Tìm hiểu về cuộn kháng Reactor. Ứng dụng và phân biệt Cuộn Kháng

Cuộn Kháng Reactor là gì?

Ứng dụng và phân biệt cuộn kháng

- Cuộn kháng cho tụ bù

- Cuộn kháng AC bảo vệ đầu vào, đầu ra biến tần

- Cuộn kháng khởi động cho động cơ Motor

- Cuộn kháng DC

Cuộn kháng Reactor là gì?

Cuộn kháng thực chất là 1 dạng của cuộn cảm có công suất lớn là một linh kiện điện tử thụ động được cấu tạo từ một dây dẫn được quấn thành ít vòng dây qoanh lỏi vật liệu dẫn từ thép tĩnh điện. Đặc biệt, khi dòng điện chạy qua sẽ sinh ra từ trường giúp bảo hạn chế được dòng ngắn mạch và tạo ra được nguồn năng lượng nhất định, nguồn năng lượng này sẽ giúp duy trì được hiệu điện thế tức thời và biến thiên đột ngột, cuộn kháng giúp bảo vệ cho tụ bù,lọc sóng hài, bảo vệ đầu vào biến tần và cuộn kháng khởi động cho động cơ. Tên gọi đặc biệt khác của cuộn kháng thường thấy là Reactor.

Cuộn kháng reactor là gì? Ứng dụng của cuộn kháng

Cuộn kháng (hay cuộn từ, cuộn cảm) là một loại linh kiện điện tử thụ động tạo từ một dây dẫn điện với vài vòng quấn, sinh ra từ trường khi có dòng điện chạy qua. Cuộn kháng có một độ tự cảm (hay từ dung) L đo bằng đơn vị Henry (H). 

Cách tính đơn vị đo và qui đổi Henry của cuộn kháng. Cách quy đổi Henry (H) của cuộn kháng

• 1 H = 10⁹ Nanohenry (nH)
• 1 H = 10⁶ Microhenry (µH)
• 1 H = 10³ Millihenry (mH)
• 1 H = 10^-3 Kilohenry (kH)
• 1 H = 10^-6 Megahenry (MH)
• 1 H = 10^-9 Gigahenry (GH)
• 1 H = 1 Weber trên ampe (Wb/A)

Cuộn kháng mặc dù có nhiều đơn vị đo khách nhau nhưng nhìn chung hiện nay sử dụng phổ biến nhất là đơn vị Milihenry (mH) và Microhenry ((µH)

Ứng dụng của cuộn kháng được chia làm 4 loại công dụng chính như sau

1. Cuộn kháng Reactor lọc sóng hài bảo vệ tụ bù

Cuộn kháng lọc sóng hài tần số bậc cao bảo vệ cho tụ bù được mắc nối tiếp hoặc song song trong tủ điện để hạn chế sóng hài bậc cao làm hư tụ bù. Chức năng chính của cuộn kháng là hạn chế sóng hài cao hơn tần số định mức hoặc hạn chế xung chuyển mạch, ngăn sóng hài gây nguy hiểm cho tụ điện, tránh sự khuếch đại quá mức và tạo ra cộng hưởng khi tụ điện được đóng điện đột ngột,tức thời. Mục đích sử dụng cuộn kháng cho tụ bù để tăng tuổi thọ cho hệ thống APFC. Đảm bảo hiệu quả kinh tế nâng cao hệ số công suất.

Với chức năng bảo vệ tụ bù, bảo vệ thiết bị đóng cắt, relay bù. Cuộn kháng Reactor kết hợp với tụ bù loại những thành phần sóng hài bậc cao bậc 3 (150Hz), bậc 5 (250HZ), Bậc 7 (350Hz) làm tăng chất lượng điện cho hệ thống. Cuộn kháng lọc sóng hài rất cần thiết trong trường hợp điện áp, dòng điện của hệ thống bị méo dạng nhiều. 

Cuộn Kháng lọc sóng hài cho tụ bù Fushin 50KVA

Hiện nay trên thị trường đang có nhiều loại cuộn kháng với hệ số lọc khác nhau 6%, 7%, 14% và được chế tạo nhiều công suất khác nhau tương ứng với các dung lượng của từng loại tụ bù. Ví dụ cuộn kháng Reactor Fushin 50KVA hệ lọc 7% dùng cho tụ bù 50KVar cho phép lọc sóng hài bậc 5, 7. 

2. Cuộn kháng AC bảo vệ đầu vào, đầu ra biến tần.

2.1 Cuộn kháng AC reactor gắn ở đầu nguồn vào input của biến tần.

Cuộn kháng cho đầu vào của biến tần AC có thể gắn trước nguồn vào để làm giảm tác dụng của sóng hài nhờ việc làm méo sóng hài (gây nhiễu trên dòng xoay chiều đầu vào), làm giảm các gai nhọn, sốc điện, ổn định nguồn điện xoay chiều cho cả biến tần và động cơ. Khi dòng điện chạy qua sẽ sinh ra từ trường giúp bảo hạn chế được dòng ngắn mạch và tạo ra được nguồn năng lượng nhất định, nguồn năng lượng này sẽ giúp duy trì được hiệu điện thế tức thời và biến thiên đột ngột giúp cung cấp cho biến tần 1 nguồn điện ổn định, không bị tụt áp đột ngột. Giúp cho bảo vệ biến tần không chịu 1 cường độ dòng điện cực lớn,tức thời gây ra bởi nguồn điện.

Cuộn kháng bảo vệ đầu vào biến tần công suất 160KW (200HP) FUSHIN

2.2 Cuộn kháng AC reactor gắn ở ngõ ra ouput của biến tần.

Bảo vệ cách điện của động cơ chống lại dòng điện ngắn mạch  xoay chiều và hư hỏng do sóng phản xạ IGBT , đồng thời cho phép động cơ chạy mát hơn bằng cách "làm mịn" dạng sóng hài của động cơ.
Điện trở tải cũng được sử dụng trên đầu ra của Bộ truyền động xoay chiều để giảm ảnh hưởng của điện dung dây dẫn động cơ cao và làm “mềm” dv / dt (tốc độ thay đổi điện áp cao) được áp dụng cho cuộn dây động cơ.
Bộ điện kháng này được sử dụng để triệt tiêu dòng sạc điện dung của cáp kết nối giữa biến tần và động cơ, đồng thời phân chia điện áp tăng danh định của PWM . Nó được gắn ở đầu ra của biến tần. Khi khoảng cách của dây cáp giữa biến tần và động cơ vượt quá một giá trị, đề xuất lắp đặt cuộn kháng đầu ra để bù dòng nạp lại của điện dung đường dây.

3. Cuộn kháng Reactor khởi động cho động cơ Motor.

Cuộn kháng khởi động động cơ motor được sử dụng để giảm điện áp trong quá trình khởi động động cơ 3 pha lớn đồng thời hạn chế dòng khởi động. Các động cơ lớn thường tạo ra dòng điện gấp 6 - 8 lần so với dòng điện danh định của chúng. Thông thường, Motor được khởi động với 50% điện áp trong khi 50% còn lại được phân tán qua bộ cuộn kháng khởi động động cơ khởi động từ 65% 85% 100%. Sau 1 thời gian ngắt nhất định (Tùy thuộc vào từng loại động cơ) Cuộn kháng được ngắt ra bởi các công tắc tơ trong hệ thống.

Cuộn kháng khởi động cho động cơ motor 20KW (30HP) với cấp khởi động 65%-100%

Cuộn kháng Reactor khởi động cho động cơ thường gọi tên gọi khác là biến áp tự ngẫu khởi động 65%-85%-100%

Tác dụng của cuộn kháng khởi động cho động cơ Motor

• Giúp động cơ công suất lớn dễ dàng khởi động motor.
• Giảm dòng tải khởi động trên đường dây dẫn, tiết kiệm chi phí.
• Bảo vệ động cơ ngậm dòng quá cao khi trực tiếp làm cho động cơ dễ cháy, ngắn mạch.
• Làm giảm mô men quay và tốc độ của motor.

4 Cuộn Kháng kháng DC reactor gắn nối tiếp trên DC bus của biến tần.

 Còn cuộn kháng cho đầu ra DC có thể gắn trên DC bus của biến tần, nó sẽ kết hợp với tụ điện gắn song song tạo ra mạch lọc sóng hài từ quá trình nén từ điện từ AC sang DC, ngoài ra nó còn đảm bảo dạng sóng sau cuộn kháng sẽ giữ ổn định, tránh bị số điện.