Chia sẻ:
Các loại biến tần phổ biến nhất

Máy biến tần hiện đang được phân thành 19 loại khác nhau dựa trên nguồn đầu vào của ứng dụng, phương pháp kết nối, dạng sóng điện áp đầu ra… Các loại biến tần có những đặc điểm khác nhau, cùng Phương Minh tìm hiểu chi tiết trong bài viết này nhé.

1. Biến tần nguồn điện áp (VSI)

Khi đầu vào của bộ biến tần là nguồn điện áp DC không đổi, bộ biến tần được gọi là bộ biến tần nguồn điện áp. 

Bộ biến tần nguồn điện áp có nguồn điện áp DC cứng tại đầu vào với trở kháng bằng không. Trong thực tế, trở kháng của nguồn điện áp DC là không đáng kể.

Giả sử VSI được cấp nguồn bởi nguồn điện áp lý tưởng (nguồn có trở kháng rất thấp). Thì điện áp đầu ra AC hoàn toàn được xác định bởi trạng thái của các thiết bị chuyển mạch trong biến tần và nguồn DC được áp dụng.

Khi đầu vào của bộ biến tần là nguồn điện áp DC không đổi, bộ biến tần được gọi là bộ biến tần nguồn điện áp. 
Khi đầu vào của bộ biến tần là nguồn điện áp DC không đổi, bộ biến tần được gọi là bộ biến tần nguồn điện áp.

2. Biến tần nguồn dòng điện (CSI)

Khi đầu vào của bộ biến tần là nguồn dòng điện DC không đổi, bộ biến tần được gọi là bộ biến tần nguồn dòng điện. 

Dòng điện cứng được cung cấp cho CSI từ nguồn điện DC có trở kháng cao. Thông thường, một cuộn cảm lớn hoặc dòng điện điều khiển vòng kín được sử dụng để cung cấp dòng điện cứng. Sóng dòng điện kết quả là cứng và không bị ảnh hưởng bởi tải.

Dòng điện đầu ra AC được xác định hoàn toàn bởi các thiết bị chuyển mạch trong bộ biến tần và trạng thái của nguồn điện DC được áp dụng.

3. Biến tần 1 pha

Biến tần 1 pha chuyển đổi đầu vào DC thành đầu ra 1 pha. Điện áp/dòng điện đầu ra của biến tần một pha chỉ có một pha và tần số danh nghĩa của nó là điện áp danh nghĩa 50Hz hoặc 60Hz. Điện áp danh nghĩa được định nghĩa là mức điện áp mà hệ thống điện hoạt động.

Có nhiều điện áp danh định khác nhau, cụ thể  gồm: 120V; 220V; 440V;  690V; 3.3KV; 6.6KV; 11kV; 33kV; 66kV; 132kV; 220kV; 400kV và 765kV. Điện áp danh định thấp có thể đạt được trực tiếp thông qua bộ biến tần bằng cách sử dụng máy biến áp bên trong hoặc mạch buck-boost. Trong khi đó, đối với điện áp danh định cao, người ta sử dụng máy biến áp tăng áp bên ngoài. Bộ biến tần một pha được sử dụng cho tải thấp.

Tổn thất một pha lớn hơn và hiệu suất một pha thấp hơn bộ biến tần ba pha. Do đó, bộ biến tần ba pha là lựa chọn đầu tiên cho tải cao.

Biến tần một pha chuyển đổi đầu vào DC thành đầu ra một pha. 
Biến tần một pha chuyển đổi đầu vào DC thành đầu ra một pha.

4. Biến tần 3 pha

Bộ biến tần 3 pha chuyển đổi điện một chiều thành điện 3 pha. Nguồn điện ba pha cung cấp ba kênh dòng điện xoay chiều với các góc pha cách đều nhau. Cả ba sóng được tạo ra ở đầu ra đều có cùng biên độ và tần số. Nhưng thay đổi đôi chút do tải, trong khi mỗi sóng lệch pha 120 độ so với nhau.

Về cơ bản, một bộ biến tần ba pha là 3 bộ biến tần một pha trong đó các pha của mỗi bộ biến tần cách nhau 120 độ. Và mỗi bộ biến tần một pha được kết nối với một trong ba đầu cuối tải.

5. Biến tần chuyển mạch dòng

Trong các loại biến tần này, điện áp đường dây của mạch AC có sẵn thông qua thiết bị. 

Khi dòng điện trong SCR có đặc tính bằng không, thiết bị sẽ tắt. Quá trình chuyển mạch này được gọi là chuyển mạch đường dây. Và biến tần hoạt động dựa trên nguyên lý này được gọi là biến tần chuyển mạch đường dây.

6. Biến tần cưỡng bức

Trong loại biến tần này, không có điểm không trong nguồn điện. Đây là lý do tại sao cần có một số nguồn bên ngoài để chỉnh lưu thiết bị. 

Quá trình chuyển mạch này được gọi là chuyển mạch cưỡng bức. Biến tần dựa trên quá trình này được gọi là biến tần chuyển mạch cưỡng bức.

7. Biến tần chuỗi

Bộ biến tần chuỗi bao gồm một cặp thyristor và một mạch RLC (điện trở, cuộn cảm và tụ điện).

Một thyristor được kết nối song song với mạch RLC, và một thyristor được kết nối nối tiếp giữa nguồn điện DC và mạch RLC. Các loại biến tần này được gọi là bộ biến tần chuỗi vì tải được kết nối trực tiếp theo chuỗi với nguồn DC với sự trợ giúp của thyristor.

Bộ biến tần chuỗi bao gồm một cặp thyristor và một mạch RLC.
Bộ biến tần chuỗi bao gồm một cặp thyristor và một mạch RLC.

8. Biến tần song song 

Bộ biến tần song song bao gồm: hai thyristor, một tụ điện, máy biến áp có điểm giữa và một cuộn cảm. Thyristor được sử dụng để cung cấp đường dẫn cho dòng điện chạy qua. Trong khi cuộn cảm được sử dụng để làm cho nguồn dòng điện không đổi.

Việc bật và tắt các thyristor này được điều khiển bởi các tụ điện chuyển mạch được kết nối giữa chúng. Lý do tại sao nó được gọi là bộ biến tần song song là vì ở trạng thái làm việc, tụ điện được kết nối song song với tải thông qua máy biến áp.

9. Biến tần nửa cầu

Bộ biến tần nửa cầu cần hai công tắc điện tử để hoạt động. Công tắc có thể là MOSFET, IJBT, BJT hoặc thyristor. Nửa cầu có thyristor và công tắc BJT cần thêm hai điốt ngoại trừ tải thuần trở. Trong khi MOSFET có điốt thân tích hợp.

Tóm lại, hai công tắc là đủ cho các tải thuần điện trở, trong khi các tải khác (cảm ứng và điện dung) cần thêm hai điốt. Các điốt này được gọi là điốt phản hồi hoặc điốt tự do. 

Nguyên lý hoạt động của các loại biến tần cầu bán cầu giống nhau đối với tất cả các công tắc. Nhưng ở đây chúng ta đang nói về cầu bán cầu có công tắc thyristor.

10. Biến tần cầu toàn phần

Biến tần loại cầu toàn pha một pha có 4 công tắc điều khiển kiểm soát hướng dòng điện chạy qua tải.

Cầu có 4 điốt phản hồi cung cấp năng lượng được lưu trữ trong tải trở lại nguồn điện. Các điốt phản hồi này chỉ hoạt động khi tất cả các thyristor tắt và tải không phải là tải thuần điện trở.

Đối với bất kỳ tải nào, chỉ có 2 thyristor hoạt động cùng một lúc. Thyristor T1 và T2 sẽ dẫn trong một chu kỳ và T3 và T4 trong một chu kỳ khác. Bật nhiều hơn hai thyristor cùng một lúc có thể gây ra đoản mạch, tạo ra nhiệt quá mức và làm cháy mạch ngay lập tức.

Biến tần loại cầu toàn pha một pha có 4 công tắc điều khiển kiểm soát hướng dòng điện chạy qua tải.
Biến tần loại cầu toàn pha một pha có 4 công tắc điều khiển kiểm soát hướng dòng điện chạy qua tải.

11. Biến tần cầu ba pha

Tải công nghiệp và các tải nặng khác cần nguồn điện ba pha. Để chạy các tải nặng này từ các thiết bị lưu trữ hoặc các nguồn DC khác, cần có loại biến tần ba pha.

Biến tần cầu ba pha là một loại biến tần cầu khác bao gồm 6 công tắc điều khiển và 6 điốt.

12. Biến tần độc lập

Các loại biến tần độc lập được kết nối trực tiếp với tải và không bị gián đoạn bởi các nguồn điện khác. Loại biến tần này tự cấp điện cho tải mà không bị ảnh hưởng bởi lưới điện hoặc các nguồn điện khác.

Biến tần độc lập được gọi là biến tần chế độ ngoài lưới điện vì các biến tần này không bị ảnh hưởng bởi lưới điện. Loại biến tần này không thể được kết nối với lưới điện vì chúng không có khả năng đồng bộ hóa. Trong đó, đồng bộ hóa là quá trình khớp pha và tần số danh định (50/60hz) của hai nguồn AC. Và chúng có thể hoạt động với  hệ thống pin ngoài lưới điện .

Bộ biến tần độc lập được kết nối trực tiếp với tải và không bị gián đoạn bởi các nguồn điện khác.

13. Biến tần hòa lưới

Bộ biến tần hòa lưới (GTI) có hai chức năng chính. Một là cung cấp nguồn điện xoay chiều từ thiết bị lưu trữ (nguồn DC) cho tải AC. Hai là cung cấp thêm nguồn điện cho lưới điện.

Biến tần hòa lưới, còn được gọi là biến tần tương tác tiện ích, biến tần kết nối lưới. Điện được truyền từ nguồn DC sang lưới điện bằng cách tăng mức điện áp của điện áp biến tần.

Biến tần hòa lưới
Biến tần hòa lưới

14. Biến tần hai chế độ

Biến tần hai chế độ có thể hoạt động như biến tần kết nối lưới điện và biến tần độc lập. Các loại biến tần này có thể đưa thêm năng lượng từ các nguồn năng lượng tái tạo và thiết bị lưu trữ vào lưới điện. Đồng thời rút điện khỏi lưới điện khi năng lượng do các nguồn năng lượng tái tạo tạo ra không đủ. 

Nói cách khác, các biến tần này có thể hoạt động như biến tần độc lập và biến tần hòa lưới điện tùy thuộc vào yêu cầu tải.

15. Biến tần sóng vuông

Các loại biến tần này là biến tần đơn giản nhất chuyển đổi DC thành AC. Nhưng dạng sóng đầu ra không phải là sóng sin thuần túy mong muốn. Các biến tần này có sóng vuông ở đầu ra. 

Nói cách khác, các biến tần này chuyển đổi đầu vào DC thành AC dưới dạng sóng vuông. Đồng thời, biến tần sóng vuông cũng rẻ hơn. Cấu trúc đơn giản nhất của các biến tần này có thể là biến tần cầu H.

16. Biến tần sóng sin bán phần

Bộ biến tần sóng sin bán phần là bộ biến tần sóng sin đã sửa đổi với sóng sin bậc thang. 

Nói cách khác, tín hiệu đầu ra của các bộ biến tần này tăng dần theo cực dương. Sau khi đạt đến đỉnh dương, tín hiệu đầu ra bắt đầu giảm dần cho đến khi đạt đến đỉnh âm.

Cấu trúc của bộ biến tần sóng sin bán phần đơn giản hơn nhiều so với bộ biến tần sóng sin chuẩn. Nhưng phức tạp hơn bộ biến tần sóng vuông chuẩn. Mặc dù dạng sóng đầu ra cuối cùng của các bộ biến tần này không phải là sóng sin chuẩn nhưng độ méo của đầu ra vẫn giảm xuống còn 24%. 

Vì lý do này, các bộ biến tần này không phải là lựa chọn đầu tiên để điều khiển nhiều loại tải bao gồm cả mạch điện tử. 

Sóng sin bán phần có thể làm hỏng vĩnh viễn các thiết bị điện tử có bộ hẹn giờ trong mạch của chúng. Tất cả các thiết bị có động cơ sẽ không hoạt động hiệu quả nếu được kết nối với bộ biến tần sóng sin bán phần như khi được kết nối với bộ biến tần sóng sin thuần túy.

Ngoài ra, sự chuyển đổi nhanh trong dạng sóng có thể gây ra nhiễu. Do những vấn đề này, ứng dụng của bộ biến tần bán sin bị hạn chế.

Bộ biến tần sóng sin bán phần là bộ biến tần sóng sin đã sửa đổi với sóng sin bậc thang. 
Bộ biến tần sóng sin bán phần là bộ biến tần sóng sin đã sửa đổi với sóng sin bậc thang.

17. Bộ biến tần sóng sin chuẩn

Bộ biến tần sin chuẩn chuyển đổi DC thành AC gần như sin chuẩn. Dạng sóng đầu ra của bộ biến tần sóng sin chuẩn vẫn chưa phải là sóng sin lý tưởng. Nhưng nó mượt mà hơn nhiều so với bộ biến tần sóng vuông và sóng sin chuẩn. 

Dạng sóng đầu ra của bộ biến tần sóng sin chuẩn có sóng hài cực thấp. Sóng hài là sóng sin có biên độ thay đổi là bội số lẻ của tần số cơ bản.

Biến tần sóng sin chuẩn có thể làm hỏng các thiết bị, đặc biệt là các thiết bị có động cơ bên trong. Do đó, các bộ biến tần sin chuẩn ít được sử dụng hơn.

18. Biến tần hai cấp

Biến tần hai cấp có hai mức đầu ra. Điện áp đầu ra luân phiên giữa dương và âm, và ở tần số cơ bản (50Hz hoặc 60Hz). 

Một số biến tần hai mức có ba mức trong dạng sóng đầu ra của chúng. Lý do tại sao biến tần ba mức rơi vào loại này là vì 1 trong các mức là điện áp bằng không.

Mạch biến tần hai cấp bao gồm một nguồn và một số công tắc điều khiển dòng điện hoặc điện áp. Loại biến tần này bị hạn chế trong hoạt động tần số cao trong các ứng dụng điện áp cao do hạn chế về tổn thất chuyển mạch và định mức thiết bị. Tuy nhiên, định mức của công tắc có thể được tăng lên thông qua các kết hợp chuỗi và song song.

Bộ công tắc trong bộ biến tần hai cấp cung cấp nửa chu kỳ dương được gọi là bộ công tắc dương. Trong khi bộ công tắc còn lại cung cấp nửa chu kỳ âm được gọi là bộ công tắc âm. 

Biến tần hai cấp có hai mức đầu ra
Biến tần hai cấp có hai mức đầu ra

19. Biến tần đa cấp

Bộ biến tần đa cấp chuyển đổi tín hiệu DC thành dạng sóng cầu thang đa cấp. Dạng sóng đầu ra của bộ biến tần đa cấp không phải là sự luân phiên dương và âm trực tiếp, mà là sự luân phiên đa cấp. 

Vì độ mịn của dạng sóng tỷ lệ thuận với số mức điện áp, nên bộ biến tần đa cấp tạo ra dạng sóng mịn hơn. Như đã đề cập ở trên, đặc tính này làm cho nó hữu ích cho các ứng dụng thực tế.

Kết luận

Máy biến tần đóng vai trò quan trọng trong nhiều ứng dụng công nghiệp. Bao gồm: thay đổi tốc độ động cơ linh hoạt, tiết kiệm năng lượng; tăng hiệu suất làm việc của máy móc và quy trình sản xuất; bảo vệ động cơ, tăng tuổi thọ cho thiết bị… 

Nếu bạn đang tìm mua biến tần chính hãng chất lượng cao với giá cả hợp lý, hãy đến với thiết bị điện Phương Minh. 

Thiết bị điện Phương Minh tự hào là đơn vị cung cấp các loại biến tần và thiết bị điện công nghiệp uy tín hàng đầu tại Việt Nam. Đơn vị đảm bảo các sản phẩm nhập khẩu chính hãng 100% từ các thương hiệu thiết bị điện uy tín hàng đầu như Schneider, Chint, ABB… 

Hãy liên hệ ngay với thiết bị điện Phương Minh để được tư vấn và đặt mua sản phẩm chính hãng với mức giá tốt nhất!

CÔNG TY TNHH DV SX PHƯƠNG MINH – Enhance your value

️ Đường dây nóng: 0983 426 969

📞 Kỹ thuật: 0983 050 719

🌍 Trang web: www.thietbidiencongnghiep.com.vn

📍Youtube:  https://bit.ly/3Q0ha0O

🛒Lazada:  https://s.lazada.vn/s.X3tbt

🛒 Shopee:  https://shp.ee/k87hflh

📥 Facebook:  https://bit.ly/3PZDBTN

📩 Email: cskh@thietbidiencongnghiep.com.vn

📥 Zalo: https://bit.ly/3rDEqrX

📍 E5 KDC Vạn Phát Hưng, Khu Phố 4, Phường Phú Thuận, Quận 7, TP.HCM

📍 7/14A, Tổ 4, Khu Phố Bình Đức 1, Phường Bình Hòa, Thành Phố Thuận An, Bình Dương