Tin tức
Biến tần là gì? Nguyên lý hoạt động, cấu tạo, phân loại và một số lưu ý
Th10
Để lựa chọn và sử dụng biến tần một cách hiệu quả, điều quan trọng là khách hàng phải nắm vững một số kiến thức về thiết bị này. Cách nó hoạt động, cấu trúc bên trong nó, ứng dụng trong thực tế, và lý do tại sao nó ngày càng trở nên phổ biến trong cả sản xuất công nghiệp và thủ công nghiệp sẽ được tiết lộ trong bài viết này. Chúng tôi sẽ giúp quý khách hiểu rõ hơn về công cụ quan trọng này.
Biến tần là gì?
Biến tần, còn được gọi là biến áp tần số, là một thiết bị quan trọng trong hệ thống điện công nghiệp và dân dụng. Biến tần là thiết bị biến đổi dòng điện xoay chiều ở tần số này thành dòng điện xoay chiều ở tần số khác có thể điều chỉnh được.
Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của biến tần, cách phân loại chúng, và lợi ích khi sử dụng biến tần trong ứng dụng công nghiệp.
Nguyên lý hoạt động của biến tần
Ta có công thức tính tốc độ quay của từ trường đập mạch trên Stator của động cơ như sau:
Ns: Tốc độ từ trường đập mạch Stator
F: Tần số dòng điện
P: Số cặp cực bố trí trên Stator
Như vậy để thay đổi tốc độ của động cơ 3 pha không đồng bộ, chỉ có thay đổi 2 thông số là tần số f, hoặc số cặp cực P, việc thay đổi số cặp cực P là công việc khó khan, liên quan đến quấn lại vòng dây trên Stator nên sẽ ít khả thi nên sẽ ưu tiên cho việc thay đổi tần số, để thay đổi được tần số thì cần một thiết bị gọi tên là biến tần.
Biến tần hoạt động dựa trên việc chuyển đổi dòng điện xoay chiều (AC) thành dòng điện một chiều (DC) khi đi qua một bộ chỉnh lưu, sau đó biến đổi dòng điện DC này trở lại thành AC với tần số và biên độ mong muốn bằng các thiết bị công suất IGBT.
Quá trình này giúp điều chỉnh tần số đầu ra nên tốc độ quay của động cơ điện sẽ thay đổi, từ đó điều khiển được tốc độ trong các thiết bị sử dụng động cơ như: Quạt, bơm, máy trộn, máy khuấy, hệ thống nâng hạ, cầu trục….
Để biết rót thêm chi tiết có thể tham khảo thêm: Nguyên lý hoạt động bộ Inverter
Phân loại biến tần
Có nhiều cách phân loại biến tần dựa trên các yếu tố khác nhau như nguyên lý hoạt động, cấu trúc, và ứng dụng. Tùy thuộc vào mục đích sử dụng, bạn có thể chọn loại biến tần phù hợp như biến tần dòng điện thấp, biến tần dòng điện cao, hoặc biến tần một chiều đến một chiều.
Tuy nhiên để khái quát hơn về các loại biến tần và dễ dàng hơn cho việc chọn lựa, người ta thường phân chia thành các loại cơ bản như sau:
Biến Tần AC
Có nhiều loại biến tần khác nhau được sử dụng trong ngành công nghiệp, nhưng loại phổ biến nhất hiện nay là biến tần 1 pha và 3 pha. Đây là những thiết bị quan trọng cho việc kiểm soát tốc độ và hiệu suất của động cơ điện trong nhiều ứng dụng khác nhau.
Biến tần DC
Biến tần DC là loại thiết bị được sử dụng để biến đổi nguồn điện áp một chiều đầu vào để vận hành động cơ điện DC. Loại này có ưu điểm và hạn chế riêng, khiến nó ít phổ biến hơn so với biến tần AC.
Ưu điểm của biến tần DC là khả năng điều khiển động cơ DC với độ chính xác cao và dễ dàng. Điều này làm cho nó phù hợp cho những ứng dụng cần tính chính xác, nhưng đồng thời yêu cầu sự đơn giản và nhẹ nhàng trong thiết kế hệ thống.
Tuy nhiên, hạn chế của biến tần DC là nó không phù hợp cho các hệ thống phức tạp hoặc yêu cầu công suất lớn. Ngoài ra, việc cung cấp nguồn điện áp một chiều đầu vào cho biến tần DC có thể khó khăn hơn so với việc sử dụng nguồn điện áp xoay chiều phổ biến hơn. Do đó, biến tần DC thường được sử dụng trong những ứng dụng đơn giản và nhẹ nhàng hơn.
Biến tần thay đổi nguồn điện đầu vào
Đây là loại biến tần rất đa dạng với các dòng khác nhau.
1 pha ra 3 pha
Biến tần 1 pha là gì? Là loại điều khiển tốc độ của động cơ 1 pha, ví dụ: 1 pha 220v, 1 pha ra 3 pha, 1 pha ra 1pha…
3 Pha
Có nhiều dạng biến tần 3 pha như: 3 pha 220v, 3 pha 380v.
Biến tần chỉnh độ rộng xung
Biến tần với Điều Chỉnh Độ Rộng Xung (PWM): Phức Tạp Nhưng Hiệu Quả
Trong các loại biến tần, biến tần sử dụng điều chỉnh độ rộng xung (PWM) thường được xem là một phần mềm công nghệ phức tạp nhất. Mặc dù phức tạp, nhưng biến tần này mang lại hiệu suất hoạt động đáng kể hơn so với việc sử dụng motor trực tiếp. Hãy cùng đi sâu hơn vào cách hoạt động của loại biến tần này.
Nguyên tắc hoạt động của biến tần với Điều Chỉnh Độ Rộng Xung (PWM)
Loại biến tần này hoạt động dựa trên công nghệ bán dẫn. Bán dẫn thực hiện việc chuyển đổi dòng điện một chiều vào thành một chuỗi xung điện áp ở tần số khác nhau. Các xung này sau đó được cung cấp cho motor điện. Quá trình này tạo ra một dòng điện phù hợp với động cơ sau khi tất cả các xung đã phản ứng với điện kháng của động cơ.
Ưu Điểm của Sử Dụng Biến Tần với Điều Chỉnh Độ Rộng Xung (PWM)
Sử dụng biến tần PWM mang lại nhiều ưu điểm. Đầu tiên, nó cung cấp khả năng kiểm soát tốc độ và hiệu suất của động cơ điện một cách chính xác và linh hoạt. Thứ hai, nó giúp tiết kiệm năng lượng bằng cách điều chỉnh mức công suất cần thiết cho mỗi tình huống cụ thể. Cuối cùng, việc sử dụng công nghệ bán dẫn giảm đi sự mòn và hao mòn trong quá trình hoạt động của động cơ, gia tăng tuổi thọ và độ bền của nó.
Tóm lại, biến tần sử dụng điều chỉnh độ rộng xung (PWM) có thể phức tạp, nhưng nó mang lại nhiều lợi ích trong việc kiểm soát động cơ điện và cải thiện hiệu suất năng lượng trong các ứng dụng công nghiệp.
Hướng dẫn lựa chọn các loại biến tần
Khi lựa chọn biến tần, cần xem xét một số yếu tố quan trọng bao gồm công suất, tần số đầu vào, và tính năng điều khiển. Đối với ứng dụng công nghiệp, biến tần cần có khả năng chịu tải và đáp ứng các yêu cầu khắt khe về hiệu suất.
Các lợi ích của Biến tần
Sử dụng biến tần trong hệ thống điện mang lại nhiều lợi ích. Một số lợi ích quan trọng bao gồm:
- Tiết kiệm năng lượng: Biến tần giúp kiểm soát tốc độ quay của động cơ điện theo nhu cầu, giúp tiết kiệm năng lượng.
- Tăng hiệu suất: Điều chỉnh tốc độ quay giúp cải thiện hiệu suất làm việc của máy móc và thiết bị.
- Bảo vệ thiết bị: Biến tần giúp giảm số lần khởi động và dừng đột ngột, từ đó kéo dài tuổi thọ của thiết bị.
Các ứng dụng của biến tần
Tham khảo thêm: máy chiết rót gia nhiệt, máy chiết rót 2 vòi
Tham khảo thêm: Bồn khuấy gia nhiệt
Những điều lưu ý khi sử dụng Biến tần
Khi sử dụng biến tần, cần tuân thủ một số nguyên tắc an toàn và lưu ý sau:
- Bảo vệ điện trở đất: Đảm bảo hệ thống có đủ điện trở đất để tránh rò rỉ điện.
- Kiểm tra và bảo dưỡng định kỳ: Thực hiện kiểm tra và bảo dưỡng biến tần định kỳ để đảm bảo hoạt động ổn định.
- Đảm bảo thông gió: Đặt biến tần ở nơi thoáng gió và mát mẻ để tránh quá nhiệt.
Các thương hiệu biến tần phổ biến tại Việt Nam
Trên thị trường Việt Nam, có nhiều thương hiệu biến tần phổ biến mà bạn có thể lựa chọn. Dưới đây là một số thương hiệu nổi tiếng:
Biến tần xuất xứ châu Âu
Các thương hiệu biến tần châu Âu thường được biết đến với chất lượng cao và tính năng đa dạng. Một số thương hiệu phổ biến là ABB, Schneider Electric và Danfoss.
Biến tần xuất xứ Nhật Bản
Biến tần Nhật Bản nổi tiếng với độ tin cậy và hiệu suất ổn định. Mitsubishi Electric và Yaskawa là hai thương hiệu biến tần hàng đầu của Nhật Bản.
Biến tần xuất xứ Hàn Quốc
Hàn Quốc cũng có một số thương hiệu biến tần uy tín như LS Industrial Systems và Hyundai.
Biến tần xuất xứ Đài Loan
Đài Loan sản xuất nhiều sản phẩm công nghệ cao như:Delta, Shihlin,
Biến tần xuất xứ Trung Quốc
Thị trường biến tần Trung Quốc ngày càng phát triển với nhiều thương hiệu như Huawei và INVT.
Trong bài viết này, chúng tôi đã tìm hiểu về biến tần, từ định nghĩa và nguyên lý hoạt động cho đến cách lựa chọn và sử dụng chúng. Biến tần là một công cụ quan trọng trong hệ thống điện công nghiệp, giúp tối ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm năng lượng. Nếu bạn đang cân nhắc sử dụng biến tần trong ứng dụng của mình, hãy xem xét các yếu tố quan trọng và lựa chọn thương hiệu phù hợp để đảm bảo thành công của dự án điện của bạn.
Công ty TNHH Công Nghệ Cơ Khí Tự Động Tân Đại Thành
128/5A, Ấp Tân Thới 2, Xã Tân Hiệp, Huyện Hóc Môn, TP. HCM
Hotline: 0914.999.055 – 0978171135
Website: tadatha.com – congnghecokhitudong.com
