Biến tần là một thiết bị chuyển đổi dòng điện xoay chiều có tần số này thành dòng điện xoay chiều có tần số điều chỉnh khác. Biến tần được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp để điều khiển tốc độ động cơ, đảo chiều quay, giảm dòng khởi động, giảm rung và tiết kiệm năng lượng.
Biến tần là gì?
Biến tần (VFD) và thiết bị biến tần về cơ bản là giống nhau. Ngày nay, chúng ta thường nghe nói về biến tần và biến tần. Là thiết bị áp dụng công nghệ inverter, là công nghệ tiên tiến nhất thế giới hiện nay. Được sử dụng để thay đổi tốc độ của động cơ AC. Thường là động cơ 3 pha.
Một sơ đồ khối VFD điển hình có thể được chia thành ba phần chính:
- Phần chuyển hóa năng lượng.
- Bộ điều khiển bộ vi xử lý (CPU) và bộ điều khiển chứa các bộ chuyển đổi tín hiệu bên ngoài để điều khiển hoạt động của VFD.
- Phần nguồn nơi điện áp xoay chiều được biến đổi thành điện áp một chiều và sau đó điện áp một chiều được biến đổi thành điện áp xoay chiều 3 pha.
VFD kết nối với động cơ AC tiêu chuẩn và có thể điều chỉnh tốc độ, mô-men xoắn và công suất. Tốc độ của động cơ AC phụ thuộc vào số lượng cực của động cơ và tần số của VFD đầu ra. Mặc dù tần số AC của nguồn điện được cố định ở 50Hz. Sau khi đi qua VFD, tần số lên tới 1000 Hz.
Sơ đồ biến tần
Một sơ đồ đơn giản hóa về nguyên tắc làm việc của VFD được hiển thị bên dưới. Nó bao gồm ba phần chính:
- Bộ chuyển đổi – Chuyển đổi nguồn điện xoay chiều ba pha thành nguồn điện một chiều. Đây là bộ chỉnh lưu hay còn gọi là rectifier.
- Bộ lọc DC (còn gọi là DC Link hoặc DC Bus) – Cung cấp điện áp DC phẳng sau khi chỉnh lưu.
Biến tần – Nguyên tắc hoạt động cơ bản của biến tần là bật và tắt nguồn DC một cách nhanh chóng để động cơ nhận được điện áp dao động tương tự như nguồn AC. Đây còn được gọi là biến tần.
Nguyên lý làm việc của biến tần
Điện áp đầu vào là AC sau khi chỉnh lưu là DC (DC bus). DC được lọc bởi tụ điện DC và được thêm vào theo cuộn cảm. Dòng điện một chiều được tiếp tục thông qua một biến tần bao gồm 6 IGBT. Tại đây, bảng điều khiển biến tần điều khiển việc chuyển đổi 6 IGBT này ở tần số theo quyết định của người vận hành để có được điện áp AC đầu ra. Nguồn AC đầu ra này là điện áp xung.
Do tính chất của động cơ AC, điện áp đặt vào phải được VFD điều chỉnh theo tỷ lệ mỗi khi tần số thay đổi. Phương pháp phổ biến nhất để kiểm soát điện áp động cơ được gọi là Điều chế độ rộng xung (PWM). Điều khiển điện áp PWM sử dụng một công tắc biến tần để chia dạng sóng đầu ra hình sin mô phỏng thành một loạt các xung điện áp hẹp và điều chỉnh độ rộng của các xung.
Hoạt động của biến tần
1. Giảm tiêu thụ và chi phí năng lượng
Nếu bạn có một ứng dụng không cần chạy ở tốc độ tối đa, bạn có thể giảm chi phí năng lượng bằng cách điều khiển động cơ bằng bộ biến tần. Đây là một trong những ưu điểm của biến tần. Một VFD cho phép điều chỉnh tốc độ của bộ điều khiển động cơ theo yêu cầu tải. Không có phương pháp điều khiển động cơ AC nào khác có thể làm được điều này.
Hệ thống điện chiếm hơn 65% lượng điện tiêu thụ trong ngành công nghiệp ngày nay. Nâng cấp lên VFD và tối ưu hóa hệ thống điều khiển động cơ của bạn có thể giảm tới 70% mức tiêu thụ năng lượng của cơ sở.
2. Tăng sản lượng do kiểm soát quy trình chặt chẽ hơn
Chạy động cơ ở tốc độ hiệu quả nhất cho ứng dụng của bạn. Ít lỗi hơn dẫn đến sản lượng cao hơn và tăng lợi nhuận của công ty. Giảm băng tải và rung đai.
3. Kéo dài hạn sử dụng của thiết bị và ít bảo trì
Với VFD, thiết bị của bạn sẽ tồn tại lâu hơn. Điều này là do VFD điều khiển tối ưu tần số và điện áp của động cơ. Một VFD bảo vệ tốt hơn động cơ khỏi các vấn đề như quá tải nhiệt điện, bảo vệ pha, thiếu điện áp và quá áp. Khởi động tải trên VFD sẽ không ảnh hưởng đến động cơ hoặc tải khi bắt đầu chạy. Khởi động trơn tru có nghĩa là dây đai, bánh răng và vòng bi ít bị mài mòn hơn.
Tóm lại những thông tin về Biến tần hay công nghệ inverter mà GECC chia sẻ. Hy vọng rằng nội dung sẽ giúp bạn đọc hiểu hơn về thiết bị biến đổi dòng điện.
