Blog

Biến Tần Là Gì? ⚡️ Cấu Tạo & Nguyên Lý Hoạt Động Biến Tần

166

Nếu bạn muốn tiết kiệm năng lượng, tránh hư hỏng động cơ, dây chuyền sản xuất, tăng năng suất sản xuất hay điều khiển máy móc chạy đúng tốc độ, biến tần sẽ giúp bạn thực hiện điều đó một cách dễ dàng. Vậy biến tần là gì, cấu tạo biến tần như thế nào hãy cũng tìm hiểu trong bài viết sau nhé.

Biến tần là gì?

Biến tần là một thiết bị chuyển đổi dòng điện xoay chiều có tần số này thành dòng điện xoay chiều có tần số điều chỉnh khác. Nói cách khác, biến tần là một thiết bị thay đổi tần số của dòng điện cấp cho các cuộn dây bên trong của động cơ, qua đó tốc độ của động cơ có thể được điều khiển 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 cấp cho các cuộn dây của động cơ, từ đó tạo ra từ trường quay làm quay động cơ.

Cấu tạo của biến tần như thế nào?

Bên trong biến tần là bộ phận nhận điện áp đầu vào có tần số cố định và 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,…

Bộ chỉnh lưu (Diode)

Bộ chỉnh lưu cầu diode tương tự như bộ chỉnh lưu thường thấy trong các bộ nguồn, chuyển đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều. Sau khi điện áp được chỉnh lưu đi qua tụ lọc, sẽ có một điện áp phẳng và ổn định (DC bus) để cung cấp nguồn cho IGBT.

Bộ nghịch lưu (IGBT)

Các thiết bị IGBT chuyển đổi nhanh chóng và hoạt động tốt. Trong một biến tần, các IGBT được điều khiển bật và tắt tuần tự để tạo ra các xung có độ rộng khác nhau từ điện áp DC Bus được lưu trữ trong một tụ điện.

Phần điều khiển

Phần điều khiển sẽ được kết nối với mạch ngoại vi, nhận tín hiệu đưa về IC chính, điều khiển biến tần theo cấu hình và cài đặt của người dùng. Bộ điều khiển bao gồm:

  • IC chính để xử lý thông tin và điều khiển hoạt động của biến tần.
  • Ngõ vào analog: nhận tín hiệu điện áp 4 – 20 mA hay điện áp 0 – 10 V
  • Ngõ vào số: để kích cho biến tần chạy
  • Ngõ ra analog: kết nối với thiết bị ngoại vi khác để giám sát hoạt động của biến tần.
  • Ngõ ra số: xuất tín hiệu chạy, cảnh báo…

Bộ kháng điện xoay chiều (AC Reactor)

Một cuộn kháng AC là một cuộn dây quấn trên lõi thép. Cuộn kháng AC giúp giảm méo sóng hài, nhiễu trên dòng AC đi vào. Ngoài ra, cuộn kháng AC sẽ làm giảm biên độ cực đại của xung đầu vào. Giảm sóng hài sẽ giúp ổn định thanh cái DC và kéo dài tuổi thọ của tụ điện.

Bộ kháng điện một chiều (DC reactor)

Khi cuộn kháng DC được lắp đặt vào biến tần trước tụ điện, phần đầu vào của biến tần như mạch chỉnh lưu bộ lọc là tụ điện và cuộn dây. Biến tần được kết nối bên ngoài với một cuộn kháng DC, có lợi cho việc ổn định nguồn điện DC Bus, lưu trữ một lượng lớn năng lượng và ngăn sự sụt giảm điện áp đầu vào của biến tần khi cung cấp điện cho IGBT trong quá trình vận hành đầy tải.

Điện trở xả (Braking resistor)

Thông thường, một biến tần điều khiển động cơ chạy. Khi dừng hoặc phanh động cơ, động cơ sẽ trở thành máy phát điện với năng lượng cao. Nếu cần dừng động cơ khẩn cấp, mức tiêu thụ năng lượng này phải giảm. Một điện trở hãm sẽ giúp biến tần tiêu hao năng lượng này.

Các loại biến tần thông dụng hiện nay

Biến tần AC

Biến tần 1 pha – biến tần 3 pha dùng điện áp AC là loại biến tần phổ biến nhất & được dùng rộng rãi trong công nghiệp . Hầu  như 90% các motor trong nhà máy đều dùng biến tần AC .

Biến tần DC

Để điều chỉnh điện áp đầu vào 1 chiều cho động cơ DC, biến tần DC là sự lựa chọn phù hợp nhất. Loại biến tần này thích hợp cho các ứng dụng đơn giản.

Biến tần thay đổi nguồn điện đầu vào

Nếu chúng ta có điện áp một pha 220V và động cơ ba pha 220V, chúng ta có thể sử dụng biến tần để thay đổi nguồn điện đầu vào để khởi động động cơ. Tương tự nếu chúng ta có điện áp 1 pha là 220V và muốn điều khiển động cơ 3 pha 380V có công suất lớn hơn 2,2Kw thì cần thực hiện các bước như sau:

  • Mua một biến áp 220V sang 380V – tần số 50Hz , tuỳ theo công suất mà chúng ta chọn loại dòng 10-20 A
  • Mua một biến tần 3 pha 380V có công suất lớn hơn công suất động cơ khoảng 20%

Đầu tiên cấp nguồn 220V cho biến áp , từ biến áp ra 380V chúng ta cấp cho biến tần. Biến tần sẽ có 3 chân đầu vào L1-L2-L3 chúng ta kết nối nguồn 220V vào chân L1/R và L3/T còn chân L2 không sử dụng .

Với cách làm này chúng ta đã có thể điều khiển Motor có công suất lớn với nguồn 220V để điều khiển motor 380V . Đối với các motor 3 pha nguồn 220V có công suất dưới 2.2Kw thì chúng ta chỉ cần dùng biến tần 1 pha 220V ra 3 pha 220V thì có thể dùng trực tiếp mà không cần sử dụng tới máy biến áp .

Biến tần chỉnh độ rộng xung

Biến tần điều chỉnh độ rộng xung (PWM) là loại biến tần phức tạp nhất. Nó cũng cho phép động cơ chạy hiệu quả hơn. PWM được thực hiện bằng cách sử dụng bóng bán dẫn. Chất bán dẫn chuyển đổi nguồn DC ở các tần số khác nhau, cung cấp một loạt xung điện áp cho động cơ. Mỗi xung được chia thành các phần phản ứng với điện kháng của động cơ và tạo ra dòng điện thích hợp trong động cơ.

Biến tần Vector – biến đổi độ rộng xung

Biến tần vector dòng điện biến đổi độ rộng xung là một loại biến tần mới. Họ sử dụng một hệ thống điều khiển thường liên quan chặt chẽ đến động cơ DC. Biến tần có một bộ vi xử lý và chúng được kết nối với động cơ thông qua một vòng điều khiển khép kín. Điều này cho phép bộ xử lý có nhiều quyền kiểm soát hơn đối với hoạt động của động cơ.

Lợi ích khi dùng máy biến tần

Bảo vệ động cơ

Khi bạn lắp đặt biến tần, bạn có thể yên tâm rằng máy móc của bạn hoạt động hiệu quả. Do biến tần có thể điều khiển linh hoạt tốc độ chạy của động cơ nên bạn có thể điều chỉnh không quá 1,5 lần so với phương pháp truyền thống hoặc không quá 4 đến 6 lần dòng định mức. Biến tần này là thiết bị tiên tiến nhất hiện nay với hệ thống điện tử bảo vệ máy móc trong trường hợp quá dòng, hệ thống bảo vệ điện áp cao và thấp.

Giảm hao mòn cơ học

Bạn đang sử dụng băng tải, máy bơm hoặc máy móc khối lượng lớn? Khi động cơ được khởi động quá nhanh, sức ì hay quán tính theo thời gian sẽ làm phá hỏng phần cơ khí, ổ trục của động cơ. Một biến tần có thể giúp bạn giải quyết điều này. Khi khởi động động cơ, tần số dòng điện có thể được điều chỉnh thông qua bộ biến tần và điều chỉnh dần dần từ thấp đến cao để động cơ hoạt động bền bỉ và ổn định.

Tiết kiệm năng lượng

Bạn chỉ cần 1 dòng điện ở một nửa tần số khi tải nặng. Bằng cách giảm tần số của dòng điện đi qua, biến tần có thể điều chỉnh công suất máy của bạn ở mức phù hợp. Điều này đã được chứng minh trong sản xuất, trong đó mức tiêu thụ điện năng của máy có thể giảm tới 30%, điều này có thể giúp giảm đáng kể chi phí sản xuất. Đặc biệt là các loại thiết bị sử dụng động cơ điện như hệ thống quạt, máy bơm.

Tăng năng suất

Thông thường động cơ của bạn chạy ở tần số 50Hz, 1500v/p nhưng khi có biến tần bạn có thể tăng tần số dòng điện và chạy máy lên đến 60Hz, 1800v/p để tăng sản lượng. Trước đây khi chưa có biến tần, người ta thường sử dụng thêm pully hoặc motor rùa (motor phụ) để điều chỉnh tốc độ của máy, sẽ tốn nhiều máy móc và nhân công hơn.

Vì 2 loại này mang thiết bị và hao phí rất nhiều điện chỉ bằng cách gắn thêm máy phụ giúp tăng công suất máy chứ không dựa trên nguyên lý dòng điện như biến tần. Sử dụng biến tần có thể tăng công suất sản xuất lên đến 20% so với sử dụng nguồn DC.

Công dụng của biến tần

Bơm và hệ thống cung cấp nước

Một biến tần được lắp đặt để điều chỉnh lưu lượng nước thông qua máy bơm để cung cấp cho các tòa nhà, cao ốc, hệ thống tưới tiêu và nhà máy. Điều chỉnh tốc độ của máy bơm có nghĩa là điều chỉnh áp suất trên đường ống và lượng nước mà toàn bộ tòa nhà hoặc tòa nhà nhận được.

Quạt hút và hệ thống thông gió

Tương tự như máy bơm nước, quạt hút, quạt lò sưởi hay hệ thống thông gió tòa nhà cũng hoạt động trên cơ sở động cơ điện khi được lắp đặt biến tần, tốc độ gió có thể điều khiển tùy ý nhằm giảm tiêu thụ điện năng và tối ưu hóa hiệu suất hệ thống.

Máy nén

Hoạt động cấp khí vào bên trong máy nén theo cơ chế đóng cắt. Khi áp suất đạt giới hạn trên, van nạp tự động đóng (động cơ vẫn hoạt động) nhưng máy nén chạy không tải, khi áp suất giảm xuống giới hạn dưới, van nạp tự động mở, máy nén hoạt động có tải.

Việc máy nén được cấu hình để luôn chạy ở công suất tối đa là không cần thiết, động cơ vẫn quay khi máy nén chạy không tải sẽ tiêu tốn rất nhiều điện năng. Việc lắp đặt biến tần giúp bạn có thể kiểm soát hoạt động của máy nén để cung cấp lượng khí vừa đủ giúp giảm thất thoát điện năng và tăng độ bền cho máy nén.

Băng tải

Khởi động hoặc dừng băng chuyền quá nhanh có thể làm hỏng vòng bi và làm rơi vật phẩm. Ngoài ra, đối với các băng tải khi hoạt động sẽ có độ dốc, lúc này băng tải chạy theo quán tính, với biến tần có bộ hảm tái sinh RBU bạn có thể chuyển hóa cơ năng từ việc trượt của băng tải thành điện năng sau đó chuyển về lưới điện để tái sử dụng nhằm giảm điện năng hao phí.

Cầu trục

Cầu trục chạy tải khá lớn nên khi khởi động sẽ làm sụt áp trên toàn lưới, Tốc độ cầu trục thông thường là cố định, bằng việc sử dụng biến tần ta có thể điều khiển nguồn điện và cầu trục hoạt động vừa phải, an toàn, tiết kiệm.

Máy cán

Trong sản xuất thép và cơ khí, máy cán cần đạt độ chính xác khi cho ra thành phẩm, việc điều chỉnh chính xác tốc độ của động cơ giúp bạn sản xuất ra sản phẩm với độ chính xác cao, nâng cao chất lượng và số lượng sản phẩm.

Hệ thống HVAC

Hệ thống bao gồm tất cả các thiết bị điều chỉnh nhiệt độ, thông gió, ngoài ra còn có máy nén, quạt… sử dụng biến tần giúp giảm tiêu thụ điện năng và chạy ổn định.

Máy trộn, khuấy, các loại máy sử dụng quay ly tâm

Trong ngành sản xuất vật liệu, việc điều chỉnh vòng quay của con quay để cho ra sản phẩm hợp lý là rất cần thiết. Kiểm soát tốc độ trộn bột và trộn bê tông. và hàng ngàn ứng dụng khác cho biến tần

Địa chỉ mua biến tần chính hãng chất lượng, giá tốt

CHEAPEA là đơn vị chuyên cung cấp biến tần, bơm năng lượng mặt trời, pin mặt trời,… chính hãng và cung cấp các giải pháp chuyên nghiệp và dịch vụ bảo hành, bảo trì ưu việt theo từng nhu cầu của khách hàng. Chỉ khi mua biến tần của CHEAPEA, khách hàng mới nhận được chính sách bảo hành chính hãng của công ty.

Lựa chọn CHEAPEA, khách hàng có thể hoàn toàn yên tâm về khả năng cung cấp biến tần lớn, đáng tin cậy, dịch vụ hàng hóa trọn gói, chất lượng và đáp ứng nhanh chóng mọi yêu cầu. Nhằm giúp khách hàng tiết kiệm chi phí, duy trì hoạt động liên tục, tạo lợi thế cạnh tranh trên thị trường.

Ship hàng toàn quốc nhanh chóng. Bảo hành theo quy định của nhà sản xuất.

Thông tin liên hệ:

  • Địa chỉ: 564 Liên Phường, TP Thủ Đức, TPHCM
  • Điện thoại: 0949 17 2016
  • Fax: 0949 17 2016
  • Email: info@cheapea.vn
  • Website: https://cheapea.vn

Trên đây là những kiến ​​thức cơ bản giúp bạn có thể trả lời câu hỏi biến tần là gì, cấu tạo biến tần gồm những bộ phận nào. Hy vọng sẽ giúp ích cho bạn trong quá trình chọn biến tần phù hợp cho các loại máy mình đang sử dụng.

0 ( 0 bình chọn )

Việt Architect Group – Kiến Trúc Sư Việt Nam

https://xaydung.edu.vn
Vận hành và phát triển bởi Việt Architect Group - Kiến trúc sư Việt Nam. Đơn vị tư vấn thiết kế kiến trúc xây dựng hàng đầu tại Việt Nam hiện nay. Công ty có +15 NĂM KINH NGHIỆM. KIẾN TRÚC SƯ GIỎI ĐOẠT GIẢI THƯỞNG KIẾN TRÚC QUỐC GIA Hotline: 0989 149 805 / Website: kientrucsuvietnam.vn

Ý kiến bạn đọc (0)

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Bài viết liên quan

Bài viết mới

Xem thêm