Điểm khác nhau giữa biến tần và khởi động mềm là một câu hỏi quan trọng khi lựa chọn thiết bị điều khiển động cơ công nghiệp. Bài viết này sẽ giúp bạn xác định thiết bị phù hợp với nhu cầu của mình, đồng thời phân tích các ứng dụng thực tế để làm rõ sự khác biệt giữa biến tần và khởi động mềm.

Điểm Giống Nhau Của Biến Tần Và Khởi Động Mềm Là Gì?

Các thiết bị này tương tự nhau ở chỗ chúng đều kiểm soát việc khởi động và dừng của các động cơ công nghiệp, nhưng lại có những đặc điểm khác nhau mà chúng ta sẽ xác định trong bài viết này.

Điểm Khác Nhau Giữa Biến Tần Và Khởi Động Mềm:

Khởi động mềm thường được sử dụng trong các ứng dụng có dòng khởi động lớn có thể gây hư hại cho động cơ, trong khi biến tần có khả năng điều khiển và thay đổi tốc độ của động cơ.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét:

– Nguyên lý hoạt động bên trong của các thiết bị này

– Cách xác định thiết bị bạn có thể cần

– Xem xét một số ứng dụng để hiểu rõ hơn sự khác biệt của chúng

Hãy cùng bắt đầu với nguyên lý hoạt động bên trong của hai thiết bị này.

Nguyên Lý Hoạt Động Bên Trong

Nguyên Lý Hoạt Động Bên Trong Của Khởi Động Mềm

Một khởi động mềm 3 pha điển hình sử dụng 6 Thyristor hoặc SCR (Silicon Controlled Rectifiers), được bố trí theo cấu hình chống song song để khởi động động cơ điện một cách êm ái.

Thyristor bao gồm 3 phần:

– Cổng logic

– Cực âm (Cathode)

– Cực dương (Anode)

Khi một xung điện nội bộ được áp dụng vào cổng, nó cho phép dòng điện chạy từ cực dương đến cực âm, sau đó chuyển dòng điện qua động cơ.

Khi không có xung điện áp dụng vào cổng, SCR (Thyristor) sẽ ở trạng thái TẮT và do đó hạn chế dòng điện đến động cơ.

Những xung điện này giới hạn điện áp áp dụng vào động cơ, làm giảm dòng điện khởi động.

Xung điện được gửi đi dựa trên thời gian tăng tốc, do đó dòng điện sẽ được áp dụng từ từ vào động cơ. Động cơ, khi được gắn vào khởi động mềm, sẽ khởi động với một dòng điện êm ái và đạt đến tốc độ tối đa được cài đặt trước.

Động cơ sẽ duy trì tốc độ đó cho đến khi chúng ta dừng động cơ, và khởi động mềm sẽ giảm tốc độ động cơ theo cách tương tự như khi tăng tốc.

Nguyên Lý Hoạt Động Bên Trong Của Biến Tần

Biến tần có ba thành phần chính:

– Bộ chỉnh lưu (Rectifier)

– Bộ lọc (Filter)

– Bộ nghịch lưu (Inverter)

Bộ chỉnh lưu hoạt động giống như các Diode, lấy điện áp AC đầu vào và chuyển đổi thành điện áp DC.

Tiếp theo, bộ lọc sử dụng các Tụ điện để làm sạch điện áp DC, tạo ra một nguồn điện mượt mà hơn.

Cuối cùng, bộ nghịch lưu sử dụng các transistor để chuyển đổi điện áp DC và gửi đến động cơ một tần số đo bằng Hertz. Tần số này điều khiển động cơ ở một tốc độ vòng quay cụ thể (RPM).

Chúng ta có thể cài đặt thời gian tăng tốc và giảm tốc giống như trong khởi động mềm.

Chọn Biến Tần Hay Khởi Động Mềm? Thiết Bị Nào Phù Hợp Cho Ứng Dụng Của Bạn?

Dựa trên những gì chúng ta vừa thảo luận, có thể thấy rằng biến tần về cơ bản là một khởi động mềm có khả năng điều khiển tốc độ. Vậy làm sao để biết thiết bị nào cần cho ứng dụng của bạn?

Quyết định chọn thiết bị nào dựa vào mức độ kiểm soát mà ứng dụng của bạn yêu cầu. Cũng có một số yếu tố khác cần xem xét trong quyết định này.

Kiểm Soát Tốc Độ

   Nếu ứng dụng của bạn yêu cầu dòng khởi động lớn nhưng không cần kiểm soát tốc độ, thì khởi động mềm là lựa chọn tốt nhất.

   Nếu cần kiểm soát tốc độ, thì biến tần là điều bắt buộc.

Giá Thành

   Giá cả có thể là một yếu tố quyết định trong nhiều ứng dụng thực tế. Vì khởi động mềm có ít tính năng kiểm soát hơn nên giá thành sẽ thấp hơn so với biến tần.

Kích Thước

   Cuối cùng, nếu kích thước thiết bị là yếu tố quyết định, khởi động mềm thường nhỏ hơn hầu hết các loại biến tần.

Ví Dụ Ứng Dụng Thực Tế Của Biến Tần Và Khởi Động Mềm

Nhà Máy Xử Lý Nước

Ứng dụng đầu tiên sẽ là một bơm nước thải. Một nhà máy xử lý nước thường có dòng chảy liên tục của nước vào nhà máy. Giả sử nhu cầu nước thải ra khỏi nhà máy không đổi so với nguồn cung cấp vào nhà máy.

Thiết bị nào sẽ là lựa chọn tốt nhất?

Đúng vậy! Khởi động mềm sẽ là một lựa chọn tuyệt vời vì trong ứng dụng này, khi khởi động bơm nước, sẽ có một dòng khởi động lớn trên động cơ của chúng ta mà khởi động mềm có thể xử lý và dần dần tăng tốc bơm.

Vì nhu cầu nước thải ra khỏi nhà máy giống với nguồn cung cấp vào nhà máy, tốc độ bơm của chúng sẽ không thay đổi.

Tuy nhiên, nếu nhu cầu nước thải ra khỏi nhà máy tăng lên hoặc giảm xuống, chúng ta sẽ cần thay đổi tốc độ bơm, làm cho biến tần trở thành lựa chọn tốt hơn cho ứng dụng này.

Hệ Thống Quạt Làm Mát

Ứng dụng tiếp theo chúng ta sẽ xem xét là một quạt làm mát.

Trong kịch bản này, quạt làm mát sẽ bật khi nhiệt độ không khí trong nhà máy đạt đến một ngưỡng nhiệt độ cao.

Khi đạt đến ngưỡng đó, quạt làm mát sẽ giảm tốc độ để duy trì nhiệt độ không khí, trừ khi nhiệt độ giảm xuống dưới ngưỡng nhiệt độ thấp, khi đó quạt sẽ tắt.

Tuy nhiên, nếu nhiệt độ tiếp tục tăng và vượt qua ngưỡng nhiệt độ cao, quạt sẽ cần chạy nhanh hơn.

Thiết bị nào sẽ hoạt động tốt nhất trong tình huống này?

Đúng vậy! Biến tần sẽ tốt hơn khởi động mềm vì tốc độ của quạt cần thay đổi.

Nếu kịch bản của chúng ta chỉ là bật hoặc tắt quạt dựa trên nhiệt độ mà không thay đổi tốc độ, thì khởi động mềm sẽ là lựa chọn tốt hơn.

Kết Luận

Kết luận, biến tần và khởi động mềm có thể thực hiện các chức năng tương tự khi nói đến việc tăng tốc hoặc giảm tốc động cơ.

Sự khác biệt chính giữa hai thiết bị này là biến tần có thể thay đổi tốc độ động cơ trong khi khởi động mềm chỉ kiểm soát việc khởi động và dừng của động cơ đó.

Khi đối mặt với một ứng dụng, giá cả và kích thước là yếu tố có lợi cho khởi động mềm. Biến tần là lựa chọn tốt hơn nếu cần kiểm soát tốc độ.

Một điều bạn cần biết, nếu một ứng dụng hiện tại có khởi động mềm và sau này xác định rằng cần kiểm soát tốc độ, biến tần có thể dễ dàng thay thế khởi động mềm. Ngược lại, khởi động mềm cũng có thể thay thế biến tần.