VÌ SAO PHẢI KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ GIÁN TIẾP – 3 PHƯƠNG PHÁP KHỞI ĐỘNG MỀM CHO ĐỘNG CƠ HIỆU QUẢ NHẤT

Có bao giờ các bạn tự hỏi: Vì sao trong công nghiệp, các doanh nghiệp lại lựa chọn phương pháp khởi động động cơ gián tiếp mà không phải khởi động động cơ trực tiếp? Trong bài viết này, BachkhoaTech sẽ giúp các bạn tìm hiểu lý do vì sao phải khởi động động cơ gián tiếp. Đồng thời hướng dẫn lựa chọn phương pháp khởi động động cơ, khởi động mềm phù hợp với động cơ bạn đang sử dụng

1. LÝ DO PHẢI KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ GIÁN TIẾP

a. Nguyên nhân chính ảnh hưởng tới việc khởi động động cơ

Nhắc lại 1 chút về nguyên lý hoạt động của động cơ 3 pha:

• Khi đặt điện áp xoay chiều ba pha tần số f vào ba pha dây quấn stator, dây quấn sẽ sinh ra từ trường quay.
• Từ trường quay sẽ cắt qua các thanh dẫn rotor, sinh ra suất điện động cảm ứng trong Roto.
• Vì các thanh Rotor đã được nối ngắn mạch hai đầu nên dòng điện cảm ứng sẽ xuất hiện trong Rotor.
• Dòng điện trong rôto nằm trong từ trường stato sẽ chịu lực tác dụng tương hỗ → tạo ra lực điện từ (Moment), chính lực này làm Rotor quay theo chiều của từ trường quay, dẫn đến động cơ quay.

Từ đó, ta có công thức tính dòng điện định mức của động cơ 3 pha

Trong đó:

• I: Cường độ dòng điện định mức (A)
• P: Công suất điện (W)
• U: Điện áp dây
• cosφ: hệ số công suất
• η: hiệu suất động cơ

Khi bạn cấp điện áp đúng bằng điện áp định mức vào stator, trong cuộn dây Roto sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng (dòng khởi động)​. Dòng này thường gấp khoảng 5–7 lần dòng định mức. Chính dòng lớn này tạo ra từ trường quay mạnh, sinh mômen khởi động để làm động cơ quay từ trạng thái đứng yên.

Khi khởi động động cơ trực tiếp, dòng khởi động quá lớn sẽ gây ra nhiều ảnh hưởng tiêu cực đến cả động cơ và hệ thống điện:

• Ảnh hưởng đến động cơ

  • Nhiệt độ tăng đột ngột: do tổn hao đồng tỷ lệ với bình phương dòng điện, làm cuộn dây stator nóng nhanh, giảm tuổi thọ cuộn dây và động cơ.

  • Ảnh hưởng đến phần cơ khí: nếu mômen khởi động cao, gây va đập, rung lắc trên trục và khớp nối cơ khí.

  • Giảm tuổi thọ động cơ: các lần khởi động trực tiếp lặp lại thường xuyên làm hỏng cách điện, bạc đạn, thậm chí cháy cuộn dây.

• Ảnh hưởng đến lưới điện và thiết bị khác

  • Sụt áp lưới cục bộ: do dòng khởi động hút quá lớn, gây ảnh hưởng đến các thiết bị khác trên lưới điện.

  • Nhiễu điện áp: làm ảnh hưởng tới hoạt động của thiết bị điện tử, PLC, biến tần khác trong hệ thống.

Trong môi trường công nghiệp, đối với những nhà xưởng sử dụng tải nhiều động cơ công suất lớn, việc khởi động động cợ trực tiếp như vậy có thể gây tổn hại lớn tới động cơ và các thiết bị.

Đó chính là lý do mà họ phải tìm những cách khởi động động cơ gián tiếp, mục đích chính là để giảm dòng khởi động nhưng vẫn đảm bảo đủ mômen khởi động. Vừa để kéo dài tuổi thọ của động cơ, vừa để bảo vệ các thiết bị điện có trong lưới điện, tránh được những tổn thất không đáng có

b. Các yếu tố ảnh hưởng đến dòng khởi động động cơ

Từ sơ đồ thay thế, ta có thể tính toán được dòng điện Stato, dòng điện Roto, moment, công suất cơ,… và các tham số khác.

Khi ta bỏ đi nhánh giữa Z0 , ta suy ra được dòng điện Rotor quy đổi về Stator

Trong đó: 

• U1 là điện áp pha đặt vào Stator (V)
• R1 là điện trở cuộn dây Stator (Ω)
• R2‘ là điện trở Rotor quy đổi về phía Stator (Ω)
• S là hệ số trượt của động cơ
• X1 , X2 lần lượt là điện kháng tản của Stator và của Rotor quy đổi về Stator (Ω)

Khi mở máy, s =1, dòng khởi động của động cơ lúc này bằng:

Vì R1​, X1​, X2′​  là thông số cấu tạo của máy, gần như cố định, nên các yếu tố ảnh hưởng đến dòng khởi động động cơ không đồng bộ 3 pha bao gồm: điện áp cấp U1 và điện trở Rotor R2′ .

• Ảnh hưởng của điện áp cấp U1 đến dòng khởi động động cơ
  • Theo công thức ta thấy I2′​ tỉ lệ thuận với U1 , tức là khi ta giảm điện áp đặt vào động cơ thì dòng khởi động sẽ giảm theo
  • Ứng dụng thực tế:
    • Khởi động sao – tam giác: ban đầu đấu sao để điện áp pha giảm còn  lần so với điện áp dây, giúp dòng giảm ~3 lần, sau đó chuyển sang tam giác khi đã tăng tốc.
    • Khởi động bằng biến áp tự ngẫu: hạ điện áp cấp ban đầu, sau khi máy đạt tốc độ, nâng lên điện áp định mức.
    • Khởi động mềm: điều khiển điện áp khởi động bằng thyristor, cho phép tăng áp dần dần → giảm sốc dòng.
• Ảnh hưởng của điện trở Rotor đến dòng khởi động động cơ
  • Theo công thức ta thấy khi tăng R2‘  sẽ làm dòng khởi động giảm, đồng thời tăng mô-men mở máy (đến một giới hạn tối ưu).
  • Công thức tính R:
  • Trong đó:
    • R: điện trở rotor (Ω)ρ: điện trở suất vật liệu làm rotor (Ω·m)
    • l: chiều dài dây dẫn / thanh dẫn (chiều dài đường đi của dòng điện trong phần dẫn điện của Rotor) (m)
    • S: tiết diện dây dẫn / thanh dẫn rotor (m²)
  • Ứng dụng thực tế:
    • Động cơ rotor dây quấn: nối thêm điện trở phụ vào mạch Rotor khi khởi động có thể  vừa giảm dòng khởi động động cơ vừa tăng mô-men mở máy. Sau khi đạt tốc độ, điện trở phụ được loại bỏ để giảm tổn hao.

c. Nên khởi động động cơ gián tiếp với các loại động cơ có công suất bao nhiêu

Thực tế trong công nghiệp, không phải tất cả các động cơ đều bắt buộc phải khởi động gián tiếp. Một số trường hợp hoàn toàn có thể sử dụng cách khởi động trực tiếp thông thường để tiết kiệm chi phí.

Phương pháp khởi động động cơ	Phạm vi ứng dụng
Khởi động trực tiếp (DOL)	Tổng công suất động cơ trên tải <= 5.5 ~ 7.5 kW.
Khởi động gián tiếp	Tổng công suất động cơ trên tải > 7.5 kW.

2. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỞI ĐỘNG GIÁN TIẾP CHO ĐỘNG CƠ

a. Mạch khởi động động cơ 3 pha sao – tam giác

• Cơ sở lý thuyết: khi đấu sao (Y), điện áp trên mỗi pha chỉ bằng  → dòng pha giảm xấp xỉ 1/3 so với đấu tam giác (Δ) trực tiếp. Vì dòng vào stator tỷ lệ thuận với điện áp pha, khởi động bằng cách đối nối hình sao (Y) giảm đáng kể dòng khởi động động cơ không đồng bộ 3 pha.
• Nguyên lý hoạt động: mạch cần tối thiểu 2 contactor để nối với động cơ. Khi đóng mạch điện contactor 1 đóng mạch điện, động cơ chạy theo kiểu đấu nối sao, lúc này dòng khởi động giảm, momen lực giảm, sau một khoảng thời gian T (timer set) động cơ kéo tải tương đối (thường là vài giây tùy vào công suất động cơ), động cơ chuyển sang chạy theo kiểu đấu nối tam giác, nhằm đảo bảo đủ công suất của động cơ và tải hoạt động ổn định.

• Ưu điểm:
  • Cấu tạo đơn giản, chi phí thấp, dễ lắp đặt và bảo trì.
  • Giảm dòng khởi động gần 3 lần so với khởi động trực tiếp.
• Nhược điểm:
  • Khi khởi động momen khởi động nhỏ điều này ảnh hưởng rất nhiều đến cơ cấu cơ khí chấp hành phía sau.
  • Xuất hiện nhiễu điện trường khi chuyển từ chế độ sao sang tam giác, ảnh hưởng đến thiết bị truyền tín hiệu xung quanh.
  • Xuất hiện sụt áp cục bộ khi chuyển chế độ sao sang tam giác do biến đổi dòng lớn.
• Phạm vi ứng dụng:
  • Ứng dụng với các động cơ có công suất trung bình, khoảng 5,5kW đổ lên
  • Phù hợp cho các máy bơm, quạt, băng tải tải nhẹ, máy đóng gói — nơi không yêu cầu momen khởi động cao, chủ yếu cần giảm dòng cấp vào ban đầu để tránh sụt áp lưới điện. 

MUA TỦ KHỞI ĐỘNG SAO TAM GIÁC Ở ĐÂU? NHẤN VÀO ĐÂY ĐỂ KHÁM PHÁ DÒNG SẢN PHẨM TỦ KHỞI ĐỘNG SAO TAM GIÁC MỚI NHẤT CỦA BACHKHOATECH

b. Mạch khởi động động cơ 3 pha bằng bộ khởi động mềm (soft‑starter)

• Cơ sở lý thuyết: Khởi động mềm (soft – starter) là khởi động dùng bộ biến đổi điện áp xoay chiều để điều khiển điện áp pha cung cấp cho stator của động cơ bằng cách điều khiển góc kích SCR (góc mở của các van bán dẫn). Ưu điểm là điều chỉnh trơn, phạm vi điều chỉnh rộng. Kết hợp khởi mềm và dừng mềm một cách linh hoạt.

• Nguyên lý hoạt động: Cấu tạo của khởi động mềm gồm 3 cặp thyristor (SCR) đấu song song ngược. Ở trạng thái ngắt, thyristor ngăn không cho dòng điện chạy qua, khi có lệnh mở, thyristo mở dần góc kích (góc mở của các van bán dẫn) cho phép dòng điện chạy qua từ từ, động cơ bắt đầu khởi động và tăng tốc dần. Điện áp được điều khiển bằng cách điều khiển góc mở của van. Khi van mở hoàn toàn, điện áp đạt đến giá trị điện áp định mức và lúc đó động cơ sẽ đạt đến tốc độ tối đa cho phép.
• Ưu điểm:
  • Kiểm soát điện áp/mômen mượt mà, giảm tổn thất điện năng mà không ảnh hưởng nhiều đến chất lượng lưới điện. (Ưu điểm so với mạch sao tam giác)
  • Thiết lập tham số linh hoạt (thời gian khởi động, giới hạn dòng, bù momen).
  • Dễ tích hợp trong tủ điện., có nhiều chức năng kèm theo như bảo vệ quá dòng, quá áp, mất pha động cơ.
• Nhược điểm:
  • Không cung cấp điều khiển tần số, đảo chiều động cơ
  • Mômen cũng giảm trong quá trình khởi động; nếu tải cần mômen lớn lúc khởi động, khởi động mềm có thể không đủ.
  • Chi phí đầu tư cao hơn so với các phương pháp truyền thống khác
• Phạm vi ứng dụng:
  • Phạm vi công suất lớn, từ (0,37 kW đến 900kW) tùy nhà sản xuất
  • Cực kỳ phổ biến trong các hệ thống yêu cầu khởi động êm — máy bơm áp lực lớn, quạt thông gió kết hợp điều áp, máy nén, hệ truyền động phục vụ sản xuất quy trình; đặc biệt phù hợp trong các hệ thống cần giảm mài mòn cơ khí và giảm sốc điện

MUA BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM Ở ĐÂU? NHẤN VÀO ĐÂY ĐỂ KHÁM PHÁ CÁC DÒNG BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM MỚI NHẤT DO BACHKHOATECH PHÂN PHỐI 

c. Mạch khởi động động cơ 3 pha bằng biến tần (Variable Frequency Drive — VFD)

• Cơ sở lý thuyết: Biến tần điều khiển đồng thời tần số và điện áp cấp cho động cơ, vì vậy có thể khởi động động cơ ở tần số thấp với điện áp tương ứng, do đó có thể kiểm soát dòng khởi động và mômen rất tốt. Đây là phương pháp “giảm dòng khởi động hiệu quả nhất” đồng thời cho phép điều chỉnh tốc độ khi hoạt động.
• Nguyên lý hoạt động: dòng điện xoay chiều đi vào bộ biến tần qua bộ chỉnh lưu–lọc trở thành dòng điện 1 chiều DC rồi tiếp tục được biến đổi nghịch lưu thành dòng AC xoay chiều 3 pha đối xứng, với giá trị tần số, tốc độ có thể thay đổi linh hoạt.

• Ưu điểm:
  • Giảm dòng khởi động mạnh nhất, kiểm soát mômen chính xác, cho phép vận hành êm và tiết kiệm năng lượng khi điều chỉnh tốc độ.
  • Có chức năng bảo vệ, giám sát, thay đổi tốc độ, chạy thuận nghịch, bù momen… rất linh hoạt.
• Nhược điểm:
  • Chi phí ban đầu cao hơn (đặc biệt với những động cơ có công suất lớn).
  • Phát sinh sóng hài (harmonics) trên lưới nếu không có lọc; cần biện pháp lọc.
  • Yêu cầu kiến thức để cài đặt sử dụng biến tần hiệu quả.
• Phạm vi ứng dụng:
  • Phạm vi công suất rất rộng tùy theo các hãng biến tần, là giải pháp chính cho công suất trung bình đến lớn.
  • Ứng dụng thực tế cho các hệ thống cần điều tốc chính xác đồng thời giảm mạnh dòng khởi động (bơm có tiết lưu, quạt biến tốc, dây chuyền sản xuất cần điều tốc), và nơi lợi ích tiết kiệm năng lượng bù chi phí đầu tư. 

MUA BIẾN TẦN Ở ĐÂU? NHẤN VÀO ĐÂY ĐỂ KHÁM PHÁ CÁC DÒNG BIẾN TẦN MỚI NHẤT TRÊN THỊ TRƯỜNG.

3. HƯỚNG DẪN LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ PHÙ HỢP

Dựa trên kinh nghiệm nhiều năm làm việc trong lĩnh vực điện công nghiệp, BachkhoaTech đưa ra bảng hướng dẫn lựa chọn phương pháp khởi động động cơ gián tiếp để các bạn có thể tham khảo

	Phạm vi công suất động cơ	Đặc điểm	Ứng dụng thực tế
Tủ khởi động sao – tam giác	Từ 5.5 ~ 7.5 kW đến 90 ~110kW	Phù hợp động cơ có công suất trung bình, tải nhẹ, giá thành rẻ hơn so với các phương pháp khởi động gián tiếp khác	Trạm bơm tưới tiêu, Băng tải hàng hóa nhẹ, Máy nghiền cỡ nhỏ
Khởi động mềm (Soft Starter)	Từ 5.5kW đến 500kW (Phù hợp nhất cho dải từ 5.5 – 300 kW)	Phù hợp cho các động cơ công suất trung bình và lớn, hệ thống cần khởi động êm, giảm dòng khởi động nhưng không cần điều khiển tốc độ	Máy nén khí công nghiệp, máy bơm công suất lớn, máy nghiền, máy xay công nghiệp, hệ thống băng tải hàng hóa nặng
Biến tần (VFD)	Từ 0.37kW – 2000kW (dải công suất rất rộng, phù hợp mọi loại động cơ)	Phù hợp cho động cơ công suất lớn, tải cần momen khởi động lớn, điều chỉnh được dòng và điện áp khởi động, khởi động êm.	Băng tải hạng nặng, dây chuyền sản xuất cần điều chỉnh tốc độ, thang cuốn, máy ép,máy nén công suất lớn

Trên thực tế, việc lựa chọn phương pháp khởi động có thể linh hoạt phụ thuộc vào nhiều yếu tố (đặc tính của tải, lưới điện, kinh tế, kỹ thuật, an toàn,…) Do vậy nếu gặp bất kì khó khăn nào trong việc lựa chọn phương pháp khởi động động cơ gián tiếp, hãy liên hệ ngay với chúng tôi. Đội ngũ kỹ thuật sẽ tư vấn phương án khởi động động cơ hiệu quả, ổn định, an toàn và tiết kiệm nhất.

4. TỔNG KẾT

Việc khởi động gián tiếp cho động cơ 3 pha là yêu cầu quan trọng nhằm giảm dòng điện khởi động, hạn chế sụt áp lưới điện và bảo vệ cơ khí cho hệ thống truyền động. Khi khởi động trực tiếp, dòng điện có thể đạt từ 5 đến 7 lần dòng định mức, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến lưới điện và tuổi thọ thiết bị.

Hiện nay, ba phương pháp khởi động gián tiếp phổ biến và đã được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp gồm:

1. Mạch khởi động sao – tam giác: Phù hợp cho các động cơ công suất trung bình, kết cấu đấu dây phù hợp, giúp giảm dòng khởi động khoảng 1/3 so với khởi động trực tiếp.
2. Khởi động mềm (Soft Starter): Cho phép điều chỉnh điện áp tăng dần khi khởi động, giảm xung lực cơ khí, điều khiển linh hoạt, thích hợp cho tải cần khởi động êm và hạn chế va đập.
3. Biến tần (VFD): Điều chỉnh tần số và điện áp cấp cho động cơ, khởi động và dừng êm, đồng thời tối ưu hóa hiệu suất vận hành, phù hợp cho các hệ thống yêu cầu điều chỉnh tốc độ liên tục.

Mỗi phương pháp có nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng riêng, tùy thuộc vào công suất động cơ, đặc điểm tải và yêu cầu công nghệ mà lựa chọn giải pháp phù hợp. Việc áp dụng đúng phương pháp khởi động gián tiếp không chỉ đảm bảo hiệu quả vận hành mà còn tăng độ bền cho động cơ và hệ thống, góp phần tiết kiệm năng lượng và chi phí bảo trì trong dài hạn.

Vì Sao Doanh Nghiệp Nên Chọn BachKhoaTech?

✅ Giải pháp thiết kế riêng theo thực tế xưởng.

✅ Thiết bị chính hãng, độ bền cao, dễ bảo trì.

✅ Tư vấn – lắp đặt – hướng dẫn vận hành tận nơi.

✅ Chi phí đầu tư hợp lý cho doanh nghiệp vừa và nhỏ.

✅ Bảo hành – hỗ trợ kỹ thuật lâu dài, nhanh chóng.

Liên hệ mua hàng

📞 Hotline hỗ trợ kỹ thuật & tư vấn: 0583.333.304 💡

Chúng tôi chuyên cung cấp thiết bị điện công nghiệp & giải pháp tự động hóa, hỗ trợ từ A-Z.

📲 Theo dõi chúng tôi để nhận thêm nhiều video chia sẻ hữu ích, những kinh nghiệm làm việc hay ho và những giải pháp tự động mới nhất hiện nay:

🔧 TikTok: https://www.tiktok.com/@bachkhoatech_all

📺 YouTube: https://www.youtube.com/@BachkhoaTech

📘 Fanpage: https://www.facebook.com/bachkhoatech247

————————-

BACHKHOATECH – Giải pháp chuẩn, kỹ thuật thật – Biến mọi thứ phức tạp thành đơn giản