Biến tần là gì? Các loại biến tần công nghiệp phổ biến hiện nay

[phanhuyentrang]

Ngoài màn hình HMI, khởi động mềm, simatic, thì biến tần là thiết bị được ứng dụng phổ biến cho tất cả các máy móc trong các ngành, đặc biệt trong công nghiệp và xây dựng: Máy nghiền, máy cán, kéo, máy tráng màng, máy tạo sợi, máy nhựa, cao su, sơn, hóa chất, dệt, nhuộm, đóng gói, chế biến gỗ, băng chuyền, cần trục, tháp giải nhiệt, thiết bị nâng hạ, máy nén khí, bơm và quạt...Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn rõ biến tần là gì? Công dụng của nó và các loại biến tần hiện có.

Biến tần là gì?

Bộ biến tần (quốc tế gọi là Inverter), là một thiết bị điện tử hoặc dạng mạch điện thực hiện biến đổi năng lượng điện từ dòng điện xoay chiều (AC) hoặc dòng điện một chiều (DC) ở cấu hình tần số và pha này thành dòng điện xoay chiều có cấu hình tần số và pha khác.

Điện áp đầu ra, điện áp đầu vào, tần số, và điều chỉnh công suất toàn phần phụ thuộc vào từng thiết bị biến tần hoặc mạch điện cụ thể. Bộ biến tần không sinh ra công suất, công suất được cấp từ nguồn điện 1 pha hoặc 3 pha.

Về cấu tạo chính của biến tần gồm 3 khối chính. Khối nguồn vào thường là diode chỉnh lưu dùng để chuyển điện AC( 1 pha 110v 220v hoặc 3 pha 220v-380v) thành điện áp DC. Khối thứ hai là khối mạch vi xử lý có chức năng điều khiển các IC kích điện DC thành điện áp ngõ ra tương đương như sóng sin điện áp 3 pha. Khối thứ 3 là công suất ngõ ra thường dùng IGBT công suất để xuất điện áp ra thiết bị tiêu thụ.

Các dòng biến tần phổ biến trên thị trường

Các hãng lớn trên thế giới chuyên sản xuất biến tần. Để phân chia biến tần, người ta sẽ chia chúng thành 2 loại chính là biến tần gián tiếp và biến tần trực tiếp.Trong đó loại biến tần trực tiếp chuyên dùng cho các loại động cơ có công suất rất cao nên ta ít gặp hơn. Còn đối với loại biến tần gián tiếp thì thường dùng cho các loại động cơ có công suất từ 0,25 kW đến 700kW. Đây là mức công suất được dùng khá nhiều trong nhà máy. Chính vì thế, gần 100% biến tần sử dụng trong nhà máy chính là loại này.

Tuy nhiên, ở đây mình sẽ không đi sâu vào 2 loại biến tần chính này, mà mình sẽ đi vào từng ứng dụng của biến tần, mà cụ thể là đi sâu vào loại biến tần gián tiếp – loại biến tần được sử dụng nhiều nhất hiện nay.

1.1 Biến tần AC:

1.2 Biến tần DC:

1.3 Biến tần 1 pha:

1.4 Biến tần 3 pha:

1.5 Biến tần điều khiển tốc độ motor:

1.6 Biến tần hòa lưới:

1.7 Biến tần thang máy:

1.8 Biến tần hạ thế:

1.9 Biến tần trung thế:

>> Xem thêm: biến tần V20 , biến tần G110

Ứng dụng của biến tần trong công nghiệp

Một trong những ứng dụng của biến tần là dùng để điều khiển tốc độ của động cơ 3 pha, Trong một số máy móc, dây chuyền thì thay vì sử dụng giải pháp cơ khí để thay đổi tốc độ như hộp giảm tốc có thay đổi được tỷ lệ truyền thì biến tần sẽ giải quyết được thay đổi tốc độ ở dạng vô cấp. Lưu ý là khi lắp biến tần để thay đổi tốc độ motor tuy nhiên sẽ có thể làm giảm momen định mức đầu ra của động cơ 3 pha. Trong trường hợp này do bản thân của mô tơ 3 pha sẽ bị giảm torque khi chạy ở dưới tốc độ định mức chứ không phải do biến tần.

Dựa vào đặc tính thay đổi tốc độ của motor thì người ta còn ứng dụng biến tần để giảm tiêu thụ điện năng của động cơ ở một số dạng tải như máy nén khí, máy ép-đùn nhựa, hệ thống quạt gió. Lượng điện năng tiết kiệm điện của từng ứng dụng phục thuộc rất nhiều vào thông số động cơ cũng như chế độ hoạt động của motor.