Mặt dù có nhiều thiết bị truyền tải điện nhưng biến tần vẫn là lựa chọn của nhiều người vì ổn định, tiết kiệm điện và hỗ trợ tốt nhất cho các thiết bị. Tùy vào đặc điểm của từng hệ thống mà người dùng có thể chọn loại gián tiếp hay trực tiếp để lắp đặt và hỗ trợ nạp, tải điện cho thiết bị đầu vào, đầu ra. Cùng TKĐ tìm hiểu chi tiết dưới bài này nhé.
Các kiểu biến tần
Dựa trên cấu tạo và nguyên lý làm việc mà người ta phân chia thành hai loại như sau:
Trực tiếp
Dòng điện lưới xoay chiều được cấp, trực tiếp biến đổi thành dòng điện, điện xoay chiều có 1 tần số khác để cấp cho tải. Chúng ta gọi là trực tiếp vì nó không đi qua bất kỳ khâu trung gian nào là điện 1 chiều cả.
Gián tiếp
Điện lưới là dòng điện xoay chiều được chuyển thành điện 1 chiều qua phần chi tiết chỉnh lưu trên thanh cái 1 chiều. Khi đó, dòng điện 1 chiều được chuyển thành dòng điện xoay chiều và qua nghịch lưu cấp cho tải.
Xem thêm: Biến tần trung thế là gì? Cách hoạt động và ứng dụng
Khác nhau của biến tần gián tiếp trực tiếp
Biến tần có nhiều loại và phân thành các dòng khác nhau để đáp ứng nhu cầu sử dụng ngày càng cao của khách.
Bộ biến tần gián tiếp
Người ta phân chia thành:
Biến tần nguồn áp (VSI)
Với biến tần VSI thì điện áp ở trên thanh cái một chiều là không đổi. Điện áp xoay chiều đầu ra thì ngược lại, được thay đổi thông qua một cách đó là: thay đổi thời gian đóng/cắt của các khóa chuyển mạch ở bộ nghịch lưu.
Biến tần nguồn dòng (CSI)
CSI có các khóa bán dẫn trong phần nghịch lưu được kết nối với 1 dòng nguồn. Dòng này sẽ qua mạch vòng điều khiển dòng và những cuộn cảm được mắc nối tiếp với thanh cái điện áp 1 chiều. Ở những dòng cao thì nó cho dòng điện tải là không đổi nên điện áp đầu ra của biến biến sẽ không phụ thuộc vào bất kỳ biến tần nào mà phụ thuộc vào tải.
Bộ biến tần trực tiếp
Người ta phân chia thành 2 loại như sau:
Biến tần Cyclo
Biến tần Cyclo thì có đặc điểm là các bộ chuyển mạch 2 chiều này được làm từ thyristor có thể điều khiển đóng mở theo góc pha. Chúng hoán đổi giữa các pha của nguồn với nhau để có thể tạo ra điện áp xoay chiều. Điện áp này có các tần số thấp cấp cho mỗi pha của tải làm việc.
Biến tần ma trận
Loại thiết bị này đặc biệt ở chỗ các chuyển mạch 2 chiều với tần số đóng cắt cao thông qua IGBT để tạo nên ma trận.
Khi chuyển pha vào nguồn vào 3 pha để ra cấp cho tải. Điện áp và tần số ra cấp cho tải trong điều khiển qua trạng thái đóng cắt của các khóa chuyển ở trong ma trận chuyển mạch.
Ứng dụng phổ biến của bộ biến tần
Cho bơm nước
Đối với các hệ thống bơm nước thì dùng biến tần rất quan trọng. Biến tần sẽ tham gia điều khiển động cơ để cho phép tùy chỉnh áp lực và lưu lượng bơm theo yêu cầu. Bên cạnh đó, động cơ bơm còn được khởi động mềm và tối ưu hóa cao nhất cho hoạt động của động cơ. Cuối cùng là nó tiết kiệm năng lượng điện năng, giảm các chi phí cho người dùng.
Thiết bị quạt hút hoặc đẩy
Trong những nhà máy hay xưởng sản xuất thì việc sử dụng quạt hút là điều phổ biến. Nó có thể là quạt lò, thông gió, máy hút bụi… Tuy nhiên, việc điều khiển lượng gió lại là công việc khá khó khăn. Chính vì thế mà người ta đã kết hợp biến tần với hệ thống điều khiển động cơ nhiều cấp nhằm hỗ trợ các van khống chế làm việc.
Thông qua các biến tần thì người dùng sẽ thao tác điều khiển động cơ nhanh, thuận tiện hơn. Yêu cầu điều khiển lưu lượng và áp lực hay khởi động mềm đều đáp ứng tối đa. Việc tối ưu hóa động cơ sẽ mang lại rất nhiều lợi ích cho con người, tiết kiệm điện và các chi phí không cần thiết khác.
Máy nén khí
Công suất định mức của motor thường sẽ theo nhu cầu lớn nhất và các hãng thường thiết kế dư tải. Khi khởi động dòng lớn, thiết bị làm việc liên tục khi không có tải sẽ tiêu tốn lượng lớn điện năng.
Với chế độ điều khiển tốc độ quay của motor bằng biến tần thì lượng khí cần cung cấp chỉ cần đáp ứng đủ lượng khí tiêu dùng thôi. Nhờ đó mà nó có thể đạt hiệu quả cao nhất và tiết kiệm điện năng tối đa.
Băng tải
Thường những hệ thống băng tải đều có momen khởi động rất lớn. Vậy người dùng lợi ích gì khi lắp biến tần?
Đó là nó có thể tạo nên momen khởi động cao nhưng vẫn đảm bảo dòng điện khởi động trong phạm vi cho phép của điện lưới. Động cơ khởi động và dừng nhẹ nhàng hơn thông qua việc người dùng có thể điều khiển thời gian, tần suất tăng tốc, giảm tốc.
Người dùng sau khi lắp biến tần có thể điều chỉnh tốc độ của băng tải đáp ứng các yêu cầu của quy trình sản xuất theo từng giai đoạn. Điện năng sẽ được tiết kiệm do khởi chạy động cơ luôn ở một tốc độ phù hợp nhất dù cho yêu cầu tải hệ số công suất của động cơ luôn ở mức cao.
Các băng tải đều chạy theo quán tính nên cơ năng của băng tải có thể chuyển thành điện năng để tái sinh hoặc trả về lưới điện khi kết hợp biến tần hãm.
Thiết bị nâng hạ
Để có 1 hệ thống nâng hạ an toàn, hiệu quả trong công nghiệp, xây dựng thì người ta sẽ bố trí thêm các thiết bị về công nghệ. Nếu như trước đây, chưa có nhiều thiết bị được ứng dụng thì chắc chắn, con người sẽ gặp phải: Máy chỉ chạy ở 1 tốc độ thấp hoặc cố định, khó nắm bắt và kiểm soát toàn bộ trong quá trình chạy, dừng nghỉ không chính xác khi tải có biến thiên. Đặc biệt, việc tăng tốc hay giảm tốc thường gây ra sốc cơ khí, thiếu an toàn cho người và thiết bị khi vận hành.
Giải pháp đưa ra là lắp biến tần có các momen xoắn hãm, điều khiển định vị để giúp các ứng dụng nâng hạ như pa lăng, cần trục hoạt động thông qua các động cơ xoay chiều.
Biến tần được thiết kế chuyên dụng dùng cho cẩu tải, nâng hạ sẽ được tích hợp sẵn các hệ thống vòng hãm tái sinh, trả năng lượng về lưới sao cho tiết kiệm và an toàn nhất có thể.
Các bộ biến tần trực tiếp, bộ biến tần gián tiếp đều có ứng dụng cụ thể và thích hợp với 1 hệ thống nhất định, vì thế người dùng cần cân nhắc kỹ trước khi sử dụng.
