So sánh khỡi động mềm với biến tần

Ngày nay biến tần và khởi động mềm đều là những thiết bị tối ưu cho khởi động động cơ một cách nhẹ nhàng và tiết kiệm điện năng . Hãy cùng Techway xem xét các ưu nhược điểm của biến tần và khởi động mềm để có được lựa chọn phù hợp nhất với điều kiện của động cơ .

Khởi động động cơ chọn biến tần hay khởi động mềm

Đặc điểm chung của khởi động mềm và biến tần là dùng điều khiển động cơ ( chủ yếu là tốc độ ) một cách mềm mại và tiết kiệm điện năng nhất từ đó làm tăng tuổi thọ động cơ và các cơ cấu cơ khí , giảm tổn thất điện năng và không ảnh hưởng chất lượng của lưới điện điều mà các phương pháp khởi động truyền thống như khởi động trực tiếp hay khởi động sao/tam giác không thể có được .

Tuy nhiên , tùy theo yêu cầu thực tế mà ta lựa chọn phương pháp khởi động động cơ dùng biến tần hoặc khởi động mềm . Sau đây , Techway xin nêu ra các ưu nhược điểm của 2 phương pháp trên :

Ưu nhược điểm của biến tần

Ưu điểm

– Cho phép mở rộng dải điều chỉnh và nâng cao tính chất động học của hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ xoay chiều. – Hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ bằng biến tần có kết cấu đơn giản , làm việc được trong nhiều môi trường khác nhau . – Khả năng điều chỉnh tốc độ động cơ dễ dàng . – Có khả năng đáp ứng cho nhiều ứng dụng khác nhau . – Các thiết bị cần thay đổi tốc độ nhiều động cơ cùng một lúc ( dệt, băng tải …). – Đầy đủ các chức năng bảo vệ động cơ : quá dòng , quá áp , mất pha , đảo pha … – Có thể kết nối mạng với hệ thống điều khiển trung tâm .

Nhược điểm

– Đòi hỏi người lắp đặt và vận hành thiết bị phải có kiến thức nhất định. – Chi phí đầu tư ban đầu cao.

Ưu nhược điểm của khởi động mềm

Ưu điểm

Khởi động và dừng động cơ nhẹ nhàng, có điều khiển. Có các chức năng bảo vệ động cơ quá tải, ngược pha, mất pha … Giá thành thấp (Thấp hơn so với biến tần)

Nhược điểm

Không điều chỉnh được tốc độ hoạt động

Như vậy, cả biến tần và khởi động mềm đều có thể thực hiện việc khởi động / dừng động cơ tốt như nhau . Chọn khởi động mềm hay biến tần tùy thuộc vào mục đích sử dụng và yêu cầu thực tế của động cơ cũng như chi phí đầu tư . Sự khác biệt cơ bản trong ứng dụng là biến tần có khả năng thay đổi tốc độ làm việc của động cơ nhưng khởi động mềm thì không thể .

Khởi động mềm tiết kiệm điện năng về mặt công nghệ , có thể dễ dàng tích hợp vào khởi động mềm chức năng dịch lui pha của sóng điện áp để tiết kiệm điện năng khi động cơ làm việc ở chế độ nhẹ tải .

Tuy nhiên , trên thực tế động cơ có thể tiêu tốn nhiều điện năng hơn khi sử dụng chức năng này . Chức năng tiết kiệm điện năng của khởi động mềm nếu có thì thực chất là nhằm vào việc cải thiện hiệu suất của động cơ .

Động cơ thường phải cần một nguồn năng lượng rất lớn để khởi động và nhanh chóng đạt được tốc độ tối đa. Khởi động mềm hay biến tần đều có thể sử dụng để làm giảm dòng và hạn chế mô-men xoắn, nhằm mục đích bảo vệ các thiết bị cơ khí và tránh sụt áp nhà máy, giúp tăng tuổi thọ của động cơ bằng cách giảm dòng khởi động của động cơ có công suất lớn, hoặc những động cơ yêu cầu khởi động và dừng đột ngột liên tục.

Vậy khi nào chúng ta nên sử dụng biến tần và khởi động mềm được sử dụng như thế nào là hợp lý nhất?

Khởi động mềm là gì? Nguyên lý hoạt động của khởi động mềm.

- Khởi động mềm là thiết bị điện được dùng để hỗ trợ cho quá trình khởi động của động cơ AC, giúp bảo vệ động cơ khỏi hư hại bởi dòng điện lớn đột ngột đi qua động cơ khi khởi động, và tránh sụt áp hệ thống lưới điện bằng cách tăng điện áp vào động cơ từ một mức điện áp lên đến mức điện áp yêu cầu (để dừng khởi động mềm thì ngược lại).

Nguyên lý hoạt động của khởi động mềm:

- Khởi động mềm được cấu tạo gồm 3 cặp thyristor (SCR) đấu song song ngược. Ở trạng thái không có điện năng, thyristor ngăn không cho dòng điện chạy qua, khi ở trạng thái mở, thyristor mở dần góc kích cho phép dòng điện chạy qua từ từ, động cơ bắt đầu hoạt động và tăng tốc dần. Điều khiển điện áp bằng cách điều khiển góc mở của van. Khi van mở hoàn toàn, điện áp sẽ đặt đến điện áp định mức và động cơ sẽ hoạt động tối đa cho phép.

- Vì mô-men của động cử tỉ lệ bình phương của điện áp, dòng điện tỉ lệ với điện áp, mô-men gia tốc và dòng điện khởi động được hạn chế thông qua điều chỉnh trị số hiệu dụng của điện áp.

- Khi động cơ đạt đến tốc độ cho phép, contactor bypass trong khởi động mềm đóng lại, hệ thống tự động bypass qua điện lưới mà không qua bộ thyristor.

Khởi động mềm được sử dụng trong các ứng dụng như:

- Khi khởi động động cơ hoặc dừng động cơ, yêu cầu phải tăng tốc động cơ hoặc tăng momen xoắn từ từ.

- Hạn chế dòng khởi động cao cho các động cơ lớn để tránh các vấn đề sụt giảm áp lưới điện hoặc hư hỏng động cơ.

- Kiểm soát tốc độ khi khởi động để tránh momen xoắn hoặc lực căng đột ngột, gây hư hỏng cho các hệ thống cơ khí như bằng tải, bánh răng, khớp nối, hệ thống dẫn động bằng dây đai.

- Ứng dụng động cơ bơm để tránh tăng áp đột ngột khi bắt đầu bơm, gây ra hiện tượng búa nước làm vỡ đường ống.

Lợi ích của khởi động mềm:

- Hỗ trợ quá trình khởi động, giảm sụt điện lưới

- Bảo vệ động cơ khỏi các sự cố quá dòng, quá áp, mất pha, lỗi pha đầu vào và đầu ra, non tải, bảo vệ ngắn mạch cho tải, bảo vệ quá tải.

- Tăng tuổi thọ động cơ và chi tiết thiết bị cơ khí.

Biến tần là gì? Khởi động bằng biến tần có tác dụng gì?

- Biến tần là thiết bị được dùng để thay đổi tần số dòng điện đặt lên cuộn dây bên trong động cơ, qua đó có thể điều khiển tốc độ của động cơ một cách vô cấp không chỉ khi khởi động động cơ mà còn trong suốt quá trình hoạt động của thiết bị.

Nguyên lý hoạt động của biến tần:

- Về nguyên lý hoạt động của biến tần cũng khá đơn giản. Trước tiên, nguồn điện AC 1 pha hoặc 3 pha được chỉnh lưu và lọc thành nguồn 1 chiều bằng phẳng bằng bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện. Nhờ vậy, hệ số công suất cosphi của biến tần có giá trị không phụ thuộc vào tải và có giá trị ít nhất là 0.96. Sau đó, điện áp một chiều này được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng thông qua hệ IGBT bằng phương pháp điều chỉnh chế độ rộng xung (PWM).

- Giá trị biên độ và tần số vô cấp có thể được thay đổi bằng hệ thống điện áp xoay chiều 3 pha ở đầu ra, từ đó tốc độ động cơ được thay đổi trong suốt quá trình hoạt động.

Lợi ích khi sử dụng biến tần:

- Giúp động cơ khởi động mượt mà hơn, giảm hao mòn cơ khí

- Thay đổi tốc độ của động cơ một các dễ dàng giúp đáp ứng các yêu cầu công nghệ của thiết bị và hệ thống khác nhau.

- Đầy đủ các chức năng bảo vệ động cơ giúp tăng tuổi thọ của động cơ lên gấp nhiều lần.

- Tiết kiệm điện năng hiệu quả, bảo vệ các thiết bị điện trong hệ thống.

- Tích hợp các chức năng điều khiển khác nhau giúp cải tiến công nghệ và tăng năng suất sản xuất.

Vậy khi nào ta nên dùng khởi động mềm và khi nào nên dùng biến tần?

- Để lựa chọn phương pháp khởi động phù hợp có hệ thống của bạn, bạn cần xác định rõ nhu cầu, mục đích sử dụng và cân đối mức đầu tư để đạt được hiệu quả tối ưu nhất.

- Dưới đây là bản so sánh giữa biến tần và khởi động mềm để khách hàng có cái nhìn tổng quan hơn trước khi đưa ra quyết định.

Biến tần

Khởi động mềm

Thay đổi tốc độ động cơ linh hoạt, đảo chiều động cơ hoặc dừng động cơ trong suốt quá trình hoạt động của thiết bị.

Chỉ có tác dụng tăng tốc hoặc giảm tốc trong quá trình khởi động và dừng động cơ để làm khởi động hoặc dùng “mềm” không thể đảo chiều động cơ.

Điều chỉnh thời gian tăng giảm tốc được linh hoạt hơn, dải điều chỉnh rộng giúp cho việc khởi động động cơ cực kỳ êm ái.

Điều chỉnh thời gian tăng, giảm tốc hẹp, khởi động nặng nề hơn, đặc biệt đối với các động cơ lớn việc khởi động trở nên khó khăn hơn.

Nhiều chức năng bảo vệ động cơ và hệ thống cơ khí hơn.

Ít chức năng bảo vệ động cơ, chỉ có các chức năng cơ bản.

Có thể khởi động nhiều lần trong ngày và trong suốt vòng đời của thiết bị mà không gây ảnh hưởng đến động cơ và hệ thống cơ khí.

Tùy công suất động cơ và tùy nhà máy mà bị giới hạn có lần khởi động.

Thay đổi tốc độ động cơ bằng tần số nên không gây ảnh hưởng nhiều đến thiết bị cơ khí.

Thay đổi tốc độ bằng điện áp nên khiến momen khởi động bị yếu đi, cần lưu ý đến tải khi lựa chọn khởi động mềm.

Có thể sử dụng để điều chỉnh tốc độ và “dừng mềm” cho nhiều động cơ.

Một khởi động mềm chỉ được sử dụng cho một động cơ duy nhất.

Kích thước lớn, chiếm nhiều không gian hơn

Nhỏ gọn hơn nếu so sánh với biến tần cùng công suất.

Giá thành cao

Giá thành thấp

- Điểm chung lớn nhất của khởi động mềm và biến tần là đều được dùng để điều khiển động cơ hoạt động một cách mềm mại và tiết kiệm điện năng, nhưng có một số lưu ý dành cho bạn là khởi động mềm chỉ được dùng để làm mềm quá trình khởi động và dừng máy. Nhưng biến tần cho phép bạn điều khiển tốc độ hoạt động của máy trong suốt quá trình.

- Tóm lại, việc lựa chọn giữa khởi động mềm hay biến tần phụ thuộc vào tính ứng dụng cụ thế của nó, chi phí đầu tư, yêu cầu của hệ thống,... bạn cần suy xét kỹ khi chọn lựa.

Tham khảo thêm bài viết:

Lập trình PLC là gì? Nguyên lý hoạt động và cấu tạo của PLC

Ứng dụng và bảng mã lỗi của biến tần Shihlin SC3

Tổng quan và ứng dụng của biến tần Shihlin SF-G

Nếu bạn vẫn đang chưa biết chọn như thế nào có thể liên hệ Bitek để được tư vấn cụ thể hơn 0938 992 337

Khi nào dùng biến tần khi nào dùng khởi động mềm?

Như vậy, đặc điểm chung của khởi động mềm và biến tần là đều được dùng để điều khiển động cơ (chủ yếu là tốc độ) một cách mềm mại và tiết kiệm năng lượng, tuy nhiên trong khi khởi động mềm chỉ sử dụng để làm “mềm” quá trình khởi động hoặc dừng máy thì biến tần cho phép điều khiển được tốc độ động cơ trong suốt quá ...

Tại sao phải sử dụng khởi động mềm?

Khởi động mềm (soft start) là khí cụ điện điện dùng để hỗ trợ quá trình khởi động động cơ không đồng bộ 3 pha công suất trung bình và lớn. Giúp bảo vệ động cơ khỏi hư hại do dòng khởi động lớn và đột ngột, và tránh sụt áp hệ thống lưới điện làm hư hại các thiết bị điện khác trên cùng lưới và ảnh hưởng về cơ khí.

Có bao nhiêu loại biến tần?

1 Các loại biến tần:.

1.1 Biến tần AC:.

1.2 Biến tần DC:.

1.3 Biến tần 1 pha:.

1.4 Biến tần 3 pha:.

1.5 Biến tần điều khiển tốc độ motor:.

1.6 Biến tần hòa lưới:.

1.7 Biến tần thang máy:.

1.8 Biến tần hạ thế:.

Biến tần trực tiếp là gì?

Biến tần trực tiếp: Đây là loại biến tần chuyên dùng cho những động cơ công suất cực kỳ lớn. Đối với biến tần trực tiếp, điện lưới xoay chiều được trực tiếp biến đổi thành điện; dòng điện xoay chiều sẽ có tần số khác để cấp cho tải (không cần qua khâu trung gian là điện một chiều).