.jpg)
Biến tần máy nén khí: Ưu - Nhược điểm, Nguyên lý hoạt động
Nội dung chính [ Hiện ]
Biến tần máy nén khí chuyên làm nhiệm vụ kiểm soát tốc độ và mức tiêu thụ điện của động cơ. Sự có mặt của linh kiện này giúp thiết bị hoạt động bình ổn, hạn chế rủi ro.
1. Biến tần máy nén khí là gì?
Biến tần máy nén khí là thiết bị kiểm soát, điều chỉnh tốc độ vận hành của động cơ thông qua việc thay đổi tần số dòng điện cung cấp.
Từ đó, giúp chuẩn hóa công suất và tốc độ hoạt động của máy trong từng trường hợp cụ thể.
Khi có sự góp mặt của biến tần, máy nén khí sẽ tiêu thụ điện ít hơn, vận hành ổn định hơn.
Đặc biệt, tuổi thọ thiết bị cũng tăng gấp bội so với trường hợp không sử dụng biến tần.
2. Nguyên lý hoạt động của biến tần máy nén khí
Biến tần hoạt động theo cơ chế điều chỉnh tần số điện áp đầu vào (cung cấp cho động cơ). Từ đó, làm thay đổi tốc độ motor theo hướng đồng bộ hoặc không đồng bộ.
Khi nhu cầu dùng khí tăng, biến tần sẽ tăng tốc độ và công suất vận hành của động cơ để đáp ứng kịp thời. Khi nhu cầu dùng khí giảm, biến tần giảm tốc độ vận hành của motor để tối ưu phí điện năng
Các phương pháp thay đổi tốc độ động cơ được sử dụng phổ biến bao gồm: Thay đổi tần số dòng điện, thay đổi hệ số trượt và thay đổi số cực động cơ.
Biến tần tối ưu hiệu quả tiết kiệm điện dựa trên công thức đặc biệt sau: P = K * Q * H. Trong đó:
- P là công suất
- Q là lưu lượng
- H là áp suất
- K là hệ số phụ thuộc vào hiệu suất.
Khi motor giảm tốc độ quay thì lưu lượng (Q) và áp suất (H) đều giảm. Do đó, mức tiêu thụ điện (P) cũng được kiểm soát xuống mức tối thiểu.
3. Lợi ích khi sử dụng biến tần cho máy nén khí
- Tiết kiệm điện năng đến 30–40%
Khi sử dụng biến tần, máy nén khí sẽ tự động điều chỉnh hoạt động của động cơ theo nhu cầu thực tế.
Không vận hành với công suất cực đại trong suốt thời gian cắm máy.
- Giảm hao mòn cơ học, kéo dài tuổi thọ động cơ.
Khi motor vận hành với cường độ cao, công suất lớn trong thời gian kéo dài, hiện tượng nóng máy là điều khó tránh khỏi.
Nếu dùng thêm biến tần cho máy nén khí, motor chỉ hoạt động hết công suất ở 1 vài thời điểm.
Trong giai đoạn ổn định, động cơ vận hành với cường độ vừa phải, tốc độ trung bình. Nguy cơ nứt hỏng, bào mòn linh kiện do ma sát mạnh sẽ được loại trừ.
- Hạn chế dòng khởi động lớn, tăng độ ổn định hệ thống điện.
Trong giai đoạn khởi động, Máy nén khí thường vận hành với công suất tối đa (mức tiêu thụ điện lớn nhất).
Điều này có thể gây ảnh hưởng tiêu cực đến các thiết bị bảo vệ mạch, dẫn đến tình trạng sụt áp khi phân phối khí nén cho nơi tiêu thụ.
Khi tích hợp thêm biến tần, dòng khởi động lớn sẽ được hạn chế xuống mức thấp nhất. Từ đó giúp gia tăng độ ổn định trong toàn bộ hệ thống.
- Giảm tiếng ồn khi hoạt động ở tải thấp.
Khi hoạt động ở tải thấp, biến tần làm giảm tốc độ quay của động cơ. Vậy nên, máy vận hành êm hơn, không kêu to, không bị rung giật khi hoạt động.
Độ ồn thấp giúp giá tăng tính ứng dụng của máy nén khí. Cho phép thiết bị tiếp cận với nhiều môi trường làm việc khác nhau.
- Tối ưu vận hành theo nhu cầu khí nén thực tế.
Biến tần có thể điều chỉnh công suất hoạt động của máy theo cả 2 chiều (tăng lên hoặc giảm xuống).
Tùy vào nhu cầu sử dụng khí nén ít hay nhiều, nhanh hay chậm mà bạn thay đổi tốc độ làm việc của motor (thông qua biến tần).
4. Nhược điểm khi lắp biến tần cho máy nén khí
- Hạn chế trong môi trường bụi bẩn, ẩm ướt
Biến tần có độ linh hoạt cao nhưng nhạy cảm trước các yếu tố gây hại: hơi ẩm, bụi bẩn, hóa chất.
Trong môi trường bất lợi, chức năng của biến tần sẽ bị ảnh hưởng. Khi đó, thiết bị sẽ phản ứng chậm, vận hành kém chính xác.
- Xử lý sự cố đòi hỏi kỹ thuật chuyên sâu
Thiết bị có thiết kế tương đối phức tạp, khi có sự cố phát sinh, người dùng không thể tự tay can thiệp. Trong trường hợp này, cần liên hệ với chuyên gia để xử lý tận gốc lỗi kỹ thuật của biến tần.
- Giá thành cao hơn máy thường
Máy nén khí có biến tần luôn có giá cao hơn máy nén khí thông thường ít nhất 20%. Điều này có thể làm gia tăng khoảng cách giữa sản phẩm với người tiêu dùng. Đặc biệt là với những khách hàng có tài chính hạn hẹp.
5. Các loại máy nén khí phù hợp lắp biến tần
Máy nén khí trục vít có mô men khởi động lớn, phù hợp để lắp biến tần. Đặc biệt, thiết kế máy còn dễ lắp thêm linh kiện này.
Khi dùng thêm biến tần, thiết bị vận hành êm hơn, tiết kiệm 25-40% điện năng so với trạng thái ban đầu.
- Máy nén khí piston
Máy nén khí piston cũng có dòng khởi động và mô men lớn. Bạn cần chọn biến tần có công suất khỏe để kiểm soát tốt tốc độ động cơ.
Sự có mặt của biến tần giúp máy kiểm soát tốt tần suất khởi động. Gia tăng tuổi thọ của piston và tiết kiệm 10-20% phí điện năng.
- Máy nén khí ly tâm
Biến tần điều chỉnh tốc độ quay của cánh quạt ly tâm cực tốt. Giúp phòng ngừa hiện tượng surge (dao động áp suất ở mức độ nguy hiểm).
Hoạt động của linh kiện này còn giúp nâng cao hiệu suất làm việc của máy ở các mức tải khác nhau.
6. Nguyên lý tiết kiệm điện của biến tần khi dùng cho máy nén khí
Biến tần tối ưu mức tiêu thụ điện của máy nén khí thông qua cách thức can thiệp cơ bản sau.
6.1 Cách 1: Giảm dòng khởi động và tiết kiệm điện ở chế độ không tải
Máy nén khí truyền thống thường có mô-men xoắn khởi động lớn. Dẫn đến việc động cơ tiêu thụ lượng điện cao gấp 4–5 lần so với dòng điện định mức trong giai đoạn khởi động.
Ở máy nén khí có biến tần, tốc độ động cơ không tăng đột ngột mà thay đổi từ từ. Nhờ vậy, dòng khởi động chỉ cao hơn dòng định mức khoảng 1,5 lần. Giúp tiết kiệm 10-15% lượng điện năng sử dụng.
Ngoài ra, biến tần còn có khả năng tiết kiệm điện hiệu quả ở chế độ không tải.
Thay vì tắt máy hẳn và phải khởi động lại, biến tần giảm tốc độ motor xuống mức thấp nhất để duy trì áp suất khí nén.
Khi làm theo cách này, máy nén khí sẽ tiết kiệm được 20-30% so cách vận hành truyền thống.
6.2 Cách 2: Điều chỉnh lưu lượng khí theo nhu cầu bằng cách thay đổi tốc độ động cơ
Biến tần sẽ điều chỉnh tốc độ của motor sao cho lưu lượng khí sinh ra vừa bằng nhu cầu sử dụng để tránh lãng phí điện.
Nếu chỉ dùng đến 40% lưu lượng, động cơ chỉ cần chạy với tốc độ 40-50% (so với mức cực đại). Như vậy, bạn sẽ tiết kiệm được 50% lượng điện năng tiêu thụ.
7. Lưu ý khi lựa chọn và lắp đặt biến tần cho máy nén khí
- Chọn loại biến tần có công suất lớn hơn 10-15% công suất định mức của máy nén khí để phòng chống nguy cơ quá tải.
- Luôn chọn hàng chính hãng, đã được cơ quan quản lý thị trường kiểm duyệt, cấp phép lưu hành.
- Kiểm tra hàng kỹ, đặc biệt là thông số kỹ thuật, các giấy tờ hợp pháp, kết cấu chi tiết của biến tần.
- Lắp đặt linh kiện đúng cách, tuân thủ tốt khuyến cáo của nhà sản xuất. Chú ý, không phải dòng máy nén khí nào cũng có thể tích hợp thêm biến tần. Hãy tìm hiểu kỹ về thiết bị hiện có xem việc làm này có khả thi hay không.
- Bảo trì biến tần định kỳ (theo lịch bảo trì của máy nén khí). Nếu có hư hỏng cần sửa hoặc thay mới ngay.
8. Top biến tần phù hợp nhất cho máy nén khí hiện nay
8.1 Hãng INVT
INVT là thương hiệu chuyên sản xuất, phân phối biến tần và các thiết bị điều khiển. Công ty thành lập cách đây hơn 20 năm, trụ sở đặt tại Thâm Quyến (Trung Quốc).
INVT sản xuất nhiều loại biến tần chuyên dụng, mỗi loại tương thích với 1 thiết bị điện công nghiệp. Trong đó, GD300-01 là mã biến tần cao cấp được thiết kế riêng cho máy nén khí.
Dòng sản phẩm này có dải công suất siêu rộng, biến thiên từ 18,5 - 315kW. Thiết bị chạy bình ổn, có độ nhạy cao và không kén môi trường làm việc.
Đặc biệt, GD300-01 có thể dùng cho cả động cơ đồng bộ và không đồng bộ. Điều khiển tốc độ chính xác tuyệt đối (sai số dưới 0,2%). Không chỉ vậy, thiết bị còn có độ an toàn đạt chuẩn (EN 61800-5-1:2007; 2004/108/EC)
8.2 Hãng SIEMENS
Siemens là tập đoàn kinh doanh thiết bị điện đến từ Đức. Thương hiệu chuyên cung cấp các giải pháp về cơ sở hạ tầng, truyền tải điện, tự động hóa,...
Trong đó, biến tần là dòng sản phẩm có sức tiêu thụ lớn nhất. Mang đến 40% doanh thu cho brand đình đám này.
Biến tần của Siemens có chủng loại đa dạng: G120C, G120, V20, G150, S120,... Sản phẩm tích hợp nhiều tính năng thông minh, giảm rung ồn tốt, gia tăng tuổi thọ của động cơ điện.
Thiết bị còn có hướng dẫn sử dụng siêu chi tiết, bảo hành dài hạn nên được khách hàng Việt ưu ái.
Bài viết đã phân tích mọi nội dung quan trọng liên quan đến Biến tần máy nén khí. Nếu muốn tìm hiểu thêm những thông tin khác của sản phẩm này, bạn hãy liên hệ với Tổng kho Yên Phát nhé!
Hỏi Đáp