Khởi động của Động cơ Dẫn từ

Động cơ cảm ứng ba pha: Cơ chế tự khởi động và phương pháp khởi động

Một động cơ cảm ứng ba pha tự nhiên có khả năng tự khởi động. Khi nguồn điện được kết nối với stator của động cơ cảm ứng ba pha, một trường từ xoay được tạo ra. Trường từ xoay này tương tác với rotor, khiến nó bắt đầu quay và khởi động hoạt động của động cơ cảm ứng. Tại thời điểm khởi động, độ trượt của động cơ bằng 1, và dòng điện khởi động rất lớn.

Vai trò của bộ khởi động trong động cơ cảm ứng ba pha không chỉ dừng lại ở việc khởi động. Nó thực hiện hai chức năng chính:

1. Giới hạn dòng điện: Nó giảm dòng điện khởi động lớn, nếu không kiểm soát, có thể gây hư hỏng cuộn dây động cơ, làm nóng các thành phần điện và tạo ra sự sụt áp trong hệ thống nguồn.

2. Bảo vệ: Nó cung cấp các biện pháp bảo vệ cần thiết chống quá tải, xảy ra khi động cơ rút dòng điện quá mức do áp lực cơ học hoặc điều kiện hoạt động bất thường, và tình trạng điện áp thấp, nơi mà sự sụt giảm điện áp có thể dẫn đến hoạt động kém hiệu quả của động cơ hoặc thậm chí là ngừng hoạt động.

Có hai cách tiếp cận cơ bản để khởi động động cơ cảm ứng ba pha. Một phương pháp liên quan đến việc kết nối động cơ trực tiếp với điện áp nguồn đầy đủ. Phương pháp khác bao gồm việc áp dụng điện áp giảm cho động cơ tại thời điểm khởi động. Cần lưu ý rằng mô-men xoắn do động cơ cảm ứng tạo ra tỷ lệ thuận với bình phương của điện áp được áp dụng. Do đó, động cơ tạo ra mô-men xoắn lớn hơn nhiều khi khởi động ở điện áp đầy đủ so với khi khởi động với điện áp giảm.

Đối với động cơ cảm ứng lồng sóc, được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp và thương mại, có ba phương pháp khởi động chính:

Phương pháp khởi động cho động cơ cảm ứng
Bộ khởi động trực tiếp

Phương pháp bộ khởi động trực tiếp (DOL) cho động cơ cảm ứng nổi tiếng về sự đơn giản và tiết kiệm chi phí. Với cách tiếp cận này, động cơ được kết nối trực tiếp với điện áp nguồn đầy đủ. Phương pháp đơn giản này thường được sử dụng cho các động cơ nhỏ có công suất lên đến 5 kW. Bằng cách sử dụng bộ khởi động DOL cho các động cơ nhỏ hơn, các biến động tiềm tàng trong điện áp nguồn có thể được giảm thiểu, đảm bảo hoạt động ổn định của hệ thống điện.

Bộ khởi động sao - tam giác

Bộ khởi động sao - tam giác là một trong những phương pháp phổ biến và được áp dụng rộng rãi nhất để khởi động động cơ cảm ứng ba pha. Trong hoạt động bình thường, cuộn dây stator của động cơ được cấu hình theo kết nối tam giác. Tuy nhiên, trong giai đoạn khởi động, cuộn dây ban đầu được kết nối theo cấu hình sao. Kết nối sao này giảm điện áp được áp dụng cho mỗi cuộn dây, do đó giới hạn dòng điện khởi động. Một khi động cơ đã đạt được tốc độ đủ, cuộn dây sau đó được chuyển sang kết nối tam giác, cho phép động cơ hoạt động với hiệu suất định mức đầy đủ.

Bộ khởi động autotransformer

Autotransformers có thể được sử dụng trong cấu hình kết nối sao hoặc tam giác. Chức năng chính của chúng trong ngữ cảnh khởi động động cơ cảm ứng là giới hạn dòng điện khởi động. Bằng cách điều chỉnh tỷ lệ vòng của autotransformer, điện áp cung cấp cho động cơ trong quá trình khởi động có thể được giảm. Sự giảm điện áp được kiểm soát này giúp giảm dòng điện cao xảy ra khi động cơ được kích hoạt lần đầu, bảo vệ cả động cơ và hệ thống cung cấp điện.

Bộ khởi động trực tiếp, sao - tam giác và autotransformer được thiết kế đặc biệt cho động cơ cảm ứng lồng sóc, loại động cơ này phổ biến trong nhiều ứng dụng công nghiệp và thương mại do cấu trúc chắc chắn và hoạt động đáng tin cậy.

Phương pháp khởi động động cơ cảm ứng có vòng trượt

Đối với động cơ cảm ứng có vòng trượt, quá trình khởi động liên quan đến việc kết nối điện áp nguồn đầy đủ qua bộ khởi động. Thiết kế độc đáo của động cơ có vòng trượt, với các mạch rotor bên ngoài, cho phép kiểm soát thêm trong quá trình khởi động. Sơ đồ kết nối của bộ khởi động động cơ cảm ứng có vòng trượt cung cấp một biểu diễn trực quan về cách các thành phần khác nhau tương tác để hỗ trợ quá trình khởi động, giúp hiểu rõ hơn về hoạt động và cơ chế điều khiển của nó.

Khi khởi động động cơ cảm ứng có vòng trượt, toàn bộ điện trở khởi động được kết nối ban đầu trong mạch rotor. Điều này hiệu quả giảm dòng điện nguồn được rút bởi stator, giảm dòng điện khởi động có thể gây căng thẳng cho hệ thống điện và chính động cơ. Khi nguồn điện cung cấp năng lượng cho động cơ, rotor bắt đầu quay.

Khi động cơ tăng tốc, điện trở rotor được giảm dần theo từng giai đoạn. Việc cắt giảm dần này được phối hợp cẩn thận với sự tăng tốc của động cơ. Bằng cách này, động cơ có thể tăng tốc mượt mà trong khi duy trì các đặc tính mô-men xoắn tối ưu.

Khi động cơ đạt đến tốc độ định mức đầy đủ, tất cả các điện trở khởi động được hoàn toàn loại bỏ khỏi mạch. Tại thời điểm này, các vòng trượt được ngắn mạch. Việc ngắn mạch này cho phép động cơ hoạt động với hiệu suất tối đa, vì nó loại bỏ điện trở bổ sung chỉ cần thiết trong giai đoạn khởi động, cho phép động cơ cung cấp hiệu suất định mức đầy đủ.