Biến tần là gì? nguyên lý hoạt động của biến tần

Biến tần là gì? nguyên lý hoạt động của biến tần và các ứng dụng của biến tần trong đời sống và công nghiệp hiện nay sẽ được tổng hợp qua bài viết sau đây

1. Biến tần là gì?

Biến tần thiết bị biến đổi dòng điện một chiều hoặc xoay chiều thành dòng điện xoay chiều có tần số và điện áp có thể điều chỉnh. Hay nói cách khác đây là thiết bị làm thay đổi tần số dòng điện đặt trên cuộn dây bên trong động cơ và thông qua đó đó có thể điều khiển tốc độ động cơ một cách vô cấp, không cần dùng đến các hộp số cơ khí. Chúng sử dụng các linh kiện bán dẫn để đóng ngắt tuần dòng điện đặt vào các cuộn dây của động cơ để làm sinh ra từ trường xoay làm quay động cơ.

  • Biến tần điều khiển vận tốc động cơ xoay chiều 3 pha.
  • Biến tần biến đổi dòng điện xoay chiều ở tần số này sang dòng điện xoay chiều ở tần số khác.
  • Biến tần điều khiển động cơ thay đổi điện áp V và tần số Hz cấp cho động cơ.
Biến tần là gì?
Biến tần là gì?

2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của biến tần

Cấu tạo:

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 (điện trở xả), bàn phím, màn hình hiển thị, module truyền thông,…

Chúng ta sẽ phân loại biến tần theo đặc tính của dòng điện vì thế ta có 2 loại chính là biến tần AC và biến tần DC.

  • Biến tần AC:là loại được sử dụng phổ biến, dùng để điều khiển tốc độ của động cơ, motor điện xoay chiều
  • Biến tần DC: loại này được dùng trong các ứng dụng kiểm soát rẽ nhánh của các động cơ, motor điện một chiều.

Ngoài ra còn có các loại biến tần theo công suất,…

biến tần là gì?

Nguyên lý hoạt động của biến tần:

Hoạt động của biến tần được chia ra thành 2 giai đoạn:

  • Công đoạn 1: nguồn điện xoay chiều AC 1 pha hoặc 3 pha được chỉnh lưu lọc thành nguồn 1 chiều bằng phẳng. Được thực hiện bằng bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện. Điện đầu vào có thể là 1 pha hoặc 3 pha và ở mức điện áp và tần số cố định ví dụ như 380V, 50Hz.
  • Công đoạn 2: điện áp một chiều được biến đổi nghịch lưu tạo thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng. Đầu tiên, điện áp một chiều được tạo ra sẽ được lưu trữ trong giàn tụ điện. Sau đó thông qua quá trình tự kích hoạt thích hợp, bộ biến đổi IGBT sẽ tạo ra một điện áp xoay chiều 3 pha bằng phương pháp điều chế độ rộng xung PWM.

 

3. Lợi ích khi sử dụng biến tần

Biến tần đa dạng về mẫu mã, kiểu dáng và công suất khác nhau, chính vì vậy những lợi ích từ chúng mang lại cũng đa dạng theo. Dưới đây chỉ là một trong số những lợi ích nổi bật nhất mà chúng mang lại:

  • Thay đổi tốc độ động cơ, đảo chiều quay động cơ dễ dàng.
  • 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.
  • 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.
  • Tiết kiệm năng lượng đáng kể so với phương pháp chạy động cơ trực tiếp.
  • 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.
  • Nhờ nguyên lý làm việc chuyển đổi nghịch lưu qua diode và tụ điện nên công suất phản kháng từ động cơ rất thấp, do đó giảm được dòng đáng kể trong quá trình hoạt động, giảm chi phí trong lắp đặt tụ bù, giảm thiểu hao hụt điện năng trên đường dây.
  • Biến tần được tích hợp các module truyền thông giúp cho việc điều khiển và giám sát từ trung tâm rất dễ dàng.

4. Ứng dụng của biến tần

Biến tần được ứng dụng ngày càng phổ biến để điều khiển tốc độ cho tất cả các máy móc trong các ngành, đặc biệt trong công nghiệp và xây dựng:  Máy nghiền, máy cán, kéo, máy tráng màng, máy tạo sợi, máy nhựa, cao su, sơn, hóa chất, dệt, nhuộm, đóng gói, chế biến gỗ, băng chuyền, cần trục, tháp giải nhiệt , thiết bị nâng hạ, máy nén khí, bơm và quạt.

  • Sử dụng cho hệ thống bơm
  • Quạt hút, đẩy
  • Máy nén khí
  • Băng tải
  • Máy ép, máy phun
  • Máy dệt, máy đóng gói,…
  • Hệ thống HVAC
  • Hệ thống thang máy, cẩu trục, chế tạo ô tô,…

5. Các thương hiệu biến tần được sử dụng phổ biến hiện nay

Biến tần Schneider:

Biến tần ABB:

Biến tần Danfoss:

Biến tần Vacon:

Biến tần Siemens:

>>> Tham khảo: Cách lập trình PLC điều khiển biến tần 

Trả lời

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

plc schneider sử dụng cookie để cung cấp cho bạn trải nghiệm duyệt web tốt hơn. Bằng cách duyệt trang web này, bạn đồng ý với việc sử dụng cookie của chúng tôi.