Bộ biến tần, còn được gọi là biến tốc độ, biến tần, biến tần, biến tần hoặc biến tần, là một thiết bị trao đổi điện tử công suất chuyển đổi nguồn điện xoay chiều định mức cố định từ lưới điện thành điện áp và tần số thay đổi phù hợp với điều chỉnh tốc độ động cơ AC.
Nguyên tắc làm việc
Mạch chính của bộ biến tần thường bao gồm ba phần chính: chỉnh lưu, lọc và đảo ngược, thực hiện chuyển đổi nguồn AC-DC-AC.
Quá trình chỉnh lưu (AC-DC)
Nguồn AC đầu vào được chỉnh lưu thành nguồn DC xung bằng cầu chỉnh lưu diode.
Quá trình lọc DC
Nguồn DC đi vào mạch trung gian DC và được lọc bằng tụ điện và cuộn cảm làm mịn để thu được điện áp DC tương đối ổn định. Bước này cũng dự trữ một số năng lượng để đối phó với sự thay đổi tải trong quá trình vận hành động cơ.
Quá trình đảo ngược (DC-AC)
Nguồn DC ổn định được chuyển đổi thành nguồn AC bằng IGBT dưới sự điều khiển của bộ vi xử lý.
Phương pháp điều khiển động cơ
Khi đạt được tốc độ điều chỉnh của động cơ, phải thực hiện các biện pháp cần thiết để đảm bảo tốc độ và mô-men xoắn của động cơ đáp ứng yêu cầu của thiết bị.
Điều khiển V/F
Điều khiển trực tiếp điện áp và tần số đầu ra; hiệu suất không cao nhưng không nhạy cảm với các thông số động cơ và phù hợp với các ứng dụng điều chỉnh tốc độ không yêu cầu độ chính xác cao.
Kiểm soát véc tơ (VC)
Tách dòng điện thành dòng kích thích và dòng mô-men xoắn, cho phép điều khiển đầu ra động cơ chính xác hơn và thích ứng tốt hơn với các điều kiện tải khác nhau, phù hợp cho các ứng dụng cao cấp. Nhược điểm là độ nhạy của nó với các thông số động cơ; trong các ứng dụng thực tế, liên kết từ thông rôto có thể khó quan sát do nhiều lý do khác nhau, dẫn đến sự khác biệt đáng kể giữa kết quả thực tế và lý thuyết.
Kiểm soát mô-men xoắn trực tiếp (DTC)
Điều khiển trực tiếp dòng điện stato, đơn giản hóa các phép tính toán học. Nó tương đối ít nhạy cảm hơn với các thông số động cơ và điều khiển vectơ, nhưng có thể tạo ra các xung liên kết mô-men xoắn và từ thông.
Điều khiển V/F, điều khiển véc tơ và DTC đều có những ưu điểm và nhược điểm. Trong các ứng dụng thực tế, nên lựa chọn phương pháp điều khiển thích hợp dựa trên các yếu tố như đặc tính của động cơ, công suất yêu cầu và điều kiện tải.
Tóm lại, bộ biến tần giúp kiểm soát tốc độ động cơ xoay chiều một cách trơn tru và hiệu quả thông qua ba giai đoạn chính: chỉnh lưu, lọc và đảo ngược, sử dụng điều khiển VF và điều khiển VD. Hiểu các nguyên tắc của phương pháp điều khiển động cơ và truyền động tần số thay đổi là rất quan trọng để lựa chọn và kết hợp chính xác các tải khác nhau cũng như tận dụng tối đa hiệu suất của thiết bị.