Biến tần là gì? Các loại biến tần phổ biến

Biến tần (VFD – Variable Frequency Drive) là một loại bộ điều khiển động cơ điều khiển động cơ điện bằng cách thay đổi tần số và điện áp cung cấp cho động cơ điện.

Tần số (hoặc hertz) liên quan trực tiếp đến tốc độ của động cơ (RPM). Nói cách khác, tần số càng nhanh thì RPM chạy càng nhanh. Nếu một ứng dụng không yêu cầu động cơ điện chạy ở tốc độ tối đa, biến tần có thể được sử dụng để giảm tần số và điện áp nhằm đáp ứng các yêu cầu về tải của động cơ điện.

Khi các yêu cầu về tốc độ động cơ điện của ứng dụng thay đổi, biến tần có thể chỉ cần tăng hoặc giảm tốc độ động cơ để đáp ứng yêu cầu về tốc độ.

Nguyên lý hoạt động biến tần?

Bộ chuyển đổi là bước đầu tiên của Biến tần AC Drive, hay còn gọi là Biến tần. Bộ chuyển đổi gồm có 6 cái diode, giống như những cái van một chiều trong đường ống nước. Chúng chỉ cho điện chạy một đường; đường mà mũi tên trên diode chỉ ra.

Ví dụ, khi điện áp của pha R (giống như áp lực nước) cao hơn pha S hoặc T, thì diode đó sẽ mở và cho điện qua. Khi pha S cao hơn pha R, thì diode của pha S sẽ mở và diode của pha R sẽ đóng. Cái này cũng giống với 3 diode ở dưới. Vì thế, ta có 6 “xung” điện khi mỗi diode mở và đóng. Đây gọi là “Biến tần 6 xung”, là loại biến tần thông dụng hiện nay.

Chúng ta có thể loại bỏ gợn AC trên bus DC bằng cách thêm một tụ điện. Một tụ điện hoạt động theo kiểu tương tự như bình chứa hoặc bình tích áp trong hệ thống đường ống dẫn nước. Tụ điện này hấp thụ gợn sóng xoay chiều và cung cấp điện áp một chiều mượt mà.

Điện áp gợn AC trên bus DC thường nhỏ hơn 3 Vôn. Do đó, điện áp trên bus DC trở thành “xấp xỉ” 650VDC.

Điện áp thực tế sẽ phụ thuộc vào mức điện áp của đường dây AC cấp nguồn cho biến tần, mức độ mất cân bằng điện áp trên hệ thống điện, tải động cơ, trở kháng của hệ thống điện và bất kỳ cuộn kháng hoặc bộ lọc sóng hài nào trên biến tần.

Bộ chuyển đổi cầu diode chuyển đổi AC-to-DC, đôi khi chỉ được gọi là bộ chuyển đổi. Bộ chuyển đổi chuyển đổi một chiều thành xoay chiều cũng là một bộ chuyển đổi, nhưng để phân biệt với bộ chuyển đổi đi-ốt, nó thường được gọi là “biến tần”. Nó đã trở nên phổ biến trong ngành khi coi bất kỳ bộ chuyển đổi DC-to-AC nào là một biến tần.

Khi chúng ta đóng một trong các công tắc trên cùng của biến tần, pha đó của động cơ được kết nối với thanh một chiều dương và điện áp trên pha đó trở nên dương. Khi chúng ta đóng một trong các công tắc dưới cùng trong bộ chuyển đổi, pha đó được kết nối với bus dc âm và trở nên âm.

Do đó, chúng ta có thể làm cho bất kỳ pha nào trên động cơ trở nên dương hoặc âm theo ý muốn và do đó có thể tạo ra bất kỳ tần số nào mà chúng ta muốn. Vì vậy, chúng ta có thể biến bất kỳ pha nào thành dương, âm hoặc bằng không.

Các loại biến tần phổ biến