Biến tần dùng để làm gì

Sự xuất hiện của các thiết bị biến tần như máy lạnh, tủ lạnh ngày càng phổ biến trong cuộc sống hiện đại. Từ nhà ở đến cơ quan làm việc đều trở nên quen thuộc với sự xuất hiện của các thiết bị này. Đặc biệt, chúng hiện được bán rất rộng rãi từ cửa hàng trực tuyến đến trung tâm mua sắm. Đa số khách hàng chọn mua các thiết bị biến tần vì nghĩ chúng mang đến hiệu quả tiết kiệm điện năng nhưng ít ai có thể nắm rõ cách thức hoạt động và công dụng cụ thể của chúng, kể cả đó là những người bán hàng. Vậy bạn hãy cùng chúng tôi tìm hiểu kỹ hơn về các thiết bị này qua bài viết sau.

Biến tần là thiết bị gì?
 

Hiểu một cách đơn giản thì biến tần chính là thiết bị điện tử có thể biến dòng điện 1 chiều thành xoay chiều. Chúng giúp điều khiển tốc độ cũng như mô men xoắn trong các động cơ điện. Hoạt động của biến tần sẽ giúp giảm tối đa sự tiêu tốn năng lượng và giúp các thiết bị hoạt động ổn định hơn. Đó cũng là lý do khiến biến tần hiện được ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống. Đặc biệt là trong hoạt động sản xuất, kinh doanh của các nhà máy.

Xem các sản phẩm biến tần tại đây: Các hãng biến tần

Công nghệ đằng sau chuyển đổi công suất và điều khiển động cơ

Biến tần hoạt động như thế nào? Đó chính là ở vị trí giữa nguồn điện và động cơ điện là bộ truyền động xoay chiều. Khi bộ phận này hoạt động sẽ đưa nguồn điện vào ổ AC và tiến hành điều chỉnh công suất rồi mang chúng đến các động cơ trong thiết bị.

Thông thường, thiết kế của một ổ điện xoay chiều sẽ bao gồm các bộ phận: 

• Thứ nhất là khối chỉnh lưu
• Thứ hai là mạch trung gian 1 chiều
• Thứ ba là mạch chuyển đổi nghịch đảo.
   

Theo đó, bộ chỉnh lưu sẽ lấy năng lượng từ mạng lưới điện và tiến hành tăng tốc giúp động cơ hoạt động. Bộ phận mạch trung gian 1 chiều sẽ lưu trữ năng lượng điện để chuyển qua giúp mạch chuyển đổi nghịch đảo hoạt động. 

Tuy nhiên, trước khi động cơ nhận nguồn điện điều chỉnh thì động cơ sẽ phải trải qua một quá trình chuyển đổi điện. Cụ thể là nguồn điện xoay chiều sẽ được chuyển thành điện 1 chiều khi đi qua bộ chỉnh lưu. Tiếp đó, mạch trung gian 1 chiều sẽ làm dịu điện áp 1 chiều. Khi dòng điện này đi qua mạch chuyển đổi nghịch đảo sẽ tiếp tục chuyển dòng điện 1 chiều thành dòng điện xoay chiều.

Tùy vào nhu cầu của quá trình mà biến tần AC sẽ tiến hành việc điều chỉnh tần số cũng như điện áp để cung cấp cho động cơ hoạt động. Nếu điện áp đầu ra ở tần số cao sẽ khiến tốc độ hoạt động của động cơ tăng và ngược lại.

Những lợi ích của biến tần
 

Tiết kiệm năng lượng

Truyền động AC có thể mang đến nhiều lợi ích rất lớn khi ứng dụng trong hoạt động của máy bơm hay quạt. Năng lượng tiêu thụ điện sẽ từ 20% - 50% nhờ động cơ có khả năng kiểm soát vòng quay.

Khời động mềm

Bộ truyền động AC có thể ứng dụng lý tượng trong hoạt động của thang xuốn hay các băng tải. Chúng cho phép người vận hành có thể cài đặt gia tốc hay giảm bất kỳ. Như vậy, nó có thể hạn chế tình trạng tải trọng bị bỏ rơi.

Dòng khởi động có kiểm soát

Để khởi động được động cơ thì động cơ AC phải cần từ 7 – 8 lần dòng điện đầy tải. Khi đó, dòng điện khổi động giảm sẽ khiến động cơ cũng ít vòng tua hơn. Tuổi thọ của động cơ cũng nhờ đó mà được tăng lên rất đáng kể.

Giảm nhiễu loạn đường dây điện

Thực tế thì việc khởi động động cơ AC có thể gây nên tình trạng sụt áp  vì trong hệ thống điện phân phối cần phải có một cống lớn.  Khi động cơ lớn khởi động; các thiết bị như: cảm biến, máy tính sẽ bắt đầu hoạt động. Để khắc phục tình trạng nay, bộ truyền động xoay chiều sẽ tiến hành loại bỏ nguồn điện để giảm tình trạng chảy vệ điện áp.

Dễ dàng thay đổi hướng xoay

Hoạt động khởi động và dừng thường xuyên sẽ được ổ đĩa AC xử lý. Muốn thay đổi hướng quay chỉ cần 1 dòng điện nhỏ. Điều này giúp giảm tải nguồn điện mà không gây quá nhiều khó khăn trong việc quản lý vận hành.

Cài đặt đơn giản

Do được lập trình sẵn nên các ổ AC có thể điều khiển công suất phụ trợ, đường truyền thông tin cũng như dây dẫn động đi đến nhà máy một cách dễ dàng. Công việc mà các nhà thầu cần làm chỉ đơn giản là đấu nối đường dây đến nguồn điện thì ổ điện xoay chiều sẽ được cung cấp đủ điện để hoạt động.

Giới hạn mô men xoắn có thể điều chỉnh

Biến tần hoàn toàn có khả năng bảo vệ động cơ khỏi tình trạng hư hại. Chúng sẽ tiến hành kiểm soát các mô men xoắn một cách chính xác nhất. Cụ thể như, đối với trường hợp máy bị kẹt thì động cơ vẫn sẽ tiếp tục quay đến khi thiết bị quá tải được mở ra. Khi đó, bộ truyền động xoay chiều sẽ thiết lập để tránh tình trạng mô men xoắn vượt quá giới hạn cho phép.

Loại bỏ các thành phần truyền động cơ khí

Tùy theo yêu cầu tải mà bộ truyền động xoay chiều có thể thực hiện nhiệm vụ cung cấp tốc độ thấp hay tốc độ cao. Quá trình này hoàn toàn không cần đến sự tham gia của thiết bị tăng giảm tốc độ hay hộp số. Như vậy, hiệu quả tiết kiệm chi phí cho việc bảo trì cũng như tiết kiệm diện tích sàn cũng trở nên vượt trội hơn rất nhiều.

Biến tần dùng trong điện công nghiệp
 

Biến tần dùng cho điện áp thấp và biến tần trung thế

Thông thường, dòng điện xoay chiều AC sẽ có 2 loại là điện áp thấp hay còn gọi là LV và điện áp trung thế còn được gọi là MV. Vì vậy, khi có nhu cầu mua biến tần cho dòng AC, bạn cần lưu ý đến một vài yếu tố quan trọng sau:

• Biến tần dùng cho động cơ sử dụng dòng điện LV sẽ có dòng điện xoay chiều đầu ra từ 240V – 600V. Chúng ít gây tình trạng căng thẳng cho động cơ nên nhu cầu bảo trì cũng ít hơn. Ngoài ra, hiệu quả tiết kiệm điện rất cao nhờ khả năng tạo ra tần số cao cùng với hiệu suất động cơ tốt. Điều này giúp giảm chi phí sản xuất đến mức thấp nhất. Đó cũng là lý do mà biến tần loại này được ứng dụng nhiều trong máy bơm, băng tải hay máy nén.
• Biến tần dùng cho đông cợ có lưới điện LV cũng có khả năng tạo ra nhiều dòng điện hơn hẳn vì vậy nhiệt lượng tạo ra cũng nhiều hơn. Điều này rất cần thiết trong việc lắp đặt điều hòa hay lỗ thông hơi.
• Biến tần dùng cho hệ thống tủ điện MV sẽ là lựa chọn lý tưởng cho các động cơ điện ở nhà máy điện hay các nhà máy gia công kim loại. Bởi các động cơ này không chỉ có công suất lớn mà còn được thiết kế với nhiều megawatt. Thông thường, động cơ sẽ có công suất từ 4160 VAC – 69.000 VAC. Chính vì đặc điểm này nên động cơ sẽ cần điện áp đầu vào rất cao. Cũng vì đặc điểm này nên chi phí để đầu tư biến tần loại này sẽ cao hơn nhiều so biến tần dùng cho tủ điện LV. Ngoài ra, kích thước của chúng cũng lớn hơn, nhu cầu bảo trì cũng thường xuyên hơn so với ổ LV. Đặc biệt, thợ bảo trì biến tần dùng cho tủ điện LV phải là kỹ sư OEM để đảm bảo hoạt động của chúng luôn có sự ổn định và không xảy ra sự cố trong quá trình vận hành. Có như vậy, hệ thống máy móc sản xuất trong các nhà máy, xi nghiệp mới ổn định và bền lâu được.
   

Có thể nói, nhu cầu tiết kiệm điện trong tiêu dùng và sản xuất hiện nay ngày càng tăng cao. Vì vậy, việc lựa chọn biến tần để ứng dụng trong máy móc, thiết bị là cách tốt nhất để đáp ứng được yêu cầu tiết kiệm này. Hơn thế nữa, việc ứng dụng biến tần cũng giúp điều khiển chính xác động cơ để tránh tình trạng lãng phí trong sản xuất đến mức tối ưu nhất.