BIẾN TẦN INVENTER:

Biến tần inventer là một thiết bị điện tử đặc biệt có khả năng chuyển đổi dòng điện một chiều thành dòng điện xoay chiều với tần số và pha có thể thay đổi được. Biến tần inventer có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau, từ năng lượng mặt trời, điều khiển động cơ, hệ thống lưu điện, cho đến các thiết bị gia dụng như máy lạnh, máy giặt, hay tủ lạnh. Biến tần inventer không chỉ giúp tiết kiệm năng lượng và nâng cao hiệu quả hệ thống điện, mà còn bảo vệ động cơ và các thiết bị điện khác khỏi các sự cố như quá áp, quá dòng, quá tải, hay ngắn mạch. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giới thiệu về biến tần inventer, cấu tạo, nguyên lý hoạt động, và các loại biến tần phổ biến hiện nay. Chúng tôi cũng sẽ cung cấp cho bạn một số ví dụ về các ứng dụng thực tế của biến tần inventer trong các thiết bị gia dụng. Hãy cùng khám phá nhé!

 

Khái niệm

Biến tần (Inverter) hay bộ biến đổi tần số (VFD – Variable Frequency Drive) là thiết bị biến đổi dòng điện xoay chiều ở tần số này thành dòng điện xoay chiều ở tần số khác có thể điều chỉnh được. Biến tần được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp để điều khiển tốc độ động cơ, đảo chiều quay, giảm dòng khởi động, giảm độ rung và tiết kiệm năng lượng.

 

Cấu tạo của Biến tần

Cấu tạo của VFD bao gồm 4 phần là: Chỉnh lưu, liên kết DC trung gian, nghịch lưu và mạch điều khiển.

Chỉnh lưu (DIODE)

Đây được xem là giai đoạn đầu tiên của biến tần. Chỉnh lưu có nhiệm vụ chuyển đổi nguồn AC được cấp từ nguồn điện lưới thành nguồn DC. Phần này có thể là một chiều hoặc hai chiều dựa trên ứng dụng được sử dụng giống như hoạt động bốn góc phần tư của động cơ. Nó sử dụng điốt, SCR, bóng bán dẫn và các thiết bị chuyển mạch điện tử khác.

 

Liên kết DC trung gian

Nguồn DC từ phần chỉnh lưu được đưa vào liên kết DC. Phần này bao gồm các tụ điện và cuộn cảm để làm trơn chống lại các gợn sóng và lưu trữ nguồn DC. Chức năng chính của liên kết DC trung gian là nhận, lưu trữ và cung cấp nguồn DC.

 

Nghịch lưu (IGBT)

Phần này bao gồm các công tắc điện tử như bóng bán dẫn, thyristor, IGBT… Nó nhận nguồn DC từ liên kết DC và chuyển đổi thành AC được cung cấp cho động cơ. Nghịch lưu sử dụng các kỹ thuật điều chế như điều chế độ rộng xung để thay đổi tần số đầu ra. Và từ đó sẽ điều khiển tốc độ của động cơ cảm ứng.

 

Mạch điều khiển

Mạch điều khiển bao gồm một bộ vi xử lý và thực hiện các chức năng khác nhau như điều khiển, cấu hình cài đặt ổ đĩa, điều kiện lỗi và các giao thức truyền thông giao tiếp. Nó nhận tín hiệu phản hồi từ động cơ làm tham chiếu tốc độ hiện tại và theo đó điều chỉnh tỷ lệ điện áp trên tần số để điều khiển tốc độ động cơ.

 

Nguyên lí hoạt động

Đầu tiên, máy biến tần sẽ nhận dòng điện từ nguồn trực tiếp, đó có thể là dòng điện 1 pha hoặc 3 pha… Tiếp theo thì điện này đi vào các tụ điện và nhờ có bộ chỉnh lưu (AC – DC) mà chúng sẽ được chuyển thành nguồn điện 1 chiều bằng phẳng. Để thực hiện được công việc này đòi hỏi nguồn điện đầu vào phải là nguồn có tần số và điện áp cố định. Và thông thường phải là nguồn có 380V và 50Hz. Thực tế, máy biến tần sẽ có khả năng điều chỉnh tần số về mức 0Hz hoặc tăng lên ở mức 400Hz.

Điện áp sau khi được chỉnh lưu về 1 chiều thì sẽ được bộ nghịch lưu (DC – AC) biến đổi thành một loại 3 pha đối xứng xoay chiều thông qua một thiết bị phát xoay chiều được tích hợp. Sau đó, dòng điện tiếp tục đi qua bộ biến đổi IGBT. Và bộ biến đổi này đã được trang bị cổng cách điện, các công tắc nhỏ có khả năng on/off rất nhanh để từ đó tạo ra dạng sóng và đầu ra nguồn điện xoay chiều 3 pha để bắt đầu đưa vào sử dụng.

 

 

Ưu điểm khi sử dụng

Tiết kiệm năng lượng và chi phí

VFD điều chỉnh động cơ bơm thường chạy dưới tốc độ tối đa. Từ đó mà chúng có thể giảm tiêu thụ năng lượng so với động cơ chạy ở tốc độ không đổi trong cùng một khoảng thời gian. Ngoài ra, nó giúp loại bỏ sự cần thiết của các thành phần truyền động cơ học, điều này cũng giúp giảm đi các chi phí tổng thể.

 

Điều khiển động cơ mềm và hiệu quả

Vận hành động cơ ở tốc độ hiệu quả nhất nhằm mục đích giúp cho ứng dụng của bạn có thể giảm lỗi. Vì thế sẽ tăng mức sản xuất và tăng doanh thu. Ví dụ, các VFD nếu hoạt động một cách trơn tru hơn sẽ cho phép băng tải và dây đai có thể loại bỏ được hiện tượng giật khi khởi động và sẽ cho phép thông lượng cao hơn.

 

Kéo dài tuổi thọ thiết bị và giảm bảo trì

Đảm bảo kiểm soát động cơ tối ưu sẽ giúp cho thiết bị hoạt động lâu hơn và giảm được thời gian chết do bảo trì. Vì biến tần tối ưu hóa việc kiểm soát tần số và điện áp của động cơ nên VFD sẽ có khả năng bảo vệ tốt hơn cho các động cơ của bạn khỏi các vấn đề như quá tải nhiệt điện, bảo vệ pha, dưới điện áp hoặc quá áp, …

 

Phân loại Biến tần

Kích thước

Nếu phân loại theo kích thước thì chúng ta sẽ có các loại biến tần như:

Kích thước	KW	HP
Siêu nhỏ	< 5	< 6
Nhỏ	5 – 40	6 – 50
Trung bình	41 – 200	51 – 250
Lớn	201 – 600	251 – 750
Rất lớn	> 600	> 750

 

Điện áp đầu vào

Nếu phân loại theo điện áp đầu vào thì biến tần sẽ có các loại như: 115V – 240V, 380V – 400V, 460V – 480V và 560V – 690V.

 

Cấu hình bus

Bao gồm 2 loại là:

• Biến tần AC: Được sử dụng một cách rộng rãi hiện nay. Chúng được thiết kế với mục đích để điều khiển tốc độ động cơ xoay chiều AC.
• Biến tần DC: Có nhiệm vụ kiểm soát sự rẽ nhanh của động cơ điện một chiều. 

 

Phần cứng, phần mềm và dịch vụ

Phân khúc thị trường VFD theo  phần cứng (phần cứng VFD và phần cứng ngoại vi), phần mềm và dịch vụ (bao gồm các hỗ trợ dự án và MRO/phụ tùng và các dịch vụ khác) nhằm mục đích để cạnh tranh tốt hơn so với các sản phẩm khác trên thị trường.

 

Hướng dẫn chọn biến tần

Lựa chọn biến tần phù hợp với ứng dụng cụ thể là rất quan trọng để đảm bảo độ bền, độ ổn định và hiệu suất của hệ thống. Trong nhiều trường hợp chọn sai biến tần khi hoạt động có thể bị lỗi không chạy được, chọn biến tần quá dư công suất gây lãng phí.

Chọn biến tần cần phải căn cứ vào các yếu tố sau:

1. Điện áp của biến tần

• Chọn biến tần có điện áp đầu vào phù hợp với điện áp của hệ thống. Ví dụ: hệ thống có nguồn điện 3 pha 380V thì phải chọn biến tần đầu vào 3 pha 380V.
• Chọn biến tần có điện áp đầu ra phù hợp với điện áp của động cơ.

 

2. Thông số của động cơ:

 

Khi chọn biến tần cần chú ý 3 thông số trong bảng thông số động cơ là điện áp, công suất và dòng điện.

Động cơ 3 pha thường có các loại 127/220V, 220/380V, 380/660V. Trong đó thông dụng nhất là động cơ 3 pha 220/380V.

• Động cơ 3 pha 127/220V đấu sao để sử dụng nguồn 3 pha 220V có thể dùng 2 loại biến tần. Nếu có nguồn vào 3 pha 220V thì chọn biến tần vào 3 pha 220V ra 3 pha 220V. Nếu chỉ có nguồn 1 pha thì chọn biến tần vào 1 pha 220V ra 3 pha 220V (biến tần loại này chỉ có công suất nhỏ tới vài kW).
• Động cơ 3 pha 220/380V đấu tam giác để sử dụng nguồn 3 pha 220V có thể dùng 2 loại biến tần như trên.
• Động cơ 3 pha 220/380V đấu sao để sử dụng nguồn 3 pha 380V dùng biến tần vào 3 pha 380V ra 3 pha 380V.
• Động cơ 3 pha 380/660V đấu tam giác để sử dụng nguồn 3 pha 380V dùng biến tần vào 3 pha 380V ra 3 pha 380V.

 

3. Loại tải của ứng dụng:

Căn cứ vào đặc tính momen của mỗi loại ứng dụng (loại máy) người ta chia ra 3 loại tải của biến tần là tải nhẹ, tải trung bình và tải nặng.

• Tải nhẹ: các ứng dụng như bơm, quạt chọn dòng biến tần tải nhẹ. Ví dụ biến tần Hyundai dòng N700E, N750E, LS, biến tần Fuji là dòng eHVAC.
• Tải trung bình: các ứng dụng như máy công cụ, máy ly tâm, băng tải, bơm áp lực,… chọn dòng biến tần tải trung bình. Ví dụ biến tần Hyundai dòng N700, N750, N500, Fuji là dòng Mini, Ace; biến tần INVT là dòng GD20.
• Tải nặng: các ứng dụng như cẩu trục, nâng hạ, máy cán, máy nghiền,… chọn dòng biến tần tải nặng. Ví dụ biến tần Hyundai dòng N700, N750, N500, biến tần Fuji là dòng Mega, biến tần Mitsubishi là dòng A800.

Khi chọn biến tần cùng loại tải với ứng dụng thì chọn công suất biến tần tối thiểu bằng công suất động cơ.

Lưu ý: biến tần tải nặng hơn dùng tốt cho tải thấp hơn cùng công suất nhưng sẽ gây lãng phí vì giá cao hơn. Trong khi biến tần loại tải nhẹ hơn thì không thể dùng được cho loại tải nặng hơn cùng công suất. Trong một số trường hợp có thể chọn biến tần loại tải thấp hơn có cấp công suất cao hơn để dùng cho tải nặng hơn.

 

4. Đặc điểm vận hành:

Chế độ vận hành cũng quyết định rất quan trọng tới việc lựa chọn biến tần.

• Chế độ vận hành ngắn hạn: biến tần điều khiển động cơ tăng tốc, giảm tốc, chạy, dừng, đảo chiều quay liên tục đòi hỏi biến tần có khả năng chịu quá tải cao, có thể phải lắp thêm điện trở xả để bảo vệ biến tần không bị cháy.
• Chế độ vận hành dài hạn: động cơ thường đạt tốc độ ổn định trong thời gian tương đối dài sau khi khởi động như quạt, bơm, băng tải, …
• Trong điều kiện vận hành khắc nghiệt đòi hỏi phải chọn biến tần có khả năng chịu được quá tải cao, môi trường nhiệt độ cao hơn như các dòng Mega, VG của Fuji, A800 của Mitsubishi. Hyundai dòng N700, N750, N500..

 

5. Module được tính hợp sẵn:

Một số tính năng có thể được tính hợp sẵn trong một số loại biến tần, hoặc phải lắp thêm module ngoài như:

• Màn hình – Bàn phím (bảng điều khiển)
• Module truyền thông
• Điện trở xả được tích hợp sẵn, hoặc bộ điều khiển cho điện trở thắng (Breaking Unit)
• Bộ lọc EMC

 

6. Biến tần đa năng hay biến tần chuyên dụng:

Biến tần đa năng là loại biến tần cơ bản có thể dùng được cho nhiều ứng dụng như các dòng biến tần IG5A của LS, Mini của Fuji, D740 của Mitsubishi, GD200A của Hyundai dòng N700, N750, N500.

Ngoài biến tần đa năng, một số hãng chế tạo các dòng biến tần chuyên dụng chỉ dùng cho 1 loại ứng dụng như quạt, máy làm nhang, thang máy,… Loại biến tần này có đặc điểm là tối ưu về hiệu suất và giá thành so với sử dụng biến tần đa năng.

Ví dụ khi chọn biến tần cho thang máy ta sử dụng biến tần Lift của Fuji được thiết kế riêng cho thang máy, biến tần Lift được tích hợp đầy đủ các module mở rộng cho ứng dụng thang máy và đảm bảo hiệu suất tốt nhất.

 

7. Chọn hãng sản xuất:

Yếu tố này liên quan đến chi phí đầu tư. Trên thị trường có nhiều hãng sản xuất biến tần. Hầu như các hãng đều có đủ loại biến tần đáp ứng được các yêu cầu sử dụng thực tế trong công nghiệp. Khác nhau ở yếu tố chất lượng (như độ ổn định, độ bền, hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt) do công nghệ sản xuất và khác nhau ở xuất xứ, thương hiệu làm cho giá thành cũng chênh lệch đáng kể.

• Phân khúc biến tần giá thấp có thể kể đến như: Hyundai dòng N700, N750, INVT, Delta, Frecon, …
• Phân khúc biến tần giá trung bình: Hyundai dòng N700, N750, N500, LS, Fuji, Schneider, …
• Phân khúc biến tần giá cao: Mitsubishi, ABB, Siemens, …

 

Một số hãng Biến tần thông dụng Hoàng Trang cung cấp

Hyundai

Biến tần Hyundai: N50, N100 Series, N300, N500 Series, N700 Series, N700E Series

 

Growatt – SOLAR

Biến tần Growatt

 

Link tham khảo:

1. https://thietbikythuat.com.vn/vfd-la-gi-tim-hieu-nhung-thong-tin-thu-vi-ve-bien-tan/
2. https://dtech.vn/bien-tan-la-gi-cau-tao-bien-tan-loi-ich-cua-bien-tan-gp-1153.htm

 

THÔNG TIN LIÊN HỆ

CÔNG TY TNHH KỸ THUẬT TỰ ĐỘNG HOÀNG TRANG

• Địa chỉ: 308/18 Bình Lợi, Phường 13, Quận Bình Thạnh, Tp. HCM
• Điện thoại: 0975.629.596
• Email: support.hatec@htat.vn
• Website: www.htat.vn
• Zalo: 0909.428.442