Cách chọn biến tần cho máy nghiền công nghiệp

Máy nghiền chạy bình thường khi cấp liệu đều nhưng báo quá dòng khi nhận khối nguyên liệu lớn? Máy tăng tốc được khi rỗng nhưng khó khởi động lại khi còn liệu? Đây là những tình huống cần khảo sát trước khi lựa chọn biến tần.

Chọn biến tần cho máy nghiền công nghiệp cần xem xét tải liên tục, tải đỉnh, quán tính và trạng thái khởi động. Công suất động cơ là thông tin ban đầu, chưa phản ánh đầy đủ yêu cầu của cơ cấu nghiền.

Bài viết dưới đây hướng dẫn lựa chọn cho máy nghiền nhựa, giấy và các nguyên liệu khác, đồng thời làm rõ cách phối hợp cấp liệu, xử lý nguy cơ kẹt và kiểm tra sau lắp đặt.

Mục lục

1. Xác định loại máy nghiền và nguyên liệu

2. Khảo sát tải liên tục, tải va đập và tải đỉnh

3. Chọn dòng định mức và khả năng quá tải

4. Tính đến quán tính và trạng thái khởi động

5. Phối hợp cấp liệu và xử lý nguy cơ kẹt

6. Cài đặt, lắp đặt và chạy thử theo tải

7. Dự án máy nghiền giấy tại NIHACO

8. Thông tin cần chuẩn bị và liên hệ tư vấn

1. Xác định loại máy nghiền và nguyên liệu

Tên gọi “máy nghiền” bao gồm nhiều cơ cấu có nguyên lý và yêu cầu truyền động khác nhau. Trước khi chọn biến tần, cần xác định máy đang cắt, xé, băm, đập hay xử lý nguyên liệu bằng phương thức khác.

Máy băm và máy nghiền nhựa

Máy băm tốc độ thấp thường cần xem xét khả năng tạo mô-men, tải tăng khi nhận vật liệu và tình huống kẹt.

Máy nghiền dao tốc độ cao cần chú ý quán tính rotor, tốc độ dao và tải xuất hiện khi nguyên liệu đi vào buồng nghiền.

Không nên dùng cùng một cấu hình điều khiển chỉ vì hai máy đều xử lý nhựa. Cần kiểm tra thêm:

• Loại nhựa và hình dạng nguyên liệu.

• Kích thước lớn nhất khi đưa vào.

• Nguyên liệu được cấp liên tục hay theo từng mẻ.

• Tình trạng dao, lưới sàng và truyền động.

• Yêu cầu kích thước sản phẩm đầu ra.

Máy nghiền giấy

Máy cắt giấy, xé giấy, nghiền khô và thiết bị xử lý bột giấy có đặc tính khác nhau.

Với hệ thống xử lý bột giấy, tải còn phụ thuộc điều kiện công nghệ và nguyên liệu trong thiết bị. Với máy cắt hoặc xé, tình trạng dao và cách cấp liệu lại có ảnh hưởng riêng.

Cần xác định đúng cơ cấu trước khi lựa chọn chế độ điều khiển, dải tốc độ và khả năng quá tải.

Máy nghiền gỗ, sinh khối và nguyên liệu khoáng

Cần khảo sát độ cứng, độ ẩm, kích thước và mức độ đồng đều của nguyên liệu. Khả năng lẫn kim loại hoặc vật không thể nghiền cũng cần được xem xét.

Biến tần không thay thế thiết bị tách vật lạ hoặc giải pháp bảo vệ cơ khí khi thiết kế máy yêu cầu những hạng mục này.

2. Khảo sát tải liên tục, tải va đập và tải đỉnh

Không chỉ đo dòng khi máy đang chạy nhẹ

Một lần đo ở trạng thái ổn định chưa phản ánh hết tải của máy nghiền. Cần ghi nhận những giai đoạn khác nhau trong chu kỳ sản xuất.

Trạng thái	Thông tin cần ghi nhận
Khởi động rỗng	Thời gian tăng tốc, dòng điện và khả năng đạt tốc độ
Khởi động còn liệu nếu được phép	Tải ban đầu và điều kiện khởi động
Nghiền bình thường	Dòng duy trì, tốc độ, năng suất và chất lượng đầu ra
Nhận khối liệu lớn	Biên độ dòng tăng và thời gian kéo dài
Cấp liệu không đều	Tần suất xuất hiện tải đỉnh
Dừng máy	Thời gian dừng và tình trạng cảnh báo

Hai máy có cùng dòng trung bình vẫn có thể cần khả năng quá tải khác nhau nếu một máy xuất hiện tải đỉnh lớn và lặp lại thường xuyên hơn.

Phân biệt tải va đập và cơ cấu đang kẹt

Tải va đập có thể xuất hiện trong chu kỳ nghiền bình thường. Kẹt liệu là tình trạng cần được xử lý theo thiết kế máy, không phải một chế độ để cố duy trì bằng cách tăng dòng.

Khi dòng tăng bất thường, cần kiểm tra nguyên liệu, dao, lưới sàng, ổ bi, dây đai và đường thoát liệu. Không vội kết luận biến tần thiếu công suất.

Dữ liệu đo cần đủ để đánh giá tải đỉnh

Nếu nghi ngờ tải thay đổi nhanh, nên dùng phương pháp ghi nhận dữ liệu phù hợp. Một giá trị hiển thị cập nhật chậm có thể không thể hiện đầy đủ mức dòng trong thời điểm ngắn.

Mục tiêu khảo sát là xác định tải tăng bao nhiêu, kéo dài bao lâu và lặp lại như thế nào.

3. Chọn dòng định mức và khả năng quá tải

Đối chiếu dòng đầu ra ở đúng chế độ tải

Cần thu thập nhãn động cơ và kiểm tra dòng đầu ra cho phép của biến tần ở chế độ sử dụng.

Một thiết bị có thể được công bố định mức khác nhau theo chế độ tải thông thường và tải nặng. Vì vậy, không chỉ so sánh công suất kW lớn nhất trên catalogue.

Nếu nhiệt độ, độ cao hoặc điều kiện vận hành yêu cầu giảm định mức, phải tính đến theo tài liệu đúng model.

Đọc đủ thông số quá tải

Khả năng quá tải cần được đánh giá qua bốn yếu tố:

• Mức dòng cho phép.

• Thời gian duy trì.

• Chu kỳ lặp lại hoặc thời gian phục hồi.

• Điều kiện áp dụng.

Thông tin “quá tải 150%” chưa đủ để lựa chọn nếu không biết thiết bị cho phép trong bao lâu và dưới điều kiện nào.

Dòng cực đại tức thời không phải dòng có thể sử dụng liên tục. Với máy thường xuyên gặp tải đỉnh, cần đối chiếu cả chu kỳ tải với khả năng nhiệt của biến tần và động cơ.

Không tăng cấp theo thói quen

Việc chọn biến tần lớn hơn có thể cần thiết, nhưng phải có căn cứ. Không áp dụng quy tắc tăng một cấp cho mọi máy nghiền.

Thiết bị lớn hơn cũng không làm động cơ, hộp số, dây đai hoặc trục nghiền tăng khả năng chịu tải. Các giới hạn bảo vệ phải phù hợp với toàn bộ hệ thống.

Khách hàng có thể tham khảo các dòng biến tần Delixi tại NIHACO. Model cần được lựa chọn theo dòng động cơ, chu kỳ tải và chức năng điều khiển thực tế.

4. Tính đến quán tính và trạng thái khởi động

Quán tính khác với mô-men nghiền

Rotor, dao và bánh đà cần mô-men để tăng tốc ngay cả khi chưa có nguyên liệu. Khi nguyên liệu đi vào, động cơ còn phải đáp ứng mô-men phục vụ quá trình nghiền.

Vì vậy, cần phân biệt máy khó tăng tốc do quán tính lớn với máy đang chịu tải ban đầu quá cao hoặc kẹt cơ khí.

Xác định máy có được khởi động khi còn liệu không

Cần làm rõ:

• Quy trình bình thường có yêu cầu chạy rỗng trước khi cấp liệu không.

• Sau mất điện, buồng nghiền có thể còn bao nhiêu nguyên liệu.

• Nhà sản xuất có cho phép khởi động lại trong trạng thái đó không.

• Có cần xử lý nguyên liệu trước khi chạy lại không.

Không đặt yêu cầu “kéo được trong mọi tình huống” nếu cơ khí và quy trình vận hành không cho phép.

Chọn tăng giảm tốc theo yêu cầu máy

Thời gian tăng tốc quá ngắn có thể khiến dòng tăng cao hoặc máy không đạt tốc độ. Tuy nhiên, kéo dài thời gian không giải quyết được tình trạng cơ cấu đang kẹt.

Khi giảm tốc, năng lượng từ cơ cấu quay có thể trả về mạch DC. Phương án dừng cần xét quán tính, tốc độ và thời gian yêu cầu.

Không mặc định mọi máy nghiền đều cần điện trở xả. Việc dùng bộ hãm, điện trở xả hoặc giải pháp khác phải phù hợp cấu hình biến tần và yêu cầu thiết kế.

5. Phối hợp cấp liệu và xử lý nguy cơ kẹt

Điều chỉnh cấp liệu trước khi tải vượt khả năng

Nếu nguyên liệu đi vào quá nhanh, máy có thể liên tục chạm giới hạn dòng dù biến tần đáp ứng chế độ làm việc bình thường.

Tùy hệ thống, có thể phối hợp:

• Giảm tốc độ băng tải khi tải nghiền tăng.

• Tạm dừng cấp liệu khi vượt ngưỡng xác định.

• Phát cảnh báo khi tải cao kéo dài.

• Kiểm tra điều kiện thoát liệu trước khi cho phép cấp.

• Chỉ cấp liệu khi máy nghiền đạt trạng thái sẵn sàng.

Ngưỡng và thời gian tác động phải được xác định qua thiết kế và chạy thử. Không dùng một mức dòng chung cho mọi loại nguyên liệu.

Đảo chiều gỡ kẹt phải được cơ khí cho phép

Một số máy băm có thể được thiết kế để đảo chiều xử lý kẹt. Điều này không đồng nghĩa mọi máy nghiền đều áp dụng được.

Cần xác nhận hướng quay cho phép, điều kiện dừng trước khi đảo chiều, số lần thử, thời gian thực hiện và trạng thái cấp liệu.

Nếu không xử lý được sau trình tự cho phép, hệ thống cần dừng và cảnh báo để kiểm tra. Không lặp lại vô hạn hoặc tăng giới hạn dòng để cố chạy.

Bảo vệ và liên động phải được giữ đầy đủ

Biến tần không thay thế nắp bảo vệ, khóa liên động, dừng khẩn và các chức năng an toàn cần thiết của máy.

Trước khi mở buồng nghiền hoặc lấy vật mắc, phải cô lập các nguồn năng lượng liên quan và xác nhận cơ cấu đã dừng an toàn. Lệnh STOP trên màn hình không phải biện pháp cô lập nguồn.

6. Cài đặt, lắp đặt và chạy thử theo tải

Rà soát những nhóm thông số quan trọng

Nhóm thông số	Nội dung cần xác nhận
Động cơ	Loại động cơ, điện áp, dòng, tần số và tốc độ định mức
Điều khiển	Chế độ phù hợp và nhận dạng động cơ theo điều kiện cho phép
Tốc độ	Giới hạn theo thiết kế máy và chất lượng sản phẩm
Tăng giảm tốc	Phù hợp quán tính, tải ban đầu và chế độ dừng
Bảo vệ	Quá tải, nhiệt và giới hạn theo hệ thống
Phối hợp	Cấp liệu, thoát liệu và trình tự khởi động
Giao tiếp	PLC/HMI, trạng thái sẵn sàng và cảnh báo

Không sao chép toàn bộ tham số từ máy khác chỉ vì cùng công suất. Những chức năng như điều khiển vector cũng cần được lựa chọn và thiết lập theo động cơ, model biến tần và yêu cầu tải.

Bố trí tủ theo bụi và nhiệt

Tủ cần có phương án chống bụi, tản nhiệt và bảo dưỡng phù hợp. Tránh lắp trực tiếp ở vị trí rung mạnh hoặc gần nguồn nhiệt khi chưa có giải pháp xử lý.

Với khu vực có nguy cơ bụi cháy nổ, cần đánh giá yêu cầu riêng; cấp bảo vệ IP thông thường không thay thế yêu cầu phòng nổ.

Tham khảo dịch vụ thiết kế, lắp đặt tủ bảng điện tại NIHACO.

Chạy thử phải có nguyên liệu và tiêu chí đánh giá

Chạy không tải giúp kiểm tra ban đầu, nhưng chưa thể hiện đầy đủ khả năng vận hành.

Cần chạy thử với loại nguyên liệu, kích thước và mức cấp được thống nhất. Nội dung theo dõi gồm dòng điện, tải đỉnh, tốc độ, nhiệt độ, rung, năng suất và chất lượng đầu ra.

Máy hết báo lỗi chưa đủ để kết luận phương án đã phù hợp. Cần xác nhận máy đáp ứng sản xuất mà không thường xuyên làm việc sát giới hạn.

Nếu đánh giá tiết kiệm điện, nên so sánh trong điều kiện tương đương và xét điện năng theo sản lượng đạt yêu cầu, chẳng hạn kWh/tấn. Giảm công suất tức thời nhưng giảm mạnh năng suất chưa chắc cải thiện hiệu quả.

7. Dự án máy nghiền giấy tại NIHACO

Lắp đặt biến tần tại Thủy Nguyên, Hải Phòng

NIHACO đã chia sẻ dự án lắp đặt biến tần Delixi cho máy nghiền giấy tại Thủy Nguyên, Hải Phòng, kèm hình ảnh thiết bị và hệ thống.

Nội dung dự án giới thiệu các hạng mục khảo sát động cơ, đánh giá tải và môi trường, lựa chọn thiết bị, thiết kế tủ, đấu nối, cài đặt và chạy thử.

Xem dự án: Lắp đặt biến tần máy nghiền giấy tại Thủy Nguyên, Hải Phòng.

Kinh nghiệm khi lựa chọn cho máy khác

Điểm cần kế thừa là quy trình khảo sát và kiểm tra theo tải. Không sao chép công suất, giới hạn dòng hoặc thời gian tăng giảm tốc của một dự án vào thiết bị khác.

Với mỗi máy, cần xác định lại nguyên liệu, cơ cấu nghiền, trạng thái khởi động và chu kỳ cấp liệu trước khi lựa chọn.

8. Thông tin cần chuẩn bị và liên hệ tư vấn

Để tư vấn biến tần cho máy nghiền công nghiệp, khách hàng nên chuẩn bị:

• Ảnh nhãn động cơ và thông tin máy.
• Loại cơ cấu nghiền và phương thức truyền động.
• Nguyên liệu, kích thước đầu vào và năng suất yêu cầu.
• Dải tốc độ cần sử dụng.
• Trạng thái khởi động: rỗng hay còn nguyên liệu.
• Dữ liệu dòng khi chạy, nhận liệu và khởi động nếu có.
• Tình trạng kẹt, quá tải hoặc cảnh báo đang gặp.
• Yêu cầu cấp liệu, PLC/HMI và liên động.
• Điều kiện môi trường, vị trí tủ và chiều dài cáp.

NIHACO tiếp nhận tư vấn, cung cấp và lắp đặt biến tần cho máy nghiền công nghiệp, lựa chọn theo thông số động cơ, chu kỳ tải và yêu cầu điều khiển.

Khách hàng cần tra cứu thông số có thể tham khảo kho tài liệu biến tần và hướng dẫn xử lý lỗi.

Nếu thiết bị đang báo lỗi, vui lòng ghi lại mã lỗi và điều kiện phát sinh trước khi liên hệ dịch vụ sửa chữa biến tần công nghiệp.

CÔNG TY CỔ PHẦN TỰ ĐỘNG HÓA NIHACO

Hotline: 093 888 3515
Website: nihaco.com.vn

Gửi ảnh nhãn động cơ, thông tin nguyên liệu và tình trạng vận hành để NIHACO tư vấn phương án phù hợp.