Các nhà cung cấp thiết bị phản hồi năng lượng biến tần nhắc nhở bạn rằng với sự phát triển không ngừng của khoa học và công nghệ, con người đã chú trọng hơn đến việc tiết kiệm năng lượng điện. Những điểm yếu của bộ truyền động DC truyền thống đang dần cho thấy dấu hiệu không còn đáp ứng được yêu cầu của thời đại. Bộ chuyển mạch hạn chế việc bảo trì và sử dụng động cơ DC. Vì vậy, con người bắt đầu nghiên cứu ứng dụng công nghệ điều chỉnh tốc độ AC, và mãi đến những năm 1970, sự phát triển nhanh chóng của công nghệ điện tử, đặc biệt là công nghệ điều khiển và công nghệ vi điện tử, đã dần thay thế điều chỉnh tốc độ DC bằng hiệu suất điều chỉnh tốc độ AC. Kết quả là, bộ biến tần đã ra đời.
1. Về bộ biến tần
Chức năng ban đầu của bộ biến tần là điều chỉnh tốc độ, nhưng với sự phát triển của công nghệ, ứng dụng hiện tại của bộ biến tần tại Trung Quốc chủ yếu tập trung vào việc tiết kiệm năng lượng, nhấn mạnh vai trò tiết kiệm năng lượng trong lĩnh vực điện. Nước ta đang thiếu năng lượng, và do các vấn đề công nghệ, tỷ lệ sử dụng năng lượng không cao. Đặc biệt là nguồn năng lượng sạch, điện cực kỳ khan hiếm. Trong bối cảnh tiêu thụ điện năng khổng lồ, năng lượng ở trạng thái tiết kiệm năng lượng chỉ chiếm một phần nhỏ trong tổng mức tiêu thụ năng lượng. Tuy nhiên, có một số lượng lớn động cơ có tiềm năng tiết kiệm năng lượng tại Trung Quốc, và các ứng dụng tiết kiệm năng lượng có triển vọng rộng lớn và là một xu hướng rất cần thiết, điều này cũng thúc đẩy sự phát triển của công nghệ biến tần ở một mức độ nhất định.
2. Về sóng hài
Sóng tần số là vấn đề lớn nhất trong quá trình vận hành biến tần. Sự phát triển của công nghệ điện tử đã cho phép các biến tần nói chung đạt được chức năng lọc thông qua thiết kế phần mềm và phần cứng hợp lý. Sau khi xử lý, nó có thể ngăn chặn và lọc hiệu quả phần lớn sóng hài bậc cao, đảm bảo các sản phẩm điện tuân thủ tiêu chuẩn tương thích điện từ - EMC. Tuy nhiên, thiết bị điện tử, dụng cụ đo lường, v.v. của một số công ty đã tương đối cũ, do đó chúng đặc biệt nhạy cảm với một số sóng hài bậc cao và không thể hoạt động bình thường khi sử dụng với biến tần. Nguyên nhân chính của tình trạng này là các thành phần phi tuyến tính của bộ chỉnh lưu và bộ nghịch lưu của biến tần gây ra những thay đổi trong nguồn điện, dẫn đến nhiễu sóng hài và ảnh hưởng đến hiệu suất chuyển đổi tần số. Giải pháp chính là sử dụng cáp có vỏ bọc cho đầu ra, và nối đất một đầu có thể ngăn ngừa nhiễu hiệu quả. Việc bổ sung bộ lọc vào các đầu vào và đầu ra có thể làm giảm đáng kể biên độ của sóng hài bậc thấp và đạt được hiệu quả tiết kiệm năng lượng bằng cách lọc bỏ sóng hài. Đối với điều khiển tín hiệu, đặc biệt là tín hiệu tương tự, dây xoắn đôi có vỏ bọc thường được sử dụng cho thiết kế nối đất một đầu, có thể ngăn ngừa nhiễu từ bên ngoài hiệu quả. Phương pháp điều khiển SPWM hiện đang được sử dụng trong các bộ biến tần có tác dụng tích cực trong việc điều chỉnh các thành phần sóng hài và kiểm soát các hệ số méo dạng. Do đó, khả năng chống nhiễu sóng hài của bộ biến tần PWM so với bộ biến tần điều khiển SPWM có một khoảng cách đáng kể.
3. Ứng dụng của biến tần trong sản xuất công nghiệp
3.1 Ứng dụng biến tần trong tải bơm máy móc thiết bị công nghiệp
Biến tần được sử dụng rộng rãi trong các tải bơm của máy móc và thiết bị công nghiệp là nhờ công nghệ điều chỉnh tốc độ mạnh mẽ, sử dụng tần số stato của động cơ để thay đổi tốc độ động cơ cho phù hợp, từ đó thay đổi điều kiện làm việc của tải bơm, giúp thiết bị gốc đáp ứng tốt hơn các yêu cầu sản xuất. Nếu tải của thiết bị cơ khí và bơm trong sản xuất công nghiệp có sự thay đổi đáng kể, việc sử dụng công nghệ biến tần để điều khiển đầu ra của biến tần có thể giúp tải bơm đáp ứng các điều kiện quy trình sản xuất, đạt hiệu quả tiết kiệm năng lượng tối ưu, nâng cao trình độ sản xuất, đẩy nhanh quá trình tự động hóa công nghiệp, kéo dài tuổi thọ thiết bị, nâng cao chất lượng sản phẩm, tăng hiệu quả sản xuất và mang lại lợi ích kinh tế cao hơn cho doanh nghiệp.
3.2 Ứng dụng biến tần trong tải quạt máy sản xuất công nghiệp
Quạt về cơ bản được sử dụng trong các hệ thống làm mát, hệ thống lò hơi, hệ thống sấy và hệ thống xả trong sản xuất công nghiệp. Trong quá trình sản xuất, chúng ta sẽ kiểm soát các yếu tố như lượng không khí và nhiệt độ ảnh hưởng đến sản xuất để đạt được điều kiện tốt cho công nghệ sản xuất và điều kiện làm việc. Trong quá trình kiểm soát trước đây, phương pháp thường được sử dụng là điều chỉnh độ mở và đóng của cửa thoát khí và vách ngăn. Nhược điểm của việc sử dụng phương pháp kiểm soát này là bất kể quy trình sản xuất và điều kiện làm việc, quạt luôn chạy ở tốc độ không đổi, không thể đáp ứng chính xác các điều kiện của quy trình sản xuất và điều kiện vận hành, gây lãng phí năng lượng và tiêu thụ thiết bị và vật liệu, làm giảm lợi nhuận sản xuất và rút ngắn tuổi thọ của thiết bị. Ví dụ, các nhà máy sợi hóa học, nhà máy thép, nhà máy xi măng, v.v. đều sử dụng quạt. Nếu chúng ta sử dụng điều chỉnh cửa thoát khí để thay đổi lượng không khí, động cơ sẽ luôn hoạt động ở mức tải đầy đủ, nhưng độ mở của van gió chỉ từ 50% đến 80%, đây sẽ là một hành vi lãng phí. Công nghệ biến tần được sử dụng trong tải của quạt và hiệu suất điều chỉnh tốc độ vô cấp của nó có thể mở rộng phạm vi tốc độ của quạt, làm cho quạt đáng tin cậy hơn, dễ lên lịch và đạt được các điều kiện cao cho quy trình sản xuất và điều kiện làm việc.
3.3 Ứng dụng của bộ biến tần trong tiết kiệm năng lượng và giảm tiêu thụ năng lượng
Ở những nơi tải động cơ thường không đổi, chẳng hạn như nhà máy dệt và nhà máy thép, động cơ thường hoạt động ở một công suất nhất định, và hiệu suất của biến tần khó có thể thay thế bằng các thiết bị khác, chẳng hạn như tăng tốc và giảm tốc mượt mà, mô-men xoắn điều khiển chính xác và độ ổn định làm việc tốt, do đó có thể được sử dụng tốt. Trong những nhà máy như vậy, biến tần không những không tiết kiệm năng lượng mà ngược lại, do chi phí và mức tiêu thụ năng lượng cao, toàn bộ hệ thống trở nên đắt đỏ hơn và tiêu thụ nhiều năng lượng hơn. Ngược lại, trong các ứng dụng như quạt và bơm, đặc tính tiết kiệm năng lượng và giảm mức tiêu thụ trở nên rất nổi bật. Trong những ứng dụng này, dòng điện tải thường thay đổi. Nếu sử dụng nhiều động cơ song song, chắc chắn sẽ làm tăng chi phí thiết bị. Nếu sử dụng phương pháp điều chỉnh tốc độ trước đây, nó cũng không có lợi cho việc đạt được mục tiêu tự động hóa sản xuất. Trong trường hợp này, một số nhà sản xuất đã sản xuất các biến tần chuyên dụng cho ứng dụng này. Loại biến tần này không có đặc tính điều chỉnh tốc độ và điều khiển mô-men xoắn có độ chính xác cao, do đó chi phí sản xuất của nó cũng rất thấp.
4. Lựa chọn biến tần
Do sự phát triển của công nghệ biến tần, hiện nay trên thị trường có rất nhiều thương hiệu và dữ liệu về biến tần. Các phương pháp điều khiển chính bao gồm: phương pháp điều khiển áp suất phẳng, tức là công nghệ U/F=K; phương pháp điều khiển vector, còn được gọi là công nghệ VECTOR; công nghệ điều khiển mô-men xoắn trực tiếp (DTC), v.v. Các doanh nghiệp có thể lựa chọn biến tần theo tình hình thực tế của mình để đáp ứng yêu cầu điều khiển của các thiết bị khác nhau, đặc biệt là trong việc ứng dụng biến tần trong các thiết bị cơ khí có tải mô-men xoắn thay đổi, điều này có thể đạt được hiệu quả tiết kiệm năng lượng tốt hơn. Về việc lựa chọn công suất cho biến tần, cần lựa chọn một cách khoa học dựa trên dòng điện thực tế của tải. Bạn cũng có thể chọn biến tần tích hợp PID để điều khiển cấu hình theo nhu cầu thực tế. Hiện nay, nhiều biến tần trên thị trường có giao diện bus, và trong quá trình sản xuất, biến tần hoạt động như một nút mạng để kết nối với các thiết bị truyền thông khác, có thể cải thiện hiệu suất và tiết kiệm năng lượng một cách hiệu quả, đồng thời thúc đẩy xu hướng điều khiển chính xác và thông minh hơn. Công nghệ fieldbus hiện là một công nghệ tự động hóa tiên tiến tích hợp công nghệ điều khiển máy tính, công nghệ truyền thông và công nghệ nguyên lý điều khiển tự động. Do đó, nó có thể đạt được khả năng truyền đa chức năng nhiều thông số tín hiệu trên một cặp dây và cung cấp điện cho nhiều thiết bị, không chỉ tiết kiệm điện mà còn tiết kiệm chi phí.
Đặc tính tiết kiệm năng lượng của bộ biến tần đã thu hút sự chú ý rộng rãi của xã hội và đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực. Thị trường bộ biến tần chủ yếu được sử dụng để điều chỉnh tốc độ của động cơ AC và hiện là giải pháp điều khiển tốc độ lý tưởng và triển vọng nhất trong lĩnh vực ứng dụng. Quan trọng hơn, bộ biến tần có tác dụng tiết kiệm năng lượng và tiết kiệm năng lượng là vấn đề cần được quan tâm nghiêm túc trong phát triển công nghiệp và tiêu thụ năng lượng, đồng thời là sự đảm bảo cần thiết cho sự phát triển bền vững của doanh nghiệp. Nhờ hiệu quả tiết kiệm năng lượng và công nghệ điều khiển tốc độ, bộ biến tần đã trở thành thiết bị tự động hóa phổ biến và do đó đã được phát triển và ứng dụng nhanh chóng. Triển vọng tương lai của bộ biến tần rất hứa hẹn và chúng có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực hơn, đóng vai trò lớn hơn trong việc giảm tiêu thụ năng lượng và tăng hiệu quả cho doanh nghiệp. Việc ứng dụng bộ biến tần có triển vọng phát triển rất rộng.