Biến tần (Inverter) là 1 thiết bị điện tử hoặc mạch điện tử dùng để điều chỉnh dòng điện ở tần số và pha này thành dòng điện ở tần số và pha khác. Vì vậy biến tần có Khả năng thay đổi tốc độ quay cho động cơ nên có thể nói biến tần là một thiết bị phổ biến bậc nhất trong các hệ thống điện, cơ cấu tự động hóa hiện nay. Cách chọn công suất biến tần cũng như
cách chọn biến tần sao cho phù hợp với mục đích, hiệu quả và tiết kiệm đang là bài toán được ưu tiên hàng đầu. Vậy để sử dụng biến tần hiệu quả và lựa chọn hợp lý nhất hãy cùng
Bảo An tìm hiểu xem cần để ý những chú ý sử dụng và tuân thủ những nguyên tắc nào sau đây.
1. Khái niệm biến tần
Biến tần là gì? Biến tần hay inverter, tên Tiếng Anh là Variable Frequency Drive là thiết bị được sử dụng để điều chỉnh tốc độ quay của động cơ điện xoay chiều thông qua việc thay đổi tần số của nguồn điện được cấp cho động cơ. Do đó, biến tần còn có tên gọi khác là bộ điều chỉnh tốc độ động cơ.
Hình 1: Biến tần là gì?
2. Công dụng của biến tần
Biến tần dùng để làm gì hay công dụng của biến tần là gì? Đây là một câu hỏi thường gặp khi sử dụng biến tần. Bảo An sẽ giúp bạn hiểu được về công dụng của biến tần trong phần dưới đây.
Các tác dụng của biến tần có thể kể đến như: bảo vệ động cơ, giảm hao mòn cơ học, tiết kiệm điện, nâng cao năng suất và đáp ứng yêu cầu về công nghệ. Cụ thể như sau:
- Bảo vệ động cơ: Biến tần dùng để làm thay đổi tốc độ động cơ một cách dễ dàng, do đó dòng khởi động của động cơ sẽ không vượt quá 1,5 lần do với dòng sao-tam giác và 4-6 lần đối với dòng định mức. Cấu tạo biến tần thường có hệ thống điện tử bảo vệ quá dòng, bảo vệ cao áp và tạo ra một hệ thống vận hành an toàn.
- Giảm hao mòn cơ học: Một tác dụng của biến tần rất quan trọng là giảm hao mòn cơ học. Biến tần giúp cho quá trình khởi động ở tốc độ thấp, giúp cho động cơ mang tải lớn không phải phanh một cách đột ngột, tránh hư hỏng phần cơ khí và giúp tăng tuổi thọ sử dụng của động cơ.
- Tiết kiệm điện: Một công dụng quan trọng khác biến tần đó là khả năng tiết kiệm điện. Do có thể dễ dàng thay đổi tốc độ nên biến tần có thể tiết kiệm điện năng cho các tải khi không phải chạy hết công suất. Giúp tiết kiệm điện từ 20-30% so với khởi động bằng phương pháp truyền thống.
- Nâng cao năng suất và chất lượng của sản phẩm: Biến tần có thể giúp cho động cơ chạy nhanh hơn, thông thường là từ 54-60Hz, có loại biến tần có thể giúp động cơ chạy với tốc độ 1800 vòng/phút với tần số 60Hz, giúp tăng sản lượng cho máy móc, từ đó cải thiện năng suất và chất lượng sản phẩm.
- Đáp ứng cải tiến và nâng cao công nghệ: Đối với các ứng dụng hoặc ngành nghề yêu cầu đồng bộ tốc độ như trong ngành giấy, dệt, bao bì, nhựa, sản xuất thép,... hoặc trong ứng dụng cần điều khiển như bơm, nâng hạ cẩu trục, thang máy,... thì việc sử dụng biến tần là rất cầm thiết giúp cải tiến và đáp ứng được yêu cầu công nghệ.
* Nhiều người có thể có những câu hỏi như:
- Biến tần 1 pha là gì? > Biến tần 1 pha là loại biến tần dùng để thay đổi tần số cho dòng điện xoay chiều có điện áp đầu vào là điện 1 pha 220V và điện áp đầu ra là 3 pha 380V, được ứng dụng để điều khiển các động cơ điện 3 pha 380V
- Biến tần 3 pha là gì? > Khác với biến tần 1 pha, loại biến tần 3 pha là biến tần được thiết kế để hoạt động với nguồn điện cấp vào là điện 3 pha với điện áp 220V hoặc 380V. Công dụng của biến tần 3 pha là điều chỉnh tần số của dòng điện được áp dụng lên cuộn dây bên trong của động cơ. Từ đó, giúp điều khiển tốc độ động cơ linh hoạt mà không yêu cầu phải sử dụng hộp số cơ khí. Biến tần 3 pha có khả năng điều khiển được nhiều loại động cơ điện, bao gồm động cơ không đồng bộ 3 pha, động cơ đồng bộ, động cơ có tần số thay đổi, động cơ servo, động cơ truyền động trực tiếp,...
- Biến tần DC là gì? > Biến tần DC hay còn gọi là biến tần dòng điện một chiều, về cơ bản đây là hệ thống điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều cung cấp cho động cơ hoạt động ở tốc độ mong muốn.
3. Những chú ý khi sử dụng biến tần
3.1 Cấu tạo của biến tần
- Biến tần được cấu tạo từ các linh kiện bán dẫn điện tử nên rất dễ nhạy cảm với điều kiện môi trường nên đặt ở trong tủ có không gian rộng, thông gió tốt. Vì vậy cần đảm bảo môi trường làm việc của biến tần nhỏ hơn 50 độ C, khô ráo, không có hóa chất ăn mòn kim loại, bụi bẩn và khí gas, bụi bẩn
Hình 2: Mô hình cấu tạo biến tần 3 pha
3.2 Thông số kĩ thuật
- Để thay đổi thông số kỹ thuật phù hợp với yêu cầu sử dụng thì bạn cần phải tìm hiểu thật kỹ chức năng của thông số đó bằng cách đọc tài liệu hướng dẫn sử dụng. Nếu không hiểu hoặc không chắc chắn thì tuyệt đối không thay đổi thông số tránh làm hư hỏng biến tần.
- Khi biến tần báo lỗi trên màn hình hiển thị, hãy tìm hiểu và tra cứu mã lỗi theo tài liệu hướng dẫn để tìm nguyên nhân và khắc phục. Chỉ khi lỗi được khắc phục mới tiến hành vận hành trở lại.
3.3 Vận hành biến tần
- Để biến tần vận hành và hoạt động hiểu quả, hãy nhờ chuyên gia hãng hoặc người có nhiều kinh nghiệm hướng dẫn lắp đặt, cài đặt để có được những thông số tối ưu phù hợp cho ứng dụng của bạn.
3.4 An toàn sử dụng
- Khi biến tần đang hoạt động, không nên chạm tay vào vỏ biến tần.
- Khi tháo biến tần để sửa chữa hay bảo trì, cần phải đảm bảo nguồn điện đã được ngắt.
- Cần chú ý đấu tiếp địa cho biến tần.
4. Những cách chọn biến tần hiệu quả
4.1 Phù hợp với tải
- Điều quan trọng đầu tiên để có cách chọn biến tần chuẩn, cần biết công suất của tải để có cách chọn công suất biến tần phù hợp. Cần phân biệt được loại tải mà biến tần cấp sử dụng: tải nhẹ, trung bình và tải nặng. Những loại tải này được phân loại dựa vào đặc tính moment của từng ứng dụng. Tải cao hơn sẽ dùng tốt cho các tải thấp hơn cùng công suất nhưng gây lãng phí vì giá thành thường cao hơn.
- Thông thường công suất của biến tần sẽ được chọn bằng hoặc cao hơn một cấp so với công suất của tải để đảm bảo hoạt động ổn định và tiết kiệm chi phí.
4.2 Phù hợp với ứng dụng
- Để có cách chọn biến tần chuẩn cho ứng dụng của bạn, cần chú ý tới nguồn cấp cho biến tần và nguồn cấp cho động cơ: Nguồn cấp cho biến tần là một pha hay ba pha, nguồn cấp cho động cơ ở dải điện áp là bao nhiêu: 127/220V, 220/ 380V hay 380/ 660V. Phổ biến nhất thường là 220/380V.
- Cần quan tâm tới chế độ vận hành của tải: ngắn hạn hay dài hạn, liên tục hay gián đoạn.
• Đối với tải hoạt động ngắn hạn – gián đoạn: đặc điểm là có thể điều khiển động cơ tăng tốc, giảm tốc, chạy - dừng, đảo chiều quay, ... thì yêu cầu biến tần phải có khả năng chịu được độ quá tải cao, đế tản nhiệt lớn. Nếu cần, có thể phải lắp thêm điện trở xả để bảo vệ cho biến tần không bị cháy, nổ.
• Đối với tải hoạt động dài hạn – liên tục: Đặt tốc độ cố định rồi chạy luôn hoặc ít thay đổi trong quá trình vận hành. Vì vậy chỉ cần chọn đúng chế độ thì hệ thống sẽ làm việc ổn định, bền và tiết kiệm chi phí đầu tư.
* Ví dụ về cách chọn biến tần cho motor: Khi lựa chọn biến tần cho motor (động cơ điện) thì ta cần chú ý đến ba thông số kỹ thuật của biến tần khi lựa chọn cho động cơ là công suất, điện áp, loại tải ứng dụng.
- Chọn công suất biến tần: Khi lựa chọn biến tần ứng dụng cho motor thì cách chọn công suất biến tần là công suất của biến tần phải lớn hơn công suất của động cơ sử dụng.
- Lựa chọn điện áp của biến tần: Điện áp của biến tần thường sử dụng là vào 1 pha 220V, ra 3 pha 220V; vào và ra 3 pha 220V hoặc vào và ra 3 pha 380V. Một số trường hợp đặc biệt biến tần có nguồn cấp 1 pha 220V điều khiển động cơ 3 pha 380V.
- Loại tải của động cơ: Cần lựa chọn biến tần theo loại tải của động cơ. Có các loại tải chính như: tải nặng, tải biến thiên (quạt hoặc bơm nước) và loại tải đặc biệt.
4.3. Phù hợp với phương thức điều khiển
- Một điều bạn cần chú ý trong cách chọn biến tần là phải đáp ứng với yêu cầu công nghệ của hệ thống và phương thức điều khiển của người lập trình.
- Có những phương thức điều khiển chính của biến tần:
• Điều khiển bằng bàn phím.
• Điều khiển bằng analog (chiết áp)
• điều khiển bằng terminal (đấu dây)
• Điều khiển bằng truyền thông (modbus).
Hình 3: Các phương thức điều khiển biến tần
4.4 Phù hợp với chủ đầu tư
Một điều cần lưu ý trong cách chọn biến tần hiệu quả đó là chọn biến tần phải phù hợp với chủ đầu tư:
- Cần lựa chọn biến tần có mã, hãng xuất xứ phù hợp với chủ đầu tư yêu cầu (nếu có).
- Phù hợp với điều kiện kinh tế của chủ đầu tư.
Trên đây là bài viết hướng dẫn cách chọn biến tần phù hợp nhất cho ứng dụng của bạn. Huy vọng sẽ giúp ích cho công việc của bạn và sẽ là tài liệu tham khảo giúp bạn làm việc thuận lợi hơn. Mọi thắc mắc xin liên hệ với Bảo An Auotmation.
 06022024043243.jpg)
