Cấu tạo biến tần VFD (Variable Frequency Drive)

 

Cấu Tạo Biến Tần VFD (Variable Frequency Drive)

Biến tần VFD (Variable Frequency Drive) là thiết bị dùng để điều khiển tốc độ và mô-men xoắn của động cơ điện xoay chiều (AC motor) bằng cách thay đổi tần số và điện áp cấp cho động cơ. Đây là thiết bị quan trọng trong hệ thống tự động hóa công nghiệp.

Biến tần gồm 3 khối chính:

1. Bộ chỉnh lưu (Rectifier)

• Chuyển đổi điện áp xoay chiều (AC) từ nguồn lưới điện sang điện một chiều (DC).
  
  

• Sử dụng diode (chỉnh lưu không điều khiển) hoặc thyristor (chỉnh lưu có điều khiển).
  
  

• Đầu ra là dòng điện DC có gợn sóng.
  
  

Ví dụ: Nguồn điện 3 pha 380V AC → DC khoảng 540V

2. Mạch lọc (DC Link – Intermediate Circuit)

Là bộ lọc tụ điện (capacitor) và cuộn cảm (inductor) giúp:

• Làm phẳng điện áp DC.
  
  

• Giảm nhiễu, loại bỏ gợn sóng từ bộ chỉnh lưu.
  
  

• Tích trữ năng lượng để cấp cho khối nghịch lưu.
  
  

 Đảm bảo điện áp DC ổn định trước khi biến đổi sang AC ở tần số tùy chỉnh.

3. Bộ nghịch lưu (Inverter)

• Biến đổi dòng điện một chiều (DC) → xoay chiều (AC) với tần số và điện áp thay đổi được.
  
  

• Sử dụng các IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) hoặc MOSFET để đóng ngắt theo chu kỳ.
  
  

• Điều chế điện áp bằng PWM (Pulse Width Modulation).
  
  

Tần số đầu ra có thể điều chỉnh từ 0 đến vài trăm Hz tùy ứng dụng.

4. Thành Phần Phụ Trợ Khác

Bộ điều khiển (Control Unit)

• Vi xử lý hoặc vi điều khiển để điều khiển các linh kiện bán dẫn.
  
  

• Lập trình các thông số như tần số, điện áp, chế độ điều khiển động cơ (V/f, vector,...).
  
  

• Giao tiếp người dùng qua màn hình HMI, keypad hoặc giao tiếp RS485, Modbus,...
  
  

Mạch bảo vệ

• Bảo vệ quá áp, thấp áp, quá dòng, quá nhiệt, ngắn mạch...
  
  

• Đảm bảo an toàn cho biến tần và động cơ.
  
  

Bộ phanh (Braking Unit)

Xả năng lượng dư thừa khi động cơ hãm hoặc dừng nhanh (qua điện trở phanh).

Cấu tạo của biến tần VFD gồm 3 phần chính: bộ chỉnh lưu (AC → DC), mạch trung gian (lọc DC) và bộ nghịch lưu (DC → AC) với sự điều khiển của vi xử lý. Đây là thiết bị then chốt giúp tiết kiệm năng lượng và điều khiển hiệu quả trong sản xuất hiện đại.

Tham khảo:

PLC là gì? Nguyên lý làm việc và lời khuyên khi lựa chọn

Robot AGV kéo hàng cho nhà máy sản xuất bao bì