Biến tần là gì?

Biến tần đóng vai trò quan trọng trong hoạt động sản xuất và ngành tự động hóa. Sự có mặt của nó giúp điều khiển tốc độ động cơ một cách dễ dàng. Và linh hoạt hơn nhất là những motor công suất lớn. Vậy biến tần là gì? Nguyên lý hoạt động và tại sao nó ngày càng trở nên phổ biến? Câu trả lời có ngay sau đây.

Tìm hiểu biến tần là gì?

Biến tần là một thiết bị điện tử được sử dụng để điều chỉnh tần số của dòng điện xoay chiều, từ một tần số sang một tần số khác. Chức năng chính của biến tần là điều khiển tốc độ quay của động cơ điện xoay chiều một cách linh hoạt và hiệu quả.

Với động cơ có công suất từ 45kw trở lên chúng ta sử dụng khởi động mềm hoặc qua biến tần.

Biến tần hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển đổi dòng điện xoay chiều từ tần số này sang tần số khác thông qua các thành phần điện tử như transistor, diode, và mạch điều khiển. Đầu vào của biến tần là nguồn điện xoay chiều từ lưới điện, thông thường là tần số 50Hz hoặc 60Hz, và đầu ra là dòng điện xoay chiều với tần số được điều chỉnh tùy ý, thường từ vài Hz đến hàng trăm Hz. Khi tần số đầu ra thay đổi, tốc độ quay của động cơ kết nối với biến tần cũng thay đổi tương ứng.

Để hiểu hơn biến tần là gì hãy theo dõi ví dụ dưới đây:

Dòng điện 3 pha 380V, sử dụng biến tần thay đổi tần số từ 1Hz lên 50Hz hoặc cao hơn nữa và có thể tùy ý điều chỉnh. Việc này sẽ thay đổi tần số lưới nguồn thành tần số biến thiên. Tác động của biến tần sẽ giúp cho động cơ quay nhanh hơn bình thường so với khi ở mức 50Hz.

Nguyên lý hoạt động của biến tần

Khi đã hiểu được biến tần là gì bạn cần phải nắm bắt nguyên lý hoạt động của thiết bị. Để vận hành hiệu quả. Khi dòng điện xoay chiều đi qua biến tần sẽ thành nguồn điện 1 chiều nhờ bộ chỉnh lưu cầu Diode và tụ điện. Lúc này, điện 1 chiều sẽ biến đổi nghịch lưu thành điện xoay chiều 3 pha đối xứng nhờ hệ IGBT. Cũng vì thế giá trị hệ số công suất cosphi của biến tần không phụ thuộc vào tải và thấp nhất là 0.96.

Nguyên lý hoạt động của biến tần

Với sự hiện đại của công nghệ vi xử lý và bán dẫn mà biến tần sử dụng. Thì tần số chuyển mạch xung đạt tới dải tần số siêu âm; giúp giảm tiếng ồn và tổn thất lõi sắt động cơ. Điện áp xoay chiều 3 pha; đầu ra với giá trị biên độ và tần số có thể thay đổi dựa trên bộ điều khiển. Hiệu suất chuyển đổi nguồn của biến tần cao; do sử dụng linh kiện bán dẫn công suất chế tạo hiện đại. Vì thế, năng lượng tiêu thụ gần bằng với năng lượng mà hệ thống yêu cầu.

Tại sao phải dùng biến tần để chạy động cơ? 

Trong các nhà máy sử dụng rất nhiều động cơ để phục vụ hoạt động sản xuất. Và để đảm bảo tiến độ công việc các tải này buộc phải thay đổi tốc độ liên tục. Hơn nữa, các động cơ không đồng bộ xoay chiều 3 pha với nhau, công suất lớn sẽ khiến cho việc điều khiển trở nên khó khăn hơn. Biến tần được ứng dụng để khắc phục những trở ngại này. Ngoài ra sử dụng nó còn mang lại lợi ích sau:

• Bảo vệ động cơ, tăng tuổi thọ sử dụng.
• Biến tần giúp tiết kiệm điện năng lên đến 20 – 30% so với khi sử dụng hệ thống khởi động truyền thống vì thay đổi tốc độ dễ dàng cho các tải.
• Tăng sản lượng đầu ra, nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm đẩy nhanh tốc độ động cơ, từ 1500 vòng/phút ở tần số 50Hz lên 1800 vòng/phút ~ 60Hz.
• An toàn, tiện lợi nên việc bảo dưỡng ít, giảm thiểu số lượng nhân công vận hành các thiết bị công nghiệp.

Biến tần tiết kiệm lượng lớn điện năng tiêu thụ

Một số lưu ý cần nắm khi sử dụng biến tần

Bạn phải căn cứ vào đặc điểm từng tải để chọn lựa bộ biến tần theo đúng với công suất. Điều này giúp tiết kiệm chi phí, giảm thiểu tình trạng thừa thãi mà vẫn đảm bảo được độ ổn định cho động cơ khi vận hành. Ngoài ra khi lắp đặt biến tần cần lưu ý:

• Nơi đặt biến tần nên duy trì mức nhiệt độ là 22ºC; khô ráo và không chứa các chất hóa học ăn mòn, ít bụi bẩn.
• Tủ đựng biến tần phải thông gió tốt; người vận hành không được thay đổi các thông số mà hãng đã thiết lập.
• Không chạm tay vào các linh kiện có trên bo mạch biến tần hay đụng vào máy khi còn đang vận hành bởi tấm tản nhiệt của biến tần có thể lên đến 800ºC rất nguy hiểm.
• Tránh tối đa tình trạng để các chất kim loại, hóa học rơi vào bo mạch. Trước khi tiến hành bảo trì cần đảm bảo đã ngắt nguồn điện.
• Khi ngắt nguồn thì điện vẫn còn tích trữ trong tủ điện ở ngưỡng điện áp cao. Nên phải đợi một thời gian cho tụ xả hết (15 phút); để đưa về mức an toàn mới được tiếp tục sử dụng lại.
• Việc lắp đặt biến tần là phức tạp nên cần có chuyên gia, không tự ý thực hiện. Để tránh rò điện bạn phải nối tiếp đất, tiến hành bảo dưỡng định kỳ tối đa 2 năm/lần.

Trên đây là thông tin giải đáp biến tần là gì mà bài viết này tổng hợp được. Đây là thiết bị cực kỳ hữu ích trong tự động hóa giúp tăng năng suất và tối ưu hóa sử dụng. Đừng ngần ngại liên hệ chúng tôi nếu có bất kỳ thắc mắc nào cần giải đáp về sản phẩm.