Biến tần là gì, nguyên lý hoạt động và ứng dụng trong thực tế

Biến tần là thiết bị (chính xác là bảng mạch điện tử) có khả năng biến đổi tần số của dòng điện (thường là 50Hz) để làm thay đổi tốc độ quay của thiết bị điện mà không phải thay đổi số cặp cực.Trong các thiết bị điện gia dụng như điều hòa, máy giặt, tủ lạnh, tủ đông…đều có sử dụng công nghệ này. Homecare sẽ phân tích cơ bản biến tần là gì để độc giả hiểu rõ hơn.

Biến tần là gì ? Theo đúng ý nghĩa của khái niệm này, biến tần là mạch biến đổi tần số dòng điện, còn vì sao phải biến đổi tần số thì dưới đây chúng ta sẽ tìm hiểu rõ hơn. Dòng điện sử dụng trong dân dụng thường được đo lường bởi các thông số như hiệu điện thế V, cường độ dòng điện A và tần số F, trong đó F là số dao động trong một đơn vị thời gian của dòng điện, giá trị tần số thường là 50Hz hoặc 60Hz theo từng khu vực sử dụng, tại việt nam sử dụng dòng điện có tần số 50Hz. 

Tại sao lại sử dụng dòng điện có tần số cố định 50Hz, bởi nếu tần số tăng hay giảm sẽ làm ảnh hưởng tới vấn đề truyền tải điện năng đi xa, chính vì vậy tần số 50hz và 60hz được lựa chọn cố định bởi được chứng minh là hiệu quả nhất. 

Tại sao phải sử dụng mạch biến tần, lợi ích là gì, tại sao các thiết bị điện máy hiện đại lại luôn có gắn mác INVERTER ?

Điều hòa inverter, tủ lạnh inver, máy giặt inverter, tủ đông inverter….luôn có giá cao hơn các thiết bị non-inverter trên thị trường, tại sao, sử dụng biến tần chính là phương pháp để thay đổi vô cấp tốc độ quay của motor điện trong máy nén. Thay đổi tốc độ quay cũng là thay đổi tốc độ làm lạnh của thiết bị.

Đối với các thiết bị có sử dụng motor điện như máy nén điều hòa, tốc độ quay của motor sẽ quyết định tới tốc độ nén gas từ thể khí sang thể lỏng, tức là quyết định tới tốc độ lưu thông của môi chất lạnh trong đường ống. Gas lưu thông càng nhanh thì tốc độ làm lạnh cũng càng nhanh, đối với điều hòa cơ thông thường (non-inverter) thì tốc độ quay của máy nén là cố định, do vậy cách thức hoạt động chính là chạy – nghỉ kết hợp liên tục để làm lạnh, còn với điều hòa inverter thì máy nén hoạt động liên tục nhưng thay đổi tốc độ nén để duy trì khả năng làm lạnh sao cho nhiệt độ trong phòng là ổn định nhất.

Như chúng ta đã biết, cách tính tốc độ quay của motor điện theo công thức N = 60xF/P, trong đó N là tốc độ, F là tần số, P là số cặp cực. Với các motor bình thường, để thay đổi tốc độ thì phải sử dụng nhiều cặp cực trên stator, thường P = 1-2-3-4, nhiều quá sẽ làm cho motor phức tạp, tốn kém, quá nóng….Do đó tốc độ quay chỉ có một số mức cố định, khó thay đổi theo vô cấp. 

Để thay đổi vô cấp tốc độ, tức là muốn tốc độ ở bao nhiêu cũng được (tất nhiên trong một giới hạn nào đó) thì cần phải thay đổi tần số dòng điện F. Khi số cặp cực P cố định là 1, thì tốc độ N chỉ còn phụ thuộc vào F, khi F = 50Hz thì tốc độ quay là 3000 rpm (vòng/phút), F thay đổi từ 0-50 thì tốc độ cũng thay đổi từ 0 tới 3000 rpm, đó chính là lợi ích của việc sử dụng biến tần.

Dùng biến tần có tiết kiệm điện không ?

Ngoài khả năng duy trì tốc độ quay ổn định và liên tục để làm lạnh ổn định, không quá nóng và không quá lạnh, công nghệ inverter cũng giúp thiết bị tiết kiệm điện khá nhiều. Duy trì tốc độ quay của máy nén ở tốc độ thấp để duy trì độ lạnh ổn định, khi đó sử dụng mức công suất ổn định 30-40% liên tục sẽ tốt hơn là sử dụng công suất 100% mỗi khi hoạt động. Ngoài ra, sử dụng biến tần giúp cho thiết bị bền bỉ hơn, hoạt động êm ái hơn….

Như vậy với các thông tin (có phần hơi rườm rà) trên thì độc giả cũng đã hiểu thêm biến tần là gì, lợi ích và vì sao phải sử dụng biến tần cho các thiết bị có sử dụng motor điện. Bạn có vấn đề gì cần xử lý, hãy liên hệ Homecare để được trợ giúp, cảm ơn các Bạn đã tham khảo thông tin.