Cách Chọn Biến Tần Cho Động Cơ Như Thế Nào?

Nắm được cách chọn biến tần cho động cơ không đơn giản chỉ là nhìn vào công suất. Mỗi loại tải – nặng, nhẹ hay trung bình – đều yêu cầu cách tính toán và lựa chọn biến tần khác nhau để đảm bảo hiệu suất và độ bền. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ cách phân biệt loại tải và nắm được cách chọn biến tần cho động cơ phù hợp nhất hệ thống của mình.

Hình ảnh: Biến tần của Mitsubishi

1. Hiểu Biến Tần Là Gì?

Biến tần (Inverter) là thiết bị điện từ dùng để điều khiển tốc độ và mô-men xoắn của động cơ bằng cách thay đổi tần số và điện áp đầu vào. Biến tần giúp tiết kiệm điện năng, tăng tuổi thọ thiết bị, và điều khiển linh hoạt quá trình vận hành.

2. Phân Loại Tải: Tải Nặng, Tải Nhẹ và Tải Trung Bình

Tải Nặng (Heavy Load)

Đặc điểm: Mô-men khởi động lớn, thay đổi tải thường xuyên, cần mô-men duy trì cao khi tốc độ thấp.

Ví dụ ứng dụng: Máy ép, máy nghiền, băng tải nặng, máy trộn bê tông.

Yêu cầu biến tần: Phải chọn loại biến tần có khả năng chịu quá tải cao (150% – 200% dòng định mức trong 60 giây hoặc hơn), tích hợp chức năng điều khiển mô-men xoắn mạnh.

Tải Nhẹ (Light Load)

Đặc điểm: Mô-men thấp và ổn định, thay đổi tốc độ ít, không yêu cầu mô-men lớn khi khởi động.

Ví dụ ứng dụng: Quạt, máy bơm,..

Yêu cầu biến tần: Có thể chọn biến tần có dòng định mức gần bằng hoặc thấp hơn công suất động cơ, thường với tỉ lệ quá tải 120% – 150%.

Tải Trung Bình (Medium Load)

Đặc điểm: Xen giữa tải nặng và nhẹ. Có thay đổi mô-men vừa phải, nhưng không quá khắt khe.

Ví dụ ứng dụng: Băng tải vừa, máy đóng gói, máy CNC,...

Yêu cầu biến tần: Nên chọn biến tần có khả năng quá tải khoảng 150%, tích hợp điều khiển V/f hoặc vector.

3. Cách Chọn Biến Tần Cho Động Cơ

Bước 1: Xác định điện áp của biến tần

+  Chọn biến tần có điện áp đầu vào phù hợp với điện áp của hệ thống. Ví dụ: hệ thống có nguồn điện 3 pha 380V thì phải chọn biến tần đầu vào 3 pha 380V.

+  Chọn biến tần có điện áp đầu ra phù hợp với điện áp của động cơ. 

Bước 2: Thông số động cơ

Hình ảnh: Thông số động cơ được ghi trên mác gắn ở thân động cơ

Khi chọn biến tần cần chú ý 3 thông số trong bảng thông số động cơ là điện áp, công suất và dòng điện.

Bước 3: Xác Định Loại Tải

- Như đã đề cập ở bên trên:

+ Tải nhẹ: các ứng dụng như bơm, quạt chọn dòng biến tần tải nhẹ. Ví dụ biến tần LS là dòng IP5A, H100, biến tần Fuji là dòng eHVAC.

+ Tải trung bình: các ứng dụng như máy công cụ, máy ly tâm, băng tải, bơm áp lực,... chọn dòng biến tần tải trung bình. Ví dụ biến tần Fuji là dòng Mini, Ace; biến tần INVT là dòng GD20.

+ Tải nặng: các ứng dụng như cẩu trục, nâng hạ, máy cán, máy nghiền,... chọn dòng biến tần tải nặng. Ví dụ biến tần Fuji là dòng Mega, biến tần Mitsubishi là dòng A800.

- Khi chọn biến tần cùng loại tải với ứng dụng thì chọn công suất biến tần tối thiểu bằng công suất động cơ.

- Biến tần đa năng là loại biến tần cơ bản có thể dùng được cho nhiều ứng dụng như các dòng biến tần IG5A của LS, Mini của Fuji, D740 của Mitsubishi, GD200A của INVT. 

- Ngoài biến tần đa năng, một số hãng chế tạo các dòng biến tần chuyên dụng chỉ dùng cho 1 loại ứng dụng như quạt, máy làm nhang, thang máy,... Loại biến tần này có đặc điểm là tối ưu về hiệu suất và giá thành so với sử dụng biến tần đa năng.

Hình ảnh: Biến tần ứng dụng cho các loại tải

Bước 4: Đặc điểm vận hành

- Chế độ vận hành cũng quyết định rất quan trọng tới cách chọn biến tần cho động cơ.

+ Chế độ vận hành ngắn hạn: biến tần điều khiển động cơ tăng tốc, giảm tốc, chạy, dừng, đảo chiều quay liên tục đòi hỏi biến tần có khả năng chịu quá tải cao, có thể phải lắp thêm điện trở xả để bảo vệ biến tần không bị cháy.

+ Chế độ vận hành dài hạn: động cơ thường đạt tốc độ ổn định trong thời gian tương đối dài sau khi khởi động như quạt, bơm, băng tải,... 

+ Trong điều kiện vận hành khắc nghiệt đòi hỏi phải chọn biến tần có khả năng chịu được quá tải cao, môi trường nhiệt độ cao hơn như các dòng Mega, VG của Fuji, A800 của Mitsubishi.

Bước 5: Chọn hãng sản xuất:

+ Phân khúc biến tần giá thấp có thể kể đến như: INVT, Delta, Frecon,...

+ Phân khúc biến tần giá trung bình: LS, Fuji, Schneider,...

+ Phân khúc biến tần giá cao: Mitsubishi, ABB, Siemens,...

4. Tác Dụng Của Biến Tần Trong Hệ Thống Điều Khiển Động Cơ

       + Tiết Kiệm Điện Năng: Điều chỉnh tốc độ động cơ theo nhu cầu thực tế giúp giảm điện năng tiêu thụ.

        + Bảo Vệ Động Cơ: Giảm dòng khởi động, tích hợp các chức năng chống quá tải, mất pha, quá áp.

        + Tăng Độ Ổn Định: Khởi động và dừng mềm, giảm sốc cơ học, duọu tốc ổn định.

        + Điều Khiển Linh Hoạt: Cho phép điều khiển qua analog, digital hoặc truyền thông Modbus, Profibus...

        + Giảm Bảo Trì, Tăng Hiệu Quả: Giảm hao mòn, giúc thiết bị làm việc bền hơn và ổn định hơn.

Kết Luận

Cách chọn biến tần cho động cơ phụ thuộc chủ yếu vào loại tải mà động cơ vận hành. Phân biệt rõ tải nặng, tải nhẹ và tải trung bình giúp bạn lựa chọn chính xác loại biến tần, đảm bảo hiệu suất, tiết kiệm chi phí và vận hành ổn định. Nếu bạn không chắc loại tải của mình là gì, hãy tham khảo ý kiến kỹ thuật hoặc chuyên gia để tránh mua sai thiết bị.

Dtech cung cấp rất đa dạng các sản phẩm biến tần chính hãng của nhiều hãng như: INVT, Mitsubishi, Siemens, LS, Fuji, Shneider,...cùng tham khảo.