Nguyên lý hoạt động của biến tần và những điều cần biết

1. Biến tần là gì?

Thực tế cho thấy biến tần là thiết bị có khả năng thay đổi được tần số của dòng điện được đặt lên cuộn dây ở trong động cơ. Không cần đến các hộp số cơ khi thì biến tần vẫn có thể điều khiển tốc độ của động cơ  một cách vô cấp. Trong biến tần có chứa các linh kiện bán dẫn để có thể đóng ngắt lần lượt các cuộn dây trong động cơ và sih ra từ trường xoay và nhờ vậy mà rô-to (rotor) có thể quay được.

2.Mục đích sử dụng biến tần

Biến tần là thiết bị được sử dụng khá phổ biến và có nhiều công dụng, trong đó nổi bật nhất là: Ngày nay biến tần được tích hợp ở hệ thống cung cấp nguồn điện liên tục (lưu điện UPS). Thiết bị này được sử dụng với mục đích cung cấp điện năng tạm thời để duy trì hoạt động của các thiết bị khi hoạt động liên tục và đặc biệt khi điện lưới gặp sự cố (mất điện, điện áp tăng giảm thất thường, tần số quá hạn phép,…) ở một khoảng thời gian và với công suất giới hạn trong khả năng của UPS.

Đồng thời sử dụng biến tần để điều khiển tốc độ động cơ trong công nghiệp và tự động hóa, điều này giúp tiết kiệm năng lượng điện và đơn giản hóa trong quá trình điều khiển, và tạo ra năng suất lao động tăng lên đáng kể.

3.Nguyên lý hoạt động của bộ biến tần

Biến tần hoạt động dựa trên nguyên lý:

Khi nguồn điện không có ắc quy sẽ phóng điện qua bộ biến tân và chuyển nguồn điện 1 chiều DC sang nguồn điện xoay chiều AC và cung cấp nguồn cho tải. Còn đối với UPS offline/line interactive thì có tác dụng ổn định điện áp của mạch và để dự trữ năng lượng cho ắc quy. Nguồn điện chính là nơi để các thiết bị điện nối trực tiếp vào. Và khi điện áp đi qua mạch ở dưới mức quy định thì sẽ mất điện lưới chính, khi ấy bộ biến tần DC-AC của nguồn UPS sẽ được bật lên (có sẵn năng lượng dự trữ trong ắc quy). Tiếp đến UPS chuyển mạch cho những thiết bị đã kết nối với đầu ra của bộ biến tần. Sau đó ắc quy phóng điện qua bộ biến tần và chuyển nguồn điện từ DC thành AC rồi cung cấp cho nguồn tải. Thông thường để kết thúc quá trình chuyển này thì mất khoảng nhỏ hơn 20 mili giây (còn phụ thuộc vào thời gian thiết bị UPS phát hiện ra sự cố).

4. Những ứng dụng phổ biến của biến tần

Dưới đây sẽ là những ứng dụng của biến tần với công suất điều khiển lớn:

Có khả năng điều khiển động cơ không đồng bộ có công suất từ 15-600kW và với tốc độ khác nhau.

Ổn định lưu lượng và giữ cho áp suất cố định mức ở hệ thống bơm nước, máy nén khí và quạt gió,…dù nhu cầu sử dụng có sự thay đổi lên xuống.

Chỉnh mức lưu lượng bơm, lưu lượng không khí ở quạt ly tâm, năng suất băng tải và năng suất máy.

Tại hệ thống băng tải biến tần sẽ điều khiển quá trình từ khi khởi động đến dừng cho chính xác của động cơ.

Với những biến tần có công suất nhỏ (0,18-14 kW) sử dụng để điều khiển máy công tác, ví dụ: cưa gỗ, xao chè, máy trộn,…

5. Lợi ích của biến tần

Vẫn có không ít người thắc mắc sử dụng biến tần sẽ mang lại lợi ích như thế nào. Bạn sẽ phải “gật gù” nếu biến một số điểm dưới đây:

Giúp các thiết bị, máy móc có hiệu suất làm việc cao.

Tăng tuổi thọ của động cơ và cơ cấu cơ khí sẽ dài hơn.

Quá trình khởi động và dừng động cơ diễn ra êm dịu.

An toàn cho máy móc, thiết bị, tiện lợi và không phải sửa chữa biến tần quá nhiều.

Giảm thiểu số nhân công phục vụ và vận hành máy móc.

Tiết kiệm điện năng đến mức tối thiểu khi khởi động và vận hành máy.

Bên cạnh đó, đối với hệ thống máy có kết nối với máy tính ở trung tâm thì người quản lý có thể thấy được hoạt động của hệ thống và toàn bộ thông số vận hành (áp suất, lưu lượng, vòng quay,…), cho phép điều chỉnh, chuẩn đoán và nhanh chóng xử lý các sự cố.

Với những thông tin trên bạn sẽ nhanh chóng bắt nhịp được với biến tần được sử dụng trong máy móc và thiết bị. Nếu biến tần gặp sự cố thì điều đầu tiên bạn phải làm là sửa chữa biến tần để không ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất và kinh doanh.