Mục lục

1. Biến tần thang máy là gì?

Biến tần thang máy là một thiết bị điện tử dùng để điều khiển tốc độ và mô-men xoắn của động cơ AC (xoay chiều) trong hệ thống thang máy, thông qua việc thay đổi tần số và điện áp cấp cho động cơ. 

Có thể hiểu đơn giản, biến tần giống như "bộ điều tốc thông minh", giúp cabin thang máy tăng tốc – giảm tốc mượt mà, chính xác và tiết kiệm điện hơn so với hệ thống khởi động trực tiếp.

Chức năng chính của biến tần:

• Thay đổi tần số và điện áp đầu vào động cơ để điều chỉnh tốc độ quay phù hợp với hành trình cabin.
• Kiểm soát mô-men xoắn động cơ, giúp thang máy khởi động êm, dừng tầng chính xác và vận hành ổn định.
• Tự động điều chỉnh theo tải trọng, tối ưu hiệu suất sử dụng năng lượng trong mỗi lần vận hành.

Biến tần thang máy là thiết bị được dùng để điều khiển tốc độ và mô-men xoắn của động cơ AC (xoay chiều) trong hệ thống thang máy

Biến tần giúp nâng cao hiệu suất hoạt động của thang máy bằng cách:

• Giảm tiêu hao điện năng nhờ điều khiển tốc độ linh hoạt theo tải.
• Tăng độ êm ái và an toàn, giảm rung lắc khi khởi động hoặc dừng tầng.
• Tăng tuổi thọ động cơ và các bộ phận cơ khí liên quan nhờ hạn chế va đập cơ học.

Biến tần thường được lắp bên trong tủ điện điều khiển, đặt trong phòng máy trên nóc giếng thang (đối với thang có phòng máy). Với thang không phòng máy, biến tần sẽ được tích hợp trong tủ điều khiển nằm trong giếng thang, gần khu vực motor kéo.

Biến tần được lắp đặt tại các vị trí này để: 

• Dễ dàng kết nối với bo mạch điều khiển trung tâm và động cơ, giúp tín hiệu điều khiển chính xác và ổn định.
• Thuận tiện cho kỹ thuật viên bảo trì, kiểm tra lỗi hoặc thay thế khi cần.
• Đảm bảo môi trường hoạt động ổn định về nhiệt độ, độ ẩm, thông gió, giúp biến tần bền và hoạt động chính xác hơn.

Nơi lắp đặt biến tần cần phải đáp ứng các yêu cầu sau:

• Nhiệt độ lý tưởng: từ 0 đến 45°C, tránh khu vực quá nóng hoặc tiếp xúc trực tiếp ánh nắng.
• Độ ẩm: nên dưới 90%, không ngưng tụ hơi nước.
• Không gian thông thoáng, tránh bụi bẩn, hóa chất ăn mòn hoặc rung lắc cơ học.

Biến tần được lắp đặt tại phòng máy

2. Lợi ích vượt trội khi sử dụng biến tần cho thang máy

Việc tích hợp biến tần vào hệ thống điều khiển thang máy mang lại nhiều lợi ích rõ rệt, không chỉ giúp tối ưu hiệu suất vận hành mà còn nâng cao trải nghiệm người dùng và độ bền thiết bị:

• Tiết kiệm năng lượng: Biến tần điều chỉnh tốc độ theo tải thực tế, giảm tiêu thụ điện 20 - 30% so với hệ thống điều khiển truyền thống.
• Vận hành êm ái: Tăng - giảm tốc độ mượt mà, tránh giật cục khi khởi động hoặc dừng tầng, nâng cao trải nghiệm người dùng.
• Tăng tuổi thọ thiết bị: Hạn chế sốc cơ học, giảm hao mòn động cơ, puly, phanh và các linh kiện cơ khí khác.
• Nâng cao độ an toàn: Tích hợp tính năng bảo vệ quá dòng, quá nhiệt, hỗ trợ dừng khẩn cấp và ngăn cabin trôi tầng.
• Điều khiển linh hoạt: Giao tiếp nhanh với bo mạch trung tâm, dễ dàng lập trình, kết nối từ xa và tự điều chỉnh theo tải.

3. Cấu tạo của biến tần thang máy

Một biến tần cho thang máy tiêu chuẩn được cấu thành từ các khối chức năng chính như sau:

• Bộ chỉnh lưu (Rectifier): Chuyển đổi điện xoay chiều (AC) từ lưới điện thành điện một chiều (DC) để sử dụng cho mạch trung gian. Thường sử dụng diode hoặc IGBT.
• Khâu trung gian DC (DC Link): Gồm tụ điện và cuộn kháng có nhiệm vụ duy trì ổn định điện áp DC, lọc nhiễu và giảm dao động điện áp trước khi cấp cho bộ nghịch lưu.
• Bộ nghịch lưu (Inverter): Chuyển đổi điện DC thành điện AC có tần số và điện áp thay đổi được, giúp điều chỉnh tốc độ động cơ một cách linh hoạt.
• Bộ điều khiển (Control Unit): Là “bộ não” của biến tần, xử lý các tín hiệu đầu vào (từ cảm biến, nút nhấn, bo mạch điều khiển…) và gửi lệnh điều khiển chính xác đến các khối chức năng khác.
• Các thành phần phụ trợ:
  • Điện trở hãm: Tiêu tán năng lượng dư thừa khi cabin dừng hoặc đi xuống, tránh quá áp ngược về DC link.
  • Bộ lọc EMC: Hạn chế nhiễu điện từ ảnh hưởng đến các thiết bị khác trong hệ thống.
  • Quạt làm mát: Tản nhiệt cho linh kiện công suất, đảm bảo biến tần hoạt động ổn định lâu dài.
  • Bảng điều khiển người dùng (HMI): Cho phép cài đặt, điều chỉnh thông số và giám sát trạng thái vận hành.

Bên trong biến tần thang máy

4. Nguyên lý hoạt động của biến tần thang máy

Nguyên lý hoạt động của biến tần dựa trên việc chuyển đổi điện xoay chiều (AC) từ lưới điện thành điện một chiều (DC), sau đó biến đổi lại thành điện xoay chiều AC có tần số và điện áp thay đổi được, nhằm điều khiển tốc độ và mô-men xoắn của động cơ kéo cabin. Quá trình này gồm 4 bước chính:

• Bước 1: Chỉnh lưu (Rectifier): Nguồn điện AC đầu vào (220V hoặc 380V) được chuyển thành dòng DC nhờ hệ diode hoặc IGBT.
• Bước 2: Lọc và ổn định điện áp (DC Link): Dòng DC đi qua tụ điện và cuộn kháng để lọc nhiễu, duy trì điện áp ổn định.
• Bước 3: Nghịch lưu (Inverter): Dòng DC được biến đổi trở lại thành AC với tần số và điện áp có thể điều chỉnh, phù hợp với yêu cầu vận hành của động cơ.
• Bước 4: Điều khiển thông minh: Bộ điều khiển của biến tần nhận lệnh từ hệ thống thang máy (gọi tầng, cảm biến tốc độ, tải trọng...) và tự động tính toán tần số – điện áp đầu ra, giúp điều khiển cabin chạy êm, chính xác và tiết kiệm điện.

5. 5 loại biến tần thang máy phổ biến nhất

5.1. Biến tần điều khiển V/f (Voltage/Frequency)

Đây là loại biến tần sử dụng nguyên lý giữ tỉ lệ giữa điện áp và tần số (V/f) ổn định để điều khiển tốc độ động cơ. Là dạng điều khiển cơ bản, phổ biến trong các dòng biến tần thế hệ cũ.

• Ưu điểm:
  • Cấu tạo đơn giản, dễ vận hành.
  • Giá thành thấp, phù hợp ngân sách hạn chế.
  • Tương thích với nhiều loại động cơ AC thông dụng.
     
• Nhược điểm:
  • Khó kiểm soát chính xác mô-men xoắn khi tải thay đổi.
  • Không có khả năng phản hồi tốc độ thực tế.
  • Vận hành kém mượt trong các ứng dụng yêu cầu dừng tầng chính xác.

Biến tần điều khiển V/f (Voltage/Frequency)

5.2. Biến tần điều khiển vector vòng hở (Open-loop Vector Control)

Loại biến tần này sử dụng mô hình nội bộ để ước lượng tốc độ và mô-men xoắn mà không cần cảm biến phản hồi. Đây là giải pháp trung gian giữa điều khiển V/f và vector vòng kín.

• Ưu điểm:
  • Hiệu suất điều khiển cao hơn so với V/f.
  • Cho khả năng khởi động và dừng tầng mượt mà.
  • Tiết kiệm năng lượng tốt hơn nhờ điều chỉnh theo tải.
• Nhược điểm:
  • Độ chính xác vẫn phụ thuộc vào mô hình nội suy, có thể sai lệch khi tải thay đổi nhanh.
  • Không thích hợp với thang tốc độ cao hoặc cần độ chính xác tuyệt đối.

Biến tần điều khiển vector vòng hở (Open-loop Vector Control)

5.3. Biến tần điều khiển vector vòng kín (Closed-loop Vector Control)

Đây là loại biến tần thang máy có độ chính xác cao nhất, sử dụng cảm biến tốc độ (encoder) để phản hồi liên tục về tốc độ thực tế của động cơ. Từ đó, điều chỉnh tần số – điện áp đầu ra theo thời gian thực.

• Ưu điểm:
  • Độ chính xác cao, phù hợp với thang tải lớn và tốc độ cao.
  • Dừng tầng chuẩn xác, vận hành êm ái trong mọi điều kiện tải.
  • Khả năng phản ứng nhanh với thay đổi tải trọng.
• Nhược điểm:
  • Chi phí đầu tư cao.
  • Cài đặt và bảo trì đòi hỏi kỹ thuật chuyên sâu.
  • Phụ thuộc vào độ chính xác của cảm biến phản hồi.

5.4. Biến tần tích hợp bộ hãm tái sinh (Regenerative Drive)

Loại biến tần này có khả năng thu hồi năng lượng dư thừa khi cabin giảm tốc hoặc đi xuống và tái nạp lại vào lưới điện, thay vì tiêu tán qua điện trở như biến tần thông thường.

• Ưu điểm:
  • Tiết kiệm năng lượng đáng kể, giảm hóa đơn điện.
  • Giảm sinh nhiệt trong phòng máy do không cần điện trở hãm.
  • Phù hợp với hệ thống thang máy hoạt động liên tục, tải lớn.
• Nhược điểm:
  • Giá thành cao hơn biến tần truyền thống.
  • Yêu cầu hệ thống điện lưới ổn định và tương thích.

Biến tần tích hợp bộ hãm tái sinh (Regenerative Drive) Mitsubishi

5.5. Biến tần chuyên dụng cho thang máy

Là dòng biến tần được thiết kế riêng cho ứng dụng thang máy, tích hợp sẵn thuật toán điều khiển hành trình cabin, phanh, hãm, an toàn và tối ưu dừng tầng.

• Ưu điểm:
  • Tối ưu hóa toàn bộ chu trình vận hành thang máy.
  • Tích hợp đầy đủ tính năng chuyên dụng (dừng tầng chính xác, chống trôi tầng, tiết kiệm năng lượng…).
  • Cài đặt đơn giản, dễ bảo trì.
• Nhược điểm:
  • Chi phí đầu tư cao hơn biến tần đa năng thông thường.
  • Hạn chế ứng dụng ngoài ngành thang máy.

Biến tần chuyên dùng cho thang máy từ Fuji

Bảng so sánh các loại biến tần thang máy

6. Các lỗi thường gặp ở biến tần thang máy & cách khắc phục cơ bản

Dưới đây là các lỗi thường gặp ở biến tần:

Lưu ý quan trọng: Đây là cách khắc phục cơ bản dành cho kỹ thuật viên có chuyên môn. Không tự ý sửa chữa nếu không am hiểu về điện – điện tử công nghiệp. Nên tham khảo hướng dẫn kỹ thuật của hãng sản xuất và sử dụng thiết bị bảo hộ đúng chuẩn.

Nên liên hệ với kỹ thuật viên nếu biến tần gặp lỗi

7. Giá bảo trì và thay thế biến tần thang máy

Theo khảo sát, chi phí bảo trì định kỳ biến tần thường dao động trong khoảng 800.000 - 1.500.000 VND/lần, tùy loại biến tần và khu vực.

Chi phí bảo trì biến tần cho thang máy phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm:

• Loại biến tần sử dụng: Biến tần chuyên dụng hoặc tích hợp hồi năng (regenerative) thường yêu cầu kỹ thuật bảo trì chuyên sâu hơn.
• Mức độ phức tạp của hệ thống: Thang máy tốc độ cao, có encoder, hoặc hoạt động liên tục đòi hỏi kiểm tra kỹ lưỡng hơn.
• Tần suất bảo trì: Thông thường, thang máy dân dụng nên bảo trì 6 tháng/lần, còn thang thương mại nên kiểm tra 3 - 4 tháng/lần.
• Điều kiện môi trường: Phòng máy nóng ẩm, nhiều bụi sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ biến tần và tần suất vệ sinh, kiểm tra.

Khi biến tần hỏng nặng, không sửa được hoặc không tương thích với hệ thống hiện tại, cần thay thế. Mức giá thay mới biến tần phụ thuộc vào:

• Công suất biến tần (kW): Công suất càng lớn thì giá càng cao.
• Thương hiệu và xuất xứ: Biến tần từ Nhật, châu Âu thường đắt hơn biến tần Trung Quốc hoặc nội địa.
• Loại biến tần: Biến tần vector vòng kín, biến tần có hồi năng sẽ đắt hơn loại V/f thông thường.
• Khả năng tích hợp và lập trình: Biến tần chuyên dụng cho thang máy có sẵn thuật toán điều khiển hành trình sẽ tối ưu hơn nhưng chi phí cao hơn.

Giá biến tần thang máy mới thường nằm trong khoảng:

• Từ 6.000.000 - 12.000.000 VND với biến tần dân dụng loại phổ thông (công suất dưới 5.5kW).
• Từ 15.000.000 - 35.000.000 VND với biến tần chuyên dụng, có hồi năng hoặc công suất lớn (7.5kW trở lên).

Giá thay mới biến tần có thể lên đến 35 triệu VND

Việc hiểu rõ và lựa chọn đúng loại biến tần thang máy phù hợp không chỉ tối ưu hiệu suất vận hành mà còn giúp giảm chi phí bảo trì, tăng độ bền và đảm bảo an toàn cho người sử dụng thang máy. Hãy đầu tư đúng – vận hành bền và liên hệ các đơn vị chuyên nghiệp khi cần hỗ trợ kỹ thuật để thang máy của bạn luôn hoạt động ổn định, êm ái và tiết kiệm năng lượng.

Thông tin liên hệ:

• Hotline: 18001754 – 0899.50.38.38
• Email: vietnam@cibeslift.com
• Website: https://cibeslift.com.vn
• Hệ thống showroom:

• Hà Nội: P.303, Tầng 3, Tòa nhà HITC, 239 Xuân Thủy, Cầu Giấy
• TP. HCM: Số 138, đường B2, phường An Lợi Đông, TP. Thủ Đức
• Đà Nẵng: Số 438 Đường 2/9, quận Hải Châu