Biến tần 3 pha là gì? Cấu tạo biến tần 3 pha và cách sử dụng

Biến tần 3 pha là dòng biến tần được sử dụng rộng rãi và phổ biến nhất trong công nghiệp. Tuy nhiên, để có thể khai thác hiệu quả được biến tần người dùng cần phải nắm rõ được cấu tạo biến tần 3 pha cũng như cách sử dụng biến tần hiệu quả. Hãy cùng Hoàng Ngân TEC tìm hiểu ngay biến tần 3 pha qua bài viết dưới đây nhé!

Biến tần 3 pha là gì?

Biến tần là gì?

Trước khi hiểu biến tần 3 pha là gì, ta cần hiểu biến tần là gì? Biến tần (VFD) hay còn gọi là Drive AC, là một loại thiết bị có thể điều chỉnh tốc độ, được sử dụng trong các hệ thống truyền động cơ điện, điều khiển tốc độ và mô-men xoắn động cơ AC bằng cách thay đổi tần số và điện áp đầu vào động cơ.

Biến tần 3 pha

Trong đó, biến tần 3 pha là biến tần có thể điều khiển tốc độ vận hành của động cơ không đồng bộ 3 pha thông qua việc thay đổi tần số dòng điện đặt lên cuộn dây stator. Với đầu vào nguồn điện 3 pha 220V hoặc 3 pha 380V, biến tần 3 pha cho phép điều chỉnh linh hoạt tốc độ động cơ một cách vô cấp, loại bỏ nhu cầu sử dụng hộp số cơ khí.

Biến tần 3 pha được ứng dụng rộng rãi và phổ biến hơn so với dòng biến tần 1 pha, nhờ khả năng điều khiển đa dạng các loại động cơ không đồng bộ 3 pha, động cơ đồng bộ, động cơ tần số thay đổi, động cơ servo không đồng bộ (ASM), động cơ truyền động trực tiếp và động cơ spindle.

Cấu tạo biến tần 3 pha

Cấu tạo biến tần 3 pha gồm 3 mạch chính: mạch điều khiển, mạch biến đổi nguồn và mạch đầu ra cấp nguồn cho tải; và các phần cứng khác. 

Về mạch điều khiển gồm:

Mạch điều khiển

Khối mạch điều khiển trong cấu tạo biến tần 3 pha đóng vai trò quản lý, xử lý tín hiệu để điều chỉnh các thành phần công suất điện tử, nhằm thay đổi điện áp và tần số đầu ra theo yêu cầu. Khối này thường được tích hợp các linh kiện như vi điều khiển, bộ biến đổi tín hiệu và mạch điều khiển logic để phân tích, xử lý dữ liệu.

Mạch xử lý nguồn

Khối mạch biến đổi nguồn có nhiệm vụ chuyển đổi điện áp và dòng điện đầu vào thành các giá trị khác nhau tại đầu ra. Khối này được cấu thành từ các linh kiện công suất như IGBT, SCR và các mạch cầu chuyển đổi điện áp, dòng điện.

Mạch nguồn cung cấp cho tải

Khối mạch đầu ra cấp nguồn cho tải chịu trách nhiệm cung cấp điện áp, dòng điện đã được chuyển đổi tới các thiết bị tải. Khối này bao gồm các thành phần như biến áp, tụ điện và các mạch bù công suất để đảm bảo ổn định điện áp, dòng điện cho tải.

Mạch nguồn không chỉ bao gồm các thành phần chính như bộ chuyển đổi AC-DC, bộ lọc và bộ ổn áp, mà còn tích hợp nhiều phần cứng khác để đảm bảo hoạt động hiệu quả và an toàn. Các linh kiện này gồm có điốt chỉnh lưu, tụ điện và cuộn cảm đóng vai trò quan trọng trong việc lưu trữ năng lượng, làm phẳng điện áp đầu ra, và lọc nhiễu tần số. 

Ngoài ra, các linh kiện khác như trở (để hạn chế dòng điện và tạo điện áp phân chia), tụ điện gốm (lọc nhiễu tần số cao), và mạch tích hợp (điều khiển và giám sát hoạt động) cũng góp phần vào sự vận hành ổn định và hiệu quả của mạch nguồn.

Cầu đấu mạch lực

Cầu đấu mạch lực đóng vai trò quan trọng trong hệ thống biến tần, đảm bảo việc kết nối an toàn và hiệu quả giữa các thiết bị điện. Hầu hết các cầu đấu mạch lực đều được thiết kế để kết nối chặt chẽ các dây cáp điện, đảm bảo tiếp xúc tốt và giảm thiểu nguy cơ nới lỏng, gây hồ quang, chập cháy.

Ngoài ra, cầu đấu còn có khả năng chịu tải cao đảm bảo hệ thống có thể hoạt động an toàn ở mức công suất lớn mà không gặp sự cố quá nhiệt hay biến dạng. Việc sử dụng cầu đấu mạch lực sẽ giúp tăng hiệu quả truyền tải điện.

Bàn phím mở rộng

Bàn phím mở rộng là thiết bị ngoại vi được kết nối với biến tần để cung cấp thêm các chức năng điều khiển và giám sát, giúp người dùng thao tác dễ dàng và hiệu quả hơn. So với việc sử dụng các nút bấm trên biến tần, bàn phím mở rộng có nhiều chức năng hơn. Điều này cho phép người dùng truy cập nhanh chóng vào các chức năng và tham số của biến tần.

Ngoài ra, với màn hình LCD hiển thị thông tin chi tiết về trạng thái hoạt động của biến tần, bao gồm tốc độ, điện áp, dòng điện, v.v có thể giúp người dùng theo dõi và điều chỉnh các thông số một cách trực quan và chính xác. Từ đó, thiết bị cung cấp cảnh báo về lỗi hoặc sự cố, giúp phát hiện sớm và xử lý kịp thời các vấn đề.

Vỏ biến tần

Vỏ biến tần đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ các thành phần điện tử bên trong và đảm bảo hoạt động hiệu quả của thiết bị. Chúng thường được làm từ nhựa công nghiệp có độ bền cao, khả năng chống va đập và chịu nhiệt tốt, hoặc kim loại như nhôm và thép cho các ứng dụng đòi hỏi độ chắc chắn và tản nhiệt cao. 

Ngoài ra, một số vỏ biến tần sử dụng vật liệu tổng hợp kết hợp nhựa và kim loại để cân bằng giữa độ bền, trọng lượng và khả năng tản nhiệt. Về màu sắc, biến tần thường có vỏ màu đen, xám, trắng, xanh dương. Tuy nhiên, màu đen vẫn là lựa chọn phổ biến nhất do tính thẩm mỹ và khả năng che giấu bụi bẩn. 

Đặc biệt, một số vỏ biến tần còn có một số tính năng đặc biệt như: cấp độ bảo vệ IP chống thấm nước và bụi, khả năng tản nhiệt qua khe gió hoặc quạt, khả năng lắp đặt linh hoạt (treo tường, gắn giá đỡ hoặc đặt sàn), và đôi khi đi kèm phụ kiện như giá đỡ, cáp kết nối và gioăng niêm phong.

Cách đọc thông số động cơ 3 pha

Khi đã hiểu rõ được biến tần 3 pha là gì, việc biết đọc thông số biến tần sẽ giúp bạn vận hành biến tần đúng cách, đảm bảo hiệu suất hoạt động và gia tăng tuổi thọ của thiết bị. Ngoài ra, cách đặt thống số biến tần phù hợp với từng ứng dụng cụ thể còn giúp bạn tiết kiệm năng lượng và nâng cao hiệu quả điều khiển tốc độ động cơ.

Trong các trường hợp biến tần bị lỗi, việc hiểu rõ thông số biến tần nên bạn có thể dễ dàng xác định được nguyên nhân và đưa ra các phương án khắc chúng một cách nhanh chóng, đúng đắn. Hiểu được điều này, Hoàng Ngân TEC sẽ giúp bạn đọc thông số biến tần 3 pha chỉ với 3 bước đơn giản dưới đây.

Bước 1: Xác định được các ký hiệu trên động cơ

Với mỗi loại biến tần của các thương hiệu khác nhau sẽ có hệ thống ký hiệu riêng biệt. Dưới đây là một số kí hiệu biến tần cơ bản nhất Hoàng Ngân TEC đã tổng hợp.

Bước 2: Phân tích thông số

Để xác định được các thông số biến tần 3 pha phù hợp cho động cơ, bạn đã cần tiến hành phân tích thông số để hiểu rõ hơn về chức năng và yêu cầu cho biến tần. Hoàng Ngân TEC sẽ đưa cho bạn một ví dụ cụ thể để giúp bạn hiểu rõ hơn về phân tích thông số.

Ví dụ: Trên nhãn động cơ ghi Δ/Y – 220/380V – 7,5/4,3A có nghĩa là khi điện áp dây lưới điện bằng 220V thì ta nối dây quấn stator theo hình tam giác và dòng điện dây định mức tương ứng là 7,5A. Khi điện áp dây lưới điện là 380V thì dây quấn stator nối theo hình sao, dòng điện định mức là 4,3A.

• Tốc độ quay định mức nđm (vòng/phút).
• Tần số định mức (Hz).
• Cấp cách điện.
• Hệ số công suất định mức (cosφ).
• Hiệu suất định mức (η).
• Loại động cơ: Theo các tiêu chuẩn National Electrical Code và National Electrical Manufacturers Association (NEMA), các motor được phân loại bởi kí tự đặc trưng cho tỉ số của dòng khởi động và dòng định mức. Có 6 loại: A, B, C, D, E, F. Bằng các kí tự này, có thể xác định chính xác được dòng định mức của CB (Circuit Breaker), cầu chì (Fuse) và các thiết bị bảo vệ khác.

Loại A: Dòng khởi động bình thường, 5 đến 7 lần dòng định mức. Trên 7,5HP phải giảm điện áp khởi động, momen khởi động bình thường và khoảng 150% định mức. Đây là loại motor bình thường (Normal type), thông dụng (General Purpose) như: máy công cụ, bơm ly tâm, bộ động cơ – máy phát, quạt, máy thổi, các thiết bị cần momen khởi động thấp.

Loại B: điện kháng cao và dòng khởi động thấp do các rãnh của rotor kín, sâu và hẹp. Thông dụng như loại A. Nhiều nhà sản xuất chỉ chế tạo động cơ General Purpose trên 5 Hp.

Loại C: Dòng khởi động thấp 4,5 đến 5 lần định mức, momen khởi động cao khoảng 225% định mức, rotor lồng sóc kép. Ứng dụng: máy nén khí, máy bơm kiểu piston, máy trộn, máy nghiền, băng tải (conveyor) khởi động dưới tải, máy làm lạnh lớn, các thiết bị cần momen khởi động lớn.

Loại D: Dòng khởi động thấp, momen khởi động cao khoảng 275% định mức, dây quấn rotor có điện trở lớn. Loại motor này chỉ thích hợp với hoạt động không liên tục (intermittent) và tốc độ không phải ổn định vì độ trượt quá cao và hiệu suất quá thấp. Ứng dụng: máy đóng, máy cắt tỉa, xe ủi đất, máy nâng nhỏ, máy kéo kim loại, máy khuấy, v.v.

Cách đọc thông số biến tần 3 pha

Tem nhãn biến tần là nguồn cung cấp thông tin quan trọng về thông số kỹ thuật và đặc tính của biến tần. Vì vậy, bạn có thể dễ dàng đọc và tìm hiểu thông số biến tần qua tem nhãn của chúng. Việc đọc và hiểu thông tin trên tem nhãn giúp người dùng vận hành và sử dụng biến tần một cách hiệu quả và an toàn nhất.

Dựa vào tem nhãn của biến tần, bạn có thể biết biến tần là biến tần 3 pha hay 1 pha, cấp điện áp của biến tần, công suất định mức của động cơ, có tích hợp phanh hay không, v.v.

Ví dụ dựa vào hướng dẫn dưới đây, bạn có thể dễ dàng đọc được mã biến tần MD290T18.5PB(-L)-INT. Biến tần mã MD290T18.5PB(-L)-INT là biến tần dòng MD290, 3 pha 380-480V AC, có thể lắp cho động cơ tải nặng 18.5kW và động cơ tải nhẹ 22kW, là phiên bản quốc tế của hãng Inovance, có tích hợp cuộn kháng AC đầu ra và có bộ phanh được tích hợp.

Tìm hiểu thêm về cách chọn biến tần và đọc thông số biến tần tại bài viết Cách chọn biến tần cho động cơ theo công suất chỉ với 5 bước. 

Cách sử dụng biến tần 3 pha

Đặt biến tần 3 pha ở nơi khô ráo, thoáng mát

Biến tần là một thiết bị điện tử phức tạp, được tạo nên từ các linh kiện điện tử nhạy cảm với điều kiện môi trường. Để đảm bảo hoạt động ổn định và kéo dài tuổi thọ, việc lựa chọn địa điểm lắp đặt biến tần là vô cùng quan trọng. Nơi lý tưởng nhất để đặt biến tần là môi trường khô ráo, thoáng mát, không bụi bẩn và không có nguy cơ ẩm ướt. 

Bên cạnh đó, việc thiết kế hệ thống thông gió hiệu quả cũng đóng vai trò then chốt trong việc tản nhiệt cho biến tần, giúp duy trì nhiệt độ hoạt động ổn định và phòng ngừa hư hỏng do quá nhiệt. Bằng cách tuân thủ các yêu cầu về môi trường lắp đặt, bạn sẽ tối đa hóa hiệu suất và tuổi thọ của biến tần, đồng thời đảm bảo an toàn vận hành.

Đọc kỹ hướng dẫn khi sử dụng

Đọc kỹ hướng dẫn sử dụng trước khi vận hành biến tần là một yêu cầu bắt buộc và vô cùng quan trọng. Mỗi biến tần được thiết kế với những đặc tính riêng biệt, do đó tuân thủ nghiêm ngặt các hướng dẫn từ nhà sản xuất là điều kiện tiên quyết để đảm bảo an toàn và hiệu quả vận hành.

Bảo dưỡng định kỳ

Bên cạnh đọc kỹ hướng dẫn sử dụng, bảo dưỡng định kỳ biến tần là một trong những yếu tố quan trọng nhằm đảm bảo hoạt động ổn định, an toàn và hiệu quả của thiết bị này. Bảo dưỡng định kỳ giúp kéo dài tuổi thọ của biến tần một cách đáng kể. Qua thời gian sử dụng, các linh kiện bên trong như tụ điện, quạt làm mát,… sẽ dần bị lão hóa và giảm hiệu suất. Việc kiểm tra, vệ sinh và thay thế kịp thời các bộ phận hư hỏng sẽ ngăn ngừa sự cố và giúp biến tần hoạt động trơn tru trong nhiều năm. Xem thêm về cách bảo dưỡng biến tần đầy đủ từ A-Z tại https://binhduongaec.com.vn/tin-tuc/bao-duong-bien-tan/. 

Ngoài ra, bảo dưỡng định kỳ còn đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu suất hoạt động của biến tần. Khi các linh kiện được làm sạch và bảo trì đúng cách, biến tần sẽ cung cấp năng lượng ổn định, giúp động cơ hoạt động trơn tru, tiết kiệm năng lượng và tối ưu hiệu suất làm việc.

Ngoài ra,  bạn có thể tìm hiểu thêm cách sử dụng biến tần chi tiết và đầy đủ nhất thông qua qua bài viết Cách sử dụng Biến Tần hoạt động hiệu quả nhất tại đây nhé!

Hướng dẫn cài đặt biến tần 3 pha

Cách đấu nối biến tần 3 pha

Với mỗi dòng biến tần 3 pha của các hãng khác nhau sẽ có khác nối khác nhau. Để giúp bạn hiểu rõ hơn về cách đấu nối biến tần, Hoàng Ngân TEC sẽ hướng dẫn bạn đấu biến tần 3 pha thông qua sản phẩm biến tần GTAKE GK620.

Bước 1: Đấu nối mạch điện

Để cài được công tắc chiết áp ngoài, bạn cần đấu nối mạch điện cho biến tần. Về mạch lực, bạn sẽ cấp nguồn cho biến tần thông qua 3 chân có ký hiệu R, S, T ở phía bên ngoài bên trái và 3 chân được ký hiệu là U, V, W ở ngoài cùng bên phải đấu vào động cơ.

Bước 2: Đấu nối mạch điều khiển

Đối với phần mạch điều khiển, bạn sẽ sử dụng hai công tắc chính công tắc chạy thuận, công tắc chạy nghịch. Một đầu của công tắc chạy thuận sẽ được nối lên chân X1, một đầu của công tắc thứ hai sẽ được nối chân X2 và 2 đầu còn lại của công tắc sẽ được nối chung vào chân com biến tần

Bước 3: Đấu nối chiết áp 

Với chiết áp, chân giữa của chiết áp bạn sẽ đấu vào chân AI1 và hai chân còn lại của chiết áp bạn sẽ đấu vào chân cộng 10V và GND. 

Trên đây chỉ là những hướng dẫn cơ bản, bạn có thể tìm hiểu thêm cách đấu nối biến tần tại: https://youtu.be/GLKzfZTaaho hoặc liên hệ trực tiếp Hoàng Ngân TEC thông qua số hotline 090584886 để được chuyên gia giải đáp, tư vấn nhanh nhất!

Sơ đồ mạch biến tần 3 pha 

Một mạch biến tần 3 pha gồm phải có 4 giai đoạn mạch cơ bản sau:

• Mạch điều khiển tín hiệu PWM (Pulse Width Modulation) để tạo ra tín hiệu xung điều khiển.
•  Mạch cầu H 3 pha chuyển đổi nguồn điện một chiều thành xoay chiều 3 pha dựa trên tín hiệu PWM.

• Mạch máy phát điện 3 pha gồm 3 cuộn dây đấu nối sao/tam giác, cấp nguồn từ mạch cầu H.

• Mạch chuyển đổi điện áp sang tần số V/Hz để tạo tín hiệu tham chiếu tần số và điện áp cho mạch PWM.

Sự phối hợp của các mạch này tạo ra dòng điện xoay chiều 3 pha với tần số và điện áp điều khiển được, phục vụ điều khiển tốc độ động cơ.

Lời kết

Biến tần 3 pha là thiết bị điện tử điều khiển động cơ không thể thiếu trong các  thiết bị nhà máy công nghiệp. Tuy nhiên, để khai thác được tối đa hiệu quả của biến tần, bạn cần hiểu rõ cấu tạo biến tần 3 pha, nguyên lý hoạt động và sử dụng đúng cách. Trên đây là toàn bộ những thông tin cơ bản về biến tần 3 pha, nếu bạn có bất kỳ thắc mắc hay muốn tư vấn mua và lắp đặt biến tần vui lòng liên hệ Hoàng Ngân TEC qua số hotline 0962.070.538 để được các chuyên gia đầu ngành hỗ trợ nhanh nhất nhé!