VFD (biến đổi tần) là gì?
VFD là từ viết lách tắt của “Variable Frequency Drive”, thông thường được gọi là biến đổi tần. VFD còn mang thể được gọi là bộ điều chỉnh loại xoay chiều (AC drive), bộ điều chỉnh tần số, bộ điều tốc, bộ điều chỉnh vận tốc (VSD – variable speed drive), bộ chuyển đổi tần số (VFI – variable frequency inverter),… Bất kể tên thường gọi nào, VFD là 1 trong những loại bộ điều khiển và tinh chỉnh nguyên nhân truyền động và điều khiển và tinh chỉnh nguyên nhân điện. VFD làm chủ vận tốc và mô-men xoắn của nguyên nhân để phục vụ yêu cầu của ứng dụng bằng phương pháp thay đổi tần số và Power điện áp. Tần số được links trực tiếp với RPM của nguyên nhân; tần số càng tốt, số RPM càng to.
Coi cụ thể những loại biến đổi tần: https://unatro.com/bien-tan
Kết cấu biến đổi tần VFD
Nhì tính năng chính của biến đổi tần là mang thể điều chỉnh vận tốc và năng lực phát động / ngừng mềm. Nhì tính năng này làm cho VFD trở thành một bộ điều khiển và tinh chỉnh mạnh mẽ và uy lực để điều khiển và tinh chỉnh nguyên nhân AC. VFD chủ yếu ớt gồm có tư phần: chỉnh lưu, links DC trung gian (DC Bus), nghịch lưu và mạch điều khiển và tinh chỉnh.
Chỉnh lưu
Nó đưa đổi Power AC được cấp từ Power điện lưới thành Power DC. Phần này mang thể là 1 trong những chiều hoặc nhì chiều dựa trên ứng dụng được dùng tựa như làm việc tư phần tư của nguyên nhân. Nó dùng điốt, SCR, transistor hoặc những trang bị đưa mainboard khác.
Nếu nó dùng điốt, Power DC Output đưa đổi ko điều khiển và tinh chỉnh được trong lúc dùng SCR, Power ra DC sẽ thay đổi lúc điều khiển và tinh chỉnh cổng. Cần tối thiểu sáu điốt để đưa đổi bố pha, vì như thế vậy bộ chỉnh lưu được xem như là bộ đưa đổi sáu xung.
DC Bus
Power DC từ phần chỉnh lưu được đưa vào phần links DC (DC Bus). Phần này gồm có tụ điện và cuộn cảm để làm phẳng những gợn sóng và tích trữ Power DC. Tác dụng chính của links DC là nhận, lưu trữ và hỗ trợ Power DC.
Nghịch lưu
Phần này (nghịch lưu – biến đổi tần – inverter) gồm có những trang bị đưa mainboard như transistor, thyristor, IGBT, v.v. Nó nhận Power DC từ DC Bus và đưa đổi thành AC và rồi được đưa tới nguyên nhân. Nó dùng những kỹ thuật điều chế như điều cơ chế mênh mông xung để thay đổi tần số Output để điều khiển và tinh chỉnh vận tốc của nguyên nhân.
Mạch điều khiển và tinh chỉnh
Nó gồm có một bộ vi xử lý và triển khai những công dụng không giống nhau như điều khiển và tinh chỉnh, thông số kỹ thuật setup, chú ý lỗi và thiết lập những giao thức truyền thông tiếp xúc. Nó nhận tín hiệu phản hồi từ nguyên nhân như tham chiếu vận tốc hiện nay và vì vậy điều chỉnh tỉ lệ điện áp trên tần số (V/Hz) để điều khiển và tinh chỉnh vận tốc nguyên nhân.
Nguyên tắc làm việc của biến đổi tần
Thời kỳ trước tiên biến đổi tần AC (VFD) vào vai trò là bộ đưa đổi (bộ chỉnh lưu). Bộ đưa đổi gồm có sáu điốt, tương tự như van một chiều được dùng trong khối hệ thống ống nước. Chúng cho phép loại điện chỉ chạy theo một chiều hướng; hướng được hiển thị theo như hình mũi tên trong hình tượng diode. Ví dụ, bất kỳ lúc nào điện áp pha A (điện áp tương tự như áp suất trong khối hệ thống ống nước) dương hơn điện áp pha B hoặc C, thì điốt đấy sẽ mở và cho phép loại điện chạy qua. Lúc pha B trở thành cởi mở dương hơn pha A, thì diode pha B sẽ mở và diode pha A sẽ đóng. Như vậy cũng đúng so với 3 điốt ở phía cởi mở âm của Bus. Vì thế, thu được sáu “xung” hiện nay lúc mỗi diode mở và đóng. Đây được gọi là “six-pulse VFD”, là thông số kỹ thuật tiêu chuẩn chỉnh cho những biến đổi tần hiện nay.
Giả sử rằng biến đổi tần đang làm việc trên khối hệ thống điện 480V. Định mức 480V là “rms” (root mean squared). Những cực to trên khối hệ thống 480V là 679V. Như các bạn mang thể thấy, bus VFD mang điện áp một chiều với gợn sóng xoay chiều. Điện áp chạy trong vòng từ 580V tới 680V.
Chúng ta mang thể loại trừ gợn sóng AC trên bus DC bằng phương pháp thêm một tụ điện. Tụ điện làm việc theo kiểu tương tự như một bể chứa hoặc bộ tích lũy trong khối hệ thống ống nước. Tụ điện này hấp thụ gợn sóng xoay chiều và hỗ trợ điện áp một chiều phẳng. Độ gợn sóng AC trên bus DC thông thường nhỏ hơn 3 Volts. Vì thế, điện áp trên bus DC trở thành “xấp xỉ” 650VDC. Điện áp thực tiễn sẽ tùy theo mức điện áp của loại AC cấp cho biến đổi tần, mức độ mất thăng bằng điện áp trên khối hệ thống điện, tải nguyên nhân, trở kháng của khối hệ thống điện và ngẫu nhiên cuộn kháng hoặc bộ lọc sóng hài nào trên biến đổi tần.
Bộ đưa đổi cầu diode đưa đổi AC-sang-DC (bộ chỉnh lưu). Bộ đưa đổi đưa đổi từ một chiều trở lại xoay chiều (bộ nghịch lưu), tuy rằng nhiên để phân biệt với bộ đưa đổi diode, nó thông thường được gọi là “inverter”. Nó sẽ trở thành phổ quát trong ngành lúc coi ngẫu nhiên bộ đưa đổi DC-sang-AC nào như một bộ biến đổi tần (inverter) thường xuyên AC drive.
Lúc chúng ta đóng 1 trong các những đưa mạch trên cùng trong bộ đưa đổi, pha đấy của nguyên nhân được connect với bus một chiều dương và điện áp trên pha đấy trở thành dương. Lúc chúng ta đóng 1 trong các những đưa mạch dưới cùng trong bộ đưa đổi, pha đấy được connect với bus một chiều âm và trở thành âm. Vì thế, chúng ta mang thể làm cho ngẫu nhiên pha nào trên nguyên nhân trở thành dương hoặc âm theo ý ham muốn và bởi vậy mang thể tạo ra ngẫu nhiên tần số nào nhưng chúng ta ham muốn. Vì như thế vậy, chúng ta mang thể làm cho ngẫu nhiên pha nào là cực dương, cực âm hoặc bằng ko.
Xem xét rằng Output từ VFD là dạng sóng “hình chữ nhật”. VFD ko tạo ra Output hình sin. Dạng sóng hình chữ nhật này sẽ ko phải là lựa tìm tốt cho những khối hệ thống điều khiển và tinh chỉnh chung, nhưng trọn vẹn thích hợp cho nguyên nhân.
Nếu chúng ta ham muốn hạn chế tần số nguyên nhân xuống 30 Hz, thì chúng ta Chỉ Cần đưa những transistor Output của biến đổi tần làm việc đủng đỉnh hơn. Nhưng, nếu chúng ta hạn chế tần số xuống 30 Hz, thì chúng ta cũng phải hạn chế điện áp xuống 240V để duy trì tỉ lệ V / Hz (coi phần trình diễn Lý thuyết điều khiển và tinh chỉnh Nguyên nhân bằng VFD để biết thêm về điều này). Làm thế nào chúng ta sẽ hạn chế điện áp nếu điện áp độc nhất nhưng chúng ta mang là 650VDC?
Đây được gọi là điều cơ chế mênh mông xung (PWM). Hãy tưởng tượng rằng chúng ta mang thể làm chủ áp suất trong đường nước bằng phương pháp bật và tắt van ở vận tốc cao. Tuy điều này sẽ ko thực tiễn cho những khối hệ thống ống nước, tuy rằng nhiên nó rất khả thi với VFD. Quan tâm rằng trong nửa chu kỳ trước tiên, điện áp BẬT 50% thời kì và TẮT 50% thời kì. Tương tự, điện áp tầm là 50% của 480V hoặc 240V. Bằng phương pháp tạo xung Output, chúng ta mang thể đạt được ngẫu nhiên điện áp tầm nào trên Output của VFD.
Ưu điểm lúc dùng biến đổi tần
1- Tránh mức hấp thụ tích điện và giá thành tích điện
Trong ngôi trường hợp ứng dụng ko cần chạy ở vận tốc cao nhất, các bạn mang thể giảm hạn chế giá thành tích điện bằng phương pháp điều khiển và tinh chỉnh nguyên nhân bằng VFD, cho phép các bạn điều chỉnh vận tốc của trang bị điều khiển và tinh chỉnh nguyên nhân với yêu cầu tải. Khối hệ thống nguyên nhân điện hấp thụ hơn 65% điện năng hấp thụ trong ngành công nghiệp thời buổi này. Tối ưu hóa khối hệ thống điều khiển và tinh chỉnh nguyên nhân với VFD mang thể hạn chế hấp thụ tích điện trong cơ sở tới 70%. Ngoài ra, dùng VFDs mang thể tăng lên unique thành phầm và hạn chế giá thành sản xuất. Những tiện dụng này lúc liên kết lại sẽ hoàn vốn tài trợ cho những VFD.
2- Tinh chỉnh và điều khiển nguyên nhân mềm và tác dụng
Vận hành vi cơ của các bạn ở vận tốc tác dụng nhất cho ứng dụng của các bạn mang thể hạn chế lỗi, bởi vậy tăng mức sản xuất và tăng lệch giá. Ví dụ, những VFD làm việc trơn tuột hơn cho phép băng tải và dây đai mang thể loại trừ sự việc rung lúc phát động, cho phép thông lượng tốt hơn.
3- Kéo dãn tuổi lâu trang bị và hạn chế duy trì
Đảm bảo làm chủ nguyên nhân tối ưu sẽ hỗ trợ trang bị làm việc lâu hơn và hạn chế thời kì chết do duy trì. Vì như thế VFD tối ưu hóa việc làm chủ tần số và điện áp của nguyên nhân, VFD hỗ trợ năng lực phòng vệ tốt hơn cho nguyên nhân của các bạn khỏi những vấn đề như quá tải nhiệt điện, phòng vệ pha, dưới điện áp, quá áp, v.v. Phát động tải bằng VFD phòng vệ nguyên nhân hoặc nguyên nhân tải từ “cú sốc tức thời” trên đường mở đầu; phát động trơn tuột hỗ trợ loại trừ mức độ mòn to của đai, bánh răng và ổ trục. Và tiện dụng xẻ sung là hạn chế và / hoặc loại trừ búa nước trải qua những chu kỳ tăng cường và hạn chế tốc mượt nhưng.
Phân loại biến đổi tần (VFD)
Kích thước
Tầng lớp thị ngôi trường VFD được phân thành năm phạm vi kích thước được xác định do công suất (KW hoặc HP) của VFD. Trong lúc nghiên cứu vớt thị ngôi trường toàn thị trường quốc tế về VFD gồm có những VFD siêu nhỏ, nhỏ và tầm trung, thì nghiên cứu vớt thị ngôi trường về VFD công suất cao gồm có VFD tầm trung, to và siêu to.
đa phần VFD mang dải công suất làm việc rất mênh mông. Ví dụ, một vài nhà sản xuất hỗ trợ một biến đổi thể của cùng một kiểu VFD làm việc từ dải tới cao. Những nhà sản xuất mang thể hỗ trợ một loạt những thành phầm được phân thành nhiều tầng lớp. Vì như thế những mẫu hình tương tự mang thể trải dài những phân đoạn kilowatt không giống nhau, Danang Discovery sẽ phân loại những VFD này vào một trong những phân đoạn yêu thích thống nhất của chúng để tách tính lặp lại.
Kích thước KW HP Siêu nhỏ < 5 < 6 Nhỏ 5 – 40 6 – 50 Khoảng 41 – 200 51 – 250 To 201 – 600 251 – 750 Rất to > 600 > 750
Cơ chế điều khiển và tinh chỉnh
Volts / Hertz (Hz), cơ chế điều khiển và tinh chỉnh nguyên nhân cổ điển, ngăn sự bão hòa từ ngôi trường của nguyên nhân bằng phương pháp duy trì tỉ lệ V / Hz ko đổi. Tại vận tốc thấp, điện áp thấp hỗ trợ loại điện từ hóa không nhiều hơn, dẫn tới mất mô-men xoắn. Một giới hạn khác là điều khiển và tinh chỉnh V / Hz ko đúng với sự thay đổi độ trượt thân rôto và stato với tần số và tải. Những nhà hỗ trợ những thành phầm truyền đạt điện cơ với biến đổi tần, thông thường hỗ trợ bánh răng và dây đai để phục vụ những yêu cầu về mô-men xoắn vận tốc thấp.
Những cơ chế điều khiển và tinh chỉnh xử lý được những giới hạn của điều khiển và tinh chỉnh V / Hz là điều khiển và tinh chỉnh vectơ từ thông vòng kín và điều khiển và tinh chỉnh vectơ ko cảm ứng vòng hở. Với ngày trước, một cảm ứng, ví dụ như bộ encoder trên trục nguyên nhân, hỗ trợ một thước đo độ trượt để làm chủ vận tốc. Với loại thứ nhì, cảm ứng loại điện tích hợp sẵn (ko mang cảm ứng phía ngoài) hỗ trợ thông tin để điều khiển và tinh chỉnh. Trong cả nhì ngôi trường hợp, VFD bù cho ý định loại điện từ hóa và trượt dựa trên mẫu hình ứng dụng nội bộ về đặc điểm của nguyên nhân, nhưng phản hồi là từ bộ encoder phía ngoài hoặc cảm ứng loại tích hợp. Những cơ chế này yêu cầu điều chỉnh những hiệu ứng, ví dụ như độ trễ thời kì của tải mang quán tính cao. Những VFD tự hoạt động điều chỉnh khắc phục yêu cầu này nhưng ko cần can thiệp thủ công.
Điện áp input
Điện áp input là Đặc điểm dễ dàng phân biệt của VFD vì như thế công suất được hỗ trợ thay đổi đáng nói theo điện áp. Vì thế, việc phân loại VFD theo điện áp trong nghiên cứu vớt này coi xét những phạm vi chính: 115V tới 240V, 380V tới 400V, 460V tới 480V và 560V tới 690V.
Thông số kỹ thuật Bus
VFD đưa đổi input AC thành DC để tạo ra điện áp và tần số Output quan trọng. So với những ứng dụng quan hệ tới một vài lượng to biến đổi tần (ví dụ như băng tải hoặc sản xuất sợi tổng hợp), mang những biến đổi tần được kiểu dáng cho một bộ Power DC to độc nhất, được xem như là Bus DC thường xuyên DC Bus. Như vậy làm hạn chế giá thành và dùng tích điện phanh tái tạo tốt hơn so sánh với truyền động độc lập. Việc phân đoạn này hỗ trợ làm rõ hơn về đồ dùng thị dùng thông số kỹ thuật bus.
Hartware, ứng dụng và dịch vụ
Tầng lớp thị ngôi trường VFD về Hartware (Hartware VFD và Hartware ngoại vi), ứng dụng và dịch vụ (gồm có những cung cấp dự án công trình và MRO / phụ tùng và dịch vụ khác) để khó khăn tốt hơn so sánh với những thành phầm khác trên thị ngôi trường. “Hartware VFD” là những VFD dưới dạng trang bị độc lập. Nó gồm có những tính năng và công dụng được lập trình trước, tương đương những tùy tìm mang thể lập trình.
đa phần nhà hỗ trợ ko bán VFD lập trình sẵn nhưng chỉ làm Hartware. Những thành phầm khác được bán ra với VFD được gọi là Hartware và phụ khiếu nại ngoại vi lúc trị giá của chúng nhỏ so sánh với trị giá của VFD. Hartware và phụ khiếu nại ngoại vi mang thể gồm có những thành phần khối hệ thống điều khiển và tinh chỉnh, vỏ, khối hệ thống cáp và những hạng mục, ví dụ như bộ lọc sóng hài ko mang trong biến đổi tần. Tuy rằng nhiên, Hartware và phụ khiếu nại ngoại vi ko gồm có những sản phẩm được bán riêng, ví dụ như trang bị đóng giảm, PAC, PLC, nguyên nhân hoặc những thành phần cơ khí, ví dụ như bánh răng, ly hợp và phanh.
Lúc người sử dụng dùng VFD, họ triệu tập vào tính năng then chốt, họ ngày càng tin tưởng vào những nhà hỗ trợ VFD mang hỗ trợ dịch vụ dính kèm. Ngoài những dịch vụ tập huấn, setup và vận hành, người sử dụng chờ mong trách nhiệm về Bảo Hành, bảo chăm sóc đơn nhất hoặc quản lý và vận hành key dự án công trình, kỹ thuật ứng dụng và tăng trưởng ứng dụng tùy chỉnh để điều chỉnh VFD theo ý định của riêng họ. Người tiêu dùng VFD cũng chờ mong những chương trình duy trì và upgrade do nhà hỗ trợ cung cấp để phòng vệ khoản tài trợ của họ.
Những thương hiệu sản xuất biến đổi tần VFD phổ quát
Những thương hiệu sản xuất, hỗ trợ biến đổi tần VFD được biết tới trên thị ngôi trường việt nam như:
- Đức: Siemens, Rexroth, Lenze
- Đan mạch: Danfoss
- Nhật phiên bản: Mitsubishi, Yaskawa, Fuji, Omron, Panasonic, Hitachi, Toshiba, Nidec
- Thụy sỹ: ABB
- Pháp: Schneider
- Mỹ: Allen Bradley (rockwell), Emerson, Parker, Sew-Eurodrive
- Israel: Unitronics
- Korea: LS
- Đài loan: Delta, Shihlin,
- Trung quốc: INVT, Kinco, Sinovo, Goodwe, Growatt, Sungrow, Inovance, Veichi, Gtake, Frecon, Vandamp;T, Powtran, Sinee, Delixi, Senlan, Enc, Zoncn, Sunfar, Sumo,..