máy biến tần

Biến tần là gì?

Là thiết bị dùng để chuyển đổi dòng điện ở tần số này thành dòng điện ở tấn số khác. Được điều chỉ thông qua các hoạt động của dòng điện chuyển đổi theo hệ số.

Nguyên lý hoạt động:

– Nguyên lý của một bộ biến tần làm việc khá đơn giản. Đầu tiên, thì nguồn điện xoay chiều 1 pha hay 3 pha được chỉnh lưu và sau đó lọc thành nguồn 1 chiều.Việc này hoạt động được sử lý bởi bộ điều chỉnh lưu cầu diode và tụ điện bên trong mỗi biến tần hoạt động.

– Đối với hệ số công suất thì việc giá trị không phụ thuộc vào tải và có giá trị ít nhất 0.96. Và điện áp một chiều này được biến đổi (nghịch lưu) thành xoay chiều 3 pha đối xứng.

– Công đoạn này được thực hiện bởi hệ thống IGBT bằng phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM). Nhờ công nghệ vị xử lý và công nghệ bán dẫn, 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.

nguyên lý hoạt động của biến tần
nguyên lý hoạt động của biến tần

– Hệ thống điện áp xoay chiều 3 pha ở đầu ra sẽ thay đổi giá trị biên độ cùng tần số vô cấp. Trên lý thuyết, giữa tần số và điện áp sẽ có một quy luật để có thể điều chỉnh. Đối với việc tải có mô men không đổi, và tỉ số điện áp – cùng tần số là không đổi.

– Tuy vậy đối với tải bơm và quạt, quy luật này thì lại là hàm bậc 4. Điện áp là hàm bậc 4 của tần số. Nó sẽ tạo ra đặc tính mô men là hàm bậc hai với yêu cầu của tải bơm/quạt. Điện áp hàm bậc 2 phụ thuộc vào bản thân mô men thực hiện.

Hiệu suất chuyển đổi

– Hiệu suất của chuyển đổi nguồn các bộ biến tần sẽ rất cao; vì chúng sử dụng các bộ linh kiện bán dẫn có công suất được chế tạo theo công nghệ mới hiện nay. Nhờ vậy, năng lượng tiêu thụ có thể sẽ xấp xỉ bằng năng lượng được yêu cầu bởi hệ thống.

– Ngoài ra, thì các biến tần bây giời thì rất nhiều loại khác nhau ban có thể lựa chọn. Và có cả các biến tần có thể tích hợp cả bộ PID và nhiều chuẩn khác nhau phù hợp theo việc điều khiển và giám sát trong hệ thống.

Biến tần có mấy loại:

Các loại biến tần mà hiện nay trên thị trường mà bạn có thể mua đựa tại các cửa hàng cũng như cung cấp. Từ các biến từ quy mô nhỏ đến quy mô lớn mà bạn có thể thiết lập cài đặt cho mình. Hãy tìm hiểu khái niệm của chúng để tìm được sự khác biệt giữa các biến tần khác nhau như thế nào?. Để bạn có thể sử dụng chúng cho các mục đích của mình.

Biến tần AC

Máy biến tần AC đa số được sử dụng để giúp động cơ cảm ứng điện từ; và dùng dòng điện xoay chiều hoạt động với các tốc độ phù hợp. Máy biến tần thông dụng được sử dụng nhiều nhất được thiết kế cho các điều khiển xe cộ chạy bằng dòng điện xoay chiều.

Biến tần DC

Đối với biến tần DC có chức năng kiểm soát sự rẽ nhánh của các động cơ điện một chiều. Chúng sẽ chia phần cảm ứng điện và mạch rẽ nhánh hoạt đông. Đa số sử dụng cho các hệ thống điện năng lượng mặt trời hiện nay trên thị trường.

các dòng biến tần
các dòng biến tần

Biến tần VVI

Là loại máy có thể thay đổi điện áp đầu vào (VVI). Cấu tạo của chúng khá là đơn giản, nó sẽ hoạt động nhờ các thiết bị chuyển mạch đầu ra tạo ra một sóng sin mới cho các điện áp. Khi động cơ điện nhập các loại sóng vuông ở các điện áp khác nhau và hoạt động nhờ sự hỗ trợ của các tụ điện lớn.

Biến tần nguồn điện đầu vào (CSI) tương tự với VVI

Loại  biến tần này sẽ cần đến bộ đảo lưu lớn giữa dòng điện ở mức không đổi, sự khác biệt giữa CSI và VVI là nguồn điện đầu vào để ép dòng điện sóng vuông thành dòng điện đối lập với điện áp.

Biến tần điều chỉnh độ rộng xung (PWM) là loại phức tạp nhất cho phép động cơ điện hoạt động hiệu quả hơn.

Biến tần PWM dùng bóng bán dẫn chuyển đổi dòng điện một chiều ở các mức tần số khác nhau. Mỗi xung chia thành từng phần phản ứng với điện kháng của động cơ điện; tạo ra các dòng điện thích hợp trong động cơ điện của máy móc.

Biến tần vector dòng

Máy biến tần sử dụng một loại hệ thống điều khiển được kết hợp rất chặt chẽ với động cơ điện một chiều. Các biến tần này có một bộ vi xử lý, được kết nối với động cơ điện qua một vòng điều khiển kín.Nó sẽ giúp kiểm soát và xử lý chặc chẻ hơn các hoạt động của động cơ điện.

Ứng dụng phổ biến của biến tần

1. Bơm nước

– Được sử dụng để điều tốc độ của bơm, có thể chạy ở lưu lượng/áp suất tùy chọn. Qua đó giúp tăng hiệu suất, tiết kiệm năng lượng khi quá trình hoạt động. Hệ thống sẽ vận hành êm, trơn, giảm chi được phí bảo trì – sửa chữa tăng thời gian sử dụng.

– Việc sử dụng biến tần điều khiển động cơ cho phép điều khiển áp lực, lưu lượng tùy chọn; khởi động mềm, tối ưu hóa hoạt động của động cơ, tiết kiệm điện năng lượng.

2. Quạt hút/đẩy:

– Sử dụng khá phổ biến trong công nghiệp: Hút bụi, quạt lò, thông gió …. Để điều khiển lượng gió cần dùng từ hệ thống điều khiển động cơ nhiều cấp, các van khống chế…

3. Máy nén khí:

– Là điều khiển cung cấp khí thông thường theo phương thức đóng/cắt. Nhằm kiểm soát không khí đầu vào thông qua van cửa vào. Khi áp suất đến giới hạn trên, van cửa vào đóng và khi 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 một motor được lựa chọn theo nhu cầu lớn nhất. Thông thường được thiết kế với sự dư tải, dòng khởi động lớn, motor hoạt động là liên tục khi ở tình trạng không tải làm tiêu tốn một lượng lớn điện năng.

4. Băng tải:

– Cho phép điều chỉnh tốc độ băng tải phù hợp với yêu cầu quy trình sản xuất. Theo các hệ số thiết lập sử dụng từ biến tần lắp đặt.

– Năng lượng được tiết kiệm khi chạy động cơ ở tốc độ phù hợp với yêu cầu của cần tải, khi hệ số công suất của động cơ cao. Hơn nữa trong trường hợp băng tải có đoạn chạy quán tính (dốc xuống), cơ năng của băng tải có thể chuyển hóa thành năng lượng điện để trả về lưới với biến tần hãm tái sinh.

– Khi nhiều động cơ được sử dụng, tốc độ có thể được đồng bộ và tải có thể được chia sẻ giữa các động cơ.

– Có thể bù trượt tốc độ, phát hiện quá mômen; dò tìm tốc độ cộng với chức năng tăng mômen động cơ. Khi mômen tải tăng giúp tốc độ băng tải luôn luôn ổn định và hoạt động tốt hơn.

– Điều khiển quá trình khởi động và dừng chính xác trên hệ thống băng tải

5. Thiết bị nâng hạ:

– Hệ thống nâng hạ trong XD và CN thường gặp những vấn đề công nghệ; mà trong quá trình thiết kế truyền thống chưa đáp ứng tốt: Khó kiểm soát được tốc độ chạy, chỉ chạy ở một tốc độ cố định và thấp. Tăng/ giảm tốc dễ dẫn đến hiện tượng sốc cơ khí, dừng không chính xác khi tải thay đổi, thiếu an toàn…

6. Máy cán kéo:

– Sử dụng biến tần điều khiển động cơ các máy cán kéo sẽ đáp ứng đầy đủ và chính xác, yêu cầu truyền động của công nghệ sản xuất. Biến tần AC cho các động cơ AC và các converter DC cho động DC

biến tần DC - AC
biến tần DC – AC

7. Máy ép phun:

-Nếu hệ thống điều khiển cùng với biến tần có thể tự động điều chỉnh tốc độ của động cơ bơm dầu. Theo yêu cầu tải thực tế (áp suất và lưu lượng) có phù hợp với theo từng giai đoạn thì năng lượng tiêu thụ sẽ đạt ở mức thấp nhất.

8. Máy cuốn/nhả

– Yêu cầu lớn nhất với các loai máy này là phải ổn định sức căng, đảm bảo việc cuốn/nhả đều đặn.
Đặc biệt yêu cầu chính xác với các vật liệu cuốn /nhả dạng sợi , màng, tấm … ( Kéo dây, đánh cuộn, in , tráng…)

– Việc sử dung biến tần đảm bảo việc đồng tốc 2 động cơ cuộn – nhả, ổn định sức căng giữa 2 đầu. Chủ động điều chỉnh tốc độ khi cần sử dụng các chế độ cuốn nhả khi có thay đổi kích thước vật liệu, yêu cầu sức căng.

9. Hệ thống HVAC

– Việc sử dụng biến tần điều khiển động cơ cho phép điều khiển áp lực, lưu lượng theo yêu cầu cần thiết, khởi động mềm, tối ưu hóa hoạt động của động cơ, tiết kiệm điện năng lượng.. thỏa mãn yêu cầu điều nhiệt và thông gió.

10. Máy khuấy trộn, quay ly tâm:

  • Biến tần rất thích hợp để điều khiển tốc độ của rô-to ly tâm tùy theo yêu cầu ứng dụng, tối ưu hóa chế độ hoạt động của động cơ, tiết kiệm điện.

11. Thay thế cho việc sử dụng các cơ cấu điều khiển vô cấp truyền thống trong máy công tác

– Sử dụng biến tần và động cơ không đồng bộ 3 pha. Ưu điểm: Thiết bị công tác sẽ được điều chỉnh vô cấp, tiết kiệm được một lượng điện năng lớn, cải thiện hệ số công suất của motor, có khả năng tăng tốc động cơ lên rất cao. Có thể tích hợp nhiều chế độ điều khiển, có chức năng hãm. Để bảo vệ motor với việc phát hiện lỗi như: Quá áp, thấp áp, mất pha, quá tải, quá dòng, chạm đất… Nâng cao truyền thông, tự động hóa.

12. Cải thiện khả năng điều khiển của các hộp số

– Trong trường hợp này, giải pháp tốt nhất là sử dụng biến tần điều khiển động cơ để mở rộng tốc độ máy. Ưu điểm: Tổ hợp, điều khiển đơn giản, đáp ứng mọi đòi hỏi công nghệ về tốc độ, chi phí không cao.