Biến tần 3 pha

Biến tần là gì?

Đơn giản nhất, biến tần là một loại thiết bị điện tử dùng để điều khiển tốc độ quay động cơ không đồng bộ 3 pha thông qua việc thay đổi tần số của dòng điện.

Biến tần thay đổi đại lượng gì của điện?

Để tìm hiểu về vấn đề này, ta cùng tham khảo qua công thức sau: N = 60f / p * (1-s)

Trong đó:

N: tốc độ quay của động cơ, đơn vị là vòng/phút

f: tần số của lưới điện, đơn vị là Hz.

p: là số cặp cực từ (thông thường sẽ là 2)

s: hệ số trượt.

Theo công thức trên, để thay đổi tốc độ quay của động cơ; ta sẽ phải thay đổi 1 trong 3 thông số là f, p hoặc s. Ta sẽ xét qua 3 trường hợp cụ thể:

Nếu thay đổi thông số p, thông thường người ta sẽ thay đổi cách mắc như là mắc tam giác / sao sao, sao / sao sao. Cách này có nhược điểm là chỉ thay đổi được 1 hoặc 2 cấp độ của động cơ. Thêm nữa, mỗi lần thay đổi, động cơ sẽ bị giật nên cách này không được dùng nhiều.

Cách thứ 2 là ta sẽ thay đổi hệ số trượt s. Cách này sẽ giảm được việc động cơ sẽ bị giật. Tuy nhiên, nó cũng có nhược điểm là để thay đổi; ta phải chế tạo ra một mạch điện để điều khiển được hệ số trượt này. Việc chế tạo này khá là phức tạp và tốn nhiều thời gian.

Vì thế, khi ngành bán dẫn công suất ra đời; người ta sẽ thay đổi tốc độ của động cơ bằng cách thay đổi tần số f. Việc thay đổi này đơn giản hơn rất nhiều so với 2 thông số p và s.

Và cách thay đổi tần số f này, người ta gọi tên nó chính là biến tần (hay là inverter)

Cấu tạo của biến tần:

Cấu tạo của biến tần sẽ bao gồm 3 phần chính:

Khối chỉnh lưu: bao gồm 6 con diode chỉnh lưu 3 pha. Khối này sẽ nhận tín hiệu từ nguồn 3 pha vào.

Thanh cái một chiều: hay còn được gọi là bộ lọc. Tác dụng là để làm phẳng tín hiệu đầu vào thành điện áp 1 chiều chuẩn.

Khối nghịch lưu: bao gồm 6 con IGBT được mắc nối tiếp với nhau. Ở khối này, người ta sẽ sử dụng một phương pháp gọi là PWM (hay còn được gọi là phương pháp băm áp). Đây là một phương pháp điều chế dựa trên sự thay đổi độ rộng của chuỗi xung vuông; dẫn đến sự thay đổi điện áp ra.

Nguyên lý hoạt động của biến tần:

Về nguyên lý hoạt động, biến tần có cách hoạt động cũng tương đối đơn giản.

Đầu tiên, nguồn điện xoay chiều 1 pha hay 3 pha được đưa vào khối chỉnh lưu để lọc thành nguồn 1 chiều.

Tuy nhiên, điện áp đầu ra ở khối chỉnh lưu vẫn chưa được phẳng hoàn toàn mà nó sẽ vẫn còn dạng gợn sóng. Nên tiếp theo, điện áp này sẽ phải đi qua bộ lọc để làm phẳng tín hiệu và thành nguồn 1 chiều bằng phẳng.

Vì động cơ của chúng ta là động cơ không đồng bộ 3 pha nên điện áp đầu ra của nó là dạng 3 pha hình sin. Vì thế, nó phải đi qua thêm 1 khối nữa là khối nghịch lưu để biến đổi từ điện áp 1 chiều thành điện áp xoay chiều 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).

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.

Lưu ý khi lắp đặt biến tần:

Khi lắp đặt biến tần, ta đặc biệt phải để ý những việc sau để đảm bảo an toàn cho bạn cũng như tránh làm hư hỏng cho biến tần.

Khi đấu dây biến tần, ta không được cấp nguồn AC trước khi đấu dây với biến tần. Bởi vì khi đã cắt nguồn thì điện tích vẫn còn tích tụ trong board mạch của biến tần. Chính vì thế chỉ khi nào đèn Led trên biến tần tắt hẳn chúng ta mới tiến hành lắp đặt & tuyệt đối không được chạm tay hay các thiết bị dẩn điện vào biến tần trước khi đèn LED trên biến tần tắt hoàn tòan.

 Không được nối các chân U/T1, V/T2, W/T3 của biến tần trực tiếp tới nguồn cấp.

Khi đấu dây biến tần, phải đảm bảo đấu dây đúng các chân ngõ vào “R/L1, S/L2; T/L3” và các chân ngõ ra ”U/T1, V/T2; W/T3” để tránh gây hư hỏng cho biến tần.