Bộ lọc cho biến tần Schaffner – Giải pháp kiểm soát nhiễu cho hệ thống truyền động

Trong hệ thống điều khiển động cơ hiện đại, biến tần giúp kiểm soát tốc độ, mô-men và tối ưu quá trình vận hành. Tuy nhiên, quá trình đóng cắt điện tử công suất cũng có thể tạo ra nhiễu dẫn, nhiễu điện từ và những ảnh hưởng không mong muốn đến các thiết bị điện – điều khiển xung quanh. Bộ lọc cho biến tần Schaffner được phát triển để hỗ trợ xử lý những vấn đề này tại phía nguồn hoặc phía động cơ tùy theo cấu hình hệ thống.

Schaffner là thương hiệu chuyên sâu về EMC/EMI và chất lượng điện năng. Các giải pháp của hãng được ứng dụng trong biến tần, servo drive, máy công nghiệp, hệ thống HVAC, băng tải, máy CNC, dây chuyền tự động hóa và nhiều hệ thống truyền động sử dụng động cơ điện.

Biến tần không cung cấp điện cho động cơ theo phương thức giống nguồn xoay chiều thông thường. Bên trong biến tần, điện áp được chỉnh lưu và sau đó các linh kiện bán dẫn công suất thực hiện đóng cắt ở tần số cao để tạo đầu ra điều khiển động cơ.

Schaffner cung cấp những giải pháp lọc cho biến tần

Không phải mọi bộ lọc được lắp ở cùng một vị trí. Tùy vấn đề cần xử lý, thiết bị có thể được bố trí phía đầu vào nguồn hoặc đầu ra giữa biến tần và động cơ.

Bộ lọc EMC/EMI đầu vào Schaffner

Bộ lọc EMC được lắp trên đường nguồn cấp vào biến tần nhằm hạn chế nhiễu dẫn truyền giữa thiết bị điện tử công suất và lưới điện.

Đây là nhóm sản phẩm quan trọng khi thiết kế tủ điện sử dụng nhiều biến tần. Bộ lọc cần được lựa chọn theo điện áp, dòng điện, số pha, cấu hình nguồn và yêu cầu suy giảm nhiễu của hệ thống.

Schaffner phát triển nhiều dòng bộ lọc EMC từ thiết bị một pha đến các giải pháp ba pha công suất lớn, cho phép sử dụng trong nhiều cấp công suất truyền động khác nhau.

Bộ lọc đầu ra Schaffner

Ở phía đầu ra biến tần, dạng điện áp PWM có các cạnh chuyển mạch nhanh. Trong một số ứng dụng, đặc biệt khi khoảng cách từ biến tần đến động cơ lớn, cần xem xét giải pháp lọc phù hợp để cải thiện dạng tín hiệu đưa đến động cơ.

Bộ lọc đầu ra Schaffner được thiết kế cho những ứng dụng truyền động cần xử lý các ảnh hưởng phát sinh ở phía motor.

Việc lựa chọn thiết bị đầu ra không nên dựa đơn thuần vào công suất biến tần. Tần số chuyển mạch, điện áp, dòng động cơ, chiều dài cáp và đặc tính tải đều là những thông tin cần kiểm tra.

Bộ lọc du/dt Schaffner

Một trong những vấn đề ở đầu ra biến tần là tốc độ thay đổi điện áp cao. Bộ lọc du/dt được sử dụng nhằm giảm độ dốc của xung điện áp đưa đến động cơ.

Giải pháp này đáng quan tâm đối với những hệ thống có khoảng cách cáp từ biến tần đến động cơ tương đối dài hoặc động cơ có yêu cầu cụ thể về cách điện.

Bộ lọc du/dt Schaffner vì vậy thường được xem xét trong hệ thống bơm, quạt, băng tải, máy công nghiệp và những dây chuyền mà biến tần không thể bố trí ngay cạnh động cơ.

Bộ lọc sine Schaffner

Bộ lọc sine hay bộ lọc sóng sin được bố trí phía đầu ra của biến tần. Mục tiêu của thiết bị là làm cho dạng điện áp đầu ra tiến gần hơn đến dạng sóng sin so với tín hiệu PWM trực tiếp từ biến tần.

Đây là một giải pháp chuyên biệt hơn so với bộ lọc nhiễu nguồn thông thường. Bộ lọc sine Schaffner có thể được cân nhắc khi yêu cầu hệ thống liên quan đến chiều dài cáp, động cơ hoặc đặc tính điện của đầu ra biến tần.

Thông số của bộ lọc phải được đối chiếu với biến tần và động cơ trước khi lựa chọn.

Bộ lọc sóng hài Schaffner cho hệ thống truyền động

Ngoài nhiễu EMC, hệ thống sử dụng biến tần còn có thể liên quan đến vấn đề sóng hài phía lưới điện. Đây là hai vấn đề khác nhau và không nên mặc định một bộ lọc EMC có thể thay thế cho bộ lọc sóng hài.

Bộ lọc sóng hài Schaffner thuộc nhóm giải pháp chất lượng điện năng, được sử dụng trong các hệ thống cần kiểm soát mức độ méo hài phù hợp với yêu cầu thiết kế.

Đối với nhà máy sử dụng số lượng lớn biến tần công suất cao, việc đánh giá sóng hài nên được thực hiện trên toàn hệ thống điện thay vì chỉ xem xét riêng từng drive.

Vị trí lắp bộ lọc Schaffner trong hệ thống biến tần

Một hệ thống truyền động có thể hình dung theo cấu trúc:

Nguồn điện → Bộ lọc EMC Schaffner → Biến tần → Bộ lọc đầu ra Schaffner → Động cơ

Đây chỉ là cấu trúc minh họa. Không phải hệ thống nào cũng cần đồng thời tất cả các thiết bị trên.

Bộ lọc đầu vào chủ yếu liên quan đến nhiễu dẫn và yêu cầu EMC phía nguồn. Trong khi đó, bộ lọc đầu ra được lựa chọn để xử lý các vấn đề xuất hiện trên đường kết nối giữa biến tần và động cơ.

Việc xác định đúng vị trí cần xử lý giúp tránh lựa chọn sai loại bộ lọc cho biến tần Schaffner.

Ứng dụng trong tủ điện công nghiệp

Một tủ điện tự động hóa có thể chứa nhiều thiết bị nhạy với nhiễu như PLC, module analog, cảm biến, encoder, bộ điều khiển nhiệt độ và thiết bị truyền thông.

Khi biến tần công suất lớn hoạt động trong cùng hệ thống, việc thiết kế EMC không phù hợp có thể ảnh hưởng đến độ ổn định của tín hiệu điều khiển.

Ngoài sử dụng bộ lọc, kỹ thuật đi dây, nối đất, bố trí cáp động lực và cáp tín hiệu cũng rất quan trọng. Bộ lọc tốt nhưng lắp đặt không đúng hướng dẫn có thể không đạt hiệu quả mong muốn.

Bộ lọc Schaffner cho hệ thống bơm và quạt

Biến tần được sử dụng phổ biến để điều khiển bơm và quạt trong HVAC, xử lý nước, hệ thống làm mát và dây chuyền công nghiệp.

Đối với những hệ thống này, khoảng cách giữa tủ biến tần và động cơ đôi khi khá lớn. Đây là một trong những thông tin cần cung cấp khi xác định giải pháp lọc phía đầu ra.

Tải động cơ, điện áp, công suất drive và môi trường lắp đặt cũng cần được kiểm tra trước khi chọn thiết bị.

Bộ lọc Schaffner cho băng tải

Băng tải trong xi măng, khai khoáng, thép và logistics thường sử dụng biến tần để điều chỉnh tốc độ động cơ. Một dây chuyền lớn có thể có nhiều bộ truyền động hoạt động đồng thời.

Giải pháp lọc Schaffner có thể được tích hợp vào hệ thống điện nhằm hỗ trợ kiểm soát nhiễu và các vấn đề chất lượng điện theo yêu cầu của dự án.

Đặc biệt đối với băng tải dài, khoảng cách giữa biến tần và động cơ là thông số cần chú ý khi đánh giá giải pháp phía đầu ra.

Bộ lọc Schaffner cho máy móc tự động

Máy CNC, dây chuyền đóng gói, máy chế biến, máy dệt và các hệ thống sản xuất tự động thường kết hợp biến tần với nhiều thiết bị điều khiển điện tử.

Trong môi trường này, độ ổn định của tín hiệu cảm biến và truyền thông có ý nghĩa quan trọng. Giải pháp EMC phù hợp giúp giảm nguy cơ nhiễu điện từ ảnh hưởng đến các thành phần điều khiển.

Bộ lọc cho biến tần Schaffner tại Việt Nam

Bộ lọc cho biến tần Schaffner tại Việt Nam phù hợp với các hệ thống truyền động sử dụng biến tần trong nhà máy thép, xi măng, khai khoáng, xử lý nước, HVAC, băng tải và dây chuyền sản xuất tự động.

Tùy vấn đề cần xử lý, người dùng có thể cần bộ lọc EMC đầu vào, bộ lọc đầu ra, bộ lọc du/dt, bộ lọc sine hoặc giải pháp kiểm soát sóng hài. Xác định chính xác vị trí lắp đặt và thông số của biến tần là bước quan trọng trước khi chọn model Schaffner.