Lựa chọn biến tần cho động cơ

CÁCH CHỌN BIẾN TẦN CHO ĐỘNG CƠ THEO TẢI

Cách chọn Biến tần cho Động cơ theo tải
Hướng dẫn cách chọn Biến tần cho Động cơ theo tải thực tế:
– Việc chọn lựa biến tần theo tải là một việc rất quan trọng khi bạn quyết định sử dụng công nghệ thay đổi tốc độ này.
Bước quan trọng nhất là phải xác định được loại tải của máy móc hiện hữu:
Tải nhẹ, Tải nặng hay tải thông thường và Chế độ vận hành: Ngắn hạn hay dài hạn.
Tải được xác định nặng hay nhẹ chủ yếu dựa vào kinh nghiệm của người vận hành máy móc.
Chế độ vận hành cũng quyết định rất lớn đến việc chọn lựa biến tần.
– Chế độ ngắn hạn: biến tần điều khiển động cơ tăng tốc, giảm tốc, chạy / dừng hoặc đảo chiều quay liên tục
Chế độ này cần chọn loại biến tần có khả năng chịu Quá tải cao, đế tản nhiệt đủ lớn
VD: Series VFD E, VFD M, VFD B, VFD C2000 của Delta.
– Chế độ dài hạn: Đặt tốc độ cố định rồi chạy luôn hoặc ít thay đổi trong quá trình vận hành.
VD: VFD-L, VFD EL, VFD S
Việc này cần phải được làm một cách nghiêm túc. Nếu bạn chọn đúng loại biến tần cần sử dụng thì hệ thống sẽ làm việc ổn định hơn, bền hơn và đặc biệt là tiết kiệm chi phí đầu tư.
Một bộ biến tần tải nặng có giá cao hơn 30% so với loại biến tần tải nhẹ và tải thường.
Trong thực tế, để giảm tải trọng cho hệ thống và giảm công suất Motor cũng như biến tần người ta thường gắn thêm các bộ truyền động ( còn được gọi là hộp giảm tốc, hộ số ) với tý số truyền cao.
Khi đó Moment tại ngõ ra sẽ tỷ lệ nghịch với tốc độ. VD: Tốc độ động cơ sau khi qua bộ truyền động giảm đi 1 nửa thì Moment tăng lên gấp 2 lần.
Các ứng dụng tải nhẹ: Bơm, Quạt, Băng tải, Máy đóng gói, Máy móc ngành nhựa
Tải nặng: Cầu trục, tời hàng, Máy ép, máy gia công cơ khí, Máy khuấy
Tại sao bật CB cho biến tần mà motor không chạy?
Các nguyên nhân có thể gây ra hiện tượng trên:
– CB hư, không cấp nguồn cho biến tần .
– biến tần chưa có lệnh chạy hoặc chưa cài đặt lệnh chạy.
– biến tần báo lỗi.
Cách khắc phục các nguyên nhân trên:
– Kiểm tra nguồn vào cho biến tần.
– Kiểm tra biến tần có lệnh chạy chưa (xem đèn báo RUN trên biến tần có sáng không), kiểm tra các thông số cài đặt cho biến tần.
– Kiểm tra biến tần có báo lỗi không, nếu có thì xem là lỗi gì, liên lạc đại lý để có cách giải quyết hợp lý.
MOTOR ĐIỆN CÓ TIỀM NĂNG TIẾT KIỆM KHỔNG LỒ TỪ BIẾN TẦN
Motor điện là bộ máy chủ lực của ngành công nghiệp. Motor điện rất phổ biến, sử dụng khoảng 2/ 3 lượng điện dùng cho công nghiệp, chiếm khoảng 25% mức điện năng tiêu thụ toàn thế giới.

bxr1364368333

Tiết kiệm năng lượng khi sử dung biến tần cho motor điện
Rõ ràng tất cả các hoạt động công nghiệp đều phải sử dụng motor điện. Chúng được sử dụng để vận hành máy móc, quạt, bơm, thiết bị vận chuyển và thiết bị nén trong các ngành công nghiệp như dược phẩm, hóa chất, xi măng, mỏ và điện tử, v.v.

Tiềm năng tiết kiệm năng lượng của motor là rất lớn. Hầu hết motor đều chạy hết công suất thậm chí cả khi không cần thiết. Vận tốc của một số motor được điều chỉnh bằng cần điểu khiển, nhưng điều này giống như điều khiển vận tốc của ô tô bằng cách một chân dẫm vào phanh còn chân kia dẫm vào chân ga. Điều này không những làm hao phí năng lượng mà còn làm mòn thiết bị.

Một cách khác hiệu quả hơn đó làm điều khiển lượng năng lượng chuyển đến motor với bộ điều khiển tốc độ (VSD). VSD sẽ điều chỉnh tốc độ của motor một cách nhanh nhậy. Mức tiết kiệm năng lượng có thể đạt được ở trong các thiết bị điển hình vào khoảng 50%. Điều này có nghĩa là mức đầu tư vào bộ biến tần sẽ được bù lại chỉ trong vòng chưa đầy một năm.

Điều khiển tốc độ động cơ thay vì hãm phanh điện từ
Chúng ta có thể thấy rõ tầm quan trọng của việc điều khiển tốc độ của ô tô. Bạn có thể tưởng tượng điều khiển ô tô với một chân đặt lên chân ga hoặc điều khiển tốc độ bằng phanh khó như thế nào. Cách dễ dàng hơn là thay đổi bánh răng truyền động ở phía dưới và giảm vận tốc động cơ. Đối với loại xe kích cỡ trung bình (100kW):

Motor điện ước tính nếu trang bị bộ biến tần đa tốc cho tất cả motor bán ra trên toàn thế giới trong năm 2006 thì có thể giảm lượng phát thải CO2 tới 200 triệu tấn, cao hơn lượng phát thải hàng năm của toàn đất nước Hà Lan.

Sử dụng kết hợp motor hiệu suất cao với bộ biến tần sẽ mang lại hiệu quả cao hơn nữa. Mức tiết kiệm năng lượng tiêu thụ sẽ nhanh chóng tăng lên vì mức năng lượng để chạy motor trong cả đời vận hành của nó sẽ tốn chi phí hơn 100 lần so với giá trị của motor.
Biến tần được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau nhưng biến tần đạt được hiệu quả cao nhất trong ứng dụng điều khiển vô cấp tốc độ động cơ để đáp ứng các yêu cầu về công nghệ. Tùy vào việc ứng dụng biến tần trong những lĩnh vực điều khiển khác nhau mà hiệu quả của nó mang lại cho người ứng dụng thể hiện ở các mặt khác nhau như: tiết kiệm năng lượng, khởi động mềm…

Nguyên lý làm việc của bộ biến tần khá đơn giản. Đầu tiên, nguồn điện xoay chiều một pha hay ba pha được chỉnh lưu và lọc thành nguồn một chiều. Công đoạn này được thực hiện bởi bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện (tụ DC link). Nhờ vậy, hệ số công suất của hệ biến tần có giá trị không phụ thuộc vào tải. Điện áp một chiều này được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xuay chiều ba pha đối xứng. Công đoạn này hiện nay được thực hiện thông qua hệ IGBT (transistor lưỡng cực có cổng cách ly) bằng phương pháp điều chỉnh độ rộng xung (PWM). Nhờ tiến bộ công nghệ vi xử lý và công nghệ bán dẫn công suất 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 ba pha ở đầu ra có thể thay đổi giá trị biên độ và tần số vô cấp tùy theo bộ điều khiển. Theo lý thuyết, sự biến đổi tần số và điện áp phải tuân theo một luật nhất định tùy chế độ điều khiển. Đối với tải có mô men không đổi, tỉ số điện áp tần số là không đổi. Tuy vậy với tải bơm và quạt, luật này lại là hàm bậc 4. Điện áp là hàm bậc 4 của tần số. Điều này tạo ra đặc tính mô men là hàm bậc 2 của tốc độ phù hợp với yêu cầu của tải bơm/ quạt do bản thân mômen cũng lại là hàm bậc 2 của điện áp. 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. Đáp ứng với nhu cầu ngày càng cao và sự phát triển của nền công nghiệp trên thị trường có rất nhiều biến tần của các hãng khác nhau tạo nên sự phong phú đa dạng.

HƯỚNG DẪN LỰA CHỌN CÔNG SUẤT BIẾN TẦN

  • HƯỚNG DẪN LỰA CHỌN CÔNG SUẤT BIẾN TẦN

    Tùy vào mục đích sử dụng, kinh phí của chủ đầu tư, mức độ yêu cầu của điều khiển mà ta lựa chọn biến tần cho phù hợp. Nếu bạn là người thiết kế thì điều đầu tiên là phải thỏa mãn yêu cầu của chủ đầu tư (khách hàng là thượng đế), phải nắm rõ những yêu cầu công việc mà chủ đầu tư cần và số tiền mà chủ đầu tư bỏ ra cho hệ thống mà quyết định cho phù hợp

    Khi đã có hội đủ các yếu tố trên thì chọn biến tần dựa vào:

    – Mục đích, yêu cầu công việc: ở đây cần nắm thật kỹ kỹ thuật điều khiển tức là đầu ra của hệ thống. Một hệ thống không yêu cầu gắt gao về độ chính xác, moment tải thì chỉ cần chọn những biến tần rẻ tiền một chút, ít chức năng cao cấp và lấy công suất động cơ là mức minimum rồi nhân với hệ số an toàn nào đó cho phù hợp là được. VD: Nhân với 1.2 . Motor công suất 2.5kW, Chọn Biến tần 2.5 * 1.2 =  3kW. Do bien tan không có công suất 3kW nên ta chọn loại 3.7kW (5hp).

    – Nếu yêu cầu công việc đòi hỏi một số tính năng cao cấp chẳng hạn tốc độ, moment tải không đổi trong dây chuyền cán hay xi mạ thép… thì phải căn cứ vào tải đáp ứng để lựa chọn. Có trường hợp phải chọn công suất của biến tần vượt 1,5 lần công suất động cơ và động cơ này cũng phải là loại đặc biệt “Vector motor”. Đặc biệt trong những dây chuyền loại này vì yêu cầu sức căng và tính đồng bộ về tốc độ của động cơ nên một số động cơ luôn làm việc ở chế độ ngắn hạn, liên tục.

    – Nếu kỹ thuật điều khiển yêu cầu cao cấp chẳng hạn từ PLC, HMI xuống biến tần thì ta sử dụng truyền thông RS485 – Giao thức này có tốc độ truyền cực kỳ cao và khoảng cách lên đến 1km chiều dài.

    – Giả sử ta có một bài toán đơn giản thế này, Một xí nghiệp nọ tiêu thụ khoảng 50.000m3 nước một ngày, họ xây một cái bể chứa nước bơm vào và cấp đi cho các phân xưởng. Bể có các mức báo L, H với cơ chế đến mức L thì bơm cấp vào hoạt động va đến mức H thì ngừng bơm. Như vậy có bạn sẽ nói lượng nước tiêu thụ rất lớn nên dung biến tần để tiết kiệm điện. Điều này có đúng chăng? Không đúng. Với cơ chế hoạt động như thế này mà sử dụng biến tần thì quả là tệ hại, và tốt nhất là dùng bơm chạy trực tiếp hoặc khởi động SAO-TAM GIÁC là xong.

    – Bây giờ giả sử trong đó có một phân xưởng họ yêu cầu nước cấp vào với một áp lực không được nhỏ hơn 3 bar và không lớn hơn 4 bar, đường ống cấp nước làm bằng nhựa. Như vậy ta sẽ phân tích bài toán nhứ sau:
    • Áp lực nước phải ổn định trong 3-4bar, một khoảng giao động rất lớn.
    • Đường ống bằng nhựa nên nếu áp lực thay đổi đột ngột và liên tục thì sẽ làm hỏng đường nước.
    • Công suất tải sẽ thay đổi liên tục nếu có nhiều vòi mở cùng lúc.
    • …
    –> Do vậy chỉ có sử dụng biến tần là thích hợp nhất, vấn đề là chọn biến tần thế nào? Tất nhiên là loại rẻ tiền thôi vì bài toán rất đơn giản, áp lực duy trì ổn đinh trong khoảng dao động lớn, đường ống sẽ bị bể nếu có sự thay đổi của các xung lực nước lớn và liên tục. Biến tần sẽ giúp duy trì áp suất trong đường ống và một bộ cảm biến về áp lực sẽ control biến tần chạy phù hợp với yêu cầu. Nếu Biến tần điều khiển 1 Bơm vẫn chưa đủ công suất cấp cho hệ thống hay chưa đủ duy trì áp lực thì có thể lắp thêm các motor bơm bổ trợ. Biến tần ngày nay có khả năng điều khiển cùng lúc theo chế độ LUÂN PHIÊN/ TUẦN TỰ cùng lúc 8 bơm.

    Tham khảo thêm: Nguyên lý cấu tạo của biến tần

     

    tủ điện công nghiệp | tủ biến tần

    Tóm lại ta có những nguyên tắc chọn biến tần theo tải thực tế như sau:
    • Dựa vào túi tiền của nhà đầu tư. Nếu số tiền dư dả thì nên chọn biến tần của các hãng có tiếng và đảm bảo các yêu cầu về bảo hành, chăm sóc hỗ trợ khách hàng tốt.
    • Chọn theo thông số kỹ thuật mà nhà đầu tư yêu cầu.
    • Chọn theo phương thức, kỹ thuật điều khiển để đáp ứng các yêu cầu đặt ra.
    • Sự thuận tiện nhất cho bạn khi lập trình điều khiển.
    Công suất biến tần nên cao hơn công suất động cơ để phòng khi dư tải và phải luôn nghĩ đến các bộ lọc cho biến tần cũng như chế độ Regenerator để chọn điện trở xả cho phù hợp.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *