Trên thị trường ngày nay, có 3 loại Biến tần cơ bản:
Truyền động Vôn/Hz (Mạch Hở)
Truyền động Véc-tơ không cảm biến (Mạch Hở)
Truyền động Véc-tơ có phản hồi (Mạch Kín)
Hai loại đầu tiên được gọi là Mạch Hở do chúng cung cấp điện cho động cơ, nhưng không có cách nào xác minh rằng các động cơ thực sự đang chạy ở tốc độ mong muốn.
Điều này Chấp nhận được cho các ứng dụng không yêu cầu điều khiển vị trí chính xác hoặc điều chỉnh tốc độ lớn.
Loại cuối cùng là thiết bị Mạch Kín có nghĩa là nó có
khả năng chấp nhận tín hiệu từ thiết bị phản hồi
giám sát tốc độ và/hoặc vị trí của động cơ. Ví dụ:
nếu tín hiệu phản hồi cho thấy rằng tốc độ quá thấp hoặc quá cao, Biến tần có thể điều chỉnh đầu ra của nó để khắc phục lỗi.
Truyền động V/Hz
Truyền động Vôn trên Hertz
Hertz
Tần số của Dòng Xoay chiều được đo bằng Chu kỳ trên Giây, còn gọi là hertz.
-chẳng hạn 50Hz. = 50 chu kỳ trên giây
Đây là các bộ truyền động phổ biến sử dụng “bảng tìm kiếm” để xuất ra điện áp cụ thể phụ thuộc vào tần số đầu ra.
Điều này có nghĩa là sẽ có điện áp và tần số định trước trên toàn bộ phạm vi tín hiệu tốc độ.
Điện áp và tần số biến thiên cùng nhau, thông thường từ
0 vôn và 0 Hertz, đến điện áp và tần số
tối đa. Việc tăng tốc độ từ không đến tối đa
thường rất tuyến tính.
Ví dụ: một bộ truyền động V/Hz có thể chạy với mức 240 vôn 50Hz ở tốc độ cực đại, nhưng chỉ 120 vôn 25Hz ở tốc độ bằng một nửa.
Phương pháp “bảng tìm kiếm” để điều khiển động cơ trong đó điện áp và tần số biến thiên cùng nhau là phương pháp rất đơn giản để điều khiển tốc độ. Điều chỉnh tốc độ khá tốt (lỗi 1-3%). Không cần có phản hồi nên các bộ truyền động V/Hz có khả năng kết nối cùng lúc nhiều động cơ.
Tuy nhiên, các bộ truyền động V/Hz có một số giới hạn về hiệu suất hoạt động. Các bộ truyền động này có hiệu suất động thấp khi tải mà chúng đang truyền động đột ngột thay đổi. Công suất quá tải giới hạn ở 150%, và chúng có mô-men xoắn khởi động giới hạn.
Bộ truyền động V/Hz là phù hợp nhất cho các ứng dụng phổ cập và mô-men xoắn biến thiên với tải thay đổi chậm và có thể dự đoán được.
Một số ví dụ là bơm ly tâm và quạt, băng chuyền, máy trộn, máy khuấy, máy rửa công nghiệp &
sấy công nghiệp và các tải động hạng nhẹ khác
Truyền động Véc-tơ không cảm biến (sensorless vector)
Truyền động Véc-tơ không cảm biến
Truyền động Véc-tơ không cảm biến có một bộ xử lý PWM(Điều biến Độ rộng Xung quá trình trong đó IGBT bật và tắt rất nhanh tạo ra điện áp một chiều giống sóng dạng sin xoay chiều cho động cơ) giám sát đầu ra dòng điện và điện áp tới động cơ, và điều chỉnh dạng sóng đầu ra để đạt được điều khiển tốc độ chặt chẽ hơn.
Mô-men xoắn khởi động cao ở tốc độ thấp (200% ở 0,5Hz) cho phép khởi động tải có lực quán tính cao. Thiết kế và thuật toán nâng cao cung cấp khả năng điều khiển về tốc độ bằng không, cộng với vận hành chính xác cho chu kỳ hoạt động và mô-men xoắn nhanh mà không cần phản hồi.
( lực quay hoặc xoắn dẫn đến hiện tượng xoay – trong Biến tần hoặc động cơ, mô-men xoắn tỷ lệ thuận với dòng điện )
Bằng cách sử dụng bộ vi xử lý và xử lý tín hiệu số, các bộ truyền động có thể nhận biết đặc điểm của động cơ trong khi chạy và tự điều chỉnh với động cơ.
Nhờ công nghệ này, điều chỉnh tốc độ được cải thiện lên còn <1% lỗi.
Có thể sử dụng truyền động véc-tơ không cảm biến với động cơ nam châm vĩnh cửu và động cơ tốc độ cao tối đa 1000Hz.
Truyền động Véc-tơ không cảm biến có thiết bị đầu vào tham chiếu tốc độ và mô-men xoắn riêng. Kết hợp điều này với khả năng mô-men khởi động cao sẽ cải thiện điều chỉnh tốc độ, tự điều chỉnh với động cơ và không cần phản hồi của động cơ.
Kết hợp này giúp Truyền động Véc-tơ không cảm biến thích hợp cho tất cả các ứng dụng phổ biến, các ứng dụng có mô-men xoắn biến thiên và có hiệu suất từ trung bình đến cao.
Tuy nhiên, các bộ truyền động này cũng có một số giới hạn chẳng hạn như hiệu suất động thấp khi tải đột ngột thay đổi. Chúng cũng thiếu khả năng giữ động cơ ở tốc độ bằng không và có thể khó khăn trong việc điều khiển mô-men xoắn vượt quá 2 lần tốc độ cơ bản. Kết nối nhiều động cơ sẽ tự động đưa bộ truyền động về chế độ vận hành V/Hz.
Các ứng dụng phổ biến cho Truyền động Véc-tơ không cảm biến là máy đúc ép, tời điện, máy tháo tời và dây chuyền công nghệ.
Truyền động Véc-tơ có Thiết bị Phản hồi
Bộ truyền động này hiện là loại Biến tần duy nhất có hiệu suất tương tự hoặc tương đương với Truyền động điện Một chiều.
Các bộ truyền động này giám sát đầu ra điện áp và dòng điện, cũng như phản hồi bộ mã hóa từ động cơ đối với điều khiển véc-tơ mạch kín.
Phản hồi này được dùng để điều chỉnh dạng sóng đầu ra để
đạt được điều khiển tốc độ chặt chẽ nhất.
Vì Truyền động Véc-tơ có thiết bị phản hồi có thể vận hành trong cấu hình mạch kín, nên chúng có thể đạt được
mô-men xoắn và hiệu suất vòng lặp tốc độ cực cao.
Các bộ truyền động này có điều chỉnh tốc độ tuyệt vời tới 0,01%, mô-men xoắn
tối đa ở tốc độ bằng không và phạm vi điều khiển tốc độ cực rộng.
Giới hạn của những bộ truyền động này là chúng yêu cầu thiết bị phản hồi và thẻ tùy chọn phản hồi bộ mã hóa cũng như chỉ dùng cho hoạt động của một động cơ. Có thể cần đến phần cứng tùy chọn bổ sung để tận dụng các tính năng khác của các bộ truyền động này.
Các bộ truyền động này phù hợp nhất cho các ứng dụng hiệu suất cao như trục quay và máy tiện, ứng dụng chuyển đổi, máy đúc ép và các ứng dụng phải dùng truyền động điện một chiều trước đó. Các bộ truyền động điện này đang có xu hướng tăng mạnh trong ngành vận chuyển vật liệu.
<Sưu tầm>