Biến tần thang máy: Phân loại, giá thành và cách lựa chọn

Biến tần thang máy là gì?

Biến tần là thiết bị dùng để thay đổi tần số dòng điện chạy qua cuộn dây ở trong động cơ. Bộ phận này giúp điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách biến đổi cường độ và tần số của dòng điện. Thông qua việc điều khiển việc đóng ngắt tuần tự các cuộn dây trong động cơ, biến tần tạo ra từ trường để kích hoạt quá trình quay của rotor, đảm bảo sự hoạt động hiệu quả của động cơ.

Tầm quan trọng của biến tần thang máy

Việc sử dụng biến tần trong tháng máy mang lại nhiều lợi ích so với sử dụng động cơ truyền thống như sau:

• Vận hành êm ái: Biến tần sẽ điều chỉnh tốc độ động cơ mượt mà và chính xác, giúp thang máy di chuyển êm ái, không bị rung lắc khi dừng tầng.
• Tiết kiệm năng lượng: Bộ phận này có khả năng điều chỉnh hiệu suất động cơ theo tải trọng, giúp giảm thiểu điện năng tiêu thụ.
• Giảm tiếng ồn: Khi hoạt động thang máy sẽ tạo ra tiếng ồn và biến tần sẽ giảm thiểu những tiếng ồn đó.
• Đảm bảo an toàn: Biến tần cung cấp tính năng an toàn như phanh tái sinh, chuyển đổi năng lượng động học thành điện năng khi thang máy phanh, giảm thiểu nguy cơ xảy ra sự cố.
• Tăng tuổi thọ động cơ: Biến tần giúp bảo vệ động cơ thang máy khỏi hư hỏng do quá tải, điện áp cao, quá nhiệt, v.v., nhờ các tính năng bảo vệ tích hợp.

Phân loại biến tần thang máy

Có 5 loại biến tần thang máy phổ biến gồm:

Biến tần điều khiển vector có cực

Đây là loại biến tần điều khiển vector có cực, sử dụng thuật toán điều khiển vector để điều khiển tốc độ và momen xoắn của động cơ. Thuật toán này giúp biến tần có thể điều khiển động cơ thang máy chính xác và linh hoạt hơn. Nhược điểm của loại biến tần này là đòi hỏi kỹ thuật lắp đặt cao.

Biến tần kiểm soát dòng điện

Loại biến tần này có hệ thống kiểm soát dòng điện hiện đại, giúp kiểm soát dòng điện vào động cơ một cách hiệu quả, giảm thiểu nguy cơ hư hỏng động cơ, tiết kiệm năng lượng và hoạt động ổn định khi tải trọng thay đổi. Tuy nhiên cấu tạo của loại biến tần này phức tạp, cần kỹ thuật cao khi bảo trì.

Biến tần hồi thu năng lượng

Loại biến tần này sẽ thu hồi năng lượng từ quá trình giảm tốc của động cơ và chuyển hóa thành điện năng. Điện năng này có thể được sử dụng để cung cấp cho các thiết bị khác hoặc đưa trở lại lưới điện. Điều này sẽ giúp tiết kiệm điện hiệu quả. Tuy nhiên loại biến tần này đòi hỏi cần có hệ thống lưu trữ điện.

Biến tần có hệ thống lưu trữ điện

Đây là loại biến tần được kết hợp với hệ thống lưu trữ điện, giúp thang máy có thể hoạt động ngay cả khi mất điện. Hệ thống lưu trữ nguồn điện có thể là ắc quy hoặc pin. Loại biến tần này có giá thành cao do phải đầu tư thêm hệ thống lưu trữ điện và cần không gian để lắp đặt hệ thống.

Biến tần có hệ thống kiểm soát thông minh

Đây là loại biến tần được tích hợp các tính năng thông minh như điều khiển nhóm, giám sát từ xa, tự động điều chỉnh thông số,… giúp tối ưu hóa hoạt động của thang máy. Biến tần này sẽ yêu cầu hệ thống kết nối và phần mềm quản lý riêng.

Nguyên lý hoạt động của biến tần thang máy

Quá trình hoạt động của biến tần thang máy gồm:

• Chỉnh lưu: Nguồn điện xoay chiều từ nguồn điện lưới được đưa vào bộ chỉnh lưu của biến tần. Bộ chỉnh lưu sẽ biến đổi dòng điện AC thành dòng điện 1 chiều (DC) pulsating.
• Lọc: Dòng điện DC pulsating được lọc qua tụ điện và cuộn cảm để loại bỏ gợn sóng, tạo thành dòng điện DC phẳng.
• Biến đổi: Bộ biến đổi sử dụng công nghệ bán dẫn để biến đổi dòng điện DC phẳng thành dòng điện xoay chiều có tần số biến đổi. 
• Điều khiển: Dựa trên thông tin về vị trí, tốc độ, tải trọng của thang máy, bộ điều khiển sẽ tính toán và gửi tín hiệu điều khiển đến bộ biến đổi để điều chỉnh tần số VFD phù hợp.

Nên chọn thương hiệu biến tần thang máy nào?

Trên thị trường hiện nay có nhiều loại biến tần thang máy đến từ thương hiệu nổi tiếng từ Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan….Bạn có thể tham khảo một số thương hiệu sau:

Fuji Frenic‑Lift - Nhật Bản

Đây là loại biến tần thang máy tối ưu cả về độ êm và độ chính xác dừng tầng. Dòng biến tần này mang đến trải nghiệm vận hành ổn định và tiết kiệm điện hiệu quả.

Thông số kỹ thuật:

• Công suất: 5.5 kW – 45 kW (230 V/400 V)
• Tần số đầu ra: 0 - 120 Hz
• Khả năng quá tải: 200% trong 10 s
• Độ chính xác tốc độ: ±0.2% analog / ±0.01% với PG
• Tính năng nổi bật: Khởi động/dừng S‑curve, rescue khi mất điện

Yaskawa L1000A - Nhật Bản

Là dòng biến tần cao cấp dành cho thang máy không hộp số, nổi bật với khả năng vận hành mượt mà và dừng tầng chính xác.

Thông số kỹ thuật:

• Công suất: 1.5–110 kW (200/400 V)
• Khởi động êm ái, dừng tầng siêu chuẩn
• Tương thích động cơ cảm ứng và PM
• Tính năng an toàn: Rescue, giám sát phanh

Delta VFD‑EL Elevator – Đài Loan

Biến tần Delta là thương hiệu nổi bật tại Việt Nam nhờ giá thành cạnh tranh và chất lượng ổn định. Dòng VFD‑EL rất phù hợp cho thang máy dân dụng hoặc công trình nhỏ.

Thông số kỹ thuật:

• Công suất: 0.75–15 kW
• Gọn nhẹ, dễ lắp đặt, chi phí thấp
• Thao tác lập trình dễ dàng

ABB ACS355 - Thụy Sĩ

Biến tần ABB ACS355 được ưa chuộng nhờ độ bền cơ khí cao, khả năng hoạt động ổn định và chính xác. Đây là lựa chọn cho những công trình yêu cầu về độ an toàn.

Thông số kỹ thuật:

• Công suất: 0.55–132 kW
• Ưu điểm: Vận hành chắc chắn, chống rung, độ chính xác tốt
• Thích hợp cho thang máy tải nặng hoặc cao tầng.

LG Elevator Inverter – Hàn Quốc

LG phát triển dòng biến tần chuyên dụng dành cho hệ thống thang máy, được tối ưu để phối hợp với thiết bị và hệ điều khiển tương thích. Thiết kế đồng bộ giúp thang máy vận hành ổn định, giảm rung giật và mang lại cảm giác di chuyển êm hơn.

• Dải công suất: 2,2 - 30 kW
• Vận hành ổn định, giảm rung và tiếng ồn
• Phù hợp với thang máy LG và các hệ thống tương thích

Giá biến tần thang máy là bao nhiêu?

Tùy thuộc vào thương hiệu, công suất và tính năng tích hợp, giá biến tần thang máy có mức dao động khá lớn từ 5 triệu - 25 triệu VNĐ.

• Dòng biến tần công suất nhỏ dành cho thang máy gia đình (3 - 5kW) có giá khoảng 5 - 10 triệu VNĐ.
• Dòng biến tần công suất nhỏ để tải khách, tải hàng (7.5kW trở lên) có giá dao động khoảng 15 - 25 triệu VNĐ.

5 tiêu chí khi chọn biến tần thang máy

• Công suất động cơ: Nên chọn biến tần có công suất tương đương hoặc cao hơn công suất động cơ khoảng 10 - 20% để hệ thống có đủ dư tải và vận hành ổn định.
• Kiểu động cơ: Với động cơ nam châm vĩnh cửu (PM), cần sử dụng biến tần có khả năng điều khiển động cơ PM, chẳng hạn Yaskawa L1000A. Nếu sử dụng động cơ không đồng bộ thông thường, có thể cân nhắc các dòng biến tần phù hợp của Fuji, Schneider...
• Điều kiện và tần suất vận hành: Thang máy tại các tòa nhà cao tầng, có tần suất hoạt động lớn nên ưu tiên biến tần có khả năng điều khiển chính xác, vận hành êm và ổn định. Với thang máy gia đình, nhà phố hoặc biệt thự, có thể lựa chọn giải pháp phù hợp hơn về chi phí.
• Tính năng an toàn và hiệu quả năng lượng: Nên ưu tiên các dòng biến tần có chức năng hỗ trợ cứu hộ khi mất điện, phát hiện và cảnh báo lỗi, điều khiển phanh cũng như các chế độ giúp giảm mức tiêu thụ điện.
• Khả năng tương thích: Khi thay thế biến tần đang sử dụng, cần kiểm tra điện áp, công suất, loại động cơ và giao diện điều khiển để đảm bảo thiết bị mới có thể kết nối với hệ thống hiện tại.

Việc lựa chọn biến tần phù hợp với tải trọng, công suất động cơ và cấu hình thang máy sẽ giúp thiết bị hoạt động ổn định, êm ái và hạn chế các sự cố trong quá trình sử dụng. Vì vậy, chủ đầu tư nên ưu tiên thiết bị có thông số kỹ thuật phù hợp và được lắp đặt, bảo trì bởi đơn vị có chuyên môn.