Các ứng dụng tốt nhất khi sử dụng biến tần (VFD)

Các ứng dụng tốt nhất khi sử dụng biến tần (VFD)

Động cơ sử dụng nhiều nhất trong hệ thống HVAC là động cơ cảm ứng ba pha, mặc dù một số ứng dụng nhỏ hơn có thể sử dụng động cơ cảm ứng một pha.

VFD có thể được áp dụng cho cả hai.

Mặc dù các bộ biến tần (VFD) có thể được sử dụng với một loạt các ứng dụng, những cái mà sẽ mang lại những lợi ích quan trọng nhất là những thiết bị đòi hỏi hoạt động ở tốc độ khác nhau.

“Ví dụ, tốc độ dòng chảy tạo ra bởi các máy bơm phục vụ xây dựng các hệ thống HVAC bằng cách sử dụng VFD để thay đổi tốc độ động cơ, từ đó thay đổi dòng chảy.”

Tương tự như vậy, trong các hệ thống đòi hỏi áp lực nước liên tục được duy trì bất kể tốc độ dòng chảy như thế nào, chẳng hạn như trong các hệ thống nước nóng, một VFD được điều khiển bởi một cảm biến áp suất có thể duy trì áp lực trên đường ống.

Phần lớn các hệ thống HVAC trung tâm thương mại và công nghiệp sử dụng các hệ thống quạt thay đổi dung tích để phân phối không khí lạnh. Hầu hết được điều khiển bởi một hệ thống cánh van đầu vào trong hệ thống quạt để thay đổi lưu lượng không khí lạnh.

Khi tải trên hệ thống giảm đi, các van cánh gió đóng lại làm tăng áp suất tĩnh trong hệ thống. Bộ điều khiển của quạt cảm nhận được sự gia tăng này và đóng van xuống. Trong khi sử dụng loại hệ thống kiểm soát này sẽ làm giảm yêu cầu về năng lượng của hệ thống quạt, nó không hiệu quả hoặc chính xác như hệ thống dựa trên biến tần.

Một ứng dụng khác cho việc sử dụng VFD là một hệ thống lưu chuyển chất làm lạnh. Các hệ thống chất làm lạnh kết nối với một hoặc nhiều máy nén với hệ thống cung cấp chất làm lạnh chung với nhiều dàn lạnh. Bằng cách vận chuyển chất làm lạnh thay vì sử dụng ống dẫn khí, yêu cầu về năng lượng phân phối sẽ giảm đáng kể.

Vì tải trên máy nén thay đổi liên tục dựa trên nhu cầu từ dàn lạnh nên một VFD có thể được sử dụng để điều khiển tốc độ vận hành của máy nén để phù hợp với tải, giảm nhu cầu năng lượng theo các điều kiện một phần của phụ tải.

Các ứng dụng VFD bổ sung

Mặc dù lợi ích chính của cả hai ứng dụng VFD này là tiết kiệm năng lượng, nhưng VFD rất phù hợp để sử dụng trong các ứng dụng khác mà bảo tồn năng lượng có tầm quan trọng thứ yếu. Ví dụ, VFDs có thể cung cấp tốc độ chính xác hoặc điều khiển mô-men xoắn trong một số ứng dụng thương mại.

Một số ứng dụng chuyên dụng sử dụng quạt hoặc bơm đôi. VFDs với điều khiển tốc độ chính xác, có thể đảm bảo rằng hai thiết bị được vận hành ở tốc độ mong muốn và không tác động qua lại lẫn nhau hoặc có một thiết bị mang tải nhiều hơn mức thiết kế của nó.

Hiện nay, các thiết bị có sẵn với điện áp và dòng điện định mức có thể phù hợp với đa số động cơ cảm ứng ba pha trong các tòa nhà cao tầng với công suất 500 mã lực hoặc cao hơn, các nhà sản xuất đã lắp đặt chúng trên các thiết bị làm lạnh ly tâm công suất lớn có thể tiết kiệm năng lượng rất lớn.

Một trong những thay đổi quan trọng nhất gần đây là sự công nhận rộng rãi về tiết kiệm năng lượng và các lợi ích bảo trì của biến tần, các nhà sản xuất đã tích hợp điều khiển VFD như một phần của hệ thống trong một số ứng dụng. Ví dụ, các nhà sản xuất máy làm lạnh ly tâm (chiller) cung cấp điều khiển VFD như là một lựa chọn cho một số cấu hình của họ.

Một vài cảnh báo

Khi đánh giá việc lắp đặt biến tần, phải xem xét một số yếu tố liên quan đến các chi tiết cụ thể của ứng dụng. Ví dụ, hầu hết các VFD phát ra một loạt các xung trong quá trình hoạt động.

Các xung này có thể được phản xạ trở lại từ các đầu cực động cơ vào cáp kết nối VFD với động cơ.

Trong các ứng dụng, khi chiều dài cáp giữa động cơ và VFD lớn, những xung phản xạ này có thể tạo ra điện áp vượt quá điện áp định mức gây ra các áp lực cho cáp và cuộn dây của động cơ và có thể dẫn đến đánh thủng cách điện của cuộn dây.

Mặc dù hiệu ứng này không có ý nghĩa gì đối với các động cơ hoạt động ở điện áp 230V hoặc thấp hơn, nhưng nó là mối quan tâm đối với những động cơ hoạt động ở mức 480V trở lên.

Đối với những ứng dụng này, giảm thiểu khoảng cách giữa VFD và động cơ, nên sử dụng cáp được thiết kế đặc biệt để sử dụng với VFD và xem xét lắp đặt một bộ lọc được thiết kế đặc biệt để giảm tác động của các xung phản xạ.

Một yếu tố khác cần xem xét là ảnh hưởng mà VFD có thể có đối với vòng bi của động cơ. Các xung được phát ra bởi VFD có thể tạo ra một sự chênh lệch điện áp giữa trục động cơ và vỏ của nó. Nếu điện áp này đủ lớn nó có thể tạo ra các tia lửa trong vòng bi làm xói mòn bề mặt của chúng.

Điều kiện này cũng có thể tránh được bằng cách sử dụng cáp được thiết kế đặc biệt để sử dụng với VFD

Nguồn: Electrical Engineering Portal

Cảm ơn bạn đã đọc bài viết này, nếu thấy bài viết có ích giúp Namchip chia sẻ nó ngay bạn nhé. Hoặc bạn có thể để lại comment ở dưới. Namchip rất muốn nhận thêm chia sẻ và góp ý từ bạn!

Next So sánh giữa máy cắt chân không và máy cắt SF6

Tác giả

Namchip
Namchip 14 posts

Electrical engineer and founder of VNEEP. I'm specialized for design of low voltage switchboard and motor control center (MCC) in power substations, buildings and industry facilities.

Xem những bài khác →

Bài viết bạn sẽ thích

Bài viết 0 Bình luận

Sóng hài là gì – Harmonic Distortion

Sóng hài là do các thiết bị phi tuyến trong hệ thống điện. Một thiết bị phi tuyến là một thiết bị mà trong đó dòng điện không tuyến tính

Bài viết 2 Comments

Ý nghĩa của phân tầng Circuit Breaker trong thiết kế

Đặt vấn đề Trong thiết kế tủ điện hiện nay, các đơn vị tư vấn sau khi tính toán dòng ngắn mạch của thanh cái chính xong thông thường vẫn

Bài viết 0 Bình luận

So sánh giữa máy cắt chân không và máy cắt SF6

Hệ thống phân phối điện trung thế Trong thế kỷ 20 máy cắt kiểu dập hồ quang bằng dầu đã được sử dụng với số lượng lớn cho hệ thống

0 Bình luận

Chưa có bình luận!

Hãy là người đầu tiên để lại bình luận cho bài viết này!