GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BIẾN TẦN
Một số mẫu biến tần của hãng DELIXI
Biền tần là gì?
Biến tần là thiết bị biến đổi dòng điện xoay chiều ở tần số này thành dòng điện xoay chiều ở tần số khác và có thể điều chỉnh được. Nói cách khác biến tần là thiết bị làm thay đổi tần số dòng điện đặt lên cuộn dây bên trong động cơ và thông qua đó có thể điều khiển tốc độ động cơ một cách vô cấp, không cần dùng đến các hộp số cơ khí.
Ảnh biến tần DELIXI E102
Biến tần thường được sử dụng để điều khiển vận tốc động cơ xoay chiều theo phương pháp điều khiển tần số, theo đó tần số của nguồn lưới sẽ thay đổi thành tần số biến thiên. Có nhiều loại biến tần như: biến tần 1 pha 220V, biến tần 3 pha 380V, …Ngoài ra còn có các dòng biến tần chuyên dụng: biến tần chyên dùng cho bơm, quạt, nâng hạ, cẩu trục, biến tần dùng cho thang máy, biến tần dùng cho hệ thống điều hòa,…
Vì sao chúng ta cần sử dụng đến biến tần ?
Bên trong các nhà máy, công xưởng, xí nghiệp có rất nhiều các động cơ, motor để làm việc, mà những động cơ này không thể hoạt động mãi một cấp độ cho quá trình sản xuất của nhà máy được hoặc các cấp độ có sẵn cũng không đáp ứng nhu cầu làm việc sản xuất và chế tạo sản phẩm có lưu lượng hay số lượng thay đổi tùy theo nhu cầu thị trường, đối với các động cơ không đồng bộ xoay chiều 3 pha công suất lớn thì sẽ rất khó điều khiển nếu không có biến tần.
Các bộ phận chính của biến tần:
Bộ chỉnh lưu Diode
Bộ chỉnh lưu Diode
Bộ chỉnh lưu cầu diode tương tự với các bộ chỉnh lưu thường thấy trong bộ nguồn, trong đó điện áp xoay chiều được chuyển đổi thành một chiều. Điện áp sau khi chỉnh lưu qua giàn tụ lọc để có điện áp phẳng và ổn định để cung cấp nguồn cho IGBT.
Bộ nghịch lưu IGBT
Bộ nghịch lưu IGBT
Thiết bị IGBT chuyển mạch nhanh, cho hiệu xuất cao. Trong biến tần, IGBT được điều khiển kích mở theo trình tự để tạo xung với các độ rộng khác nhau từ điện áp DC được tích trữ trong tụ điện.
Bộ kháng điện xoay chiều AC
Bộ kháng điện xoay chiều AC
Cuộn kháng AC là cuộn dây được quấn quanh lõi thép. Cuộn kháng AC giúp giảm méo sóng hài, nhiễu trên dòng xoay chiều đầu vào, cuộn kháng AC sẽ giảm biên độ đỉnh của các gai nhọn đầu vào, giảm sóng hài sẽ giúp DC ổn định và tăng tuổi thọ của tụ.
Bộ kháng điện một chiều DC
Bộ kháng điện một chiều DC
Cuộn kháng DC được gắn vào biến tần trước tụ điện thì phần đầu vào của biến tần như mạch chỉnh lưu có bộ lọc là tụ điện và cuộn dây. Khi gắn kháng một chiều cho biến tần sẽ giúp nguồn DC được ổn định, năng lượng dự trữ lớn, chống phần sụt áp nguồn đầu vào của biến tần nuôi nguồn cho IGBT khi hoạt động full tải.
Điện trở xả
Ảnh minh họa một dạng điện trở xả
Thông thường biến tần điều khiển động cơ chạy, khi động cơ dừng hay hãm lúc đó động cơ chuyển thành máy phát năng lượng lớn. Nếu yêu cầu motor dừng gấp thì nguồn năng lượng này sẽ phải được tiêu thụ bớt. Điện trở hãm sẽ giúp biến tần tiêu thụ nguồn năng lượng này.
Phần điều khiển
Các chân của bo mạch điều khiển của biến tần DELIXI
Nguyên lý hoạt động của biến tần
Nguyên lý hoạt động của biến tần
Đầu tiên nguồn điện xoay chiều 1 pha hay 3 pha được chỉnh lưu và lọc thành nguồn 1 chiều bằng phẳng được thực hiện bởi bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện. Điện áp một chiều ở trên sẽ được biến đổi ( nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng, được thực hiện thông qua hệ IGBT bằng phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM).
Những lợi ích mà biến tần mang lại:
- Dễ dàng thay đổi tốc độ, đảo chiều quay, bảo vệ quá dòng, quá áp, kẹt tải…những vấn đề liên quan đến 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 nặng 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 hệ thống an toàn khi vận hành.
- Nhờ nguyên lý làm việc chuyển đổi nghịch lưu qua diode và tụ điện nên có công suất phản kháng từ động cơ thấp, do đó giảm được dòng đáng kể trong quá trình hoạt động, giảm chi phí 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 trung tâm rất dễ dàng.
