Biến tần là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của biến tần như thế nào?

Điện là nguồn năng lượng phổ biến, quan trọng cung cấp cho máy móc, thiết bị hoạt động. Lưới điện hoạt động với điện áp khác nhau, nhiều trường hợp biến thiên gây ảnh hưởng đến thiết bị. Biến tần quan trọng, giúp máy móc, thiết bị tiêu thụ điện khác hoạt động hiệu quả hơn.

Biến tần xuất hiện trong nhiều nhà máy, hệ thống công suất lớn. Vậy, biến tần là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của thiết bị này là gì? Bạn đọc quan tâm, hãy cùng Nguyễn Giang tìm hiểu về biến tần qua bài viết dưới đây.

Biến tần là gì?

Biến tần là thiết bị quan trọng trong hệ thống tự động hóa. Tuy nhiên, khá ít người hiểu bản chất, đặc điểm của thiết bị biến tần là gì và chức năng của chúng.

Biến tần là thiết bị điện tử có thể làm biến đổi tần số của dòng điện. Biến tần được gọi với nhiều tên gọi khác như: Inverter, AC drive, VSD… Nhưng phổ biến nhất, biến tần vẫn được biết đến với tên gọi Inverter tự động hóa.

Inverter thay đổi tốc độ quay của động cơ, bằng cách thay đổi tần số f. Do vậy, thiết bị inverter được ra đời, thay đổi tốc độ quay của động cơ một cách dễ dàng, sau đó làm thay đổi tần số của dòng điện.

Chức năng của biến tần là gì?

Biến tần được sử dụng ngày càng phổ biến trong các nhà máy, cùng với hệ thống thiết bị tiêu thụ điện công suất lớn. Nhiệm vụ của thiết bị inverter mang lại:

• Thay đổi tốc độ quay của động cơ và đảo chiều quay motor một cách dễ dàng. Inverter dễ dàng và linh hoạt hơn kiểu khởi động truyền thống.
• Thiết bị inverter giảm tốc độ khởi động, giải pháp an toàn, giảm quá tải cho motor khi hoạt động ở trạng thái khởi động cao. Sử dụng inverter tăng độ bền cho động cơ.
• Inverter tăng tính an toàn cho lưới điện. Bởi, khi khởi động với inverter, dòng khởi động sẽ thấp hơn định mức rất nhiều, từ đó tiết kiệm điện năng và bảo vệ hệ thống.
• Inverter có khả năng điều chỉnh theo tải, giúp tiết kiệm từ 20-30% điện năng tiêu thụ.
• Khi lắp đặt inverter sẽ giúp giám sát quá trình vận hành ổn định, điều khiển hoạt động an toàn hơn.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của biến tần là gì?

Tìm hiểu kỹ hơn về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của inverter sẽ giúp bạn đọc hiểu rõ về thiết bị quan trọng này.

Cấu tạo của inverter gồm những gì?

Inverter được cấu tạo từ nhiều chi tiết ghép với nhau tạo thành tổng thể thống nhất. Cụ thể, một thiết bị inverter về cơ bản sẽ bao gồm các bộ phận sau:

• Các bộ phận chính: Mạch điều khiển, bộ nghịch lưu IGBT, bộ chỉnh lưu, bộ lọc.
• Các chi tiết phụ: Bộ điện kháng 1 chiều, bộ điện kháng xoay chiều, điện trở hãm, module truyền thống, bàn phím, màn hình hiển thị.

Nguyên lý hoạt động của inverter như thế nào?

Mặc dù cấu tạo của inverter gồm nhiều chi tiết, nhưng nguyên lý hoạt động của thiết bị này không quá phức tạp. Cụ thể, cách thức hoạt động của thiết bị inverter như sau:

• Dòng điện 1 pha hoặc 3 pha sẽ đi vào bộ chỉnh lưu cầu diot và tụ điện để chỉnh lưu ,, lọc tần số để biến chúng thành thành dòng 1 chiều có điện áp và tần số ổn định. Sau khi khi được tạo ra, dòng 1 chiều được lưu trữ tại dàn tụ điện.
• Tiếp theo, dòng điện 1 chiều sẽ tiếp tục đi qua bộ nghịch chỉnh lưu thành dòng điện 3 pha với tần số đối xứng. Dòng điện 3 pha xoay chiều được tạo ra thông qua phương pháp điều chỉnh độ rộng xung PWM.

Phân loại thiết bị biến tần hiện đang dùng phổ biến

Biến tần inverter đang là thiết bị được sử dụng phổ biến trong nhiều nhà máy, khu vực sản xuất. Các thiết bị inverter được cải tiến để phù hợp theo từng yêu cầu hệ thống. Hiện nay, có thể phân loại inverter thành các dạng cơ bản sau:

• Inverter trực tiếp hay inverter nguồn dòng/ inverter 3 pha: Thường dùng cho động cơ có công suất cực kỳ lớn. Với loại biến tần này, điện lưới xoay chiều được biến đổi trực tiếp thành dòng điện với tần số tương ứng để cấp cho tải, mà không cần trải qua bước trung gian (tạo dòng 1 chiều).
• Inverter gián tiếp hay inverter nguồn áp/ inverter 1 pha: Thường dùng cho nhà máy, với công suất dao động từ 0.25-700kW - dải công suất thường thấy của các thiết bị, động cơ. Inverter chuyển đổi dòng sang dòng 1 chiều rồi mới tiếp tục chuyển sang dòng 3 pha xoay chiều với tần số tương ứng.

Biến tần hay thiết bị tự động hóa, biến đổi tần số dòng điện quan trọng, giúp kiểm soát hệ thống lưới điện an toàn, vận hành ổn định máy có công suất lớn. Hiểu về đặc điểm, cấu tạo cũng như cách thức hoạt động của inverter sẽ giúp bạn chọn cũng như sử dụng thiết bị này một cách hiệu quả. Hy vọng những thông tin NGUYENGIANG.VN trên đây sẽ hữu ích giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về inverter quan trọng trong hệ thống điện công nghiệp tự động hóa.

>> XEM THÊM BÀI VIẾT LIÊN QUAN: 

1. Contactor là gì? Cấu tạo, nguyên lý và công dụng của contactor
2. Cảm ứng từ là gì? Công thức tính và ứng dụng của cảm ứng từ