Biến tần là gì ? công dụng đối với động cơ 3 pha

Biến tần là một thiết bị có khả năng thay đổi tần số của nguồn điện vào AC chuyên dùng cho động cơ 3 pha, còn có tên gọi inverter, variable frequency drive( VFD).

Cấu tạo

  • Khối nguồn là diode chỉnh lưu cùng với tụ lọc để chuyển điện AC thành DC.
  • Khối mạch vi xử lý có chức năng điều khiển các IC kích điện DC thành ngõ ra tương đương như sóng sin điện áp 3 pha.
  • Khối công suất ngõ ra thường dùng IGBT để xuất điện áp ra động cơ.
Sơ đồ nguyên lý của biến tần
Sơ đồ nguyên lý của biến tần

Điện áp ngõ ra biến tần

Không phải là điện sóng sin 3 pha, mà là điện DC được băm xung, để có chức năng tương đương và chỉ sử dụng cho động cơ 3 pha:

  • Không thể đo điện áp này bằng đồng hồ VOM hoặc điện tử loại rẻ tiền mà phải dùng một số loại đồng hồ chuyên dụng.
  • Nếu sử dụng cho những thiết bị điện khác có thể làm hư hỏng cho cả biến tần và thiết bị điện đó.
Dạng điện áp ngõ ra của biến tần là gì
Dạng điện áp ngõ ra của biến tần là gì

Phân loại

Theo mức điện áp

  • trung thế có điện áp từ 600v trở lên
  • hạ thế bao gồm mức 380v và 220v

Theo xuất xứ, thương hiệu:

  • Nhật Bản như Yaskawa, Mitsubishi, Omron, Toshiba, Panasonic, Hitachi, Fuji.
  • Đài Loan như: Delta, QMA, Cutes.
  • Hàn Quốc như LS, Hyundai.
  • Châu Âu như ABB, Siemens, Schneider, Allen Bradley.
  • Trung Quốc như Invt, Veichi, V&T, Kaman.

Theo dạng tải

  • tải nặng dùng cho cầu trục, nâng hạ, máy nghiền, ly tâm,
  • tải nhẹ hoặc tải thường dùng cho bơm quạt.

Theo chức năng như: v/f, vector vòng kín, vòng hở, chạy được torque kín, torque hở, điều khiển PID.

Ứng dụng

Thay đổi tốc độ cho động cơ 3 pha

Khi dùng lưới điện trực tiếp thì động cơ 3 pha chỉ chạy tốc độ cố định, nếu gắn biến tần thì có thể thay đổi nhiều tốc độ khác nhau.

  • Động cơ 3 pha giới hạn tần số định mức của động cơ là 50Hz hoặc 60Hz. Muốn tăng tốc độ nhanh hơn, chỉ nên tăng từ 20-30% so với tần số định mức. Ví dụ như tần số định mức là 60hz, thì nên chạy đến tối đa 80hz. Bởi vì khi chạy quá nhanh sẽ bị mất torque, gây nóng cho ổ bi bạc đạn dẫn tới dễ hư hỏng.

=> Đã có trường hợp: mua biến tần về gắn cho động cơ tăng tần số lên từ 80hz-90hz, năng suất tăng lên từ 10-20%. Tuy nhiên sau 1-2 năm thì động cơ có gắn biến tần bị hư hỏng rất nhiều. Khi so sánh giữa phần năng suất tăng thêm và chi phí cho việc gắn biến tần và thay thế motor hỏng thì tính ra vẫn không có lợi.

Motor torque hay spindle thì tần số định mức rất cao từ 400hz cho đến 1000hz thì bắt buộc phải có biến tần mới chạy được, không chạy trực tiếp với điện lưới bình thường được.

  • Khi giảm tốc độ với biến tần thì lực của motor sẽ giảm hơn so với chạy ở tần số định mức .

=> Nếu muốn giảm tốc độ mà tăng lực thì phải sử dụng hộp số thay vì lắp biến tần.

=> Giảm tần số biến tần về dưới 20Hz, có trường hợp motor không tải vẫn chạy nhưng khi có tải không chạy được, khiến biến tần bị báo lỗi quá dòng hoặc quá tải

=> Có thể sẽ tạo ra tiếng ồn to hơn bình thường

=> Quạt giải nhiệt sẽ chạy chậm hơn khiến cho nhiệt độ của động cơ cao hơn.

Tiết kiệm điện

Khi lắp biến tần cho mô tơ thì lượng điện năng giảm được sẽ từ 10% đến 50% tùy mỗi ứng dụng.

=> Phải khảo sát trước chu trình chạy, ampe và tốc độ chạy thường xuyên của động cơ. Sau đó lập bài toán tiết kiệm điện của biến tần bao gồm chi phí đầu tư, số tiền tiết kiệm được hàng tháng cũng như thời gian thu hồi vốn kèm theo chi phí rủi ro.

Thường áp dụng cho biến tần công suất lớn khoảng từ 20HP trở lên sẽ giúp cho thời gian thu hồi vốn rất nhanh hơn do công suất càng lớn thì giá thành trên mỗi đơn vị công suất sẽ rẻ hơn.

Chuyển điện 1 pha ra 3 pha

Việc sử dụng biến tần vào 1 pha ra 3 pha cũng rất phổ biến tại nơi không thể kéo được điện 3 pha, giúp sử dụng được motor 3 pha mà không sợ bị yếu công suất so với trường hợp đấu motor 3 pha thành 1 pha với tụ.

Bảo vệ mô tơ

  • Khởi động mềm hơn giúp motor không bị sốc điện và cơ khí so với khởi động trực tiếp.
  • Tích hợp bảo vệ quá tải quá dòng quá áp, chạm vỏ
  • Theo dõi được thông số chi tiết bao gồm công suất, ampe, điện áp thực tế đang dùng.

Thông số biến tần

Trong mã hàng thường mô tả đầy đủ đặc điểm của sản phẩm.

  • Nguồn cấp
  • Ngõ ra tối đa là bao nhiêu volt, hz, ampe
  • Tên thương hiệu của hãng sản xuất và xuất xứ.
  • Ngoài ra còn có số seri version và một số tiêu chuẩn của sản phẩm.
Ví dụ thông tin nameplate nhãn của biến tần
Ví dụ thông tin nhãn của biến tần

Ví dụ

  • Model chính là mã hàng: CIMR-AC2A0021FAA
  • MAX APPLI.MOTOR: công suất tối đa của động cơ dùng cho biến tần này.
  • INPUT: điện áp ngõ vào và ampe max.
  • OUTPUT: Điện áp, tần số, ampe định mức của ngõ ra.
  • MASS: cân nặng của sản phẩm.
  • IP20, RoHS: là tiêu chuẩn bảo vệ của sản phẩm.
0 Bình luận
Phản hồi nội tuyến
Xem tất cả bình luận
0
Nếu có thắc mắc hoặc đóng góp vui lòng gửi bình luận.x