Định nghĩa Biến tần 1 pha, biến tần 3 pha

• Định nghĩa về Biến tần 1 pha, biến tần 3 pha.
• Tại sao lại phải sử dụng biến tần?
• Những điều cần biết lưu ý trước khi mua biến tần.

Có thể đối với những bạn chuyên kỹ thuật thì những nội dung trên khá là cơ bản. Nhưng chúng lại khá hữu ích cho những ai chưa có kinh nghiệm.

1. Biến tần 1 pha là gì, biến tần 3 pha là gì?

Biến tần là thiết bị làm thay đổi tần số dòng điện đặt lên cuộn dây bên trong động cơ, qua đó có thể điều khiển tốc độ động cơ một cách vô cấp, không cần dùng đến các hộp số cơ khí. Biến tần có nhiều loại, nếu chia theo nguồn điện đầu vào ta có 2 loại cơ bản: Biến tần 1 pha và biến tần 3 pha, tùy thuộc vào nguồn điện đầu vào là điện 1 pha hay 3 pha. Trong đó, biến tần 3 pha được sử dụng rộng rãi và phổ biến hơn. Ngoài ra, nếu chia theo điện áp thì ta có biến tần 220V và biến tần 380V.

Biến tần ngày nay có thể điều khiển hầu hết các loại động cơ điện 3 pha như động cơ không đồng bộ 3 pha, động cơ đồng bộ, động cơ tần số thay đổi, động cơ servo không đồng bộ (ASM), động cơ truyền động trực tiếp, động cơ spindle… với nhiều dãy công suất khác nhau. Tùy theo yêu cầu sử dụng và loại động cơ mà chọn loại biến tần phù hợp.

2. Nguyên lý hoạt động của biến tần?

Nguyên lý hoạt động của biến tần cũng khá đơn giản. Đầu tiên, nguồn điện xoay chiều 1 pha hoặc 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 cosphi của hệ biến tần đều có giá trị không phụ thuộc vào tải và có giá trị ít nhất là 0.96. Điện áp một chiều này được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều 3 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 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 vô cấp tuỳ theo bộ điều khiển, từ đó thay đổi tốc độ động cơ theo yêu cầu.

Ngày nay, với công nghệ ngày càng phát triển, biến tần 3 pha được tích hợp rất nhiều chế độ điều khiển khác nhau như V/F, SVPWM, PID, Sensorless Vector, Torque control, SVC, Vector vòng kín… phù hợp hầu hết các loại phụ tải. Ngoài ra, để phù hợp với nền sản xuất hiện đại, một số các dòng biến tần cao cấp còn được tăng cường thêm nhiều tính năng mở rộng giúp điều khiển linh động và chính xác hơn như PLC, PG card…, hỗ trợ hầu hết tất cả các giao thức truyền thông khác nhau (Modbus RS485/RS232, Ethernet, Fieldbus, Profibus, Profinet, CanOpen, Bluetooth…) giúp điều khiển và giám sát thiết bị qua hệ thống Scada hoặc điều khiển từ xa qua Internet.

3. Lợi ích của biến tần là gì?

Điểm đặc biệt nhất của hệ truyền động biến tần – động cơ là bạn có thể điều chỉnh vô cấp tốc độ động cơ. Tức là thông qua việc điều chỉnh tần số và có thể điều chỉnh tốc độ động cơ thay đổi theo ý muốn trong một dải rộng.

Bảo vệ động cơ, giảm mài mòn cơ khí

Khi khởi động động cơ trực tiếp từ lưới điện, vấn đề shock và hao mòn cơ khí là không thể kiểm soát. Biến tần giúp khởi động êm động cơ, dù cho quá trình khởi động – ngắt động cơ diễn ra liên tục, hạn chế tối đa hao mòn cơ khí.

Tiết kiệm năng lượng hiệu quả, bảo vệ các thiết bị điện trong cùng hệ thống

Khi động cơ khởi động trực tiếp, dòng khởi động lớn gấp nhiều lần so với dòng định mức, làm cho lượng điện tiêu thụ tăng vọt. Biến tần không chỉ giúp khởi động êm, mà còn làm cho dòng khởi động thấp hơn dòng định mức, tiết kiệm lượng điện ở thời điểm này. Đồng thời, không gây sụt áp (thậm chí gây hư hỏng) cho các thiết bị điện khác trong cùng hệ thống. Ngoài ra đối với tải bơm, quạt, máy nén khí…hoặc những ứng dụng khác cần điều khiển lưu lượng/áp suất, biến tần sẽ giúp ngừng động cơ ở chế độ không tải, từ đó tiết kiệm tối đa lượng điện năng tiêu thụ.

Đáp ứng yêu cầu công nghệ

Đối với các ứng dụng cần đồng bộ tốc độ, như ngành giấy, dệt, bao bì nhựa, in, thép,…hoặc ứng dụng cần điều khiển lưu lượng hoặc áp suất, như ngành nước, khí nén…hoặc ứng dụng như cẩu trục, thang máy…Việc sử dụng biến tần là điều tất yếu, đáp ứng được yêu cầu về công nghệ, cải thiện năng suất.

Tăng năng suất sản xuất

Đối với nhiều ứng dụng, như ngành dệt, nhuộm, nhựa…việc sử dụng biến tần sẽ giúp năng suất tăng lên so với khi sử dụng nguồn trực tiếp, giúp loại bỏ được một số phụ kiện cồng kềnh, kém hiệu quả như puli, motor rùa (motor phụ)…

Ngày nay bộ biến tần không còn là một thứ xa xỉ tốn kém chỉ dành cho những doanh nghiệp có nguồn lực tài chính dồi dào, những tiện ích mà bộ biến tần mang lại cho bạn vượt xa rất nhiều so với chi phí bạn phải trả. Hầu hết các loại biến tần hiện nay đều cung cấp cấu trúc phần cứng/điều khiển mở và linh hoạt kết hợp với nhiều lựa chọn fieldbus môđun mang lại nhiều lựa chọn cho nhà thiết kế và người sử dụng trong việc tích hợp biến tần với các loại máy móc và thiết bị khác.

4. Những điều lưu ý khi sử dụng biến tần?

Điều đầu tiên bạn cần làm khi sử dụng biến tần là đọc kỹ các thông số biến tần  do hãng sản xuất cung cấp riêng cho từng dòng sản phẩm, điều đó sẽ giúp bạn biết rõ cách đấu biến tần 3 pha đúng quy chuẩn. Để chắc chắn, bạn nên để các đơn vị uy tín có các kỹ sư chuyên môn cao lắp đặt và đấu nối cho bạn. Bên cạnh đó bạn cần tìm hiểu các tính năng phụ của sản phẩm như kháng bụi, kháng nước, chống ăn mòn, nút dừng khẩn cấp, khả năng mở rộng…để lắp đặt, sử dụng và bảo dưỡng thiết bị một cách an toàn và hiệu quả.

Tất cả các hãng biến tần hiện nay đều phát triển các dãy dòng sản phẩm khác nhau phù hợp với nhiều dạng ứng dụng khác nhau, do đó bạn cần tìm hiểu kỹ trước khi lựa chọn sử dụng. Một số điều lưu ý khi sử dụng biến tần:

• Tùy theo ứng dụng mà bạn lựa chọn bộ biến tần cho phù hợp, theo cách đó bạn sẽ chỉ phải trả một chi phí thấp mà lại đảm bảo độ tin cậy làm việc.
• Bên trong bộ biến tần là các linh kiện điện tử bán dẫn nên rất nhạy cảm với điều kiện môi trường, mà Việt Nam có khí hậu nóng ẩm nên khi lựa chọn bạn phải chắc chắn rằng bộ biến tần của mình đã được nhiệt đới hoá, phù hợp với môi trường khí hậu Việt Nam.
• Bạn phải đảm bảo điều kiện môi trường lắp đặt như nhiệt độ, độ ẩm, vị trí.
• Các bộ biến tần không thể làm việc ở ngoài trời, chúng cần được lắp đặt trong tủ có không gian rộng, thông gió tốt (tủ phải có quạt thông gió), vị trí đặt tủ là nơi khô ráo trong phòng có nhiệt độ nhỏ hơn 50°C, không có chất ăn mòn, khí gas, bụi bẩn, độ cao nhỏ hơn 1000m so với mặt nước biển.

• Đọc kỹ hướng dẫn sử dụng, nếu không hiểu hoặc không chắc chắn thì không tự ý mắc nối hoặc thay đổi các tham số thiết đặt.
• Nhờ các chuyên gia kỹ thuật của hãng cung cấp biến tần cho bạn hướng dẫn lắp đặt, cài đặt để có được chế độ vận hành tối ưu cho ứng dụng của bạn.
• Khi biến tần báo lỗi, hãy tra cứu mã lỗi trong tài liệu và tìm hiểu nguyên nhân gây lỗi, chỉ khi nào khắc phục được lỗi mới khởi động lại.
• Mỗi bộ biến tần đều có một cuốn tài liệu tra cứu nhanh, bạn nên ghi chép chi tiết các thông số đã thay đổi và các lỗi mà bạn quan sát được vào cuốn tài liệu này, đây là các thông tin rất quan trọng cho các chuyên gia khi khắc phục sự cố cho bạn.

5. Tôi nên mua biến tần của hãng nào và ở đâu?

Trên thị trường hiện nay có nhiều thương hiệu biến tần với xuất xứ khác nhau như Siemens, ABB, Schneider, Emerson – Control Techniques, Danfoss, Rockwell, Yaskawa, Mitsubishi, Panasonic, Hitachi, Delta, LS, INVT… Đối với các doanh nghiệp Việt Nam, ngoài yếu tố chất lượng, độ ổn định, khả năng đáp ứng thì chất lượng dịch vụ, giá cả và mức độ phù hợp là những yếu tố quan trọng then chốt để khách hàng lựa chọn biến tần.

Nổi bật trong đó phải kể đến INVT – một trong những tập đoàn công nghệ hàng đầu thế giới trong lĩnh vực sản xuất biến tần, thiết bị tự động hóa và năng lượng điện. INVT có 12 trung tâm nghiên cứu và phát triển với hơn 900 bằng sáng chế và 220 bản quyền phần mềm về biến tần – tự động hóa; năng lượng tái tạo; hệ thống robot; hệ thống điều khiển động cơ cho tàu điện cao tốc, xe ô tô điện; trạm sạc thông minh cho xe điện. Sản phẩm INVT đang được tin tưởng sử dụng rộng rãi tại hơn 60 quốc gia trên toàn thế giới nhờ vào chất lượng bền bỉ, ổn định, đa dụng với nhiều dòng biến tần từ thông dụng đến cao cấp với giá cả rất phải chăng. Một số dòng sản phẩm đã đánh dấu tên tuổi của INVT trên thị trường như GD20, GD200A, GD35, GD300, CHF100A …với công suất trải dài từ 0.2-10.000 kW. Dù bạn đang sản xuất trong bất cứ ngành nghề nào, cũng sẽ có dòng biến tần INVT phù hợp với quy mô, yêu cầu và đặc tính kỹ thuật của nhà máy bạn đang vận hành.

Với phân khúc biến tần xuất xứ từ Châu Âu không thể không kể bến Biến tần Siemens. Các dòng SINAMICS V20, G120, G120C, G130, G150… là các dòng biến tần hạ thế tiêu chuẩn – đa năng đang được tin dùng rộng rãi trên thị trường của thương hiệu Siemens. Với các model đa dạng có thể điều khiển tác vụ từ cơ bản đến trung bình, thiết kế phần cứng và chức năng được sắp xếp hợp lý, dòng biến tần hạ thế tiêu chuẩn Siemens SINAMICS có độ tin cậy cao và là sự lựa chọn kinh tế cho các ứng dụng khác nhau trong công nghiệp.

Tại Sao Nên Lựa Chọn Dịch Vụ Của Toàn Tâm ?

Công ty Tự động hóa Toàn Tâm là đơn vị dẫn đầu về dịch vụ cung ứng thiết bị tự động hóa tại Miền Trung. Với hơn nhiều năm kinh nghiệm và đội ngũ kỹ sư có trình độ chuyên môn cao, tậm tâm với công việc, nghiên cứu phát triển các giải pháp sản phẩm biến tần INVT ứng dụng cải tiến nâng cấp cho các dây truyền sản xuất của nhà máy, nhằm nâng cao hiệu suất, tiết kiệm chi phí cho chủ đầu tư.