Dự án lắp biến tần Kaman cho máy nén khí trục vít

Trong nhà máy, máy nén khí trục vít cung cấp khí nén cho van điều khiển, xy lanh, máy đóng gói và nhiều thiết bị sản xuất. Hệ thống phải duy trì áp suất ổn định, trong khi nhu cầu khí thường thay đổi theo từng thời điểm. Nếu động cơ luôn chạy ở tốc độ cố định, máy có thể chuyển tải và không tải nhiều lần, tiêu thụ điện khi nhu cầu thấp và tạo dòng lớn lúc khởi động.

Điều này ảnh hưởng đến nguồn điện, cụm truyền động và độ ổn định của hệ thống khí nén. Với máy nén trục vít, lưu lượng khí thay đổi theo tốc độ cụm nén, nên điều khiển tốc độ là phương án phù hợp khi tải biến động. Tự Động Hóa Toàn Cầu triển khai dự án lắp biến tần Kaman cho máy nén khí trục vít nhằm kiểm soát khởi động và điều chỉnh tốc độ động cơ theo nhu cầu.

I. Vấn đề đặt ra đối với máy nén khí trục vít

Máy nén khí trục vít là thiết bị tạo khí nén bằng cách sử dụng hai trục vít quay ngược chiều để hút, nén và đẩy không khí ra ngoài. Nhờ khả năng làm việc liên tục, lưu lượng khí ổn định và độ rung thấp, loại máy này được sử dụng phổ biến trong các nhà máy, dây chuyền sản xuất và hệ thống điều khiển khí nén. 

Thiết bị này thuộc nhóm tải có mô-men tương đối ổn định. Với hệ thống chạy tốc độ cố định, lưu lượng được điều chỉnh chủ yếu bằng chế độ tải/không tải, van hút hoặc dừng/khởi động. Khi nhu cầu khí thay đổi liên tục, máy có thể chạy non tải trong thời gian dài nhưng động cơ và các cơ cấu vẫn hoạt động. Máy cũng không nên vận hành tùy ý ở tốc độ quá thấp vì có thể ảnh hưởng đến bôi trơn, nhiệt độ và hiệu suất đầu nén.

• Dòng khởi động cao: Khởi động trực tiếp có thể gây sụt áp và tăng áp lực lên contactor, aptomat, dây dẫn.
• Áp suất dao động: Chu kỳ tải và không tải liên tục làm áp suất thay đổi, ảnh hưởng đến thiết bị sử dụng khí.
• Chạy non tải kéo dài: Động cơ vẫn duy trì tốc độ cao khi lượng khí tiêu thụ thấp, làm giảm hiệu quả sử dụng điện.
• Chuyển trạng thái đột ngột: Đóng tải, nhả tải hoặc dừng nhanh có thể gây rung và tác động lên cụm truyền động.
• Khó điều chỉnh lưu lượng: Hệ thống tốc độ cố định thiếu linh hoạt khi nhu cầu khí thay đổi theo ca sản xuất.

II. Giải pháp lắp biến tần Kaman cho máy nén khí trục vít

Biến tần Kaman được lắp vào mạch cấp nguồn cho động cơ chính và đồng bộ với bộ điều khiển hiện có. Thiết bị được lựa chọn theo công suất, dòng định mức, cấp điện áp, đặc điểm mô-men và chế độ làm việc của động cơ. Biến tần thay đổi tần số đầu ra có kiểm soát, giúp động cơ tăng tốc êm và vận hành trong dải tốc độ phù hợp.

Lệnh chạy, dừng và tốc độ được phối hợp với bộ điều khiển máy hoặc tín hiệu phản hồi áp suất theo cấu hình thực tế. Khi nhu cầu khí tăng, tốc độ được nâng lên để bổ sung lưu lượng. Khi nhu cầu giảm, tốc độ được hạ xuống nhưng vẫn giữ trên giới hạn an toàn của cụm nén. Việc cải tạo phải đồng bộ với van hút, chế độ tải/không tải, hệ thống bôi trơn, làm mát và bình tích khí.

Các dòng biến tần Kaman phù hợp cho động cơ không đồng bộ ba pha có thể sử dụng thuật toán điều khiển vector để kiểm soát tốc độ và mô-men. Chức năng thực tế được cấu hình theo đúng dòng thiết bị, mạch điện và yêu cầu của máy nén.

• Cài đặt tăng, giảm tốc: Thời gian được thiết lập phù hợp để hạn chế dòng khởi động và tránh thay đổi mô-men đột ngột.
• Giới hạn tần số: Tần số tối thiểu và tối đa được khóa theo yêu cầu của động cơ và cụm nén.
• Đồng bộ điều khiển: Lệnh chạy, dừng, tải, không tải và tốc độ được đấu nối mà không loại bỏ liên động an toàn.
• Giám sát và bảo vệ: Dòng điện, tần số, điện áp, cảnh báo và các ngưỡng bảo vệ được kiểm tra, cấu hình phù hợp.
• Cải tạo tủ điện: Thiết bị bảo vệ, dây động lực, dây điều khiển và tiếp địa được sắp xếp theo phương án mới.

Quy trình triển khai dự án

• Bước 1 – Khảo sát hiện trạng: Kỹ thuật viên kiểm tra động cơ, đầu nén, bộ điều khiển, van hút, cảm biến áp suất và phương thức khởi động.
• Bước 2 – Thu thập thông số: Dòng định mức, điện áp, tốc độ động cơ, chu kỳ tải và áp suất làm việc được đối chiếu với yêu cầu sản xuất.
• Bước 3 – Lựa chọn phương án: Biến tần được chọn theo dòng động cơ, đặc tính tải, khả năng quá tải và môi trường lắp đặt.
• Bước 4 – Lắp đặt và chạy thử: Thiết bị được đấu nối vào tủ điện, sau đó kiểm tra chiều quay, dòng điện, áp suất, phản ứng của van và giới hạn tốc độ.
• Bước 5 – Bàn giao: Người vận hành được hướng dẫn theo dõi thông số, nhận biết cảnh báo và kiểm tra hệ thống định kỳ.

III. Lợi ích sau khi ứng dụng giải pháp

Lắp biến tần Kaman cho máy nén khí trục vít giúp động cơ vận hành theo nhu cầu thay vì duy trì một tốc độ cố định. Hiệu quả thực tế phụ thuộc vào biểu đồ tải, thời gian chạy non tải, áp suất đặt, rò rỉ khí và chiến lược điều khiển toàn hệ thống.

• Hạn chế dòng khởi động: Động cơ tăng tốc theo thời gian cài đặt, góp phần giảm sụt áp và tác động lên thiết bị điện.
• Ổn định áp suất: Tốc độ được điều chỉnh theo nhu cầu, giúp giảm dao động khi lượng khí tiêu thụ thay đổi.
• Giảm tải/không tải lặp lại: Điều khiển tốc độ phù hợp có thể hạn chế số lần chuyển trạng thái khi tải biến động.
• Giảm va đập cơ khí: Tăng tốc và giảm tốc êm hơn giúp bảo vệ khớp nối, vòng bi, động cơ và đầu nén.
• Hỗ trợ giảm điện năng: Khi máy thường xuyên chạy ở tải trung bình hoặc thấp, tốc độ được giảm theo nhu cầu thực tế.
• Thuận tiện bảo trì: Thông số và cảnh báo trên biến tần hỗ trợ theo dõi tải, bảo vệ thiết bị và khoanh vùng sự cố.

IV. Vì sao khách hàng lựa chọn Tự Động Hóa Toàn Cầu?

Dự án biến tần cho máy nén khí cần đồng bộ với bộ điều khiển, van hút, cảm biến áp suất, hệ thống làm mát và các liên động bảo vệ. Vì vậy, quá trình khảo sát và cài đặt phải bám sát nguyên lý vận hành của máy.

• Khảo sát theo hiện trạng: Đánh giá máy, động cơ, nguồn điện, tủ điều khiển và nhu cầu sử dụng khí.
• Phân tích đúng tải: Xác định chu kỳ vận hành, thời gian non tải, giới hạn tốc độ và yêu cầu áp suất.
• Lựa chọn thiết bị phù hợp: Biến tần được chọn theo dòng định mức, khả năng quá tải và điều kiện lắp đặt.
• Thi công đồng bộ: Thiết kế, lắp đặt, đấu nối, cài đặt và chạy thử theo cùng một phương án kỹ thuật.
• Hỗ trợ vận hành: Đội ngũ kỹ thuật kiểm tra liên động trước bàn giao và phối hợp hiệu chỉnh khi cần.

Máy nén khí trục vít thường làm việc trong thời gian dài và phải đáp ứng nhu cầu khí thay đổi của nhiều thiết bị. Khi động cơ khởi động trực tiếp, chạy tốc độ cố định hoặc liên tục chuyển tải và không tải, hệ thống có thể phát sinh dòng khởi động cao, dao động áp suất và tổn hao vận hành. 

Giải pháp lắp biến tần Kaman cho máy nén khí trục vít giúp kiểm soát tốc độ, hỗ trợ ổn định áp suất và giảm tác động cơ khí khi được lựa chọn, cài đặt đúng với đặc điểm máy. Doanh nghiệp có nhu cầu cải tạo hệ thống khí nén có thể liên hệ Công ty Cổ phần Tự Động Hóa Toàn Cầu để được khảo sát, phân tích tải và tư vấn phương án kỹ thuật phù hợp.