Biến tần là gì? Lợi ích của biến tần trong dây chuyền sản xuất

Trong hoạt động sản xuất nhà máy và ngành tự động hóa, chắc chắn bạn đã nghe nhiều về cụm từ “bien tan“. Tại sao biến tần ngày càng phổ biến và được sử dụng nhiều như vậy, nguyên lý hoạt động của biến tần cũng như những lợi ích của biến tần mang lại ra sao, hãy cùng kỹ sư Tự động hóa của Bình Dương AEC tìm hiểu nhé!

1. Biến tần là gì?

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.

Nói cách khác:

Biến tần là thiết bị làm thay đổi tần số dòng điện đặt lên cuộn dây bên trong động cơ và thông 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 sử dụng các linh kiện bán dẫn để đóng ngắt tuần tự dòng điện đặt vào các cuộn dây của động cơ để làm sinh ra từ trường xoay làm quay động cơ.

Có nhiều loại biến tần như: Biến tần AC, biến tần DC; biến tần 1 pha 220V, biến tần 3 pha 220V, biến tần 3 pha 380V,… Bên cạnh các dòng biến tần đa năng, các hãng cũng sản xuất các dòng biến tần chuyên dụng: biến tần chuyên dùng cho bơm, quạt; biến tần chuyên dùng cho nâng hạ, cẩu trục; biến tần chuyên dùng cho thang máy; biến tần chuyên dùng cho hệ thống điều hòa;…

2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của biến tần

Cấu tạo:

Bên trong biến tần là các bộ phận có chức năng nhận điện áp đầu vào có tần số cố định để biến đổi thành điện áp có tần số thay đổi để điều khiển tốc độ động cơ. Các bộ phận chính của biến tần bao gồm bộ chỉnh lưu, bộ lọc, bộ nghịch lưu IGBT, mạch điều khiển. Ngoài ra biến tần được tích hợp thêm một số bộ phận khác như: bộ điện kháng xoay chiều, bộ điện kháng 1 chiều, điện trở hãm, bàn phím, màn hình hiển thị, module truyền thông,…

Nguyên lý hoạt động của biến tần:

– Đầu tiên, nguồn điện 1 pha hay 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. Điện đầu vào có thể là một pha hoặc 3 pha, nhưng nó sẽ ở mức điện áp và tần số cố định (ví dụ 380V 50Hz)

– Điện áp 1 chiều ở trên sẽ được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng. Mới đầu, điện áp một chiều được tạo ra sẽ được lưu trữ trong giàn tụ điện. Tiếp theo, thông qua quá trình tự kích hoạt thích hợp, bộ biến đổi IGBT (viết tắt của tranzito lưỡng cực có cổng cách điện hoạt động giống như một công tắc bật và tắt cực nhanh để tạo dạng sóng đầu ra của biến tần) sẽ tạo ra một điện áp xoay chiều 3 pha bằng phương pháp điều chế độ rộng xung PWM.

3. Lợi ích của biến tần trong sản xuất

Bảo vệ động cơ khỏi 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 điện, bảo vệ các thiết bị điện trong cùng hệ thống.

Khi 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.

Tăng năng suất sản xuất.

Đối với nhiều ứng dụng, như ngành dệt, nhuộm, nhựa…việc sử dụng   biến tần sẽ làm 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)…

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.

CÁC THƯƠNG HIỆU BIẾN TẦN PHỔ BIẾN TẠI VIỆT NAM HIỆN NAY

Biến tần xuất xứ châu Âu

–    Biến tần ABB: thành lập từ năm 1988 tại Zurich, Thụy Sỹ. ABB là một trong những hãng biến tần phổ biến tại Việt Nam. Hiện nay ABB hoạt động trong 5 lĩnh vực: thiết bị điện, hệ thống điện, tự động hóa và truyền động, tự động hóa quy trình và thiết bị điện hạ thế.

–    Biến tần Siemens: được thành lập từ những năm 1847 tại Berlin – Đức, Siemens là tập đoàn công nghệ điện và điện tử toàn cầu. Siemens hoạt động tại hơn 200 quốc gia và tập trung vào các lĩnh vực điện khí hóa, tự động hóa và số hóa.

–    Biến tần SCHNEIDER: là dòng biến tần xuất xứ Pháp, có các nhà máy sản xuất tại Pháp, Trung Quốc và Indonesia, đây là một trong những dòng biến tần thương hiệu châu Âu phổ biến nhất thị trường Việt Nam hiện nay.

–    Biến tần DANFOSS: là dòng biến tần xuất xứ Đan Mạch, có chỉ số chống nước vượt trội, được sản xuất tại Đan Mạch và Trung Quốc.

–    Ngoài ra, còn một số hãng biến tần có thị phần ít hơn như Emerson, Keb, Vacon, Lenze, GE Funuc, Control Technique, Telemecanique, Allen…

Biến tần xuất xứ Nhật Bản

Một số hãng biến tần xuất xứ Nhật Bản như Yaskawa, Mitsubishi, FuJi, Panasonic, Hitachi, Toshiba… được sản xuất tại Nhật Bản và Trung Quốc. Các hãng biến tần Nhật Bản tuy giá thành khá cao nhưng lại được tin dùng nhờ chất lượng tốt, hoạt động ổn định, đặc biệt một số loại có chức năng chuyên dụng.

Biến tần xuất xứ Hàn Quốc

Hãng biến tần xuất xứ Hàn Quốc phổ biến tại Việt Nam hiện nay là LS. Biến tần này có giá thành tương đối thấp so với các dòng biến tần xuất xứ Nhật Bản và châu Âu.

Biến tần xuất xứ Đài Loan

Đại diện tiêu biểu của biến tần xuất xứ Đài Loan là Delta và Shihlin. Đây là 2 dòng biến tần khá phổ biến tại thị trường Việt Nam, được sản xuất tại Đài Loan và Trung Quốc.

Biến tần xuất xứ Trung Quốc

Việt Nam là thị trường tiêu thụ rất nhiều mặt hàng xuất xứ Trung Quốc, trong đó có biến tần. Trước đây, biến tần Trung Quốc thường bị đánh đồng là hàng chất lượng kém, giá thấp. Tuy nhiên với sự phát triển của công nghệ hiện đại và sự đầu tư vào nghiên cứu phát triển, chất lượng biến tần Trung Quốc ngày nay thậm chí được đánh giá không thua kém các hãng khác. Có rất nhiều dòng biến tần Trung Quốc được du nhập vào Việt Nam như biến tần INVT, Sumo, Inovance, Veichi, Sinee, Gtake, ENC, Powtran, Alpha, Sunfar, Rexrorth, Lion, Hedy, Saj, Chziri, Micno, Chinsc, Senlan… với giá từ trung bình đến rất rẻ, nhưng để chọn được dòng biến tần chất lượng tốt, uy tín và giá cả hợp lý thật sự là bài toán nan giải với người sử dụng.

Biến tần GTAKE là sản phẩm chất lượng đến từ nhà sản xuất GTAKE, đồng thời là thương hiệu nổi tiếng nhất về biến tần tại Trung Quốc. GTAKE cung cấp những đóng góp lâu dài để kiểm soát động cơ và các hệ thống, giải pháp và sản phẩm năng lượng sạch, tìm kiếm con đường phát triển bền vững cho thế giới. GTAKE tích hợp các công nghệ hàng đầu vào các biến tần công nghiệp, ổ đĩa servo, bộ chuyển đổi năng lượng cuộn dây, bộ biến tần năng lượng mặt trời cho thị trường năng lượng sạch và công nghiệp.

Công ty cổ phần điện từ động hóa Bình Dương là tổng đại diện GTAKE tại Việt Nam. Chúng tôi cam kết:

  • Cung cấp sản phẩm chất lượng cao
  • Tối giản trung gian cạnh tranh về giá
  • Bảo hành dài hạn từ 24 tháng, đổi hàng và bảo trì miễn phí trong thời gian bảo hành
  • Thay thế trước thủ tục sau, cho các sản phẩm cần bảo hành để đảm bảo tiến độ sản xuất cho khách hàng
  • Khảo sát, tư vấn kỹ thuật miễn phí
  • Tối ưu hóa giải pháp công nghệ
  • Đào tạo, hướng dẫn sử dụng miễn phí cho các đối tác và khách hàng
  • Có kho hàng lớn, lắp đặt, hướng dẫn sử dụng trong vòng 24h khi khách hàng có yêu cầu

Bình luận trên Facebook