Biến tần gián tiếp là gì? Nguyên lý hoạt động và ưu điểm

Biến tần gián tiếp là một trong những loại biến tần phổ biến và được ứng dụng rộng rãi trong hệ thống truyền tải điện hiện nay. Thiết bị này giúp ổn định mạch điện, nâng cao hiệu suất làm việc và tối ưu khả năng tiết kiệm năng lượng. Hãy cùng LIGRU tìm hiểu chi tiết hơn trong bài viết dưới đây.

Biến tần gián tiếp là gì?

Biến tần gián tiếp là một loại thiết bị điện tử được sử dụng để điều chỉnh tốc độ quay của động cơ điện xoay chiều (AC) bằng cách điều chỉnh tần số nguồn cung cấp điện đầu vào. Sử dụng một mạch điều khiển để điều chỉnh tần số và điện áp nguồn đầu vào để điều chỉnh tốc độ quay của động cơ.

Hiểu nôm na điện lưới chúng ta sử dụng hiện nay là dòng điện xoay chiều, khi chuyển thành dòng một chiều sẽ đi qua phần chỉnh lưu nằm trên một thanh, khi đó thì dòng điện 1 chiều sẽ chuyển thành xoay chiều thông qua nghịch lưu cấp cho tải.

Biến tần gián tiếp được chia thành hai loại cơ bản như sau:

Biến tần nguồn áp (VSI)

Biến tần nguồn áp (VSI – Voltage Source Inverter) là loại biến tần có nhiệm vụ chuyển đổi dòng điện xoay chiều (AC) đầu vào thành dòng điện xoay chiều có tần số và điện áp khác nhau. Nhờ đó, thiết bị có thể điều khiển tốc độ và công suất của động cơ một cách linh hoạt.

VSI thường sử dụng các linh kiện bán dẫn như transistor hoặc thyristor để đóng ngắt điện áp theo chu kỳ. Bằng cách điều chỉnh thời gian đóng mở, biến tần tạo ra điện áp đầu ra mong muốn, giúp vận hành động cơ ổn định và tiết kiệm năng lượng

Biến tần nguồn dòng (CSI)

Biến tần nguồn dòng (CSI – Current Source Inverter) hoạt động tương tự VSI nhưng điều khiển theo dòng điện thay vì điện áp. Thiết bị này chuyển đổi nguồn AC thành dòng điện có tần số thay đổi, dùng để điều khiển tốc độ động cơ hoặc phân phối năng lượng cho các hệ thống điện tử khác. CSI được ứng dụng phổ biến trong hệ thống truyền động công suất lớn, năng lượng mặt trời, và các bộ hòa lưới điện, nhờ khả năng điều chỉnh dòng điện ổn định và an toàn cho thiết bị tải.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của biến tần gián tiếp

Biến tần gián tiếp được sử dụng phổ biến trong nhiều hệ thống cấu trúc điện. Cấu tạo bao gồm các thành phần chính sau:

• Chỉnh lưu: Chỉnh lưu là trung tâm điều khiển của biến tần gián tiếp. Nó nhận tín hiệu từ bộ điều khiển và điều chỉnh tần số và điện áp đầu vào để điều khiển tốc độ quay của động cơ.
• Các thyristor: Các thyristor (hoặc transistor) được sử dụng để điều khiển đầu ra của biến tần. Các thyristor được kích hoạt để kết nối nguồn cung cấp điện với động cơ, tạo ra một điện áp và tần số đầu ra cụ thể.
• Nghịch lưu: Chức năng biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều để làm việc với phụ tải độc lập. Nó gồm có: Nghịch lưu nguồn áp, nghịch lưu nguồn dòng, nghịch lưu cộng hưởng.
• Tản nhiệt: Tản nhiệt được sử dụng để tản nhiệt cho các thành phần chính của hệ thống biến tần, giúp giảm nhiệt độ hoạt động và tăng tuổi thọ của hệ thống.

Ưu điểm khi sử dụng biến tần gián tiếp

Sử dụng biến tần gián tiếp có nhiều ưu điểm cho hệ thống cấu trúc điện. Các ưu điểm của biến tần gián tiếp bao gồm:

• Biến tần gián tiếp cho phép điều chỉnh dòng điện một cách linh hoạt và chính xác, giúp đáp ứng các yêu cầu của hệ thống vận hành.
• Giúp tiết kiệm năng lượng bằng cách giảm lượng điện năng tiêu thụ khi động cơ hoạt động ở tốc độ thấp hơn so với tốc độ định mức.
• Loại biến tần này giúp giảm độ ồn và rung động của động cơ khi hoạt động ở tốc độ thấp hơn so với tốc độ định mức.
• Sử dụng biến tần gián tiếp giúp giảm lực ma sát và giảm mức độ mài mòn của các bộ phận cơ khí của hệ thống, giúp tăng tuổi thọ của hệ thống.
• Có khả năng điều khiển chính xác dòng điện, giúp cải thiện độ chính xác và độ ổn định của hệ thống điều khiển.
• Hoạt động và đáp ứng nhiều yêu cầu vận hành khác nhau.
• Tích hợp với các hệ thống điều khiển khác để tạo ra một hệ thống điều khiển hoàn chỉnh và hiệu quả.

Ứng dụng trong thực tế của biến tần gián tiếp

Các ứng dụng của biến tần gián tiếp rất đa dạng, từ các hệ thống điều hòa không khí, cơ khí, thủy lực, công nghệ, tự động hóa đến các hệ thống truyền động trong công nghiệp. Một số ứng dụng nổi bật nhất là:

• Biến tần gián tiếp được sử dụng để điều khiển tốc độ quay của động cơ điện xoay chiều, giúp cải thiện hiệu suất và tiết kiệm năng lượng.
• Sử dụng trong các hệ thống năng lượng mặt trời để biến đổi nguồn cung cấp điện một chiều từ tấm pin mặt trời thành một nguồn cung cấp điện xoay chiều có tần số và điện áp phù hợp với hệ thống điện lưới.
• Điều khiển tốc độ của động cơ tàu thủy, giúp tàu điều khiển chính xác và tiết kiệm năng lượng.
• Các hệ thống điều khiển máy móc công nghiệp để điều khiển tốc độ quay của động cơ và tăng hiệu suất hoạt động.
• Sử dụng trong hệ thống điều hòa không khí để điều khiển tốc độ quạt gió và giảm tiêu thụ năng lượng.
• Biến tần gián tiếp được sử dụng trong hệ thống thang máy để điều khiển tốc độ và giúp thang máy hoạt động một cách mượt mà và hiệu quả.
• Sử dụng trong các hệ thống đóng góp điện cho lưới điện, giúp tăng hiệu suất và tiết kiệm năng lượng.

Các thông tin trên đã Ligru cung cấp cho bạn về biến tần gián tiếp. Đây là một bộ phận thường thấy trong hệ thống điện, giúp cho việc vận hành máy móc ổn định, tiết kiệm năng lượng hơn rất nhiều.