Vị trí của bạn:
Theo tôi biết, kể từ khi động cơ cảm ứng tự động xuất hiện, hình thức máy phát điện xoay chiều đã tồn tại ở chế độ biến tần. Thay đổi tốc độ quay của máy phát điện và thay đổi tần số đầu ra của nó. 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 giảm tần số đầu ra chứ không phải điện áp, nên sự thay đổi tần số bị giới hạn.
Vì vậy, chúng ta hãy xem xét các thành phần của bộ biến tần và tìm hiểu cách chúng hoạt động cùng nhau để thay đổi tần số và tốc độ động cơ.
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 dạng sóng thành DC. Việc xử lý DC dễ dàng hơn để tạo ra tín hiệu giống như AC. Tất cả các thành phần của bộ biến tần đều bao gồm một thiết bị gọi là bộ chỉnh lưu hoặc bộ chuyển đổi, như được thể hiện trong hình dưới đây:
Bộ chỉnh lưu biến tần chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều, hoạt động tương tự như bộ sạc pin hoặc máy hàn hồ quang. Nó sử dụng cầu diode để giới hạn sóng sin xoay chiều chỉ đi theo một hướng. Kết quả là sóng sin đã được chỉnh lưu được mạch DC nhận diện như sóng DC địa phương. Bộ biến tần ba pha chấp nhận ba pha điện xoay chiều độc lập và chuyển đổi chúng thành một đầu ra DC duy nhất.
Hầu hết các bộ biến tần ba pha cũng có thể chấp nhận nguồn điện đơn pha (230V hoặc 460V), nhưng do chỉ có hai nhánh đầu vào, công suất đầu ra (HP) của bộ biến tần sẽ giảm xuống vì dòng điện DC được tạo ra giảm theo tỷ lệ. Trong khi đó, bộ biến tần đơn pha thực thụ (bộ biến tần điều khiển động cơ đơn pha) sử dụng đầu vào đơn 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 so với các thành phần đếm đơn pha vì hai lý do. Thứ nhất, chúng có phạm vi công suất rộng hơn. Thứ hai, động cơ đơn pha thường cần can thiệp bên ngoài để bắt đầu quay.
Thành phần bộ biến tần - Điện áp một chiều 0
2
Thành phần "bus DC" (như minh họa trong hình) không phải lúc nào cũng xuất hiện trong mọi bộ biến tần 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. Bus DC sử dụng tụ điện và cuộn cảm để lọc nhiễu xoay chiều khỏi điện áp DC sau khi được chuyển đổi, trước khi đi vào phần biến đổi. Nó còn bao gồm bộ lọc chống méo hài, có thể phản hồi lại nguồn điện của bộ biến tần. roulette Các bộ biến tần cũ thường cần bộ lọc đường dây riêng biệt để thực hiện quy trình này.
điều chế độ rộng xung
Transistor JFET cách điện
Sóng PWM của bộ biến tần 0
4
Hình dưới đây minh họa sóng được tạo ra bởi bộ biến tần PWM so với sóng sin xoay chiều thực tế. Đầu ra của bộ biến tần bao gồm một chuỗi các xung vuông có chiều cao cố định và độ rộng điều chỉnh được.
Trong trường hợp này, có ba nhóm xung - giữa là một nhóm rộng, và ở đầu và cuối của chu kỳ AC, có một nhóm hẹp.
Tổng diện tích của các xung bằng điện áp hiệu dụng của sóng sin AC thực tế. Nếu bạn cắt phần xung phía trên (hoặc dưới) của sóng AC thực tế và lấp đầy khoảng trống dưới đường cong, bạn sẽ thấy rằng chúng gần như khớp nhau. Chính nhờ vậy mà bộ biến tần có thể kiểm soát điện áp của động cơ. kết quả trực tuyến Độ rộng của xung và tổng độ rộng của khoảng trống giữa chúng quyết định tần số của sóng mà động cơ nhìn thấy (do đó 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 AC thực tế.
Dựa trên điện áp và tần số yêu cầu, bộ biến tần sẽ thay đổi độ cao, độ rộng của xung và cả khoảng trống giữa chúng. Một số người có thể thắc mắc làm thế nào mà "AC giả" (thực chất là DC) có thể chạy động cơ cảm ứng AC.
Thật vậy, liệu có cần phải có AC để "cảm ứng" dòng điện trong rotor động cơ và từ trường tương ứng không? Vì AC thay đổi liên tục hướng đi nên nó tự nhiên gây ra cảm ứng. Trong khi đó, DC không gây cảm ứng vì một khi mạch được kích hoạt, nó sẽ hoạt động bình thường.
Tuy nhiên, nếu DC được bật và tắt, nó cũng có thể gây ra cảm ứng. Đối với những người đã từng dùng hệ thống đánh lửa xe hơi (trước khi có hệ thống đánh lửa rắn), trong bộ phân phối có một cặp điểm. Mục đích của các điểm này là truyền xung từ pin đến cuộn dây (biến áp). Điều này cảm ứng điện tích trong cuộn dây, sau đó nâng cao điện áp đủ để tạo tia lửa ở bugi. Hình dưới đây cho thấy xung DC rộng thực chất được tạo thành từ hàng trăm xung đơn lẻ, chuyển động bật/tắt của bộ biến đổi cho phép xảy ra cảm ứng qua DC.
Điện áp hiệu dụng 0
5
Một yếu tố làm phức tạp dòng điện xoay chiều là nó liên tục thay đổi điện áp, từ 0 đến một giá trị dương lớn, sau đó trở lại 0, rồi đến một giá trị âm lớn, và cuối cùng quay lại 0. Làm thế nào để xác định điện áp thực sự được áp dụng vào mạch? Hình dưới đây là sóng sin 60Hz, 120V. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng điện áp đỉnh của nó là 170V. Nếu điện áp thực sự là 170V, thì tại sao chúng ta lại gọi đây là sóng 120V?
Điện áp hiệu dụng là yếu tố làm phức tạp dòng điện xoay chiều. Dòng điện này liên tục thay đổi điện áp, từ 0 đến một giá trị dương lớn, sau đó quay lại 0, rồi đến một giá trị âm lớn, và cuối cùng quay lại 0. Làm thế nào để xác định điện áp thực sự được áp dụng vào mạch?
Hình dưới đây là sóng sin 60Hz, 120V. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng điện áp đỉnh của nó là 170V. Nếu điện áp thực sự là 170V, thì tại sao chúng ta lại gọi đây 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 tăng trở lại 0. Diện tích của hình chữ nhật nằm trên đường cong 120V bằng tổng diện tích của phần dương và phần âm của đường cong.
Vậy 120V là giá trị trung bình? Tốt, 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 thể là câu trả lời. Vậy tại sao giá trị đo được bởi VOM lại là 120V? Nó liên quan đến điện áp hiệu dụng mà chúng ta nói đến.
Nếu bạn đo nhiệt lượng do dòng điện một chiều tạo ra khi chạy qua điện trở, bạn sẽ thấy rằng nó lớn hơn nhiệt lượng do dòng điện xoay chiều tương đương tạo ra. Điều này là do AC không giữ nguyên giá trị trong suốt chu kỳ. Nếu trong phòng thí nghiệm, trong điều kiện kiểm soát, bạn phát hiện ra rằng một dòng điện một chiều cụ thể 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.
Do đó, giá trị hiệu dụng của AC bằng 70,7% của DC. Bạn cũng có thể thấy rằng điện áp hiệu dụng của AC bằng căn bậc hai của tổng bình phương điện áp trong nửa chu kỳ đầu tiên. Nếu điện áp đỉnh là 1 và bạn muốn đo điện áp tại các điểm từ 0 độ đến 180 độ, thì điện áp hiệu dụng sẽ bằng 0,707 lần điện áp đỉnh. Điện áp đỉnh 170 nhân với 0,707 bằng 120V. Giá trị 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. 88vin shop Dòng điện 230V AC có điện áp đỉnh là 325V, trong khi 460V có điện áp đỉnh là 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 AC. Hình vẽ dưới đây cho thấy hai sóng sin 460V AC. Đường đỏ là sóng 60Hz, đường xanh là sóng 50Hz. Cả hai đều có điện áp đỉnh là 650V, nhưng sóng 50Hz rộng hơn nhiều. Bạn có thể dễ dàng nhìn thấy rằng diện tích trong nửa đầu của đường 50Hz (0 - 10ms) lớn hơn diện tích trong nửa đầu của đường 60Hz (0 - 8,3ms). Hơn nữa, do diện tích dưới đường cong tỷ lệ thuận với điện áp hiệu dụng, điện áp hiệu dụng của sóng 50Hz cao hơn. Khi tần số giảm, điện áp hiệu dụng tăng mạnh hơn.
Nếu cho động cơ 460V hoạt động ở điện áp cao hơn này, tuổi thọ của nó có thể giảm đáng kể. Do đó, bộ biến tần liên tục điều chỉnh điện áp "đỉnh" tương ứng với tần số để duy trì điện áp hiệu dụng ổn định. Tần số càng thấp, điện áp đỉnh càng giảm, và ngược lại. Bây giờ bạn nên hiểu rõ hơn về cách bộ biến tần hoạt động và làm thế nào để kiểm soát tốc độ động cơ. Hầu hết các bộ biến tần cho phép người dùng cài đặt tốc độ động cơ thủ công thông qua công tắc đa vị trí hoặc bàn phím, hoặc sử dụng cảm biến (áp suất, lưu lượng, nhiệt độ, mực nước, v.v.) để tự động hóa quy trình.
