Biến Tần Là Gì? Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt Động Biến Tần | Kim Thiên Phú

 Biến tần là gì? Ứng dụng của biến tần, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các loại biến tần ra sao? Trong bài viết này, Kim Thiên Phú sẽ giúp bạn trả lời các câu hỏi trên, đồng thời chúng tôi sẽ hướng dẫn bạn cách lắp ráp biến tần vào sơ đồ mạch điện cùng cách sử dụng. Tham khảo ngay.

Biến tần là gì?

Biến tần tiếng Anh là gì? Inverter là một 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 được.

Biến tần dùng để làm gì?

Các lợi ích khi sử dụng biến tần phải kể đến như sau:

Thay đổi tốc độ động cơ, động cơ quay.

Giảm dòng điện khởi động so với phương pháp khởi động trực tiếp, khởi động sao tam giác nên không gây hiện tượng khởi động hoặc khó khởi động.

Quá trình khởi động bằng ga tần số thấp giúp động cơ chịu tải nặng mà không phải khởi động kêu cót két, tránh hiện tượng kích thích phần cơ, bạc đạn

Việc sử dụng biến tần giúp tiết kiệm năng lượng đáng kể so với phương pháp sử dụng động cơ trực tiếp trong công nghiệp.

Biến tần thường có bộ phận điện tử bảo vệ quá dòng, quá áp và thấp áp, tạo nên một hệ thống an toàn trong quá trình vận hành.

Nhờ nguyên lý đảo pha của diode và tụ điện nên công suất phản kháng từ động cơ rất thấp, giúp giảm đáng kể dòng điện trong quá trình vận hành, giảm chi phí lắp đặt tụ và giảm thiểu tổn thất điện năng đường dây.

Biến tần được tích hợp các module truyền thông giúp dễ dàng điều khiển và giám sát từ trung tâm.

>>> Xem thêm: Quá Trình Đẳng Nhiệt Là Gì ? Định Luật Bôilơ Ma - ri - ốt 

Cấu tạo của biến tần

Bên trong biến tần có các bộ phận có chức năng nhận điện áp đầu vào có tần số cố định để chuyển đổi thành điện áp có tần số thay đổi nhằm điều khiển tốc độ của động cơ. Các thành phần chính của biến tần là bộ chỉnh lưu, bộ lọc, biến tần IGBT, mạch điều khiển.

Ngoài ra biến tần còn được tích hợp một số bộ phận khác như: cuộn cảm AC, cuộn cảm DC, điện trở hãm (điện trở xả), bàn phím, màn hình hiển thị, module giao tiếp,…

Nguyên lý hoạt động của biến tần

Nguyên lý làm việc của biến tần:

Đầu tiên, nguồn điện một pha hoặc ba pha được chỉnh lưu và lọc thành nguồn điện một chiều phẳng. Công đoạn này được thực hiện bởi một bộ chỉnh lưu cầu diode và một tụ điện. Đầu vào nguồn có thể là một pha hoặc 3 pha nhưng sẽ có điện áp và tần số không đổi (ví dụ: 380V 50Hz)

Điện áp một chiều trên sẽ được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng. Điện áp DC được tạo ra ban đầu sẽ được lưu trữ trong tụ điện.

Sau đó, thông qua tự kích hoạt thích hợp, bộ chuyển đổi IGBT (viết tắt của bóng bán dẫn lưỡng cực cổng cách điện) hoạt động như một công tắc bật và tắt cực nhanh, tạo ra dạng sóng đầu ra biến tần sẽ tạo ra điện áp xoay chiều ba pha thông qua điều chế độ rộng xung PWM.

Phân loại biến tần

Biến tần có nhiều loại, nếu chia theo công suất đầu vào thì ta có 2 loại cơ bản là biến tần động cơ 1 pha và biến tần động cơ 3 pha. Trong số đó, biến tần cho động cơ 3 pha được sử dụng rộng rãi hơn cả.

Hướng dẫn lựa chọn các loại biến tần

Để chọn đúng biến tần cho ứng dụng của mình, cần xác định rõ nhu cầu sử dụng, mục đích ứng dụng và cân đối kinh phí đầu tư. Để lựa chọn được loại biến tần phù hợp nhất với yêu cầu sử dụng, quý khách hàng lưu ý các quy tắc lựa chọn sau:

Chọn biến tần phù hợp với loại và công suất động cơ: tìm hiểu loại động cơ bạn cần lắp biến tần, đồng bộ hay không đồng bộ, 1 pha hay 3 pha, DC hay AC, điện áp gồm bao nhiêu… chọn biến tần phù hợp. Công suất biến tần phải được chọn bằng hoặc lớn hơn công suất động cơ

Chọn biến tần theo yêu cầu ứng dụng: khi chọn biến tần bạn cần xác định rõ ứng dụng của mình là gì? Tốc độ nào là cần thiết? Có yêu cầu bất kỳ tính năng điều khiển nâng cao đặc biệt nào không? Có cần đồng bộ hóa hệ thống hoặc liên lạc không? Môi trường làm việc có đặc điểm gì (ẩm ướt, nhiệt độ cao, nhiều bụi, dễ cháy, nổ...).

Nếu không có yêu cầu đặc biệt thì có thể chọn biến tần đa năng như GD20 hoặc GD200A, còn nếu có yêu cầu đặc biệt thì nên chọn biến tần có đặc tính phù hợp.

Lựa chọn biến tần theo tải thực tế: Lựa chọn biến tần theo tải là một việc vô cùng quan trọng. Việc đầu tiên bạn cần xác định loại tải trên máy: nhẹ hay nặng, trung bình và chế độ hoạt động ngắn hay dài, liên tục hay ngắt quãng… từ đó lựa chọn loại biến tần phù hợp.

Chọn biến tần thuận tiện cho người lập trình khi lập trình điều khiển hoặc chọn nhà cung cấp có khả năng hỗ trợ lập trình cho các ứng dụng của bạn.

Chọn biến tần theo thông số kỹ thuật của biến tần cũ (nếu thay hãng khác) hoặc theo thông số kỹ thuật thiết kế yêu cầu.

Và cuối cùng, đừng quên xem xét yếu tố tài chính. Để yên tâm, hãy chọn những hãng biến tần uy tín, phổ biến trên thị trường, chế độ bảo hành tốt, chất lượng sản phẩm ổn định, bền bỉ cũng như dịch vụ sửa chữa, chăm sóc khách hàng nhanh chóng, tận tình.

Những điều lưu ý khi sử dụng Biến tần

Việc đầu tiên bạn cần làm khi sử dụng biến tần là đọc kỹ thông số biến tần được nhà sản xuất cung cấp riêng cho từng dòng sản phẩm sẽ giúp bạn biết rõ cách đấu dây biến tần đúng cách. Để đảm bảo bạn nên để những đơn vị uy tín có kỹ sư chuyên môn cao lắp đặt và đấu nối cho bạn.

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

Các thương hiệu và giá biến tần phổ biến tại Việt Nam

Biến tần xuất xứ châu Âu

Biến tần ABB: được thành lập năm 1988 tại Zurich, Thụy Sĩ. ABB là một trong những thương hiệu biến tần phổ biến tại Việt Nam. Hiện nay, ABB hoạt động trong 5 lĩnh vực: thiết bị điện, kỹ thuật điện, tự động hóa và truyền tải, tự động hóa quá trình và thiết bị điện hạ thế.

Biến tần Siemens: Được thành lập vào năm 1847 tại Berlin, Đức, Siemens là một công ty công nghệ điện và điện tử toàn cầu. Siemens hoạt động tại hơn 200 quốc gia và tập trung vào các lĩnh vực điện khí hóa, tự động hóa và số hóa.

Biến tần SCHNEIDER: là dòng biến tần có xuất xứ từ Pháp, có nhà máy sản xuất tại Pháp, Trung Quốc và Indonesia, là một trong những dòng biến tần thương hiệu Châu Âu được ưa chuộng nhất trên thị trường Việt Nam hiện nay.

Biến tần DANFOSS: là dòng biến tần có xuất xứ từ Đan Mạch, có chỉ số chống nước cực tốt, được sản xuất tại Đan Mạch và Trung Quốc.

Ngoài ra còn một số thương hiệu biến tần chiếm thị phần nhỏ hơn như Emerson, Keb, Vacon, Lenze, GE Funuc, Control Technique, Telemecanique, Allen...

Biến tần xuất xứ Nhật Bản

Một số hãng biến tần Nhật Bản như Yaskawa, Mitsubishi, Fuji, Panasonic, Hitachi, Toshiba… đều được sản xuất tại Nhật Bản và Trung Quốc. Các hãng biến tần Nhật Bản tuy có giá thành khá cao nhưng được tin dùng vì chất lượng tốt, hoạt động ổn định, đặc biệt một số loại có chức năng chuyên dụng.

Biến tần xuất xứ Hàn Quốc

Hãng biến tần Hàn Quốc phổ biến tại Việt Nam hiện nay là LS. Biến tần này có giá thành khá thấp so với các dòng biến tần của Nhật và Châu Âu.

Biến tần xuất xứ Đài Loan

Đại diện tiêu biểu của biến tần đến từ Đài Loan là Delta và Shihlin. Đây là hai dòng biến tần khá phổ biến trên thị trường Việt Nam, được sản xuất tại Đài Loan và Trung Quốc.

Biến tần xuất xứ Trung Quốc

Việt Nam là thị trường tiêu thụ nhiều sản phẩm có xuất xứ từ Trung Quốc, trong đó có biến tần. Trước đây, biến tần Trung Quốc thường được gắn với mác hàng kém chất lượng, giá rẻ.

Tuy nhiên, với sự phát triển của công nghệ hiện đại và sự đầu tư cho nghiên cứu phát triển, chất lượng của biến tần Trung Quốc ngày nay không hề thua kém các hãng khác.

Có rất nhiều dòng biến tần Trung Quốc được nhập khẩu về Việt Nam như biến tần INVT, Sumo, Inovance, Veichi, Sinee, Gtake, ENC, Powtran, Alpha, Sunfar, Rexrorth, Lion, Hedy, Saj, Chziri, Micno, Chinsc, Senlan.. .. với mức giá từ trung bình đến rất thấp nhưng việc lựa chọn một biến tần chất lượng tốt, uy tín và giá thành hợp lý thực sự là một bài toán khó cho người dùng.

Cách đấu biến tần và cách sử dụng biến tần

Cách đấu biến tần

Đầu tiên chúng ta nên xác định đâu là nguồn cũng như đấu dây cho loại biến tần 3 pha này. Thông thường, L1, L2, L3 (R, S, T) là nguồn điện biến tần 3 pha 380V hoặc 220V và U, V và W là các dây có thể kết nối với động cơ 3 pha.

Ngoại trừ động cơ có 6 dây ta nối tam giác với nhau thì đấu được biến tần 3 pha.

Cách sử dụng biến tần

Phương pháp cơ bản nhất là sử dụng bàn phím có sẵn trong biến tần để điều khiển. Bao gồm phím lên xuống (hoặc núm xoay) tăng giảm để thay đổi tần số của biến tần. Các nhóm nút RUN (chạy), STOP (dừng), FOR (tiến), REV (lùi). Tùy theo loại biến tần mà cách bố trí bàn phím này khác nhau.

Đến đây chắc bạn đã biết biến tần là gì rồi đúng không nào. Nhờ những ưu điểm vượt trội và giá thành thích hợp nên biến tần rất phổ biến trong công nghiệp. Nếu bạn có nhu cầu mua biến tần hoặc còn bất cứ câu hỏi nào liên quan, vui lòng liên hệ cho Kim Thiên Phú để chúng tôi giúp bạn giải đáp.

Nguồn: https://kimthienphu.com/tin-tuc/bien-tan-la-gi-110.html