Van Bướm Điều Khiển Điện: Nguyên Lý & Cách Chọn
Trong xu hướng tự động hóa nhà máy, van bướm điện bằng nhựa đóng vai trò mắt xích quan trọng giúp thay thế sức người trong việc vận hành hệ thống đường ống. Về cơ bản, thiết bị này sử dụng động cơ điện để tạo lực xoay trục van một góc 90 độ, từ đó kiểm soát dòng chảy một cách chính xác mà không cần thao tác tay thủ công.
Tuy nhiên, để chọn đúng thiết bị, người vận hành cần phân biệt rõ hai chế độ hoạt động chính: On/Off (đóng mở hoàn toàn) và Tuyến tính (điều tiết lưu lượng bằng tín hiệu 4-20mA), cũng như lựa chọn điện áp phù hợp (24V, 220V hay 380V). Bài viết này sẽ đi sâu vào các khía cạnh kỹ thuật cốt lõi đó.
Nguyên lý hoạt động cơ bản của van bướm điện
Cơ chế vận hành của van bướm điện dựa trên sự chuyển hóa điện năng thành cơ năng. Khi cấp nguồn điện, motor trong bộ điều khiển (Actuator) sẽ hoạt động, tạo ra lực momen xoắn. Lực này được truyền qua hệ thống hộp số giảm tốc để tăng mô-men lực, sau đó tác động trực tiếp lên trục van, làm đĩa van xoay.
Chu trình hoạt động diễn ra theo trình tự: Tín hiệu điện kích hoạt Motor quay -> Trục van xoay đĩa van -> Khi đạt góc 90 độ (mở hoặc đóng hoàn toàn), công tắc hành trình (Limit Switch) sẽ tự động ngắt điện để motor dừng lại. Đồng thời, một tín hiệu phản hồi (Feedback) thường được gửi về phòng điều khiển để báo trạng thái hiện tại của van.
> Xem thêm: Hướng dẫn thay thế nhanh gioăng, trục và motor van bướm inox điện
Phân biệt On/Off và Tuyến tính
Trong kỹ thuật điều khiển, đây là hai khái niệm quan trọng nhất quyết định giá thành và chức năng của van.
Giải thích chi tiết:
Van On/Off: Là loại phổ biến và kinh tế nhất. Motor chỉ thực hiện hành trình từ đóng sang mở và ngược lại. Phù hợp cho các ứng dụng chỉ cần chặn hoặc thông dòng chảy.
Van Tuyến tính (Modulating): Sử dụng bộ định vị (Positioner) nhận tín hiệu Analog 4-20mA. Ví dụ, tín hiệu 12mA van sẽ mở 50%. Loại này cho phép điều tiết lưu lượng chính xác, thường dùng trong các hệ thống HVAC, trộn hóa chất hoặc ổn định áp suất đường ống.
Điện áp sử dụng trong motor van bướm điện
Việc chọn điện áp phụ thuộc vào hạ tầng điện của nhà máy và yêu cầu an toàn:
Điện áp 24VDC/24VAC: Đây là chuẩn điện áp an toàn, thường được ưu tiên trong các hệ thống điều khiển sử dụng PLC hoặc môi trường ẩm ướt để tránh nguy cơ giật điện. Ưu điểm là tiết kiệm năng lượng và tương thích tốt với các tủ điện điều khiển trung tâm.
Điện áp 220VAC (1 pha): Đây là nguồn điện phổ biến nhất tại Việt Nam, rất tiện lợi cho việc lắp đặt dân dụng hoặc các nhà máy không có sẵn nguồn DC. Việc đấu nối đơn giản, không cần bộ chuyển đổi nguồn.
Điện áp 380VAC (3 pha): Thường chỉ sử dụng cho các dòng van kích thước lớn (từ DN200 trở lên) đòi hỏi lực momen xoắn (Torque) cực đại mà động cơ 1 pha không đáp ứng được. Loại này thường thấy trong các trạm bơm cấp nước hoặc nhà máy thủy điện.
Lưu ý: Với môi trường dễ cháy nổ (xăng dầu, khí gas), cần chọn loại motor có tiêu chuẩn chống cháy nổ (Explosion-proof) bất kể điện áp nào.
Ứng dụng & Lưu ý lắp đặt
Tùy vào tính chất kỹ thuật mà mỗi loại van sẽ được bố trí ở các vị trí khác nhau. Van On/Off thường dùng cho hệ thống xử lý nước thải, cấp nước sinh hoạt nơi chỉ cần xả tràn hoặc ngắt dòng. Ngược lại, van Tuyến tính là lựa chọn bắt buộc cho các quy trình tinh vi như châm hóa chất, điều khiển nhiệt độ lò hơi hay hệ thống khí nén.
Lưu ý kỹ thuật quan trọng: Yếu tố sống còn của van điện là Lực momen xoắn (Torque). Khi thay thế bộ điện, kỹ thuật viên cần đảm bảo Torque của motor phải lớn hơn Torque vận hành của thân van (thường hệ số an toàn là 1.3 đến 1.5). Nếu motor quá yếu, van sẽ không mở được hoặc motor sẽ bị om và cháy cuộn dây. Ngoài ra, cần bảo dưỡng định kỳ, kiểm tra gioăng làm kín và bôi trơn trục để hệ thống vận hành trơn tru.
> Xem thêm: Ứng dụng của van bướm inox điều khiển điện trong hệ thống cấp thoát nước