Vietnamese 
English 
French 
German 
Spanish 
Portuguese 
Dutch 
Italian 
Russian 
Chinese 
Japanese 
Korean 
Indonesian 
Thai 
Arabic 
Turkish 
Hebrew 
Hindi 
Nguyên nhân cốt lõi khiến động cơ DC cần áp dụng khởi động điện áp thấp nằm ở sự không tương thích giữa đặc tính điện và đặc tính cơ học tại thời điểm khởi động — suất điện động ngược (Ea) bằng 0 ở giai đoạn khởi động ban đầu, dẫn đến dòng điện khởi động vượt xa giá trị định mức khi khởi động ở điện áp tối đa. Điều này gây ra một loạt các vấn đề như hư hỏng động cơ và hỏng mạch. Khởi động điện áp thấp ngăn chặn dòng điện quá mức bằng cách hạ thấp điện áp khởi động, do đó đảm bảo an toàn cho hệ thống. Chi tiết có thể được giải thích từ ba khía cạnh: cơ chế tạo ra dòng điện khởi động, mối nguy hiểm của khởi động điện áp tối đa và nguyên lý khởi động điện áp thấp.
Trước hết, sự gia tăng bất thường của dòng điện khởi động của động cơ DC bắt nguồn từ đặc điểm cốt lõi của "thiếu suất điện động ngược". Theo phương trình cân bằng điện áp của mạch phần ứng của động cơ DC: U = Ea + IaRa, trong đó U là điện áp được áp dụng trên phần ứng, Ea là suất điện động ngược được tạo ra bởi sự quay của phần ứng, Ia là dòng điện phần ứng và Ra là điện trở của cuộn dây phần ứng. Tại thời điểm động cơ khởi động, rôto ở trạng thái tĩnh và dây dẫn phần ứng không cắt từ trường, do đó suất điện động ngược Ea = 0. Lúc này, phương trình mạch được đơn giản hóa thành Ia = U/Ra. Vì cuộn dây phần ứng được làm bằng dây đồng nên điện trở Ra của nó thường rất nhỏ (Ra của động cơ DC nhỏ chỉ vài ohm và Ra của động cơ lớn thậm chí còn nhỏ hơn 1 ohm). Nếu điện áp định mức U được áp dụng trực tiếp, dòng điện khởi động Ia sẽ tăng mạnh, thường đạt tới 10-20 lần dòng điện định mức. Ví dụ, động cơ DC có điện áp định mức là 220V và điện trở phần ứng là 1Ω có thể có dòng điện tức thời là 220A khi khởi động ở điện áp đầy đủ, trong khi dòng điện định mức của nó chỉ có thể là 15A và hệ số khuếch đại dòng điện vượt xa phạm vi an toàn.
Thứ hai, dòng điện khởi động cực lớn như vậy sẽ gây ra nhiều nguy hiểm chết người cho chính động cơ và hệ thống cung cấp điện. Đối với động cơ, một mặt, dòng điện quá mức sẽ khiến cuộn dây phần ứng chịu một lực điện rất lớn. Theo công thức lực Ampe, lực điện tỷ lệ với bình phương của dòng điện. Dòng điện gấp 10 lần dòng điện định mức sẽ tạo ra lực điện gấp 100 lần giá trị định mức, rất dễ khiến cuộn dây bị biến dạng và lớp cách điện bị đứt, dẫn đến đoản mạch giữa các vòng dây. Mặt khác, dòng điện tăng nhanh trong thời gian ngắn sẽ sinh ra rất nhiều nhiệt Joule trong cuộn dây, khiến nhiệt độ tăng đột ngột, vượt quá giới hạn chịu nhiệt của vật liệu cách điện, dẫn đến lão hóa hoặc thậm chí cháy lớp cách điện. Đối với hệ thống cung cấp điện, dòng điện khởi động cực lớn sẽ khiến điện áp lưới điện giảm đột ngột, tạo thành "sốc điện áp", ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của các thiết bị khác trong cùng lưới điện. Ví dụ, nó có thể làm mờ đèn chiếu sáng và làm mất kiểm soát các dụng cụ chính xác. Đồng thời, dòng điện lớn cũng sẽ tạo ra hồ quang điện mạnh trên các bộ phận điều khiển như công tắc và tiếp điểm, làm tăng tốc độ mài mòn các tiếp điểm và thậm chí gây ra sự cố ngắn mạch.
Khởi động giảm điện áp triệt tiêu dòng điện khởi động từ nguồn bằng cách "giảm nhân tạo điện áp khởi động ban đầu" và dần dần khôi phục điện áp định mức sau khi tốc độ động cơ tăng lên, hoàn toàn phù hợp với đặc tính khởi động của động cơ. Logic cốt lõi của nó là: giảm U ở giai đoạn khởi động ban đầu. Ngay cả khi Ea = 0, Ia = U/Ra có thể được kiểm soát trong phạm vi an toàn (thường gấp 1,5-2,5 lần dòng điện định mức). Khi tốc độ động cơ n tăng, Ea tăng theo tỷ lệ với n. Tại thời điểm này, U được tăng dần để duy trì Ia ở giá trị dòng điện tương ứng với mô-men xoắn khởi động thích hợp. Cho đến khi động cơ đạt tốc độ định mức, Ea ổn định ở suất điện động ngược định mức. Tại thời điểm này, U được tăng lên giá trị định mức và động cơ đi vào hoạt động bình thường.
Trong các ứng dụng thực tế, có nhiều phương pháp khởi động giảm điện áp khác nhau. Động cơ DC nhỏ thường sử dụng "giảm điện áp điện trở nối tiếp", chia điện áp bằng cách kết nối một biến trở vào mạch phần ứng và dần dần cắt điện trở sau khi khởi động. Động cơ DC lớn thường sử dụng "điều chỉnh điện áp thyristor", điều khiển chính xác điện áp đầu ra bằng cách điều chỉnh góc dẫn của thyristor để khởi động trơn tru. Các phương pháp này không chỉ tránh được nguy cơ khởi động toàn điện áp mà còn đảm bảo mô-men xoắn cần thiết để khởi động động cơ, giúp ứng dụng động cơ DC trong sản xuất công nghiệp, vận tải và các lĩnh vực khác an toàn và đáng tin cậy hơn.
Tóm lại, việc khởi động động cơ DC ở điện áp thấp không phải là một “hoạt động không cần thiết”, mà là một biện pháp bảo vệ cần thiết dựa trên nguyên lý điện của nó. Cốt lõi của nó là cân bằng mối quan hệ giữa dòng điện khởi động và mô-men xoắn thông qua việc điều chỉnh điện áp, không chỉ bảo vệ động cơ mà còn đảm bảo sự ổn định của hệ thống cung cấp điện. Đây là một mắt xích quan trọng cho hoạt động an toàn của động cơ DC.
