Biến tần là gì , nguyên lý hoạt động của biến tần, cách sử dụng biến tần , biến tần 1 pha, biến tần 3 pha , ứng dụng của biến tần , vì sao phải sử dụng biến tần , biến tần điều chỉnh tốc độ động cơ , biến tần cho quạt hút , công dụng của biến tần .

Biến Tần Là Gì ?

Một câu hỏi của tôi khi bắt đầu đi làm cũng như các bạn sinh viên khi còn ngồi ghế nhà trường vì không có một trường nào dạy về biến tần là gì mà chỉ nói một cách mơ hồ . Khi bắt đầu đi làm thì bất cứ chổ nào có Motor là có biến tần dùng để khởi động cũng như để điều khiển tốc độ động cơ , từ đông cơ 1 pha hay động cơ 3 pha đều cũng cần dùng đến biến tần .
Biến tần là thiết bị dùng để thay đổi tần số của điện áp lưới để thay đổi tốc độ động cơ . Chúng ta có thể thay đổi tần số của điện lưới từ 0-50 Hz bằng tay hoặc tự động .

Biến tần thay đổi tốc độ động cơ bằng cách nào ?

Với công thức : n= 60f/p
Trong đó :
n : tốc độ động cơ
f: tần số thay đổi
p : số cặp cực
Trong đó chúng ta thấy p là một hằng số thông thường bằng 2 thì để thay đổi tốc độ của motor thì chỉ cần thay đổi tần số đầu vào . Biến tần giải quyết được vấn đề này thay đổi từ 0-50 Hz hoặc thậm chí cao hơn với các máy công cụ .
Nguồn điện xoay chiều 1 pha hay 3 pha được chỉnh lưu và lọc thành nguồn 1 chiều bằng phẳng. Công đoạn này được thực hiện bởi bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện. Nhờ vậy, hệ số công suất cosphi của hệ biến tần đều có giá trị không phụ thuộc vào tải và có giá trị ít nhất 0.96.
Điện áp một chiều này được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng. Công đoạn này hiện nay được thực hiện thông qua hệ IGBT (transistor lưỡng cực có cổng cách ly) bằng phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM). Nhờ tiến bộ của công nghệ vi xử lý và công nghệ bán dẫn lực hiện nay, tần số chuyển mạch xung có thể lên tới dải tần số siêu âm nhằm giảm tiếng ồn cho động cơ và giảm tổn thất trên lõi sắt động cơ.

Đầu tiên, nguồn điện xoay chiều đi qua bộ diot cầu chỉnh lưu biến đổi dòng điện xoay chiều (AC thành DC) thành dòng điện một chiều.

Sau khi chuyển đổi thành dòng điện một chiều, dòng điện sẽ đi qua một tụ lọc điện áp xoay chiều sau khi đã được chỉnh lưu ( loại bỏ pha âm ) thành điện áp một chiều bằng phẳng.
Cuối cùng, điện áp một chiều này được biến đổi nghịch lưu (DC thành AC) thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng nhau thông qua transistor lưỡng cực có cổng cách ly bằng phương pháp điều chế độ rộng xung.
Cuối cùng, điện áp một chiều này được biến đổi nghịch lưu (DC thành AC) thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng nhau thông qua transistor lưỡng cực có cổng cách ly bằng phương pháp điều chế độ rộng xung.
 Phương pháp điều xung PWM (Pulse Width Modulation) là là phương pháp điều chế dựa trên sự thay đổi độ rộng của chuỗi xung vuông, dẫn đến sự thay đổi điện áp ra.

 Sử dụng phương pháp điều chế độ rộng xung trong biến tần giúp khiển độ nhanh chậm của động cơ hoặc là sử dụng để điều khiển sự ổn định tốc độ động cơ.

1. Biến tần là gì?

Biến tần là thiết bị biến đổi dòng điện xoay chiều ở tần số này thành dòng điện xoay chiều ở tần số khác có thể điều chỉnh được.

Biến tần là thiết bị làm thay đổi tần số dòng điện đặt lên cuộn dây bên trong động cơ và thông qua đó có thể điều khiển tốc độ động cơ một cách vô cấp, không cần dùng đến các hộp số cơ khí. Biến tần thường sử dụng các linh kiện bán dẫn để đóng ngắt tuần tự các cuộn dây của động cơ để làm sinh ra từ trường xoay làm quay rô-to (rotor).
Bộ biến tần thường được sử dụng để điều khiển vận tốc động cơ xoay chiều theo phương pháp điều khiển tần số, theo đó tần số của lưới nguồn sẽ thay đổi thành tần số biến thiên.

2. Công thức về tốc độ động cơ xoay chiều 3 pha biến tần

Để thay đổi được tốc độ động cơ chúng ta có 3 phương pháp:
1.    Thay đổi số cực động cơ P
2.    Thay đổi hệ số trượt s
3.    Thay đổi tần số f của điện áp đầu vào
Và biến tần là thiết bị dùng để thay đổi tần số của nguồn cung cấp xoay chiều 3 pha đặt lên động cơ. Qua đó thay đổi tốc độ động cơ theo công thức trên.

3. Nguyên lý hoạt động của biến tần

Nguyên lý hoạt động của biến tần/ inverter cũng khá đơn giản. 

Nguồn điện xoay chiều một pha hay ba pha được chỉnh lưu, sau đó lọc thành nguồn điện một chiều bằng phẳng nhờ tụ điện và bộ chỉnh lưu cầu diode. Nhờ vậy, cos(phi) - hệ số công suất biến tần có giá trị không phụ thuộc vào tải và có Min=0.96.
Tiếp đến, điện áp một chiều được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều ba  pha đối xứng, thông qua hệ IGBT (transistor lưỡng cực có cổng cách ly) bằng cách điều chế độ rộng xung (PWM).
Nhờ công nghệ vi xử lý và công nghệ bán dẫn lực rất phát triển hiện nay, tần số chuyển mạch xung có thể lên tới dải tần số siêu âm nhằm giảm tiếng ồn cho động cơ và giảm tổn thất trên lõi sắt động cơ.

1.Mã sản phẩm và ý nghĩa
Với mã thiết bị, ta có được:

• series,
• kiểu,
• công suất định mức,
• điện áp đầu vào,
• các option được tích hợp.

2.Các dòng biến tần Delixi E Series
Các dòng E Series của biến tần Delixi:

• CDI-E100 series
• CDI-E102 series
• CDI-E180 series

E100, và E102 series thiết kế cho các ứng dụng công suất nhỏ với công suất từ 0.4 KW – 15 KW, với E102 là phiên bản với ít đầu vào ra hơn, cả hai đều tích hợp sẵn braking unit . Dòng E180 được thiết kế phù hợp với các động cơ 3 pha 380V trong dải công suất 0.75 – 630 KW.
Với mỗi dòng E100 và E102 biến tần đều cung cấp 3 dạng điện áp đầu vào S2, T2, T4. Riêng dòng E180 cho chỉ có T4:

• S2: 1 pha 220V, 50/60 Hz
• T2: 3 pha 220V, 50/60 Hz
• T4: 3 pha 380V, 50/60 Hz

VD:

3.Đấu dây mạch lực, mạch điều khiển
Các đầu nối mạch lực:

• R, S, T nối với nguồn đầu vào
• U, V, W nối động cơ

Chức năng điều khiển kiểm soát

4.Chức năng của các chân mạch điều khiển
Điều khiển PID cho cấp nước ở áp suất vĩnh viễn
Ứng dụng duy trì áp lực nước không đổi. Chức năng ngủ đông

Cài đặt

Điều khiển PID cho cấp nước ở áp suất vĩnh viễn
Chức năng ngủ đông.
Khi có mối liên hệ tuyến tính nào đó giữa tín hiệu phản hổi về vf tín hiệu điện áp tại đầu vào analog VF1 ( vd tín hiệu PID phản hồi 100% ứng với giá trị điện áp 10V), ta hoàn toàn có thể sử dụng tín hiệu điện áp để thực hiện chức năng sleep, khi điện áp đầu vào VF1 lớn hơn giá trị cài đặt UPPER LIMIT OF VF1 INPUT (sleep threshold), biến tần sẽ dừng tự động sau 1 khoảng thời gian. Khi điện áp đầu vào VF1 thấp hơn giá trị LOWER LIMIT OF VF1 INPUT ( awaken threshold) biến tần sẽ tự động khởi động lại và chạy.
PID Tốc độ không đổi và chức năng điều khiển độ dài cố định
Ứng dụng được thực hiện nhờ các chức năng PID và chức năng cắt chiều dài cố định.
DI1: khởi động
DI6: nguồn tiếp nhận xung đếm từ encoder đồng thời là nguồn phản hồi cho bộ PID
DI2: chân reset bộ đếm xung từ bên ngoài.
Các đầu ra rơ le T1, T2: thông báo chiều dài phản hồi về đạt tới chiều dài đặt trước.

Fix-length Function
Chức năng Fix-length Function được xây dựng nhằm thực hiện các ứng dụng fix-length control.
Để áp dụng chức năng này , đầu vào số tương ứng phải được đặt “ Length counting input”, (function 30). Khi tần số xung đầu vào lớn hơn, chân DI6 phải được chọn.
Công thức tính toán chiều dài:
Actual Length = Total Impulses from Acquisition of Terminal / Impulse per meter
Khi chiều dài thực tế đạt tới chiều dài đặt, đầu ra biến tần đưa ra tín hiệu ON, ( function 10, “Length Arrival”
Lệnh reset actual Length có thể được đặt bằng tay nhờ các đầu vào số ( function 31, Length Reset)

5.Ứng dụng

Chúng ta đã có một bài viết về cách phân biệt một số loại aptomat. Ở bài này chúng ta tiếp tục tìm hiểu về vần đề ” Thông số để chọn cho aptomat bảo vệ hệ thống điện cho nhà cũng như nơi làm việc”
MCB, MCCB, ACB để chọn thì ta cần 3 thông số

• Số pha (hay còn gọi là số cực ACB chỉ có 3P và 4P)
• Dòng định mức (nhắm trừng sai lệch không quá 5%)
• Dòng cắt (Icu hay còn gọi là ultimated current là khả năng chịu đựng dòng điện lớn nhất của tiếp điểm aptomat trong thời gian 1 giây.

RCBO, ELCB để chọn ta cần những thông số sau:

• Số pha (RCBO chỉ có 2P  còn ELCB thì chỉ có 3P và 4P )
• Dòng định mức (RCBO có 15, 25, 40, 63A ELCB có từ 63A đến 250A)
• Dòng cắt (RCBO có 4.5, 6kA ELCB 25, 36, 50kA)
• Dòng rò (tính bằng mA thường thì có 10mA 30mA 100mA và 300mA).

RCCB thì cần

• Số pha (2P hoặc 4P)
• Dòng định mức
• Dòng rò

Khởi Động Từ (Contactor) thì có 2 loại contactor mini hoặc contactor loại thông dụng) cách chọn như sau

• Số pha (hay còn gọi sốm tiếp điểm)
• Điện áp điều khiển cuộn hút (hay goi là tắt là cuộn coil)
• Dòng định mức

Relay trung gian tương tự như contactor nhưng về số pha thì sẽ thay bằng số chân 6, 8, 12, 14 chân
Tủ điện thì cần

• Kích thước
• Số line
• Loại nổi hay âm
• Cửa mờ hay cửa trơn nhựa hay kim loại

Relay nhiệt thì cần những thông số sau
– Dải điểu chỉnh nhiệt (chú ý phần sử dụng cho loại contactor nào nhé vì kích thước có thể khác nhau)
Biến tần (inverter), Khởi động mềm (soft starter) thi cần

• Công suất
• Loại tải (nặng hay nhẹ ví dụ như sử dụng cho thang máy là nặng còn motor sử dụng băng tải là nhẹ)
• Điện áp nguồn cấp cho biến tần

Ông Victor Chong, Giám đốc điều hành của Delixi cho biết: ”Tập đoàn Delixi rất mong muốn được đầu tư vào kế hoạch xây dựng nhà máy mới tại Việt Nam. Chính sách ổn định, định hướng tương lai với chiều hướng tích cực cùng tính cạnh tranh là các nhân tố cho việc thành công của sự phát triển quan hệ thương mại quốc tế của hai bên về dài lâu”.

Tập đoàn Delixi làm việc với Bộ Kế hoạch và Đầu tư.

Trước đó, ông Cheng Zhong Hu, Chủ tịch kiêm Nhà sáng lập Tập đoàn Delixi và ông Victor Chong đã làm việc với các quan chức cấp cao của Bộ Kế hoạch và Đầu tư cũng như gặp gỡ và trao đổi với các thành viên trong Đại sứ quán Trung Quốc tại Việt Nam.

Mình là dân tốt nghiệp trường điện và công việc hiện tại là làm về kinh doanh thiết bị điện công nghiệp. Hôm nay mình xin chia sẻ 1 bài viết về các hãng sản xuất thiết bị điện công nghiệp dành cho những bạn nào quan tâm đến thiết bị điện công nghiệp nhé.
Trong ngành điện thì có rất nhiều nhà cung cấp (nhà sản xuất) sau đây mình xin được giới thiệu một số hàng tiêu biểu, nổi tiếng có mặt tại thị trường việt nam
SCHNEIDER (hãng mang thương hiệu Pháp) là một trong những hãng có bề dày về lịch sử trong ngành sản xuất thiết bị điện. Hiện tại schneider đã có hàng trăm nhà máy đặt ở nhiều nước khác nhau. Chất lượng sản phẩm cũa hãng này khá tốt. Về sản phẩm thì có các dòng về đóng cắt và tự động. Ví dụ như aptomat MCB, MCCB, RCCB, RCBO, ACB, ELCB, Interpact, biến tần, PLC, cảm biến, rờ le, contactor, nút nhấn, đèn báo, CB motor, tủ điện, ổ cắm, công tắc….
MITSUBISHI (hãng mang thương hiệu Nhật) là một trong những hãng có Uy tín về chất lượng. Về sản phẩm của Mitsubishi thì chủ yếu là sản xuất ở Nhật, một số ít ở Trung Quốc (CB tép, MCB)
ABB (hãng mang thương hiệu Ý) là một trong những nhà cung cấp có sức cạnh tranh với đàn anh đi trước. Về chất lượng của hãng này cũng khá tốt. Các sản phẩm có đầy đủ so với hãng Schneider
DELIXI (hãng mang thương hiệu Trung Quốc) là một nhà cung cấp mới được thành lập được liên doanh 50% từ SCHNEIDER. Hiện tại Delixi đang ra chiến lược để mở rộng tại thị trường Việt Nam. Với các sản phẩm biến tần và các thiết bị điện liên quan
LS (hãng mang thương hiệu Hàn Quốc) là một nhà cung cấp được sữ dụng khá nhiều vì giá cả mềm.
Moeller (hãng mang thương hiệu Đức) chuyên về thiết bị đóng cắt
Shihlin (hãng mang thương hiệu Đài Loan) chuyên về thiết bị đóng cắt
Edec (hãng mang thương hiệu Nhật) chuyên về nút nhấn, đèn báo và relay kiếng.
Samwua (hãng mang thương hiệu Hàn Quốc) chuyên về thiết bị bảo vệ dòng điện, điện áp..
Siemen (hãng mang thương hiệu Đức) chuyên về thiết bị đóng cắt
Fuji (hãng mang thương hiệu Nhật) chuyên về thiết bị đóng cắt.
Hyundai (hãng mang thương hiệu Hàn Quốc) chuyên về thiết bị đóng cắt.
Kyoritsu (hãng mang thương hiệu Nhật) chuyên về thiết bị đo lường điện như amper kìm, đồng hồ đo dòng rò..
Autonics (hãng mang thương hiệu Hàn Quốc) chuyên về đồng hồ đo Volt, Amper, Analog nhiệt độ.

và một số hãng nhỏ…