Phân loại điện trở xả và ứng dụng điện trở xả cho biến tần trong công nghiệp

Điện trở xả cho biến tần là một thành phần quan trọng trong một số ứng dụng điều khiển của biến tần, giúp cho biến tần không báo lỗi trong quá trình biến tần hoạt động và giảm tốc. Tuy nhiên, khi nhắc đến điện trở xả cho biến tần nhiều anh em vẫn còn thắc mắc: “Điện trở xả là gì? Cấu tạo, vai trò và ứng dụng trong thực tế như thế nào?…” Với nhiều năm kinh doanh trong lĩnh vực tự động hóa, Thiên Phú Thịnh sẽ giúp anh em giải đáp được các thắc mắc các thông tin về điện trở xả. Cùng chúng tôi tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé. 

1. Điện trở xả là gì?

– Điện trở xả (hay còn gọi là điện trở thắng) là thiết bị điện được lắp thêm vào biến tần nhằm biến đổi năng lượng điện phát sinh dư thừa trong quá trình hoạt động của biến tần thành nhiệt và tản ra môi trường xung quanh thông qua mạch điều khiển xả tích hợp sẵn trong biến tần hoặc gắn rời (mạch điều khiển xả hay còn gọi là DBU – Dynamic Braking Unit –  Bộ thắng động năng

– Điện trở xả có 2 thông số kỹ thuật chính là giá trị điện trở Ohm (Ω) và giá trị công suất W

– Điện trở xả thường dùng cho các ứng dụng có quán tính tải lớn và thời gian giảm tốc ngắn như thang máy, cẩu trục, ly tâm…

2. Nguyên lý hoạt động của điện trở xả.

Nguyên lý hoạt động của điện trở xả dựa trên nguyên lý hoạt động của động cơ điện không đồng bộ 3 pha, khi động cơ được cấp điện, stator sẽ sinh ra từ trường biến đổi liên tục để làm quay rotor. Trong quá trình hoạt động và hãm tốc độ động cơ, vì đặc tính của tải mà động cơ theo quán tính lại chạy nhanh hơn so với tần số F ban đầu. 

Tốc độ lớn sinh ra từ trường lớn và sinh tiếp lượng điện cảm tương ứng vượt ngưỡng đưa ngược trở lại biến tần, lúc này điện trở xả đảm bảo rằng năng lượng điện dư thừa này được chuyển hóa thành nhiệt năng và tiêu hao trên điện trở.

3. Tại sao phải sử dụng điện trở xả cho biến tần?

Việc sử dụng điện trở xả (Braking resistor) trong hệ thống biến tần mang lại nhiều lợi ích, chủ yếu là để hấp thụ và kiểm soát năng lượng khi tải chuyển động rơi về lại hệ thống nguồn. Không phải tất cả các ứng dụng của biến tần bắt buộc phải sử dụng điện trở xả, một số ứng dụng có quán tính lớn, thời gian giảm tốc ngắn, hoặc biến tần điều khiển động cơ theo phương đứng như thang máy, nâng hạ cẩu trục,… Trong quá trình hoạt động và giảm tốc, quán tính và đặc tính tải tạo thành một lực kéo động cơ nhất định, khi đó động cơ điện sẽ sinh ra lượng điện năng dư thừa và trả ngược về biến tần,, nếu năng lượng này không được triệt tiêu thì biến tần sẽ báo lỗi dừng hoạt động. Vì vậy, bắt buộc phải lắp thêm điện trở xả cho biến tần, để triệt tiêu năng lượng điện dư thừa này.

4. Cách chọn điện trở xả cho biến tần:

Việc chọn điện trở xả phù hợp ngoài việc giúp biến tần không báo lỗi, mà còn đảm bảo các sự cố phát sinh trong quá trình hoạt động liên tục của biến tần. Dưới đây là một số phương án khi lựa chọn điện trở xả cho biến tần:

4.1 Chọn điện trở xả cho biến tần theo tài liệu hướng dẫn sử dụng của biến tần:

Mỗi một hãng biến tần khi được cung cấp ra thị trường đều có bảng hướng dẫn chọn điện trở xả trong tài liệu hướng dẫn sử dụng, người dùng biến tần có thể dựa theo bảng này để chọn điện trở xả phù hợp. 

Ví dụ: Bảng chọn điện trở xả của biến tần Simphoenix E280Bảng chọn điện trở xả của biến tần Simphoenix E280

4.2 Chọn điện trở theo công thức tính toán điện trở xả: 

Trường hợp không có tài liệu, người sử dụng có thể dựa vào các thông số kỹ thuật như công suất biến tần, công suất động cơ, điện áp đầu vào điện áp động cơ và loại tải để tính toán ra thông số điện trở tương đối.

5. Cách đấu nối điện trở xả vào biến tần:

Để đấu nối điện trở xả vào biến tần một cách chính xác và an toàn, bạn cần tuân theo hướng dẫn của nhà sản xuất của biến tần và điện trở xả cụ thể mà bạn đang sử dụng. Dưới đây là các cách để đấu nối điện trở xả vào biến tần:

• Đối với biến tần có tích hợp sẵn mạch điện khiển xả bên trong: Đấu trực tiếp 2 đầu điện trở xả vào terminal trên biến tần theo ký hiệu của nhà sản xuất. 

Ví dụ đấu điện trở xả cho biến tần Simphoenix E500 có tích hợp sẵn mạch điều khiển xả, đấu vào 2 chân PP và PB:

• Đối với biến tần không tích hợp sẵn mạch điều khiển xả: để lắp điện trở xả cho biến tần, cần lắp đặt thêm thiết bị trung gian ở giữa là bộ DBU (bộ thắng động năng)

Ví dụ:  đấu điện trở xả cho biến tần Simphoenix E280 công suất lớn hơn 22KW không tích hợp sẵn mạch điều khiển xả, bộ DBU kết nối với biến tần qua chân P+ và P-,  điện trở xả được kết nối qua chân RL1 và RL2 trên bộ DBU. 

Mua sản phẩm Bộ thắng động năng DBU tại đây: https://sieuthibientan.com.vn/sanpham/bo-thang-dong-nang-dbu/

6. Cách lắp ghép điện trở xả:

Mỗi loại biến tần và tải khác nhau, thông số điện trở xả sẽ khác nhau, tuy vậy nhà sản xuất thường chỉ sản xuất một số loại điện trở xả nhất định. Vì vậy, để có thông số điện trở xả phù hợp cho biến tần, trong nhiều trường hợp chúng ta cần lắp ghép nhiều cây điện trở xả với nhau, có 2 hình thức lắp ghép điện trở xả như bên dưới:

+ Lắp ghép song song, giá trị điện trở xả được tính theo công thức:

Ví dụ: lắp song song 2 cây điện trở 80 Ohm 2000W, thì thông số điện trở xả tổng là: 40 Ohm 4000W

+ Lắp ghép nối tiếp: giá trị điện trở xả được tính theo công thức:  

Ví dụ: lắp nối tiếp 2 cây điện trở 80 Ohm 2000W, thì thông số điện trở xả tổng là: 160 Ohm 4000W

7. Phân loại điện trở xả:

Điện trở xả cho biến tần được phân loại dựa trên vật liệu cấu thành chúng. Có 2 loại điện trở xả đang phổ biến trên thị trường hiện nay là điện trở xả sứ xanh, và điện trở xả nhôm.

7.1 Điện trở xả sứ xanh:

– Điện trở xả sứ xanh là một loại điện trở xả được sản xuất từ chất liệu sứ xanh chịu nhiệt cao, hai đầu mở rộng đấu dây được gắn cố định trên 2 đầu của ống sứ, sứ xanh không chỉ có khả năng chịu nhiệt độ lớn mà còn có tính chống ăn mòn, làm tăng độ bền và tuổi thọ của điện trở.

– Ưu điểm: của điện trở xả làm bằng sứ là chịu được điện áp cao, dãi điện trở và công suất đa dạng, giá thành cạnh tranh. Nhược điểm điện trở sứ là kích thước lớn, cồng kềnh, dễ vỡ so với điện trở nhôm

7.2 Điện trở xả nhôm:

– Điện trở xả nhôm là một loại điện trở được sản xuất từ nhôm, một kim loại nhẹ và dẻo, có khả năng tản nhiệt tốt.

– Ưu điểm: điện trở xả làm bằng nhôm là kích thước nhỏ gọn, độ bền cao. Nhược điểm của điện trở nhôm là giá thành cao, dãi điện trở và công suất ít lựa chọn hơn so với điện trở sứ. 

8. Các ứng dụng (loại tải) thường gặp phải dùng điện trở xả cho biến tần:

Điện trở xả trong hệ thống điều khiển biến tần thường được sử dụng để hấp thụ năng lượng khi tải đang chuyển động rơi về lại hệ thống nguồn. Dưới đây là các ứng dụng điện trở xả cho biến tần thường gặp trong công nghiệp: 

• Điện trở xả dùng cho cẩu trục, cẩu tháp:

Biến tần lắp đặt cho cẩu trục thường dùng cho động cơ nâng hạ, dầm biên và chạy ngang. Đặc biệt đối với động cơ nâng hạ, khi tải đi xuống, thế năng sẽ tạo một lực tác động lên động cơ, sinh ra năng lượng điện dư thừa trong quá trình này.

Tìm hiểu về biến tần cho Cẩu tháp: Thay thế biến tần cho cẩu tháp để vận hành cẩu tháp tốt nhất

• Điện trở xả dùng cho thang máy, vận thăng:

Tương tự như ứng dụng nâng hạ cẩu trục, trong quá trình đi xuống của phòng thang, motor kéo phòng thang cũng chịu một lực thế năng, sản sinh năng lượng trả về biến tần, vì vậy yêu cầu phải gắn thêm điện trở xả.

• Điện trở xả dùng cho máy ly tâm:

Máy ly tâm là ứng dụng có quán tính lớn, các loại máy ly tâm cần thời cần rút ngắn thời gian giảm tốc thì phải gắn điện trở xả cho biến tần. Một số loại máy ly tâm như: máy ly tâm vải, máy ly tâm tách bã bột mì.v.v

• Điện trở xả dùng cho máy bế hoặc các loại máy có bánh đà lớn:

Quán tính của bánh đà trong quá trình hoạt động và giảm tốc tạo ra lực tác động lên động cơ, sinh ra năng lượng điện dư thừa, vì vậy cần phải lắp điện trở xả để biến tần không báo lỗi.

• Điện trở xả dùng cho các loại máy công cụ: 

Các loại máy công cụ thường tần suất hoạt động cơ, thời gian tăng giảm tốc ngắn, một số máy chuyển đổi chiều quay liên tục nên cần dùng điện trở xả. 

9. Những lưu ý khi lắp điện trở xả cho biến tần:

Lắp đặt điện trở xả cho biến tần là một công việc quan trọng để đảm bảo hoạt động ổn định và an toàn của hệ thống điều khiển. Dưới đây là một số lưu ý khi lắp đặt điện trở xả cho biến tần:

• Cần chọn điện trở xả phù hợp theo công suất , điện áp , loại tải.
• Trong hai thông số kỹ  thuật của điện trở ohm và công suất W. Thông số điện trở ohm chỉ cần đúng tương đối, thông số công suất W thì càng lớn càng tốt (W càng lớn, giá thành điện trở sẽ cao hơn)
• Trong đó: 
  • Nếu thông số điện trở (Ohm) của điện trở xả quá thấp thì quá trình xả nhanh có thể gây hỏng cháy điện trở xả, tốc độ xả liên tục và cường độ xả lớn có thể hỏng thiết bị trong biến tần. 
  • Nếu thông số điện trở (Ohm) của điện trở xả quá cao thì quá trình xả diễn ra chậm, biến tần có thể báo lỗi quá áp.
• Kiểm tra catalogue hoặc tài liệu hướng dẫn sử dụng của biến tần đang sử dụng, xem biến tần có tích hợp sẵn mạch điều khiển xả không? Nếu biến tần không tích hợp mạch điều khiển xả, cần gắn thêm bộ DBU trung gian kết nối biến tần và điện trở xả.
• Lựa chọn đơn vị cung cấp biến tần và điện trở xả uy tín, có nhiều kinh nghiệm thực tế để tư vấn theo từng trường hợp cụ thể.

10. Kết Luận 

Điện trở xả cho biến tần là thành phần không thể thiếu đối với một số ứng dụng điều khiển sử dụng biến tần, việc lựa chọn thông số điện trở, loại điện trở, cách đấu nối điện trở phải đúng với thông số kỹ thuật yêu cầu của hệ thống điều khiển biến tần, cũng như chi phí đầu tư mong muốn. 

Công ty TNHH Tự Động Hóa Thiên Phú Thịnh với hơn 12 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực lắp đặt biến tần, sẽ giúp bạn lựa chọn điện trở xả phù hợp nhất. Liên hệ ngay: 

Xem thêm các bài viết liên quan khác tại mục >> Tin tức của Thiên Phú Thịnh:

Công ty TNHH Tự động hóa Thiên Phú Thịnh – TPT Automation

Địa chỉ: 76, Đường Khổng Tử, Khu Phố 1, Phường Hiệp Phú, Quận 9, Tp HCM, VN

Hotline: 0909 623 689

Gmail: thienphuthinh12@gmail.com

Website: https://sieuthibientan.com.vn/ https://thienphuthinh.vn/

Fanpage: https://www.facebook.com/TPTAutomation