Tìm hiểu thêm về các loại biến tần phổ biến hiện nay

Hiện nay, các thiết bị tủ lạnh, máy giặt, máy lạnh,… trang bị công nghệ Inverter đều được nhiều người tiêu dùng lựa chọn vì khả năng hoạt động êm ái cùng tiết kiệm điện hiệu quả. Ngày nay bộ biến tần không còn là một thứ xa xỉ tốn kém mà được ứng dụng ngày càng rộng rãi. Dần trở thành thiết bị không thể thiếu trong mỗi nhà máy. Nếu chưa từng học qua ngành điện thì chắc bạn vẫn chưa hiểu hết bộ biến tần inverter là gì? Hãy cùng Venergy tìm hiểu tại bài viết này nhé!

Tìm hiểu thêm về các loại biến tần phổ biến hiện nay
Tìm hiểu thêm về các loại biến tần phổ biến hiện nay

Biến tần là gì?

Biến tần, còn được gọi là biến tần điều khiển tốc độ (Variable Frequency Drive – VFD) hoặc biến tần điều khiển tần số, là một thiết bị điện tử được sử dụng để điều chỉnh tốc độ quay của động cơ điện bằng cách điều chỉnh tần số đầu vào và áp suất tần số của nguồn điện. Điều này giúp tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống và tiết kiệm năng lượng.

Cụ thể, biến tần thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp để kiểm soát tốc độ quay của động cơ điện, chẳng hạn như motor điện của các máy sản xuất, bơi lội, hay hệ thống thông gió và quạt. Thay vì sử dụng hệ thống khởi động truyền thống, biến tần có khả năng điều chỉnh tần số đầu vào và áp suất tần số để điều khiển tốc độ quay của động cơ theo yêu cầu.

Biến tần là gì?
Biến tần là gì?

Việc sử dụng biến tần giúp giảm mức tiêu thụ năng lượng, tăng hiệu suất, giảm mức tiếng ồn và rung động, và cũng có thể giảm độ hao mòn của hệ thống. Vậy, Biến tần là một thiết bị điện tử được sử dụng để điều khiển tốc độ, mô-men xoắn và hướng quay của động cơ điện. Biến tần hoạt động bằng cách chuyển đổi điện áp xoay chiều một pha hoặc ba pha thành điện áp xoay chiều có tần số và điện áp thay đổi.

Cấu tạo của biến tần

Biến tần được cấu tạo từ các bộ phận có chức năng nhận nguồn điện có điện áp đầu vào cố định với tần số cố định, từ đó biến đổi thành nguồn điện có điện áp và tần số biến thiên ba pha có thể điều khiển.

1 số bộ phận chính có thể kể ra:

  • Bộ chỉnh lưu: Phần đầu tiên trong quá trình biến điện áp đầu vào thành đầu ra mong muốn cho động cơ là quá trình chỉnh lưu. Điều này đạt được bằng cách sử dụng bộ chỉnh lưu cầu đi-ốt sóng toàn phần.
  • Tuyến dẫn một chiều: Tuyến dẫn một chiều là một giàn tụ điện lưu trữ điện áp một chiều đã chỉnh lưu. Một tụ điện có thể trữ một điện tích lớn, nhưng sắp xếp chúng theo cấu hình tuyến dẫn một chiều sẽ làm tăng điện dung. Điện áp đã lưu trữ sẽ được sử dụng trong giai đoạn tiếp theo khi IGBT tạo ra điện năng cho động cơ
Cấu tạo của biến tần
Cấu tạo của biến tần
  • IGBT: Thiết bị IGBT được công nhận cho hiệu suất cao và chuyển mạch nhanh. Trong biến tần, IGBT được bật và tắt theo trình tự để tạo xung với các độ rộng khác nhau từ điện áp tuyến dẫn một chiều được trữ trong tụ điện
  • Bộ kháng điện xoay chiều: Bộ điện kháng dòng xoay chiều là cuộn cảm hoặc cuộn dây. Cuộn cảm lưu trữ năng lượng trong từ trường được tạo ra trong cuộn dây và chống thay đổi dòng điện.
  • Bộ điện kháng một chiều: Bộ điện kháng một chiều giới hạn tốc độ thay đổi dòng tức thời trên tuyến dẫn một chiều. Việc giảm tốc độ thay đổi này sẽ cho phép bộ truyền động phát hiện các sự cố tiềm ẩn trước khi xảy ra hỏng hóc và ngắt bộ truyền động ra
  • Điện trở hãm: Lượng điện thừa tạo ra cần phải được xử lý bằng cách nào đó. Điện trở được sử dụng để nhanh chóng “đốt cháy hết” lượng điện thừa này được tạo ra bởi hiện tượng này bằng cách biến lượng điện thừa thành nhiệt.

Biến tần có nhiều loại, nếu chia theo nguồn điện đầu vào ta có 2 loại cơ bản là: Biến tần cho động cơ 1 pha và biến tần cho động cơ 3 pha. Trong đó, biến tần cho động cơ 3 pha được sử dụng rộng rãi hơn.

Các loại biến tần phổ biến hiện nay

Để lựa chọn được loại biến tần phù hợp cho ứng dụng của bạn, cần xác định rõ nhu cầu ứng dụng, mục đích sử dụng và cân đối mức đầu tư. Để chọn được loại biến tần phù hợp nhất với yêu cầu sử dụng, cần lưu ý những nguyên tắc lựa chọn sau đây:

  • Chọn biến tần phù hợp với loại động cơ và công suất động cơ: tìm hiểu loại động cơ mình cần lắp biến tần là động cơ gì, đồng bộ hay không đồng bộ, 1 pha hay 3 pha, DC hay AC, điện áp bao nhiêu… để chọn biến tần phù hợp. Công suất biến tần phải chọn tương đương hoặc lớn hơn công suất động cơ
  • Chọn biến tần theo yêu cầu ứng dụng: khi lựa chọn biến tần cần xác định rõ ứng dụng của bạn là gì? Tốc độ yêu cầu bao nhiêu? Có yêu cầu tính năng điều khiển cao cấp đặc biệt nào hay không? Có yêu cầu tính đồng bộ hệ thống hay truyền thông? Môi trường làm việc có đặc điểm nào cần lưu ý (ẩm ướt, nhiệt độ cao, nhiều bụi, dễ cháy nổ….).
Các loại biến tần phổ biến hiện nay
Các loại biến tần phổ biến hiện nay
  • Chọn biến tần theo tải thực tế: Việc chọn lựa biến tần theo tải là một việc rất quan trọng. Việc đầu tiên là bạn phải xác định được loại tải của máy móc là loại nào: tải nhẹ hay tải nặng, tải trung bình và chế độ vận hành là ngắn hạn hay dài hạn, liên tục hay không liên tục… từ đó chọn loại biến tần phù hợp.
  • Chọn biến tần thuận tiện cho người lập trình khi lập trình điều khiển hoặc chọn nhà cung cấp có khả năng hỗ trợ lập trình cho các ứng dụng của bạn.
  • Chọn biến tần theo đúng thông số kỹ thuật của biến tần cũ (trong trường hợp thay thế hãng khác) hoặc theo thông số kỹ thuật thiết kế yêu cầu.
  • Và cuối cùng, đừng quên cân nhắc đến yếu tố tài chính. Để an tâm hãy chọn loại biến tần đã có uy tín và thông dụng trên thị trường, chế độ bảo hành tốt, chất lượng sản phẩm ổn định, bền bỉ và dịch vụ sửa chữa và chăm sóc khách hàng nhanh chóng, tận tâm.

Nguyên lý hoạt động của biến tần (inverter)

Nguyên lý hoạt động của biến tần theo quy trình cụ thể, như sau:

  • Trước hết, nguồn điện xoay chiều sẽ được chỉnh lưu và lọc thành nguồn điện 1 chiều ( DC ). Công đoạn sẽ được thực hiện bởi bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện. Hệ số công suất cosphi lúc này không phụ thuộc vào tải nhưng phải có giá trị thấp nhất là 0.96.
  • Điện áp 1 chiều lúc này được biến đổi thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng với nhau. Thông qua sự phát triển của công nghệ vi xử lý và bán dẫn lực  thì các tần số này sẽ chuyển mạch xung có thể lên tới dải tần số siêu âm để giảm thiểu tiếng ồn một cách tốt nhất.
  • Hệ thống điện áp xoay chiều 3 pha sẽ thay đổi giá trị biên độ và tần số vô cấp. Điện áp là hàm bậc 4 của tần số và tạo ra được các đặc tính mô men của hàm bậc hai để phù hợp với yêu cầu của tải.
  • Lúc này, hiệu suất chuyển đổi nguồn của bộ biến tần khá cao bởi được sử dụng bộ linh kiện hiện đại và bán dẫn công suất. Vì thế, năng lượng tiêu thụ xấp xỉ bằng năng lượng mà hệ thống yêu cầu.
  • Một số dòng biến tần hiện đại ngày nay còn có thêm các bộ điều khiển khác sẽ giúp hỗ trợ nhiều loại phụ tải khác nhau. Ngoài ra, một số biến tần còn tích hợp cả bộ PID và để điều khiển và giám sát trong hệ thống SCADA.

Bài viết liên quan:

Bình luận

0 bình luận

  • Hãy là người đầu tiên để lại bình luận cho bài viết này!
Messenger
Zalo
Gọi ngay
Form liên hệ

Để lại lời nhắn