So sánh Biến tần và khởi động mềm: Đặc điểm và ứng dụng

Động cơ thường có yêu cầu công suất cao để khởi động và nhanh chóng đạt tốc độ tối đa. Cả bộ khởi động mềm và bộ nghịch lưu đều có thể được sử dụng để giảm dòng khởi động và giới hạn mô-men xoắn để bảo vệ thiết bị cơ khí, chống sụt áp nhà máy, kéo dài tuổi thọ động cơ bằng cách giảm dòng khởi động công suất cao hoặc động cơ yêu cầu khởi động và dừng liên tục. vậy khi nào sử dụng biến tần, khi nào sử dụng khởi động mềm?

khởi động mềm là gì? khởi động mềm hoạt động như thế nào?

khởi động mềm là thiết bị dùng để hỗ trợ quá trình khởi động của động cơ điện xoay chiều, giúp bảo vệ động cơ khỏi những hư hỏng do dòng điện đột ngột lớn gây ra trong quá trình khởi động, đồng thời chống mất điện áp trong mạng điện tăng dần điện áp cung cấp. đến động cơ từ điện áp xác định trước đến điện áp danh định (đối với dừng mềm, ngược lại).

nguyên tắc hoạt động của bộ khởi động mềm:

Cấu tạo của bộ khởi động mềm gồm 3 cặp thyristor (scr) mắc song song ngược chiều. ở trạng thái tắt, thyristor ngăn dòng điện chạy qua, khi ở trạng thái mở, thyristor mở dần góc bắn (góc mở của các van bán dẫn) cho phép dòng điện chạy chậm, động cơ khởi động và tăng tốc dần. điện áp được điều khiển bằng cách điều khiển góc mở của van. khi van mở hoàn toàn, điện áp đạt giá trị điện áp định mức, khi đó động cơ sẽ đạt tốc độ tối đa cho phép. Vì mômen động cơ tỷ lệ với bình phương điện áp nên dòng điện tỷ lệ với điện áp, mômen gia tốc và dòng khởi động được giới hạn bằng cách điều chỉnh giá trị hiệu dụng của điện áp.

Khi động cơ đạt đến tốc độ định mức, công tắc tơ khởi động mềm đóng lại, hệ thống sẽ tự động ngắt nguồn điện bỏ qua đơn vị thyristor.

khởi động mềm thường được sử dụng trong các ứng dụng như:

• yêu cầu động cơ tăng tốc và tăng từ từ mô-men xoắn khi khởi động hoặc dừng động cơ
• giới hạn dòng khởi động cao đối với động cơ lớn để tránh sự cố sụt áp nguồn hoặc hư hỏng động cơ
• kiểm soát tốc độ khởi động để ngăn mô-men xoắn hoặc ứng suất đột ngột làm hỏng các hệ thống cơ khí như băng tải, hệ thống truyền động dây đai, bánh răng, khớp nối
• áp dụng động cơ vào máy bơm để tránh áp suất tăng đột ngột khi khởi động máy bơm khiến búa nước làm vỡ đường ống.

lợi ích của bộ khởi động mềm:

• hỗ trợ quá trình khởi động, giảm sụt áp nguồn
• bảo vệ động cơ trong trường hợp quá dòng, quá áp, mất pha, mất pha đầu vào và đầu ra, thiếu tải, bảo vệ ngắn mạch tải, bảo vệ quá tải

  nhà đầu tư là gì? Lợi ích của việc bắt đầu với một nhà đầu tư là gì?

  Biến tần là thiết bị thay đổi tần số của dòng điện đặt vào cuộn dây bên trong động cơ, qua đó có thể điều khiển tốc độ của động cơ liên tục không chỉ khi khởi động động cơ mà trong quá trình hoạt động của thiết bị.

  >

  nguyên tắc hoạt động của biến tần:

  Nguyên tắc hoạt động của biến tần khá đơn giản. Đầu tiên, nguồn điện xoay chiều một pha hoặc ba pha được chỉnh lưu và lọc thành nguồn điện một chiều phẳng bằng bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện. do đó, hệ số công suất cosphi của biến tần không phụ thuộc vào tải và có giá trị ít nhất là 0,96. Sau đó, điện áp DC này được chuyển đổi (ngược) thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng thông qua hệ thống IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) bằng phương pháp Điều chỉnh độ rộng xung (PWM).

  

  

  Hệ thống điện áp xoay chiều ba pha ở đầu ra có thể thay đổi các giá trị biên độ và tần số liên tục theo bộ điều khiển, do đó thay đổi tốc độ của động cơ khi cần thiết trong quá trình hoạt động.

  lợi ích của việc sử dụng biến tần:

  • khởi động động cơ mềm, giảm mài mòn cơ học
  • dễ dàng thay đổi tốc độ động cơ để giúp đáp ứng các yêu cầu công nghệ của các thiết bị và hệ thống khác nhau
  • đầy đủ các chức năng bảo vệ động cơ, chẳng hạn như như chống quá dòng, quá áp, mất pha, đảo pha … giúp tăng tuổi thọ của động cơ
  • tiết kiệm năng lượng hiệu quả, bảo vệ các thiết bị trong hệ thống
  • tích hợp nhiều chức năng điều khiển khác nhau giúp cải tiến công nghệ và tăng năng suất sản xuất

  vậy khi nào sử dụng biến tần, khi nào sử dụng khởi động mềm?

  Để lựa chọn phương pháp khởi động phù hợp cho ứng dụng của mình, bạn cần xác định rõ nhu cầu, mục đích sử dụng và cân đối đầu tư để đạt hiệu quả tối ưu. Vui lòng tham khảo Biểu đồ so sánh Biến tần và Khởi động mềm dưới đây để có đánh giá khách quan hơn trước khi lựa chọn giữa khởi động mềm hay biến tần:

  do đó, đặc điểm chung của bộ khởi động mềm và bộ biến tần là chúng đều được sử dụng để điều khiển động cơ (chủ yếu là tốc độ) một cách trơn tru và tiết kiệm năng lượng, nhưng trong khi khởi động mềm chỉ được sử dụng để làm “trơn tru” quá trình khởi động hoặc dừng máy, biến tần cho phép bạn điều khiển tốc độ của động cơ trong quá trình hoạt động, đảo chiều quay của động cơ, và nhiều chức năng điều khiển linh hoạt khác. Điều này không chỉ giúp đáp ứng công nghệ trong nhiều trường hợp mà còn giúp tiết kiệm năng lượng trong nhiều ứng dụng khác nhau.

  Bộ biến tần lớn hơn và đầu tư đắt hơn so với bộ khởi động mềm, đặc biệt là trong các ứng dụng công suất cao. do đó, nếu ứng dụng của bạn chỉ yêu cầu giới hạn dòng điện trong quá trình khởi động, mạng ổn định, không cần thay đổi tốc độ động cơ và các điều kiện hoạt động không có các yêu cầu khắt khe khác, thì bộ khởi động mềm có thể là một giải pháp hiệu quả. tuy nhiên, trong khi đầu tư ban đầu vào một biến tần có thể đắt hơn, trong nhiều trường hợp, nó có thể tiết kiệm năng lượng lên đến 50%, do đó có thể tiết kiệm chi phí vận hành trong suốt thời gian sử dụng của thiết bị.

  Tóm lại, sự lựa chọn giữa bộ khởi động mềm hoặc bộ biến tần thường phụ thuộc vào ứng dụng cụ thể, yêu cầu hệ thống và chi phí (cả chi phí đầu tư ban đầu và chi phí vòng đời hệ thống). Chọn sai thiết bị có thể gây lãng phí và hư hỏng động cơ và các thiết bị khác trong nhà máy, vì vậy người sử dụng cần cân nhắc kỹ lưỡng trước khi quyết định hoặc gọi ngay cho các chuyên gia để được tư vấn giải pháp hiệu quả nhất.