cần bao nhiêu dòng để đủ mô-men tăng tốc.

Ví dụ:

3 × In

hay:

4 × In

trong thời gian bao lâu.

Đây là yếu tố quan trọng khi sizing thiết bị.

Bước 8: Kiểm Tra Bypass

Xác định:

• Bypass tích hợp.
• Bypass ngoài.
• Không bypass.

Bước 9: Kiểm Tra Bảo Vệ

Có cần:

• Overload.
• Underload.
• Phase loss.
• Locked rotor.
• Ground fault.
• Thermistor input.

Bước 10: Kiểm Tra Truyền Thông

Nếu kết nối PLC có thể cần:

• Modbus RTU.
• Modbus TCP.
• PROFINET.
• EtherNet/IP.
• Fieldbus khác.

Chọn Soft Starter Theo kW Có Được Không?

Có thể sử dụng bảng kW của nhà sản xuất để tham khảo nhanh.

Nhưng lựa chọn cuối cùng nên dựa trên:

• Dòng motor.
• Điện áp.
• Duty.
• Thời gian khởi động.
• Số lần khởi động.
• Tải.

Hai motor đều 75kW nhưng:

Motor quạt

và:

Motor máy nghiền

có thể cần Soft Starter khác nhau.

Ví Dụ Chọn Khởi Động Mềm

Giả sử motor:

• 3 pha 380V.
• 55kW.
• Dòng định mức 105A.
• Tải bơm.
• Khởi động 10 giây.
• 4 lần/giờ.

Không nên chỉ chọn:

Soft Starter 55kW

Mà cần kiểm tra catalogue:

• Ie của Soft Starter ≥ dòng motor theo duty.
• Khả năng chịu dòng khởi động.
• Số lần start/hour.
• Ambient temperature.
• Altitude.
• Bypass.
• Chế độ bảo vệ.

Nếu motor tải nặng cần 4,5 × In trong thời gian dài, Soft Starter có thể phải chọn lớn hơn so với motor bơm nhẹ cùng công suất.

Inside Delta Là Gì?

Một số Soft Starter hỗ trợ đấu inside delta, tức Soft Starter được đặt bên trong mạch tam giác của motor thay vì nối trực tiếp trên ba dây nguồn line.

Lợi ích:

• Dòng qua Soft Starter thấp hơn dòng line.
• Có thể dùng thiết bị có dòng định mức nhỏ hơn trong một số thiết kế.

Tuy nhiên:

• Motor phải có 6 đầu dây.
• Đấu dây phức tạp hơn.
• Cài đặt phải đúng.
• Không phải Soft Starter nào cũng hỗ trợ.

Schneider Electric ATS480 và ATS48 hỗ trợ các cấu hình inside-delta theo hướng dẫn của hãng.

Không nên tự đấu inside delta nếu chưa đọc sơ đồ của đúng thiết bị.

Soft Starter Có Tiết Kiệm Điện Không?

Không nên coi Soft Starter là thiết bị tiết kiệm điện cho motor đang chạy full speed.

Lợi ích chính là:

• Khởi động êm.
• Hạn chế dòng.
• Giảm sốc cơ khí.
• Giảm bảo trì.

Khi motor đạt tốc độ và bypass đóng, motor gần như được nối trực tiếp với nguồn.

Soft Starter không giảm tốc motor theo tải như biến tần.

Do đó với:

• Bơm.
• Quạt.

nếu mục tiêu là giảm điện năng bằng cách giảm tốc độ khi tải thấp, biến tần thường phù hợp hơn.

Bypass tích hợp có thể giúp giảm tổn hao của chính Soft Starter khi motor đang chạy, nhưng điều đó khác với việc giảm đáng kể năng lượng tiêu thụ của tải.

Tại Sao Soft Starter Bị Nóng?

SCR tạo ra tổn hao khi dẫn điện.

Soft Starter có thể nóng do:

• Dòng tải lớn.
• Khởi động quá nhiều.
• Ramp quá dài.
• Tủ điện nóng.
• Quạt hỏng.
• Bypass không đóng.
• Thiết bị bị quá tải.
• Thông gió kém.

Nếu bypass contactor không hoạt động, SCR có thể tiếp tục chịu dòng motor trong thời gian dài và làm thiết bị nóng hơn bình thường.

Tại Sao Soft Starter Không Khởi Động Được Motor?

Có thể do:

• Không có nguồn động lực.
• Không có nguồn điều khiển.
• Chưa nhận lệnh RUN.
• Current Limit quá thấp.
• Initial Torque quá thấp.
• Motor quá tải.
• Tải cơ khí bị kẹt.
• Mất pha.
• Soft Starter báo lỗi.
• Đấu dây sai.

Motor Chỉ Ù Nhưng Không Quay Khi Dùng Soft Starter

Nguyên nhân phổ biến:

• Điện áp khởi động quá thấp.
• Mô-men ban đầu quá thấp.
• Current Limit đặt thấp.
• Tải quá nặng.
• Motor bị kẹt.
• Mất pha.
• SCR lỗi.

Không nên kéo dài tình trạng motor đứng yên nhưng vẫn có dòng vì motor có thể nóng rất nhanh.

Tại Sao Soft Starter Báo Overload?

Có thể do:

• Motor quá tải.
• Khởi động quá lâu.
• Khởi động quá nhiều lần.
• Current Limit thấp làm motor không tăng tốc.
• Motor bị kẹt.
• Thông số dòng motor cài sai.
• Duty không phù hợp.

Tại Sao Soft Starter Báo Phase Loss?

Có thể do:

• Mất nguồn một pha.
• Cầu chì đứt.
• MCCB lỗi một cực.
• Đầu dây lỏng.
• Contactor đầu nguồn lỗi.
• SCR bị hỏng.
• Dây motor đứt.

Cần đo đủ:

• L1-L2.
• L2-L3.
• L3-L1.

Tại Sao Soft Starter Báo Overtemperature?

Nguyên nhân:

• Quá tải.
• Tần suất khởi động cao.
• Quạt hỏng.
• Tủ quá nóng.
• Ramp dài.
• Bypass không đóng.
• Thiết bị chọn quá nhỏ.

Không nên reset liên tục khi thiết bị chưa nguội.

Tại Sao Bypass Contactor Không Đóng?

Có thể do:

• Motor chưa đạt End of Ramp.
• Relay bypass không xuất tín hiệu.
• Coil contactor mất nguồn.
• Contactor hỏng.
• Cài đặt sai.
• Soft Starter đang có lỗi.

Nếu motor chạy nhưng bypass không đóng, Soft Starter có thể nóng bất thường.

Soft Starter Nhảy MCCB Khi Khởi Động

Nguyên nhân có thể gồm:

• MCCB quá nhỏ.
• Instantaneous setting thấp.
• Motor chập.
• Dây chập.
• SCR hỏng.
• Current Limit cài quá cao.
• Tải bị kẹt.
• Dòng khởi động vượt khả năng phối hợp.

Không nên tự tăng MCCB mà chưa kiểm tra cáp và khả năng cắt.

Soft Starter Làm Motor Khởi Động Quá Chậm

Có thể do:

• Ramp quá dài.
• Current Limit thấp.
• Initial Voltage thấp.
• Motor thiếu mô-men.
• Tải nặng.
• Điện áp thấp.

Điều chỉnh ramp không phải cứ tăng thời gian là motor sẽ “mềm” hơn.

Nếu thời gian quá dài, motor có thể ở vùng dòng cao lâu hơn và nóng hơn.

Cách Cài Soft Starter Cơ Bản

Các thông số thường cần quan tâm:

Motor Rated Current

Nhập đúng dòng định mức motor.

Initial Voltage/Torque

Điều chỉnh đủ để motor bắt đầu quay.

Ramp Up Time

Chọn thời gian tăng tốc phù hợp với máy.

Current Limit

Hạn chế dòng nhưng vẫn phải đủ mô-men.

Ramp Down Time

Cài nếu cần Soft Stop.

Overload Class

Một số Soft Starter cho phép chọn class bảo vệ quá tải phù hợp với đặc tính khởi động.

Kick Start

Chỉ dùng khi tải cần lực phá ma sát ban đầu.

Cách gọi thông số khác nhau giữa các hãng.

Cách Cài Soft Starter Cho Máy Bơm

Mục tiêu thường là:

• Motor tăng tốc êm.
• Dòng không quá cao.
• Giảm biến động áp suất.
• Dừng không gây water hammer.

Cần thử nghiệm thực tế để cân bằng:

Ramp + Torque + Current Limit + Soft Stop

Không nên đặt thời gian Soft Stop quá dài nếu hệ thống không cần.

Cách Cài Soft Starter Cho Băng Tải

Băng tải cần đủ mô-men để bắt đầu kéo tải.

Nếu Initial Torque quá thấp:

• Motor có thể không kéo được.
• Dòng cao kéo dài.

Có thể cần:

• Tăng Initial Torque.
• Kick Start.
• Current Limit cao hơn.

Nhưng phải nằm trong giới hạn Soft Starter và motor.

Cách Cài Cho Máy Nghiền

Máy nghiền thường có tải khởi động nặng hơn.

Cần đặc biệt xem:

• Heavy Duty.
• Current Limit.
• Start time.
• Motor thermal capacity.
• Số lần khởi động.

Soft Starter có thể phải chọn lớn hơn một cấp theo hướng dẫn nhà sản xuất.

Soft Starter Có Đảo Chiều Motor Được Không?

Bản thân Soft Starter thông thường không thực hiện đảo thứ tự pha như biến tần.

Muốn đảo chiều có thể cần:

• Contactor thuận.
• Contactor nghịch.
• Mạch liên động.

và Soft Starter phải được đấu theo sơ đồ được nhà sản xuất cho phép.

Không nên tự đảo contactor trong lúc Soft Starter đang dẫn điện.

Soft Starter Có Dùng Với Máy Phát Điện Không?

Có thể, nhưng cần tính toán kỹ.

Máy phát có:

• Công suất giới hạn.
• Khả năng chịu dòng khởi động.
• Độ sụt áp.
• AVR.

Soft Starter có thể giúp giảm dòng khởi động nhưng nếu Current Limit đặt quá thấp, motor không tăng tốc.

Một số Soft Starter hiện đại có thiết kế chịu dải tần số rộng hơn để làm việc với nguồn máy phát trong một số ứng dụng. Schneider Electric ATS480 liệt kê khả năng làm việc với nguồn generator có biến thiên tần số rộng hơn như một tính năng ứng dụng.

Soft Starter Có Dùng Sau Ổn Áp Không?

Có thể nếu:

• Điện áp phù hợp.
• Công suất ổn áp đủ.
• Dòng khởi động được tính đúng.
• Hệ thống bảo vệ phối hợp đúng.

Soft Starter giúp hạn chế dòng khởi động nhưng không thể bù cho một nguồn điện quá yếu đến mức motor không có đủ mô-men.

Soft Starter Có Dùng Sau Máy Biến Áp Không?

Có.

Cần kiểm tra:

• Công suất máy biến áp.
• Điện áp thứ cấp.
• Dòng ngắn mạch.
• Sụt áp lúc khởi động.
• Công suất motor.

Nếu máy biến áp quá nhỏ, dù dùng Soft Starter motor vẫn có thể khởi động khó.

Khởi Động Mềm Có Cần Tủ Điện Không?

Trong công nghiệp, Soft Starter thường được lắp trong tủ điện cùng:

• MCCB.
• Cầu chì.
• Contactor.
• Relay.
• PLC.
• Terminal.
• Quạt.
• Bypass.

Tủ cần được thiết kế:

• Đúng kích thước.
• Đủ tản nhiệt.
• Đúng khoảng cách.
• Đúng dây dẫn.
• Đúng tiếp địa.

Thiết Bị Trong Tủ Khởi Động Mềm

Một tủ có thể gồm:

MCCB → Line Contactor → Soft Starter → Motor

và tùy thiết kế:

• Bypass contactor.
• Relay nhiệt.
• Relay mất pha.
• PLC.
• Nút START/STOP.
• AUTO/MANUAL.
• Đèn báo.
• Emergency Stop.

Không phải tất cả hệ thống đều cần cùng một sơ đồ.

Ưu Điểm Của Khởi Động Mềm

• Giảm dòng khởi động.
• Giảm sụt áp.
• Giảm sốc cơ khí.
• Khởi động êm.
• Có thể Soft Stop.
• Mạch gọn hơn sao tam giác trong nhiều ứng dụng.
• Cài đặt linh hoạt.
• Có thể tích hợp bảo vệ.
• Có thể kết nối PLC.
• Chi phí thường thấp hơn biến tần cùng công suất.

Nhược Điểm Của Khởi Động Mềm

• Không điều chỉnh tốc độ liên tục.
• Mô-men khởi động giảm khi giảm điện áp.
• Sinh nhiệt trên SCR khi khởi động.
• Cần sizing theo duty.
• Giá cao hơn mạch DOL.
• Không phù hợp mọi tải.
• Một số ứng dụng tải rất nặng cần lựa chọn kỹ.

Những Sai Lầm Khi Chọn Soft Starter

Chọn Chỉ Theo kW

Dễ sai với tải nặng.

Không Xem Dòng Motor

Dòng nameplate là thông số quan trọng.

Không Xem Start Time

Khởi động 5 giây khác hoàn toàn 30 giây.

Không Xem Starts Per Hour

Khởi động quá nhiều làm SCR quá nhiệt.

Chọn Current Limit Quá Thấp

Motor không đủ mô-men để tăng tốc.

Ramp Càng Dài Càng Tốt

Sai.

Ramp quá dài có thể làm motor và Soft Starter nóng hơn.

Cho Rằng Soft Starter Thay Biến Tần

Sai nếu cần thay đổi tốc độ liên tục.

Cho Rằng Có Soft Starter Là Không Cần MCCB

Sai. Vẫn cần bảo vệ và cô lập nguồn phù hợp.

Không Kiểm Tra Bypass

Bypass lỗi có thể làm Soft Starter nóng.

Không Xem Duty Tải

Bơm và máy nghiền khác nhau rõ rệt.

Cách Kiểm Tra Soft Starter

Kiểm Tra Nguồn Đầu Vào

Đo:

• L1-L2.
• L2-L3.
• L3-L1.

Kiểm Tra Nguồn Điều Khiển

Soft Starter có thể sử dụng nguồn control riêng.

Kiểm Tra Alarm

Đọc chính xác mã lỗi trên màn hình.

Đo Dòng Motor

Dùng ampe kìm đo:

• L1.
• L2.
• L3.

Kiểm tra dòng trong:

• Lúc khởi động.
• Lúc chạy ổn định.

Kiểm Tra Bypass

Sau khi hết Ramp Up:

• Bypass có đóng không.
• Có tín hiệu RUN không.
• Soft Starter có nóng bất thường không.

Kiểm Tra Motor Và Tải

Nếu motor không tăng tốc:

• Không nên chỉ chỉnh Soft Starter.
• Cần kiểm tra tải cơ khí.

Bảo Trì Khởi Động Mềm

Nên kiểm tra định kỳ:

• Bụi.
• Quạt.
• Khe thông gió.
• Đầu cốt.
• MCCB.
• Bypass contactor.
• Nhiệt độ.
• Alarm history.
• Dòng motor.
• Nguồn điều khiển.

Đầu cốt lỏng có thể gây:

• Phát nhiệt.
• Sụt áp.
• Cháy terminal.

Lưu Ý An Toàn Khi Sử Dụng Soft Starter

• Ngắt nguồn trước khi đấu dây.
• Chờ tụ và mạch bên trong xả điện theo hướng dẫn.
• Không chạm terminal ngay sau khi ngắt nguồn.
• Không nối tắt bảo vệ.
• Không ép bypass contactor bằng tay.
• Không tăng Current Limit tùy ý.
• Không đóng lại MCCB liên tục khi có lỗi.
• Kiểm tra motor trước khi reset Alarm.
• Tiếp địa đúng.
• Chọn cáp đúng dòng.
• Tủ phải đủ tản nhiệt.
• Emergency Stop phải được thiết kế phù hợp.
• Công việc trên Soft Starter công suất lớn nên do kỹ thuật viên có chuyên môn thực hiện.

Kết Luận

Khởi động mềm là thiết bị điện tử công suất dùng để giúp động cơ tăng tốc và trong nhiều trường hợp giảm tốc một cách có kiểm soát. Thiết bị thường sử dụng thyristor/SCR để điều chỉnh điện áp hoặc mô-men trong giai đoạn khởi động, từ đó hạn chế dòng tăng vọt và giảm va đập cơ khí lên hệ truyền động.

Soft Starter đặc biệt phù hợp với các motor sau khi khởi động chỉ cần chạy gần tốc độ định mức, chẳng hạn máy bơm, quạt, băng tải và máy nén. Nếu hệ thống cần thay đổi tốc độ liên tục trong quá trình làm việc thì biến tần thường là lựa chọn phù hợp hơn.

Khi chọn Soft Starter không nên chỉ nhìn công suất kW. Cần kiểm tra dòng định mức motor, điện áp, loại tải, thời gian khởi động, số lần khởi động mỗi giờ, Normal/Heavy Duty, Current Limit, bypass và chức năng bảo vệ. Đặc biệt với tải nặng, một Soft Starter đúng kW nhưng không đủ khả năng chịu dòng khởi động vẫn có thể báo quá tải hoặc quá nhiệt.

Một hệ thống khởi động mềm được thiết kế đúng cần phối hợp Soft Starter với MCCB hoặc cầu chì, contactor/bypass nếu cần, motor và cáp phù hợp. Khi cài đặt cần cân bằng giữa việc giảm dòng và vẫn đảm bảo motor có đủ mô-men để tăng tốc, bởi giới hạn dòng quá thấp cũng có thể khiến motor khởi động lâu và nóng hơn.

Gợi ý liên kết nội bộ:

• Điều khiển động cơ.
• Động cơ điện là gì?
• Contactor là gì?
• Relay nhiệt là gì?
• Bảo vệ quá nhiệt cho motor.
• MCCB là gì?
• MCB là gì?
• Aptomat là gì?
• Biến tần là gì?
• Hộp giảm tốc là gì?
• Động cơ Servo là gì?
• Mạch sao tam giác là gì?
• Khởi động trực tiếp DOL là gì?
• Cách chọn Soft Starter.
• Cách chọn MCCB cho motor.
• Cách chọn contactor cho motor.
• Cách đo dòng motor bằng ampe kìm.
• Tại sao motor bị nóng?
• Tại sao motor khởi động không nổi?

Từ khóa chính: Khởi động mềm là gì

Từ khóa phụ:

• Soft Starter là gì.
• Bộ khởi động mềm.
• Khởi động mềm động cơ.
• Khởi động mềm motor.
• Soft Starter dùng để làm gì.
• Công dụng của Soft Starter.
• Cấu tạo khởi động mềm.
• Nguyên lý Soft Starter.
• SCR Soft Starter.
• Thyristor Soft Starter.
• Bypass Soft Starter.
• Current Limit Soft Starter.
• Ramp Time Soft Starter.
• Soft Stop là gì.
• Kick Start là gì.
• Khởi động mềm và biến tần.
• Khởi động mềm và sao tam giác.
• Cách chọn khởi động mềm.
• Soft Starter cho máy bơm.
• Soft Starter cho động cơ 3 pha.

Hotline tư vấn và hỗ trợ trực tiếp: 0986.203.203

Thông tin liên hệ

THÔNG TIN LIÊN HỆ Hỗ trợ tư vấn & đặt hàng

Để được tư vấn, hỗ trợ và đặt hàng quý khách hàng vui lòng liên hệ địa chỉ dưới đây:

Công Ty Cổ Phần Litanda Việt Nam

Số 21 Liền Kề 18 Lô B1.4 – Khu Đô Thị Thanh Hà – X.Bình Minh – Hà Nội

Số 119/61 Trung Mỹ Tây – Khu Phố 2 - Quận 12 – TP. Hồ Chí Minh.

Hotline: 0986.203.203

Website: Onap.vn

Email: vietnamlitanda@gmail.com