Biến tần là gì?

Biến tần đôi khi gọi là Inverter, là thiết bị điện tử hoặc mạch điện thực hiện biến đổi năng lượng điện từ dòng điện một chiều (DC) hoặc dòng điện xoay chiều (AC) ở cấu hình tần số và pha này thành dòng điện xoay chiều có cấu hình tần số và pha khác.

Những lợi ích của việc sử dụng biến tần bao gồm:

• Thay đổi tốc độ động cơ linh hoạt, đáp ứng yêu cầu công nghệ.
• Tiết kiệm năng lượng hiệu quả, bảo vệ các thiết bị điện trong cùng hệ thống.
• Bảo vệ động cơ, giảm mài mòn cơ khí.
•  Tăng hiệu quả và năng suất sản xuất.

Cấu tạo của biến tần

Mỗi loại biến tần có cấu tạo khác nhau tùy thuộc vào ứng dụng và yêu cầu kỹ thuật của hệ thống điều khiển. Các thành phần chính của biến tần được thiết kế để hoạt động ổn định và bền bỉ trong môi trường công nghiệp. Cấu tạo của biến tần thường bao gồm các thành phần chính sau:

• Mạch nguồn: cung cấp điện năng cho toàn bộ biến tần.
• Mạch điều khiển: là trung tâm điều khiển của biến tần, nơi thực hiện chức năng điều khiển, lập trình và bảo vệ.
• Mạch chuyển đổi tần số: là mạch chính của biến tần, thực hiện chức năng biến đổi tần số dòng điện đầu vào 50Hz thành tần số dòng điện đầu ra điều chỉnh được từ 0 đến 400Hz. Mạch chính bao gồm bộ chỉnh lưu, bộ lọc, bộ nghịch lưu IGBT.
• Mạch bảo vệ: bao gồm các thiết bị bảo vệ quá tải, bảo vệ quá dòng, bảo vệ các sự cố điện có thể gây ảnh hưởng đến hoạt động ổn định của hệ thống.
• Màn hình – bàn phím: được sử dụng để thực hiện các thao tác giám sát, cài đặt và điều khiển từ người vận hành.
• Ngoài ra biến tần còn có thể được tích hợp: module truyền thông, bộ điện kháng xoay chiều, bộ điện kháng 1 chiều, điện trở hãm (điện trở xả),…

Nguyên lý hoạt động của biến tần

• Trước tiên, biến tần chuyển đổi điện xoay chiều vào thành điện áp một chiều sử dụng bộ chỉnh lưu (chuyển đổi điện xoay chiều vào thành một chiều). Điện đầu vào có thể là một pha hoặc ba pha, nhưng nó sẽ ở mức điện áp và tần số cố định.
• Tiếp theo, điện áp một chiều được tạo ra sẽ được trữ trong giàn tụ điện (Tụ điện là bộ phận điện thụ động được dùng để trữ năng lượng trong một trường điện). Điện áp một chiều này ở mức rất cao.
• Cuối cùng, thông qua trình tự kích hoạt thích hợp bộ biến đổi IGBT của biến tần sẽ tạo ra một điện áp xoay chiều ba pha (IGBT là từ viết tắt của Tranzito lưỡng cực có cổng cách điện hoạt động giống như một công tắc bật và tắt cực nhanh để tạo dạng sóng đầu ra của biến tần). Điện áp và tần số đầu ra biến thiên và thay đổi khi cần tăng hoặc giảm tốc độ của động cơ.

Phân loại biến tần

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,…

Ứng dụng 

Do ưu điểm vượt trội nên biến tần được sử dụng rất phổ biến trong công nghiệp và dân dụng, đặc biệt là trong công nghiệp.

Hệ thống cấp nước nhà cao tầng

Trước đây việc cấp nước cho các tòa nhà cao tầng thường dùng là bơm nước lên mái và đẩy xuống từng tầng và được điều áp cho các tầng bằng các thiết bị điều hòa – giảm áp. Cách cấp nước này quá tốn kém chi phí và hiệu quả không cao.

Bộ biến tần khi lắp đặt sẽ không còn phải tốn chi phí để lắp đặt tháp mái.

Quạt hút hoặc đẩy

Nói đến quạt hút – đẩy thường được áp dụng cho các thiết bị công nghiệp như: Hút bụi – Thổi lò – Thông gió,…

Ở đây biến tần phát huy công dụng cực kỳ hiệu quả khi cho phép động cơ điều khiển áp lực, khởi động mềm, lưu lượng theo yêu cầu cần thiết,  tối ưu hóa hoạt động của động cơ, tiết kiệm điện năng lượng.

Hệ thống nén khí

Chế độ điều khiển cung cấp khí thông thường theo phương thức đóng và cắt. Chế độ này kiểm soát không khí đầu vào qua van cửa vào. Khi áp suất đạt đến giới hạn trên, van cửa vào đóng và máy nén sẽ đi vào trạng thái hoạt động không tải, khi áp suất đạt dưới hạn dưới, van cửa vào mở và máy nén sẽ đi vào trạng thái hoạt động có tải.

Công suất định mức của motor được chọn theo nhu cầu tối đa và thông thường được thiết kế dư tải, dòng khởi động lớn, motor hoạt động là liên tục khi không tải làm tiêu tốn một lượng lớn điện năng.

Hệ thống nâng – hạ

Biến tần có thể điều khiển định vị, mô-men xoắn và hãm giúp các ứng dụng như cần trục và palăng bằng cách sử dụng động cơ xoay chiều. Bộ biến tần dành cho thiết bị nâng hạ có hệ thống hãm tái sinh, tra năng lượng về lưới, an toàn và tiết kiệm.

Tổng Kết

Biến tần là một công nghệ quan trọng trong điện tử công suất, mang lại nhiều lợi ích và ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống điện. Qua bài viết này, hy vọng bạn đã có cái nhìn tổng quan về biến tần và nhận thức về vai trò quan trọng của nó. Hãy khám phá thêm về công nghệ này và tận dụng lợi ích của biến tần trong cuộc sống và công việc của bạn! Nếu có thắc mắc, vui lòng liên hệ chúng tôi để được giải đáp thắc mắc nhé! 

>>> Tham khảo nhiều loại máy biến tần tại đây