Bộ khởi động động cơ là gì/ What is a Motor Starter?

Bộ khởi động động cơ là một thiết bị điện được sử dụng để khởi động và dừng động cơ một cách an toàn. Tương tự như rơ le, bộ khởi động động cơ chuyển đổi nguồn BẬT / TẮT và không giống như rơ le, nó cũng cung cấp bảo vệ điện áp thấp và quá dòng./ A motor starter is an electrical device that is used to start & stop a motor safely. Similar to a relay, the motor starter switches the power ON/OFF & unlike a relay, it also provides a low voltage & overcurrent protection.

Chức năng chính của bộ khởi động động cơ là/ The main function of a motor starter is:
- Để khởi động động cơ một cách an toàn/ To safely start a motor;
- Để dừng động cơ một cách an toàn/ To safely stop a motor;
- Đảo ngược hướng của động cơ/ To reverse the direction of a motor;
- Để bảo vệ động cơ khỏi điện áp thấp và quá dòng/ To protect the motor from low voltage & overcurrent.

Bộ khởi động động cơ được làm bằng hai thành phần chính hoạt động cùng nhau để điều khiển & bảo vệ động cơ;/ A motor starter is made of two main components that work together to control & protect the motor:
- Công tắc tơ điện: Mục đích của công tắc tơ là BẬT / TẮT nguồn điện cho động cơ bằng cách làm đứt hoặc đứt các cực của tiếp điểm/ Electrical Contactor: The purpose of the contactor is to switch ON/OFF the power supply to the motor by making or breaking the contact terminals.
- Mạch bảo vệ quá tải: Mục đích của mạch này là để bảo vệ động cơ khỏi tác hại tiềm ẩn do tình trạng quá tải. Dòng điện cực lớn qua rôto có thể làm hỏng cuộn dây cũng như các thiết bị khác được kết nối với nguồn cung cấp. Nó cảm nhận dòng điện và ngắt nguồn điện./ Overload protection circuit: The purpose of this circuit is to protect the motor from potential harm due to the overload condition. Huge current through the rotor may damage the winding as well as other appliances connected to the supply. It senses the current & breaks the power supply.
 

Tại sao nên cần dùng bộ khởi động có động cơ?/ Why We Need a Starter with a Motor?

Bộ khởi động động cơ rất cần thiết để khởi động động cơ cảm ứng. Đó là do trở kháng rôto của nó thấp. Trở kháng của rôto phụ thuộc vào độ trượt của động cơ cảm ứng là tốc độ tương đối giữa rôto và stato. Trở kháng thay đổi tỷ lệ nghịch với độ trượt./ A motor starter is essential for starting an induction motor. It is because of its low rotor impedance. The rotor impedance depends on the slip of the induction motor which is the relative speed between the rotor & stator. The impedance varies inversely with the slip.

Độ trượt của động cơ cảm ứng là tối đa, tức là 1 ở trạng thái dừng (vị trí nghỉ), do đó trở kháng ở mức tối thiểu và nó tạo ra một lượng lớn dòng điện gọi là dòng khởi động. Dòng khởi động cao từ hóa khe hở không khí giữa rôto và stato tạo ra EMF trong cuộn dây rôto. EMF này tạo ra một dòng điện trong cuộn dây rôto tạo ra một từ trường để tạo ra mô-men xoắn trong rôto. Khi tốc độ rôto tăng, độ trượt của động cơ giảm và dòng điện do động cơ hút ra giảm/ The slip of the induction motor is at maximum i.e. 1 at standstill (rest position), thus the impedance is at its minimum & it draws a huge amount of current called inrush current. The high inrush current magnetizes the air gap between the rotor & stator that induces an EMF in the rotor winding. This EMF produces an electrical current in rotor winding that creates a magnetic field to generate torque in the rotor. As the rotor speed increases the slip of the motor decreases & the current drawn by the motor is reduced.

Dòng khởi động cao gấp 5-8 lần dòng đầy tải định mức bình thường. Vì vậy, lượng dòng điện như vậy có thể làm hỏng hoặc đốt cháy các cuộn dây của động cơ khiến máy trở nên vô dụng và nó có thể gây ra sự sụt giảm điện áp rất lớn của đường dây cung cấp có thể làm hỏng các thiết bị khác được kết nối với cùng đường dây/ The high inrush current is 5-8 times the normal rated full load current. So such amount of current can damage or burn the windings of the motor that will render the machine useless & it can cause a huge dip in voltage of the supply line that can damage other appliances connected to the same line.

Để bảo vệ động cơ khỏi một lượng lớn dòng điện như vậy, chúng tôi sử dụng bộ khởi động giới hạn dòng điện ban đầu trong thời gian ngắn khi khởi động & khi động cơ đạt được một tốc độ nhất định, nguồn điện bình thường cho động cơ sẽ được nối lại. Chúng cũng cung cấp khả năng bảo vệ chống lại các tình trạng lỗi như điện áp thấp và quá dòng trong quá trình hoạt động bình thường/ In order to protect the motor from such a huge amount of currents, we use a starter that limits the initial current for a short duration at startup & once the motor attains a certain speed, the normal power supply to the motor is resumed. They also provide protection against fault conditions such as low voltage & overcurrent during normal operation.

Mặc dù động cơ nhỏ được đánh giá dưới 1 mã lực có trở kháng cao và chúng có thể chịu được dòng điện ban đầu do đó chúng không cần bộ khởi động động cơ như vậy, tuy nhiên, chúng cần hệ thống bảo vệ quá dòng được cung cấp bởi bộ khởi động DOL (Trực tiếp trên dây). Giải thích trên cho thấy tại sao chúng ta cần một bộ khởi động để lắp với động cơ/ Although small motors rated below 1 horsepower have high impedance and they can withstand the initial current thus they do not need such motor starter, however, they do need overcurrent protection system which is provided by the DOL (Direct On-Line) starters. The above explanation shows that why we need a starter to install with a motor?
 

Vậy, Bộ khởi động động cơ hoạt động thế nào/ How a Motor Starter Works?

Bộ khởi động là một thiết bị điều khiển được sử dụng để đóng cắt động cơ bằng tay hoặc tự động. Nó được sử dụng để điều khiển BẬT / TẮT an toàn động cơ điện bằng cách tạo hoặc phá vỡ các tiếp điểm của nó/ A starter is a control device that is used for switching the motor either manually or automatically. It is used for safe ON/OFF control of electrical motors by making or breaking its contacts.

Bộ khởi động bằng tay được sử dụng cho các động cơ nhỏ hơn trong đó cần vận hành bằng tay được vận hành bằng tay (di chuyển vị trí tiếp điểm) sang vị trí BẬT hoặc TẮT. Nhược điểm của các loại bộ khởi động này là chúng cần phải BẬT sau bộ khởi động nguồn. Nói cách khác, chúng cần điều khiển thủ công cho mỗi hoạt động (BẬT hoặc TẮT). Đôi khi, thao tác này có thể dẫn đến dòng điện cao chảy trong cuộn dây động cơ có thể làm cháy động cơ. Đây là lý do tại sao nó không được khuyến nghị trong hầu hết các trường hợp sử dụng các bộ khởi động động cơ thay thế khác có bảo vệ như bộ khởi động tự động/ The manual starter is used for smaller motors where the hand operated lever is manually operated (move the contacts position) to the ON or OFF position. The disadvantage of these kinds of starters is that they need to switch ON after power frailer. In other words, they need manual control for each (ON or OFF) operation. Sometimes, this operation may leads to flow high currents in the motor winding which may burn the motor. This is why it is not recommended in most cases where other alternative motor starters with protection are used such as automatic starters.

Mặt khác, bộ khởi động tự động bao gồm rơ le điện cơ và công tắc tơ được sử dụng để chuyển đổi hoạt động BẬT / TẮT động cơ. Khi dòng điện đi qua các cuộn dây của công tắc tơ, nó sẽ cung cấp năng lượng và tạo ra trường điện từ kéo hoặc đẩy các tiếp điểm để tạo kết nối giữa các cuộn dây của động cơ với nguồn điện/ On the other hand, the automatic starters which consist of electromechanical relays and contactors are used to switch the motor ON/OFF operation. When current passes through the contactor coils, it energizes and produces the electromagnetic field which pulls or pushes the contacts to make the connection of motor windings to the power supply.

Các nút ấn khởi động và dừng được kết nối với động cơ và bộ khởi động có thể được sử dụng để BẬT và TẮT động cơ. Các cuộn dây của công tắc tơ có thể được khử năng lượng bằng cách nhấn nút dừng để làm mất năng lượng của cuộn dây. Bằng cách này, các tiếp điểm của công tắc tơ di chuyển trở lại do sự sắp xếp lò xo về vị trí bình thường của nó dẫn đến đóng cắt động cơ. Trong trường hợp mất điện hoặc thao tác đóng ngắt thủ công, động cơ sẽ không tự động khởi động cho đến khi chúng tôi khởi động động cơ theo cách thủ công bằng cách nhấn “nút nhấn khởi động”. Sơ đồ sau đây cho thấy cách hoạt động của bộ khởi động động cơ DOL đối với hoạt động BẬT / TẮT/ The start and stop push buttons connected to the motor and starter can be used for ON and OFF operation of motors. The contactor coils can be de-energize by pushing the stop button which leads to de-energize the coil. This way, the contactor contacts move back due to spring arrangement to its normal position which leads to switch off the motor. In case of power failure or manual switch-off operation, the motor won’t start automatically until we manually start the motor by pressing the “start push button”. The following diagram shows that how a DOL motor starter operates for ON/OFF operation.
 

Vậy, dựa trên phương pháp và kỹ thuật khởi động, Có bao nhiêu loại Khởi động động cơ/ Types of Motor Starters Based on Starting Methods & Techniques

Trong các ngành công nghiệp, các kỹ thuật khởi động khác nhau được sử dụng để khởi động động cơ cảm ứng. Trước khi thảo luận về các loại động cơ, đây là một số kỹ thuật được sử dụng trong bộ khởi động động cơ/ In industries, various starting techniques are used to start an induction motor. Before discussing the types of motors, here are some of the techniques used in motor starters.

Điện áp đầy đủ hoặc trên bộ khởi động đường dây/ Full Voltage or Across The Line Starter
Bộ khởi động như vậy kết nối trực tiếp động cơ với đường dây điện cung cấp đầy đủ điện áp. Các động cơ được kết nối thông qua các bộ khởi động như vậy có xếp hạng công suất thấp để chúng không tạo ra sự sụt giảm điện áp lớn trong đường dây điện. Chúng được sử dụng trong một ứng dụng mà động cơ có xếp hạng thấp và cần chạy theo một hướng/ Such starters directly connect the motor with the power line providing the full voltage. The motors connected through such starters have low power ratings so that they do not create a huge voltage drop in the power line. They are used in an application where motors have low ratings & need to run in one direction.

Bộ khởi động đảo chiều đầy đủ điện áp/ Full Voltage Reversing Starter
Hướng của động cơ cảm ứng 3 pha có thể được đảo ngược bằng cách hoán đổi hai pha bất kỳ. Một bộ khởi động như vậy kết hợp hai bộ tiếp điểm từ được khóa cơ học với các pha được hoán đổi cho chiều thuận và chiều ngược lại. Nó được sử dụng trong một ứng dụng mà động cơ cần chạy theo cả hai chiều và bộ tiếp điểm được sử dụng để điều khiển nó/ 3 phase induction motor’s direction can be reversed by swapping any two phases. Such a starter incorporates two mechanically interlocked magnetic contactors with swapped phases for forward & reverse direction. It is used in an application where the motor needs to run in both directions & the contactors are used to control it.

Multispeed Starter
Để thay đổi tốc độ của động cơ xoay chiều, bạn cần thay đổi tần số nguồn điện xoay chiều hoặc thay đổi số cực (bằng cách kết nối lại các cuộn dây trong một số) của động cơ. Các loại khởi động như vậy chạy động cơ ở một vài tốc độ được chọn trước để đáp ứng các ứng dụng của nó/ In order to vary the speed of an AC motor, you need to vary the AC supply frequency or vary the number of poles (by reconnecting the windings in some) of the motor. Such types of starter run the motor in a few pre-selected speeds to meet its applications.

Bộ khởi động điện áp giảm/ Reduced Voltage Starter
Loại kỹ thuật khởi động phổ biến nhất là giảm điện áp khi khởi động động cơ để giảm dòng khởi động có thể làm hỏng các cuộn dây của động cơ và cũng gây ra sụt giảm điện áp rất lớn. Những bộ khởi động này được sử dụng cho động cơ được đánh giá cao/ The most common type of starting technique is to reduce the voltage at the starting of the motor to reduce the inrush current that could damage the windings of the motor & also cause a huge dip in voltage. These starters are used for high rated motors.

Dựa trên các kỹ thuật mô tả ở trên, các loại khởi động động cơ sau đây được sử dụng trong các ngành công nghiệp/ Based on the techniques described above, the following types of motor starters are used in industries.
 

Các loại khởi động động cơ thường dùng trong công nghiệp/ Type of Motor Starters

Chúng ta sẽ thảo luận về các loại động cơ sau đây và phương pháp khởi động của chúng dựa trên các phương pháp khởi động động cơ trên với những ưu điểm và nhược điểm/ We will discuss the following types of motors and their starting methods based on the above motor starting methods with advantages and disadvantages.
- Direct Online Starter (DOL)
- Stator Resistance starter
- Rotor Resistance or Slip Ring Motor Starter
- Autotransformer Starter
- Star Delta Starter
- Soft Starter
- Variable frequency drive (VFD)

Bộ khởi động động cơ có nhiều loại nhưng chủ yếu chúng được phân thành hai loại/ The motor starters have many types but mainly they are classified into two types.

Khởi động bằng tay/ Manual Starter
Loại khởi động này hoạt động thủ công và không yêu cầu bất kỳ kinh nghiệm nào. Một nút nhấn được sử dụng để TẮT & BẬT động cơ được kết nối với nó. Cơ chế đằng sau nút bao gồm một công tắc cơ học ngắt hoặc làm cho mạch ngừng hoặc khởi động động cơ/ This type of starter operates manually and does not require any experience. A push-button is used to turn OFF & ON the motor connected with it. The mechanism behind the button includes a mechanical switch that breaks or makes the circuit to stop or start the motor.

Chúng cũng cung cấp khả năng bảo vệ quá tải. Tuy nhiên, những bộ khởi động này không có LVP (bảo vệ điện áp thấp), tức là nó không ngắt mạch khi mất điện. Nó có thể gây nguy hiểm cho một số ứng dụng vì động cơ khởi động lại khi có điện trở lại. Vì vậy, chúng được sử dụng cho một động cơ công suất thấp. Bộ khởi động Trực tiếp On-Line (DOL) là bộ khởi động bằng tay cung cấp khả năng bảo vệ quá tải/ They also provide overload protection. However, these starters do not have LVP (low voltage protection) i.e. it does not break the circuit upon power failure. It can be dangerous for some applications because the motor restarts when the power is restored. Thus they are used for a low power motor. Direct On-Line (DOL) starter is a manual starter that provides overload protection.

Bộ khởi động từ tính/ Magnetic Starter
Khởi động từ là loại khởi động phổ biến nhất và chúng hầu hết được sử dụng cho động cơ xoay chiều công suất lớn. Những bộ khởi động này hoạt động bằng điện từ giống như một rơ le làm đứt hoặc làm cho các tiếp điểm sử dụng từ tính/ Magnetic starters are the most common type of starter & they are mostly used for high power AC motors. These starters operate electromagnetically like a relay that breaks or makes the contacts using magnetism.

Nó cung cấp điện áp thấp hơn và an toàn hơn để khởi động và cũng bao gồm bảo vệ chống điện áp thấp và quá dòng. Trong quá trình mất điện, bộ khởi động từ tự động ngắt mạch. Không giống như trình khởi động thủ công, nó bao gồm vận hành tự động & từ xa không bao gồm người vận hành/ It provides a lower & safer voltage for starting & also includes protection against low voltage & overcurrent. During the power failure, the magnetic starter automatically breaks the circuit. Unlike manual starters, it includes automatic & remote operation that excludes the operator.

Bộ khởi động từ bao gồm hai mạch/ The magnetic starter consists of two circuits:
- Mạch nguồn; mạch này có nhiệm vụ cung cấp năng lượng cho động cơ. Nó bao gồm các tiếp điểm điện để BẬT / TẮT nguồn điện được cấp từ đường dây cung cấp cho động cơ thông qua rơ le quá tải/ Power circuit; this circuit is responsible for supplying power to the motor. It consists of electrical contacts that turn ON/OFF the power supplied from the supply line to the motor through overload relay.
- Mạch điều khiển; mạch này điều khiển các tiếp điểm của mạch nguồn để tạo hoặc ngắt nguồn điện cho động cơ. Cuộn dây điện từ cung cấp năng lượng hoặc khử năng lượng để kéo hoặc đẩy các tiếp điểm điện. Do đó cung cấp một điều khiển từ xa cho bộ khởi động từ/ Control circuit; this circuit controls the contacts of the power circuit to either make or break the power supply to the motor. The electromagnetic coil energizes or de-energizes to pull or push the electrical contacts. Thus providing a remote control for the magnetic starter.

Khởi động động cơ tực tuyến/ Direct Online (DOL) Starter
DOL hay còn gọi là Direct Online Starter là dạng khởi động động cơ đơn giản nhất kết nối động cơ trực tiếp với nguồn điện. Nó bao gồm một công tắc tơ từ tính kết nối động cơ với đường dây cung cấp & một rơ le quá tải để bảo vệ chống quá dòng. Không có giảm điện áp để khởi động động cơ an toàn. Do đó động cơ được sử dụng với bộ khởi động như vậy có định mức dưới 5 mã lực. Nó có hai nút ấn đơn giản để khởi động và dừng động cơ/ DOL aka Direct Online Starter is the simplest form of motor starter that connects the motor directly to the power supply. It consists of a magnetic contactor that connects the motor with a supply line & an overload relay for protection against overcurrent. There is no voltage reduction for safe starting a motor. Therefore the motor used with such starters has below 5 hp rating. It has two simple push buttons that start & stop the motor.

Nhấn nút khởi động sẽ cung cấp năng lượng cho cuộn dây kéo các công tắc tơ lại với nhau để đóng mạch. Và nhấn nút dừng để tắt nguồn cuộn dây của công tắc tơ và đẩy các tiếp điểm của nó ra xa nhau do đó làm đứt mạch. Công tắc được sử dụng để BẬT / TẮT nguồn điện có thể thuộc bất kỳ loại nào như xoay, cấp, phao, v.v./ Pressing the start button energizes the coil that pulls the contactors together to close the circuit. And pressing the stop button de-energizes the contactor’s coil & pushes its contacts apart thus breaking the circuit. The switch used for turning ON/OFF the power supply can be of any type such as rotary, level, float, etc.

Mặc dù, bộ khởi động này không cung cấp điện áp khởi động an toàn, rơ le quá tải cung cấp bảo vệ chống quá nhiệt & quá dòng. Rơ le quá tải có các tiếp điểm thường đóng để cung cấp năng lượng cho cuộn dây của công tắc tơ. Khi rơ le hoạt động, cuộn dây của công tắc tơ mất điện và ngắt mạch/ Although, this starter does not provide safe starting voltage the overload relay provides protection against overheating & overcurrent. The overload relay has normally closed contacts that energize the contactor’s coil. When the relay trips, the contactor’s coil de-energize and break the circuit.
 

Ưu điểm của Bộ khởi động động cơ DOL/ Advantages of DOL Motor Starter

- nó có một thiết kế rất đơn giản và tiết kiệm chi phí/ it has a very simple & cost-effective design.
- Nó rất dễ hiểu và vận hành/ It is very easy to understand & operate.
- nó cung cấp mômen khởi động cao do dòng khởi động cao/ it provides high starting torque due to the high starting current.
 

Nhược điểm của bộ khởi động động cơ DOL/ Disadvantages of DOL Motor Starter

- Dòng điện khởi động cao có thể làm hỏng các cuộn dây/ The high inrush current can damage the windings
- Dòng khởi động cao gây ra hiện tượng sụt áp trong đường dây điện/ The high inrush current causes voltage dip in the power line.
- Nó không thích hợp cho động cơ nặng/ It is not suitable for heavy motors
- Nó có thể làm giảm tuổi thọ của động cơ/ It can decrease the lifespan of a motor

Khởi động điện trở Stator/ Stator Resistance starter
Bộ khởi động điện trở stato sử dụng kỹ thuật RVS (bộ khởi động điện áp giảm) để khởi động động cơ. Điện trở bên ngoài được thêm vào nối tiếp với mỗi pha của stato của động cơ cảm ứng 3 pha. Công việc của điện trở là giảm điện áp đường dây (sau đó giảm dòng điện ban đầu) áp dụng cho stato/ Stator resistance starter uses the RVS (reduced voltage starter) technique to start a motor. External resistance is added in series with each phase of a 3 phase induction motor’s stator. The resistor’s job is to reduce the line voltage (subsequently reducing the initial current) applied to the stator.

Ban đầu, biến trở được giữ ở vị trí cực đại thì điện trở cực đại. Do đó điện áp trên động cơ là nhỏ nhất (trong mức an toàn) do sụt áp trên điện trở. Điện áp stato thấp hạn chế dòng khởi động khởi động có thể làm hỏng cuộn dây động cơ. Khi động cơ tăng tốc độ, điện trở giảm và pha stato được kết nối trực tiếp với đường dây điện/ Initially, the variable resistor is kept at maximum position offering maximum resistance. Therefore the voltage across the motor is minimum (in safe level) due to the voltage drop across the resistor. The low stator voltage limits the starting inrush current that can damage the motor windings. As the motor picks up the speed, the resistance is reduced & the stator phase is directly connected to the power lines.

Khi dòng điện tỷ lệ thuận với điện áp và mômen thay đổi theo bình phương của dòng điện, giảm 2 lần điện áp thì mômen giảm 4 lần. Do đó, mômen khởi động bằng cách sử dụng bộ khởi động như vậy là rất thấp và cần được duy trì/ As the current is directly proportional to the voltage & torque varies to the square of the current, a 2 times decrease in the voltage decreases the torque by 4 times. Thus the starting torque using such a starter is very low & needs to be maintained.
 

Ưu điểm của bộ khởi động động cơ điện trở stato/ Advantages of stator resistance motor starter

- Nó cung cấp sự linh hoạt trong các đặc điểm khởi đầu./ It provides flexibility in starting characteristics.
- Nguồn cung cấp điện áp thay đổi cho phép tăng tốc mượt mà/ The variable voltage supply allows smooth acceleration
- Nó có thể được kết nối với cả động cơ kết nối sao hoặc tam giác/ It can be connected to both star or delta connected motor.
 

Nhược điểm của bộ khởi động động cơ điện trở stato/ Disadvantages of stator resistance motor starter

- Các điện trở tiêu hao nguồn/ The resistors dissipate the power
- Mômen khởi động rất thấp do giảm điện áp/ The starting torque is very low due to voltage reduction
- Các điện trở khá đắt đối với động cơ lớn/ The resistors are quite expensive for large motors.

Bộ khởi động điện trở rôto hoặc Bộ khởi động động cơ vòng trượt/ Rotor Resistance or Slip Ring Motor Starter
Loại khởi động động cơ này hoạt động dựa trên kỹ thuật khởi động động cơ điện áp đầy đủ. Nó chỉ hoạt động trên động cơ cảm ứng vòng trượt, đó là lý do tại sao nó còn được gọi là bộ khởi động động cơ vòng trượt/ This type of motor starter works on a full voltage motor starting technique. It works only on a slip ring induction motor that is why it is also known as a slip ring motor starter.

Các điện trở bên ngoài được nối với rôto theo kiểu tổ hợp sao thông qua vòng trượt. Các điện trở này hạn chế dòng điện rôto và tăng mômen xoắn. Điều này, đến lượt nó, làm giảm dòng điện khởi động của stato. Nó cũng giúp cải thiện hệ số công suất/ External resistances are connected with the rotor in star combination through the slip ring. These resistors limit the rotor current & increase the torque. This, in turn, reduces the starting stator current. It also helps in improving the power factor

Các điện trở chỉ được sử dụng trong quá trình khởi động động cơ và nó được tháo ra khi động cơ đạt tốc độ định mức/ The resistors are only used during the starting of the motor & it is removed once the motor picks up its rated speed.
 

Ưu điểm của bộ khởi động động cơ điện trở rôto/ Advantages of Rotor Resistance Motor Starter

- Nó cung cấp dòng điện khởi động thấp khi sử dụng điện áp đầy đủ/ It provides a low starting current using full voltage.
- Do mômen khởi động cao, động cơ có thể được khởi động dưới tải/ Due to high starting torque, the motor can be started under load
- Phương pháp này cải thiện hệ số công suất/ This method improves the power factor.
- Nó cung cấp một loạt các điều khiển tốc độ/ It provides a wide range of speed control
 

Nhược điểm của bộ khởi động động cơ điện trở rôto/ Disadvantages of Rotor Resistance Motor Starter

- Nó chỉ hoạt động trên động cơ cảm ứng vòng trượt/ It only works on slip ring induction motor
- Rôto đắt và nặng hơn/ The rotor is expensive & heavier.

BỘ Khởi động động cơ Autotransformer/ Autotransformer Starter
Loại khởi động động cơ như vậy sử dụng bộ biến áp tự động làm biến áp bước xuống để giảm điện áp đặt vào stato trong giai đoạn khởi động. Nó có thể được kết nối với cả động cơ kết nối sao và tam giác./ Such type of motor starters uses an autotransformer as a step-down transformer to reduce the voltage applied to the stator during the starting stage. It can be connected to both star & delta connected motors.

Thứ cấp của máy biến áp tự động được kết nối với mỗi pha của động cơ. Nhiều vòi của máy biến áp tự động cung cấp một phần nhỏ của điện áp danh định. Trong khi khởi động, rơle ở vị trí bắt đầu, tức là điểm chạm cung cấp điện áp giảm cho quá trình khởi động. Rơ le chuyển đổi giữa các điểm vòi để tăng hiệu điện thế với tốc độ của động cơ. Cuối cùng, nó kết nối nó với điện áp định mức đầy đủ/ The autotransformer’s secondary is connected with each phase of the motor. The multiple tapings of autotransformer provide a fraction of the rated voltage. During starting, the relay is at the start position i.e. the tap point providing a reduced voltage for the startup. The relay switches between the tap points to increase the voltage with the speed of the motor. At last, it connects it with the full rated voltage.

So với các kỹ thuật giảm điện áp khác, nó cung cấp điện áp cao cho một dòng điện khởi động cụ thể. Nó giúp cung cấp mô-men xoắn khởi động tốt hơn/ As compared to other voltage reduction techniques, it offers high voltage for a specific starting current. It helps in providing a better starting torque.
 

Ưu điểm của Autotransformer Starter/ Advantages of Autotransformer Starter

- Nó cung cấp một mô-men xoắn khởi động tốt hơn/ It provides a better starting torque.
- Nó được sử dụng để khởi động động cơ lớn với tải trọng lớn/ It is used for starting large motors with a significant load.
- Nó cũng cung cấp khả năng kiểm soát tốc độ bằng tay/ It also offers manual speed control.
- Nó cũng mang lại sự linh hoạt trong các đặc điểm khởi đầu/ It also offers flexibility in starting characteristics.
 

Nhược điểm của Autotransformer Starter/ Disadvantages of Autotransformer Starter

- Do kích thước lớn của bộ biến áp tự động, bộ khởi động như vậy chiếm quá nhiều không gian/ Due to large size of the autotransformer, such a starter takes too much space.
- Mạch phức tạp & tương đối đắt tiền hơn các loại khởi động khác/ The circuit is complex & relatively expensive than other starters.

Star Delta Starter
Đây là một phương pháp khởi động phổ biến khác được sử dụng trong các ngành công nghiệp cho động cơ lớn. Các cuộn dây của động cơ cảm ứng 3 pha được chuyển đổi giữa đấu nối hình sao và đấu nối tam giác để khởi động động cơ/ This is another common starting method used in industries for large motors. The windings of 3 phase induction motor are switched between star and delta connection to start the motor.

Để khởi động động cơ cảm ứng, nó được kết nối theo hình sao bằng rơle ném kép ba cực. Điện áp pha trong kết nối hình sao được giảm theo hệ số 1 / √3 & nó làm giảm dòng điện khởi động cũng như mômen khởi động đi 1/3 giá trị danh định bình thường/ To start the induction motor, it is connected in star using a triple pole double throw relay. The phase voltage in star connection is reduced by the factor 1/√3 & it reduces the starting current as well as the starting torque by 1/3 of the normal rated value.

Khi động cơ tăng tốc, rơ le hẹn giờ sẽ chuyển kết nối sao của các cuộn dây stato thành kết nối tam giác, cho phép toàn bộ điện áp trên mỗi cuộn dây. Động cơ chạy ở tốc độ định mức/ When the motor accelerates, a timer relay switches the star connection of the stator windings into the delta connection, allowing the full voltage across each winding. The motor runs at rated speed.
 

Ưu điểm của Star Delta Starter/ Advantages of Star Delta Starter

- Thiết kế đơn giản và rẻ tiền/ Its design is simple & cheap
- Nó không yêu cầu bảo trì/ It does not require maintenance
- Cung cấp dòng điện tăng thấp/ Provide a low surge current.
- Nó được sử dụng để khởi động động cơ cảm ứng lớn/ It is used for starting large induction motors.
- Tốt nhất là thời gian tăng tốc dài/ It is best for long acceleration time.
 

Nhược điểm của Star Delta Starter/ Disadvantages of Star Delta Starter

- Nó hoạt động trên động cơ kết nối delta/ It works on delta connected motor
- Có nhiều kết nối dây hơn/ There are more wire connections.
- Nó cung cấp mô-men xoắn khởi động thấp không thể duy trì/ It offers low starting torque which cannot be maintained.
- Có rất hạn chế tính linh hoạt là đặc điểm khởi đầu/ There is very limited flexibility is starting characteristics.
- Có hiện tượng giật cơ khi chuyển từ dạng sao sang dạng tam giác/ There is a mechanical jerk while switching from star to delta.

Khởi động mềm/ Soft Starter
Bộ khởi động mềm cũng sử dụng kỹ thuật giảm điện áp. Nó sử dụng các công tắc bán dẫn như TRIAC để điều khiển điện áp cũng như dòng khởi động cung cấp cho động cơ cảm ứng/ The soft starter also uses the voltage reduction technique. It uses the semiconductor switches like TRIAC to control the voltage as well as the starting current supplied to the induction motor.

TRIAC điều khiển theo pha được sử dụng để cung cấp điện áp thay đổi. Điện áp thay đổi bằng cách thay đổi góc dẫn hoặc góc bắn của TRIAC. Góc dẫn được giữ ở mức tối thiểu để giảm điện áp. Hiệu điện thế được tăng dần khi tăng góc dẫn. Ở góc dẫn tối đa, điện áp đường dây đầy đủ được cấp cho động cơ cảm ứng và nó chạy ở tốc độ danh định/ A phase-controlled TRIAC is used to provide variable voltage. The voltage is varied by varying the conduction angle or firing angle of the TRIAC. The conduction angle is kept at minimum to provide reduced voltage. The voltage is increased gradually by increasing the conduction angle. At maximum conduction angle, the full line voltage is applied to the induction motor & it runs at rated speed.

Nó cung cấp sự gia tăng dần dần và mượt mà trong điện áp khởi động, dòng điện cũng như mô-men xoắn. Do đó không xảy ra hiện tượng giật cơ & mang lại khả năng vận hành êm ái giúp tăng tuổi thọ cho máy/ It provides a gradual & smooth increase in the starting voltage, current as well as the torque. Thus there is no mechanical jerk & provide a smooth operation that increases the life span of the machine.
 

Ưu điểm của Soft Starter/ Advantages of Soft Starter

- Nó cung cấp khả năng kiểm soát tốt hơn dòng điện và điện áp khởi động/ It provides better control over starting current & voltage
- Khả năng tăng tốc mượt mà, không bị giật cục/ It offers smooth acceleration, thus no jerks.
- Nó làm giảm xung điện trong hệ thống/ It reduces the power surges in the system.
- Kéo dài tuổi thọ của hệ thống/ Extends the life span of the system
- Cung cấp hiệu quả tốt hơn và không cần bảo trì/ Provide better efficiency & lack the need for maintenance
- Kích thước của nó nhỏ/ Its size is small
 

Nhược điểm của Soft Starter/ Disadvantages of Soft Starter

- Nó tương đối đắt/ It is relatively expensive
- Có sự tỏa năng lượng dưới dạng nhiệt/ There is energy dissipation in the form of heat

Variable Frequency Drive (VFD)
Cũng giống như bộ khởi động mềm, bộ biến tần (VFD) có thể thay đổi điện áp cũng như tần số của dòng điện cung cấp. Nó chủ yếu được sử dụng để điều khiển tốc độ của động cơ cảm ứng vì nó phụ thuộc vào tần số cung cấp/ Just like the soft starter, a Variable frequency drive (VFD) can vary the voltage as well as the frequency of the supplying current. It is mainly used for controlling the speed of the induction motor as it depends on the supply frequency.

AC từ dòng cung cấp được chuyển đổi thành DC bằng cách sử dụng bộ chỉnh lưu. DC thuần túy được chuyển đổi thành AC với tần số và điện áp có thể điều chỉnh được bằng cách sử dụng kỹ thuật điều chế độ rộng xung thông qua bóng bán dẫn công suất giống như IGBT/ The AC from the supply line is converted into DC using rectifiers. The pure DC is converted into AC with adjustable frequency & voltage using pulse width modulation technique through power transistor like IGBTs.

Nó cung cấp toàn quyền kiểm soát tốc độ động cơ từ 0 đến tốc độ định mức. Tùy chọn điều chỉnh tốc độ với điện áp thay đổi cung cấp dòng khởi động và gia tốc tốt hơn/ It provides full control over the motor speed from 0 to rated speed. The speed adjust option with the variable voltage provides a better starting current & acceleration.
 

Ưu điểm của biến tần biến tần/ Advantages of Variable Frequency Drive

- Nó cung cấp khả năng tăng tốc tốt hơn và êm ái cho động cơ lớn/ It provides a better and smooth acceleration for large motor
- Nó cung cấp khả năng kiểm soát tốc độ hoàn toàn với khả năng tăng và giảm tốc mượt mà/ It offers full speed control with smooth acceleration & deceleration.
- Nó làm tăng tuổi thọ do không có ứng suất điện và cơ học/ It increases the life span due to the absence of electrical & mechanical stress
- Nó cung cấp hoạt động chuyển tiếp và đảo ngược của động cơ/ It offers forward & reverse operation of a motor

Nhược điểm của biến tần biến tần/ Disadvantages of Variable Frequency Drive

- Nó tương đối đắt tiền trừ khi cần kiểm soát tốc độ/ It is relatively expensive unless speed control is necessary
- Có tản nhiệt/ There is heat dissipation
- VFD tạo ra sóng hài trong đường điện có thể ảnh hưởng đến thiết bị điện tử và hệ số công suất./ VFDs create harmonics in the electric lines which can affect electronic equipment & power factor.