Những ứng dụng trong thực tế của biến tần

Để có thể hiểu một cách chi tiết về những lợi ích cũng như vai trò của biến tần trong thực tế, ADS sẽ cùng các bạn tìm hiểu về một số ứng dụng thiết thực của biến tần trong các lĩnh vực, ngành nghề nhé!

Nhắc lại một chút về biến tần, Biến tần là thiết bị làm thay đổi tần số dòng điện đặt lên cuộn dây bên trong động cơ và thông qua đó biến tần có thể điều khiển tốc độ động cơ một cách vô cấp, không cần dùng đến các hộp số cơ khí. Nói một cách đơn giản, biến tần chính 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. 

Hiện nay biến tần được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, tiêu biểu có thể kể đến như:

Biến tần với việc điều khiển quạt và bơm

Trước đây, việc điều chỉnh thể tích dòng khí và tốc độ dòng chảy thường sử dụng một bộ cánh hướng hoặc van riêng cho những trường hợp sử dụng nguồn điện thương mại để vận hành quạt và máy bơm. Trong những trường hợp này, việc cắt giảm giá trị năng lược được dùng cho động cơ thường rất khó, ngay cả khi giảm thể tích dòng khí hay lưu lượng dòng chảy. Đối với bộ truyền động quạt và máy bơm, mô men quay tỷ lệ với bình phương số vòng quay/phút và giá trị năng lượng sử dụng trên lập phương số vòng quay/phút.

Việc sử dụng bộ phận điều khiển máy biến tần cho phép cắt giảm ngay đáng kể việc dùng năng lượng, đặc biệt tại các vùng quay ở tốc độ thấp.

Biến tần và 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. 

Với 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.  

Băng tải

Hệ truyền động băng tải có mômen khởi động rất lớn. Biến tần có thể tạo momen khởi động cao nhưng vẫn đảm bảo dòng điện khởi động trong giới hạn cho phép của lưới. Khả năng khởi động và dừng nhẹ nhàng được thực hiện bằng cách điều khiển thời lượng cần thiết để tăng/giảm tốc.

Cho phép điều chỉnh tốc độ băng tải phù hợp với yêu cầu quy trình sản xuất.

Trong trường hợp băng tải có đoạn chạy quán tính, cơ năng của băng tải có thể chuyển hóa thành năng lượng điện để trả về lưới với biến tần hãm tái sinh. Khi nhiều động cơ được sử dụng, tốc độ có thể được đồng bộ và tải có thể được chia sẻ giữa các động cơ.

Có thể bù trượt tốc độ, phát hiện quá mômen, dò tìm tốc độ cộng với chức năng tăng mômen động cơ khi mômen tải tăng giúp tốc độ băng tải luôn luôn ổn định. Điều khiển quá trình khởi động và dừng chính xác trên hệ thống băng tải 

Máy ép phun

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. 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

Hệ thống HVAC

Hệ thống điều nhiệt và thông gió nhìn chung bao gồm 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,…

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 đáp ứng yêu cầu điều nhiệt và thông gió.

Cải thiện khả năng điều khiển của các hộp số

Hầu hết máy công cụ, công tác đều sử dung hộp số để điều khiển có cấp tốc độ của thiết bị. Trong nhiều trường hợp, do yêu cầu công nghệ, sự thay đổi của vật liệu đầu vào hay yêu cầu của sản phẩm đầu ra cần tốc độ chính xác nhưng không nằm trong cấp tốc độ đã thiết kế thì giải pháp điều khiển này không đáp ứng được.

Trong trường hợp này, giải pháp tốt nhất là sử dụng biến tần điều khiển động cơ để mở rộng tốc độ máy. Ưu điểm: tổ hợp, điều khiển đơn giản, đáp ứng mọi đòi hỏi công nghệ về tốc độ, chi phí không cao.

Ngoài ra biến tần được ứng dụng rộng rãi và có vai trò quan trọng với thiết bị nâng hạ, máy ván kéo, máy cuốn, máy khuấy trộn hay thay thế cho việc sử dụng các cơ cấu điều khiển vô cấp truyền thống trong máy công tác,…