Biến tần là gì ? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của biến tần

Biến tần là gì ?

Biến tần là một trong những thiết bị chắc như đinh xí nghiệp sản xuất nào cũng phải có. Tuy nhiên ; rất ít ai biết về cách setup – Đấu dây – lắp ráp biến tần. Thậm chí nhiễu tín hiệu do biến tần gây ra cần phải có giải pháp xử lý triệt để

Ở bài chia sẻ biến tần là gì ? Mình sẽ khát quát về ứng dụng của biến tần ? Cấu tạo biến tần ra sao ? Nguyên lý hoạt động của biến tần như thế nào ? Máy biến tần 1 pha và máy biến tần 3 pha có gì khác nhau ? Làm sao để lọc nhiễu cho biến tần hiệu quả ?

Biến tần là gì ?

Thực tế; bây giờ nghĩ lại khi đang ngồi trong Trường Đại Học Tôn Đức Thắng ông thầy dạy về biến tần và bảo chúng tôi tìm hiểu sâu về biến tần. Hồi đó; thấy thầy nói rất hay nghe có vẻ ngon cơm lắm. Nhưng khi ra trường bắt đầu đi làm tại nhà máy thì các kiến thức về máy biến tần hoàn toàn khác hẳn. Nghĩ lại; không biết bỏ thời gian 4 năm có xứng đáng không hay chỉ lấy được cái bằng để làm chìa khóa vào nhà máy.

Khát quát để bạn đọc hiểu tạm về biến tần đó chính là chỉ cần thấy có motor nơi nào là nơi đó có biến tần. Vì tính năng chính của biến tần ; đó là biến tần tinh chỉnh và điều khiển vận tốc motor hay còn gọi biến tần dùng để tinh chỉnh và điều khiển vận tốc động cơ .
Có thể khẳng định chắc chắn một điều ; mặc dầu là động cơ 1 pha hay động cơ 3 pha đều phải lắp ráp biến tần kèm theo

Biến tần tiếng Anh gọi là inverter đó là một thiết bị công nghiệp được chế tạo dùng để biến đổi tần số của các dòng điện áp nhằm mục đích chính là điều khiển tốc độ motor. Hiện nay; tần số điện áp lưới của VN là 50 Hz. Tuy nhiên; chúng ta hoàn toàn có thể thay đổi được tần số này trong phạm vi 0….50 Hz bằng phương thức thủ công hoặc tự động

Ứng dụng của biến tần trong công nghiệp

Chức năng chính của biến tần là tinh chỉnh và điều khiển vận tốc motor ; hay người ta thường nói biến tần biến hóa vận tốc động cơ từ đó giúp tiết kiệm ngân sách và chi phí khá lớn lượng điện năng ; giúp cho những tải hoạt động giải trí không cần phải sử dụng hết hiệu suất
Ngoài ra ; công dụng của biến tần cò giúp động cơ thiết bị hoạt động giải trí nhanh hơn ; chính vì thếgiúp tăng doanh thu đầu ra đồng thời kiểm soát và điều chỉnh quạt thông gió quay nhanh hơn
Tích hợp trong biến tần là những vi mạch bảo vệ quá áp giúp mạng lưới hệ thống dây chuyền sản xuất sản xuất hoạt động giải trí trong trạng thái không bị sự cố. Ổn định sản xuất

Các loại biến tần thông dụng trong nhà máy sản xuất

Hiện nay ; trong những nhà máy sản xuất tất cả chúng ta thường thấy những thiết bị biến tần như biến tần DC, biến tần AC ; biến tần quy đổi dòng điện áp vào ; biến tần tạo độ rộng xung và biến tần Vector
Trong đó ; Biến tần Vector là dòng thiết bị biến tần mới nhất lúc bấy giờ ; biến tần Vector được tích hợp một mạng lưới hệ thống điều khiển và tinh chỉnh liên kết tạo vòng kín với động cơ điện 1 chiều. Việc tạo vòng kín giúp bộ giải quyết và xử lý trọn vẹn hoàn toàn có thể giám sát ngặt nghèo hơn hoạt động giải trí của motor và động cơ điện
Một trong những dòng biến tần có tích hợp phức tạp nhất ; đó là loại máy biến tần tinh chỉnh và điều khiển độ rộng xung thông qua việc trưng cầu những bóng bán dẫn .
Nhiệm vụ chính của những bán dẫn này ; đó là đổi khác dòng điện áp một chiều ở những phân tần số trọn vẹn không giống nhau ; từ đó truyền đi hàng loạt những xung tín hiệu điện áp đến động cơ điện .
Theo nguyên tắc ; cứ 1 xung điện được phân làm nhiều tần nhằm mục đích mục tiêu phản ứng với điện kháng của động cơ điện ; đồng thời tạo ra dòng điện thích hợp với động cơ điện .

Một vài loại máy biến tần thông dụng :

Biến tần xoay chiều AC là dòng biến tần 1 pha hoặc biến tần 3 pha sử dụng điện áp xoay chiều AC. Đặc biệt ; biến tần AC là một trong những thiết bị biến tần được sử dụng nhiều nhất trong những xí nghiệp sản xuất và nó chiếm gần như 95 %
Biến tần dòng một chiều DC là máy biến tần dùng để biến hóa không thay đổi điện áp inout nguồn vào cho động cơ dùng điện áp DC
Máy biến tần quy đổi nguồn là một loại biến tần dùng để biến hóa nguồn điện vào nhằ mục tiêu kích hoạt động cơ

Ví dụ về biến tần công nghiệp :

Nếu trong nhà máy sản xuất có sẵn một nguồn điện áp 1 pha 110V nhưng lại muốn tinh chỉnh và điều khiển động cơ 3 pha 480V có hiệu suất tải lớn tầm 3.5 KW. Bắt buộc ta phải sẵn sàng chuẩn bị thêm những thiết bị như máy biến áp 110V quy đổi lên 480V và 1 thiết bị biến tần 3 pha 480V
Quy trình như sau : Đầu tiền cho nguồn 110V đi qua thiết bị biến áp để chuyên thành dòng điện áp 480V đi về biến tần. Mặc định ; con biến tần có 3 chân nhưng tất cả chúng ta chỉ cần cấp nguồn vào chân L1 là hoàn toàn có thể tinh chỉnh và điều khiển motor 480V
Mặc dù tới đây những bạn hơi khó hiểu. Tuy nhiên ; nếu bạn nào có vướng mắc về yếu tố này hoàn toàn có thể gọi trực tiếp để tôi tư vấn thêm ở phần cuối bài .
Tiếp đến ; ta sẽ đi sâu vào cấu trúc của biến tần ? Nguyên lý hoạt động giải trí của biến tần :

Nguyên lý hoạt động giải trí và cấu trúc của biến tần

Cấu tạo biến tần

Cấu tạo của biến tần gồm có 4 tác nhân chính đó chính là : Vi mạch chỉnh lưu ; Tủ điện nắn phẳng ; mạch nghịch lưu và sau cuối là mạch tinh chỉnh và điều khiển
Trong đó :
Vi mạch chỉnh lưu có công dụng đổi khác dòng AC chuyển sang thành dòng DC trải qua bộ phận bán dẫn
Tủ điện nắn phẳng làm trách nhiệm nắn phẳng dòng DC sau khi đã được quy đổi từ dòng AC ở mạch chỉnh lưu
Khi dòng DC tới mạch nghịch lưu thì tại đây lại biến hóa ngược lại thành dòng AC nhằm mục đích mục tiêu chính là cấp điện áp ; hay tần số biến thiên được tạo ra dùng điều khiển và tinh chỉnh vận tốc động cơ. Bên cạnh đó ; những bộ phận đóng cắt bán dẫn được sử dụng trong vai trò bật tắt tự động hóa
Cuối cùng là mạch điều khiển và tinh chỉnh có chức nằn trấn áp và thiết lập máy biến tần

Nguyên lý hoạt động giải trí của biến tần là gì

Biến tần hoạt động giải trí theo nguyên tắc ; khi có một nguồn điện xoạy chiều đi qua nó ( Nguồn xoay chiều 1 pha hoặc nguồn điện xoay chiều 3 pha ) sẽ được kiểm soát và điều chỉnh về thành dòng điện 1 chiều DC sau đó trải qua tủ điện nắn phảng hay còn được coi là bộ lọc DC biến dòng DC thành dòng điện phẳng
Tiếp đó ; dòng điện DC này lại chạy qua một mạch nghịch lưu biến hóa ra một dòng điện xoay chiều 3 pha mới tương ứng

Ví dụ nguyên tắc biến tần :

Dòng điện xoay chiều 480V sẽ truyền qua mạch chỉnh lưu như trên hình ( Hay còn gọi bộ đi ot cầu chỉnh lưu ) Bộ này đổi khác dòng xoay chiều 480V thành dòng 1 chiều DC
Mặc dù đã hình thành dòng DC nhưng dòng điện vẫn chạy xuyên thấu theo hình uốn lượn. Và dòng này sẽ truyền qua một bộ lọc ( Tủ điện nắn phẳng ) tạo nên 1 dòng DC thẳng
Tiếp đó ; dòng dc lại nghịch lưu thành dòng 3 pha xoay chiều tương ứng trải qua một bộ phận trung gian đó là transistor lưỡng cực có tích hợp kênh cách ly trải qua phương pháp điều chế độ rộng của xung tín hiệu .
Đây là chiêu thức điều chế hoạt động giải trí dựa trên nguyên lý sự biến hóa của dòng chuỗi xung tín hiệu dạng vuông tạo nên sự đổi khác của dòng điện áp ra
Điểm then chốt ở đây ; khi sử dụng phương pháp điều chế độ rộng của xung giúp cho biến tần điều khiển và tinh chỉnh vận tốc nhanh chậm của motor một cách tự do ; từ đó giúp vận tốc động cơ ( Motor ) luôn chạy không thay đổi

Cách setup và sử dụng biến tần 3 pha

Một trong những tiêu chuẩn số 1 trong việc calip setup bộ biến tần ; đó chính là tất cả chúng ta phải biết chiêu thức đấu dây máy biến tần với motor động cơ ; để mang lại tính đúng mực nhất và tùy chỉnh biến tần theo nhu yếu đưa ra .
Một điểm tất cả chúng ta cần quan tâm kỹ trước khi tham gia vào việc đấu dây cho biến tần ; đó là không được cấp nguồn xoay chiều AC trước trong khi đấu dây với biến tần. Vì trong thực tiễn ; khi nguồn điện được cắt đi thì vẫn còn một lượng điện áp tích tụ trong vi mạch biến tần .
Thế nên ; tất cả chúng ta nên chú ý tín hiệu đèn báo tích hợp trên biến tần tắt hẳn thì khi đó trong biến tần không còn nguồn điện áp. Khi đó mở màn đấu dây và lắp ráp cho biến tần

Sơ đồ đấu dây biến tần

Dựa vào hình minh họa ta đấu mở màn từ nguồn cấp R / L1 – S / L2 – T / L3 trực tiếp đấu thẳng vào nguồn 3 pha. Đồng thời 2 chân L1 – L3 đấu vào nguồn 1 pha
Bên cạnh đó những chân U / T1 – V / T2 – W / T3 sẽ đấu trực tiếp vào Motor 3 pha
2 ký hiệu FLA và FLB là ký hiệu của relay thường mở và relay thường đóng của LC
Còn ký hiệu RY là relay của RC
Các ký hiệu S1 – S2 – S3 được tạo ra nhằm mục đích mục tiêu hiệu chỉnh vận tốc motor tương tự với tần số thiết lập sẵn trên con biến tần
RES là nút xóa cài đặt để thiết lập lại từ đầu
PP – VIA – CC là nơi tất cả chúng ta hoàn toàn có thể gắn con biến trở để kiểm soát và điều chỉnh vận tốc bằng cách dùng tay vặn con biến trờ
CC – VIB là nơi mà máy biến tần dùng biến hóa vận tốc motor quay của động cơ ra dòng áp 0-10 V
CC – VIC là nơi biến hóa vận tốc motor ra 4-20 mA
SW1 là nơi hiệu chỉnh quyết định hành động biến tần phát nguồn hay không phát nguồn ra tinh chỉnh và điều khiển vận tốc motor
Lý thuyết tuy là thế ; tuy nhiên khi tất cả chúng ta sử dụng cảm biến áp suất trải qua bộ hiển thị có công dụng output relay điều khiển và tinh chỉnh bơm hoặc liên kết với biến tần điều khiển và tinh chỉnh bơm thì tất cả chúng ta sẽ liên kết trực tiếp vào chân CC – VIC để con biến tần nó hoạt động giải trí tự do theo tải áp thực tiễn mà không cần phải kiểm soát và điều chỉnh bằng tay theo triết lý

Hướng dẫn thiết lập biến tần

Mặc dù khi chưa làm thì ai cũng thấy khó. Nhưng thực ra ; việc setup biến tần rất đơn thuần. Chúng ta chỉ cần quan tâm đến một vài điểm chính như Run / Stop ; chú ý thời hạn giảm tốc và tăng cường ; sự đổi khác của tần số và giới hạn định mức tần số là bao nhiêu là hoàn toàn có thể setup được bất kỳ loại biến tần nào. Vì cơ bản ; mọi biến tần đều có nguyên tắc thiết lập chung này
Đây là một trong những hình minh họa vì biến tần ở những hãng không giống nhau về vị trí và một sốtên gọi những phím .
Dưới đây là cụ thể những bước setup biến tần phía trên

Run / Stop cài thông số như thế nào

Xem thêm: Top 10 Cửa Hàng Linh Kiện Điện Tử Hà Nội Chất Lượng, Giá Rẻ

Phần Run / Stop thường được bộc lộ trực tiếp trên bàn phím thiết lập
Trong catalog của từng loại biến tần sẽ chỉ rõ chi tiết cụ thể hơn về yếu tố này
Chúng ta có 3 cách lựa chọn như sau :
Số 0 : Keypad : Điều này có nghĩa là Run / Stop trên bàn phím
Số 1 : Externa Run / Stop control : Có nghĩa là Run / Stop bên ngoài
2 : Communication : tức là Run / Stop trải qua tiếp thị quảng cáo liên kết Rs485

Thời gian giảm tốc và tăng cường

Thời gian giảm tốc tức là thời hạn được tính từ khi tất cả chúng ta ấn nút Stop cho đến lúc motor động cơ dừng hẳn
Trong khi thời hạn tăng cường là lúc ấn nút Run lập tức motor động cơ sẽ chạy với tần số tăng dần từ 0 …. 50 Hz. Về cơ bản thời hạn tăng cường nằm ở vị trí mặc định là 10 s. Tuy nhiên ; tất cả chúng ta hoàn toàn có thể thiết lập được thười gian này một cách linh động

Sự đổi khác của tần số

Hiện nay ; thì trường có nhiều hãng phân phối biến tần và tên gọi cho sự đổi khác tần số này là trọn vẹn khác nhau .
Ví dụ như :
Frequency command, Frequency setting method … .
Chúng ta hoàn toàn có thể lựa chọn phương pháp biến hóa tần số theo những cách sau :
0 : Keypa : Ở vị trí này tần số sẽ được biến hóa bằng nút ấn lên hoặc xuống biểu lộ trên bàn phím
1 : Potentiometer on keypad : Dựa vào đây hoàn toàn có thể đổi khác tần số trực tiếp bằng nút vặn
2 : Chúng ta hoàn toàn có thể biến hóa tần số bằng một con biến trở sau khi đi qua bộ chuyển đổi tín hiệu sẽ ra 4-20 mA hoặc chọn ra 0-10 V
3 : Biến đổi tần số bằng phương pháp truyền thông online Rs485
Hoặc tất cả chúng ta hoàn toàn có thể biến hóa tần số bằng tín hiệu PID

Calip giới hạn định mức tần số

Chúng ta hoàn toàn có thể thiết lập số lượng giới hạn tần số để giúp motor động cơ hoạt động giải trí nhanh nhất. Và số lượng giới hạn setup tùy ý trong khoanh vùng phạm vi 1 … … 50H z
Ví dụ :
Chúng ta thiết lập giới hạn định mức tần số max 50 Hz ; tất yếu động có sẽ chạy với định mức tối đa là 50 Hz được tính theo công thức N = 60 * 50/2 và = 1500 Vòng / 1 phút

Các chiêu thức tinh chỉnh và điều khiển biến tần

Điều khiển biến tần bằng PLC là một trong những phương phát hiệu chỉnh biến tần chuẩn
Thực tế ; có rất nhiều loại biến tần trong công nghiệp và chúng có những chiêu thức calip thiết lập / Sử dụng gần như là khác nhau so với những người mới vào nghề. Bạn hoàn toàn có thể tìm hiểu thêm những chiêu thức điều khiển và tinh chỉnh biến tần phổ cập sau :

Phương pháp điều khiển biến tần trực tiếp:

Dựa vào những bàn phím sẵn có tích hợp trên biến tần để tất cả chúng ta tinh chỉnh và điều khiển. Tùy theo những hãng sản xuất mà vị trí những phím hoàn toàn có thể khác nhau. Trong đó những phím tất cả chúng ta thường thấy như : Run, For, Stop, Rev, phím mũi tên lên và xuống hoặc thay vào đó là núm vặn

Phương pháp điều khiển gián tiếp

Với giải pháp này tất cả chúng ta cần thêm 1 con biến trở 3 chân có núm dạng chiết áp nhằm mục đích mục tiêu kiểm soát và điều chỉnh mức giao động tần số của máy biến tần

Phương pháp cố định

Phương pháp này khá đơn thuần. Biên độ tần số sẽ được calip ứng với giá trị đầu ra của biến tần. Từ đó ; biến tần được điều khiển và tinh chỉnh mặc định theo chu kỳ luân hồi

Phương pháp điều khiển biến tần qua truyền thông modbus rtu

Đây là một giải pháp trọn vẹn mới ; có độ đúng mực cao và vận tốc truyền tải tinh chỉnh và điều khiển nhanh gọn. Các tín hiệu điều khiển và tinh chỉnh biến tần thường là Modbus rtu, RS232, RS485, ASCII phối hợp với những bộ tinh chỉnh và điều khiển biến tần thông dụng như HMI, PLC

Những lỗi thường gặp khi sử dụng máy biến tần

Các lỗi về nguồn như áp thấp – áp cao những nguồn vào biến tần
Khắc phục bằng cách kiểm tra kiểm tra nguồn tủ điện ok chưa. Kiểm tra những pha xem có bị mất pha không. Độ rộng đường dây có cung ứng tốt tải chưa hoặc những liên kết trong việc đấu dây có lỏng lẻo chỗ nào không
Lỗi trên động cơ Open thực trạng quá dòng
Khắc phục bằng cách xem lại coi động cơ có quá tải không hoặc hiệu suất bảo vệ đúng theo nhà phân phối đưa ra hay chưa tích hợp kiểm tra dây dẫn
Một vài lỗi khác như input nguồn vào, truyền thông online đường truyền, thiết lập sai, đấu dây sai … …

Lắp đặt biến tần cần quan tâm đến những yếu tố gì

Kiểm tra biến tần đúng quy cách đặt hàng trước khi cho thiết bị đi vào quản lý và vận hành. Đặc biệt ; so với biến tần đã đi vào sử dụng ; tất cả chúng ta không nên ngưng hoạt động giải trí nó ; bắt buộc phải hoạt động giải trí liên tục. Nếu gián đoạn thiết bị sẽ không bền
Yêu cầu lắp ráp biến tần phải là dân kỹ thuật có kinh nghiệm tay nghề. Khi đấu dây ; bắt buộc phải đấu đúng những chân ngõ vào như R / L1, S / L2, T / L3 ; và chân tín hiệu ra U / T1, V / T2, W / T3 để giảm thiểu rủi ro đáng tiếc làm hư thiết bị biến tần
Phải kiểm tra kỹ cách đấu nối từ nguồn cấp cho đến động cơ ; bàn phím và board điều khiển và tinh chỉnh phải được đấu dây chuẩn xác
Về phần cấp nguồn cho biến tần : Đối với những chân U / T1, V / T2, W / T3 ký hiệu trên biến tần đặc biệt quan trọng chú ý không đấu trực tiếp với nguồn cấp
Sau khi lên nguồn vào cho biến tần thì phải để thiết bị khởi động chạy từ từ với vận tốc thấp và tăng dần. Tránh trường hợp vừa cấp nguồn đã cho chạy với vận tốc cao dễ hư thiết bị
Mặc dù đã tham gia giám sát và nghiên cứu và điều tra trong ngành độ 6-7 năm. Tuy nhiên ; kỹ năng và kiến thức về biến tần trong thực tiễn luôn được thay đổi và tăng cấp. Chính thế cho nên ; chắc như đinh sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Nên vẫn mong người đọc ; góp phần quan điểm tương hỗ thêm bằng cách comment bên dưới để san sẻ thêm kỹ năng và kiến thức có ích cho người sử dụng .
Tham khảo thêm :

Xử lý nhiễu tín hiệu biến tần

Tư vấn những loại biến tần công nghiệp

tin tức tư vấn về biến tần và những mạng lưới hệ thống trong ngành tự động hóa như những bộ chuyển đổi, những loại cảm ứng đo mức báo mức
Mời bạn đọc liên hệ :

HUNG PHAT AUTOMATION TECHNOLOGY CO.LTD

Kỹ sư cơ điện – Nguyễn Hữu Thành

Mail: [email protected]

Source: https://dichvubachkhoa.vn
Category : Linh Kiện Và Vật Tư