Biến tần là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của biến tần

Biến tần là gì, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của biến tần như thế nào. Cùng với Điện Phúc Thịnh tìm hiểu ngay trong bài viết này nhé !

Biến tần là gì ?

Biến tần là thiết bị biến đổi dòng điện xoay chiều có tần số thành dòng điện xoay chiều có tần số khác có thể điều chỉnh được.

Biến tần là một thiết bị thay đổi tần số của dòng điện đặt vào các cuộn dây bên trong của động cơ. Cho phép điều khiển tốc độ động cơ một cách vô cấp mà không cần sử dụng hộp số cơ khí. Biến tần sử dụng các phần tử bán dẫn để chuyển đổi tuần tự dòng điện đặt vào cuộn dây động cơ. Để tạo ra từ trường quay làm quay động cơ.

Có bao nhiêu loại biến tần ?

Sau khi đã biết biến tần là gì? Chúng ta cùng nhau tìm hiểu về các loại biến tần phổ biến hiện nay.

Có rất nhiều loại biến tần như biến tần xoay chiều, biến tần dc, biến tần 1 pha AC, biến tần một pha 220v, biến tần 3 pha AC, biến tần ba pha 220v, biến tần ba pha 380v, ...

Ngoài dòng biến tần đa năng thì các hãng sản xuất các dòng biến tần đặc biệt như biến tần cho máy bơm và quạt, biến tần đặc biệt cho nâng hạ, biến tần yaskawa cho cần trục l1000a, biến tần ac trung thế tiết kiệm năng lượng fsdrive-mv1000, biến tần cho thang máy l1000a, biến tần 3 pha yaskawa v1000,  biến tần đặc biệt cho hệ thống điều hòa không khí, ...

Cấu tạo của biến tần là gì ?

Bên trong biến tần là linh kiện có chức năng nhận điện áp đầu vào tần số cố định và biến đổi thành điện áp tần số thay đổi để điều khiển tốc độ của động cơ.

Các thành phần chính của biến tần bao gồm bộ chỉnh lưu, bộ lọc, bộ nghịch lưu IGBT và mạch điều khiển.

Ngoài ra, biến tần còn được tích hợp nhiều thành phần khác như: cuộn kháng AC, cuộn kháng DC, điện trở hãm (điện trở xả), bàn phím, màn hình hiển thị, module giao tiếp, ...

Nguyên lý hoạt động của biến tần là gì ?

Đầu tiên, nguồn điện một pha hoặc ba pha được chỉnh lưu và lọc thành nguồn điện một chiều phẳng. Giai đoạn này được thực hiện bởi một bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện. Nguồn điện đầu vào có thể là một pha hoặc ba pha, nhưng điện áp và tần số là cố định (ví dụ: 380V 50Hz).

Điện áp một chiều trên sẽ được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều ba pha đối xứng. Ban đầu, điện áp một chiều được tạo ra sẽ được lưu trữ trong tủ tụ điện.

Tiếp theo, với khả năng tự kích hoạt thích hợp, bộ chuyển đổi IGBT (viết tắt của Insulated Gate Bipolar Transistor) hoạt động giống như một công tắc cực nhanh. Tạo ra dạng sóng đầu ra của biến tần và tạo ra điện áp xoay chiều ba pha thông qua điều chế độ rộng xung PWM.

Lợi ích khi dùng biến tần là gì ?

Dễ dàng thay đổi tốc độ động cơ và đảo chiều quay động cơ.

So với phương pháp khởi động trực tiếp, dòng khởi động giảm, khởi động sao tam giác sẽ không gây sụt áp hoặc khởi động khó khăn.

Quá trình khởi động thông qua biến tần tốc độ thấp. Giúp động cơ mang tải lớn không bị khởi động đột ngột. Tránh hư hỏng các chi tiết cơ khí, bạc đạn, tăng tuổi thọ cho động cơ.

Việc sử dụng bộ biến tần góp phần tiết kiệm năng lượng đáng kể so với vận hành động cơ trực tiếp.

Biến tần thường có hệ thống điện tử bảo vệ quá dòng, quá áp. Tạo hệ thống an toàn trong quá trình vận hành.

Do nguyên lý làm việc nghịch lưu qua điốt và tụ điện. Nên công suất phản kháng của động cơ rất thấp giúp giảm đáng kể dòng điện trong quá trình vận hành. Giảm chi phí lắp đặt tụ bù, giảm thiểu tổn thất điện năng trên đường dây.

Biến tần tích hợp module truyền thông, giúp điều khiển và giám sát trung tâm rất dễ dàng.

Các ứng dụng của biến tần

Do có những ưu điểm vượt trội nên máy biến tần được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và dân dụng, đặc biệt là các lĩnh vực công nghiệp.

Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến không thể tồn tại nếu không có bộ biến tần

• Máy bơm
• Quạt hút / đẩy
• Máy nén khí
• Băng tải
• Thiết bị nâng
• Máy cán
• Máy ép phun
• Máy cuộn / dỡ tải
• Thang máy
• Hệ thống hvac
• Máy trộn
• Máy ly tâm
• Cải tiến khả năng điều khiển của hộp số
• Thay thế cơ cấu điều khiển vô cấp truyền thống trong máy công tác
• ...

Cách lựa chọn biến tần phù hợp

Thông số động cơ

Động cơ 3 pha thường có các loại 127 / 220V, 220 / 380V, 380 / 660V. Trong đó, phổ biến nhất là động cơ ba pha 220 / 380V.

Động cơ 3 pha 127 / 220V đấu nối sao 2 loại biến tần sử dụng được với nguồn điện 3 pha 220V. Nếu có nguồn đầu vào ba pha 220V, chọn bộ biến tần để nhập vào ba pha 220V và đầu ra ba pha 220V. Nếu chỉ có nguồn điện một pha thì chọn đầu vào 220V một pha đến đầu ra ba pha 220V (loại biến tần này có công suất nhỏ chỉ vài kilowatt).

Động cơ 3 pha 220 / 380V đấu nối delta. Sử dụng nguồn điện 3 pha 220V có thể sử dụng 2 loại biến tần trên.

Động cơ ba pha 220 / 380V đấu sao sử dụng nguồn điện ba pha 380V. Dùng biến tần biến đổi thành ba pha 380V thành ba pha 380V.

Hệ thống dây delta động cơ ba pha 380 / 660V sử dụng nguồn điện ba pha 380V. Và sử dụng biến tần để chuyển đổi ba pha 380V sang ba pha 380V.

Loại tải

Theo đặc tính mômen của từng loại ứng dụng (loại máy), tải của biến tần được chia thành 3 loại tải: tải nhẹ, tải trung bình và tải nặng.

Tải nhẹ: chọn biến tần tải nhẹ cho các ứng dụng như máy bơm và quạt. Ví dụ, biến tần LS là dòng IP5A, H100, biến tần Fuji là dòng eHVAC.

Tải trung bình: các ứng dụng như máy công cụ, máy ly tâm, băng tải, máy bơm áp lực,… Nên chọn dòng biến tần tải trung bình. Ví dụ, biến tần Fuji là dòng Ace, biến tần INVT là dòng GD20.

Công việc nặng: Cần trục, palăng, máy nén, máy ép, ... Chọn một biến tần hạng nặng. Ví dụ, biến tần Fuji là dòng Mega, và biến tần Mitsubishi là dòng A800.

Lưu ý: Biến tần có tải nặng hơn phù hợp với tải thấp hơn cùng công suất, nhưng sẽ lãng phí do giá cao hơn. Biến tần có tải nhẹ hơn không thể sử dụng cho tải nặng hơn cùng công suất. Trong một số trường hợp, bộ biến tần tải nhẹ có xếp hạng công suất cao hơn có thể được chọn cho tải nặng.

Chế độ vận hành

Chế độ hoạt động cũng rất quan trọng đối với việc lựa chọn bộ biến tần.

Chế độ chạy trong thời gian ngắn: Biến tần liên tục điều khiển động cơ tăng, giảm tốc, chạy, dừng, lùi, yêu cầu biến tần có khả năng quá tải cao. Có thể phải lắp thêm điện trở xả để bảo vệ biến tần. bị đốt cháy.

Chế độ hoạt động lâu dài: Động cơ thường đạt tốc độ ổn định trong thời gian dài sau khi khởi động. Chẳng hạn như quạt, máy bơm, băng tải, ...

Biến tần chuyên dụng

Nhiều nhà sản xuất chế tạo dòng biến tần chuyên dụng chỉ cho một loại ứng dụng như quạt, máy hương, thang máy… Loại biến tần này có đặc điểm là tối ưu về chức năng và giá thành so với công dụng của biến tần đa chức năng.

Lựa chọn hãng sản xuất

Yếu tố này liên quan đến chi phí đầu tư. Có rất nhiều hãng sản xuất biến tần trên thị trường. Hầu hết tất cả các thương hiệu đều có nhiều loại biến tần khác nhau. Để đáp ứng các yêu cầu sử dụng thực tế trong công nghiệp.

Sự khác biệt về các yếu tố chất lượng như độ ổn định, độ bền, hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt. Do sự khác biệt về kỹ thuật sản xuất và xuất xứ, thương hiệu làm cho giá cả chênh lệch đáng kể.

Trên đây là một số thông tin hữu ích về biến tần là gì, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của biến tần. Nếu bạn đang có nhu cầu mua biến tần. Hãy liên hệ ngay với Điện Phúc Thịnh để được tư vấn và hỗ trợ trực tiếp.

Thông tin liên hệ tư vấn

• Địa chỉ: 493/68D, Cách Mạng Tháng Tám, P.13, Q.10, TP.HCM
• Hotline: 0906.514.921
• Email: sales@dienphucthinh.com
• Website: dienphucthinh.com