Biến tần là gì – Nguyên lý hoạt động – Ứng dụng của biến tần

Biến tần là cái tên quen thuộc với các kỹ sư điện tử bởi được ứng dụng nhiều trong công nghiệp điều khiển tốc độ động cơ rất linh hoạt và dễ dàng hơn. Tuy nhiên, đối với các sinh viên học ngành kỹ thuật hoặc mới vào nghề còn chưa hiểu rõ được biến tần là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của biến tần ra sao. Bài viết này, chúng mình cùng tìm hiểu kỹ hơn về biến tần nhé!

Biến tần là gì?

biến tần là gì

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

Cấu tạo của biến tần

Bên trong biến tần là các bộ phận có chức năng nhận điện áp đầu vào có tần số cố định để biến đổi thành điện áp có tần số thay đổi để điều khiển tốc độ động cơ. Các bộ phận chính của biến tần bao gồm bộ chỉnh lưu, bộ lọc, bộ nghịch lưu IGBT, mạch điều khiển.

Ngoài ra biến tần được tích hợp thêm một số bộ phận khác như: bộ điện kháng xoay chiều, bộ điện kháng 1 chiều, điện trở hãm, bàn phím, màn hình hiển thị, module truyền thông,…

Nguyên lý hoạt động của biến tần

Đầu tiên, nguồn điện xoay chiều 1 pha hay 3 pha được chỉnh lưu và lọc thành nguồn 1 chiều bằng phẳng. Công đoạn này được thực hiện bởi bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện. Nhờ vậy, hệ số công suất cosphi của hệ biến tần đều có giá trị không phụ thuộc vào tải và có giá trị ít nhất 0.96

Điện áp 1 chiều ở trên sẽ được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng thông qua hệ IGBT bằng cách điều chế độ rộng xung (PWM).

Nhờ công nghệ vi xử lý và công nghệ bán dẫn lực rất phát triển hiện nay, tần số chuyển mạch xung có thể lên tới dải tần số siêu âm nhằm giảm tiếng ồn cho động cơ và giảm tổn thất trên lõi sắt động cơ

Điện áp xoay chiều ba pha ở đầu ra có thể thay đổi giá trị biên độ và tần số vô cấp tuỳ theo bộ điều khiển.

Theo lý thuyết, giữa tần số và điện áp có một quy luật nhất định tuỳ theo chế độ điều khiển. Đối với tải có mômen không đổi, tỉ số giữa điện áp và tần số không đổi.

Tuy vậy với tải bơm và quạt, quy luật này lại là hàm bậc 4. Điện áp là hàm bậc 4 của tần số. Điều này tạo ra đặc tính mômen là hàm bậc hai của tốc độ phù hợp với yêu cầu của tải bơm – quạt vì mômen cũng là hàm bậc hai của điện áp.

Hiệu suất chuyển đổi nguồn của biến tần rất cao vì sử dụng linh kiện bán dẫn công suất, sản xuất bởi công nghệ tiên tiến, giúp năng lượng tiêu thụ xấp xỉ bằng năng lượng yêu cầu bởi hệ thống.

Ngoài ra, biến tần ngày nay đã tích hợp rất nhiều kiểu điều khiển khác nhau phù hợp hầu hết các loại phụ tải khác nhau. Ngày nay biến tần có tích hợp cả bộ PID và thích hợp với nhiều chuẩn truyền thông khác nhau, rất phù hợp cho việc điều khiển và giám sát trong hệ thống SCADA.

Phân loại biến tần

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
  • Biến tần cho động cơ 3 pha

Trong đó, biến tần cho động cơ 3 pha được sử dụng rộng rãi hơn.

Ứng dụng biến tần

Biến tần được sử dụng nhiều trong công nghiệp và dân dụng. Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến không thể thiếu của biến tần: Bơm nước, máy cán kéo, máy ép phun, quạt hút/đẩy, máy nén khí, băng tải, thiết bị nâng hạ, máy cuốn/nhả, thang máy, hệ thống HVAC, máy trộn, máy quay ly tâm, cải thiện khả năng điều khiển của các hộp số…

Một số lợi ích của biến tần

  • Tiết kiệm năng lượng đáng kể so với phương pháp chạy động cơ trực tiếp
  • Biến tần được tích hợp các module truyền thông giúp cho việc điều khiển và giám sát từ trung tâm rất dễ dàng.
  • Dễ ràng thay đổi tốc độ động cơ, đảo chiều quay động cơ.
  • Quá trình khởi động thông qua biến tần từ tốc độ thấp giúp cho động cơ mang tải lớn không phải khởi động đột ngột, tránh hư hỏng phần cơ khí, ổ trục, tăng tuổi thọ động cơ.
  • Giảm dòng khởi động so với phương pháp khởi động trực tiếp, khởi động sao-tam giác nên không gây ra sụt áp hoặc khó khởi động.
  • Biến tần thường có hệ thống điện tử bảo vệ quá dòng, bảo vệ quá áp và thấp áp, tạo ra một hệ thống an toàn khi vận hành.

Hướng dẫn lựa chọn biến tần tốt nhất

  • Lựa chọn đơn vị cung cấp uy tín

Biến tần được sử dụng rất nhiều trong công nghiệp vì vậy nên có khá nhiều đơn vị cung cấp thiết bị này, khiến khách hàng khó khăn trong việc lựa chọn đơn vị cung cấp uy tín. Bạn hãy lựa chọn những đơn vị lâu năm có uy tín trên thị trường thiết bị điện công nghiệp. Gợi ý cho các bạn thiết bị điện tử 24h là một trong các đơn vị cung cấp uy tín hàng với chất lượng sản phẩm số 1. Hãy đến và trải nghiệm sản phẩm của chúng tôi.

  • Lựa chọn đúng mục đích sử dụng

Trên thị trường hiện nay có rất nhiều các hãng cung cấp các dòng biến tần. Các hãng đều có nhiều dòng biến tần đáp ứng được nhiều loại ứng dụng từ đơn giản đến phức tạp. Bạn cần xác định đúng mục đích sử dụng của mình để lựa chọn sản phẩm được chính xác

  • Lựa chọn theo thương hiệu uy tín

Trên thị trường có rất nhiều hãng cung cấp biến tần chúng khác nhau ở một số tính năng cao cấp, chất lượng, độ bền cũng như chênh lệch về giá bán. Bạn nên chọn một số thương hiệu nổi tiếng như MITSUBISHI, LS, FUJI, SCHNEIDER để đảm bảo chất lượng.

Như vậy qua bài viết bạn đã biết được biến tần là gì? Nếu cần tư vấn hãy liên hệ ngay với chúng tôi bạn sẽ được giải đáp tất cả các thắc mắc.

>> Xem thêm: Khởi động từ là gì? Cấu tạo và ứng dụng của khởi động từ

Add your comment

Bảo mật thanh toán

Tất cả thông tin thanh toán của bạn đều được chúng tôi bảo mật tuyệt đối

Đổi trả miễn phí

Đổi trả miễn phí trong vòng 3 ngày nếu phát hiện lỗi của nhà sản xuất

Miễn phí vận chuyển

Miễn phí vận chuyển khu vực nội thành Hà Nội