BỘ BIẾN ĐỔI TẦN SỐ

Biến tần

Biến tần là 1 sản phẩm hỗ trợ tốt nhất làm thay đổi dòng điện trong động cơ. Chính vì thế được sử dụng phổ biến trong ngành công nghiệp hiện nay.

Tủ điện

Biên Tần là 1 thiết bị tác động thay đổi tần số dòng điện khi đặt lên cuộc dây nằm bên trong động cơ và nhờ đó Biến tần sẽ điều khiển được tốc độ quay của động cơ 1 cách vô cấp, bỏ qua hộp số cơ khí ” không cần dùng đến “. Đặt biệt biến tần có chức năng chính tác động đóng & ngắt các cuộn dây để tạo ra được lực từ trường xoay.
không thể phụ nhận nguồn năng lượng vô cùng quan trọng trong các hoạt động sản xuất ngày mà con người đang xây dựng. Việc xây dựng nguồn năng lượng phục vụ cho việc sản xuất ngày được phát triển thế nhưng ở mỗi quốc gia vẫn còn tình trạng thiếu hụt đặt biệt ở các nước đang phát triển như Việt Nam. Các giải pháp điều phối tiết kiệm nguồn năng lượng đang được ứng dụng. Tuy nhiên hành động sử dụng nguồn năng lượng 1 cách lãng phí vẫn đang diễn ra.

Tình trạng các doanh nghiệp hiện nay đang ứng dụng công nghiệp còn lạc hậu dẫn đến ngành công sẽ làm lãng phí đi nguồn năng lượng. Nhưng nếu áp dụng công nghệ và máy móc hiện đại trong việc vận hành sản xuất sẽ mang lại hiệu quả tốt trong ngành.

Hành động: Ứng dụng biến tần thang máy vào sản xuất

Dưới đây là một trong những giải pháp hiệu quả giúp các doanh nghiệp tiết kiệm năng lượng bằng cách sử dụng biến tần nâng cao hiệu suất cho động cơ xoay chiều trong các dây chuyền sản xuất.

Nguyên lý hoạt động
Biến tần là thiết bị biến đổi tần số dòng điện xoay chiều với nguyên lý làm việc khá đơn giản. Đầu tiên, nguồn điện xoay chiều 1 pha hay 3 pha được chỉnh lưu và lọc thành nguồn 1 chiều bằng phẳng. Công đoạn này được thực hiện bởi bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện. Nhờ vậy, hệ số công suất cosφ của hệ biến tần đều có giá trị không phụ thuộc vào tải và có giá trị ít nhất 0.96. Điện áp một chiều này được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng. Công đoạn này được thực hiện thông qua hệ IGBT (transistor lưỡng cực có cổng cách ly) bằng phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM). Nhờ tiến bộ của công nghệ vi xử lý và công nghệ bán dẫn lực hiện nay, tần số chuyển mạch xung có thể lên tới dải tần số siêu âm nhằm giảm tiếng ồn cho động cơ và giảm tổn thất trên lõi sắt động cơ.

Hệ thống điện áp xoay chiều 3 pha ở đầu ra có thể thay đổi giá trị biên độ và tần số tuỳ theo bộ điều khiển. Hiệu suất chuyển đổi nguồn của các bộ biến tần rất cao vì sử dụng các bộ linh kiện bán dẫn công suất được chế tạo theo công nghệ hiện đại. Nhờ vậy, năng lượng tiêu thụ xấp xỉ bằng năng lượng yêu cầu bởi hệ thống.

Các ứng dụng cụ thể: 
Về ứng dụng biến tần với công suất điều khiển lớn được sử dụng hiệu quả trong các trường hợp như:
– Điều khiển động cơ không đồng bộ công suất từ 15 đến trên 600kW với tốc độ khác nhau;
– Điều chỉnh lưu lượng của bơm, lưu lượng không khí ở quạt ly tâm, năng suất máy, năng suất băng tải ;
– Ổn định lưu lượng, áp suất ở mức cố định trên hệ thống bơm nước, quạt gió, máy nén khí … cho dù nhu cầu sử dụng thay đổi;
– Điều khiển quá trình khởi động và dừng chính xác động cơ trên hệ thống băng tải;
– Biến tần công suất nhỏ từ 0,18- 14 kW có thể sử dụng để điều khiển những máy công tác như: cưa gỗ, khuấy trộn, xao chè, nâng hạ …

Với bơm và quạt ly tâm là những máy có mô men tải thay đổi theo tốc độ vòng quay như sau:
Lưu lượng (m3/h) tỷ lệ bậc nhất với tốc độ, Q1/Q2 = n1/n2.
Áp suất (Pa) tỷ lệ bình phương tốc độ, H1/H2 = (n1/ n2)2.
Công suất điện tiêu thụ (kW) tỷ lệ lập phương với tốc độ, P1/P2 = (n1/ n2)3.
Ở đây: Q1, H1, P1 – lưu lượng, áp suất và công suất điện tương ứng với số vòng quay định mức của động cơ ( n1= 2960, 1.460 vg/ph …).
Q2, H2, P2 – lưu lượng, áp suất, công suất điện ứng với tốc độ vòng quay được điều chỉnh (n2<n1).
Từ đó dễ dàng nhận thấy, ở một số trường hợp mà công nghệ sản xuất đòi hỏi phải điều chỉnh lưu lượng, áp suất ở động cơ máy bơm, hoặc quạt gió theo mức tải phù hợp với từng thời điểm khác nhau thì việc thay đổi tốc độ động cơ dẫn động được xem là thích hợp nhất, đặc biệt tiết kiệm điện năng. Giải pháp này đã thay thế cho phương pháp cổ truyền là khi cần thay đổi sự lưu thông chất lỏng hay chất khí phải thông qua góc mở các van ở đầu vào hoặc đầu ra của đường ống.
Công suất điện tiêu thụ tỷ lệ với bậc ba của tốc độ, vì thế giải pháp ứng dụng biến tần là sự lựa chọn duy nhất cho khả năng tiết kiệm điện rất cao so với động cơ làm việc với tốc độ không đổi (100% nđm).

Hiệu quả khi sử dụng
Biến tần kết hợp với động cơ không đồng bộ đã đem lại những lợi ích sau:
– Hiệu suất làm việc của máy cao;
– Quá trình khởi động và dừng động cơ rất êm dịu nên giúp cho tuổi thọ của động cơ và các cơ cấu cơ khí dài hơn;
– An toàn, tiện lợi và việc bảo dưỡng cũng ít hơn do vậy đã giảm bớt số nhân công phục vụ và vận hành máy …
– Tiết kiệm điện năng ở mức tối đa trong quá trình khởi động và vận hành.
Ngoài ra, hệ thống máy có thể kết nối với máy tính ở trung tâm. Từ trung tâm điều khiển nhân viên vận hành có thể thấy được hoạt động của hệ thống và các thông số vận hành (áp suất, lưu lượng, vòng quay …), trạng thái làm việc cũng như cho phép điều chỉnh, chẩn đoán và xử lý các sự cố có thể xảy ra.
Điều cần lưu ý khi sử dụng bị biến tần điều khiển động cơ không đồng bộ
Như đã nêu ở trên, ở đầu ra của biến tần chỉ có dòng điện là hình sin nhưng điện áp không phải là hình sin mà có dạng chuỗi xung vuông điều biên nối tiếp nhau. Nếu khoảng cách nối dây cáp điện giữa động cơ và biến tần lớn sẽ xảy ra hiện tượng quá điện áp (do hiện tượng phản xạ sóng điện áp), có thể dẫn đến lão hóa cách điện cuộn dây stato, giảm tuổi thọ thậm chí làm hỏng động cơ. Vì vậy, khi lắp ráp phải chú ý sao cho dây cáp càng ngắn càng tốt, đặc biệt đối với động cơ công suất vừa và nhỏ (thường có trở kháng đáp ứng xung lớn hơn so với trở kháng đáp ứng xung của cáp nối).