Biến tần là thiết bị điện tử công suất dùng để biến đổi tần số và điện áp của dòng điện xoay chiều (AC), từ đó điều chỉnh tốc độ quay và mô-men của động cơ điện (thường là động cơ không đồng bộ 3 pha).
Xem thêm
1. Cấu tạo cơ bản của biến tần
Một bộ biến tần thường gồm 3 khối chính:
-
Chỉnh lưu (Rectifier): Biến đổi điện AC (nguồn 1 pha hoặc 3 pha) thành DC.
-
Mạch trung gian (DC link): Lọc và ổn định điện áp DC bằng tụ điện, cuộn cảm.
-
Nghịch lưu (Inverter): Biến đổi điện DC thành AC với tần số và điện áp có thể thay đổi, nhờ các linh kiện IGBT/MOSFET.
2. Nguyên lý hoạt động
-
Động cơ AC có tốc độ tỉ lệ với tần số nguồn cấp (n = 60·f / p).
-
Biến tần thay đổi tần số (Hz) → thay đổi tốc độ động cơ.
-
Đồng thời, biến tần tự động điều chỉnh điện áp – tần số (V/f ratio) để động cơ chạy ổn định, tiết kiệm điện và bảo vệ động cơ.
3. Chức năng chính
-
Điều chỉnh tốc độ động cơ theo yêu cầu.
-
Khởi động/dừng động cơ êm hơn, tránh sốc cơ khí.
-
Tiết kiệm năng lượng (đặc biệt trong quạt, bơm).
-
Bảo vệ động cơ: quá dòng, quá áp, thấp áp, quá nhiệt.
-
Tích hợp các chế độ điều khiển nâng cao: PID, vector control, sensorless vector.
-
Giao tiếp truyền thông công nghiệp (Modbus, Profibus, CANopen, Ethernet/IP…).
4. Ưu điểm
-
Tiết kiệm điện năng 20–50%.
-
Kéo dài tuổi thọ động cơ và cơ cấu truyền động.
-
Dễ dàng thay đổi tốc độ, đảo chiều quay.
-
Giảm dòng khởi động (so với khởi động trực tiếp).
-
Tăng tính tự động hóa nhờ tích hợp PLC mini, HMI.
5. Ứng dụng thực tế
-
Bơm, quạt, máy nén khí: điều chỉnh lưu lượng, tiết kiệm điện.
-
Băng tải, thang máy, cẩu trục: điều chỉnh tốc độ, vận hành êm.
-
Máy ép nhựa, máy dệt, máy CNC.
-
Hệ thống HVAC, xử lý nước, dây chuyền sản xuất công nghiệp.
6. Một số hãng biến tần phổ biến
-
Siemens (Micromaster, G120, V20, Sinamics).
-
Yaskawa (GA500, GA700, A1000).
-
Mitsubishi (FR-D700, FR-A800).
-
Delta (VFD-M, VFD-E, C2000).
-
LS (iC5, iG5A, H100).
-
INVT, Fuji, ABB, Schneider, Danfoss.
Xem thêm
