Biến dòng DC analog 4-20mA | Ứng dụng biến dòng analog 4-20mA

Dòng điện một chiều hay được ký hiện là dòng điện DC. Đây là loại dòng điện được sử dụng nhiều cho các loại động cơ và một số các thiết bị điện dân dụng khác. Ngoài ra, chúng còn được dùng trong lĩnh vực pin năng lượng mặt trời. Thông thường, đối với các động cơ thì người ta hay sử dụng kèm thêm một bộ biến tần tương ứng. Ấy thế, có một số trường hợp biến tần bị hư, cháy nổ do điện áp tăng cao. Đấy chỉ là một trong những nguyên nhân có thể ảnh hưởng đến công năng làm việc trong nhà máy. Chính vì điều này mà ngày nay, tất cả các thiết bị điện pin năng lượng mặt trời nói riêng và các động cơ công nghiệp nói chung thì người ta sẽ dùng thêm biến dòng DC analog 4-20mA.

Vậy biến dòng DC sang analog 4-20mA có công dụng gì? Vì sao chúng ta phải lắp đặp các loại biến dòng vào các thiết bị có điện áp lớn? Bài viết này mình sẽ chia sẽ kiến thức về biến dòng cho các bạn nào chưa biết về nó nhé!

Biến dòng DC Analog 4-20mA

Biến dòng DC Analog 4-20mA là loại thiết bị dùng để đo lường dòng điện áp đang chạy trong hệ thống. Giá trị dòng điện áp này thường rất lớn. Chúng thông thường có giá trị từ 0 cho đến vài trăm ampe. Sau khi đo lường được dòng điện áp hiện hành, chúng sẽ chuyển đổi sang tín hiệu tương ứng 4-20mA. Như vậy sẽ giúp cho các thiết bị điện tử hiện đại sẽ dễ dàng kết nối được.

Sự tương ứng giá trị 4-20mA là như thế nào?

Để hiểu thêm về câu hỏi này, mình sẽ mô tả một ví dụ cho các bạn dễ hiểu hơn. Một dòng điện của một động cơ bơm nước 220V-10A chẳng hạn. Có phải rằng chúng ta sẽ cần dùng loại biến dòng từ 0-10A để phù hợp đúng chứ. Sau khi hoàn tất các quá trình lắp đặt và cài đặt. Giá trị nó đo được sẽ là tương ứng như sau:

• 0A = 4mA
• 10A = 20mA

Ứng dụng biến dòng DC Analog 4-20mA

Trên thực tế, ai đã từng là một người thợ đi lắp đặt, sửa chữa bảo trì hay thậm chí là một giám sát viên của một công ty nổi tiếng nào đó sẽ nhìn nhận ra ngay vấn đề. Bởi vì biến dòng ngày này là một thiết bị an toàn cho mọi thiết bị điện trong nhà máy.

Xét về chức năng cơ bản của một con biến dòng, chúng dùng để đo lường dòng điện áp đang chạy là bao nhiêu. Chính vì điều này, mà biến dòng analog 4-20mA sẽ giúp thông báo cho chúng ta biết được dòng điện hiện tại có ổn định không. Tóm lại, loại biến dòng DC Analog 4-20mA này sẽ giúp chúng ta giải quyết  vấn đề sau:

• Bảo vệ các thiết bị điện hoặc các động cơ điện trong nhà máy nếu như không may xảy ra tình trạng tăng điện áp, sét đánh làm dòng điện tăng cao.
• Hiển thị và thông báo cho người giám sát cho biết dòng điện áp hiện tại có an toàn và ôn định không.
• Ngoài ra, chúng còn dùng để điều khiển các thiết bị động cơ biện thông qua dòng điện. Cơ chế này hoạt động bằng cách truyền tải tín hiệu tuyến tính Analog đến các thiết bị PLC, bộ điều khiển PID…
• Lĩnh vực điện năng lượng mặt trời thường hay sử dụng các loại biến dòng. Bởi vì điện năng từ pin năng lượng mặt trời khá là cao và thường không ổn định do thời tiết. Chính vì thế biến dòng đối với lĩnh vực này có nhiệm vụ chủ yếu là hay dùng để giám sát dòng điện năng của các tấm pin năng lượng này.

Thông số biến dòng DC sang analog 4-20mA

Khi sử dụng các loại biến dòng DC này, một điều khá là quan trọng đó chính là thông số của loại biến dòng. Dưới đây là một số thông tin hữu ích của loại biến dòng mà bạn nên chú ý khi mua.

• Nguồn điện: 24VDC
• Điện năng tiêu thụ: <25mA
• Khả năng cách ly điện áp: 3000K vdc
• Tiêu chuẩn phòng chống Over voltage: 300V CAT III hoặc 600V CAT III
• Độ chính xác biến dòng DC: khoảng 0.2%
• Có các chân Dip-switch để điều chỉnh phù hợp dòng điện áp hiện hành
• Lắp đặt trong tủ điện hay ngoài trời với nhiệt độ: -30…+70˚C
• Tín hiệu ngõ ra thông thường: 4-20mA
• Một số biến dòng có thể truyền thông ModBus RTU: RS485
• Lắp đặt trực tiếp trên Din Rail (35mm)

Ưu & nhược điểm biến dòng analog 4-20mA

Về ưu điểm

• Sự thiết kế biến dòng DC analog 4-20mA rất nhỏ gọn. Tiết kiệm được không gian trong tủ điện
• Có thể tùy ý chỉnh giá trị điện áp khi đo
• Xuất ra tín hiệu tuyến tính 4-20mA hoặc 0-10V. Điều này sẽ dễ dàng thích nghi hơn đối với các thiết bị điện hiện đại ngày nay
• Ngoài đo dòng điện DC ra, nó còn dùng để đo dòng điện xoay chiều AC
• Thời gian phản hồi tín hiệu nhanh.
• Dễ dàng lắp đặt và sử dụng
• Cách ly điện áp tốt và có thể lọc nhiễu tín hiểu bởi các yếu tố khách quan như sóng hài

Về nhược điểm

• Những loại biến dòng này không dùng để đo dòng điện áp lên đến 300A. Tuy nhiên, nếu dùng đo loại trên 300A thì có thể dùng một bộ chuyển đổi dòng hơn là biến dòng.
• Bắt buộc phải luồn dây qua biến dòng. Do đó không có loại dạng kẹp để lắp đặt đối với những dòng dây đã được lắp sẵn.
• Muốn kiểm tra tín hiệu nó đúng hay không thì phải dùng các loại đồng hồ dạng điện tử để kiểm tra.

Hướng dẫn cài đặt biến dòng Analog 4-20mA

Việc cài đặt và lắp đặt loai biến dòng analog 4-20mA tương đối khá là dễ dàng. Điều đơn giản chỉ cần luồn dây có dòng điện chạy qua vào lỗ tròn của biến dòng. Sau đấy nối các dây tín hiệu ngõ ra đến các thiết bị hiển thị hay điều khiển.

Về cơ bản, bạn phải chú ý chiều của dòng điện chạy như thế nào để có lắp đặp biến dòng sao cho hợp lý. Tiếp đến, đôi khi có một số biến dòng nó chỉ cần lắp đặt nguồn “loop power”. Nghĩa là nó vừa dùng để nhận nguồn điện khoảng 24VDC vừa truyền tín hiệu 4-20mA.

Ngoài mốt số điều cơ bản trên, vẫn phải chú ý nó một vài điểm sau. Bởi vì loại biến dòng này chúng ta có thể điều chỉnh giá trị điện áp sao cho phù hợp với dòng điện áp hiện tại. Thế nên, chúng được thiết kế thêm phần nút gạt DIP-SWICH. Tức là, đối với mỗi giá trị điện áp chúng ta phải điều chỉnh switch theo như trên sao cho nó phù hợp.

Cách lựa chọn thông số biến dòng DC

Làm thế nào có lựa chọn được biến dòng phù hợp? Đây chắc hẳn là điều mà nhiều người thắc mắc khi đi mua hàng. Chúng ta sẽ quay trởi lại kiến thức vật lý hồi cấp 2 đó là:

Các hệ số như P là công suất điện năng từ dòng điện, U là hiệu điến thế và I là cường độ dòng điện. Có một hệ số nó khá là quan trọng đó chính là hệ số công suất cos  . Thông thường hệ số công suất này thường phải từ 0,9 cho đến 1. Nếu dưới hơn sẽ bị các công ty điện lực phạt nhé. Tuy nhiên trong nhà máy nên cho hệ số này gần bằng 1 sẽ tốt hơn.

Trường hợp nên cần dùng điến dòng cho điến áp 3 pha. Nên chúng ta sẽ dùng loại công thức sau:

Ví dụ để ứng dụng cách tính chọn đối với dòng điện áp bình thường. Tiêu chuẩn sẽ lấy hệ số công suất cos φ.  Giả sử một động cơ tại nhà máy bạn đang dùng nguồn 220V.  Công suất định mức của bơm là khoảng 500W. Ta sẽ lựa chọn biến dòng như sau:

Khi cũng với loại bơm mà chúng ta dùng nguồn 3 pha 380V thì sẽ chọn như sau:

Từ đó ta phải lựa chọn biến dòng loại có giá trị lớn hơn 2,27A hoặc 0,75A để đo lường.

Mua biến dòng ac-dc analog ở đâu?

Nếu như bạn đang cần tư vấn giải pháp về các loại biến dòng sao cho phù hợp. Thì bạn có thể liên hệ thông tin bên dưới để được hỗ trợ về mặt kỹ thuật. Song song với nó còn được tư vấn giải pháp tối ưu về các loại biến dòng.

Ngoài ra, không chỉ có những loại cảm biến dòng điện sang 4-20mA. Bên mình hiện tại đang có một số loại biến dòng chuyển sang ModBus. Hay dùng để đo công suất điện năng. 

Bài viết tham khảo về kiến thức: Cảm biến dòng điện là gì? Các loại cảm biến dòng điện hiện nay?

Cảm ơn các bạn đã đọc bài viết của tôi. Chúc các bạn một ngày tốt lành!

SALES ENGINEER: Nguyễn Thành Đạt
SĐT: 0342962936