Biến tần là gì? Nguyên lý hoạt động của biến tần - Ứng dụng và lợi ích khi sử dụng biến tần

Trong các nhà máy, phân xưởng sử dụng rất nhiều động cơ, máy bơm, quạt phục vụ trong quá trình sản xuất của công ty. Tuy nhiên, chúng ta không thể chỉ sử dụng một cấp tốc độ cho quá trình sản xuất được, hơn nữa với các cấp tốc độ cho sẵn thì hầu như không đáp ứng được nhu cầu làm việc của quy trình sản xuất

    1. Biến tần là gì?

    2. Nguyên lý hoạt động của biến tần?

• Công đoạn 1:

Đầu tiên, nguồn điện xoay chiều (AC)1 pha hay 3 pha được chỉnh lưu và lọc thành nguồn 1 chiều bằng phẳng (DC). Công 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. Nhờ vậy, hệ số công suất cosphi của hệ biến tần đều có giá trị không phụ thuộc vào tải và có giá trị ít nhất 0.96.

• Công đoạn 2:

Điện áp một chiều này được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng. Công đoạn này hiện nay được thực hiện thông qua hệ IGBT (transistor lưỡng cực có cổng cách ly) bằng phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM). Nhờ tiến bộ của công nghệ vi xử lý và công nghệ bán dẫn lực hiện nay, 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.

    3. Phân loại biến tần

• 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.

    4. Tại sao phải sử dụng biến tần?

Tốc độ động cơ được tính theo công thức: 

Từ công thức trên chúng ta thấy để thay đổi được tốc độ động cơ có 3 phương pháp:

1. Thay đổi số cặp cực động cơ P
2. Thay đổi hệ số trượt s
3. Thay đổi tần số f của điện áp đầu vào  

    5. Lợi ích khi sử dụng biến tần

• Dễ dàng thay đổi tốc độ động cơ, đảo chiều quay động cơ.
• Giảm dòng khởi động so với phương pháp khởi động trực tiếp, khởi động sao- tam giác nên không gây ra sụt áp hoặc khó khởi động.
• Quá trình khởi động thông qua biến tần từ tốc độ thấp giúp cho động cơ mang tải lớn không phải khởi động đột ngột, tránh hư hỏng phần cơ khí, ổ trục, tăng tuổi thọ động cơ.
• Tiết kiệm năng lượng đáng kể so với phương pháp chạy động cơ trực tiếp.
• Biến tần thường có hệ thống điện tử bảo vệ quá dòng, bảo vệ quá áp và thấp áp, tạo ra một hệ thống an toàn khi vận hành.
• Nhờ nguyên lý làm việc chuyển đổi nghịch lưu qua diode và tụ điện nên công suất phản kháng từ động cơ rất thấp, do đó giảm được dòng đáng kể trong quá trình hoạt động, giảm chi phí trong lắp đặt tụ bù, giảm thiểu hao hụt điện năng trên đường dây.
• Biến tần được tích hợp các module truyền thông giúp cho việc điều khiển và giám sát từ trung tâm rất dễ dàng.  

    6. Ứng dụng

    7. Những lưu ý khi sử dụng biến tần

• Chúng ta cần căn cứ vào các bộ phận, giai đoạn, công đoạn sản xuất sau đó xác định được công suất cần thiết cho động cơ. Việc này sẽ làm tiền đề cho việc lựa chọn biến tần cho phù hợp, giúp tránh lãng phí cũng như đảm bảo hoạt động đủ công suất cho quá trình sản xuất đó.
• Các linh kiện bên trong biến tần rất nhạy cảm với điều kiện môi trường nên cần lưu ý để đảm bảo tuổi thọ cũng như tính chính xác, ổn định của thiết bị
• Cần tính toán giữa các cách thức thay đổi tốc độ động cơ sao cho phù hợp. Ngoài biến tần ra chúng ta hoàn toàn có thể điều chỉnh tốc độ và đảo chiều bằng cách khởi động sao, tam giác hay khởi động mềm.
• Các bạn lần đầu tiếp xúc và làm việc với biến tần thì cần dành nhiều thời gian tìm hiểu về đặc tính kỹ thuật cũng như các cách thức sử dụng đúng. Lưu ý về quy trình, cách thức sử dụng, lắp đặt để đảm bảo an toàn – hoạt động tốt – hiệu quả cao.  

    8. Sử dụng biến tần có khó không?

Trường hợp 1:

Trường hợp 2:

Trường hợp 3:

    9. Một số hãng biến tần Etec cung cấp.

Biến tần Delta

• Biến tần đa năng, nhỏ gọn hiệu suất cao Delta: MH300, ME300, MS300
• Biến tần điều khiển Sensorless vector: VFD-E/EL
• Biến tần điều khiển vector: C2000 plus, C200
• Biến tần chuyên dùng cho tải bơm quạt: CP2000
• Biến tần chuyên dùng cho tải nặng: CH2000
• Biến tần chuyên dùng cho ngành dệt sợi: CT2000
• Biến tần chuyên dùng cho ngành nhựa: VFD-VJ, HES
• Biến tần điều khiển thang máy và cửa thang: VFD-ED, MH300-L, VFD-DD, IED  

Biến tần HNC

Biến tần HNC HV10 dòng nhỏ gọn, kinh tế (Bao gồm loại điện áp vào 1 pha 220VAC và 3 pha 380VAC công suất từ 0.4 ~ 5.5kW).
Biến tần HNC HV100 dòng hiệu năng cao (Bao gồm loại điện áp vào 3 pha 220V/ 380VAC dải công suất từ 0.4 ~ 220kW).
Biến tần HNC HV480 dòng hiệu năng cao Bao gồm loại điện áp vào 1pha, 3 pha 220V/ 380VAC dải công suất từ 0.75 ~ 220kW).
Biến tần HNC HV610 dòng cao cấp điều khiển vòng kín (Bao gồm loại điện áp vào 1 pha 220VAC và 3 pha 380VAC dải công suất từ 0.75 ~ 630kW)
Biến tần HNC HV610i dòng cao cấp điều khiển vòng kín (Bao gồm loại điện áp vào 1 pha 220VAC và 3 pha 380VAC dải công suất từ 11 ~ 75kW)
Biến tần HNC HV320 (Bao gồm loại điện áp vào 1 pha 220VAC và 3 pha 380VAC, dải công suất từ 0.75 ~ 500kW).