Kinh nghiệm chọn biến tần cho động cơ theo công suất

Lê Hồng Phong

Biến tần điều khiển động cơ điện trong nhiều ứng dụng công nghiệp. Việc lựa chọn biến tần phù hợp không chỉ giúp tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của động cơ, tiết kiệm chi phí mà còn bảo vệ động cơ một cách hiệu quả. KTH ELECTRIC sẽ chia sẻ đến bạn kinh nghiệm lựa chọn biến tần phù hợp nhất cho từng nhu cầu.

Tìm hiểu thông số động cơ

Biến tần là thiết bị có chức năng chuyển đổi điện áp, tần số về mức phù hợp trước khi truyền dòng điện tới động cơ. Trước khi chọn biến tần, bạn cần tìm hiểu thông số động cơ cần biết:

• Điện áp đầu ra: 1 pha hoặc 3 pha; 220V hoặc 380V; AC hoặc DC;…
• Công suất định mức: Dựa trên tính toán công suất sơ bộ của biến tần.
• Loại tải: Dựa trên lựa chọn ngưỡng công suất và loại biến tần.
• Đặc tính động cơ: Dựa vào việc lựa chọn chức năng tương thích trên biến tần.

Tính công suất biến tần

Công suất biến tần có công thức tính như sau:

Trong đó:

• Công suất động cơ: Thể hiện trên bảng thông số động cơ (kW hoặc HP, 1HP = 0,75kW)
• Hệ số dự phòng: Thường là 1,1 hoặc 1,2
• Hiệu suất biến tần: Công suất hoạt động thực tế của biến tần sau khi trừ tổn thất, tỷ lệ khoảng 95 – 98%

Ví dụ, động cơ xích 3 pha 380V có công suất định mức là 4HP. Khi đó công suất biến tần tối thiểu của biến tần là:

Vì vậy, bạn nên chọn biến tần 3 pha 380V có công suất từ ​​4kW trở lên.

Lưu ý rằng công suất dư lý tưởng cho biến tần là 10 – 20%, lớn hơn khi tải nặng và thấp hơn khi tải nhẹ nhưng không dưới 0%.

Chọn điện áp biến tần

Điện áp cho biến tần được chia thành hai đầu cuối: đầu vào và đầu ra. Một số trường hợp:

• Nguồn điện áp đầu vào 3 pha 220V và đầu ra 3 pha 380V: sử dụng biến tần 3 pha
• Nguồn điện áp vào 1 pha 220V và đầu ra 220V 3 pha: sử dụng biến tần 1 pha
• Nguồn điện áp đầu vào 1 pha 220V và đầu ra 3 pha 380V: sử dụng biến tần 3 pha
• Nguồn điện áp vào 3 pha 380V và đầu ra 3 pha 380V: sử dụng biến tần 3 pha

Chọn biến tần theo loại tải

Việc xác định chính xác nhu cầu biến tần của bạn theo loại tải sẽ rút ngắn đáng kể quá trình chọn biến tần từ giá cả, nhãn hiệu hoặc chất lượng và thông số kỹ thuật. Lưu ý một số yếu tố sau:

• Đặc tính động cơ phía tải: 1 động cơ trở lên, cùng điện áp hoặc khác điện áp, công suất thay đổi ít nhiều,…
• Chế độ vận hành động cơ: Vận hành liên tục hoặc gián đoạn, vận hành theo chu kỳ hoặc ngắt quãng,….
• Các tính năng biến tần cần có: điều chỉnh tốc độ quay, tiết kiệm điện, bảo vệ quá tải, mô-men xoắn, đồng bộ hóa,…

Trong các hệ thống công nghiệp, tải có thể được chia thành ba loại chính:

• Tải nặng (máy dập, máy cán, cầu trục,…): Sử dụng công suất biến tần cao hơn công suất động cơ 1 – 2 cấp.
• Tải thay đổi (quạt, máy bơm nước, thang máy, băng tải,…): Sử dụng công suất biến tần cao hơn, gần bằng công suất động cơ.
• Tải đặc biệt: Yêu cầu biến tần có tính chuyên dụng cao với các tính năng đặc biệt cho loại tải đó.

Các thương hiệu biến tần lớn sản xuất biến tần đa chức năng cho mọi loại tải hoặc biến tần chuyên dụng cho máy bơm, thang máy, cầu trục,…

Đối với các tải có ngưỡng điện áp cao lên đến 1000V AC đến 36kV AC hoặc 1500V DC đến 54kV DC, hãy cân nhắc lựa chọn biến tần trung thế

Một số câu hỏi khi lựa chọn biến tần

• Câu 1: Công suất biến tần càng cao thì càng tốt?

Khi tăng công suất biến tần, giá thành sẽ tăng lên, ảnh hưởng đến ngân sách đầu tư biến tần. Ngoài ra, đối với một số động cơ cụ thể, khi sử dụng biến tần có công suất quá lớn có thể khiến biến tần bị hỏng hoặc nổ. Vì vậy, ngưỡng công suất chênh lệch thích hợp cho biến tần là 1 – 2 mức.

• Câu hỏi 2: Có thể sử dụng biến tần có công suất nhỏ hơn động cơ không?

Trong một số trường hợp, bộ biến tần công suất nhỏ có thể chạy được động cơ lớn khi động cơ hoạt động ở mức tải một phần dưới ngưỡng công suất của bộ biến tần. Tuy nhiên, tuổi thọ của biến tần sẽ không cao và chỉ là giải pháp tạm thời. Cần tăng công suất biến tần để tránh rủi ro khi động cơ chạy đầy tải.

• Câu 3: Chức năng nào quan trọng của biến tần hiện đại?

Ngoài sự thay đổi điện áp và tần số, bộ biến tần trong hệ thống điện hiện đại cần có các cổng giao tiếp (Modbus, Profibus, v.v.), chức năng bảo vệ (quá dòng, quá áp, quá nhiệt, lỗi pha), khả năng đồng bộ hóa và các tính năng chuyên dụng cho loại tải.

• Câu hỏi 4: Môi trường lắp đặt biến tần cần những yêu cầu gì?

Khi lắp đặt biến tần, bạn cần chú ý đến các yếu tố môi trường như nhiệt độ, độ ẩm, bụi bẩn, hóa chất ăn mòn, độ cao lắp đặt, tác động vật lý,… Cần ưu tiên đặt biến tần trong tủ điện biến tần được bảo vệ chặt chẽ và giám sát thường xuyên.

Tìm hiểu thêm thông tin về biến tần tại: https://btb-electric.com/vi/tin-tuc/kien-thuc-nganh/kien-thuc-tu-dien/