Cách sử dụng, công dụng và cấu tạo của biến tần

Cách sử dụng, công dụng và cấu tạo của biến tần luôn là những câu hỏi thắc mắc của khách hàng. Bởi trong cuộc sống hàng ngày, có thể ta đã nghe nhắc nhiều về loại thiết bị này nhưng vẫn không làm sao để hiểu hết. Hãy cùng Hoàng Vina tìm hiểu thêm về biến tần nhé.  

CẤU TẠO NGUYÊN LÝ CỦA BIẾN TẦN

1. Cấu tạo của biến tần

Biến tần còn được gọi là Inventer,  được sử dụng phổ biến trong công nghiệp. Biến tần thực hiện biến đổi năng lượng điện từ dòng điện 1 chiều ( DC ) hay dòng điện xoay chiều ( AC) ở tần số và pha này sáng dòng điện xoay chiều ở tần số và pha khác.

Cấu tạo của bộ biến tần được sự kết hợp của các điện áp đầu vào, điện áp đầu ra, tần số. Điều chỉnh công suất toàn phần phụ thuộc vào thiết bị, mạch điện cụ thể.  

Cấu tạo bên trong biến tần:

• Mạch chỉnh lưu: Dùng 6 diode tiếp nhận dòng điện AC và chuyển đổi thành DC, nhận vào tín hiệu từ nguồn 3 pha.

• Mạch nghịch lưu: Dùng để xuất điện áp AC từ điện áp DC, cấp điện áp/ tần số cho động cơ. Sử dụng 6 IGBT mắc nối tiếp để bật tắt.

• Mạch điều khiển: Điều khiển kiểm soát dòng điện.

2. Nguyên lý làm việc của biến tần:

Nguyên lý làm việc của biến tần thông qua hai bước chính:

• Nguồn điện khi tiếp cận với bộ chỉnh lưu là nguồn điện xoay chiều 1 pha hoặc 3 pha. Thông qua bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện biến đổi thành nguồn điện 1 chiều bằng phẳng.

• Sau khi biến đổi thành nguồn điện 1 chiều, nguồn điện đi thông qua nghịch lưu biến đổi thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng. Được thực hiện bởi hệ IGBT qua phương pháp điều chế xung ( PWM).

Hệ số công suất cosphi có giá trị nhỏ nhất là 0.96 và giá trị không phụ thuộc vào tải.

Với kỹ thuật tiên tiến, công nghệ vi xử lý và công nghệ bán dẫn lực hiện nay giúp tần số chuyển mạch xung có thể lên tới dải tần số siêu âm nhằm giảm tiếng ồn, giảm tổn thất lõi sắt của động cơ.

Giữa tần số và điện áp có một quy luật nhất định. Đối với tải có mô men, điện áp, tần số không đổi. Tuy nhiên với tải bơm và quạt có quy luật hàm bậc 4. Điện áp là hàm bậc 4 của tần số. Từ đó tạo ra đặc tính mô men là hàm bậc hai của tốc độ phù hợp với yêu cầu của tải bơm/ quạt do bản thân mô men cũng là hàm bậc hai của điện áp.

Biến tần còn phù hợp với nhiều loại phụ tải khác nhau. Phù hợp điều khiển và giám sát trong hệ thống SCADA.

CÀI ĐẶT BIẾN TẦN

1. Tài liệu cài đặt biến tần

Hiện nay biến tần có vô số dòng trên thị trường, ví dụ như: ABB, LS, Schneider, siemens,… Mỗi dòng biến tần đều có thông số và các bước cái đặt khác nhau. Sau đây là một số tải liệu tham khảo của các dòng đặc trưng

• Tài liệu cài đặt biến tần ABB    Download tài liệu

• Tài liệu cài đặt biến tần LS       Download tài liệu

• Tài liệu cài đặt biến tần Schneider  Download tài liệu 

• Tài liệu cài đặt biến tần siemens   Download tài liệu

2. Công thức biến tần

Công thức của biến tần: n=60f/p. Với:

• n = tốc độ động cơ

• f = tần số thay đổi

• p = số cặp cực

3. Các thông số cơ bản khi cài đặt biến tần

Mỗi dòng biến tần đều có 1 thông số khác nhau. Khi cài đặt biến tần cần quan tâm các thông số sau:

• Thông số điện áp nguồn cấp cho biến tần

• Thông số động cơ ( xem trên mac độc cơ)

• Thông số về chế độ hoạt động của tải ( chế độ mô – men, thời gian tăng tốc, giảm tốc,..)

• Thông số cài đặt cho các chân điều khiển vào, ra của biến tần và chức năng ( DI, DO, AI, AO,RO)

• Thống số truyền thông ( nếu sử dụng)

CÁCH ĐẤU BIẾN TẦN

1. Sơ đồ đấu dây biến tần

Hầu hết các dòng biến tần đều có cấu trúc chân đấu và chức năng như nhau, bao gồm:

Chức năng các chân đầu vào các dạng:

• Các chân đầu vào dạng số ( Digital input) có chức năng: Chạy, dừng, đảo chiều, cài đặt tốc độ,… Thường là điện áp 24VDC

• Các chân đầu vào dạng tương tự ( Analog Input ): Có thể có một hay nhiều đầu vào dạng tương tự, phụ thuốc vào từng dòng máy khác nhau. Được đặt vào giá trị đặt tốc độ cho biến tần dạng liên tục.

Chức năng các chân đầu ra các dạng:

• Các chân đầu ra dạng số ( Digital Output ): Có chức năng đưa ra các trạng thái làm việc của biến tần dưới dạng điện áp 24 VDC. Khi sử dụng các chân đầu ra này cẩn phải hết sức lưu ý không đưa nhầm điện áp không phù hợp vào. Vì nó không ở dạng tiếp điểm khô nên dễ dẫn đến hư hỏng.

• Các chân đầu ra dạng Rơ – le ( Relay Output): Đưa ra 1 hoặc 1 cặp tiếp điểm của nội bộ biến tần. Có tác dụng đưa ra tín hiệu báo trạng thái làm việc của biến tần.

• Các chân đầu ra tương tự ( Analog Output ): Đưa ra phản hồi của các thông tin ở dạng liên tục ( tốc độ động cơ, tốc độ đặt, dòng điện, điện áp,…) Giusp đẩy nhanh quá trình, tiếp thu phân tích các chỉ số.

Các chân cấp nguồn DC ra ( DC Output ): Cung cấp ra nguồn điện thường là 24 VDC và 10 VDC.

Chân dừng khẩn cấp ( Emergency Stop ): Hoạt động theo cơ chế duy trì. Biến tần chỉ có thể hoạt động khi có điện áp duy trì trên chân này….

2. Hướng dẫn đấu nối biến tần 3 pha

Các bước lưu ý khi đấu nối biến tần 3 pha

• Bước 1: Kiểm tra nguồn cấp cho biến tần gh trên Nample. Tránh tình trạng gây cháy sổ khi sai nguồn cấp

Vd: Biến tần 3 pha/ 220v đầu vào nguồn điện 3 pha/ 380v sẽ gây nổ biến tần.

• Bước 2: Kiểm tra kỹ nguồn cấp: R; S; T, nguồn ra cung cấp cho động cơ: U; V; W.

• Bước 3: Kiểm tra 3 mô tơ xem điện trở có đồng nhất với nhau không? Có pha nào bị chạm hay chạm với mỏ mô tơ không?

Các thông báo lỗi cần phải khắc phục:

• GFF ( Lỗi chạm đất): Nguyên nhân có thể là 1 pha đã bị chạm vỏ hoặc 1 pha đã bị chạm tiếp địa.

• OC ( Lỗi quá dòng ): Mô tơ bị quá tải, 3 pha bị chạm nhau hoặc bộ IGBT đã bị chết.

• OL ( Lỗi quá tải ): Xuất hiện khi hệ thống bị kẹt tải

• OV ( Lỗi quá áp Bus DC): Với những tải có quán tính lớn, khi khởi động hoặc dừng gấp thì điện áp trên Bus DC dâng cao. Cần phải khắc phục.

Ví dụ: Sơ đồ đấu nối biến tần 3 pha Delta:

• Nguồn cấp ( 220v/ 380v ) tùy vào loại biến tần

• U-V-W: Nguồn ra động cơ. FWD: Chạy tới, REV: Chạy lui.

• +10V, AVI, ACM đấu nối vào điện trở

3. Hướng dẫn đấu nối biến tần 1 pha

Sơ đồ đấu dây được chia làm hai loại:

Trường hợp động cơ 1 pha có tụ:

Trường hợp động cơ 1 pha không lắp tụ:

• Chạy thuận:

• Chạy nghịch:

Cách cài đặt cơ bản:

• 04 = 1: Reset về mặc định.

• 01 =: Lựa chọn phương thức điều khiển.

• 08 : Cài đặt tần số chạy lớn nhất.

• 00: Lựa chọn lệnh điều khiển chạy/dừng biến tần.

• 00: Cài đặt thời gian tăng tốc.

• 01: Cài đặt thời gian giảm tốc.

• 00: Lựa chọn loại động cơ.

CÁCH SỬ DỤNG BIẾN TẦN

1. Hướng dẫn sử dụng biến tần:

Một số phương pháp điều khiển biến tần cơ bản cơ bản:

• Phương pháp thứ nhất: Chạy với nhiều cấp độ. Các cấp độ sẽ được cài đặt sẵn. Biến tần sẽ chạy với các cập độ được cài tương ứng với giá trị đầu vào.

• Phương pháp thứ hai: điều khiển qua truyền thông như các mạng: RS 485, 422, ASCII,… Thường được điều khiển qua bộ điều khiển HIM, PLC,…

• Phương pháp thứ ba: Dùng biến trở dạng chiết áp ( 3 chân, dạng xoay volume ) để điều chỉnh tần số.

• Phương pháp thứ tư: Là phương pháp cơ bản nhất, được sử dụng bàn phím để điều khiển.

Lưu ý khi sử dụng biến tần:

• Nhiệt độ phòng luôn khô ráo, duy trì ở 22 ℃, Không có chất ăn mòn và bụi bẩn

• Không tự ý mắc nối, thay đổi tham số kỹ thuật.

• Không chạm tay vào linh kiện và khi máy đang vận hành.

• Nên ngắt nguồn điện và đợi 15 phút trước khi tiến hành bảo trì

• Nối tiếp với đất để tránh hiện tượng bị rò điện.

2. Cài đặt biến tần chạy nhiều cấp độ:

Các dòng biến tần hiện đây hầu hết đều có cấu tạo và các thông số như nhau. Nên việc cài đặt các bước cũng sẽ tương tự. Sau đây là các bước cài thông số để biến tần IG5A chạy nhiều cấp độ

• Chọn 1 hoặc ENT 2 lần. Trả thông số về mặc định.

• Vào nhóm các hàm chính cài đặt cho IG5A chạy bước: Hàm drv, frq, st1, st2, st3,…

• Sau đó vào nhóm các hàm I/O cài chạy bước cho biến tần: Hàm I22, I23, I24, I30, I31, I32, I33,…

• Vào nhóm Function 1 và 2 của biến IG5A để cài thêm một số hàm, để tốc đa chạy tối đa hơn: Hàm F4, Hàm F27, Hàm F57, Hàm F58, Hàm F72,…

CÁC HÃNG BIẾN TẦN PHỔ BIẾN TẠI VIỆT NAM

1. Schneider

Schneider là một thương hiệu đến từ Pháp với nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực này. Là tập đoàn thiết bị điện lớn đứng đầu trên nhiều quốc gia châu Âu và thế giới.

Schneider có nhiều mẫu mã, dãy sản phẩm rộng, đầy đủ mặt hàng, từ công suất nhỏ đến lớn.  Việt Nam có rất nhiều đại lý là nhà phân phối chính thức cho nhãn hàng này

2. Siemens

Hãng Siemens là một sản phẩm đến từ Đức, được sản xuất dựa trên kinh nghiệm nhiều năm trong ngành điện công nghiệp. Tới thời điểm năm 1993 đã thành lập công ty con tại Việt Nam

Biến tần Siemens được tin cậy bởi khách hàng với các ưu điểm: bền bì, tiết kiệm, dễ hàng vận hành, chi phí hợp lý.

3. Biến tần LS

Biến tần LS là dòng sản phẩm của Hàn Quốc, những năm gần đây LS đã tạo được sự tin cậy của khách hàng đối với sản phẩm của mình. Có tuổi thọ lâu đời. Chính vì thế những năm trở lại đây LS luôn lọt vô top những dòng biến tần được bán chạy nhiều nhất.

GIÁ THÀNH CÁC DÒNG BIẾN TẦN

1. Biến tần Schneider

Gía một số dòng sản phẩm đặc trưng phổ biến của Schneider:

• Biến tần Schneider ATV12

• Biến tần Schneider ATV212

• Biến tần Schneider ATV310

• Biến tần Schneider ATV630

• Biến tần Schneider ATV930

2. Biến tần Danfoss

• MCD200

• MCD500

3. Biến tần VACON

• VACON0020

• VACON0100

Hiện nay biến tần được sử dụng nhiều trong các hoạt động sản xuất của nhà máy và ngành tự động hóa. Giúp ích rất nhiều trong việc sản xuất. Hy vọng qua bài viết trên KERI đã giúp các bạn hiểu thêm về Cách sử dụng, công dụng và cấu tạo của biến tần.