Biến tần là một thiết bị điện tử có chức năng chính là chuyển đổi dòng điện một chiều (DC) thành dòng điện xoay chiều (AC). Quá trình chuyển đổi này đặc biệt quan trọng để tạo ra nguồn điện xoay chiều từ các nguồn điện một chiều như pin, tấm pin mặt trời hoặc pin nhiên liệu, để có thể cấp nguồn cho các thiết bị được thiết kế để sử dụng với nguồn điện lưới tiêu chuẩn (thường là 220V, 50Hz hoặc tương ứng). điện áp và tần số của lưới điện quốc gia) như thiết bị gia dụng, thiết bị văn phòng, máy móc công nghiệp...
Các thành phần cốt lõi của biến tần bao gồm cầu biến tần, mạch logic điều khiển và mạch lọc. Cầu biến tần sử dụng các linh kiện điện tử công suất như bóng bán dẫn lưỡng cực có cổng cách điện (IGBT) để thực hiện chuyển đổi DC sang AC thực tế. Mạch logic điều khiển đảm bảo điện áp và tần số của nguồn AC đầu ra ổn định và có thể cố định hoặc điều chỉnh khi cần thiết. Mạch lọc dùng để làm mịn dạng sóng đầu ra, làm cho nó gần với dạng sóng hình sin lý tưởng, từ đó cải thiện chất lượng điện năng.
Các loại biến tần
Theo tần số của nguồn điện xoay chiều do biến tần cung cấp, nó có thể được chia thành các bộ biến tần tần số nguồn (50-60Hz), bộ biến tần tần số trung bình (thường là 400Hz đến KHz) và bộ biến tần tần số cao (thường là kHz đến MHz). ).
Theo số pha đầu ra của biến tần, nó có thể được chia thành biến tần một pha, biến tần ba pha và biến tần nhiều pha.
Theo hướng công suất đầu ra của biến tần, nó có thể được chia thành bộ biến tần chủ động và bộ biến tần thụ động. Bộ biến tần truyền năng lượng điện đầu ra của bộ biến tần vào lưới điện công nghiệp được gọi là bộ biến tần chủ động; Biến tần chuyển năng lượng điện đầu ra của biến tần sang một tải điện nhất định được gọi là biến tần thụ động.
Theo dạng mạch chính của biến tần, nó có thể được chia thành biến tần một đầu, biến tần kéo đẩy, biến tần nửa cầu và biến tần toàn cầu.
Theo loại thiết bị chuyển mạch chính của biến tần, nó có thể được chia thành biến tần thyristor, biến tần bóng bán dẫn, biến tần hiệu ứng trường và biến tần bóng bán dẫn lưỡng cực cổng cách điện (IGBT). Chúng cũng có thể được chia thành hai loại: bộ biến tần "bán điều khiển" và bộ biến tần "điều khiển hoàn toàn". Loại trước không có khả năng tự tắt, mất điều khiển sau khi bật linh kiện nên gọi là “loại bán điều khiển”. Thyristor thuộc loại này. Cả hai hoạt động bật và tắt đều có thể được điều khiển bằng điện cực điều khiển nên được gọi là "loại được điều khiển hoàn toàn". Các bóng bán dẫn hiệu ứng trường điện và các bóng bán dẫn kép có cổng cách điện (IGBT) thuộc loại này.
Theo chế độ cấp nguồn DC, nó có thể được chia thành bộ biến tần nguồn điện áp (VSI) và bộ biến tần nguồn hiện tại (CSI). Cái trước có điện áp DC gần như không đổi và điện áp đầu ra là sóng vuông AC; Dòng điện một chiều sau gần như không đổi và dòng điện đầu ra là sóng vuông xen kẽ.
Theo dạng sóng của điện áp đầu ra hoặc dòng điện của biến tần, nó có thể được chia thành bộ biến tần đầu ra sóng hình sin và bộ biến tần đầu ra không hình sin.
Theo phương pháp điều khiển của biến tần, nó có thể được chia thành biến tần điều chế tần số (PFM) và biến tần điều chế độ rộng xung (PWM).
Theo chế độ làm việc của mạch chuyển mạch biến tần, nó có thể được chia thành các bộ biến tần cộng hưởng, bộ biến tần chuyển mạch cứng tần số cố định và bộ biến tần chuyển mạch mềm tần số cố định.
Theo phương pháp chuyển mạch của bộ biến tần, chúng có thể được chia thành bộ biến tần chuyển mạch tải và bộ biến tần tự chuyển mạch.
Sự khác biệt giữa biến tần và máy biến áp
Biến tần là thiết bị được sử dụng phổ biến trong công nghiệp và chức năng của chúng là thay đổi dòng điện theo một cách nào đó. Để nâng cao hiểu biết của mọi người về bộ biến tần, phần này sẽ giới thiệu sự khác biệt giữa bộ biến tần và máy biến áp, đồng thời khám phá xem liệu máy biến áp có thể thay đổi thành bộ biến tần hay không.
Máy biến áp là thiết bị sử dụng nguyên lý cảm ứng điện từ để thay đổi điện áp xoay chiều. Các thành phần chính bao gồm cuộn sơ cấp, cuộn thứ cấp và lõi sắt (lõi từ). Nó được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực công nghiệp.
1. Máy biến áp có thể dùng làm biến tần được không?
Máy biến áp có thể được sử dụng làm biến tần? Câu trả lời là không. Biến tần và máy biến áp về cơ bản là khác nhau. Nó có đầu vào DC và đầu ra AC. Nguyên lý làm việc của nó giống như nguyên lý hoạt động của nguồn điện chuyển mạch, nhưng tần số dao động nằm trong một phạm vi nhất định. Ví dụ: nếu tần số là 50HZ thì đầu ra là AC 50HZ. Vì vậy, biến tần là một thiết bị có thể thay đổi tần số đầu ra. Máy biến áp có thể được sử dụng làm biến tần? Không, máy biến áp thường đề cập đến các thiết bị trong một dải tần số cụ thể. Nó được cấp nguồn bằng dòng điện xoay chiều đầu vào và sau đó tạo ra dòng điện xoay chiều, nhưng chỉ thay đổi cường độ điện áp đầu ra. Ví dụ, máy biến áp tần số điện là loại máy biến áp phổ biến. Cả đầu vào và đầu ra đều là nguồn điện xoay chiều và chỉ có thể hoạt động trong phạm vi 40-60HZ.
2. Sự khác biệt giữa máy biến áp và biến tần là gì?
Biến tần chuyển đổi dòng điện một chiều thành dòng điện xoay chiều, còn máy biến áp là thiết bị điện sử dụng nguyên lý cảm ứng điện từ để chuyển đổi năng lượng điện. Nó có thể chuyển đổi dòng điện xoay chiều có điện áp và dòng điện này thành dòng điện xoay chiều khác có cùng tần số.
Nói một cách đơn giản, biến tần là một thiết bị điện tử chuyển đổi dòng điện một chiều điện áp thấp (12 hoặc 24 volt) thành dòng điện xoay chiều 220 volt. Bởi vì chúng ta thường chỉnh lưu nguồn điện xoay chiều 220V thành nguồn DC để sử dụng, còn bộ biến tần thì ngược lại nên mới có tên như vậy. Chúng ta đang ở kỷ nguyên 'di động', với văn phòng di động, thông tin di động, giải trí di động và giải trí di động. Ở trạng thái di động, con người không chỉ cần nguồn điện một chiều điện áp thấp do pin cung cấp mà còn cần nguồn điện xoay chiều 220V không thể thiếu trong môi trường hàng ngày và bộ biến tần có thể đáp ứng nhu cầu của chúng ta.
Ứng dụng biến tần
1. Người sử dụng sản xuất điện năng lượng mặt trời
A. Nguồn điện nhỏ 10-100W được sử dụng cho đời sống quân sự và dân sự ở những vùng sâu vùng xa không có điện như cao nguyên, hải đảo, vùng đồng cỏ và tiền đồn biên giới như hệ thống chiếu sáng, tivi, máy ghi âm, v.v.
B. 3-5Hệ thống phát điện kết nối lưới điện mặt trời trên mái nhà KW của hộ gia đình.
C. Máy bơm nước quang điện: giải quyết vấn đề uống nước giếng sâu và tưới tiêu ở những vùng không có điện.
2. Vận chuyển
Chẳng hạn như đèn điều hướng, đèn tín hiệu giao thông/đường sắt, đèn tín hiệu/cảnh báo giao thông, đèn đường, đèn cản trở độ cao, bốt điện thoại không dây trên đường cao tốc/đường sắt, nguồn điện tái định vị đường không người lái, v.v.
3. Lĩnh vực Truyền thông/Truyền thông
Trạm chuyển tiếp vi sóng không người lái sử dụng năng lượng mặt trời, trạm bảo trì cáp quang, hệ thống cung cấp điện phát thanh/truyền thông/phân trang; Hệ thống quang điện điện thoại viễn thông nông thôn, máy liên lạc nhỏ, bộ nguồn GPS của quân nhân, v.v.
4. Lĩnh vực dầu khí, hàng hải và khí tượng
Đường ống dẫn dầu, hệ thống phát điện mặt trời bảo vệ catốt cho cửa hồ chứa, nguồn điện sinh hoạt và khẩn cấp, giàn khoan dầu, thiết bị thăm dò đại dương, thiết bị quan sát khí tượng thủy văn, v.v.
5. Nguồn điện chiếu sáng gia đình
Chẳng hạn như đèn sân, đèn đường, đèn cầm tay, đèn cắm trại, đèn đi bộ đường dài, đèn câu cá, đèn đen, đèn cắt cao su, đèn tiết kiệm năng lượng, v.v.
6. Nhà máy quang điện
Nhà máy quang điện độc lập 10KW{1}}MW, nhà máy điện bổ sung năng lượng gió (diesel), nhiều trạm sạc ở bãi đậu xe lớn, v.v.
7. Tòa nhà sử dụng năng lượng mặt trời
Kết hợp sản xuất điện mặt trời với vật liệu xây dựng để đạt được khả năng tự cung cấp điện cho các tòa nhà quy mô lớn trong tương lai là hướng phát triển chính.
Các lỗi thường gặp và cách khắc phục của biến tần
Là một thiết bị chuyển đổi năng lượng, biến tần có thể gặp nhiều lỗi khác nhau trong quá trình sử dụng. Sau đây là giải thích chi tiết về các lỗi, nguyên nhân và giải pháp phổ biến mà bạn đề cập:
1. Trở kháng cách điện thấp
Lý do:Môi trường bên ngoài ẩm ướt dẫn đến khả năng cách điện của biến tần với đất giảm; Đầu nối DC có thể có giá đỡ đoản mạch ngâm trong nước và có thể có các đốm đen trên mép các bộ phận bị cháy, gây rò rỉ xuống lưới đất, v.v.
Giải pháp:Bật quạt hút ẩm, kiểm tra và xử lý tình trạng đầu nối DC bị ngâm nước, kiểm tra xem linh kiện có bị hỏng không và thay thế.
2. Điện áp bus thấp
Lý do:Trở kháng của lưới điện quá cao dẫn đến việc tiêu hóa hoặc truyền tải phát điện quang điện không hiệu quả; Cáp đầu ra quá dài hoặc quá mỏng sẽ làm tăng trở kháng.
Giải pháp:Tăng thông số kỹ thuật của cáp đầu ra (cáp dày hơn, trở kháng thấp hơn), rút ngắn khoảng cách giữa biến tần và điểm kết nối lưới càng nhiều càng tốt và giảm chiều dài của cáp.
3. Lỗi dòng rò
Lý do:Bảng phát hiện biến tần có thể gặp trục trặc.
Giải pháp:Thay thế bảng phát hiện của biến tần.
4. Bảo vệ quá áp DC
Lý do:IGBT và các linh kiện khác gặp trục trặc, hoặc lưới điện bất thường khiến biến tần không thể điều chỉnh điện áp đầu ra kịp thời.
Giải pháp:Kiểm tra và thay thế bo mạch IGBT hoặc các bộ phận điều khiển liên quan khác.
5. Không có phản hồi khi khởi động
Lý do:Có thể có lỗi nối đất trong cáp DC từ hộp tổ hợp đến biến tần.
Giải pháp:Tìm và xử lý điểm nối đất của cáp và thay thế cáp nếu cần thiết.
6. Sự cố lưới điện
Lý do:Chất lượng lưới điện không ổn định hoặc có vấn đề về đồng bộ giữa biến tần và lưới điện.
Giải pháp:Kiểm tra độ ổn định của điện áp và tần số lưới để đảm bảo cài đặt biến tần phù hợp với thông số lưới; Nếu xảy ra sự cố đồng bộ hóa với biến tần, cần phải cấu hình lại hoặc điều chỉnh các cài đặt liên quan.