So sánh biến tần và khởi động mềm: Những ưu nhược điểm

Chu Văn An

Đây là hai thiết bị trong hệ thống có chức năng giống nhau nhưng biến tần và khởi động mềm có ứng dụng khác nhau. Cách phân biệt máy biến tần và máy khởi động mềm, ưu nhược điểm của 2 thiết bị này có trong bài viết dưới đây của KTH ELECTRIC.

Tìm hiểu về biến tần

Biến tần là một thiết bị điện tử có thể chuyển đổi dòng điện một chiều hoặc xoay chiều thành dòng điện xoay chiều với tần số và điện áp có thể điều chỉnh được. Bằng cách thay đổi tần số dòng điện cấp vào cuộn dây bên trong động cơ, bộ biến tần có thể liên tục điều khiển tốc độ động cơ mà không cần hộp số cơ. Về cơ bản, biến tần là một thiết bị điều chỉnh nguồn điện.

Biến tần hoạt động như thế nào

• giai đoạn đầu tiên: Biến tần nhận nguồn điện đầu vào từ nguồn điện (có thể là 1 pha hoặc 3 pha nhưng điện áp và tần số cố định, ví dụ 3 pha 220V 50Hz). Nguồn điện sau đó được chỉnh lưu và lọc thành nguồn điện một chiều phẳng. Bước này được thực hiện bằng bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện.
• giai đoạn thứ hai: Điện áp một chiều sẽ được đảo ngược thành điện áp xoay chiều ba pha đối xứng. Bước này được thực hiện bởi bộ chuyển đổi IGBT (Transistor lưỡng cực có cổng cách điện) bằng phương pháp điều chế độ rộng xungPWM.

Lợi ích của biến tần

• Kiểm soát tốc độ động cơ bằng cách điều chỉnh tần số đầu vào, tăng độ chính xác và linh hoạt về tốc độ máy và dây chuyền sản xuất.
• Đảo ngược chiều quay của động cơ khi máy nằm ngoài phạm vi hoạt động hoặc gặp sự cố.
• Bảo vệ động cơ khi gặp tình trạng quá tải, quá áp, sụt áp, mất pha và các sự cố khác…
• So với phương pháp khởi động trực tiếp và phương pháp khởi động sao-tam giác, dòng khởi động được giảm thiểu và hạn chế sụt áp hoặc khó khởi động.
• Nhờ mô-đun giao tiếp được tích hợp trong biến tần, hỗ trợ điều khiển và giám sát động cơ từ xa.
• Hạn chế việc khởi động đột ngột của động cơ mang tải lớn, tránh hư hỏng các bộ phận cơ khí và vòng bi, kéo dài tuổi thọ động cơ, giảm chi phí bảo trì.
• So với hoạt động trực tiếp của động cơ, mức tiết kiệm năng lượng lên tới 40%.
• Giảm thiểu công suất phản kháng trong động cơ, giảm chi phí lắp đặt tụ điện và giảm thiểu tổn thất điện năng trên đường dây.
• Giảm tiếng ồn và độ rung của động cơ, cải thiện môi trường làm việc và sức khỏe người lao động.

Tìm hiểu về khởi động mềm

Bộ khởi động mềm là thiết bị khởi động được sử dụng để hỗ trợ quá trình khởi động động cơ AC. Nó giúp bảo vệ động cơ khỏi dòng điện lớn đột ngột trong quá trình khởi động và tránh sụt áp lưới điện bằng cách tăng dần điện áp cung cấp cho động cơ trong khoảng thời gian khoảng 2 đến 5 giây.

Bộ khởi động mềm đảm bảo khả năng tăng tốc mượt mà bằng cách điều chỉnh tốc độ tăng điện áp, từ đó giảm mô-men xoắn của động cơ từ 1 xuống 3 pha.

Bộ khởi động mềm bao gồm các linh kiện điện tử như thyristor và bộ chỉnh lưu, được điều khiển thông qua silicon, để giảm dòng điện chạy tới động cơ.

• Thyristor: Một chất bán dẫn điều khiển dòng điện một chiều và xoay chiều và được sử dụng để điều khiển công suất.
• Bộ chỉnh lưu: Chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều để sử dụng trong nguồn điện và bộ sạc pin.

Nguyên lý làm việc khởi động mềm

Bộ khởi động mềm bao gồm ba cặp thyristor chống song song (SCR).

• Ở trạng thái tắt, SCR chặn dòng điện.
• Ở trạng thái mở: thyristor mở dần các góc kính cho dòng điện chạy qua. Động cơ khởi động và tăng tốc dần dần. Điện áp được điều khiển bằng cách điều chỉnh góc mở van.
• Khi thyristor mở hoàn toàn: khi điện áp đạt giá trị định mức thì động cơ đạt tốc độ tối đa cho phép.
• Khi động cơ đạt đến tốc độ định mức: công tắc tơ bypass đóng lại và hệ thống sẽ tự động bỏ qua nguồn điện lưới và không đi qua bộ thyristor.

Lợi ích của khởi động mềm

• Hỗ trợ quá trình khởi động và giảm sụt áp lưới.
• Bảo vệ động cơ khỏi quá dòng, quá áp, mất pha, lỗi pha đầu vào và đầu ra, thiếu tải, bảo vệ ngắn mạch tải, bảo vệ quá tải, v.v.
• Tăng tuổi thọ động cơ và các chi tiết thiết bị cơ khí.

Sự khác biệt giữa bộ biến tần và bộ khởi động mềm

Nó có chức năng tương tự như khởi động động cơ, nhưng bộ khởi động mềm về cơ bản chỉ đóng vai trò “làm mềm” quá trình khởi động hoặc dừng động cơ, còn bộ biến tần có thể điều chỉnh tốc độ của động cơ trong quá trình hoạt động, đồng thời cũng hỗ trợ nhiều chức năng như quay thuận, quay ngược của động cơ.

Xem thêm: Sự khác biệt giữa Biến tần trực tiếp và Biến tần gián tiếp

Dựa trên sự khác biệt giữa bộ biến tần và bộ khởi động mềm được so sánh ở trên, bạn nên cân nhắc lựa chọn thiết bị dựa trên yêu cầu hệ thống, ứng dụng cụ thể và chi phí lắp đặt của mình. Bởi việc lựa chọn sai thiết bị không chỉ gây lãng phí mà còn ảnh hưởng tới động cơ và hệ điều hành. Tìm thông tin liên quan đến các thiết bị điện khác trên website KTH ELECTRIC: https://etinco.vn/tin-tuc/.