Biến tần là gì? Hướng dẫn chi tiết và Bảng giá cập nhật 2023

Biến tần là một phần tử quan trọng trong hệ thống điều khiển và tự động hóa, đã thay đổi cách chúng ta quản lý và điều chỉnh máy móc và thiết bị điện. Trong bài viết này, chúng ta sẽ đắm chìm trong thế giới kỳ diệu của biến tần, khám phá những tính năng, ưu điểm và cách chúng đóng góp vào việc cải thiện hiệu suất và tiết kiệm năng lượng. Dù bạn là một kỹ sư, nhà quản lý cơ sở hạ tầng, hay chỉ đơn giản muốn hiểu biết thêm về công nghệ này, hãy cùng chúng tôi khám phá sự thú vị từ biến tần!

Tổng Quan về Biến Tần

Biến tần, còn được biết đến với tên gọi inverter, chịu trách nhiệm chuyển đổi năng lượng điện từ dòng DC hoặc dòng AC ở một tần số và pha cụ thể sang dòng AC ở tần số và pha khác.

Tham số như điện áp vào, điện áp ra, tần số và điều chỉnh công suất sẽ khác nhau tùy thuộc vào thiết bị hoặc mạch điện. Đáng chú ý, biến tần không tạo ra công suất; thay vào đó, nó nhận công suất từ nguồn điện 1 pha hoặc 3 pha.

Thiết bị này có thể hoàn toàn dựa trên điện tử hoặc là sự kết hợp giữa hiệu ứng cơ khí (như máy điện xoay chiều) và mạch điện tử.

Biến tần tĩnh đặc trưng bởi việc không có bất kỳ thành phần chuyển động nào trong quá trình chuyển đổi năng lượng.

Nguyên lý hoạt động của Biến Tần

• Chỉnh lưu và Lọc: Biến tần Delta bắt đầu bằng việc chuyển đổi nguồn điện xoay chiều (AC) thành điện một chiều (DC) thông qua bộ chỉnh lưu. Điện áp sau đó được làm mịn bởi tụ điện.
• Nghịch lưu và Điều chế Độ rộng Xung (PWM): Điện áp DC sau đó được nghịch lưu trở lại thành điện AC 3 pha thông qua IGBTs sử dụng phương pháp PWM. PWM giúp tạo ra một nguồn điện AC có tần số và điện áp có thể điều chỉnh.

Ứng dụng và Hiệu suất của Biến Tần Delta

Biến tần Delta không chỉ tối ưu hóa hiệu suất động cơ mà còn tiết kiệm năng lượng. Điều này là nhờ vào việc sử dụng công nghệ bán dẫn tiên tiến và khả năng điều chỉnh tần số cũng như điện áp một cách linh hoạt.

Tích hợp với Hệ thống SCADA và Các Chuẩn Truyền Thông

Một trong những ưu điểm nổi bật của biến tần Delta là khả năng kết nối và tương tác mạnh mẽ với hệ thống SCADA, giúp quản lý và giám sát hoạt động của động cơ một cách hiệu quả.

Điểm đặc biệt: Điều khiển PID và Tải Bơm/Quạt

Biến tần Delta đã tích hợp sẵn bộ điều khiển PID, giúp tối ưu hóa quá trình điều khiển tải bơm và quạt, cung cấp mô men chính xác và tiết kiệm năng lượng.

Ngõ Vào và Nguồn Điện Áp Phổ Biến Trong Biến Tần

Ngõ vào của biến tần thường là điện áp dòng DC không thay đổi. Các nguồn điện áp thường gặp bao gồm:

• Điện lưới được chỉnh lưu để chuyển đổi tần số, thường được sử dụng trong các thiết bị điện.
• Nguồn điện áp thấp từ 12, 24, 36, đến 48 V DC từ ắc quy, hoặc từ năng lượng tái tạo.
• Nguồn năng lượng 200 đến 400 V DC, với công suất từ vài KW đến vài trăm MW, từ các dự án năng lượng tái tạo.
• Nguồn 200 đến 400 V DC từ việc tương tác với bộ ắc quy của hệ thống xe lửa điện.
• Biến tần cũng có thể là một phần của hệ thống truyền tải điện áp cao trực tiếp với điện áp lên tới hàng trăm nghìn volt.
• Việc biến đổi trực tiếp từ AC sang AC không phổ biến trong thực tế.

Ngõ ra

Đặc điểm của ngõ ra là dạng sóng. Mặc dù dạng sóng sin lý tưởng là lựa chọn tốt nhất, thực tế cho thấy việc đạt được dạng sóng này khá khó khăn do sự biến đổi về hiệu suất. Một số dạng sóng phổ biến hiện nay bao gồm:

• Xung vuông đảo chiều;
• Xung vuông đảo chiều có quãng nghỉ;
• Xung vuông điều biến độ rộng gần sin.

Để tạo ra dạng sóng mượt mà, thường sẽ có các tụ lọc được bố trí tại ngõ ra để giảm thiểu sự gập ghềnh.

	Sóng sin
	Sóng vuông đảo chiều
	Sóng vuông đảo chiều có quãng nghỉ
	Sóng vuông điều biến độ rộng gần sin

Ứng Dụng trong Thiết Bị Gia Dụng

Biến tần ngày càng trở nên phổ biến trong các thiết bị điện tử gia đình như tủ lạnh, máy lạnh, và máy giặt. Các nhà sản xuất thường nhấn mạnh rằng việc sử dụng “inverter” giúp nâng cao hiệu quả tiết kiệm năng lượng.

Chúng hoạt động bằng cách điều chỉnh dòng điện từ lưới điện, và biến tần giúp tạo ra dòng điện với tần số vượt trội hơn 50 Hz. Điều này tăng cường khả năng kiểm soát và hiệu suất của mô tơ.

Biến tần cũng được ứng dụng trong các thiết bị có công suất thấp, từ vài watt đến vài chục watt, như trong bộ chấn lưu cho đèn huỳnh quang và đèn compact. Ngoài ra, chúng cũng dùng làm nguồn điện cho ống huỳnh quang (CCFL) – thường được dùng làm đèn nền cho màn hình TFT.

Ứng dụng của UPS

UPS, hay còn được gọi là Hệ thống nguồn cung cấp điện liên tục (Uninterruptible Power Supply), chủ yếu là bộ lưu điện dự phòng dành cho các hệ thống điện toán. Chúng chuyển đổi năng lượng từ pin sạc sang dạng điện xoay chiều AC để cung cấp cho các hệ thống khi có sự cố mất điện.

Tuy nhiên, dòng điện AC từ UPS có thể không hoàn toàn ổn định, không phải luôn là dạng sóng sin và thời gian cung cấp điện có thể bị giới hạn, phụ thuộc vào loại pin được sử dụng. Khi lựa chọn UPS, cần xem xét:

• Thời gian phản ứng của UPS phải đủ nhanh để đảm bảo năng lượng lưu trữ trong các tụ điện của thiết bị không giảm sút quá nhanh.
• Khả năng cung cấp năng lượng của pin phải đủ mạnh để hỗ trợ hệ thống thực hiện các hoạt động cần thiết. Ví dụ, với một máy tính gia đình, nó giúp lưu dữ liệu và tắt máy an toàn; trong khi đối với hệ thống điện tiêu thụ lớn, nó giúp kích hoạt các máy phát điện dự phòng.

Thiết bị điện năng và ứng dụng của Inverter

Inverter đang trở thành yếu tố quan trọng trong các nhà máy sản xuất điện từ năng lượng tái tạo như điện mặt trời, điện gió, và các nguồn năng lượng khác. Chức năng chính của nó là chuyển đổi điện từ những nguồn này sang dạng điện xoay chiều phù hợp cho việc cung cấp vào lưới điện.

Đặc tính của dòng điện từ những nguồn tái tạo thường không ổn định về công suất và điện áp. Để kết nối một cách hiệu quả vào lưới điện công nghiệp, các inverter sử dụng hệ thống pin sạc làm nguồn đệm, chuyển đổi thành điện 3 pha tiêu chuẩn. Có nhiều loại inverter với các đặc điểm khác nhau về công suất, điện áp vào và ra, và số pha. Inverter được thiết kế đặc biệt để kiểm soát xung, pha, và điện áp, đảm bảo việc cung cấp năng lượng vào lưới một cách hiệu quả.

Inverter dành cho hệ thống điện mặt trời lắp đặt trên mái nhà thường có công suất chỉ vài kW, chuyển đổi thành AC 220 V hoặc 110 V, cho cả hệ thống 1 pha và 3 pha.

Còn đối với các dự án lớn như trang trại điện mặt trời hay điện gió, inverter chuyển dòng điện nguyên thủy thành điện 3 pha đồng bộ với lưới, với công suất lên tới vài MW. Tiếp theo, thông qua các biến áp, dòng điện này được nâng lên điện áp cao, phù hợp để kết nối vào hệ thống lưới truyền tải điện cục bộ.

Ứng dụng trong ngành công nghiệp

Hệ thống cung cấp nước cho tòa nhà cao tầng

Trước kia, việc cung cấp nước cho tòa nhà cao tầng thường dựa vào việc bơm nước lên tháp rồi đưa nước xuống từng tầng, dùng thiết bị để điều chỉnh áp lực. Phương pháp này không hiệu quả và tốn kém. Với biến tần, chi phí xây dựng tháp nước có thể tiết kiệm được.

Quạt thông gió

Quạt thông gió thường được sử dụng trong các thiết bị như máy hút bụi, lò thổi và hệ thống thông gió. Biến tần giúp tối ưu hiệu suất hoạt động của động cơ, cho phép điều chỉnh áp lực và lưu lượng theo nhu cầu, giúp tiết kiệm năng lượng.

Hệ thống máy nén khí

Truyền thống, máy nén khí thường sử dụng phương thức mở/vào để điều khiển lưu lượng không khí. Khi áp lực đạt mức cao nhất, máy sẽ ngừng nén và khi áp lực giảm xuống, máy lại bắt đầu hoạt động. Điều này dẫn đến việc tiêu thụ điện năng không hiệu quả.

Hệ thống nâng và hạ

Biến tần giúp tối ưu hóa việc điều chỉnh vị trí, mô-men xoắn và việc hãm trong các ứng dụng như cần trục. Với khả năng tái sinh năng lượng và tra lại vào lưới, biến tần cho hệ thống nâng hạ giúp hoạt động an toàn và tiết kiệm năng lượng.

Tổng Quan Về Các Thương Hiệu Biến Tần Hàng Đầu Tại Việt Nam

Dưới đây là tổng quan chi tiết về các thương hiệu biến tần phổ biến tại Việt Nam:

Biến tần Châu Âu

• ABB (Thụy Sỹ): Được thành lập vào năm 1988, ABB là một trong những hãng biến tần hàng đầu tại Việt Nam. Công ty hoạt động trong nhiều lĩnh vực như thiết bị điện, hệ thống điện, và tự động hóa.
• Siemens (Đức): Một biểu tượng của công nghiệp Đức từ năm 1847, Siemens là tập đoàn toàn cầu chuyên về công nghệ điện và điện tử. Với mặt hàng phong phú, Siemens không chỉ sản xuất biến tần mà còn tập trung vào các lĩnh vực khác như điện khí hóa và số hóa.
• SCHNEIDER (Pháp): Một thương hiệu uy tín với những sản phẩm chất lượng, Schneider có các nhà máy tại nhiều quốc gia, bao gồm Pháp, Trung Quốc và Indonesia.
• DANFOSS (Đan Mạch): Danfoss nổi tiếng với sản phẩm chống nước và chất lượng đỉnh cao. Hãng này có các nhà máy sản xuất tại Đan Mạch và Trung Quốc.
• Các thương hiệu khác: Có một số thương hiệu biến tần Châu Âu khác như Emerson, Keb, Vacon, và Lenze đang dần khẳng định vị trí của mình trên thị trường.

Biến tần Nhật Bản

Đất nước mặt trời mọc luôn nổi tiếng với chất lượng sản phẩm cao. Các thương hiệu biến tần Nhật Bản như Yaskawa, Mitsubishi, FuJi, Panasonic, và Hitachi đều mang đến sản phẩm đ reliable và chất lượng.

Biến tần Hàn Quốc

LS: Là thương hiệu biến tần hàng đầu từ Hàn Quốc, LS nổi tiếng với sản phẩm chất lượng và giá cả cạnh tranh.

Biến tần Đài Loan

Delta và Shihlin: Đây là hai trong những thương hiệu biến tần hàng đầu từ Đài Loan, được biết đến với chất lượng tốt và giá thành hợp lý.

Biến tần Trung Quốc:

Dù trước đây không được đánh giá cao về chất lượng, nhưng biến tần Trung Quốc đã có nhiều bước tiến triển vượt bậc. INVT là một ví dụ điển hình, với uy tín đã được chứng minh trong suốt hơn một thập kỷ. INVT hiện nay đã mở rộng phạm vi hoạt động tới hơn 80 quốc gia và có một mạng lưới bảo hành rộng khắp tại Việt Nam.

Kết luận

Biến tần đã trở thành một phần không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp tại Việt Nam, giúp nâng cao hiệu quả hoạt động của máy móc và thiết bị điện. Tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của từng ứng dụng, việc lựa chọn biến tần phù hợp sẽ đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu và tiết kiệm năng lượng. Trong bối cảnh thị trường đa dạng với nhiều thương hiệu, nhà cung cấp Skytech Group đã khẳng định uy tín và chất lượng, trở thành đối tác tin cậy cho nhiều doanh nghiệp. Khi đầu tư vào biến tần, hãy lựa chọn sáng suốt để đảm bảo giá trị lâu dài cho hệ thống của bạn.