Hướng dẫn chọn các loại biến tần cho những ứng dụng thực tế
Tùy vào nhu cầu sử dụng, số tiền của chủ đầu tư và mức độ yêu cầu của hệ thống điều khiển mà ta lựa chọn cho loại biến tần phù hợp. Nếu bạn là bên thiết kế thi công tủ điện thì điều đầu tiên là phải làm thỏa mãn những yêu cầu của chủ đầu tư (khách hàng là thượng đế), phải nắm rõ những yêu cầu mà chủ đầu tư cần và số tiền mà chủ đầu tư có thể bỏ ra cho hệ thống, từ đó đưa ra quyết định cho phù hợp.
Khi đã có đủ các yếu tố trên thì việc lựa chọn biến tần dựa vào:
Mục đích, yêu cầu công việc:
Ở đây cần nắm vững các kỹ thuật điều khiển tức là đầu ra của hệ thống. Một hệ thống không yêu cầu quá cao về độ chính xác, về moment tải thì chỉ nên chọn những biến tần có giá thành thấp, kinh tế, không có nhiều chức năng cao cấp. Lấy công suất động cơ là mức minimum rồi nhân với phết phẩy thế nào đó sao cho phù hợp là được. Ở đây không cần thiết phải đưa ra một con số cụ thể vì bạn có thể sử dụng biến tần 2,5 hoặc 3,7KW để điều khiển cho một động cơ công suất 2,2kW mà không hề sao cả. Nên nhớ rằng biến tần đắt nhất ở phần mềm còn lệch nhau vài KW công suất tức là vẫn trong cùng trong một frame thì giá cả chênh lệch không nhiều lắm. Có chăng là do người bán hàng tự nâng lên mà thôi. Theo kinh nghiệm sử dụng thì nên chọn dư công suất một chút để có thể linh hoạt trong quá trình sử dụng.
Nếu yêu cầu công việc đòi hỏi một số tính năng cao cấp chẳng hạn như tốc độ, moment tải không đổi trong dây chuyền xi mạ hoặc cán thép… thì phải căn cứ vào tải trọng đáp ứng để đưa ra lựa chọn. Có trường hợp ta phải chọn công suất của biến tần gấp hơn 1,5 lần công suất động cơ và động cơ này cũng phải là loại “Vector motor” mới đủ điều kiện đáp ứng. Đặc biệt trong những dây chuyền kiểu này vì yêu cầu sức căng và tính đồng bộ về tốc độ của động cơ nên một số động cơ luôn làm việc ở chế độ Regenarator tức là chế độ hãm hay chế độ động cơ trong lý thuyết đó.
Nếu kỹ thuật điều khiển yêu cầu cao cấp chẳng hạn từ HMI, hệ thống PLC xuống đến biến tần thì phải nghĩ đến các option board điều khiển chúng. Điều này làm cho một số kỹ sư non kinh nghiệm sẽ dễ bị mắc lừa ở chỗ, có nhiều biến tần rất rẻ tiền nhưng khi muốn nâng cấp lên chế độ điều khiển có tham gia của các thiết bị cao cấp thì phải chi ra một số tiền rất lớn để mua các control board. Sau đó là các gói phần mềm hỗ trợ để lập trình chẳng hạn trong Siemens Step software gọi là các GSD file. Nếu một biến tần bạn đã chọn lại không hỗ trợ những file này thì thật là khổ sở cho người muốn lập trình và điều khiển chúng. Trong một mạng ta nên thống nhất một kiểu điều khiển, một chuẩn giao thức,nếu có quá nhiều chuẩn và giao thức sẽ phức tạp và gây ra nhiều lỗi không kiểm soát.
Giả sử chúng ta có một bài toán đơn giản sau, Một xí nghiệp nọ tiêu thụ khoảng 500.000m3 nước một ngày, họ cho xây một cái bể chứa nước sau đó bơm vào và cấp đi cho các phân xưởng. Bể có các mức báo L, H với cơ chế khi nước đến mức L thì bơm cấp vào hoạt động va đến mức H thì dừng bơm. Như vậy có người sẽ nói lượng nước dùng cho các phân xưởng sẽ rất lớn, chúng ta nên dùng biến tần để tiết kiệm điện? Điều này liệu có đúng không? Sai hoàn toàn. Với cơ chế hoạt động như thế này mà sử dụng biến tần thì quá lãng phí, và việc dùng bơm để bơm trực tiếp sẽ tiện hơn. Thế nhưng giả sử trong đó có một phân xưởng họ yêu cầu nước cấp vào với áp lực nước không được nhỏ hơn 3 bar và không lớn hơn 4 bar, đường ống cấp nước được làm bằng nhựa.
Như vậy bài toán sẽ được phân tích như sau:
– Áp lực nước phải được duy trì trong khoảng 3-4bar (đây là một khoảng giao động rất lớn).
– Đường ống làm bằng nhựa nên nếu áp lực nước thay đổi liên tục và đột ngột thì sẽ làm vỡ đường nước.
– Công suất tải sẽ thay đổi rất mạnh nếu trong cùng 1 lúc có nhiều vòi cùng mở.
Để giải quyết đc bài toán này chỉ còn cách sử dụng biến tần để điều khiển là thích hợp nhất, vấn đề còn lại là chọn biến tần thế nào cho phù hợp? Tất nhiên trường hợp này sẽ chọn loại có giá thấp, vì bài toán hết sức đơn giản. Áp lực nước duy trì ổn đinh trong khoảng dao động lớn đó, đường ống rất có thể sẽ bị vỡ nếu có sự thay đổi của các xung lực nước lớn và liên tục. biến tần sẽ giúp ta duy trì áp suất trong đường ống cùng với một bộ cảm biến về áp lực sẽ điều khiển biến tần chạy phù hợp với yêu cầu.Ngay khi việc tải tăng đột ngột ta có thể thiết kế thêm một cấp biến tần nữa để chạy bổ sung để kịp bù vào lượng thiếu hụt là xong.
Nhìn chung – Khi chọn biến tần ta cần lưu ý tới những điểm :
– Dựa vào khả năng tài chính. Nếu số tiền dư dả ta nên chọn sang những loại biến tần của các hãng có thương hiệu để đảm bảo tốt nhất các yêu cầu về bảo hành, chế độ chăm sóc hỗ trợ khách hàng tốt.
– Chọn đúng theo thông số kỹ thuật mà khác hàng yêu cầu.
– Chọn đúng theo phương thức, kỹ thuật điều khiển để đáp ứng các yêu cầu hệ thống đặt ra.
– Sự thuận tiện nhất cho người lập trình khi lập trình điều khiển.
– Công suất biến tần nên chọn cao hơn công suất động cơ để phòng phòng trường hợp quá tải và phải luôn nghĩ đến các bộ lọc cho biến tần cũng như chế độ Regenerator để chọn điện trở xả cho phù hợp.