Nhà cung cấp bộ hãm biến tần xin nhắc bạn rằng cả bộ biến tần loại dòng điện và loại điện áp đều thuộc bộ biến tần AC-DC-AC, bao gồm bộ chỉnh lưu và bộ biến tần.
Do tải thường mang tính cảm ứng, nên phải có sự truyền công suất phản kháng giữa các nguồn điện của chúng. Do đó, trong liên kết DC trung gian, cần có các linh kiện đệm công suất phản kháng.
Nếu một tụ điện lớn được sử dụng để đệm công suất phản kháng, nó sẽ tạo thành bộ biến tần loại nguồn điện áp; nếu một cuộn cảm lớn được sử dụng để đệm công suất phản kháng, nó sẽ tạo thành bộ biến tần loại nguồn dòng điện.
Sự khác biệt giữa bộ biến tần loại điện áp và bộ biến tần loại dòng điện chỉ nằm ở bộ lọc liên kết DC trung gian. Tuy nhiên, điều này dẫn đến sự khác biệt đáng kể về hiệu suất giữa hai loại bộ biến tần, như được thể hiện trong bảng so sánh sau:
1. Linh kiện lưu trữ năng lượng: bộ biến tần loại điện áp - tụ điện; loại dòng điện - cuộn kháng.
2. Đặc điểm dạng sóng đầu ra: Dạng sóng điện áp là dạng sóng hình chữ nhật, dạng sóng dòng điện gần giống hình sin; Bộ biến tần loại dòng điện có dạng sóng hình chữ nhật cho dòng điện và dạng sóng hình sin gần giống cho điện áp
3. Đặc điểm của thành phần mạch bao gồm nguồn cấp điện một chiều diode phản hồi song song với tụ điện dung lượng lớn (nguồn điện áp trở kháng thấp) làm loại điện áp; nguồn cấp điện một chiều diode không phản hồi loại dòng điện nối tiếp với độ tự cảm lớn (nguồn điện trở kháng cao) giúp động cơ dễ dàng hoạt động ở bốn góc phần tư.
4. Về đặc điểm, loại điện áp tạo ra quá dòng khi tải bị ngắn mạch và động cơ vòng hở cũng có thể hoạt động ổn định; loại dòng điện có thể triệt tiêu quá dòng khi tải bị ngắn mạch và cần điều khiển phản hồi để động cơ hoạt động không ổn định.
Biến tần nguồn dòng điện sử dụng thyristor chuyển mạch tự nhiên làm công tắc nguồn, có độ tự cảm DC đắt tiền và được sử dụng trong điều chỉnh tốc độ cấp nguồn kép. Chúng yêu cầu mạch chuyển mạch ở tốc độ quá đồng bộ và có hiệu suất kém ở tần số trượt thấp.
Đặc điểm cấu trúc của bộ biến tần
Liên kết DC của bộ biến tần loại dòng điện được đặt tên theo việc sử dụng các linh kiện cảm ứng, có ưu điểm là khả năng hoạt động bốn góc phần tư và có thể dễ dàng đạt được chức năng hãm của động cơ. Nhược điểm là nó đòi hỏi phải chuyển mạch cưỡng bức của cầu biến tần, và cấu trúc thiết bị phức tạp, gây khó khăn cho việc điều chỉnh. Ngoài ra, do sử dụng chỉnh lưu dịch pha thyristor ở phía lưới điện, sóng hài dòng điện đầu vào tương đối lớn, khi công suất lớn sẽ có tác động nhất định đến lưới điện.
2. Biến tần loại điện áp được đặt tên theo việc sử dụng các linh kiện điện dung trong liên kết DC của biến tần. Đặc điểm của nó là không thể hoạt động trong bốn góc phần tư. Khi động cơ tải cần phanh, cần lắp đặt một mạch phanh riêng. Khi công suất cao, cần thêm bộ lọc sóng sin vào đầu ra.
3. Biến tần dòng điện cao sử dụng các linh kiện GTO, SCR hoặc IGCT nối tiếp để chuyển đổi tần số cao áp trực tiếp, với điện áp dòng điện lên đến 10KV. Do sử dụng linh kiện cảm ứng trong liên kết DC, biến tần không đủ nhạy với dòng điện, do đó ít bị lỗi quá dòng. Biến tần cũng hoạt động đáng tin cậy và có hiệu suất bảo vệ tốt. Đầu vào sử dụng chỉnh lưu điều khiển pha thyristor, và sóng hài dòng điện đầu vào tương đối lớn. Khi công suất biến tần lớn, cần cân nhắc đến ô nhiễm lưới điện và nhiễu thiết bị điện tử truyền thông. Mạch cân bằng và đệm điện áp phức tạp về mặt kỹ thuật và tốn kém. Do số lượng linh kiện và kích thước thiết bị lớn, việc điều chỉnh và bảo trì tương đối khó khăn. Cầu biến tần sử dụng chuyển mạch cưỡng bức và tỏa ra lượng nhiệt lớn, đòi hỏi phải giải quyết vấn đề tản nhiệt của các linh kiện. Ưu điểm của nó nằm ở khả năng hoạt động ở bốn góc phần tư và phanh. Cần lưu ý rằng loại biến tần này yêu cầu phải lắp tụ điện tự phục hồi điện áp cao ở đầu vào và đầu ra do hệ số công suất đầu vào thấp và sóng hài đầu vào và đầu ra cao.
4. Cấu trúc mạch của biến tần cao áp áp dụng công nghệ IGBT nối tiếp trực tiếp, còn được gọi là biến tần cao áp nối tiếp thiết bị trực tiếp. Nó sử dụng tụ điện cao áp để lọc và lưu trữ năng lượng trong liên kết DC, với điện áp đầu ra lên đến 6KV. Ưu điểm của nó là có thể sử dụng các thiết bị công suất có điện trở thấp hơn, và tất cả các IGBT trên tay cầu nối tiếp đều có cùng chức năng, cho phép thiết kế dự phòng hoặc dự phòng lẫn nhau. Nhược điểm là số mức tương đối thấp, chỉ có hai mức, và điện áp đầu ra dV/dt cũng lớn, đòi hỏi phải sử dụng động cơ chuyên dụng hoặc bộ lọc sóng sin cao áp, điều này sẽ làm tăng đáng kể chi phí. Nó không có chức năng hoạt động bốn góc phần tư và cần lắp đặt bộ hãm riêng trong quá trình hãm. Loại biến tần này cũng cần giải quyết vấn đề cân bằng điện áp thiết bị, thường đòi hỏi thiết kế đặc biệt về mạch truyền động và mạch đệm. Ngoài ra, còn có các yêu cầu cực kỳ nghiêm ngặt về độ trễ của mạch truyền động IGBT. Khi thời gian bật và tắt của IGBT không đồng nhất hoặc độ dốc của cạnh tăng và cạnh giảm quá khác nhau sẽ gây hư hỏng cho các thiết bị điện.
Biến tần cao áp có nhiều loại, và phương pháp phân loại cũng đa dạng. Tùy thuộc vào việc có phần DC trong liên kết trung gian hay không, có thể chia thành bộ biến tần AC/AC và bộ biến tần AC-DC-AC; tùy thuộc vào tính chất của thành phần DC, có thể chia thành bộ biến tần loại dòng điện và loại điện áp.
Bộ biến tần loại hiện tại
Được đặt tên theo việc sử dụng linh kiện cảm ứng trong liên kết DC của bộ biến tần, nó có ưu điểm là khả năng hoạt động bốn góc phần tư và có thể dễ dàng đạt được chức năng hãm của động cơ. Nhược điểm là nó đòi hỏi phải chuyển mạch cưỡng bức của cầu biến tần, và cấu trúc thiết bị phức tạp, gây khó khăn cho việc điều chỉnh. Ngoài ra, do sử dụng chỉnh lưu dịch pha thyristor ở phía lưới điện, sóng hài dòng điện đầu vào tương đối lớn, điều này sẽ có tác động nhất định đến lưới điện khi công suất lớn.
Bộ biến tần loại điện áp
Được đặt tên theo việc sử dụng các linh kiện điện dung trong liên kết DC của bộ biến tần, đặc điểm của nó là không thể hoạt động ở bốn góc phần tư. Khi cần hãm động cơ tải, cần lắp đặt một mạch hãm riêng. Khi công suất cao, cần thêm bộ lọc sóng sin vào đầu ra.
1. Sự khác biệt giữa loại điện áp và loại dòng điện là gì?
Mạch chính của bộ biến tần có thể được chia thành hai loại: loại điện áp là bộ biến tần chuyển đổi dòng điện một chiều của nguồn điện áp thành dòng điện xoay chiều, bộ lọc của mạch điện một chiều là tụ điện; loại dòng điện là bộ biến tần chuyển đổi dòng điện một chiều của nguồn điện thành dòng điện xoay chiều, bộ lọc mạch điện một chiều của nó là cuộn cảm.
2. Tại sao điện áp và dòng điện của bộ biến tần lại thay đổi theo tỷ lệ?
Mô-men xoắn của động cơ không đồng bộ được tạo ra bởi sự tương tác giữa từ thông của động cơ và dòng điện chạy qua rotor. Ở tần số định mức, nếu điện áp không đổi mà chỉ giảm tần số, từ thông sẽ quá lớn, mạch từ sẽ bão hòa, và trong trường hợp nghiêm trọng, động cơ sẽ bị cháy. Do đó, tần số và điện áp nên được thay đổi tỷ lệ thuận, nghĩa là trong khi thay đổi tần số, điện áp đầu ra của bộ biến tần cần được điều khiển để duy trì một từ thông nhất định của động cơ và tránh xảy ra hiện tượng từ tính yếu và bão hòa từ. Phương pháp điều khiển này thường được sử dụng cho các bộ biến tần tiết kiệm năng lượng trong quạt và bơm.