Biến tần 3 pha là gì? Cấu tạo và nguyên lý

Đối với dân kỹ thuật điện, thì biến tần 3 pha đã không còn quá xa lạ. Nó được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp, cơ khí. Nhưng không phải ai cũng hiểu được nguyên lý hoạt động, ứng dụng của nó. Hãy cùng CHEAPEA tìm hiểu và giải đáp các thắc mắc trên qua bài viết dưới đây:

Biến tần 3 pha là gì?

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

Biến tần 3 pha được sử dụng rộng rãi và phổ biến hơn với dòng biến tần 1 pha. Bởi nó có thể điều khiển hầu hết các loại động cơ điện không đồng bộ 3 pha, động cơ đồng bộ, động cơ tần số thay đổi, động cơ servo không đồng bộ (ASM), động cơ spindle, động cơ truyền động trực tiếp,…

Cấu tạo và thông số biến tần 3 pha 

Bên trong biến tần 3 pha có các bộ phận với chức năng nhận diện áp đầu vào. Dòng máy này có tần số cố định để điều khiển được tốc độ của động cơ. Cấu tạo biến tần 3 pha bao gồm:

• Mạch chỉnh lưu: đây là bộ phận giúp máy chuyển đổi AC thành DC, được sử dụng bộ phận bán dẫn, thường được gọi là Diot.
• Tụ điện nắn phẳng: bộ phận này giúp chúng ta có thể nắng phẳng điện áp DC, từ đó biến đổi qua mạch chỉnh lưu.
• Mạch nghịch lưu: nhờ vào công nghệ PWM điện áp AC được tạo thành điện áp DC. Bộ phận này dùng để đóng cắt bán dẫn, có thể bật 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

Sơ đồ mạch biến tần 3 pha 

Bạn cần phải nắm rõ sơ đồ mạch điện biến tần 3 pha để biết cách đấu biến tần 3 pha chính xác nhất. Tuy nhiên  nếu không quá rành về kỹ thuật bạn hoàn toàn có thể gọi các kỹ thuật viên đến kiểm tra, sửa chữa và thay thế nếu có vấn đề.

Dựa trên 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

Nguyên lý hoạt động biến tần 3 pha

Nguồn điện xoay chiều 3 pha được chỉnh lưu và lọc thành nguồn 1 chiều bằng phẳng qua bộ chỉnh lưu cầu Diode và tụ điện. Nhờ vậy, hệ số công suất cos (phi) của hệ biến tần 3 pha đều có giá trị không phụ thuộc vào tải và có giá trị ít nhất 0.96.

Điện áp một chiều này biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng. Công đoạn này được thực hiện thông qua hệ IGBT (transistor lưỡng cực có cổng cách ly) bằng phương pháp PWM (điều chế độ rộng xung).

Hiện nay, nhờ tiến bộ của công nghệ bán dẫn lực và công nghệ vi xử lý, tần số chuyển mạch xung có thể lên tới dải tần số siêu âm nhằm giảm tiếng ồn động cơ và giảm tổn thất trên lõi sắt động cơ.

Hệ thống điện áp xoay chiều 3 pha đầu ra có thể đổi giá trị biên độ và tần số vô cấp tuỳ theo bộ điều khiển. Theo lý thuyết, giữa điện áp và tần số có một quy luật nhất định tuỳ theo chế độ điều khiển.

Tỉ số điện áp – tần số là không đổi với tải có momen không đổi. Tuy nhiên với tải bơm và quạt, quy luật này là hàm bậc 4.

Góp phần tạo ra đặc tính mô men là hàm bậc hai của tốc độ phù hợp với yêu cầu của quạt/ tải bơm do bản thân mô men cũng lại là hàm bậc hai của điện áp.

Tham khảo: Biến tần Bơm năng lượng mặt trời 

Cách sử dụng biến tần 3 pha

Cách sử dụng biến tần 3 pha rất đơn giản. Bạn hoàn toàn có thể chạy máy biến tần 3 pha với các cách như sau:

• Cách thứ 1 là chạy đa cấp tốc độc. Các cấp tốc độ( tần số) được cài đặt trước trong máy biến tần. Biến tần sẽ chạy ở tần số này ứng với giá trị đầu vào được cấp cho biến tần.
• Cách thứ 2 là điều khiển biến tần qua truyền thông, qua các mạng truyền thông RS 485, 422, Modbus RTU, ASCII. Hoặc điều khiển bằng các chuẩn truyền thông dạng phức tạp khác. Thiết bị điều khiển máy biến tần công nghiệp thường là các bộ điều khiển như HMI, PLC, các card điện khiển…
• Cách thứ 3 là sử dụng biến trở dạng chiết áp (3 chân, dạng xoay volume) để điều chỉnh tần số của biến tần.

Phương pháp cơ bản nhất là sử dụng bàn phím có sẵn ở biến tần 3 pha để điều khiển. Bao gồm phím lên xuống (hoặc núm xoay) để thay đổi tần số của biến tần. Các nhóm nút bao gồm RUN (cho biến tần chạy), STOP (dừng biến tần), FOR (chạy tới), REV (chạy lùi). Tùy theo mỗi loại biến tần mà bố trí bàn phím này sẽ khác nhau.

Một số loại biến tần 3 pha thương hiệu phổ biến 

Biến tần 3 pha 220V phổ biến trên thị trường:

Biến tần 3 pha 380V phổ biến trên thị trường: 

a.Biến tần 3 pha Mitsubishi

Hình ảnh biến tần Mitsubishi FR-D740-2.2K 3 Pha 380V

 * Biến tần Mitsubishi FR-D740-2.2K 2.2kW 3 Pha 380V
 ** FR-D740 : 3 pha
– Điện áp cung cấp 3 pha 380…480V, +/-10%, 48…63Hz; Tích hợp bộ lọc EMC
– Tần số ra: 0-500 Hz; Hệ số công suất 0.98
– Công suất: 2.2 Kw
– Chế độ điều khiển: Forward/Reveres, Multi speed, PID control, truyền thông…
– Chức năng bảo vệ động cơ khi quá tải, ngắn mạch khi đang hoạt động.
– Có chân kết nối điện trở thắng cho ứng dụng cần dừng nhanh.
– Có thể gắn thêm card mở rộng I/O, card truyền thông.
– Tích hợp thêm cổng kết nối màn hình rời
– Khả năng chịu quá tải 150% trong 60s, 200% trong 0.5s

b.Biến tần 3 pha 380V Siemens (6SL3210-5BE21-1UV0 1.1kW 3 Pha 380V)

Hình ảnh biến tần Simens

Thông số kỹ thuật của biến tần Simatic V20.
– Dãy công suất: 0.12kW-22kW.
– Cấp điện áp 1 pha: 200-240 V 1-phase-AC (-10%/+10%).
– Cấp điện áp 3 pha: 380-480 V 3-phase-AC (-15%/+10%).
– Phạm vi điều chỉnh biến tần: 0-599 Hz.
– Chế độ điều khiển: V/f và V2/f.
– Tần số điều chế: 4kHz (lên đến 16kHz).
– Giao tiếp truyền thông: Modbus RTU, USS.
– Điều khiển hồi tiếp PID: Có.
– Giao diện bên ngoài biến tần: Kết nối với máy tính qua cổng USB, BOP-2, IOP, SD card.

c. Biến tần 3 pha 380V LS (SV022IG5A-4 2.2kW 3 Pha 380V)

Biến tần 3 pha

Biến tần LS iG5A series được thiết kế nhỏ gọn với giao diện dễ sử dụng và nhiều chức năng được nâng cấp giúp tối ưu hóa hơn chi phí và các tiện ích trên máy để đáp ứng nhu cầu làm việc của người dùng. Việc cài đặt thông số cũng trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết với ứng dụng của 4 phím điều hướng. Hỗ trợ dễ dàng bảo trì thông qua cấu trúc chẩn đoán và thay đổi quạt làm mát. Biến tần LS dòng iG5A series được ứng dụng cho các loại cầu trục và các máy nâng hạ, máy nén khí, máy cuộn, băng chuyền, máy đùn ép, hệ thống nhà kho tự động, máy nhấn chòm và các máy cần tính năng điều khiển vị trí chính xác.

d. Biến tần 3 pha 380V INVT (GD20-1R5G-4 1.5kW 3 Pha 380V)

Biến tần INVT GD20 Series là dòng biến tần đa năng thế hệ mới với hiệu suất cao cho các ứng dụng chế tạo máy phổ thông. Biến tần loại GD20 sử dụng công nghệ điều khiển vector vòng hở hiện đại với khả năng điều khiển vượt trội, lắp đặt được trên DIN RAIL với công suất nhỏ hoặc trên bảng tủ.
Đặc tính kỹ thuật chính:
– Điều khiển SVPWM, Sensorless Vector, điều khiển torque (lực căng).
– Mô-men khởi động ở 0.5 Hz: 150%.
– Điều khiển tốc độ chính xác đến ±0.2%, đáp ứng nhanh <20 ms.
– Keypad cố định, keypad rời tùy chọn, có thể kéo xa 5m với biến tần công suất 4kW trở lên.
– Truyền thông: Modbus RS485.
– Tích hợp cuộn kháng DC ( từ 18,5 ~ 110 kW).
– Tích hợp sẵn bộ lọc IEC 61800-3 C3, tùy chọn bộ lọc IEC 61800-3 C2.
Chức năng ứng dụng: PLC giản đơn, đa cấp tốc độ đặt trước, điều khiển PID, cài đặt linh hoạt V/F, điều khiển thắng, chế độ tiết kiệm điện…

Biến tần INT 3 pha

e. Biến tần 3 pha 380V Schneider (ATV310HU75N4E 7.5kW 10HP 3 Pha 380V)

Biến tần Schneider ATV310 Series là dòng biến tần hệ mở, có dải công suất rộng, độ tin cậy cao, thân thiện với người dùng, và được ứng dụng làm giảm lượng quá tải. Biến tần Schneider ATV310 là dòng biến tần tiết kiệm điện và chi phí vận hành thuộc nhóm Easy line của Schneider Electric – dòng sản phẩm kinh tế, đáp ứng những ứng dụng, yêu cầu, tính năng vừa đủ với giá thành cạnh tranh nhất. Với kích thước nhỏ gọn, dễ lắp đặt và có tuổi thọ cao nên biến tần Schneider ATV310 rất phù hợp với các ứng dụng trong các máy móc thiết bị trong ngành công nghiệp và dân dụng, hay trong các nhà máy chế tạo máy.

Những tính năng nổi bật của dòng biến tần Schneider ATV310 Series

– Điện áp từ 380V – 460V.
– Hoạt động tốt trong môi trường khắc nghiệt: 0 – 55°C.
– Đầu ra Analog: AO1
– Đầu vào Analog: AI1
– Ngõ ra Relay: R1A, R1B, R1C
– Ngõ ra Digital: LO1
– Ngõ vào Digital: LI1…LI4

Biến tần Altivar Easy 310 có các chức năng phù hợp cho các ứng dụng thông dụng như: Máy công cụ, máy dệt, máy gia công gỗ, máy gia công gốm, máy đóng gói và máy in, xử lý vật liệu,…

Ứng dụng của biến tần 3 pha trong cuộc sống

Biến tần 3 pha được ứng dụng khá nhiều trong lĩnh vực công nghiệp nặng, máy móc bởi các khả năng như:

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

Tại sao cần sử dụng biến tần 3 pha

Các lý do mà bạn cần phải sở hữu ngay 3 pha ở nơi làm việc của bạn đó là khả năng bảo vệ động cơ tốt, tránh được sự mài mòn cơ khí mà có tính tiết kiệm điện năng vô cùng hoàn hảo, bảo vệ được các thiết bị điện khác khi đang làm việc song song cùng hai loại biến tần này. Không những thế mà còn đáp ứng được nhu cầu công nghệ vừa có thể làm cho ngành giấy, dệt, in bao bì phát triển hơn do có tính năng hỗ trợ tốt, ngoài ra còn giúp cho tăng năng suất sản xuất sản phẩm nên thiết bị biến tần 3 pha luôn có mặt trong các ngành công nghiệp với việc sử dụng rất rộng rãi trên thị trường.

Cách nhận biết biến tần 3 pha kém chất lượng

Biến tần 3 pha kém chất lượng thường có trọng lượng rất nặng, liên kết với nguồn điện chính rất chậm, kiểu dáng không bắt mắt, dễ hư hỏng, lắp đặt thì khó khăn, đã vậy không có tên thương hiệu, các thông số kĩ thuật không rõ ràng. Với những loại kém chất lượng như thế này cần phải loại bỏ để người tiêu dùng tránh mua lầm các thiết bị thế này làm ảnh hưởng đến quá trình làm việc và dễ bị ảnh hưởng đến sức khỏe, tiền bạc. Các tổ chức hế giới cùng các cơ quan chức năng phải mau chóng nhập cuộc mà tiêu hủy hết các loại biến tần kém chất lượng để người tiêu dùng an tâm hơn khi chọn lựa sản phẩm để mua lắp đặt sử dụng.

Nhờ các dấu hiện nói trên có thể một phần nào đó giúp cho bạn nhận ra hai loại biến tần kém chất lượng mà tránh xa mua dùng, ngoài ra còn giúp cho bạn biết cách chọn lựa thiết bị hơn để sử dụng hiệu quả nhất. Thế nên hãy tìm mua tại các công ty uy tín để bạn vừa thoải mái chọn lựa mà còn an tâm khi dùng thiết bị nữa.

Kinh nghiệm chọn biến tần 3 pha

Bạn muốn chọn được 3 pha  cần dựa vào các yếu tố sau đây:

Đầu tiên bạn cần phải có mục đích sử dụng biến tần này cụ thể để tránh lãng phí công sức chọn lựa, và tránh lãng phí tiền bạc khi mua thiết bị này mà không sử dụng.

Điều thứ hai bạn cần tìm hiểu thông qua thông tin đại chúng như báo đài, ti vi, các trang web khác nhau để mà nhận biết biến tần 3 pha ra sao, sau đó bạn thêm các thông tin về việc sử dụng thiết bị này thì hãy hỏi thăm những ai đã từng sử dụng qua hai loại biến tần này để bạn chọn được loại đúng ý của bạn.

Điều thứ ba đó là khảo sát giá thành trên thị trường qua các công ty phân phối, công ty sản xuất cùng với việc tham khảo giá thành từ các trang web trên mạng mà bạn mua được biến tần 3 pha phù hợp với điều kiện kinh tế của bạn hơn.

Điều cuối cùng chính là bạn nên mua sản phẩm tại các công ty lớn với tên tuổi rõ ràng để nhận được các chính sách thích hợp cùng những ưu đãi đặc biệt mà bạn sử dụng biến tần an toàn hơn.

Giá thành và tuổi thọ biến tần 3 pha

Biến tần 3 pha sẽ phụ thuộc vào nguồn điện đầu vào là 3 pha 220v hay 3 pha 380V. Với biến tần 3 pha thì công suất làm việc lớn hơn nên có giá trị cao. Tùy thuộc vào người dùng chọn với mục đích sử dụng gì mà mua loại với giá cao như vậy. Nhìn vào biến tần 1 pha thì chất lượng tốt, cũng mang đến nhiều tính năng nổi bật nhưng có giá thấp hơn nhiều biến tần 3 pha do có một vài đặc điểm khác nhau và chỉ sử dụng ở một không gian làm việc nhất định với môi trường làm việc vừa phải mà thôi nên giá như vậy người dùng cũng rất dễ chọn lựa. Với nhu cầu cao từ chính các nhà doanh nghiệp thì họ cần loại có công suất làm việc lớn, chịu được nhiệt độ cao mà còn mang đến các lợi ích tuyệt vời khác nữa nên họ luôn chọn biến tần 3 pha với giá thành cao. Vì như vậy mà bạn phải suy nghĩ kĩ rồi chọn biến tần với giá thành phù hợp với túi tiền của bạn hơn.

Không chỉ có giá thành làm cho mọi người quan tâm mà tuổi thọ của hai biến tần này cũng làm cho người dùng dành cho sự chú ý lớn do tuổi thọ thể hiện thiết bị đó có bền hay không nên người dùng luôn mong muốn thiết bị mình mua dùng sẽ có tuồi thọ cao và sử dụng trong thời gian dài một cách tuyệt vời. Và thiết bị biến tần 3 pha thì tuổi thọ cao hơn với 5 năm vì 1 pha làm việc công suất thấp hơn nên có tuổi thọ thấp hơn đôi chút nhưng với việc sử dụng hợp lý có thể sẽ làm thiết bị này gia tăng tuổi thọ và biến tần 3 pha cũng vậy. Cho dù tuổi thọ của hai loại khác nhau mà quan trọng người dùng mang vào sử dụng đúng cách và thường xuyên kiểm tra thiết bị thì chắc chắn sẽ làm cho hai biến tần tăng được tuổi thọ hơn.

Lưu ý khi sử dụng biến tần 3 pha

Những lưu ý khi sử dụng  biến tần 3 pha tốt nhất:

• Có mục đích mua dùng cụ thể.
• Chọn vị trí lắp đặt tránh các vật cản làm ảnh hưởng đến quá trình hoạt động của hai thiết bị biến tần này.
• Môi trường làm việc như thế nào cũng cần xem xét độ ẩm và nhiệt độ để lắp đặt hiệu quả thiết bị.
• Tham khảo sách hướng dẫn lắp đặt để đưa hai thiết bị này vào lắp đặt tốt nhất.
• Điều chỉnh hợp lý khi phát hiện hai biến tần này có vấn đề xảy ra.
• Vệ sinh đúng cách để loại bỏ các bụi bẩn bên ngoài thiết bị.
• Chọn công suất thích hợp để cho thiết bị biến tần hoạt động linh hoạt nhất.

Mọi chi tiết quý khách hàng hãy liên hệ với CHEAPEA hoặc xem thêm các dòng sản phẩm của chúng tôi:

>> Camera Năng lượng mặt trời

>> Bơm năng lượng mặt trời

CÔNG TY TNHH TM&DV CHEAPEA
Địa chỉ: 564 Liên Phường, TP Thủ Đức, TPHCM
Điện thoại: 0949 17 2016
Fax: 0949 17 2016
Email: info@cheapea.vn
Website: https://cheapea.vn

Theo dõi Cheapea tại: