Biến Tần Là Gì? Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt Động Của Biến Tần

Biến tần là một loại dụng cụ công nghiệp được ứng dụng khá phổ biến trong đời sống, đặc biệt là trong lĩnh vực công nghiệp nhằm hỗ trợ điều khiển tốc độ động cơ, tối ưu hiệu suất máy, … nhờ vào cơ chế thay đổi, biến đổi tần số của nó. Thế nhưng không phải ai cũng hiểu rõ biến tần là gì và làm thế nào để nó có thể thay đổi tần số. Vậy thì hãy cùng Bazo theo dõi bài chia sẻ dưới đây là có cái nhìn bao quát hơn về khái niệm này nhé!

Có thể hiểu đơn giản, biến là biến đổi, tần là tần số, tức biến tần là biến đổi tần số, biến đối đối với các loại tần số dòng điện, lưới điện quốc gia Việt Nam và của các nước trên thế giới sử dụng loại tần số là 50Hz hoặc 60Hz.

Về phân loại thì biến tần có nhiều loại, chủ yếu chia theo nguồn điện đầu vào ta có 2 loại cơ bản là: biến tần cho động cơ 1 pha và biến tần cho động cơ 3 pha.

Xem thêm:

Biến trở là gì?

Tại sao cần phải sử dụng biến tần

Dựa theo công thức trên, có thể thấy để thay đổi được tốc độ động cơ có 03 phương pháp là:

• Thay đổi số cực động cơ P.

• Thay đổi hệ số trượt s.

• Thay đổi tần số f của điện áp đầu vào.

Chính bởi là hai phương pháp đầu là thay đổi P vs s khó thực hiện, lại không mang lại hiệu suất tối ưu. Thay vào đó là phương pháp thứ 03 là thay đổi tần số là phương pháp mang lại hiệu quả tốt nhất.

Biến tần là thiết bị dùng để thay đổi tần số của nguồn cung cấp đặt lên động cơ qua đó thay đổi tốc độ động cơ, có thể thay đổi tần số từ 0Hz đến 400Hz.

Vì vậy, để có thể làm cho động cơ chạy nhanh hơn bình thường so với chạy tần số 50Hz thì các động cơ phổ thông thường cài đặt biến tần cho phép điều chỉnh tần số từ 0Hz – 60Hz.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của biến tần

Cấu tạo

Bên trong biến tần có 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 và mạch điều khiển. Ngoài ra thì biến tần được tích hợp thêm một số bộ phận khác nhằm đáp ứng các mục đích sử dụng khác của người dùng 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, …

Nguyên lý hoạt động

Về cơ bản thì nguyên lý hoạt động của biến tần có 02 giai đoạn chính:

Giai đoạn 01: Đầu tiên, nguồn điện xoay chiều AC một hoặc ba pha được chỉnh lưu và lọc thành nguồn 1 chiều bằng phẳng (DC). Giai đoạn này được thực hiện bởi bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện.

Nguồn điện đầu vào có thể là một pha hoặc ba pha, nhưng nó sẽ có điện áp và tần số cố định và chính bởi vậy mà hệ số công suất cosphi của hệ biến tần đều có giá trị không phụ thuộc vào tải và có giá trị tối thiểu là 0.96.

Giai đoạn 02: Điện áp một chiều này được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều ba pha đối xứng. Giai đoạn này hiện nay được thực hiện thông qua hệ IGBT bằng phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM).

Ngày nay, nhờ tiến bộ của công nghệ vi xử lý và công nghệ bán dẫn lực, 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.

Ưu điểm của biến tần

• Tốc độ động cơ có thể tự do thay đổi.
• Khởi động và dừng máy êm.
• Thay đổi tốc độ động cơ linh hoạt, đáp ứng yêu cầu công nghệ.
• Tiết kiệm năng lượng hiệu quả, giảm thiểu công suất tiêu thụ điện.
• Bảo vệ động cơ, giảm mài mòn cơ khí.
• Tăng hiệu quả và năng suất sản xuất.
• Có thể dễ dàng thay đổi chiều quay của motor.

Lưu ý khi sử dụng biến tần

Trước tiên khi sử dụng biến tần thì cân đọc kỹ các thông số do hãng sản xuất cung cấp riêng cho từng dòng sản phẩm, điều đó sẽ giúp bạn biết rõ cách đấu dây biến tần đúng quy chuẩn. Để chắc chắn, bạn nên để các đơn vị uy tín có các kỹ sư chuyên môn cao lắp đặt và đấu nối cho bạn.

Bên cạnh đó bạn cần tìm hiểu các tính năng phụ của sản phẩm như kháng bụi, kháng nước, chống ăn mòn, nút dừng khẩn cấp, khả năng mở rộng… để lắp đặt, sử dụng và bảo dưỡng thiết bị một cách an toàn và hiệu quả.

Bài viết trên đây là những kiến thức về biến tần mà người dùng cần nắm được để có thể gia tăng hiệu quả làm việc. Theo dõi Bazo chúng tôi để đọc những bài viết liên quan nhé!