Tủ điện động lực là thiết bị quen thuộc trong các hệ thống điện công nghiệp, đóng vai trò thiết yếu trong việc phân phối và quản lý nguồn điện cho các phụ tải lớn. Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu chi tiết về loại tủ điện công nghiệp này để hiểu tại sao: tủ điện động lực không thể thiếu trong các hệ thống điện công nghiệp hiện đại.
Tủ điện động lực là gì?
Tủ điện động lực là thành phần quan trọng của hệ thống điện động lực, chịu trách nhiệm cấp nguồn cho các phụ tải công suất lớn (máy móc, động cơ, hệ thống bơm quạt…), đồng thời bảo vệ hệ thống trước các sự cố điện hóa. Loại tủ điện công nghiệp này thường được sử dụng trong các nhà máy quy mô lớn, khu công nghiệp hoặc trung tâm thương mại với thiết kế hai cánh nổi đặc trưng, dạng hình khối hộp hoặc hình vuông.
Tủ điện động lực hoạt động dựa trên tín hiệu điều khiển từ các bộ điều khiển khả trình như PLC, bộ vi xử lý, máy tính. Bên trong tủ điện thường chứa các thiết bị đóng cắt, bảo vệ và điều khiển như aptomat, rơ le nhiệt, contactor, PLC…
Chức năng của tủ điện động lực
Tủ điện động lực đảm nhận 4 chức năng chính gồm:
- Phân phối điện: Tủ điện động lực tiếp nhận nguồn điện từ tủ tổng và phân phối đến các mạch động lực để cấp cho các phụ tải công suất lớn.
- Điều khiển vận hành: Tủ động lực cho phép khởi động, đảo chiều, dừng hoặc điều chỉnh tốc độ động cơ, thông qua biến tần hoặc khởi động mềm.
- Bảo vệ hệ thống: Tủ điện động lực có khả năng ngăn ngừa các sự cố như quá tải, ngắn mạch, sụt áp, mất pha, quá nhiệt, giúp bảo vệ động cơ và các thiết bị khác.
- Giám sát và đo lường: Bề mặt tủ điện có hiển thị các thông số dòng điện, điện áp và công suất để thuận tiện cho việc giám sát và quản lý của kỹ thuật viên.
Cấu tạo và thông số kỹ thuật của tủ điện động lực
Tủ điện động lực có kết cấu dạng khối hộp, hình chữ nhật hoặc hình vuông, trong đó mặt lưng và 2 bên hông tủ có thể tháo lắp dễ dàng, phía trên và phía dưới là vị trí đặt các ngõ vào ra.
Thông số kỹ thuật điển hình của tủ động lực gồm:
- Vỏ tủ: Thiết kế theo tiêu chuẩn IEC 61439, cấp bảo vệ từ IP43 - IP65, vật liệu thép tấm mạ kẽm hoặc sơn tĩnh điện.
- Công suất dự phòng: 5 - 20%.
- Điện áp làm việc: 380VAC.
- Nhiệt độ vận hành: -5⁰C – 40⁰C.
- Form tủ: 2b, 4b.
- Kích thước: Cao 1800 - 2200mm, ngang 600 - 1000mm, sâu 400 - 1200mm.
Các thành phần quan trọng trong tủ điện động lực:
- Vỏ tủ điện: Có kết cấu 2 cánh chắc chắn, chống chịu được tác động cơ học và thời tiết, chống ăn mòn và oxy hóa.
- Thiết bị đóng ngắt: Cầu dao tự động, aptomat bảo vệ quá tải, ngắn mạch và contactor đóng ngắt mạch động lực.
- Thiết bị bảo vệ: Rơ le bảo vệ quá tải cho động cơ.
- Biến tần: Điều chỉnh tốc độ và mô men xoắn của động cơ.
- Thiết bị điều khiển PLC (tùy chọn): Cho khả năng tự động hóa và giám sát hệ thống từ xa.
- Đồng hồ đo lường: Dùng để đo các thông số điện áp, dòng điện, công suất.
- Các linh kiện phụ trợ: Busbar, dây điện, nút nhấn, màn hình hiển thị.
- Hệ thống làm mát: Hỗ trợ tủ thoát nhiệt hiệu quả.
Cách phân loại tủ điện động lực phổ biến
Có 4 loại tủ điện động lực phổ biến:
- Tủ điều khiển bằng PLC: Ứng dụng trong hệ thống điện thông minh, yêu cầu hiệu suất và tính chính xác cao, có khả năng tự động hóa và điều khiển theo chu trình.
- Tủ điều khiển biến tần/ khởi động mềm: Áp dụng cho tải công suất lớn, cần thay đổi tốc độ hoặc lưu lượng truyền tải. Đây là giải pháp tối ưu nhất để tiết kiệm điện năng và bảo vệ động cơ.
- Tủ điều khiển khởi động trực tiếp/ sao tam giác: Dùng cho động cơ có công suất từ nhỏ đến trung bình. Phương pháp khởi động sao tam giác có khả năng giảm dòng khởi động cho các tải bơm, quạt, máy nén, máy nghiền…
- Tủ điều khiển cảm biến nhiệt độ, áp suất: Ứng dụng phổ biến trong hệ thống thông gió - hút mùi như quạt thông gió, quạt nồi hơi.
Ứng dụng của tủ điện động lực
Ngày nay, tủ điện động lực được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống sản xuất hiện đại nhờ khả năng tối ưu hóa quy trình vận hành và đảm bảo hiệu suất hoạt động ổn định, liên tục.
Cụ thể, tủ điện động lực được ứng dụng như sau:
- Điều khiển động cơ: Tủ động lực cho khả năng điều khiển và bảo vệ động cơ linh hoạt, an toàn trong các dây chuyền sản xuất, máy móc tự động.
- Hệ thống bơm nước: Tủ điện động lực được sử dụng để điều khiển trạm bơm, bơm công nghiệp, hệ thống cấp thoát nước, xử lý nước thải.
- Hệ thống HVAC: Hỗ trợ điều khiển quạt, máy lạnh, hệ thống thông gió cho các tòa nhà, nhà máy, công xưởng.
Câu hỏi thường gặp về tủ điện động lực
Câu hỏi 1: Tủ điện động lực thuộc hệ thống điện nặng hay điện nhẹ?
Trả lời: Tủ điện động lực là thành phần quan trọng của hệ thống điện nặng.
Câu hỏi 2: Phân biệt nhanh tủ điện động lực và tủ điện điều khiển?
Trả lời: Tủ điện động lực và tủ điện điều khiển đều thuộc điện nặng. Tuy nhiên, nếu như tủ điện điều khiển tập trung vào việc quản lý quy trình của máy móc, thiết bị thì tủ điện động lực chuyên trách quản lý năng lượng cho các tải công suất lớn, đặc biệt là nhóm thiết bị có cơ cấu truyền động như máy móc, động cơ, dây chuyền sản xuất…
Để hiểu hơn về sự khác biệt giữa 2 loại tủ này, bạn có thể theo dõi bảng so sánh sau:
| Tiêu chí | Tủ điện động lực | Tủ điện điều khiển |
| Chức năng chính | Cấp nguồn và bảo vệ các tải công suất lớn | Xử lý thuật toán, điều khiển máy móc vận hành theo logic |
| Đối tượng tác động | Động cơ, máy bơm, quạt, máy nén khí, băng chuyền | Tín hiệu từ PLC, HMI, cảm biến, nút nhấn |
| Đặc điểm dòng điện | Dòng điện lớn, điện áp thường là 380V/400V | Dòng điện nhỏ, điện áp thấp, thường là 24VDC hoặc 220VAC |
| Cấu trúc | Kích thước lớn, cấu trúc chắc chắn, cấp bảo vệ lên đến IP65, mặt sau và 2 bên hông tủ có thể tháo rời | Kích thước nhỏ hơn, mặt ngoài có nhiều nút nhấn, đèn báo, màn hình LCD hoặc công tắc chuyển mạch |
Câu hỏi 3: Tủ MCC có phải tủ điện động lực không?
Trả lời: Có, tủ MCC là 1 dạng tủ điện động lực nhưng không phải tủ điện động lực nào cũng là tủ MCC.
Tủ điện động lực là giải pháp hoàn hảo cho các hệ thống điện nặng, đảm bảo quá trình vận hành các tải công suất lớn diễn ra hiệu quả và an toàn. Cần xác định được chính xác nhu cầu sử dụng và yêu cầu của hệ thống để lựa chọn được loại tủ điện động lực phù hợp.
