Biến tần là gì ? Nguyên lý hoạt động và lợi ích của biến tần đối với cuộc sống

Trang chủ » Điện Dân Dụng » Biến tần là gì ? Nguyên lý hoạt động và lợi ích của biến tần đối với cuộc sống

Ngày nay trong các hệ thống điện, tự động hóa biến tần chiếm giữ một vai trò vô cùng quan trọng. Tuy nhiên không phải ai cũng nắm rõ khái niệm biến tần là gì và nguyên lý hoạt động của thiết bị này như thế nào. Cùng tham khảo những thông tin tổng hợp, chia sẻ ở bài viết sau để tìm ra lời giải đáp cho vấn đề trên nhé!

Biến tần là gì ?

Biến tần được biết đến là thiết bị có khả năng thay đổi tần số dòng điện  đặt phía trên cuộn dây bên trong động cơ. Qua đó, điều khiển tốc độ động cơ một cách vô cấp mà không cần dùng đến các hộp số cơ khí thông thường.

Biến tần là gì ? Nguyên lý hoạt động và lợi ích của biến tần đối với cuộc sống

Nếu tìm hiểu kỹ những thông tin liên quan đến biến tần là gì, rất dễ nhận ra thiết bị này sử dụng các linh kiện bán dẫn để đóng ngắt tuần tự dòng điện. Từ đó, sản phẩm này sẽ sinh ra từ trường xoay làm cho động cơ hoạt động hiệu quả hơn.

Hiện nay, trên thị trường phân phối rất nhiều loại biến tần, có thể kể đến như: biến tần 1 pha 220V, biến tần 3 pha 380V, biến tần trung thế, biến tần AC, biến tần DC.

Bên cạnh đó, một số thương hiệu cũng cung cấp các dòng thiết bị chuyên dụng, đó chính là:  biến tần thang máy; biến tần bơm, quạt; biến tần HVAC…

Cấu tạo

Việc nắm rõ khái niệm biến tần là gì là vô cùng cần thiết giúp người dùng thuận tiện hơn trong quá trình sử dụng. Tuy nhiên, không phải ai cũng biết thiết bị này có cấu tạo như thế nào, cùng tìm hiểu qua những thông tin chia sẻ dưới đây.

• Bộ chỉnh lưu: Đây là nơi dòng điện xoay chiều một pha được chuyển đổi thành một chiều. Tuy nhiên, trong quá trình sử dụng bạn cũng có thể bổ sung thêm cầu đi ốt khác để hướng dòng xoay chiều ba pha thành một chiều.
• Tuyến dẫn một chiều là giàn tụ điện lưu trữ điện áp một chiều đã chỉnh lưu và được sử dụng vào thời điểm IGBT tạo ra điện năng cho động cơ.
• Thiết bị IGBT được sử dụng bật/tắt theo một trình tự nhất định nhằm tạo xung với các độ rộng khác nhau để điều khiển tốc độ và mô-men xoắn của động cơ.
• Bộ điện kháng xoay chiều chính là cuộn cảm có chức năng lưu trữ năng lượng trong từ trường và ngăn dòng điện xoay chiều. Trong trường hợp đặc biệt, bộ điện kháng có thể được sử dụng ở phía đầu ra của biến tần để hỗ trợ hoạt động của động cơ có điện áp thấp.
• Bộ điện kháng một chiều có nhiệm vụ giảm tốc độ thay đổi dòng tức thời trên tuyến dẫn một chiều và phát hiện các sự cố tiềm ẩn có thể xảy ra. Thiết bị này thường được lắp đặt giữa tụ điện và bộ chỉnh lưu trên các bộ Biến tần từ 7,5 kW trở lên.
• Điện trở hãm được sử dụng để đốt cháy lượng điện thừa trong quá trình động cơ tạo ra điện áp.

Phân loại biến tần

Trên thị trường hiện nay phân phối rất nhiều loại biến tần nhằm đa dạng hóa sự lựa chọn của người tiêu dùng. Tùy theo nhu cầu và mục đích sử dụng mà bạn có thể lựa chọn loại thiết bị phù hợp, cụ thể như sau:

Trên thị trường hiện nay phân phối rất nhiều loại biến tần khác nhau

• Biến tần AC thường được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy, bao gồm loại 1 pha và 3 pha.
• Biến tần DC kèm theo một tụ điện lớn có nhiệm vụ kiểm soát sự rẽ nhánh của động cơ điện một chiều.
• Biến tần 1 pha hay còn được biết đến với tên gọi khác là là biến tần 1 pha ra 3 pha thường sử dụng nhiều trong lĩnh vực công nghiệp.
• Biến tần 3 pha là loại phổ biến nhất trên thị trường hiện nay, thiết bị này có điện áp đầu vào và đầu ra là 380V.
• Biến tần hòa lưới là thiết bị chuyên dùng trong lĩnh vực sản xuất điện năng lượng mặt trời một cách hoàn toàn tự động.
• Biến tần thang máy sử dụng để để điều khiển tốc độ động cơ, giúp thang máy dừng đúng vị trí mong muốn.
• Biến tần trung thế không được sử dụng phổ biến tại Việt Nam và có điện áp đầu vào rất lớn khoảng 3-3.3 kV, 4kV, 6-6.6kV, 10kV cho đến 11 kV.

Nguyên lý hoạt động của biến tần trong thực tế

Biến tần là gì và có nguyên lý hoạt động như thế nào đang là thắc mắc chung của rất nhiều người dùng. Thiết bị này sẽ chỉnh lưu nguồn điện xoay chiều 1 pha hoặc 3 pha và lọc thành nguồn 1 chiều bằng phẳng thông qua cầu Diode và tụ điện.

Hiện nay, các loại biến tần thường được nhà sản xuất tích hợp cả bộ PID

Lúc này, hệ thống IGBT sẽ biến đối  điện áp một chiều thành điện áp xoay chiều 3 pha theo phương pháp điều chế độ rộng PWM.  Cùng với công nghệ bán dẫn lực và bộ vi xử lý hiện đại tần số chuyển mạch xung có thể lên tới dải tần số siêu âm hạn chế tổn thất trên lõi sắt động cơ, giảm tiếng ồn.

Ngoài ra, hệ thống điện áp  3 pha ở đầu ra có thể  thay đổi  tần số vô cấp và giá trị biên độ tùy theo chế độ cài đặt trên bộ điều khiển. Tuy nhiên, hiệu suất chuyển đổi nguồn của thiết bị tương đối cao dẫn đến năng lượng tiêu thụ gần bằng năng lượng yêu cầu bởi hệ thống.

Hiện nay, các loại biến tần thường tích hợp cả bộ PID và nhiều chuẩn truyền thông khác nhau được ứng dụng trong giám sát cũng như điều khiển hệ thống SCADA.Không chỉ vậy, thiết bị còn được rất nhiều kiểu điều khiển phù hợp với hầu hết các loại phụ tải khác nhau.

Xem thêm:

Công tơ điện là gì ?

Mcb là gì ?

Lợi ích của biến tần

Trong quá trình người dùng trực tiếp khởi động động cơ từ lưới điện rất dễ gặp tình trạng hao mòn cơ khí. Chính vì vậy, sử dụng biến tần lúc này sẽ giúp thiết bị khởi động êm hơn, hạn chế tối đa hiện tượng shock hay hao mòn cơ khí.

Ngoài ra, biến tần còn có tác dụng làm cho dòng khởi động thấp hơn dòng định mức giúp tiết kiệm lượng điện khi  khởi động động cơ trực tiếp từ điện lưới. Đồng thời, hạn chế tình trạng sụt áp gây hư hỏng cho các thiết bị điện khác trong cùng hệ thống.

Không chỉ vậy, biến tần giúp ngừng động cơ ở chế độ không tải đối với bơm, quạt, máy nén khí, tiết kiệm tối đa lượng điện năng tiêu thụ. Bên cạnh đó, khi sử dụng  thiết bị  trong các ngành công nghiệp dệt, nhuộm, nhựa sẽ làm tăng năng suất hơn so với dùng nguồn điện trực tiếp.

Đối với các lĩnh vực giấy, dệt, bao bì, cẩu trục, thang máy biến tần sử dụng biến tần là vô cùng thiết thực đáp ứng yêu cầu về công nghệ cũng như cải thiện năng suất. Nhờ dễ dàng thay đổi tốc độ nên thiết bị  có thể giúp động cơ chạy nhanh hơn, giảm thiểu hao hụt đường dây.

Cách lựa chọn biến tần

Bên cạnh việc nắm vững khái niệm biến tần là gì, việc lựa chọn biến tần cũng vô cùng quan trọng quá trình sử dụng sau này được thuận tiện hơn. Tùy vào nguồn kinh phí và mục đích dùng của hệ thống máy móc sản xuất mà bạn nên tìm mua thiết bị sao cho phù hợp. Cụ thể như sau:

• Nếu công việc không có những yêu cầu quá khắt khe về độ chính xác cũng như moment tải thì người dùng nên chọn những biến tần giá thành không quá cao. Đồng thời, tìm mua thiết bị sở hữu ít chức năng cao cấp, công suất động cơ ở mức minimum là an toàn.
• Trong trường hợp công việc đòi hỏi một số tính năng cao cấp như tốc độ, moment tải không đổi, bạn phải chọn công suất của biến tần lớn hơn công suất động cơ khoản 1,5 lần.
• Nên lựa chọn biến tần truyền thông RS485 có tốc độ truyền cao với khoảng cách truyền tải lên đến 1km chiều dài để điều khiển  một số động cơ luôn làm việc ở chế độ cao cấp.
• Người dùng cùng đừng quên cân nhắc đến yếu tố tài chính khi lựa chọn biến tần, hãy tìm mua những thương hiệu uy tín trên thị trường với chế độ bảo hành tốt, hoạt động bền bỉ.

Các dòng biến tần thông dụng nhất

Hiện nay trên thị trường cung cấp rất nhiều dòng biến tần của các thương hiệu khác nhau nhằm đa dạng hóa sự lựa chọn của người tiêu dùng. Cùng tham khảo một số gợi ý dưới đây để đưa ra quyết định phù hợp nhất nhé!

Biến tần Abb

Biến tần Abb là thiết bị được sử dụng để biến đổi dòng điện xoay chiều ở tần số này thành dòng điện xoay chiều ở tần số khác. Sản phẩm sử dụng các linh kiện bán dẫn để tiến hành đóng ngắt hoàn toàn tự động các dòng điện  đặt vào các cuộn dây của động cơ từ đó sinh ra từ trường xoay làm quay động cơ.

Biến tần Abb được sử dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp lớn, vừa và nhỏ

Ngày nay, biến tần Abb được sử dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp lớn, vừa và nhỏ.  Đặc biệt, thiết bị này còn được ứng dụng rộng rãi vào việc lắp đặt các loại máy như: máy trộn, máy bơm nước, thiết bị nâng hạ, máy cán kéo…

Trong ngành điện và tự động hóa việc sử dụng biến tần giúp cải thiện khả năng điều khiển bộ hộp số và dần thay thế cơ cấu điều khiển vô cấp truyền thống. Không chỉ vậy, thiết bị còn mang lại nhiều lợi ích thiết thực khác, tiết kiệm năng lượng điện khi động cơ khởi động trực tiếp.

Đối với các ngành công nghiệp lớn, việc sử dụng biến tần là vô cùng cần thiết giúp giảm chi phí lắp đặt cũng như đáp ứng được các yêu cầu về công nghệ, cải thiện năng suất. Đồng thời, biến tần Abb còn giúp loại bỏ được các phụ kiện kém hiệu quả như motor phụ, puli trong lĩnh vực dệt may, ngành nhựa…

Biến tần Siemens

Nếu dành thời gian tìm hiểu biến tần là gì chắc chắn bạn không thể bỏ lỡ những thông tin liên quan đến thương hiệu Siemens. Đây là một trong những hãng thiết bị công nghiệp hàng đầu tại CHLB Đức và nổi tiếng khắp châu Âu chuyên kinh doanh các lĩnh vực: điện lực, vận tải, y tế,  chiếu sáng, tự động hóa và điều khiển.

 Sản phẩm này được ứng dụng khá phổ biến ở nhiều lĩnh vực khác nhau

Biến tần Siemens hay còn được biết đến với cái tên Inverter Siemens là thiết bị điện tử có khả năng biến đổi dòng điện một chiều thành dòng xoay chiều. Sản phẩm này được ứng dụng khá phổ biến ở nhiều lĩnh vực khác nhau trong đời sống hàng ngày. Có thể kể đến như:

• Hệ thống nâng- hạ: Biến tần Siemens có nhiệm vụ điều khiển định vị mô men xoắn hãm hoạt động của cần trục, palang thông qua động cơ xoay chiều.
• Hệ thống nén khí: Thông thường bộ điều khiển cung cấp khí hoạt động theo phương thức đóng/cắt để kiểm soát lượng dầu đi qua van cửa vào. Biến tần Siemens ứng dụng trong hệ thống nén khí làm hạn chế điện năng tiêu thụ, giúp thiết bị hoạt động hiệu quả hơn.
• Quạt hút- đẩy: Biến tần hỗ trợ động cơ điều khiển áp lực và lưu lượng theo yêu cầu cần thiết của công việc giúp tối ưu hóa quá trình hoạt động và tiết kiệm năng lượng điện.
• Hệ thống cấp nước: Biến tần đang ngày càng được sử dụng rộng rãi và dần thay thế thiết bị điều hòa -giảm áp trong hệ thống cấp nước nhà cao tầng. Đặc biệt, chi phí lắp đặt thiết bị không quá cao, giúp tiết kiệm điện và giảm kinh phí đầu tư ban đầu.

Biến tần Schneider

Schneider là một trong những dòng thương hiệu biến tần nổi tiếng ở Châu Âu và được đông đảo người tiêu dùng Việt Nam đánh giá cao về chất lượng, hiệu quả hoạt động. Hiện nay, sản phẩm này đã được tin dùng ở rất nhiều quốc gia, có ba nhà máy sản xuất tại Pháp, Trung Quốc và Indonesia.

Schneider là một trong những dòng thương hiệu biến tần nổi tiếng ở Châu Âu

Biến tần Schneider được tích hợp tính năng điều chỉnh tần số của tải theo nhu cầu và mục đích sử dụng của người dùng. Thiết bị này sẽ làm thay đổi tần số dòng điện bên trong động cơ đồng thời điều khiển tốc độ mà không cần dùng đến hộp số cơ khí.

Biến tần Schneider có cấu tạo gồm ba bộ phận chính, đó là: bộ chỉnh lưu, bộ nghịch lưu và bộ phận điều khiển. Đặc biệt, thiết bị này còn có khả năng tiết kiệm điện tiêu thụ một cách đáng kể.

Không chỉ vậy, hiệu suất chuyển đổi nguồn của thiết bị tương đối cao bởi được tích hợp bộ linh kiện bán dẫn được sản xuất theo công nghệ hiện đại. Bạn có thể điều chỉnh tốc độ động cơ vô cấp thông qua quá trình thay đổi tần số theo ý muốn trong một khoảng cách rộng.

Biến tần Danfoss

Danfoss là dòng biến tần được sản xuất từ Đan Mạch, sở hữu khả năng chống nước vượt trội nên được đông đảo người tiêu dùng Việt ưa chuộng. Bên cạnh đó, sản phẩm còn sở hữu lớp vỏ làm từ nhựa cứng cao cấp có khả năng cách điện cao, phù hợp với điều kiện kinh tế của rất nhiều khách hàng.

Biến tần Danfoss còn có khả năng hoạt động bền bỉ, chịu được lực va đập mạnh

Hiện nay, biến tần Danfoss được ứng dụng phổ biến và rộng rãi nhất trong ngành công nghiệp bởi mang lại nhiều lợi ích tuyệt vời cho người sử dụng. Sản phẩm được cấu tạo vô cùng chắc chắn, bao gồm: bộ chỉnh lưu, bộ nghịch lưu, vỏ bọc, bộ lọc và mạch điều khiển.

Không chỉ vậy, nhờ sở hữu trọng lượng tương đối nhẹ nên việc lắp đặt thiết bị khá đơn giản, dễ dàng. Bạn có thể di chuyển biến tần sang các vị trí khác nhau để trong quá trình sử dụng được thuận tiện hơn  mà không cần tốn quá nhiều công sức, thời gian.

Biến tần Danfoss còn có khả năng hoạt động bền bỉ, chịu được lực va đập hay tác động mạnh từ môi trường bên ngoài. Chính ưu điểm vượt trội này đã giúp sản phẩm chiếm trọn lòng tin của khách hàng và được sử dụng ở nhiều ngành công nghiệp khác nhau.

Biến tần INVT

Có thể nói, thị trường Việt Nam là nơi thường xuyên tiêu thụ một lượng lớn các mặt hàng có xuất xứ từ Trung Quốc và biến tần không phải là sản phẩm ngoại lệ. Biến tần INVT sản xuất trên dây chuyền hiện đại, được người tiêu dùng đánh giá cao về chất lượng ngang hàng với những thương hiệu nổi tiếng khác.

Giá thành của biến tần INVT thấp hơn nhiều so với những thương hiệu khác

Hiện nay, biến tần INVT được sử dụng rộng rãi trong sản xuất công nghiệp tại 100 quốc gia khác nhau trên thế giới. Thiết bị này được ứng dụng khá đa dạng ở các lĩnh vực như: xây dựng, xi măng, cơ khí, luyện kim, công nghiệp hóa chất, in ấn, khai thác mỏ…

Bên cạnh đó, giá thành của biến  tần INVT thấp hơn nhiều so với những thương hiệu nổi tiếng khác trên thị trường, Tuy nhiên, sản phẩm vẫn đáp ứng được đầy đủ mọi yêu cầu từ cơ bản đến chuyên dụng trong sản xuất công nghiệp.

Thị trường hiện nay cung cấp đang dạng các dòng biến tần mang thương hiệu INVT để người dùng dễ dàng lựa chọn theo nhu cầu. Đó chính là:

• Biến tần INVT GD20: được thiết kế nhỏ gọn, ứng dụng cho những ngành công nghiệp nhỏ và vừa như: đóng nắp chai, dán nhãn, đóng gói bao bì…
• Biến tần INVT GD200A sở hữu thiết kế với cấu hình mạnh mẽ, đặc biệt phù hợp lắp đặt ở những nơi có khí hậu nhiệt đới. Thiết bị có thể sử dụng hai nguồn cấp AC và DC ứng dụng cao vào những ngành nghề như: máy kẻ, máy thổi, dệt…
• Biến tần INVT GD800 được sử dụng cho các ngành luyện kim, khai thác mỏ, dầu khí với hiệu suất cao, hoạt động bền bỉ.

Lời kết

Hy vọng những thông tin hữu ích vừa chia sẻ trong bài viết sẽ giúp bạn đọc hiểu thêm về khái niệm biến tần là gì cũng như cấu tạo, nguyên lý hoạt động của thiết bị. Tuy nhiên để có được một sản phẩm tốt, hoạt động bền bỉ đừng quên lựa chọn Hunonic là địa chỉ mua sắm uy tín, đáng tin cậy nhé. Chi tiết xem tại https://hunonic.com/