TÌM HIỂU VỀ BIẾN TẦN INVT: KHÁI NIỆM, CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG, TÁC DỤNG CỦA BIẾN TẦN INVT

Biến tần INVT là một hệ thống điều khiển tốc độ cao, có khả năng kiểm soát tốc độ và tần số của động cơ điện. Một trong những ưu điểm nổi trội của biến tần INVT là khả năng tiết kiệm năng lượng. Bằng cách điều chỉnh tốc độ và công suất của động cơ, biến tần giúp giảm lượng năng lượng tiêu thụ trong quá trình vận hành. Vậy biến tần INVT là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động như thế nào? Hãy cùng Cơ Điện Đông Á tìm hiểu qua bài viết sau đây.

1. Biến tần INVT là gì?

Biến tần INVT là một hệ thống điều khiển tốc độ cao, có khả năng kiểm soát tốc độ và tần số của động cơ điện. Điều này cho phép người dùng kiểm soát chính xác và linh hoạt tốc độ và công suất của động cơ, giúp tăng năng suất và hiệu suất của quá trình sản xuất. Biến tần INVT còn có tính năng thông minh, cho phép nó kết nối với các hệ thống tự động hóa khác. Điều này giúp tối ưu hóa hoạt động tự động và kiểm soát tổng thể của toàn bộ quá trình sản xuất. Người dùng có thể theo dõi và điều khiển biến tần từ xa thông qua các thiết bị di động, giúp tiết kiệm thời gian và công sức.

2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của biến tần INVT

a. Cấu tạo:

-Mỗi loại biến tần được xây dựng với cấu trúc riêng biệt, được điều chỉnh phù hợp với ứng dụng cụ thể và các yêu cầu kỹ thuật của hệ thống điều khiển. Các thành phần chính của biến tần được thiết kế để đảm bảo hiệu suất ổn định và độ bền trong môi trường công nghiệp đòi hỏi sự chịu đựng cao. Cấu trúc cơ bản của biến tần thường bao gồm các thành phần sau:

+ Mạch nguồn: Chịu trách nhiệm cung cấp nguồn điện cho toàn bộ biến tần. Mạch nguồn đảm bảo ổn định và chất lượng nguồn điện đầu vào.

+ Mạch điều khiển: Là trung tâm quản lý của biến tần, nơi thực hiện các chức năng điều khiển, lập trình và bảo vệ. Mạch này giữ vai trò quan trọng trong việc duy trì hiệu suất và an toàn của hệ thống.

+ Mạch chuyển đổi tần số: Là mạch chủ yếu của biến tần, thực hiện chức năng chuyển đổi tần số dòng điện đầu vào (thường là 50Hz) thành tần số dòng điện đầu ra có thể điều chỉnh từ 0 đến 400Hz. Mạch này bao gồm bộ chỉnh lưu, bộ lọc và bộ nghịch lưu IGBT.

+ Mạch bảo vệ: Gồm các thiết bị bảo vệ quá tải, quá dòng và bảo vệ khỏi các sự cố điện có thể ảnh hưởng đến hoạt động ổn định của hệ thống.

+ Màn hình và bàn phím: Sử dụng để giám sát, cài đặt và điều khiển biến tần từ phía người vận hành.

Xem thêm: Tìm hiểu Biến tần Schneider: Khái niệm, cấu tạo và nguyên lý hoạt động, các loại biến tần Schneider thông dụng hiện nay

b. Nguyên lý hoạt động:

+ Nguyên lý hoạt động của biến tần cũng khá đơn giản. Đầu tiên, nguồn điện xoay chiều 1 pha hoặc 3 pha sẽ được đưa vào để chỉnh lưu và lọc thành nguồn 1 chiều bằng phẳng. Công việc này được thực hiện nhờ bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện.

+ Sau đó, điện áp 1 chiều ở trên sẽ được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng. Ban đầu, điện áp một chiều được tạo ra sẽ lưu trữ trong giàn tụ điện.
+ IGBT có cổng cách điện hoạt động giống như một công tắc bật/tắt cực nhanh để tạo dạng sóng đầu ra của biến tần. Thông qua trình tự kích hoạt đóng mở IGBT của biến tần, điện áp xoay chiều 3 pha sẽ được tạo ra bằng phương pháp điều chế độ rộng xung.
+ Nhờ công nghệ vi xử lý và công nghệ bán dẫn lực, tần số chuyển mạch xung có thể lên tới dải tần số cao để giảm tiếng ồn cho động cơ và giảm tổn thất trên lõi sắt động cơ.

c. Tác dụng của biến tần INVT:

Tác dụng của biến tần INVT đã được chứng minh qua thời gian và đảm bảo có hiệu quả. Nhìn chung, biến tần INVT đem lại 4 lợi ích chính:

-- Bảo vệ động cơ:

+ Theo nghiên cứu, nhờ biến tần mà tốc độ động cơ có thể thay đổi dễ dàng, nên dòng khởi động của động cơ sẽ không vượt quá giới hạn cho phép so với dòng khởi động truyền thống. Biến tần INVT được thiết kế có hệ thống bảo vệ cao áp và thấp áp, bảo vệ quá dòng để tạo ra hệ thống an toàn khi động cơ được vận hành.

+ Nâng cao năng suất, tối ưu chất lượng sản phẩm

+ Biến tần INVT có tác dụng giúp động cơ chạy nhanh hơn bình thường và giảm thiểu rủi ro kỹ thuật, từ đó tăng sản lượng và chất lượng đầu ra cho

-- Giảm hao mòn cơ khí, tiết kiệm chi phí bảo trì và bảo dưỡng: Quá trình vận hành máy móc thường xuyên xảy ra tình trạng khởi động – ngắt động cơ liên tục. Biến tần giúp động cơ khởi động êm, từ từ và không bị sốc, nhờ vậy có thể tránh hỏng phần cơ khí, ổ trục,… Tuổi thọ động cơ được nâng cao, đồng thời giúp giảm thiểu các chi phí bảo trì, bảo dưỡng và sửa chữa.

-- Tiết kiệm điện năng: Biến tần INVT giúp tốc độ động cơ thay đổi dễ dàng dù không phải chạy hết công suất, khi dòng khởi động thấp hơn dòng định mức thì lượng điện sẽ được tiết kiệm hơn so với cách khởi động trực tiếp. Không những thế, biến tần INVT còn giúp giảm ảnh hưởng tiêu cực đến các thiết bị điện khác trong hệ thống như không gây sụt áp hay hư hỏng.

-- Cải tiến công nghệ giúp đáp ứng yêu cầu kĩ thuật: Trong giai đoạn khoa học – công nghệ ngày càng phát triển, nhu cầu con người tăng cao thì các ngành sản xuất công nghiệp cũng cần cải tiến để đáp ứng thực tiễn. Để đồng bộ tốc độ, nâng cao sản lượng và chất lượng đầu ra, việc sử dụng biến tần nói chung và biến tần INVT nói riêng là điều vô cùng quan trọng, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật phức tạp.