Biến tần là gì? Nguyên lý hoạt động của biến tần

Có 2 loại điện 1 chiều và xoay chiều đang được sử dụng phổ biến trong đời sống hàng ngày. Tuy mỗi dòng điện lại cho lợi ích sử dụng khác nhau nhưng phổ biến nhất và được ứng dụng nhiều nhất vẫn là điện xoay chiều. Nhưng có một vấn đề xảy ra:

Việc điều khiển tốc độ động cơ xoay chiều để nó có thể ứng dụng rộng rãi thì sự thay đổi tần số là một nhiệm vụ cực kỳ khó khăn do cấu trúc vật lý của động cơ ngăn cản việc tạo ra các loại động cơ nhiều hơn 2 cấp độ.

Từ đó, biến tần ra đời. Vậy biến tần là gì? Nguyên lý hoạt động của biến tần ra sao? Bài viết này TongkhoDIEUHOA.com sẽ giúp bạn tìm hiểu chi tiết hơn về phát minh biến tần này nhé!

Khái niệm biến tần là gì?

Biến tần là một thiết bị điện tử hoặc mạch điện dùng để biến đổi nguồn điện từ dòng điện một chiều (DC) thành dòng điện xoay chiều (AC). Tức là biến đổi dòng điện xoay chiều ở tần số này thành dòng điện xoay chiều ở tần số khác có thể điều chỉnh được nhờ các khóa bán dẫn. Một bộ biến tần có thể là một thiết bị hoàn toàn điện tử hoặc là một phương thức kết hợp các hiệu ứng cơ khí (như các máy điện quay) và mạch điện tử. (Theo wikiipedia)

Trong ứng dụng thực tế, biến tần chính là một thiết bị tự động hóa điều khiển vô cấp tốc độ động cơ không tiếp điểm hiện đại nhất hiện nay. Nó đã đang và sẽ được áp dụng phổ biến giúp con người điều khiển thông minh hơn trong các truyền động điện và quản lý điện năng.

Cấu tạo của biến tần

Bên trong biến tần là các bộ phận có chức năng nhận điện áp đầu vào cố định (với tần số cố định) sau đó biến chúng trở thành điện áp/tần số biến thiên 3 pha để điều khiển tốc độ động cơ.

Thông thường, cấu tạo một bộ biến tần bao gồm:

• Bộ chỉnh lưu
• Ttuyến dẫn 1 chiều
• IGBT: link kiện bán dẫn viết tắt của Insulated Gate Bipolar Transistor
• Bộ điện kháng xoay chiều
• Bộ điện kháng 1 chiều
• Điện trở hãm

Phân loại và nguyên lý hoạt động của biến tần

Biến tần có thể được chia làm 2 loại gián tiếp và trực tiếp. Dưới đây chính là nguyên lý hoạt động của 2 loại biến tần này.

Biến tần gián tiếp

Biến tần gián tiếp có khâu trung gian 1 chiều dùng bộ chỉnh lưu để biến đổi nguồn điện xoay thành 1 chiều, sau đó lại dùng bộ nghịch lưu để biến đổi dòng điện 1 chiều thành  nguồn điện xoay chiều.

Khâu trung gian một chiều đó đóng vai trò như một khâu tích lũy năng lượng dưới dạng nguồn áp dùng tựu điện hoặc nguồn dòng dùng cuộn cảm. Từ đó tạo ra một khâu cách ly nhất định giữa phụ tải và nguồn điện áp lưới. Biến tần gián tiếp được cấu tạo từ bộ chỉnh lưu, khâu lọc trung gian và bộ chỉnh lưu.

Biến tần trực tiếp

Khác với biến tần gián tiếp phải trải qua khâu trung gian thì biến tần trực tiếp tạo ra điện áp trên tải bằng các phần tử của điện áp lưới. Mỗi lần nối tải vào nguồn bằng một phần tử đóng ngắt duy nhất trong một khoảng thời gian nhất định và hoàn toàn không thông qua một khâu năng lượng trung gian nào.

Ngoài ra người ta còn phân loại biến tần theo 2 loại như sau:

• Biến tần AC: được sử dụng rỗng rãi nhất, được thiết kế dùng để điều khiển tốc độ động cơ xoay chiều AC
• Biến tần DC: kiểm soát sự rẽ nhánh của động cơ điện 1 chiều

Một số trường hợp khác thì phân loại biến tần theo công suất đáp ứng cho các nhu cầu điều khiển động cơ điện cụ thể.

Tiện ích khi sử dụng biến tần

Thông qua việc điều chỉnh tần số để thay đổi tốc độ động cơ theo ý muốn của biến tần mọi người có thể nhận lại rất nhiều lợi ích như:

• Thiết lập tới 16 cấp tốc độ
• Khống chế dòng khởi động động cơ giúp quá trình khởi động êm ái hợn
• Nâng cao độ bền kết cấu cơ khí
• Giảm thiểu chi phí lắp đặt, bảo trì
• Tiết kiệm không gian lắp đặt
• Tiết kiệm năng lượng,…

Với biến tần bạn sẽ không còn những nỗi lo về việc không làm chủ được động cơ và khống chế được năng lượng của quá trình truyền động. Bởi vì từ nay bạn có thể kiểm soát được nó thông qua các chế độ bảo vệ quá tải, quá nhiệt, quá dòng, quá áp, thấp áp, lỗi mất pha, lệch pha nhờ có biến tần.

Hiện nay công nghệ biến tần được ứng dụng rất phổ biến, đặc biệt và gần gũi nhất chính là trong các thiết bị đồ gia dụng. Tuy nhiên người tiêu dùng ít khi biết nó dưới tên gọi là biến tần mà thay thế vào đó là công nghệ Inverter: Máy giặt Inverter, tủ lạnh Inverter, lò vi sóng Inverter, nồi cơm điện Inverter, điều hòa Inverter, …Còn rất nhiều các thiết bị điện tử điện máy khác nữa.

KẾT LUẬN

Biến tần hay Inverter thì đều là những công nghệ tiên tiến và hiện đại mang lại những lợi ích vô cùng hữu ích cho đời sống con người. Hy vọng những thông tin vừa chia sẻ bên trên có thể mang lại những kiến thức bổ ích giúp mọi người hiểu rõ hơn biến tần là gì.