Cáp VFD là gì? Cách chọn cáp biến tần cho motor công nghiệp

Cáp VFD là loại cáp dùng trên tuyến công suất từ biến tần đến motor. Đây là vị trí có đặc tính làm việc khác với tuyến cấp nguồn thông thường và cũng khác với cáp điều khiển hoặc cáp truyền thông đi vào biến tần.

Vì vậy, khi chọn cáp biến tần cho motor công nghiệp, không nên chỉ hỏi “motor bao nhiêu kW dùng cáp bao nhiêu mm²?”. Cần xem đồng thời dòng tải, điện áp hệ thống, chiều dài tuyến, cấu trúc chống nhiễu, tiếp địa, cách lắp đặt và yêu cầu của hãng biến tần.

Cáp VFD là gì?

VFD là cách gọi phổ biến của biến tần điều khiển tốc độ motor. Biến tần không cấp cho motor một dạng điện áp giống hoàn toàn với nguồn lưới trực tiếp, mà điều khiển motor bằng quá trình đóng cắt điện tử với các xung có sườn điện áp nhanh.

Vì vậy, tuyến cáp giữa biến tần và motor cần được xem xét cả về khả năng mang dòng, cách điện, nhiễu điện từ, dòng common-mode, tiếp địa và ảnh hưởng của chiều dài tuyến.

Các hãng cáp phát triển những dòng chuyên dụng cho vị trí này, thường được gọi là cáp VFD, cáp motor biến tần hoặc cáp cho hệ truyền động điều chỉnh tốc độ.

Cáp VFD khác gì cáp điều khiển chống nhiễu?

Đây là điểm rất dễ nhầm khi bóc BOQ hoặc thay thế cáp. Cả hai đều có thể có lớp chống nhiễu, nhưng nhiệm vụ điện của chúng khác nhau.

Có thể xem thêm bài cáp điều khiển chống nhiễu cho PLC, biến tần và BMS để phân biệt rõ phần tín hiệu với tuyến công suất motor.

Cách chọn cáp VFD cho motor: cần xác định những gì?

Với kiểu bài K2, mục tiêu không phải đưa ra một bảng “kW = mm²” cố định. Cách an toàn hơn là thu thập đủ dữ liệu để lọc dần tới nhóm cáp phù hợp.

1. Xác định motor và biến tần

Trước tiên cần lấy thông tin từ nameplate motor và tài liệu của biến tần. Những dữ liệu hữu ích gồm:

Công suất kW hữu ích để nhận diện quy mô hệ thống, nhưng không nên dùng một mình để chốt tiết diện cáp. Khả năng mang dòng còn chịu ảnh hưởng bởi phương pháp lắp đặt, nhiệt độ môi trường, số tuyến đi chung và các điều kiện giảm tải khác.

2. Chọn tiết diện theo dòng tải và điều kiện lắp đặt

Tiết diện cáp phải đáp ứng khả năng mang dòng của hệ thống trong điều kiện lắp đặt thực tế và yêu cầu của nhà sản xuất thiết bị.

Khi kiểm tra tiết diện cần xét thêm chiều dài tuyến, nhiệt độ, kiểu đi máng hoặc ống, số lượng cáp đi chung, yêu cầu sụt áp và quy định kỹ thuật áp dụng cho dự án.

3. Kiểm tra cấp điện áp của cáp

Cáp phải có cấp điện áp phù hợp với hệ thống và phạm vi mà nhà sản xuất công bố. Không nên suy từ kích thước lõi hoặc hình thức bên ngoài.

Ví dụ, các dòng chuyên dụng như ÖLFLEX VFD 2XL của LAPP có các phiên bản được công bố cho ứng dụng kết nối biến tần và motor, với điện áp danh định 0,6/1 kV theo IEC. Việc lựa chọn model cụ thể vẫn phải dựa trên hệ thống thực tế.

4. Shield và dây tiếp địa rất quan trọng với hệ biến tần

Ngõ ra biến tần có thành phần chuyển mạch tần số cao, do đó cáp motor có thể trở thành một nguồn phát nhiễu điện từ nếu cấu trúc cáp và cách thi công không phù hợp.

Vì vậy nhiều hệ truyền động sử dụng cáp motor có shield và cấu trúc tiếp địa được thiết kế cho ứng dụng biến tần. Với các hệ công suất lớn, một số dòng còn sử dụng dây PE bố trí đối xứng nhằm cải thiện đặc tính EMC và hạn chế ảnh hưởng của dòng common-mode.

5. Chiều dài từ biến tần đến motor không nên bỏ qua

Chiều dài cáp motor không chỉ ảnh hưởng đến khối lượng và chi phí cáp. Trong hệ biến tần, chiều dài tuyến còn liên quan đến đặc tính điện của cáp, điện áp xung tại motor và yêu cầu của hệ truyền động.

Với các tuyến dài, cần kiểm tra manual của biến tần và motor để xác định giới hạn chiều dài cáp cũng như việc có cần xem xét bộ lọc du/dt, bộ lọc sine hoặc giải pháp khác hay không. Không nên đặt một ngưỡng chiều dài chung cho tất cả hãng và tất cả hệ thống.

6. Chọn vỏ cáp theo môi trường làm việc

Sau khi các thông số điện đã phù hợp, cần kiểm tra tiếp điều kiện cơ khí và môi trường.

Cáp có shield nhưng đấu nối sai vẫn có thể gây vấn đề

Hiệu quả chống nhiễu không chỉ nằm ở bản thân cáp. Cách xử lý shield tại đầu biến tần và đầu motor, cable gland, kẹp shield, tủ điện và hệ thống tiếp địa đều ảnh hưởng đến đường trở về của dòng nhiễu tần số cao.

Với nhiều hệ VFD sử dụng cáp motor có shield, nhà sản xuất thiết bị yêu cầu hoặc khuyến nghị tiếp xúc shield diện rộng và nối đất theo hướng dẫn ở cả hai đầu. Vì vậy phương pháp thi công phải được kiểm tra theo manual của thiết bị sử dụng, không nên tự áp một cách đấu nối cho mọi hệ thống.

Ví dụ một dòng cáp cho biến tần đang có trên Hào Phú

Một ví dụ để hiểu cách đọc datasheet là LAPP ÖLFLEX SERVO 2YSLCY-JB .

Dòng này được LAPP thiết kế cho kết nối giữa biến tần và motor, có điện áp danh định 0,6/1 kV, cấu trúc chống nhiễu kép, thiết kế điện dung thấp và có các phiên bản bố trí dây tiếp địa đối xứng.

Tuy nhiên đây chỉ là một ví dụ về dòng cáp. Không nên mặc định rằng một model sẽ phù hợp với mọi motor, mọi biến tần hoặc mọi điều kiện lắp đặt.

Nếu đang cân nhắc dùng một cáp điều khiển có shield thay cho cáp motor, có thể xem thêm bài ÖLFLEX CLASSIC 110 CY và 110: khi nào cần shield? để tránh nhầm giữa cáp điều khiển và cáp chuyên cho tuyến biến tần–motor.

6 lỗi thường gặp khi chọn cáp biến tần

Cần gửi thông tin gì để chọn và báo giá cáp VFD?

Nếu chưa có mã cáp cụ thể, không cần tự đoán model. Chỉ cần cung cấp đủ dữ liệu hệ thống để đối chiếu.