Ba cách khởi động một động cơ không đồng bộ ba pha vẫn đang cùng tồn tại trong nhà máy Việt Nam, và cả ba đều đúng — trong đúng hoàn cảnh của nó. Chọn sai thì hoặc là trả tiền thừa, hoặc là làm sập điện áp cả xưởng mỗi lần máy khởi động.
Vì sao khởi động là một vấn đề riêng
Động cơ không đồng bộ khi khởi động trực tiếp rút dòng lớn hơn nhiều lần dòng làm việc, trong vài giây đầu. Hệ quả không nằm ở bản thân động cơ mà ở lưới:
- Sụt áp trên thanh cái, làm thiết bị khác trong xưởng báo lỗi.
- Mô-men khởi động giật, gây sốc cơ khí lên hộp số, khớp nối và băng tải.
- Aptomat nhánh cắt nhầm nếu đặc tính bảo vệ chọn không đúng.
Mức độ nghiêm trọng phụ thuộc vào công suất động cơ so với công suất máy biến áp cấp cho xưởng — chứ không phụ thuộc vào riêng kW động cơ. Cùng một động cơ có thể vô hại ở nhà máy này và gây sụt áp ở nhà máy khác.
Khởi động trực tiếp
Đơn giản nhất: một công-tắc-tơ đóng thẳng nguồn vào động cơ.
Hợp lý khi công suất động cơ nhỏ so với nguồn, tải khởi động nhẹ, và không ai phiền lòng vì cú giật cơ khí. Bơm nhỏ, quạt nhỏ, băng tải ngắn chạy không tải là các trường hợp điển hình.
Không hợp lý khi tải có quán tính lớn, khi khởi động nhiều lần trong một giờ, hoặc khi xưởng đã có thiết bị nhạy với sụt áp.
Khởi động sao – tam giác
Động cơ chạy nối sao lúc đầu, sau đó chuyển sang tam giác. Cách này giảm được dòng khởi động, đổi lại mô-men khởi động cũng giảm theo cùng tỉ lệ.
Đây chính là điểm hay bị bỏ sót: sao – tam giác chỉ dùng được khi tải khởi động nhẹ. Nếu máy phải thắng mô-men lớn ngay từ đầu, động cơ sẽ không tăng tốc đủ trong giai đoạn nối sao, và cú chuyển sang tam giác trở thành một lần khởi động trực tiếp — mất hết lợi ích, thêm một cú sốc.
Điều kiện bắt buộc: động cơ phải có sáu đầu dây ra hộp cực, và điện áp tam giác của nó phải bằng điện áp lưới.
Khởi động mềm
Bộ khởi động mềm dùng thyristor tăng dần điện áp đặt vào động cơ, nên dòng và mô-men lên mượt. Nó giải quyết được cả sụt áp lẫn sốc cơ khí, và cho phép đặt thời gian tăng tốc theo tải thật.
Đáng chọn khi tải có quán tính, khi hệ truyền động có bánh răng hoặc dây đai mà cú giật làm hỏng, hoặc khi bơm cần tránh búa nước lúc khởi động và dừng.
Lưu ý: khởi động mềm không điều chỉnh tốc độ khi máy đã chạy. Nếu nhu cầu là thay đổi tốc độ trong vận hành thì thứ cần mua là biến tần, không phải khởi động mềm.
Bảng chọn nhanh
| Đặc điểm tải | Hướng chọn |
|---|---|
| Công suất nhỏ so với nguồn, tải nhẹ | Trực tiếp |
| Tải nhẹ khi khởi động, động cơ có 6 đầu dây | Sao – tam giác |
| Quán tính lớn, hoặc sợ sốc cơ khí | Khởi động mềm |
| Bơm ly tâm đường ống dài | Khởi động mềm, để tránh búa nước |
| Cần đổi tốc độ khi đang chạy | Biến tần |
| Khởi động nhiều lần mỗi giờ | Khởi động mềm hoặc biến tần |
Bảo vệ đi kèm, dù chọn cách nào
Ba lớp, và chúng không thay thế được cho nhau:
- Bảo vệ ngắn mạch — aptomat hoặc cầu chì, cắt rất nhanh khi có sự cố lớn.
- Bảo vệ quá tải nhiệt — rơ-le nhiệt hoặc chức năng tương đương trong biến tần, đặt theo dòng nhãn của động cơ.
- Bảo vệ mất pha — thường bị bỏ qua, và là nguyên nhân cháy động cơ hay gặp nhất. Mất một pha khi đang chạy làm hai pha còn lại quá dòng, trong khi động cơ vẫn kêu và vẫn quay, nên người vận hành không nhận ra.
Toàn bộ thiết bị điện của máy, gồm cả phần khởi động và bảo vệ này, nằm trong phạm vi TCVN 12669-1:2020 (IEC 60204-1:2016).
Kiểm tra sau khi lắp
- Đo dòng ba pha khi chạy ổn định ở tải thật, so với dòng nhãn.
- Bấm giờ thời gian khởi động, đối chiếu với giá trị đã đặt.
- Với sao – tam giác: xác nhận động cơ đã gần đạt tốc độ trước khi chuyển. Nếu cú chuyển vẫn giật mạnh thì thời gian nối sao đang quá ngắn, hoặc tải quá nặng cho phương án này.
- Ghi lại dòng đo được vào hồ sơ máy, làm mốc so sánh cho lần bảo trì sau.
Câu hỏi thường gặp
Khi nào không nên dùng sao – tam giác?
Khi tải khởi động nặng. Nối sao giảm dòng nhưng giảm mô-men theo cùng tỉ lệ, nên nếu máy phải thắng mô-men lớn ngay từ đầu thì động cơ không tăng tốc đủ trong giai đoạn nối sao, và cú chuyển sang tam giác trở thành một lần khởi động trực tiếp — mất hết lợi ích, thêm một cú sốc.
Khởi động mềm có thay được biến tần không?
Không, nếu nhu cầu là đổi tốc độ khi máy đang chạy. Khởi động mềm chỉ làm mượt giai đoạn tăng tốc và giảm tốc, sau đó động cơ chạy ở tốc độ lưới. Cần điều chỉnh tốc độ trong vận hành thì thứ phải mua là biến tần.
Bảo vệ mất pha có thật sự cần không?
Đây là lớp hay bị bỏ qua nhất và là nguyên nhân cháy động cơ hay gặp nhất. Mất một pha khi đang chạy làm hai pha còn lại quá dòng, trong khi động cơ vẫn kêu và vẫn quay nên người vận hành không nhận ra. Bảo vệ ngắn mạch và bảo vệ quá tải nhiệt không thay thế được cho nó.
