Theo tôi biết, kể từ khi động cơ cảm ứng tự động xuất hiện, hình dạng của máy phát điện xoay chiều đã có khả năng điều chỉnh tần số. Thay đổi tốc độ quay của máy phát và thay đổi tần số đầu ra. Trước khi transistor tần số cao xuất hiện, đây là một trong những phương pháp chính để thay đổi tốc độ động cơ, tuy nhiên do tốc độ quay của máy phát làm giảm tần số đầu ra chứ không phải điện áp, nên giới hạn về sự thay đổi tần số.

Vì vậy, chúng ta hãy xem xét các thành phần của bộ biến tần và cách chúng hoạt động cùng nhau để thay đổi tần số và tốc độ động cơ.

Thành phần máy biến tần - Bộ chỉnh lưu 01

Do việc thay đổi tần số của sóng sin xoay chiều rất khó khăn trong chế độ AC, nhiệm vụ của bộ biến tần là chuyển đổi sóng thành DC. Việc xử lý DC dễ dàng hơn để tạo ra AC. Mỗi bộ biến tần đều có một thiết bị gọi là bộ chỉnh lưu hoặc bộ biến đổi, như minh họa dưới đây:

Bộ chỉnh lưu của bộ biến tần chuyển đổi điện xoay chiều thành điện một chiều, hoạt động tương tự như bộ sạc pin hoặc máy hàn điện. Nó sử dụng cầu diode để giới hạn sóng sin xoay chiều chỉ đi theo một hướng. Kết quả là sóng xoay chiều đã được chỉnh lưu được mạch DC nhận diện như sóng DC. Bộ biến tần ba pha nhận ba pha điện xoay chiều độc lập và chuyển đổi thành một pha điện một chiều duy nhất.

Hầu hết các bộ biến tần ba pha cũng có thể chấp nhận nguồn điện một pha (230V hoặc 460V), tuy nhiên do chỉ có hai nhánh đầu vào, công suất đầu ra (HP) của bộ biến tần sẽ giảm xuống vì dòng điện DC sinh ra tỷ lệ giảm theo. Ngược lại, bộ biến tần một pha thực thụ (bộ biến tần điều khiển động cơ một pha) sử dụng đầu vào một pha và tạo ra đầu ra DC tương ứng với đầu vào.

Khi nói đến vận hành tốc độ thay đổi, động cơ ba pha phổ biến hơn động cơ một pha vì hai lý do. Thứ nhất, chúng có phạm vi công suất rộng hơn. Mặt khác, động cơ một pha thường cần can thiệp bên ngoài để bắt đầu quay.

Thành phần máy biến tần - Đường trung tính một chiều 0 2

Một thành phần của đường dây DC (được minh họa ở đây là DC bus) không xuất hiện trong tất cả các bộ biến tần, bởi vì nó không ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình biến tần. Tuy nhiên, nó luôn tồn tại trong các bộ biến tần chất lượng cao. Đường dây DC sử dụng tụ điện và cuộn cảm để lọc bỏ nhiễu xoay chiều trên điện một chiều sau khi chuyển đổi, trước khi đưa vào phần nghịch lưu. Nó còn bao gồm bộ lọc ngăn méo hài, có thể phản hồi lại nguồn điện của bộ biến tần. Các bộ biến tần cũ thường yêu cầu bộ lọc riêng biệt để thực hiện quy trình này.

Thành phần máy biến tần - Bộ biến đổi 0 3

điều chế độ rộng xung

Transistor kiểu kép có cổng cách điện

Sóng PWM của máy biến tần 0 4

Hình vẽ bên phải cho thấy sóng được tạo ra bởi nghịch lưu của bộ biến tần PWM so với sóng sin xoay chiều thực tế. Đầu ra của nghịch lưu bao gồm nhiều xung vuông có độ cao cố định và độ rộng điều chỉnh được.

Trong trường hợp này, có ba nhóm xung – một nhóm rộng nằm giữa, và hai nhóm hẹp ở đầu và cuối của chu kỳ xoay chiều dương và âm.

Tổng diện tích của các xung bằng điện áp hiệu dụng của sóng sin thực tế. Nếu bạn cắt phần xung phía trên (hoặc dưới) của sóng thực tế và lấp đầy khoảng trống dưới đường cong, bạn sẽ thấy rằng chúng gần giống nhau. Trang cá cược Chính nhờ đó, bộ biến tần có thể kiểm soát điện áp của động cơ. Độ rộng của xung và khoảng trống giữa chúng quyết định tần số của sóng mà động cơ nhìn thấy (do đó gọi là PWM hay điều chế độ rộng xung). Nếu xung liên tục (không có khoảng trống), tần số vẫn đúng, nhưng điện áp sẽ lớn hơn rất nhiều so với sóng sin xoay chiều thực tế.

điện xoay chiều giả

Thực tế, không phải lúc nào bạn cũng cần điện xoay chiều để "cảm ứng" dòng điện trong rotor động cơ và từ trường tương ứng của nó? Vì điện xoay chiều luôn thay đổi hướng, nên tự nhiên nó gây ra hiện tượng cảm ứng. Trong khi đó, điện một chiều không gây ra cảm ứng nếu mạch đã được kích hoạt.

Tuy nhiên, nếu điện một chiều được bật và tắt, nó cũng có thể gây ra cảm ứng dòng điện. Đối với những người từng sử dụng hệ thống đánh lửa xe hơi (trước khi có hệ thống đánh lửa bán dẫn), trong bộ phân phối có một cặp điểm. Mục đích của các điểm này là truyền xung từ bình ắc quy đến cuộn dây (biến áp). Điều này tạo ra điện tích trong cuộn dây, sau đó tăng điện áp đủ để làm cháy bugi. bóng đá trực tiếp Hình vẽ bên dưới cho thấy xung một chiều rộng thực sự được tạo thành từ hàng trăm xung riêng lẻ, chuyển động bật/tắt của nghịch lưu cho phép xảy ra hiện tượng cảm ứng thông qua điện một chiều.

Điện áp hiệu dụng 0 5

Một yếu tố làm phức tạp cho điện xoay chiều là nó liên tục thay đổi điện áp, từ 0 đến một giá trị dương lớn, rồi trở lại 0, sau đó đến một giá trị âm lớn, rồi lại về 0. Làm thế nào để xác định điện áp thực tế được áp dụng vào mạch? Hình vẽ bên dưới là sóng sin 60Hz, 120V. Tuy nhiên, hãy chú ý rằng điện áp đỉnh của nó là 170V. Nếu điện áp thực tế là 170V, tại sao chúng ta lại gọi nó là sóng 120V?

Điện áp hiệu dụng là yếu tố làm phức tạp cho điện xoay chiều. Nó liên tục thay đổi điện áp, từ 0 đến một giá trị dương lớn, rồi trở lại 0, sau đó đến một giá trị âm lớn, rồi lại về 0. Làm thế nào để xác định điện áp thực tế được áp dụng vào mạch?

Hình vẽ bên dưới là sóng sin 60Hz, 120V. Tuy nhiên, hãy chú ý rằng điện áp đỉnh của nó là 170V. Nếu điện áp thực tế là 170V, tại sao chúng ta lại gọi nó là sóng 120V?

Trong một chu kỳ, nó bắt đầu từ 0V, tăng lên 170V, sau đó giảm trở lại 0. Tiếp tục giảm xuống -170, rồi lại tăng lên 0. Phần diện tích của hình chữ nhật có biên độ 120V bằng tổng diện tích của phần dương và âm của đường cong.

Vậy 120V là giá trị trung bình? Đúng, nếu bạn tính trung bình tất cả các giá trị điện áp trong toàn bộ chu kỳ, kết quả sẽ khoảng 108V, do đó không phải là câu trả lời. Vậy tại sao giá trị này được đo bởi VOM là 120V? Nó liên quan đến điện áp hiệu dụng mà chúng ta gọi là RMS.

Nếu bạn đo nhiệt lượng do dòng điện một chiều chạy qua điện trở tạo ra, bạn sẽ thấy rằng nó lớn hơn nhiệt lượng do dòng điện xoay chiều tương đương tạo ra. Lý do là vì điện xoay chiều không giữ nguyên giá trị trong suốt chu kỳ. Nếu trong phòng thí nghiệm, trong điều kiện kiểm soát, bạn phát hiện rằng một dòng điện một chiều nhất định tạo ra sự gia tăng nhiệt độ 100 độ, thì dòng điện xoay chiều tương đương sẽ tạo ra sự gia tăng nhiệt độ 70,7 độ hoặc 70,7% giá trị dòng điện một chiều.

Vì vậy, điện áp hiệu dụng của điện xoay chiều bằng 70,7% điện áp một chiều. Bạn cũng có thể thấy rằng điện áp hiệu dụng của điện xoay chiều bằng căn bậc hai của tổng bình phương các điện áp trong nửa chu kỳ. Nếu điện áp đỉnh là 1, và bạn đo các điện áp từ 0 độ đến 180 độ, thì điện áp hiệu dụng sẽ là 0,707 lần điện áp đỉnh. Điện áp đỉnh 170V nhân với 0,707 bằng 120V. Điện áp hiệu dụng này còn được gọi là điện áp RMS (Root Mean Square).

Do đó, điện áp đỉnh luôn bằng 1,414 lần điện áp hiệu dụng. Dòng điện xoay chiều 230V có điện áp đỉnh 325V, trong khi 460V có điện áp đỉnh 650V. Ngoài việc thay đổi tần số, bộ biến tần cũng thay đổi điện áp ngay cả khi điện áp không liên quan đến tốc độ của động cơ xoay chiều. Hình vẽ cho thấy hai sóng sin 460V. Sóng màu đỏ là 60Hz, sóng màu xanh là 50Hz. Cả hai đều có điện áp đỉnh 650V, nhưng sóng 50Hz rộng hơn nhiều. đăng ký jun88 Bạn có thể dễ dàng nhìn thấy rằng diện tích trong nửa đầu của sóng 50Hz (0–10ms) lớn hơn diện tích trong nửa đầu của sóng 60Hz (0–8,3ms). Và do diện tích dưới đường cong tỷ lệ thuận với điện áp hiệu dụng, điện áp hiệu dụng của nó cao hơn. Khi tần số giảm, sự gia tăng điện áp hiệu dụng càng rõ rệt hơn.

Nếu cho động cơ 460V hoạt động ở những điện áp cao hơn này, tuổi thọ của nó có thể giảm đáng kể. Do đó, bộ biến tần liên tục điều chỉnh "đỉnh" điện áp tương ứng với tần số để duy trì điện áp hiệu dụng ổn định. Tần số càng thấp, điện áp đỉnh càng thấp và ngược lại. Bây giờ bạn đã hiểu rõ hơn về nguyên lý hoạt động của bộ biến tần và cách nó kiểm soát tốc độ động cơ. Hầu hết các bộ biến tần cho phép người dùng cài đặt tốc độ động cơ thủ công bằng công tắc đa vị trí hoặc bàn phím, hoặc sử dụng cảm biến (áp lực, lưu lượng, nhiệt độ, mực nước...) để tự động hóa quy trình.