Cách chọn biến tần cho máy ngành nhựa theo từng cơ cấu

Chọn biến tần cho máy ngành nhựa cần dựa vào nhiệm vụ truyền động, dòng điện động cơ và yêu cầu điều khiển của từng cơ cấu. Cùng công suất motor nhưng trục vít ép đùn, bộ kéo, bộ cuộn và bơm thủy lực có thể cần những cấu hình khác nhau.

Trục vít thường đặt ra yêu cầu về mô-men và khả năng vận hành liên tục. Bộ kéo cần giữ tốc độ phù hợp với dây chuyền. Bộ cuộn phải đáp ứng sự thay đổi đường kính và lực căng. Với bơm thủy lực, cần đánh giá cả áp suất, lưu lượng và khả năng đáp ứng theo chu trình.

Bài viết dưới đây giúp doanh nghiệp xác định các tiêu chí cần thiết trước khi mua mới, thay thế hoặc cải tạo hệ thống biến tần cho máy ngành nhựa, đồng thời tham khảo những ứng dụng thực tế được NIHACO giới thiệu.

Mục lục

1. Những tiêu chí chung khi chọn biến tần ngành nhựa

2. Chọn biến tần cho trục vít ép đùn

3. Chọn biến tần cho bộ kéo

4. Chọn biến tần cho bộ cuộn

5. Chọn biến tần cho máy tạo hạt

6. Chọn biến tần cho bơm thủy lực và cơ cấu phụ trợ

7. Khảo sát, tích hợp điều khiển và kiểm tra vận hành

8. Ứng dụng thực tế và tư vấn tại NIHACO

1. Những tiêu chí chung khi chọn biến tần ngành nhựa

Không chọn thiết bị chỉ theo công suất kW

Công suất định mức là thông tin ban đầu, nhưng chưa thể hiện đầy đủ tải khởi động, mô-men ở tốc độ thấp, chu kỳ quá tải hoặc độ chính xác cần thiết.

Khi lựa chọn, cần đối chiếu dòng điện động cơ với khả năng cấp dòng liên tục và quá tải của biến tần trong điều kiện sử dụng. Không nên mặc định motor bao nhiêu kW thì chỉ cần chọn biến tần có cùng số kW.

Cũng không áp dụng một quy tắc tăng công suất cố định cho mọi máy. Việc chọn thiết bị lớn hơn cần có căn cứ về tải, định mức và điều kiện lắp đặt.

Phân nhóm cơ cấu trước khi lựa chọn

Cơ cấu	Yêu cầu cần ưu tiên	Thông tin cần khảo sát
Trục vít ép đùn	Mô-men, ổn định tốc độ, làm việc liên tục	Dòng tải, dải tốc độ, điều kiện khởi động
Bộ kéo	Tốc độ đường chạy và tỷ lệ phối hợp	Đường kính lô, hộp số, tín hiệu tốc độ
Bộ cuộn	Lực căng và thay đổi đường kính	Đường kính lõi/cuộn, tốc độ, phản hồi
Dao cắt tạo hạt	Phối hợp với vật liệu cấp đến	Kiểu cắt, số lưỡi, tốc độ kéo
Bơm thủy lực	Đáp ứng áp suất và lưu lượng	Loại bơm, chu kỳ, giới hạn tốc độ
Cơ cấu phụ trợ	Đáp ứng đặc tính tải riêng	Lưu lượng, tải khởi động, liên động

Bảng này giúp định hướng khảo sát. Cấu hình cuối cùng phải được xác định theo máy và tài liệu của đúng model thiết bị.

Kiểm tra nguồn điện và loại động cơ

Cần xác định điện áp, số pha nguồn cấp, loại motor và cách đấu nối. Nếu dùng động cơ đồng bộ, động cơ nam châm vĩnh cửu hoặc truyền động đặc biệt, phải kiểm tra biến tần có hỗ trợ hay không.

Tham khảo thêm bài phân biệt biến tần một pha và ba pha.

2. Chọn biến tần cho trục vít ép đùn

Ưu tiên khả năng điều khiển mô-men theo tải

Trục vít vận chuyển và xử lý nguyên liệu trong quá trình đùn. Yêu cầu truyền động có thể thay đổi theo nguyên liệu, nhiệt độ, áp suất công nghệ và trạng thái cơ khí.

Ứng dụng ép đùn thường cần mô-men ở tốc độ thấp cùng khả năng kiểm soát tốc độ và mô-men phù hợp. Đây cũng là những yêu cầu được ABB nhấn mạnh trong giải pháp truyền động cho máy đùn.

Khi lựa chọn cần làm rõ:

• Dòng điện làm việc liên tục và mức cao nhất theo chu kỳ.

• Tốc độ thấp nhất, cao nhất của trục vít.

• Thời gian làm việc tại từng chế độ.

• Yêu cầu quá tải và giới hạn bảo vệ cơ khí.

• Phương pháp điều khiển và nhu cầu phản hồi tốc độ.

Không mặc định mọi trục vít đều phải dùng encoder. Quyết định cần dựa trên mức độ chính xác và đặc tính của hệ truyền động.

Đánh giá khả năng làm mát motor

Motor sử dụng quạt gắn trên trục có thể giảm khả năng làm mát khi chạy chậm. Nếu vẫn phải tạo mô-men lớn trong thời gian dài, cần kiểm tra giới hạn tải và phương án làm mát.

Do đó, biến tần đáp ứng được dòng điện chưa có nghĩa motor có thể làm việc liên tục ở mọi tốc độ.

Bảo đảm điều kiện gia nhiệt và liên động

Trước khi trục vít chạy, cần đáp ứng điều kiện gia nhiệt, thời gian chờ và các liên động theo hướng dẫn của máy.

Không tăng giới hạn dòng hoặc mô-men để ép trục vít quay khi nhựa chưa đủ nhiệt hoặc cơ cấu đang kẹt. Khi tải tăng bất thường, phải kiểm tra nguyên liệu, điều kiện công nghệ và cơ khí trước khi điều chỉnh tham số.

3. Chọn biến tần cho bộ kéo

Xác định tốc độ thực tế cần điều khiển

Bộ kéo đưa vật liệu qua công đoạn tiếp theo. Khi lựa chọn biến tần, cần xác định dải tốc độ đường chạy, độ ổn định yêu cầu và khả năng đáp ứng khi tải thay đổi.

Với máy thổi túi, tốc độ kéo cần phối hợp với chế độ đùn và các điều kiện tạo màng. Không nên xử lý mọi hiện tượng màng không ổn định bằng cách thay đổi Hz riêng lẻ.

Kiểm tra tỷ lệ phối hợp giữa các công đoạn

Tùy thiết kế, hệ thống có thể dùng giá trị tốc độ chung, tỷ lệ đặt riêng hoặc phản hồi để hiệu chỉnh.

Những câu hỏi cần trả lời gồm:

• Bộ kéo nhận lệnh chạy từ đâu?

• Giá trị tốc độ được truyền bằng tín hiệu nào?

• PLC hay thiết bị nào xử lý tỷ lệ?

• Có cần encoder hoặc đo tốc độ đường chạy không?

• Khi mất tín hiệu, máy phải phản ứng thế nào?

Cùng tần số chưa chắc cùng tốc độ vật liệu

Hai motor cùng chạy một giá trị Hz vẫn có thể tạo tốc độ đường chạy khác nhau do hộp số, đường kính lô, tốc độ định mức hoặc độ trượt.

Việc hiệu chỉnh cần dựa trên chuyển động thực tế. Chỉ đồng bộ giá trị đặt trên màn hình chưa đủ để xác nhận các cơ cấu đã phối hợp đúng.

4. Chọn biến tần cho bộ cuộn

Xác định loại cơ cấu cuộn

Trước tiên cần biết máy sử dụng cuộn tâm, cuộn bề mặt hay cấu hình khác. Không áp dụng cùng phương pháp tính tốc độ và mô-men cho mọi bộ cuộn.

Với cuộn tâm, khi tốc độ chạy vật liệu giữ ổn định, đường kính cuộn tăng thì tốc độ quay cần giảm. Mô-men tạo lực căng cũng thay đổi theo bán kính.

Hệ thống còn phải xét ma sát và quán tính khi tăng, giảm tốc. Tài liệu ứng dụng cuộn của Siemens đưa những yếu tố này vào quá trình xác định yêu cầu điều khiển.

Làm rõ phương pháp điều khiển lực căng

Tùy máy, giải pháp có thể sử dụng:

• Cảm biến lực căng.

• Tay đòn dancer.

• Đo hoặc tính toán đường kính.

• Điều khiển mô-men.

• Hiệu chỉnh tốc độ theo phản hồi.

Cần xác định thuật toán nằm trong biến tần, PLC hay bộ điều khiển chuyên dụng. Không suy luận rằng có chức năng PID hoặc điều khiển vector là đáp ứng được mọi ứng dụng cuộn.

Đánh giá từ lõi nhỏ đến cuộn đầy

Phải kiểm tra cả đường kính nhỏ nhất và lớn nhất. Những chế độ cần quan tâm gồm tăng tốc, giảm tốc, đổi cuộn và phản ứng khi mất phản hồi.

Với cơ cấu có năng lượng trả về khi giảm tốc hoặc nhả cuộn, cần đánh giá khả năng hãm và phương án xử lý năng lượng theo thiết kế.

5. Chọn biến tần cho máy tạo hạt

Tách riêng trục vít, bộ kéo và dao cắt

Máy tạo hạt có nhiều cấu hình. Với dây chuyền kéo sợi, cần đánh giá riêng truyền động trục vít, bộ kéo và dao cắt.

Truyền động	Nội dung cần kiểm tra
Trục vít	Mô-men, dòng tải, dải tốc độ và điều kiện gia nhiệt
Bộ kéo sợi	Tốc độ vật liệu, độ trượt và khả năng phối hợp
Dao cắt	Kiểu cắt, số lưỡi, tốc độ và tải cơ khí
Cấp liệu	Lưu lượng, đặc tính nguyên liệu và trình tự chạy
Thiết bị phụ trợ	Điều kiện làm mát và liên động công nghệ

Các kiểu tạo hạt khác cần được khảo sát theo cấu tạo riêng. Không dùng một bộ tiêu chí chung chỉ vì cùng tên “máy tạo hạt”.

Phối hợp tốc độ với yêu cầu sản phẩm

Với tạo hạt kéo sợi, kích thước hạt liên quan đến tốc độ cấp sợi và quá trình cắt. Phương án điều khiển cần phù hợp cấu hình dao và chất lượng đầu ra mong muốn.

Nếu hạt không đều, cần kiểm tra cả lưỡi dao, lô kéo, độ trượt và trạng thái vật liệu. Biến tần không tự khắc phục được các bất thường cơ khí hoặc nguyên liệu.

Xác định phản ứng khi kẹt hoặc đứt sợi

Khi một công đoạn gặp sự cố, cần xác định thiết bị nào dừng, phần nào tiếp tục làm việc và điều kiện khởi động lại.

Trình tự này phải theo yêu cầu của máy. Không mặc định toàn bộ dây chuyền dừng đồng thời hoặc tự chạy lại sau khi reset lỗi.

6. Chọn biến tần cho bơm thủy lực và cơ cấu phụ trợ

Bơm thủy lực: Khảo sát cả áp suất và lưu lượng

Với máy ép nhựa hoặc máy có hệ thủy lực, cần xác định loại bơm và nhu cầu theo từng bước của chu trình.

Những thông tin quan trọng gồm:

• Giới hạn tốc độ của bơm.

• Áp suất và lưu lượng theo công đoạn.

• Yêu cầu đáp ứng khi chuyển bước.

• Điều kiện bôi trơn, làm mát và dầu thủy lực.

• Tín hiệu điều khiển, phản hồi hiện có.

Điều chỉnh tốc độ bơm cần phối hợp với điều khiển máy. Những giải pháp cho máy ép nhựa có thể phải xử lý tín hiệu theo chu trình, thay vì chỉ đặt một tốc độ cố định.

Không mặc định một biến tần thông dụng thay trực tiếp được bộ servo bơm dầu.

Quạt, bơm nước và cấp liệu: Chọn theo tải riêng

Quạt làm mát cần đáp ứng lượng gió và điều kiện liên động. Bơm nước phải được đánh giá theo đường ống và nhu cầu làm mát. Bộ cấp liệu cần xét đặc tính vật liệu và khả năng khởi động.

Không dùng tiêu chí của quạt để chọn biến tần cho trục vít; cũng không cần áp dụng cấu hình của trục vít cho mọi cơ cấu phụ trợ.

Đánh giá tiết kiệm điện theo điều kiện sản xuất

Hiệu quả phụ thuộc tải, chu kỳ và cách vận hành trước cải tạo. Không có tỷ lệ tiết kiệm chung cho mọi máy ngành nhựa.

Khi đánh giá nên theo dõi điện năng cùng sản lượng và chất lượng. Điện năng giảm do máy sản xuất ít hơn chưa đủ để chứng minh hiệu quả của phương án.

7. Khảo sát, tích hợp điều khiển và kiểm tra vận hành

Hồ sơ cần có trước khi lựa chọn

Nhóm thông tin	Nội dung cần thu thập
Động cơ	Loại motor, điện áp, dòng định mức, tốc độ, cách đấu
Cơ khí	Hộp số, tỷ số truyền, đường kính lô hoặc cuộn
Tải	Dòng vận hành, tải khởi động, chu kỳ quá tải
Công nghệ	Dải tốc độ, chất lượng yêu cầu, điều kiện gia nhiệt
Điều khiển	PLC/HMI, encoder, tốc độ, áp suất hoặc lực căng
Tủ điện	Nguồn cấp, nhiệt độ, bụi, thông gió, không gian
Thiết bị cũ	Model, sơ đồ, tham số, phụ kiện nếu thay thế

Ảnh nhãn motor cần đi kèm mô tả nhiệm vụ của động cơ. Một ảnh nhãn chưa thể hiện đầy đủ yêu cầu của bộ cuộn hoặc trục vít.

Đối chiếu chức năng của đúng model

Khi lựa chọn biến tần Delixi hoặc hãng khác, cần xác nhận khả năng điều khiển motor, dòng đầu ra, chế độ quá tải, kết nối và chức năng ứng dụng.

Nếu cần encoder, truyền thông hoặc điều khiển mô-men, phải kiểm tra cả phần cứng, phiên bản và phụ kiện tương ứng. Không mặc định mọi model cùng hãng đều có chức năng giống nhau.

Tham khảo danh mục biến tần Delixi và hướng dẫn lựa chọn biến tần.

Kiểm tra theo chế độ sản xuất dự kiến

Trước khi bàn giao cần kiểm tra những nội dung phù hợp phạm vi triển khai:

• Chiều quay, nguồn lệnh và dải tốc độ.

• Dòng điện, nhiệt độ và vận hành liên tục.

• Tăng tốc, giảm tốc và khả năng hãm.

• Tỷ lệ phối hợp giữa các công đoạn.

• Phản ứng khi mất tín hiệu hoặc có lỗi.

• Liên động và chức năng an toàn theo thiết kế.

• Chất lượng sản phẩm trong điều kiện chạy thử.

Chạy được motor chưa đủ để khẳng định phương án đáp ứng dây chuyền. Nếu chưa kiểm tra đủ nguyên liệu, dải tốc độ hoặc tải, cần ghi rõ giới hạn đã thử.

8. Ứng dụng thực tế và tư vấn tại NIHACO

Các bài ứng dụng và dự án trong mục Tin tức giúp khách hàng xem thêm cấu hình, hình ảnh và công việc triển khai. Mỗi trường hợp cần được đối chiếu theo máy thực tế.

Biến tần Delixi cho máy tạo hạt nhựa tại Hải Phòng

NIHACO giới thiệu ứng dụng biến tần Delixi cho hệ thống máy tạo hạt nhựa, kèm hình ảnh thực tế. Nội dung liên quan trực tiếp đến nhóm truyền động tạo hạt được trình bày phía trên.

Xem ứng dụng biến tần Delixi cho máy tạo hạt nhựa tại Hải Phòng.

Lắp đặt Delixi H500 cho máy thổi chai nhựa

Dự án tại Hải Phòng đề cập việc lắp đặt, cài đặt biến tần Delixi H500, đối chiếu thông số motor và cấu hình nhận lệnh theo hệ thống máy.

Đây là ứng dụng máy thổi chai, có yêu cầu riêng; không dùng làm cấu hình mặc định cho máy thổi túi.

Xem dự án lắp đặt biến tần cho máy thổi chai nhựa tại Hải Phòng.

Lắp đặt biến tần cho máy ép nhựa tại CCN Đoàn Tùng

Dự án tại CCN Đoàn Tùng – Hải Phòng gồm khảo sát, lựa chọn thiết bị, lắp đặt, đấu nối, cài đặt và chạy thử. Trường hợp này minh họa việc lựa chọn cần đi cùng kiểm tra yêu cầu vận hành và phương thức nhận lệnh.

Xem dự án lắp đặt biến tần cho máy ép nhựa tại Hải Phòng.

Sửa chữa biến tần cho máy ép đùn nhựa

NIHACO có bài giới thiệu dự án sửa chữa biến tần cho máy ép đùn nhựa tại Hải Phòng. Khách hàng đang cân nhắc sửa chữa hoặc thay thế có thể tham khảo thêm trường hợp này.

Xem dự án sửa chữa biến tần cho máy ép đùn nhựa tại Hải Phòng.

Tư vấn theo yêu cầu máy

NIHACO tiếp nhận nhu cầu tư vấn, cung cấp, lắp đặt và cài đặt biến tần cho máy ngành nhựa; hỗ trợ tích hợp với PLC, HMI và điều khiển hiện có.

Khách hàng nên gửi ảnh tổng thể máy, nhãn motor, tủ điện và mô tả nhiệm vụ từng truyền động. Nếu thay thế thiết bị cũ, cần bổ sung model, sơ đồ kết nối và tham số nếu có.

Tham khảo thêm dịch vụ thiết kế, lắp đặt tủ điện.

Công ty Cổ phần Tự động hóa NIHACO
Hotline: 093 888 3515
Website: nihaco.com.vn