Biến Tần 3 Pha – Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt Động

Biến tần 3 pha là gì?

Biến tần 3 pha là thiết bị điện sử dụng nguồn điện đầu vào 3 pha 220V hoặc 3 pha 380. Biến tần 3 pha có khả năng làm thay đổi tần số dòng điện đặt lên cuộn dây bên trong động cơ. Nhờ đó giúp điều khiển tốc độ động cơ một cách vô cấp mà không dùng đến hộp số cơ khí.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Cấu tạo

Biến tần 3 pha có các bộ phận có chức năng nhận điện áp đầu vào. Có tần số cố định giúp điều khiển được tốc độ của động cơ. Bao gồm 3 các bộ phận chính sau: 

• Mạch chỉnh lưu: Giúp chuyển đổi AC thành DC, được dùng ở bộ phận bán dẫn, thường được gọi là Diot.
• Tụ điện nắn phẳng: Giúp nắn thẳng điện áp DC biến đổi qua mạch chỉnh lưu. 
• Mạch nghịch lưu: Nhờ vào công nghệ PWM điện áp AC được tạo thành từ điện áp DC. Bộ phận này dùng để đóng cắt bán dẫn, còn gọi là công nghệ băm xung và có thể bật cũng như tắt dễ dàng hơn.
• Mạch điều khiển: Giúp kiểm soát điều khiển máy cũng như cài đặt chương trình chạy cho biến tần 3 pha.

Nguyên lý hoạt động

Biến tần 3 pha được hoạt động dựa trên nguyên lý qua các bước như sau: 

• Chuyển đổi nguồn điện: Nguồn điện 3 pha đầu vào được chuyển đổi từ điện áp xoay chiều (AC) thành dạng điện áp một chiều (DC) bằng cách bộ chỉnh lưu (rectifier). Bộ chỉnh lưu này sẽ biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều thông qua các thiết bị điện như các diode.
• Điều chỉnh tần số và điện áp: Điện áp một chiều sẽ được chuyển đổi sang điện áp xoay chiều có tần số và điện áp theo mong muốn. Thông qua quá trình điều chỉnh nhờ vào các thành phần điện tử như transistor hoặc thyristor để tạo ra các xung điện áp với tần số và điện áp phù hợp.
• Chuyển đổi nguồn điện đầu ra: Nguồn điện xoay chiều sau khi đã được điều chỉnh sẽ được chuyển đổi lại thành dạng điện áp một chiều nhờ bộ nguồn chuyển đổi (inverter) 

Sơ đồ mạch biến tần 3 pha

Hình dưới một biến tần 3 pha bao gồm các đường dây điện đi qua bộ lọc đến chỉnh lưu nối với bộ lọc DC. Từ bộ lọc DC các dòng điện này sẽ đi thẳng qua nghịch lưu IGBT và đến đầu ra.

Cách sử dụng biến tần 3 pha

Biến tần 3 pha được sử dụng rất đơn giản với 3 cách cơ bản như sau: 

• Cách 1: Chạy đa cấp tốc độ. Các cấp tốc độ (tần số) đã được cài đặt trước đó trong các máy biến tần. Biến tần sẽ chạy ở tần số này tương ứng với giá trị đầu vào được cấp cho biến tần. 
• Cách 2: Điều khiển biến tần thông qua các mạng truyền thông RS 485, 422, Modbus RTU, ASCII. Hay có thể điều khiển bằng các chuẩn truyền thông phức tạp khác. Các thiết bị điều khiển máy biến tần công nghiệp thường là HMI, PLC, các card điện khiển…
• Cách 3: Dùng biến trở dạng chiết áp (3 chân, dạng xoay volume) để điều chỉnh tần số của biến tần.

Lựa chọn cách dùng cơ bản nhất là sử dụng bàn phím điều khiển biến tần có sẵn. Nó bao gồm  phím lên xuống (hoặc núm xoay) để thay đổi tần số của biến tần. Các nhóm nút bao gồm RUN (chạy), STOP (dừng), FOR (chạy tới), REV (chạy lùi). Tùy thuộc vào từng loại biến tần mà bàn phím sẽ được bố trí khác nhau

Ứng dụng của biến tần 3 pha trong cuộc sống

Biến tần 3 pha đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là các ngành công nghiệp nặng, máy móc. Bởi nó mang đến các công dụng như trong cuộc sống như: 

• Điều khiển động cơ không đồng bộ công suất từ 15 kW đến trên 600kW với các tốc độ khác nhau.
• Giúp định chỉnh lưu lượng bơm, lưu lượng không khí ở quạt ly tâm, năng suất máy, năng suất chuyền, băng tải,…
• Cân bằng ổn định lưu lượng, áp suất ở mức cố định trên hệ thống máy nén khí, quạt gió, bơm nước,… dù nhu cầu sử dụng có thay đổi
• Giúp khởi động và dừng chuẩn xác động cơ trên hệ thống băng chuyền
• Biển trở công suất nhỏ từ 0,18 – 14 kW có thể dùng để điều khiển các loại máy công tác như cưa gỗ, xao chè, khuấy trộn, nâng hạ,…

Với những thông tin được chia sẻ ở bài viết nêu trên, Tiến Duy hy vọng sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về biến tần 3 pha là gì? Cùng với đó giải đáp được các thắc mắc xoay quanh biến tần 3 pha.