Máy nén khí biến tần là gì? Ứng dụng, Ưu, nhược điểm [Nên biết]

Máy nén khí biến tần là thiết bị cung cấp khí nén đang rất được ưa chuộng vì mang đến những lợi ích như tiết kiệm điện năng, bền bỉ và cho hiệu suất làm việc ổn định. Trong bài viết này, hãy cùng chúng tôi khám phá chi tiết để hiểu vì sao thiết bị này ngày càng trở thành lựa chọn hàng đầu của nhiều doanh nghiệp.

Máy nén khí biến tần là gì? 

Máy nén khí biến tần là dòng máy hiện đại được tích hợp bộ điều khiển biến tần, giúp điều chỉnh tốc độ động cơ theo nhu cầu sử dụng khí nén thực tế. Nói một cách dễ hiểu, khi nhu cầu khí nén tăng cao, máy sẽ tăng tốc độ để sản xuất đủ lưu lượng khí, và khi nhu cầu giảm, máy sẽ tự động giảm tốc độ và công suất xuống thấp.

Máy nén khí biến tần 

Cơ chế hoạt động thông minh này của máy nén khí công nghiệp sử dụng biến tần giúp loại bỏ hoàn toàn tình trạng lãng phí năng lượng trong các giai đoạn hoạt động không tải hoặc tải thấp. Điều này giúp tránh gây hao phí điện năng cho người sử dụng.

Nhiều người thường gọi đây là máy nén khí có biến tần, bởi trong cấu tạo của máy đã được trang bị sẵn biến tần. Rất nhiều doanh nghiệp hiện nay đã nâng cấp bằng cách lắp đặt biến tần cho máy nén khí trục vít nhằm giúp máy hoạt động bền bỉ, an toàn và tiết kiệm hơn.

Cấu tạo của máy nén khí biến tần

Máy nén khí biến tần có cấu tạo gồm các bộ phận chính như sau: 

• Motor máy: Bộ phận đóng vai trò trung tâm, cung cấp năng lượng cho toàn bộ hệ thống máy hoạt động và thực hiện quá trình nén khí.

• Đầu nén: Bộ phận chính tham gia trực thực hiện sản xuất khí nén.

• Biến tần: Chính là bộ phận có chức năng kiểm soát tốc độ động cơ tùy theo nhu cầu sử dụng khí nén thực tế.

Cấu tạo của máy nén khí biến tần 

• Bộ lọc dầu: Loại bỏ dầu bôi trơn lẫn trong khí nén, đảm bảo khí nén đầu ra sạch và an toàn không bị lẫn hơi dầu.

• Van: Thực hiện đóng mở để hút không khí vào và đóng lại ngăn không khí lọt vào khi lượng khí bên trong đã được nạp đủ.

• Hệ thống làm mát: Giúp điều chỉnh nhiệt độ, hạ nhiệt cho máy, tránh tình trạng máy dễ bị quá nhiệt, giảm tuổi thọ linh kiện.

Đặc điểm đáng chú ý của máy nén khí biến tần

Dưới đây là một số những đặc điểm nổi bật nhất của máy nén khí biến tần.

Tiêu thụ ít điện năng

Cơ chế hoạt động của máy nén khí biến tần được thiết kế để tiết kiệm điện năng tối đa. Điều này có được là nhờ máy sở hữu cảm biến áp suất trong đường ống khí nén. Bộ phận cảm biến này sẽ đo áp suất thực tế và phát ra tín hiệu cảnh báo đến hệ thống biến tần.

Khi biến tần nhận thấy tín hiệu nhu cầu khí nén cần sử dụng tăng, nó sẽ tăng tần số dòng điện cấp cho động cơ để máy hoạt động khỏe hơn, sản sinh ra nhiều khí nén. Đồng thời khi nhu cầu khí nén giảm, biến tần sẽ nhận được tín hiệu và giảm tần số dòng điện, làm động cơ quay chậm lại.

Máy tiêu thụ ít điện năng 

Máy vẫn tiếp tục hoạt động, nhưng ở tốc độ thấp hơn, vừa đủ để đáp ứng nhu cầu hiện tại mà không phải sản xuất dư thừa. Thay vì lãng phí điện năng để sản xuất khí nén dư thừa, máy nén khí chạy biến tần chỉ sử dụng năng lượng vừa đủ. Điều này đã giúp giảm đáng kể chi phí điện cho doanh nghiệp.

Vận hành êm - Độ ồn thấp - Không rung lắc

Máy nén khí biến tần được đánh giá là dòng máy vận hành tương đối êm ái và không gây ra tiếng ồn lớn là nhờ cơ chế điều khiển thông minh. Khi cần thay đổi công suất, máy chuyển đổi công suất một cách từ từ không gây ra giật mạnh hay rung lắc.

Biến tần cũng giúp máy luôn hoạt động ở mức công suất phù hợp, gần như không có tình trạng quá tải. Bên cạnh đó, các dòng máy nén khí biến tần hiện nay còn được trang bị hệ thống cân bằng động và vỏ cách âm. Điều đó đảm bảo máy hoạt động hiệu quả mà không gây ra tiếng ồn khó chịu nào với môi trường xung quanh.

Máy vận hành êm, không rung lắc

Thời gian sử dụng lâu dài - Tuổi thọ nhiều năm

Máy nén khí biến tần hoạt động bền bỉ hơn so với máy nén khí thường là vì cơ chế khởi động mềm và không phải chịu các cú sốc điện khi bật/tắt liên tục. Cơ chế khởi động mềm có nghĩa là động cơ tăng tốc từ từ, tránh dòng điện khởi động quá lớn, giảm sốc điện và hạn chế hao mòn các chi tiết cơ khí.

Hiện nay, một số dòng máy nén khí biến tần còn có cơ chế bảo vệ quá tải, máy sẽ tự động ngắt hoặc giảm tải khi dòng điện hoặc công suất vượt quá mức cho phép. Nhờ đó, tránh hoàn toàn được các nguy cơ máy phải chịu tải nặng, nóng quá mức dẫn đến hư hại động cơ và linh kiện bên trong.

Cung cấp khí nén liên tục, ổn định tuyệt đối

Máy nén khí biến tần có khả năng cung cấp nguồn khí nén liên tục, đảm bảo đáp ứng mọi hoạt động của các nhà máy, xưởng sản xuất quy mô lớn. Cơ chế điều chỉnh  tốc độ theo nhu cầu chính là điểm mấu chốt để máy luôn sẵn sàng nguồn khí nén.

Cung cấp nguồn khí nén liên tục, đáp ứng tối đa nhu cầu sử dụng

Máy không ngừng hẳn khi người dùng không sử dụng máy nén khí mà sẽ giảm tốc độ quay của động cơ, sản xuất ít khí hơn. Đến khi người dùng có nhu cầu trở lại, máy sẽ sẵn sàng để cung cấp nguồn khí nén ngay mà không  phải mất công chờ đợi máy khởi động lại từ đầu.

Hạn chế của máy nén khí biến tần

Mặc dù sở hữu những tính năng vượt trội, tuy nhiên máy nén khí biến tần cũng có những điểm hạn chế sau đây. 

• Chi phí cao: Vì được thiết kế trên dây chuyền hiện đại, ứng dụng nhiều công nghệ cao cấp cũng như động cơ đặc biệt, nên giá thành của máy nén khí biến tần cao hơn so với máy nén khí truyền thống cùng công suất rất nhiều. Giá máy thường dao động từ vài chục đến hàng trăm triệu đồng cho một sản phẩm.  

• Yêu cầu người sử dụng có kiến thức chuyên sâu: Đây là dòng máy nén khí công nghiệp kỹ thuật cao, vì vậy nếu không phải là nhân viên kỹ thuật được đào tạo thì rất khó để kiểm soát và vận hành tốt.

Công đoạn sửa chữa bảo dưỡng phức tạp

• Sửa chữa, bảo dưỡng phức tạp: Bộ phận linh kiện của máy tương đối phức tạp nên khi máy gặp sự cố, đòi hỏi kỹ thuật viên phải có kiến thức chuyên sâu và dụng cụ chuyên dụng, dẫn đến chi phí sửa chữa và bảo dưỡng có thể khá cao.

• Yêu cầu cao về khu vực lắp đặt: Máy sử dụng nhiều linh kiện điện tử, chính vì vậy phải được lắp đặt ở các vị trí thực sự đảm bảo, khô ráo, sạch sẽ. Máy không hoạt động được trong môi trường quá ẩm ướt, nhiều bụi bẩn hoặc nhiệt độ cao.

Khi nào nên sử dụng máy nén khí biến tần

Máy nén khí biến tần tuy mang đến nhiều công dụng và lợi ích tuyệt vời, tuy nhiên máy chỉ phù hợp sử dụng trong một số trường hợp nhất định.

• Sử dụng tại các nhà máy quy mô lớn: Máy nén khí biến tần thường có giá thành tương đối cao và công suất lớn. Vì vậy, máy sẽ phù hợp sử dụng ở các địa điểm quy mô lớn với tần suất sử dụng khí nén cao và liên tục.

• Nhu cầu sử dụng thay đổi thường xuyên: Nếu nhà máy của bạn có các ca sản xuất với mức độ sử dụng khí nén không đều. Lúc cần vận hành đồng thời nhiều thiết bị nhưng có những lúc lại không cần thì máy nén khí biến tần chính là lựa chọn lý tưởng. Máy có thể điều chỉnh hoạt động để phù hợp với nhu cầu của nhà máy, tránh lãng phí và dư thừa không cần thiết.

Máy nén khí biến tần phù hợp cho nhà máy quy mô lớn

• Yêu cầu áp suất ổn định: Đối với các ngành công nghiệp đặc thù như sản xuất vi mạch, dược phẩm, thực phẩm, nơi áp suất phải luôn được duy trì ở mức chính xác tuyệt đối. Máy nén khí có biến tần sẽ đáp ứng rất tốt yêu cầu về sự ổn định và chính xác xuyên suốt.

• Môi trường làm việc yêu cầu yên tĩnh: Các ứng dụng trong phòng nghiên cứu, bệnh viện, hay khu vực nhạy cảm về tiếng ồn sẽ rất phù hợp với dòng máy này.

Phương pháp sử dụng của máy nén khí biến tần

Dưới đây là 2 phương pháp sử dụng của máy nén khí biến tần. 

Phương pháp 1: PID

Phương pháp PID trong máy nén khí biến tần là phương pháp điều khiển tự động giúp duy trì áp suất khí nén luôn ổn định. Khi áp suất trong hệ thống giảm xuống dưới mức cài đặt, PID sẽ lập tức điều chỉnh để tăng tốc độ động cơ nhằm bù khí nén.

Phương pháp PID

Ngược lại, khi áp suất vượt ngưỡng cho phép, hệ thống sẽ giảm tốc ngay để tránh dư thừa. Ưu điểm của PID là kiểm soát áp suất cực kỳ chính xác, nhờ đó máy vận hành êm, tiết kiệm điện năng và bảo vệ thiết bị sử dụng khí nén trong dây chuyền.

Phương pháp 2: Chạy đa cấp tốc độ

Phương pháp chạy đa cấp tốc độ là chế độ cho phép máy nén khí biến tần hoạt động ở nhiều cấp độ công suất khác nhau như thấp, trung bình hoặc cao, tùy theo nhu cầu khí nén tại từng thời điểm.

Khi nhu cầu sử dụng ít, máy chỉ chạy ở tốc độ thấp để tiết kiệm điện, còn khi nhu cầu tăng cao thì sẽ tự động chuyển sang tốc độ lớn hơn để đáp ứng kịp thời. Cách vận hành này giúp hạn chế việc máy phải khởi động hoặc dừng liên tục, giảm hao mòn động cơ và giúp kéo dài tuổi thọ máy và đảm bảo khí nén được cung cấp ổn định.

Các sự cố bạn có thể gặp phải khi sử dụng máy nén khí biến tần

Máy nén khí biến tần là thiết bị với cấu trúc linh kiện phức tạp, vì vậy trong quá trình sử dụng sẽ khó tránh khỏi một số những sự cố có thể gặp phải như sau.

Sự cố về mạch điều khiển biến tần

Mạch điều khiển là bộ phận cực kỳ nhạy cảm, chúng có thể bị ảnh hưởng bởi những biến động nhỏ về nguồn điện. Đôi khi là những tác động từ môi trường bên ngoài như độ ẩm, bụi bẩn cũng có thể làm cho mạch điện dễ bị hư hỏng.

Mạch điều khiển biến tần có thể gặp sự cố

Đây là bộ phận đóng vai trò như “bộ não” của biến tần, nếu mạch điều khiển biến tần của máy nén khí bị hỏng, máy sẽ ngừng hoạt động. Khi đó, toàn bộ chức năng của máy sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng.

Sự cố hỏng mạch động lực biến tần

Một số dấu hiệu có thể nhận thấy khi máy bị hỏng mạch động lực biến tần đó là biến tần nóng lên, mạch bảo vệ tự động cắt điện, sau đó đèn tín hiệu bị tắt,... Nguyên nhân dẫn đến hiện tượng này có thể do mạch lực có lỗi bị chập.

Phương án xử lý đối với những trường hợp khi máy nén khí biến tần xảy ra những sự cố như đã nêu trên đó là ngắt tất cả nguồn điện cấp cho máy ngay lập tức để tránh nguy cơ hỏng lan truyền. Yêu cầu phải có kỹ thuật viên chuyên nghiệp kiểm tra và sửa chữa, người dùng không tự động sửa nếu không có hiểu biết về mạch điện để đảm bảo an toàn.

Khi phát hiện các sự cố cần phải nhanh chóng xử lý nhanh nhất có thể, nếu không sẽ có nguy cơ hỏng hóc lan truyền dẫn đến tốn kém chi phí sửa chữa và thay thế linh kiện.

Những hãng máy nén khí biến tần nên tham khảo

Dưới đây là 7 hãng máy nén khí biến tần có tên tuổi hàng đầu trên thị trường máy nén khí toàn cầu.

1. Máy nén khí Hitachi biến tần

Hitachi là tập đoàn gì công nghệ hàng đầu tại Nhật Bản, một đất nước nổi tiếng với các thiết bị máy móc công nghiệp chất lượng cao và cực kỳ bền bỉ. Thương hiệu đã sản xuất ra dòng sản phẩm máy nén khí biến tần chuyên dụng giúp tăng năng suất công việc và giảm tiêu hao năng lượng khi vận hành.

Máy nén khí biến tần Hitachi 

Một số model máy nổi bật của thương hiệu máy nén khí Hitachi có thể kể đến như Hitachi OSP-75VAN2, DSP - 100A6MN2, DPS - 75AT6N2,...

2. Máy nén khí biến tần Atlas Copco

Atlas Copco là thương hiệu sản xuất máy nén khí hàng đầu thế giới có nguồn gốc tại Thụy Điển. Các sản phẩm của thương hiệu này đã có mặt ở hầu khắp các quốc gia trên thế giới. Máy nén khí biến tần Atlas Copco chính thức được đưa vào thị trường Việt Nam từ năm 1994 và nhận được tín hiệu rất tích cực.

Máy nén khí biến tần Atlas Copco

Các mẫu máy của hãng có nhiều đặc tính riêng biệt, phù hợp với nhiều quy mô và lĩnh vực công việc khác nhau tại các nhà máy sản xuất. Máy nén khí Atlas Copco chủ yếu được sử dụng trong các ngành nghề như đóng tàu, chế biến thực phẩm, cơ khí.

Một số model nổi bật của thương hiệu như Atlas Copco GA45VSD, Atlas Copco GA55,...

3. Máy nén khí biến tần Ingersoll Rand

Ingersoll Rand là tập đoàn đã có lịch sử phát triển hơn 200 năm tại Hoa Kỳ. Thương hiệu chuyên phân phối các loại thiết bị như hệ thống kiểm soát nhiệt độ vận chuyển, bị điều hòa không khí. 

Ingersoll Rand cho ra mắt mẫu máy nén khí đầu tiên vào năm 1912 và đã ghi dấu ấn lớn trong ngành công nghiệp sản xuất máy nén khí ngay tại thời điểm đó. 

Máy nén khí biến tần Ingersoll Rand

Các sản phẩm của Ingersoll Rand nổi tiếng với 4 đặc điểm chính đó là: Vật liệu chắc chắn, công suất làm việc mạnh mẽ, chất lượng vượt trội, an toàn tuyệt đối. 

Một số số sản phẩm tiêu biểu của Ingersoll Rand có thể kể đến như Ingersoll Rand Centac C400, Ingersoll Rand NX 8000, Ingersoll Rand Nirvana 90-160 KW,...

4. Máy nén khí biến tần Kaeser

Kaeser là một trong những công ty hàng đầu trong lĩnh vực sản xuất và phân phối máy nén khí tại Đức. Thương hiệu cung cấp các sản phẩm đa dạng với đầy đủ các dòng máy như máy nén khí piston, máy nén khí biến tần vĩnh từ, máy nén khí trục vít,...

Máy nén khí biến tần Kaeser

Kaeser nổi bật các sản phẩm có thiết kế hiện đại, màu sắc bắt mắt đồng thời là chất lượng vượt trội. Một số model nổi bật của hãng bạn có thể tham khảo đó là Kaeser Sk22, Kaeser ASK 28, Kaeser SM 13T,...

5. Máy nén khí biến tần Kobelco

Bên cạnh Hitachi thì Kobelco cũng là một thương hiệu được nhớ tới ngay khi nhắc đến các sản phẩm máy nén khí biến tần của Nhật Bản. Máy nén khí Kobelco là thương hiệu thuộc tập đoàn Kobe Steel.

Máy nén khí biến tần Kobelco

Bắt đầu từ việc sản xuất máy nén khí piston từ năm 1915, cho đến năm 1966 Kobelco đã cho ra mắt tất cả các dòng máy nén khí như máy nén khí trục vít, máy nén khí ly tâm, máy nén khí biến tần nam châm vĩnh cửu,...

Thương hiệu được biết đến là ông lớn trong ngành thiết bị máy nén khí công nghiệp cao cấp công suất lớn. Các sản phẩm của thương hiệu đã có mặt trên toàn thế giới. 

6. Máy nén khí biến tần Fusheng 

Máy nén khí Fusheng chắc chắc đã không còn là cái tên xa lạ đối với các đơn vị phân phối máy nén khí tại Việt Nam. Đây là một thương hiệu nổi tiếng thuộc tập đoàn Fusheng Group đến từ Đài Loan.

Máy nén khí biến tần Fusheng

Được thành lập từ năm 1953, đến nay với hơn 70 năm hình thành và phát triển, thương hiệu đã trở thành nhà cung cấp máy nén khí hàng đầu tại châu Á. Model máy nổi bật mà bạn có thể tham khảo đó là Fusheng SAV37. 

7. Máy nén khí biến tần Hanbell 

Hanbell tuy là thương hiệu còn khá mới, được thành lập từ năm 1994 tại Đài Loan. Tuy nhiên tập đoàn Hanel là nơi quy tụ của rất nhiều các kỹ sư trình độ cao trong lĩnh vực máy nén khí. 

Thương hiệu cho thấy sức mạnh của mình trên thị trường khi mở 3 nhà máy sản xuất. Một nhà máy ở Đài Loan và một nhà máy ở thành phố Thượng Hải và một nhà máy ở châu Âu.

Máy nén khí biến tần Hanbell

Các sản phẩm máy nén khí Hanbell nổi bật với việc ứng dụng các công nghệ nén khí tiên tiến. Máy tích hợp nhiều tính năng và hệ thống kiểm soát nhiệt độ, áp suất, cũng như hệ thống bảo vệ động cơ cực kỳ hiện đại.

Một số model máy phổ biến của thương hiệu Hanbell: Hanbell AA6-22AAM, Hanbell AE6-08AD, AE6-11A,...

Qua những thông tin mà chúng tôi đã chia sẻ bên trên, có thể thấy máy nén khí biến tần là giải pháp hiện đại giúp doanh nghiệp tối ưu chi phí vận hành và nâng cao hiệu suất công việc. Hy vọng rằng bài viết sẽ giúp bạn có thêm kiến thức hữu ích để lựa chọn được thiết bị phù hợp với nhu cầu sử dụng. Nếu bạn quan tâm đến các sản phẩm máy nén khí tại Kumisai Việt Nam hoặc cần tư vấn chi tiết hơn, đừng ngần ngại liên hệ với chúng tôi qua số hotline: 0982 090 819 - 0987 661 782.