Biến tần trung thế: Cấu tạo, phân loại và ứng dụng

Chu Văn An

Biến tần trung thế là thiết bị được sử dụng phổ biến trong lắp đặt sử dụng động cơ trung thế. Trong bài viết dưới đây, KTH ELECTRIC sẽ giới thiệu tới các bạn cấu tạo, phân loại và ứng dụng của loại biến tần này.

Khái niệm về biến tần trung thế

Biến tần trung thế là thiết bị chuyên dùng để điều khiển tốc độ của động cơ có điện áp trung thế (1kV đến 35kV) bằng cách chuyển đổi điện áp và tần số đầu vào. Đây là một giải pháp quan trọng trong ngành công nghiệp nặng, nơi cần điều khiển tốc độ thay đổi của máy nén, máy bơm, quạt, băng tải, máy nghiền, v.v. để giúp tiết kiệm năng lượng, kéo dài tuổi thọ thiết bị và giảm chi phí vận hành và bảo trì.

Cấu trúc biến tần trung thế

Biến tần trung thế được thiết kế dưới dạng tủ biến tần. Với mỗi loại công suất và yêu cầu sử dụng, các bộ biến tần trung thế sẽ có cấu tạo khác nhau, nhưng về cơ bản vẫn gồm 4 bộ phận chính:

• tủ điều khiển: Bao gồm PLC và module truyền thông, có chức năng tính toán và gửi tín hiệu về ắc quy. Màn hình tủ điều khiển hiển thị các thông số tần số, điện áp, dòng điện, bàn phím điều khiển giúp điều chỉnh các thông số vận hành của biến tần.
• Tủ biến áp: Có chức năng giảm điện áp nguồn xuống mức phù hợp và cấp vào ắc quy.
• Pin điện: Các tế bào được điều khiển bằng tín hiệu quang điện để đảm bảo đồng bộ hóa. Tùy thuộc vào công suất và điện áp, mỗi pha có thể có từ 3 đến 8 cell trở lên.
• hệ thống làm mát: Nó có chức năng tản nhiệt cho bộ nguồn và các linh kiện điện tử bên trong biến tần, có thể sử dụng nước, quạt hoặc khí nén.

Tìm hiểu thêm: Biến tần DC là gì? Cấu tạo, chức năng và so sánh với biến tần AC

Nguyên lý làm việc của biến tần trung thế

Bộ biến tần trung thế hoạt động bằng cách chuyển đổi tần số và điện áp của dòng điện xoay chiều (AC) để điều khiển động cơ trung thế.

Quá trình này bao gồm 4 giai đoạn chính:

• bộ chỉnh lưu: Điện áp xoay chiều đầu vào (điện áp trung thế ba pha) được chỉnh lưu thành điện áp một chiều bằng bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện. Các bộ lọc được sử dụng để làm mịn điện áp DC đầu ra và loại bỏ gợn sóng và nhiễu.
• ngược dòng: Chuyển đổi điện áp DC thành điện áp xoay chiều có tần số và điện áp yêu cầu thông qua biến tần IGBT. Điện áp và tần số đầu ra cũng được điều chỉnh bằng cách điều khiển tín hiệu IGBT.
• Kiểm soát tốc độ: Hệ thống điều chỉnh và giám sát hoạt động của biến tần dựa trên tốc độ động cơ, mô-men xoắn, tải và các thông số khác để đảm bảo động cơ hoạt động ổn định và hiệu quả.
• đầu ra: Cung cấp điện áp xoay chiều thay đổi cho động cơ xoay chiều, giúp điều chỉnh tốc độ và mô-men xoắn của động cơ.

Về cơ bản, hoạt động của bộ biến tần trung thế phụ thuộc vào một bộ nguồn hoạt động như một bộ biến tần nhỏ, chức năng của nó là chỉnh lưu nguồn điện xoay chiều hạ áp thành nguồn điện xoay chiều ở tần số mong muốn. Để đảm bảo đồng bộ hóa, các ô này được điều khiển bằng tín hiệu quang điện được kết nối nối tiếp hoặc xếp tầng.

Các loại biến tần trung thế hiện nay

Biến tần trung thế được chia thành 3 nhóm chính dựa trên không gian và công suất:

Dòng sản phẩm nhỏ gọn: Thiết kế nhỏ gọn, đơn giản nên thường được sử dụng ở những khu vực có diện tích nhỏ, không có nhiều không gian lắp đặt.
Dòng làm mát bằng nước: Biến tần đặc biệt có dòng điện lớn hơn 800A nên cần phải làm mát bằng nước để đảm bảo năng suất và tuổi thọ thiết bị.
Split series: Loại biến tần thông dụng nhất, có công suất vừa phải, không quá lớn và đặc biệt có khả năng tản nhiệt tốt. Tuy nhiên, trong quá trình vận hành, biến tần vẫn cần được làm mát bằng nước để đảm bảo tuổi thọ cho thiết bị.

Xem thêm: 12 Thương Hiệu Biến Tần Chất Lượng Tốt Nhất Việt Nam

Ứng dụng của biến tần trung thế

Biến tần trung thế được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp.

• Công nghiệp khai thác khoáng sản: điều khiển máy nghiền, động cơ băng tải, quạt công nghiệp hoặc thiết bị cơ khí.
• Sản xuất giấy và bột giấy: dùng cho máy hủy, máy cắt, máy nghiền, lọc dầu hoặc bơm chân không.
• Dầu mỏ, khí tự nhiên, công nghiệp hóa chất: máy nén khí, máy trộn, máy thổi… đều cần có bộ biến tần.

Ngoài ra, bộ biến tần còn được ứng dụng trong các nhà máy sản xuất máy móc, sản xuất xi măng, cấp thoát nước, xử lý rác thải…

KTH ELECTRIC vừa giới thiệu những thông tin quan trọng như định nghĩa, cấu tạo, nguyên lý làm việc và ứng dụng của bộ biến tần trung thế. Nếu muốn biết thông tin về biến tần hoặc các thiết bị khác, bạn có thể truy cập: https://etinco.vn/tin-tuc/.