Biến Tần Là Gì?

Máy biến tần là thiết bị dùng để thay đổi tần số của dòng điện xoay chiều, từ tần số này thành tần số khác có thể điều chỉnh được.

Vậy câu hỏi đặt ra là : tại sao phải thay đổi tần số hay tần số thay đổi để làm gì ?

Biến tần là thiết bị dùng để thay đổi và điều chỉnh tốc độ động cơ xoay chiều. Người dùng chỉ cần điều chỉnh tần số thì đã có thể tự do và liên tục thay đổi tốc độ quay của động cơ một cách linh hoạt và hiệu quả.

Ví dụ : Biến tần thay đổi tần số của dòng điện 3 pha 380V từ 1Hz đến 50Hz, hay tới 60Hz, thậm chí lên tới 400Hz và có thể điều chỉnh được. Theo đó tần số của lưới nguồn sẽ thay đổi thành tần số biến thiên. Chính vì vậy nhờ có biến tần mà ta có thể làm cho động cơ chạy nhanh hơn bình thường so với chạy tần số 50Hz

Thiết bị điện tử

Trong các thiết bị điện tử dùng trong gia đình hiện nay như tủ lạnh, điều hòa nhiệt độ, máy giặt,… hiện có sử dụng "inverter", và các nhà sản xuất thường quảng bá nó giúp cải thiện hiệu suất năng lượng.

Biến tần trong đui đèn compact

Các thiết bị này hoạt động dựa trên việc chỉnh lưu điện lưới, và biến tần thực hiện tạo dòng điện có tần số cao hơn 50 Hz, làm nâng cao khả năng điều khiển và hiệu suất mô tơ điện.

Biến tần cũng được sử dụng với công suất nhỏ, cỡ vài đến vài chục watt như chấn lưu điện tử cho đèn huỳnh quang, đèn compact, hay làm nguồn cung cấp năng lượng cho các ống huỳnh quang (CCFL), thường được sử dụng làm đèn nền cho màn hình phẳng TFT.

Các UPS

Một nhóm đặc biệt các biến tần là các UPS, được hiểu là hệ thống nguồn cung cấp liên tục hay đơn giản hơn là bộ lưu trữ điện dự phòng cho các hệ thống điện toán. Các UPS biến đổi điện của các pin sạc lên điện xoay chiều AC cho các hệ thống này, được kích hoạt khi mất điện lưới.

Dòng điện AC từ UPS có thể không có dạng sin, không ổn áp và có thời gian cấp điện hạn chế, tùy thuộc loại ắc quy sử dụng.

Thiết bị điện năng

Inverter đang là thành phần không thể thiếu của các nhà máy điện năng lượng tái tạo, như điện mặt trời, điện gió, điện sóng, điện thủy triều,… Nó là phương tiện chuyển đổi các nguồn điện năng nói trên sang điện xoay chiều công nghiệp và hòa lên lưới điện.

Dòng điện nguyên khai từ các nguồn năng lượng nói trên có đặc điểm là công suất và điện áp không ổn định. Vì thế để hòa lên lưới điện công nghiệp đã sử dụng các biến tần có hệ thống pin sạc làm đệm, thực hiện chuyển đổi lên điện 3 pha tiêu chuẩn của lưới điện. Các Inverter có nhiều loại, khác nhau về công suất, điện áp vào, điện áp ra và số pha. Inverter hòa lưới thì bắt buộc phải có hệ thống kiểm soát dạng xung, pha và điện áp để đạt được việc chuyển năng lượng lên lưới.

Các Inverter cho hệ thống điện mặt trời áp mái thường có công suất một vài kW, biến đổi lên AC 220 V hoặc 110 V, 1 pha hoặc 3 pha.

Các Inverter cho các trang trại điện mặt trời, điện gió,… thực hiện biến đổi nguồn nguyên khai ra điện 3 pha đồng bộ với lưới, công suất đến cỡ một vài MW, sau đó được các biến áp thu gom và nâng lên điện áp cao phù hợp với lưới truyền tải điện ở địa phương.

Ứng dụng trong công nghiệp

Hệ thống cấp nước nhà cao tầng

• Trước đây việc cấp nước cho các tòa nhà cao tầng thường dùng là bơm nước lên mái và đẩy xuống từng tầng và được điều áp cho các tầng bằng các thiết bị điều hòa – giảm áp. Cách cấp nước này quá tốn kém chi phí và hiệu quả không cao.
• Bộ biến tần khi lắp đặt sẽ không còn phải tốn chi phí để lắp đặt tháp mái.

Quạt hút hoặc đẩy

• Nói đến quạt hút – đẩy thường được áp dụng cho các thiết bị công nghiệp như: Hút bụi – Thổi lò – Thông gió,…
• Ở đây biến tần phát huy công dụng cực kỳ hiệu quả khi cho phép động cơ điều khiển áp lực, khởi động mềm, lưu lượng theo yêu cầu cần thiết,  tối ưu hóa hoạt động của động cơ, tiết kiệm điện năng lượng.

Hệ thống nén khí

• Chế độ điều khiển cung cấp khí thông thường theo phương thức đóng và cắt. Chế độ này kiểm soát không khí đầu vào qua van cửa vào. Khi áp suất đạt đến giới hạn trên, van cửa vào đóng và máy nén sẽ đi vào trạng thái hoạt động không tải, khi áp suất đạt dưới hạn dưới, van cửa vào mở và máy nén sẽ đi vào trạng thái hoạt động có tải.
• Công suất định mức của motor được chọn theo nhu cầu tối đa và thông thường được thiết kế dư tải, dòng khởi động lớn, motor hoạt động là liên tục khi không tải làm tiêu tốn một lượng lớn điện năng.

Hệ thống nâng – hạ

• Biến tần có thể điều khiển định vị, mô-men xoắn và hãm giúp các ứng dụng như cần trục và palăng bằng cách sử dụng động cơ xoay chiều. Bộ biến tần giành cho thiết bị nâng hạ có hệ thống hãm tái sinh, tra năng lượng về lưới, an toàn và tiết kiệm.

Theo cách dễ nắm bắt nhất về công dụng của Biến Tần

Bộ biến tần có 5 tác dụng chính sau:  Bảo vệ động cơ, Giảm hao mòn cơ khí, Tiết kiệm điện, Nâng cao năng suất, Đáp ứng yêu cầu công nghệ.

• 1. Bảo vệ động cơ

Biến tần có thể thay đổi tốc độ động cơ dễ dàng, bởi vậy dòng khởi động của động cơ sẽ không vượt quá 1,5 lần so với dòng khởi động truyền thống bằng sao-tam giác, 4~6 lần dòng định mức.

Biến tần thường có hệ thống điện tử bảo vệ quá dòng, bảo vệ cao áp và thấp áp, tạo ra một hệ thống an toàn khi vận hành.

• 2. Giảm hao mòn cơ khí

Biến tần giúp quá trình khởi động từ tốc độ thấp giúp cho động cơ mang tải lớn không phải khởi động đột ngột, tránh hư hỏng phần cơ khí, ổ trục, tăng tuổi thọ động cơ.

• 3. Tiết kiệm điện

Nhờ dễ dàng thay đổi tốc độ cho nên biến tần có thể tiết kiệm điện năng cho các tải thường không cần phải chạy hết công suất.

Tiết kiệm điện 20-30 phần trăm so với hệ thống khởi động truyền thống.

• 4. Nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm

Biến tần có thể giúp động cơ chạy nhanh hơn, thông thường là 54-60Hz, bình thường là 1500v/p với 50Hz, khi có biến tần thì 1800v/p với 60Hz, giúp tăng sản lượng đầu ra cho máy, tăng tốc độ cho các quạt thông gió.

• 5. Cải tiến công nghệ

Nhờ nguyên lý làm việc chuyển đổi nghịch lưu qua diode và tụ điện nên hệ số cosphi đạt ít nhất là 0.96, công suất phản kháng từ động cơ rất thấp, gần như được bỏ qua, do đó giảm được dòng đáng kể trong quá trình hoạt động, giảm chi phí trong lắp đặt tủ tụ bù, giảm thiểu hao hụt đường giây.

Lợi Ích Mà Biến Tần Mang Lại Trong Các Ngành Sản Xuất ?

• 1.  Bảo vệ động cơ khỏi mài mòn cơ khí.

Khi khởi động động cơ trực tiếp từ lưới điện, vấn đề shock và hao mòn cơ khí là không thể kiểm soát. Biến tần giúp khởi động êm động cơ, dù cho quá trình khởi động – ngắt động cơ diễn ra liên tục, hạn chế tối đa hao mòn cơ khí.

• 3. Tiết kiệm điện, bảo vệ các thiết bị điện trong cùng hệ thống.

Khi khởi động trực tiếp, dòng khởi động lớn gấp nhiều lần so với dòng định mức, làm cho lượng điện tiêu thụ tăng vọt. Biến tần không chỉ giúp khởi động êm, mà còn làm cho dòng khởi động thấp hơn dòng định mức, tiết kiệm lượng điện ở thời điểm này. Đồng thời, không gây sụt áp (thậm chí gây hư hỏng) cho các thiết bị điện khác trong cùng hệ thống. Ngoài ra đối với tải bơm, quạt, máy nén khí…hoặc những ứng dụng khác cần điều khiển lưu lượng/áp suất, biến tần sẽ giúp ngừng động cơ ở chế độ không tải, từ đó tiết kiệm tối đa lượng điện năng tiêu thụ.

• 4. Tăng năng suất sản xuất.

Đối với nhiều ứng dụng, như ngành dệt, nhuộm, nhựa…việc sử dụng   biến tần sẽ làm năng suất tăng lên so với khi sử dụng nguồn trực tiếp, giúp loại bỏ được một số phụ kiện cồng kềnh, kém hiệu quả như puli, motor rùa (motor phụ)…

• 5. Đáp ứng yêu cầu công nghệ.

Đối với các ứng dụng cần đồng bộ tốc độ, như ngành giấy, dệt, bao bì nhựa, in, thép,…hoặc ứng dụng cần điều khiển lưu lượng hoặc áp suất, như ngành nước, khí nén…hoặc ứng dụng như cẩu trục, thang máy…Việc sử dụng  biến tần là điều tất yếu, đáp ứng được yêu cầu về công nghệ, cải thiện năng suất.

TUDONGHOAVN CHUYÊN CUNG CẤP BIẾN TẦN: DANFOSS, SIEMENS, SCHNEIDER, ABB, LENZE, YASKAWA, SINOVO, CHINT, INVT