Máy biến tần là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và lợi ích

Ngày nay, máy biến tần rất được ưa chuộng sử dụng trong sản xuất, gia đình,… Biến tần giúp kiểm soát và thay đổi dòng điện để sử dụng đa dạng thiết bị hơn nhưng liệu bạn đã hiểu rõ về máy biến tần  Bài viết sẽ giới thiệu đến bạn máy biến tần là gì? Cấu tạo của biến tần và nguyên lý hoạt động của biến tần cũng như là cách lựa chọn máy biến tần phù hợp nhu cầu sử dụng và tiết kiệm tài chính.

Máy biến tần là gì?

Máy biến tần là thiết bị giúp thay đổi dòng điện từ một chiều qua xoay chiều hoặc ngược lại. Dòng điện sẽ được thay đổi tần số và điện áp nhằm phù hợp với vật dụng.

Cấu tạo của máy biến tần

Máy biến tần có cấu tạo đa dạng bao gồm nhiều bộ phận sau: 

• Bộ chỉnh lưu: Bộ chỉnh lưu có nhiệm vụ biến điện áp đầu vào trở thành điện áp đầu ra mong muốn cho động cơ bằng cách sử dụng cầu Đi-ốt sóng toàn phần
• IGBT: Đây là thiết bị có hiệu suất cao và chuyển mạch nhanh. IGBT được bật và tắt tùy theo trình tự để có thể tạo xung có độ rộng khác nhau.
• Tuyến dẫn một chiều: Đây là một nơi tổng hợp tụ điện lưu trữ điện áp một chiều đã chỉnh lưu. Khi sắp xếp theo cấu hình tuyến dẫn một chiều thì điện dung sẽ được tăng lên.
• Bộ kháng điện xoay chiều: Đây là cuộn cảm hoặc hoặc cuộn dây. Chúng sẽ tích trữ năng lượng ở bên trong từ trường được tạo ra bởi cuộn dây và chống lại sự thay đổi dòng điện
• Bộ kháng điện một chiều: bộ phận này có nhiệm vụ kìm hãm sự thay đổi tốc độ biến đổi và dòng điện tức thời ở trên dây dẫn 1 chiều.
• Điện trở hãm: trong quá trình hoạt động sẽ sinh ra điện thừa. Điện trở hãm sẽ có nhiệm vụ xử lý hết phần điện thừa này bằng cách chuyển điện thừa thành nhiệt.

Ngoài ra còn có các bộ phận khác như: Bàn phím, màn hình hiển thị, module truyền thông,..

Nguyên lý hoạt động của máy biến tần

Nguyên lý hoạt động của biến tần:

• Ban đầu nguồn điện 1 pha hoặc 3 pha sẽ được chỉnh lưu và lọc để biến thành nguồn điện 1 chiều bằng phẳng. Cầu diode và tụ điện sẽ thực hiện nhiệm vụ này. Nguồn điện đưa vào có thể là 3 pha hoặc 1 pha nhưng nó sẽ ở mức có điện áp và tần số cố định
• Điện áp 1 chiều trên sẽ bị nghịch lưu thành điện xoay chiều 3 pha đối xứng. Đầu tiên, điện áp một chiều được tạo ra sẽ lưu trữ trong giàn tụ điện. Thông qua quá tình tự kích hoạt thích hợp. IGBT sẽ tạo ra điện xoay chiều 3 pha bằng cách điều chế độ xung PWM

Một cách dễ hiểu là: Dòng điện được gắn vào máy biến tần có thể là 1 pha hoặc 3 pha. Sau đó được máy chỉnh lưu và lọc thành nguồn 1 chiều. Đầu điện gắn vào máy biến áp sẽ có tần số cố định ví dụ (3 pha 200V). Điện áp sẽ được biến đổi nghịch lưu và trở thành dòng điện 1 pha 220V sử dụng cho thiết bị gia đình. 

Chức năng của biến tần

Do ưu điểm vượt trội nên biến tần được sử dụng rất phổ biến trong công nghiệp và dân dụng, đặc biệt là trong công nghiệp. Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến không thể thiếu biến tần: Bơm nước, quạt hút/đẩy, máy nén khí, băng tải, thiết bị nâng hạ, máy cán kéo, máy ép phun, máy cuốn/nhả, thang máy, hệ thống HVAC, máy trộn, máy quay ly tâm, cải thiện khả năng điều khiển của các hộp số, thay thế cho việc sử dụng cơ cấu điều khiển vô cấp truyền thống trong máy công tác,…

Tại sao cần sử dụng đến máy biến tần?

Máy biến tần được ứng dụng trong những nhà máy sản xuất. Dùng máy để đổi dòng điện sử dụng cho các dòng máy móc như: mô tơ, máy nén khí, quạt,… Những vật dụng có dòng điện khác với dòng điện mà nhà máy hoặc nhà bạn có sẽ cần đến máy biến tần.

Phân loại máy biến tần

Trên thị trường sẽ được chia làm 2 loại máy biến tần chính: biến tần chuyển điện 1 pha và biến tần chuyển điện 3 pha. Trong đó biến tần chuyển điện 3 pha được nhiều người ưa chuộng và sử dụng khá rộng rãi. 

Công dụng của biến tần

Được dùng để 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 được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp để điều khiển tốc độ động cơ, giảm dòng khởi động, giảm độ rung và tiết kiệm năng lượng.

Hướng dẫn lựa chọn mua biến tần phù hợp

Trên thị trường có rất nhiều loại biến tần đa dạng phù hợp với từng nhu cầu sử dụng khác nhau. Chính vì vậy, bạn cần nắm rõ những tiêu chí sau để lựa chọn được loại biến tần phù hợp nhất. 

Lựa chọn biến tần phù hợp với công suất: Khi sử dụng máy móc có động cơ bao nhiêu KW, bạn cần mua biến tần có công suất tương đương hoặc lớn hơn để ổn định được dòng điện.

Lựa chọn biến tần đúng với dòng điện cần đổi: Bạn đang muốn chuyển đổi dòng điện 1 pha hay 3 pha? Lựa chọn 200V hay 380V? Máy biến tần cần đáp ứng đúng các chỉ số này để sử dụng thích hợp.

Lựa chọn biến tần dễ sử dụng: cần mua biến tần dễ dàng lập trình và có chức năng hỗ trợ lập trình dễ dàng nhất.

Chọn biến tần đúng thông số với biến tần đã dùng: Khi muốn thay đổi biến tần mới, để dễ mua nhất bạn nên chọn đúng thông số với loại đang dùng.

Giá cả và thương hiệu phù hợp: trên thị trường sẽ có rất nhiều mức giá khác nhau. Bên cạnh đó có vô vàn thương hiệu biến tần trong nước và ngoài nước. Thế nên để lựa chọn một biến tần bền bỉ sử dụng lâu dài cần quan tâm đến thương hiệu uy tín.

Những lợi ích của máy biến tần

• Điều khiển được tốc độ của động cơ: Bằng cách điều chỉnh tần số đầu vào, biến tần có thể điều khiển được tốc độ của động cơ. Điều này sẽ tăng được độ chính xác và linh hoạt trong việc điều khiển tốc độ của máy móc
• Đảo được chiều quay của động cơ: Tinh năng này có thể cài đặt sẵn khi mấy chạy hết hành trình, khi có sự cố xảy ra thì có thể đảo chiều hoặc điều khiển nó trực tiếp.
• Biến tần có trang bị Module truyền thông, nên sẽ dễ dàng điều khiển và giám sát
• Dùng biến tần sẽ giúp tiết kiệm được năng lương rất nhiều so với việc chạy bằng động cơ trực tiếp
• Giúp tăng được tuổi thọ của động cơ, giảm được chi phí bảo trì động cơ
• Giảm được độ ồn và độ rung cho động cơ, nhờ đó cải thiện được môi trường sống cho người lao động

Những thương hiệu máy biến tần tốt nhất

Biến tần xuất xứ từ Châu Âu

Biến tần ABB: Đầu tiên phải kể đến thương hiệu biến tần đến từ Thụy Sĩ. Độ uy tín và chất lượng của thương hiệu này là không phải bàn cãi. Qua quá trình sử dụng lâu dài, biến tần ABB thật sự bền bỉ và đã chiếm được lòng tin người Việt Nam.

Biến tần Siemens: được sản xuất tại Đức và ứng dụng công nghệ an toàn về điện. Biến tần này đã được cấp phép và sử dụng rộng rãi trên hơn 200 nước khác nhau.

Biến tần Schneider: là dòng máy biến tần bắt nguồn từ nước Pháp. Được sản xuất từ Pháp, Trung Quốc và Indonesia. Là dòng biến tần nổi tiếng toàn Châu Âu và đã có mặt tại Việt Nam.

Biến tần đến từ Nhật Bản

Máy biến tần bắt nguồn từ Nhật Bản vô cùng nổi tiếng gồm có các thương hiệu: Yaskawa, Mitsubishi, FuJi, Panasonic, Hitachi, Toshiba… Giá thành của các dòng biến tần này rất cao nhưng thật sự chất lượng là không thể bàn cãi. Dòng điện mà biến tần chuyển đổi vô cùng ổn định và bảo vệ an toàn cho tất cả thiết bị sử dụng. 

Biến tần của Đài Loan

Đài Loan cũng đã sản xuất được biến tần gồm hai thương hiệu uy tín Delta và Shihlin. Tại thị trường Việt Nam, biến tần Đài Loan giá thành tương đối ổn và cũng bền bỉ qua năm tháng.

Biến tần xuất xứ từ Trung Quốc

Có lẽ biến tần được sử dụng nhiều nhất tại Việt Nam là Trung Quốc. Biến tần có giá thành thấp và dễ dàng sử dụng đối với cơ sở sản xuất có tài chính eo hẹp. Tuy nhiên, biến tần Trung Quốc cũng cực kỳ chất lượng và dần sánh ngang với các nước khác. Một số dòng biến tần của Trung Quốc có thể kể đến: INVT, Sumo, Inovance, Veichi, Sinee, Gtake, ENC, Powtran, Alpha, Sunfar, Rexroth, Lion, Hedy, Saj, Chziri, Micno, Chinsc, Senlan…

Biến tần được sử dụng cực kỳ ưa chuộng tại thị trường Việt Nam. Công dụng của biến tần Và máy biến tần là gì. Máy giúp ích rất nhiều trong việc sản xuất, kinh doanh trong đời sống. Hy vọng bài viết đã giúp bạn lựa chọn được dòng biến tần phù hợp với nhu cầu sử dụng.