Lựa Chọn Biến Tần Cho Ứng Dụng Thực Tế
Tùy vào mục đích sử dụng, số tiền của chủ đầu tư, mức độ yêu cầu của điều khiển mà ta lựa chọn cho phù hợp. Nếu bạn là người thiết kế thì điều đầu tiên là phải thỏa mãn yêu cầu của chủ đầu tư (khách hàng là thượng đế), phải nắm rõ những yêu cầu công việc mà chủ đầu tư cần và số tiền mà chủ đầu tư bỏ ra cho hệ thống mà quyết định cho phù hợp.
Khi đã có hội đủ các yếu tố trên thì chọn biến tần dựa vào:
Mục đích, yêu cầu công việc: ở đây cần nắm thật kỹ kỹ thuật điều khiển tức là đầu ra của hệ thống. Một hệ thống không yêu cầu gắt gao về độ chính xác, moment tải thì chỉ cần chọn những biến tần rẻ tiền một chút, ít chức năng cao cấp và lấy công suất động cơ là mức minimum rồi nhân với phết phẩy thế nào đó cho phù hợp là được. Ở đây không cần một con số cụ thể vì bạn có thể sử dụng biến tần 2,5 hoặc 3,7KW để điều khiển một động cơ 2,2kW không sao cả. Nên nhớ rằng biến tần đắt ở phần mềm còn lệch nhau vài KW công suất tức là cùng trong một frame thì giá cả chênh lệch không là bao cả. Có chăng là do người bán nâng lên mà thôi. Nên chọn dư công suất một chút để có thể linh hoạt trong sử dụng.
Nếu yêu cầu công việc đòi hỏi một số tính năng cao cấp chẳng hạn tốc độ, moment tải không đổi trong dây chuyền cán hay xi mạ thép... thì phải căn cứ vào tải đáp ứng để lựa chọn. Có trường hợp phải chọn công suất của biến tần vượt 1,5 lần công suất động cơ và động cơ này cũng phải là loại đặc biệt "Vector motor". Đặc biệt trong những dây chuyền loại 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 PLC, HMI xuống biến tần thì phải nghĩ đến các option board điều khiển chúng. Điều này một số kỹ sư thiếu kinh nghiệm sẽ dễ bị mắc lừa ở chỗ 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 hãy nghĩ đến các gói phần mềm hỗ trợ để lập trình chẳng hạn trong Siemens Step software gọi là các GSD file. Nếu một biến tần mà không hỗ trợ những file này thì thật là khổ sở cho ai muốn lập trình và điều khiển chúng. Trong một mạng thì nên thống nhất một kiểu điều khiển, một chuẩn giao thức mà thôi, không nên có nhiều chuẩn, nhiều giao thức sẽ phức tạp và gây nhiều lỗi không kiểm soát.
Giả sử ta có một bài toán đơn giản thế này, Một xí nghiệp nọ tiêu thụ khoảng 50.000m3 nước một ngày, họ xây một cái bể chứa nước bơm vào và cấp đi cho các phân xưởng. Bể có các mức báo L, H với cơ chế đến mức L thì bơm cấp vào hoạt động và đến mức H thì ngừng bơm. Như vậy có bạn sẽ nói lượng nước tiêu thụ rất lớn nên dùng biến tần để tiết kiệm điện. Điều này có đúng chăng? Không đúng. Với cơ chế hoạt động như thế này mà sử dụng biến tần thì quả là tệ hại, và tốt nhất là dùng bơm chạy trực tiếp là xong. Bây giờ giả sử trong đó có một phân xưởng họ yêu cầu nước cấp vào với một áp lực không được nhỏ hơn 3 bar và không lớn hơn 4 bar, đường ống cấp nước làm bằng nhựa. Như vậy ta sẽ phân tích bài toán như sau:
- Áp lực nước phải ổn định trong 3-4bar, một khoảng giao động rất lớn.
- Đường ống bằng nhựa nên nếu áp lực thay đổi đột ngột và liên tục thì sẽ làm hỏng đường nước.
- Công suất tải sẽ thay đổi rất mạnh nếu có nhiều vòi mở cùng lúc.
- ...
Do vậy chỉ có sử dụng biến tần là thích hợp nhất, vấn đề là chọn biến tần thế nào? Tất nhiên là loại rẻ tiền thôi vì bài toán rất đơn giản, áp lực duy trì ổn định trong khoảng dao động lớn, đường ống sẽ bị bể nếu có sự thay đổi của các xung lực nước lớn và liên tục. Biến tần sẽ giúp duy trì áp suất trong đường ống và một bộ cảm biến về áp lực sẽ control biến tần chạy phù hợp với yêu cầu. Khi cần thiết tải tăng đột ngột thì có thể thiết kế thêm một cấp biến tần nữa để chạy bổ sung để kịp bù vào lượng thiếu hụt là xong.
Tóm lại: ta có những nguyên tắc chọn biến tần như sau:
- Dựa vào túi tiền của nhà đầu tư. Nếu số tiền dư dả thì nên chọn biến tần của các hãng có tiếng và đảm bảo các yêu cầu về bảo hành, chăm sóc hỗ trợ khách hàng tốt.
- Chọn theo thông số kỹ thuật mà nhà đầu tư yêu cầu.
- Chọn theo phương thức, kỹ thuật điều khiển để đáp ứng các yêu cầu đặt ra.
- Sự thuận tiện nhất cho bạn khi lập trình điều khiển.
Công suất biến tần nên cao hơn công suất động cơ để phòng khi dư 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.
(Theo: automationvietnam)
