Biến tần là gì?

Biến tần là gì?

Biến tần là thiết bị biến đổi dòng điện ở tần số này thành dòng điện ở tần số khác mà có thể điều chỉnh được. Biến tần là thiết bị làm thay đổi dòng điện trên cuộn dây trong động cơ và qua đó có thể điều khiển tốc độ hoạt động động cơ theo vô cấp. Biến tần được ứng dụng nhiều trong linh kiện bán dẫn dùng để đóng ngắt tuần tự dòng điện trong cuộn dây động cơ sản sinh ra từ trường làm quay động cơ vận hành.

Cấu tạo của Biến tần

Biến tần gồm những bộ phận chính sau:

• Bộ chỉnh lưu: Dòng điện xoay chiều 1 pha được chuyển thành dòng điện 1 chiều nhở bộ chỉnh lưu. Trong quá trình sử dụng có thể bổ sung thêm cầu đi ốt khác nhằm hướng dòng chiều 3 pha thành 1 pha.
• Tuyến dẫn một chiều: Gồm dàn tụ điện lưu trữ điện áp 1 chiều đã chỉnh lưu và được sử dụng tại thời điểm IGBT tạo ra dòng điện cho động cơ vận hành.
• Thiết bị IGBT: Sử dụng theo một trình tự nhất định nhằm tạo ra các xung với độ rộng khác nhau để điều khiển tốc độ mô men xoắn của động cơ vận hành.
• Bộ điện kháng xoay chiều là cuộn cảm có chức năng lưu trữ năng lượng từ trường và ngăn dòng điện xoay chiều. Trong một vài trường hợp bộ điện kháng có thể được sử dụng từ phía đầu ra của biến tần nhằm hỗ trợ động cơ có điện áp thấp.
• Bộ điện kháng 1 chiều có nhiệm vụ chính giảm tốc độ thay đổi dòng tức thời trên tuyến dẫn 1 chiều, máy phát hiện sự cố tiềm ẩn có thể xuất hiện. Thiết bị thường được lắp đặt giữa tụ điện và bộ chỉnh lưu trên các bộ biến tần từ 7,5 kW trở lên
• Điện trở hãm: Sử dụng đốt cháy lượng điện dư thừa trong quá trình động cơ hình thành nên điện áp.

Nguyên lý hoạt động của biến tần

Nguyên lý cơ bản của bộ biến tần đơn giản với 2 công đoạn chính. Cụ thể:

• Công đoạn 1: Sử dụng nguồn điện xoay chiều (AC)1 pha hay 3 pha đã được chỉnh lưu và lọc thành nguồn 1 chiều bằng phẳng (DC). Giai đoạn này được thực hiện bởi bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện. Nguồn điện đi vào có thể là 1 pha hoặc 3 pha nhưng nó sẽ có điện áp và tần số cố định đi vào. Chính vì thế hệ số công suất cosphi của hệ biến tần sẽ đạt được các giá trị không phụ thuộc vào tải và có giá trị ít nhất đạt được là khoảng 0.96.
• Công đoạn 2: Nguồn điện áp 1 chiêu được biến đổi thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng. Công đoạn này được điều chỉnh qua bộ phận IGBT (transistor lưỡng cực có cổng cách ly) nhờ cách thức điều chỉnh chế độ rộng của xung (PWM). Ngoài ra nhờ sự tiến bộ của khoa  học và công nghệ bán dẫn lực mà tần số chuyển mạch xung có thể lên đến dải tần số siêu âm. Vì thế mà giảm được độ ồn cho động cơ, giảm thiểu tổn thất trên lõi sắt động cơ hiệu quả nhất.

Ngoài ra biến tần hiện đại còn tích hợp thêm điều khiển nhằm phù hợp với phụ tải. Ngày nay biến tần có tích hợp thêm PID và thích hợp sử dụng với nhiều chuẩn truyền thông khác nhau.

Phân loại biến tần

• Biến tần AC: Đây là loại biến tần được sử dụng để chuyển đổi tần số của một nguồn điện xoay chiều đầu vào thành tần số khác trên đầu ra. Biến tần AC được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp, như điều khiển tốc độ động cơ, đèn LED và các ứng dụng khác.
• Biến tần DC: Đây là loại biến tần được sử dụng để chuyển đổi điện áp DC đầu vào thành điện áp DC khác đầu ra. Biến tần DC được sử dụng trong các ứng dụng như điều khiển tốc độ động cơ DC và các ứng dụng khác.
• Biến tần 1 pha 220V: Đây là loại biến tần được sử dụng để điều khiển tốc độ động cơ 1 pha có điện áp đầu vào là 220V. Biến tần 1 pha thường được sử dụng trong các ứng dụng như máy cưa, máy mài, máy bơm và các ứng dụng khác.
• Biến tần 3 pha 220V: Đây là loại biến tần được sử dụng để điều khiển tốc độ động cơ 3 pha có điện áp đầu vào là 220V. Biến tần 3 pha thường được sử dụng trong các ứng dụng như các hệ thống máy móc công nghiệp như máy phát điện, máy nén khí, máy ép và các ứng dụng khác.
• Biến tần 3 pha 380V: Đây là loại biến tần được sử dụng để điều khiển tốc độ động cơ 3 pha có điện áp đầu vào là 380V. Biến tần 3 pha 380V thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp như hệ thống máy móc, hệ thống bơm, hệ thống điều khiển và các ứng dụng khác.

Hướng dẫn lựa chọn các loại biến tần

• Để chọn được biến tần phù hợp, bạn cần xác định được yêu cầu của ứng dụng, bao gồm tần số đầu vào, tần số đầu ra, dòng điện, công suất và các tính năng khác như độ chính xác, độ ổn định và độ tin cậy.
• Có nhiều loại biến tần khác nhau, bao gồm biến tần AC, DC, 1 pha, 3 pha… Mỗi loại có ưu điểm và hạn chế riêng, bạn cần tìm hiểu kỹ để chọn loại phù hợp với ứng dụng của bạn.
• Bạn cần tìm hiểu kỹ về nhà sản xuất, bao gồm uy tín, chất lượng sản phẩm, dịch vụ hậu mãi và giá cả. Bởi những sản phẩm được sản xuất từ thương hiệu uy tín sẽ có giá cả phù hợp, chất lượng bền bỉ, đạt tiêu chuẩn thông số kỹ thuật.
• Cần đánh giá hiệu suất và hiệu quả tiết kiệm năng lượng của biến tần, bao gồm hệ số công suất và khả năng điều chỉnh tốc độ động cơ để giảm chi phí vận hành.
• Tìm hiểu về các tính năng khác như bảo vệ quá tải, bảo vệ quá áp, bảo vệ quá dòng, bảo vệ quá nhiệt và các tính năng an toàn khác.

Các lợi ích của Biến tần

• Biến tần có khả năng điều chỉnh tốc độ động cơ điện theo nhu cầu thực tế, giúp tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí điện năng.
• Hỗ trợ điều khiển tốc độ hoạt động động cơ chính xác hơn so với các hệ thống điều khiển khác, đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu suất cao hơn.
• Vì tốc độ động cơ được điều chỉnh hoạt động chính xác, ổn định đều, do đó giúp kéo dài tuổi thọ của động cơ và giảm chi phí bảo trì.
• Có thể điều chỉnh tốc độ động cơ theo nhu cầu, giúp tối ưu hoá hiệu quả hoạt động của hệ thống.
• Giảm thiểu tiếng ồn và độ rung của hệ thống, giúp giảm tác động đến môi trường và sức khỏe con người.
• Biến tần giúp động cơ ngừng vận hành ở chế độ không tải đối với bơm, quạt, khí nén, tối ưu năng lượng điện tiêu thụ. Bên cạnh đó khi sử dụng thiết bị trong các ngành dệt, nhuộm, sẽ hỗ trợ làm tăng năng suất hoạt động cơ hơn là dùng nguồn điện trực tiếp.
• Bảo vệ thiết bị điện tử trong những trường hợp quá tải, quá áp, thấp áp nhằm tạo ra một hệ thống thiết bị vận hành an toàn và có hiệu quả nhất.

Những điều lưu ý khi sử dụng Biến tần

Khi sử dụng biến tần, có một số điều lưu ý sau đây:

• Cần chú ý đến việc điều chỉnh các tham số của biến tần để đảm bảo hoạt động ổn định và đúng chức năng. Các tham số cần được thiết lập dựa trên thông số kỹ thuật của động cơ được điều khiển.
• Để đảm bảo hoạt động ổn định và đúng chức năng, biến tần cần sử dụng nguồn điện ổn định và có chất lượng tốt. Nếu sử dụng nguồn điện không ổn định hoặc có nhiễu, biến tần có thể bị hỏng hoặc không hoạt động đúng cách.
• Chú ý đến việc điều chỉnh tốc độ động cơ bằng biến tần. Nếu tốc độ quá cao hoặc quá thấp, động cơ có thể bị hư hoặc không hoạt động đúng cách.
• Thường xuyên kiểm tra và bảo trì biến tần để đảm bảo hoạt động ổn định và kéo dài tuổi thọ của thiết bị. Nên kiểm tra các bộ phận như quạt làm mát, bộ điều khiển, mạch điện, v.v.
•  Khi lắp đặt và sử dụng biến tần, bạn cần tuân thủ các quy định an toàn điện để đảm bảo an toàn cho người sử dụng và thiết bị. Bạn cần đảm bảo rằng các thiết bị bảo vệ như dao cách ly, ngắt mạch, v.v. đều hoạt động đúng cách.

Tại sao phải sử dụng Biến tần?

• Biến tần có khả năng điều chỉnh tốc độ của động cơ theo yêu cầu, giúp tiết kiệm năng lượng và giảm thất thoát điện năng trong quá trình vận hành.
• Biến tần cho phép điều khiển tốc độ của động cơ một cách chính xác, giúp cho việc vận hành các thiết bị điện được ổn định và có hiệu quả hơn.
• Sử dụng biến tần giúp hệ thống điện vận hành ổn định và giảm hao mòn cho động cơ và các thiết bị khác trong hệ thống điện, do đó giúp tăng độ bền của chúng.
• Khi sử dụng biến tần để điều khiển tốc độ của động cơ, tiếng ồn sẽ giảm đáng kể so với việc vận hành ở tốc độ cao đồng thời giúp giảm độ rung cho hệ thống.
• Khi sử dụng biến tần, việc bảo trì các thiết bị điện sẽ đơn giản hơn và dễ dàng hơn do tác động lên các thành phần của hệ thống điện ít hơn.
• Sản phẩm có nhiều tính năng đáp ứng nhiều yêu cầu khác nhau, bao gồm bảo vệ quá tải, bảo vệ quá áp, bảo vệ quá dòng, và các tính năng điều khiển khác.

Ứng dụng Biến tần

Do ưu điểm nổi bật nên biến tần được ứng dụng nhiều trong các ngành công nghiệp và dân dụng. Cụ thể là trong các thiết bị bơm nước, quạt hút,máy nén khí, băng tải và thiết bị nâng hạ, máy ép phun nhằm thay thế cho việc sử dụng cơ cấu điều khiển vô cấp truyền thống trong máy công tác…

Mong rằng những thông tin chúng tôi vừa chia sẻ trong bài viết sẽ giúp mọi người hiểu thêm về khái niệm biến tần, cấu tạo, nguyên lý vận hành của thiết bị như thế nào. Để có một sản phẩm tốt, hoạt động bền bỉ, mọi người hãy lựa chọn địa chỉ uy tín để mua hàng. Tìm hiểu thêm thông tin về sản phẩm tại Tuấn Hưng Phát nhé.