Máy biến tần là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động máy biến tần

máy biến tần là gì

Máy biến tần hiện là một thiết bị được nhiều người quan tâm. Song không ít người chưa hiểu về loại máy này. Nếu bạn đang thắc mắc không biết máy biến tần là gì, có cấu tạo và chức năng như thế nào thì bài viết này là dành cho bạn.

Máy biến tần là gì?

Khái niệm máy biến tần là gì?

Máy biến tần là gì? Biến tần là một thiết bị có chức năng biến đổi dòng điện xoay chiều từ tần số này sang dòng điện xoay chiều ở tần số khác.

Hiểu một cách đơn giản thì máy biến tần là một thiết bị được sử dụng để làm biến đổi tần số dòng điện trên cuộn dây ở bên trong động cơ, thông qua đó cho phép không cần dùng đến các hộp số cơ khí vẫn có thể điều khiển tốc độ động cơ một cách vô cấp. Thiết bị biến tần đóng ngắt tuần tự dòng điện trên các cuộn dây của động cơ nhằm tạo ra từ trường xoay làm quay động cơ bằng cách sử dụng các linh kiện bán dẫn.

máy biến tần là gì
Máy biến tần là gì? – Hình ảnh máy biến tần

Phân loại máy biến tần

Hiện nay máy biến tần được chia thành nhiều loại như:

  • Biến tần AC
  • Biến tần DC
  • Biến tần 1 pha 220V
  • Biến tần 3 pha 220V
  • Biến tần 3 pha 380V

Phân loại dòng biến tần

Bên cạnh đó các hãng cũng sản xuất các dòng biến tần chuyên dụng như:

  • Biến tần chuyên dùng cho bơm, quạt;
  • Biến tần chuyên dùng cho nâng hạ, cẩu trục;
  • Biến tần chuyên dùng cho thang máy; 
  • Biến tần chuyên dùng cho hệ thống điều hòa;…
phân loại dòng biến tần
Phân loại dòng biến tần gồm nhiều loại khác nhau

Thay đổi tốc độ máy biến tần

Bên cạnh hiểu rõ máy biến tần là gì? Để thay đổi được tốc độ động cơ chúng ta có 3 phương pháp như sau:

Cách 1: Làm thay đổi số cực động cơ P từ đó làm thay đổi tốc độ của động cơ.

Cách 2: Làm thay đổi hệ số trượt s

Cách 3: Làm thay đổi tần số f của điện áp đầu vào

Làm thay đổi tốc độ của động cơ bằng cách thay đổi số cực động cơ P hoặc hệ số trượt s tương đối khó thực hiện và không mang lại hiệu quả cao. Cách thay đổi tần số đơn giản và hiệu quả nhất. Do đó con người đã nghiên cứu ra máy biến tần! Với mục đích làm biến đổi tần số của nguồn cung cấp lên động cơ từ đó làm thay đổi tốc độ động cơ.

Máy biến tần có khả năng làm thay đổi tần số từ 0Hz-400Hz (một số dòng máy biến tần có thể điều chỉnh tần số lên tới 590Hz hoặc cao hơn). Do đó có thể làm cho động cơ chạy nhanh hơn.

máy biến tần là gì
Máy biến tần là gì- Cấu tạo máy biến tần

Lợi ích khi sử dụng máy biến tần:

– Tốc độ, chiều quay động cơ thay đổi dễ dàng.

– Giảm dòng khởi động so với khởi động trực tiếp, khởi động sao tam giác nên không gây ra tình trạng sụt áp hay khó khởi động.

– Động cơ khởi động qua biến tần từ tốc độ thấp mang tải lớn, không khởi động đột ngột, tránh gặp phải tình trạng hư hỏng bộ phận ổ trục, cơ khí, giúp tăng tuổi thọ động cơ.

– So với phương pháp chạy động cơ trực tiếp sẽ giúp tiết kiệm năng lượng hơn.

– Biến tần thường trang bị hệ thống điện tử bảo vệ quá dòng, có tác dụng bảo vệ quá áp và thấp áp, bảo đảm hệ thống an toàn hơn khi vận hành.

– Nhờ nguyên lý chuyển đổi nghịch lưu diode và tụ điện nên có công suất phản kháng từ động cơ thấp hơn. Do đó, giảm đáng kể dòng trong quá trình hoạt động, và giúp giảm chi phí trong quá trình lắp đặt tụ bù, lượng hao hụt điện năng sẽ thấp hơn trên đường dây.

– Tích hợp các module truyền thông trong biến tần giúp điều khiển và hỗ trợ giám sát từ trung tâm dễ dàng hơn.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động máy biến tần

Cấu tạo biến tần 3 pha

Các thiết bị bên trong của máy có nhiệm vụ biến đổi điện áp đầu vào có tần số cố định thành điện áp có tần số thay đổi để điều khiển tốc độ động cơ. Máy biến tần có cấu tạo như sau:

  • Bộ chỉnh lưu
  • Bộ lọc
  • Bộ nghịch lưu IGBT
  • Mạch điều khiển. 

Bên cạnh đó máy biến tần còn được tích hợp thêm một số bộ phận khác như: 

  • Bộ điện kháng xoay chiều
  • Bộ điện kháng 1 chiều
  • Điện trở hãm
  • Bàn phím
  • Màn hình hiển thị
  • Module truyền thông,…

Nguyên lý hoạt động của biến tần

  • Máy tiến hành chỉnh lưu và lọc nguồn điện 1 pha hay 3 pha thành nguồn 1 chiều bằng phẳng. Bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện thực hiện tiến hành công đoạn này. Điện đầu vào máy có thể là một pha hoặc 3 pha, nhưng nó có mức điện áp và tần số cố định.
  • Sau đó điện áp 1 chiều ở trên sẽ được biến đổi (nghịch lưu) trở thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng bằng cách như sau: Điện áp một chiều được tạo ra được lưu trữ trong giàn tụ điện. Tiếp đó, bộ biến đổi IGBT sẽ tạo ra một điện áp xoay chiều 3 pha thông qua quá trình tự kích hoạt thích hợp, bằng phương pháp điều chế độ rộng xung PWM.

Ưu điểm của máy biến tần

  • Máy biến tần có thể dễ dàng thay đổi tốc độ động cơ cũng như đảo chiều quay động cơ.
  • Làm giảm dòng khởi động nên không gây ra hiện tượng sụt áp hoặc khó khởi động.
  • Giúp động cơ mang tải lớn không khởi động đột ngột, hạn chế hư hỏng phần cơ khí, ổ trục, làm tăng tuổi thọ động cơ nhờ quá trình khởi động thông qua biến tần.
  • Gúp tiết kiệm tối đa năng lượng.
  • Biến tần tạo ra một hệ thống an toàn khi vận hành nhờ có hệ thống điện tử bảo vệ quá dòng, bảo vệ quá áp và thấp áp
  • Có công suất phản kháng từ động cơ rất thấp do nguyên lý làm việc chuyển đổi nghịch lưu qua diode và tụ điện nên, do đó giảm được dòng đáng kể trong quá trình hoạt động, cũng như giảm được chi phí trong lắp đặt tụ bù, giảm thiểu tối đa sự 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.
ứng dụng của máy biến tần
Máy biến tần là gì? Máy biến tần cho máy bơm hơi công nghiệp

Một số tiêu chí chọn máy biến tần

Máy biến tần là gì? Khi chọn mua máy biến tần, bạn cần chọn mua loại phù hợp với thiết bị công nghiệp đang có.

Lựa chọn dựa trên thông số động cơ

Động cơ 3 pha thường có các loại như: 127/220V, 220/380V, 380/660V…

  • Động cơ 3 pha 127/220V: Loại động cơ này có thể dùng 2 loại biến tần. Trong trường hợp động cơ có nguồn vào 3 pha 220V, chọn biến tần vào 3 pha 220V và ra 3 pha 220V.  Còn trong trường hợp nguồn 1 pha thì chọn biến tần vào 1 pha 220V và ra 3 pha 220V.
  • Động cơ 3 pha 220/380V: Loại này cũng có thể dùng 2 biến tần như trên
  • Động cơ 3 pha 220/380V: Có đấu sao để sử dụng nguồn 3 pha 380V sẽ sử dụng biến tần vào 3 pha 380V và ra 3 pha 380V.

Dựa vào loại tải

Dựa vào đặc tính momen của mỗi loại loại máy người ta chia ra 3 loại tải của biến tần:

  • Tải nhẹ: Các thiết bị như bơm, quạt sẽ chọn dòng biến tần tải nhẹ. 
  • Tải trung bình: Đối với các thiết bị như máy công cụ, máy ly tâm, băng tải, bơm áp lực,… sẽ chọn dòng biến tần tải trung bình.
  • Tải nặng: Các máy móc như cẩu trục, nâng hạ, máy nén, máy ép,… sẽ lựa chọn dòng biến tần tải nặng. 

Ngoài ra các bạn còn cần dựa vào đặc điểm vận hành cũng như dòng biến tần chuyên dụng để lựa chọn. Bên cạnh đó nhà sản xuất máy cũng là điều đáng để cân nhắc.

>> Xem thêm:

Cách sử dụng remote máy lạnh LG đơn giản nhất

[Mẹo] Cách sử dụng remote máy lạnh Panasonic đơn giản nhất

Trên đây là toàn bộ những chia sẻ của chúng tôi về máy biến tần. Hy vọng qua bài viết các bạn đã hiểu được máy biến tần là gì, chúng có cấu tạo và chức năng như thế nào.

Trả lời