Trong những năm gần đây, ngày càng nhiều sản phẩm điện tử được tiêu thụ có sử dụng chữ “máy biến tần” (Inverter) trong tên sản phẩm.
Ví dụ, ngày nay phần lớn máy điều hòa không khí đều là loại ” điều hòa không khí biến tần”:
Mày điều hòa không khí hoạt động để điều chỉnh nhiệt độ bằng nguồn điện từ một động cơ để tuần hoàn mát lạnh.
Tuy nhiên, máy điều hòa không khí không thể được xem là hữu ích nếu chỉ có thể hoạt động với hai chế độ là hoạt động hết công suất hoặc tắt hoàn toàn.
Bạn có thể cài đặt một máy điều hòa không khí ở nhiệt độ mong muốn nếu bạn có thể điều khiển linh hoạt tốc độ quay của động cơ.
Tóm lại máy biến tần được sử dụng trong kiểu tình huống này là một thiết bị cho phép bạn tự do và lien tục thay đổi một cách hiệu quả tốc độ quay của động cơ.
Đối với các máy biến tần được sử dụng trong công nghiệp, dạng động cơ phổ biến được sử dụng là động cơ lồng sóc (cảm ứng) ba pha.
(Dưới đây, kiểu động cơn này sẽ được nhắc đến dưới dạng động cơ 3 pha hoặc đơn giản là động cơ nhằm đơn giản hóa sự việc).
Các máy biến tần thay đổi tần số nguồn điện được cấp cho động cơ.
- Tốc độ quay đồng bộ = (120 X tần số nguồn điện) / Số điện cự
- Số điện cực được xác định theo cấu hình động cơ. Ví dụ như 4P có nghĩa là động cơ 4 cặp cực.
- Độ trượt (S) : trong quá trình hoạt động độ trượt định mức thường trong khoảng từ 0,03 đến 0,05, khi động cơ dừng S tương đương với 1.
Tốc độ quay của động cơ thường được xác định theo tần số nguồn điện được truyền vào động cơ và số lượng cực mà động cơ có.
Số lượng cực của động cơ không thể thay đổi linh hoạt hay liên tục. Nói cách khác, mặc dù tần cố nguồn điện do công ty điện lực ấn định (ở Nhật bản là 50Hz hoặc 60Hz), bạn vẫn có thể thay đổi tốc độ quay của động cơ nếu bạn có thể điều chỉnh tần só truyền tới động cơ.
Máy biến tần là một thiết bị được xây dựng nhằm mục đích tạo ta khả năng tự điều chỉnh tần số
Các đặc tính cơ bản của động cơ lồng sóc (động cơ không đồng bộ)
Hiểu rõ được tính của động cơ mà bạn cần phải điều khiển là vô cùng quan trọng để có thể sử dụng máy biến tần phù hợp.
Chúng ta có một bản miêu tả tổng quát về các đặc tính cơ bản của máy biến tần dưới đây để giúp bạn hiểu rõ hơn về hoạt động của máy biến tần.
1. Tốc độ quay – đặc tính mô men xoắn/dòng điện
Các đặc tính cơ bản của động cơ không đồng bộ bao gồm: đặc tính mô men xoắn / tốc độ quay và đặc tính dòng điện
Mô men xoắn động cơ và dòng điện thay đổi như trong biển đồ dưới đây sau khi nguồn điện được bật để khởi động động cơ à tăng tốc à đạt tới tốc độ nhất định.
Mô men xoắn động cơ và dòng điện thay đổi như trong biển đồ dưới đây :
Sau khi nguồn điện được bật để khởi động động cơ → tăng tốc → đạt tới tốc độ nhất định.
Dòng điện ở mức cao nhất khi động cơ khởi động và bắt đầu giảm khi tăng tốc độ quay. Mô men xoắn tăng lên khi tốc độ quay tăng nhưng bắt đầu giảm xuống ngay khi tốc độ quay vượt quá một giá trị nhất định. Hoạt động ở tốc độ bình thường sẽ bắt đầu tại thời điểm có mô men xoắn chịu tải và mô men do động cơ tạo ra bằng nhau.
2. Tốc độ quay của động cơ được xác định không chỉ do mô men xoắn chịu tải mà còn do số lượng cực trong động cơ quyết định cũng như do tần số của nguồn điện được dung.
Đặt dưới dạng phương trình cho thấy biểu thức sau:
3. Mô men định mức của động cơ.
Mô men xoắn được định nghĩa là số đo lực được tạo ra khiến động cơ quay.
Đơn vị tiêu chuẩn cho lực đối với chuyển động tuyển tính là Newton, với lý hiệu N. Tuy nhiên do động cơ quay quanh một trục, lực được tạo ra không phải chuyển tuyến tính mà từ chuyển động xoay, vì thế mô men xoắn được biễu diễn theo đơn vị Newton*mét (N.m).
Mô men xoắn định mức của động cơ có thể được tính toán bằng công thức được trình bày dưới đây.
4. Độ trượt.
Khi có tải, tốc độ quay của động cơ thay đổi từ (giảm xuống thấp hơn) tốc độ quay đồng bộ.
Độ trượt chỉ ra giá trị của sự thay đổi trong tốc độ quay của động cơ từ tốc độ quay đồng bộ đó.
Độ trượt đạt 100% tại thời điểm khởi động (khi tốc độ quay bằng 0)(độ trượt thường thể hiện rõ khi bằng 1)
Độ trượt ở mức một vài phần trăm khi tần số được tăng từ từ bằng máy biến tần (còn được gọi là tần số khởi động).
Độ trượt thường ở trong khoảng 3-5% trong khi động cơ hoạt động với mô men xoắn bình thường.
Độ trượt tăng lên khi mô men xoắn có tải tăng lên (quá tải) khiến dòng điện động cơ cũng tăng lên.
Độ trượt về số âm khi tốc độ quay vượt quá tốc độ đồng bộ (N>N0).
.