Biến Tần Là Gì? Cấu Tạo Và Vai Trò Của Biến Tần Trong Hoạt Động Sản Xuất Công Nghiệp

Biến tần là thiết bị điện tử có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong hoạt động sản xuất công nghiệp. Vậy biến tần là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động ra sao?  Vai trò trong hoạt động sản xuất công nghiệp như thế nào? Tất cả sẽ được Ngân Anh Phát giải đáp thông qua bài viết này.

I.  Biến Tần Là Gì ?

Biến tần (trong tiếng Anh là Inverter hoặc Variable Frequency Drive) là một thiết bị điện tử có chức năng biến đổi dòng điện xoay chiều (AC) có tần số cố định (thường là 50Hz hoặc 60Hz) thành dòng điện xoay chiều có tần số và điện áp thay đổi và có thể điều chỉnh được.

II.  Cấu Tạo Bên Trong Biến Tần

Dựa trên nguyên lý hoạt động, một thiết bị được gọi là biến tần sẽ gồm 4 thành phần cơ bản:

• Mạch chỉnh lưu (Rectifier): Chuyển đổi dòng điện xoay chiều (AC) thành dòng điện một chiều (DC).
• Mạch lọc (DC Bus): Ổn định và làm phẳng dòng điện một chiều, loại bỏ các nhiễu và gợn sóng.
• Mạch nghịch lưu (Inverter): Chuyển đổi dòng điện một chiều trở lại thành dòng điện xoay chiều với tần số và điện áp có thể điều chỉnh.
• Bộ điều khiển (Controller): Điều khiển toàn bộ quá trình biến đổi và điều chỉnh các tham số điện áp, tần số đầu ra dựa trên yêu cầu của hệ thống.

III.  Nguyên Lý Hoạt Động Của Biến Tần

Nguyên lý hoạt động cơ bản của biến tần có thể chia làm hai giai đoạn:

• Giai đoạn 1: Dòng điện xoay chiều (AC) đầu vào đi qua mạch chỉnh lưu để chuyển đổi thành đòng điện 1 chiều (DC)  có tần số và điện áp không thay đổi.
• Giai đoạn 2: Dòng điện 1 chiều (DC) tiếp tục được lọc và ổn định trước khi chuyển đổi trở lại thành dòng điện xoay chiều với tần số và điện áp đã được điều chỉnh thông qua mạch nghịch lưu.

Trong suốt quá trình hoạt động, Bộ điều khiển trên biến tần có chức giám sát và điều chỉnh liên tục để đảm bảo rằng động cơ hoạt động ở tốc độ và mô-men xoắn yêu cầu.

IV.  Vai Trò Và Ý Nghĩa Của Biến Tần Trong Hoạt Động Sản Xuất Công Nghiệp

Hiện nay biến tần được sử dụng rất phổ biến trong hoạt động sản xuất công nghiệp với mục đích:

1. Điều khiển tốc độ và mô-men xoắn của động cơ điện: có thể điều chỉnh tốc độ vận hành của hệ thống băng chuyền, máy nén, quạt, bơm nước và các thiết bị công nghiệp khác phù hợp với điều kiện sản xuất hiện tại. Qua đó, tối ưu hóa quy trình sản xuất, giảm giá thành đồng thời nâng cao hiệu suất và chất lượng sản phẩm.
2. Tiết kiệm năng lượng: giảm tiêu thụ điện năng bằng cách điều chỉnh tốc độ, công suất động cơ phù hợp với tải thực tế. Theo thống kê từ các doanh nghiệp, hệ thống sử dụng động cơ điện tiêu thụ hơn 65% tổng lượng điện năng tiêu thụ trong hoạt động sản xuất. Tối ưu hóa hệ thống bằng biến tần có thể giảm mức tiêu thụ năng lượng tới 70%, đồng thời giúp cải thiện chất lượng sản phẩm và giảm chi phí sản xuất.
3. Kéo dài tuổi thọ thiết bị và giảm thiểu việc bảo trì: Biến tần cung cấp khả năng bảo vệ tốt hơn cho động cơ khỏi các vấn đề như: quá tải, thiếu điện áp, quá điện áp, sốc tức thời khi khởi động,… Động cơ có thể hoạt động trơn tru, tối ưu trong thời gian lâu dài, giảm thời gian ngừng hoạt động do bảo trì và hao mòn đến các thiết bị liên quan.

V. Ứng Dụng Của Biến Tần

Biến tần là một trong những thiết bị điều khiển quan trọng nhất trong tự động hóa công nghiệp, có mặt hầu hết trong các lĩnh vực cần điều khiển tốc độ và tiết kiệm năng lượng.

1. Ứng dụng trong bơm và quạt (tải bậc 2)

Đây là lĩnh vực mà biến tần mang lại hiệu quả tiết kiệm năng lượng cao nhất.

• Bơm nước và hệ thống cấp nước: Biến tần được dùng để điều khiển tốc độ bơm, duy trì áp suất hoặc lưu lượng nước cố định trong hệ thống cấp nước, hệ thống tưới tiêu hoặc bơm chữa cháy, thay vì phải dùng van tiết lưu.
• Hệ thống thông gió và điều hòa không khí: Điều khiển tốc độ quạt hút, quạt đẩy để duy trì nhiệt độ và áp suất không khí ổn định trong các tòa nhà, nhà máy, hầm mỏ.

2. Ứng dụng trong vận chuyển và nâng hạ

Biến tần giúp quá trình vận hành trở nên êm ái, an toàn và chính xác hơn.

• Băng tải và băng chuyền: Điều chỉnh tốc độ băng tải một cách linh hoạt để đồng bộ hóa quy trình sản xuất, giúp sản phẩm không bị dồn ứ hoặc kéo giãn.
• Thang máy, thang cuốn, và cầu trục: Biến tần cho phép khởi động và dừng mềm mại, loại bỏ giật cục, đảm bảo an toàn và thoải mái cho người sử dụng, đồng thời giảm hao mòn cơ khí.

3. Ứng dụng trong máy công cụ và chế tạo

Biến tần được dùng để điều khiển các cơ cấu chính xác, đòi hỏi sự thay đổi tốc độ linh hoạt.

• Máy CNC, máy phay, máy tiện: Điều khiển tốc độ trục chính để phù hợp với vật liệu và yêu cầu gia công khác nhau.
• Máy cán, máy kéo: Điều khiển tốc độ đồng bộ của nhiều động cơ trong hệ thống cán thép, cán màng, kéo sợi, đảm bảo chất lượng và độ dày đồng đều của vật liệu.

4. Ứng dụng khác

• Máy nén khí: Điều khiển máy nén khí để duy trì áp suất khí nén ổn định trong hệ thống mà không cần bật/tắt liên tục.
• Máy dệt, máy in: Cần điều khiển tốc độ chính xác và đồng bộ cao giữa các trục để đảm bảo chất lượng vải, chất lượng in.
• Bơm định lượng: Điều khiển tốc độ bơm để cấp chính xác lượng hóa chất hoặc nguyên liệu trong các ngành thực phẩm, hóa chất.

VI. Nhà Cung Cấp Biến Tần Hàng Đầu Tại Việt Nam

Công ty TNHH Ngân Anh Phát chuyên cung cấp các giải pháp biến tần tiên tiến, chính hãng, giúp doanh nghiệp của bạn tiết kiệm năng lượng vượt trội và đạt được khả năng điều khiển tốc độ động cơ tối ưu, mượt mà trong mọi ứng dụng. Chúng tôi không chỉ cung cấp thiết bị mà còn là người đồng hành mang đến hiệu quả vận hành cho hệ thống máy móc của bạn.

Ngân Anh Phát cung cấp các dòng biến tần công nghiệp từ những thương hiệu hàng đầu thế giới, đảm bảo chất lượng và độ tin cậy tuyệt đối:

• Sức mạnh công nghệ Nhật Bản (Độ bền bỉ và chính xác): YASKAWA (dẫn đầu về truyền động), FUJI ELECTRIC, TOSHIBA, PANASONIC, OMRON, MITSUBISHI.
• Tiêu chuẩn đẳng cấp châu Âu (Giải pháp tích hợp và chuyên dụng): SIEMENS (Đức), SCHNEIDER ELECTRIC (Pháp), và DANFOSS (Đan Mạch), CONTROL TECHNIQUES (UK – Anh)
• Giải pháp đa dạng: Thương hiệu DELTA (Đài Loan), cung cấp các dòng sản phẩm linh hoạt, dễ dàng triển khai.

Ngân Anh Phát cam kết sản phẩm chính hãng, dịch vụ kỹ thuật chuyên nghiệp tới khách hàng trên toàn quốc. Đặc biệt, chúng tôi tập trung nguồn lực và dịch vụ hỗ trợ chuyên sâu tại các trung tâm công nghiệp trọng điểm là TP. Hồ Chí Minh (HCM) và Đồng Nai, giúp máy móc của doanh nghiệp bạn luôn vận hành ở trạng thái tốt nhất.

Xem thêm 

• Một số sản phẩm biến tần
• Một số sản phẩm biến tần CONTROL TECHNIQUES