Ứng dụng của biến tần

Biến tần là thiết bị biến đổi dòng điện xoay chiều ở tần số này thành dòng điện xoay chiều ở tần số khác có thể điều chỉnh được.

1. Ứng dụng của biến tần cho bơm, quạt

Lắp đặt Biến tần Yaskawa cho trạm bơm nước

1.1. Biến tần cho bơm cấp 2 (Điều khiển lưu lượng)

– Trong hệ thống truyền thống, áp lực và lưu lượng bơm được điều khiển bởi: Động cơ nhiều tốc độ, van ra/vào hoặc hệ thống hồi lưu. Tất cả các phương pháp này đều hao phí năng lượng nhiều, gây sốc cơ khí, giảm tuổi thọ hệ thống và tăng tổn thất đường ống.

– Biến tần được sử dụng để điều tốc độ của bơm, có thể chạy ở lưu lượng/áp suất tùy chọn, qua đó giúp tăng hiệu suất, tiết kiệm năng lượng. Hệ thống vận hành êm, trơn, giảm chi phí bảo trì, sữa chữa, giảm tổn thất đường ống, tăng tuổi thọ hệ thống.

1.2. Cấp nước cho nhà cao tầng

– Giải pháp truyền thống là bơm nước lên tháp nước trên mái để phân phối cho toàn nhà, điều chỉnh áp lực từng tầng bằng các thiết bị điều hòa và giảm áp. Nhược điểm của hệ thống này là: Tăng kết cấu tòa nhà, tiêu hao năng lượng lớn, tổn hao nhiều bởi các thiết bị giảm áp, yêu cầu cao với hệ thống ống…

– Việc sử dụng biến tần điều khiển động cơ để cung cấp theo đúng yêu cầu của phụ tải sẽ t iết kiệm điện rất lớn và giảm các chi phí đầu tư do việc không phải xây dựng tháp nước.

1.3. Biến tần cho bơm cấp 1 (Không điều khiển lưu lượng)

– Bơm cấp 1 thường điều khiển theo phương pháp đóng cắt đơn giản. Thông thường công suất bơm được chọn rất lớn so với nhu cầu của hệ thống. Trong rất nhiều trường hợp bơm thường chạy non tải, áp lực và thất thoát đường ống tăng, gây sốc khi vận hành …Để khắc phục ít nhiều các nhược điểm này người ta thường mở van xả hoặc gọt cánh bơm… các phương pháp này chỉ nhằm khắc phục việc quá áp đường ống mà không khắc phục được các nhược điểm khác.

– Việc sử dụng biến tần điều khiển động cơ cho phép điều khiển áp lực, lưu lượng tùy chọn, khởi động mềm, tối ưu hóa hoạt động của động cơ, tiết kiệm điện năng lượng.

1.4 Quạt hút-đẩy

– Các quạt hút đầy sử dụng phổ biến trong công nghiệp: Hút bụi, quạt lò, thông gió ….Để điều khiển lượng gió cần thiết người ta thường sử dụng hệ thống điều khiển động cơ nhiều cấp, các van khống chế … Nhược điểm tương tự như hệ thống bơm.

-Việc sử dụng biến tần điều khiển động cơ cho phép điều khiển áp lực, lưu lượng theo yêu cầu cần thiết, khởi động mềm, tối ưu hóa hoạt động của động cơ, tiết kiệm điện năng lượng.

2. Ứng dụng biến tần cho máy nén khí

– Chế độ điều khiển cung cấp khí thông thường theo phương thức đóng/cắt. Chế độ này kiểm soát không khí đầu vào qua van cửa vào. Khi áp suất đạt đến giới hạn trên, van cửa vào đóng và máy nén sẽ đi vào trạng thái hoạt động không tải, khi áp suất đạt dưới hạn dưới, van cửa vào mở và máy nén sẽ đi vào trạng thái hoạt động có tải. Công suất định mức của motor được chọn theo nhu cầu max và thông thường được thiết kế dư tải, dòng khởi động lớn, motor hoạt động là liên tục khi không tải làm tiêu tốn một lượng lớn điện năng.

– Chế độ điều khiển tốc độ quay motor bằng biến tần: lượng cung cấp khí chỉ cần đáp ứng đủ lượng khí tiêu dùng, hệ thống cung cấp khí có thể đạt được hiệu quả cao nhất và tiết kiệm điện.

3. Ứng dụng biến tần cho băng tải

Băng tải được sử dụng rộng rãi trong nhiều khâu của quá trình khai thác mỏ, thường dùng trong những điều kiện đòi hỏi khắt khe, với các sự cố thường gặp là băng tải có thể bị giãn, bị trượt hoặc bị đứt gãy. Băng tải hoạt động liên tục sẽ bị hao mòn, trở nên kém tin cậy và có thể bị sự cố. Với những ngành công nghiệp yêu cầu cao về sự liên tục trong hoạt động sản xuất thì sự cố trên băng tải sẽ gây thiệt hại không nhỏ.

Biến tần giúp bảo vệ băng tải và thiết bị cơ khí bằng cách kiểm soát chính xác vận tốc và momen động cơ, kéo dài thời gian hoạt động của băng tải và giảm thiểu chi phí vận hành và bảo dưỡng. Đồng thời, nếu một mối nối của băng tải cần sửa chữa, biến tần sẽ điều khiển di chuyển băng tải vào vị trí chính xác để tiện sửa chữa.

4. Ứng dụng biến tần cho thiết bị nâng hạ

Đối với cơ cấu nâng hạ thì biến tần cần phải có hai đặc điểm chính như sau: một là phải chọn loại biến tần có moment khởi động lớn bởi vì ở tần số thấp đối với những loại biến tần thường moment rất thấp nếu dùng cho cầu trục có thể gây hiện tượng trượt hay rớt tải, hai là biến tần phải được trang bị hệ thống xả hoặc hồi được tiếp về lưới, khi cơ cấu nâng hạ đưa tải lên cao, sau đó hạ xuống thấp lúc này động cơ đóng vai trò như máy phát làm tăng điện áp một chiều của biến tần nếu không có bộ xả hoặc bộ trả điện áp về lưới thì chắc chắn biến tần sẽ báo lỗi không hoạt động được.

Ngoài ra đối với biến tần chuyên dụng cho cầu trục các bạn cần lưu ý đối với một số loại motor có dùng encoder thì biến tần cần có loại card chuyên dụng để đọc được encoder.

5. Ứng dụng biến tần cho máy cán kéo

– Trong sản xuất thép các máy cán thông thường sử dung động cơ xoay chiều, máy cán thuận nghịch dùng

động cơ một chiều, việc điều khiển chính xác tốc độ động cơ theo yêu cầu công nghệ là đòi hỏi cần thiết. Máy kéo dây truyền thống thường không điều chỉnh tốc độ theo lực căng, dẫn tới sản phẩm có thể không đảm bảo chất lương khi lực kéo thay đổi.

-Sử dụng biến tần điều khiển động cơ các máy cán kéo sẽ đáp ứng đầy đủ và chính xác yêu cầu truyền động của công nghệ sản xuất. Biến tần AC cho các động cơ AC và các converter DC cho động DC

6. Ứng dụng biến tần cho máy ép nhựa

– Đối với các máy ép phun truyền thống sử dụng các bơm thủy lực cố định công suất thường tính ở điều kiện tải max, van điều chỉnh được sử dụng để thay đổi lưu lượng và áp suất tiêu thụ, một tỉ lệ lớn năng lượng bị tiêu hao qua van dưới dạng áp suất chênh lệch bởi dòng tràn. Vì vậy năng lương tiêu hao vô công rất lớn.

– Nếu hệ thống điều khiển với biến tần có thể tự động điều chỉnh tốc độ của động cơ bơm dầu theo yêu cầu tải thực tế (áp suất và lưu lượng) phù hợp với từng giai đoạn thì năng lượng tiêu thụ sẽ đạt mức thấp nhất.

7. Ứng dụng biến tần cho máy cuốn nhả

– Yêu cầu lớn nhất với các loai máy này là phải ổn định sức căng, đảm bảo việc cuốn/nhả đều đặn.

Đặc biệt yêu cầu chính xác với các vật liệu cuốn /nhả dạng sợi, màng, tấm… ( Kéo dây, đánh cuộn, in, tráng…)

– Việc sử dung biến tần đảm bảo việc đồng tốc 2 động cơ cuộn – nhả, ổn định sức căng giữa 2 đầu. Chủ động điều chỉnh tốc độ khi cần sử dụng các chế độ cuốn nhả khi có thay đổi kích thước vật liệu, yêu cầu sức căng.

8. Ứng dụng biến tần cho hệ thống HVAC

– Hệ thống điều nhiệt và thông gió nhìn chung bao gôm các động cơ cho bơm tuần hoàn, máy nén, quạt. Các động cơ này đều yêu cầu điều khiển lưu lượng, các giải pháp điều khiển truyền thống như điều khiển các loại bơm , quạt đã nêu ở phần trên.

– Việc sử dụng biến tần điều khiển động cơ cho phép điều khiển áp lực, lưu lượng theo yêu cầu cần thiết, khởi động mềm, tối ưu hóa hoạt động của động cơ, tiết kiệm điện năng lượng… thỏa mãn yêu cầu điều nhiệt và thông gió.

9. Ứng dụng biến tần cho máy khuấy trộn, quay ly tâm

– Động cơ xoay chiều được điều khiển bằng Biến tần để trộn vật liệu ở tốc độ thích hợp trong thời gian mong muốn, để đảm bảo sản phẩm cuối là hỗn hợp vật liệu hoặc nguyên liệu hợp lý.

– Biến tần rất thích hợp để điều khiển tốc độ của rô-to ly tâm tùy theo yêu cầu ứng dụng, tối ưu hóa chế độ hoạt động của động cơ, tiết kiệm điện.

10. Ứng dụng biến tần cho hệ thống thang máy

Biến tần chính được lắp đặt trên tủ điện thang máy. Tích hợp dùng hệ điều khiển tín hiệu, hiệu chỉnh các thông số sau khi nhận lệnh từ người dùng và điều phối động cơ hoạt động.

Biến tần thang máy thường dùng là loại biến tần nhập khẩu từ Nhật Bản hoặc loại Bo vi sử lý tích hợp biến tần cùng hệ điều khiển tí hiệu.

Biến tần chính thang máy quyết định tốc độ hoạt động của cabin, quyết định chất lượng, độ êm ái của thang máy.

Công dụng của biến tần đối với thang máy

Như đã nói qua ở trên, biến tần được tích hợp ở nhiều bộ điều khiển khác nhau sao cho đáp ứng được các phụ tải khác nhau. Một trong số đó chính là ứng dụng biến tần được tích hợp trong hệ thống cung cấp nguồn điện liên tục (bộ lưu điện).
Đây là một trong những thiết bị được dùng để cấp điện tạm thời nhằm duy trì hoạt động của thang máy mỗi khi gặp sự cố như: tăng giảm điện áp, mất điện, tần số vượt giới hạn… trong khoảng thời gian nhất định với công suất giới hạn theo khả năng của UPS.
Thang máy thường sử dụng động cơ đồng bộ 3 pha nên muốn dùng máy biến tần thang máy để điều khiển được tốc độ của động cơ dừng lại đúng tầng theo nhu cầu của người dùng.
Dùng biến tần thang máy tiết kiệm điện năng tối ưu nhất bởi hiệu suất chuyển đổi của các bộ biến tần vô cùng cao nhờ sử dụng các bộ linh kiện bán dẫn công suất chế tạo theo công nghệ hiện đại. Do đó, năng lượng tiêu thụ xấp xỉ bằng với năng lượng yêu cầu bởi hệ thống.
Ngoài ra, biến tần thang máy còn sử dụng bộ biến tần bán dẫn linh hoạt giống như dạng động cơ với tính năng điều khiển thông qua mạng. Nói dễ hiểu, có thể thiết lập 16 cấp độ khống chế dòng điện động cơ. Từ đó giúp quá trình hoạt động một cách êm ái, nhẹ nhàng, giảm tối đa chi phí lắp đặt cũng như bảo dưỡng thang máy, tiết kiệm không gian lắp đặt, tiết kiệm năng lượng,…
Tất cả các nỗi lo về việc khống chế năng lượng quá trình chuyển động bạn hoàn toàn có thể kiểm soát được nhờ chế độ bảo vệ quá dòng, quá nhiệt, quá tải, quá áp, lỗi mất pha, lệch pha,…