Sử Dụng Quạt Làm Mát Và Tản Nhiệt Hiệu Quả Cho Biến Tần

1. Giới thiệu: Nhiệt độ – “kẻ thù giấu mặt” của biến tần

Trong vận hành thực tế, hơn 50% các sự cố liên quan đến biến tần có nguyên nhân sâu xa đến từ vấn đề tản nhiệt kém hoặc làm mát không đúng cách. Nhiệt độ cao không chỉ ảnh hưởng trực tiếp đến IGBT, tụ điện, bo điều khiển, mà còn làm suy giảm tuổi thọ tổng thể của biến tần, kéo theo chi phí sửa chữa, thay thế và dừng máy dây chuyền sản xuất.

Bài viết này sẽ đi sâu vào cơ chế làm mát bằng quạt, cấu trúc hệ thống tản nhiệt trong biến tần, cách tối ưu hiệu suất làm mát và xây dựng checklist kiểm tra định kỳ giúp kéo dài tuổi thọ thiết bị.

2. Cấu trúc hệ thống tản nhiệt trong biến tần

2.1. Các thành phần chính

Một hệ thống làm mát trong biến tần thường bao gồm:

• Quạt làm mát (Cooling fan): Có thể là quạt DC hoặc AC, nhiệm vụ thổi khí qua bộ tản nhiệt hoặc toàn bộ khoang bo mạch.

• Tấm tản nhiệt (Heatsink): Là hợp kim nhôm hoặc đồng, có rãnh hoặc cánh để tăng diện tích tiếp xúc với không khí.

• Kênh dẫn gió / khe tản nhiệt: Thiết kế luồng gió đi qua hiệu quả, giảm điểm nóng cục bộ.

• Cảm biến nhiệt (NTC/thermistor): Giúp phát hiện tình trạng quá nhiệt, truyền tín hiệu về bộ xử lý để kích hoạt chế độ bảo vệ.

2.2. Sơ đồ luồng gió điển hình

[Không khí lạnh ngoài vào] → [Quạt hút] → [Tản nhiệt công suất] → [Bo điều khiển] → [Thoát khí nóng ra ngoài]

Luồng gió cần đi từ điểm phát nhiệt lớn nhất (IGBT, Diode công suất) ra ngoài một cách mượt mà – tránh xoáy khí hoặc nghẽn gió.

3. Nguyên nhân làm giảm hiệu suất tản nhiệt

3.1. Bụi bẩn tích tụ

Sau 6–12 tháng, bụi có thể bám đầy cánh quạt và khe tản nhiệt, cản trở dòng khí và gây nhiệt độ tăng cục bộ.

3.2. Quạt làm mát bị hỏng hoặc yếu

Sau 10.000–20.000 giờ hoạt động, ổ bi và động cơ quạt xuống cấp, gây giảm tốc độ quay, ồn lớn, thậm chí ngừng quay hoàn toàn mà không báo lỗi.

3.3. Lắp đặt sai hướng hoặc nơi kín gió

Nhiều xưởng để biến tần trong tủ điện kín, không có quạt đối lưu hỗ trợ, khiến khí nóng không thoát ra được.

3.4. Sử dụng sai công suất quạt thay thế

Một số kỹ thuật viên chọn quạt không đủ lưu lượng hoặc điện áp không tương thích → làm mát kém, nhanh hỏng linh kiện.

4. Giải pháp cải thiện hiệu quả làm mát

4.1. Thay thế quạt định kỳ theo khuyến cáo

• Chu kỳ thay thế: 2–3 năm/lần hoặc 15.000–20.000 giờ vận hành.

• Dấu hiệu cần thay quạt:

  • Quạt quay yếu, phát ra tiếng kêu lạ.

  • Biến tần thường xuyên báo lỗi nhiệt (OH).

  • Nhiệt độ IGBT đo tại heatsink vượt quá 75°C.

💡 Ví dụ thực tế: Tại xưởng ép nhựa ở Long An, sau khi thay toàn bộ quạt làm mát theo lịch bảo trì định kỳ, tỷ lệ lỗi nhiệt giảm từ 7% xuống còn 1% trong 6 tháng đầu năm.

4.2. Vệ sinh bộ tản nhiệt bằng khí nén

• Chu kỳ: 3–6 tháng/lần.

• Dụng cụ: Máy nén khí cầm tay áp suất thấp (~3–5 bar).

• Lưu ý: Tháo tủ điện, làm sạch kỹ khe giữa các lá nhôm tản nhiệt.

4.3. Nâng cấp quạt công suất lớn hơn (nếu cần)

Trong môi trường sản xuất nhiệt độ cao (xưởng cán thép, lò nung), có thể:

• Lắp thêm quạt hút đối lưu trong tủ.

• Dùng quạt DC 24V có lưu lượng gió mạnh hơn nhưng vẫn đảm bảo tiếng ồn thấp.

4.4. Sử dụng keo tản nhiệt và cảm biến nhiệt đúng cách

• Thay keo tản nhiệt ở tiếp điểm IGBT – heatsink sau 2–3 năm.

• Dán cảm biến nhiệt chính xác tại vị trí có nhiệt độ cao nhất (gần transistor công suất).

5. Checklist kiểm tra và bảo trì hệ thống tản nhiệt

6. So sánh hiệu quả giữa 3 phương án tản nhiệt phổ biến

7. Kết luận và khuyến nghị

Làm mát hiệu quả không phải là tùy chọn – đó là điều kiện sống còn để biến tần vận hành ổn định và lâu dài. Việc đầu tư đúng vào hệ thống quạt, vệ sinh định kỳ, theo dõi nhiệt độ, tuy nhỏ nhưng giúp giảm thiểu rủi ro dừng máy, kéo dài tuổi thọ thiết bị, và giảm chi phí bảo trì đáng kể.

👉 Gợi ý hành động:

• Thiết lập lịch bảo trì tản nhiệt theo tháng/quý.

• Ghi chú chi tiết từng lần thay thế quạt, bôi keo, kiểm tra nhiệt độ.

• Đào tạo kỹ thuật viên nhận biết sớm dấu hiệu lỗi nhiệt.

Nếu bạn đang vận hành một dây chuyền sản xuất và thấy biến tần thường xuyên báo lỗi nhiệt, hãy để đội kỹ thuật HL Auto kiểm tra – vì có thể chỉ một chiếc quạt hỏng cũng khiến cả nhà máy ngưng trệ!