Mạch biến tần là trái tim của biến tần điện , chịu trách nhiệm chuyển đổi nguồn DC (dòng điện một chiều) thành nguồn AC (dòng điện xoay chiều). Hiểu cách thức hoạt động của mạch biến tần là rất quan trọng để nắm bắt được chức năng của bộ biến tần.
Các thành phần của mạch biến tần:
Transitor:
Transitor là thiết bị bán dẫn đóng vai trò là công tắc điện tử trong mạch biến tần. Chúng chịu trách nhiệm chuyển đổi điện áp đầu vào DC thành dạng sóng DC dao động hoặc điều biến. Bộ biến tần sử dụng Transistor hiệu ứng trường bán dẫn oxit kim loại (MOSFET) hoặc Transistor lưỡng cực có cổng cách điện (IGBT) làm thành phần chuyển mạch.
Các bóng bán dẫn bật và tắt nhanh chóng, tạo ra tín hiệu điều chế độ rộng xung (PWM) luân phiên giữa trạng thái cao và thấp, mô phỏng sự chuyển đổi giữa các chu kỳ dương và âm của dạng sóng AC.
Điều chế độ rộng xung (PWM):
PWM là một kỹ thuật điều khiển được sử dụng trong mạch biến tần để điều chỉnh độ rộng của các xung điện áp do bóng bán dẫn tạo ra. Bằng cách thay đổi độ rộng của xung, biến tần có thể điều khiển cả biên độ và tần số của dạng sóng đầu ra AC.
Ví dụ: để tạo ra đầu ra AC 60 Hz từ đầu vào DC, bộ biến tần có thể điều chỉnh độ rộng của xung tương ứng. Xung rộng hơn tạo ra điện áp cao hơn, trong khi xung hẹp hơn tạo ra điện áp thấp hơn.
Máy biến áp (Tùy chọn):
Trong một số bộ biến tần nguồn, đặc biệt là những bộ biến tần được thiết kế cho mức công suất cao, có thể có một máy biến áp trong mạch biến tần. Máy biến áp được sử dụng để tăng hoặc giảm điện áp theo yêu cầu để phù hợp với điện áp đầu ra AC mong muốn.
Máy biến áp giúp cách ly giữa đầu vào và đầu ra và đảm bảo điện áp xoay chiều ở mức mong muốn. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các bộ biến tần sử dụng trong các ứng dụng nối lưới.
Thành phần lọc:
Các thành phần lọc như tụ điện và cuộn cảm được sử dụng để làm mịn dạng sóng DC dao động do bóng bán dẫn tạo ra. Chúng giúp giảm sóng hài và nhiễu ở đầu ra AC, mang lại dạng sóng sạch hơn và ổn định hơn.
Tụ điện lưu trữ năng lượng và giải phóng năng lượng khi điện áp sụt giảm, trong khi cuộn cảm chống lại sự thay đổi dòng điện, giúp duy trì đầu ra ổn định.
Hoạt động của mạch biến tần:
Chuyển đổi DC sang AC:
Mạch biến tần hoạt động bằng cách bật và tắt nhanh chóng các bóng bán dẫn theo dạng sóng đầu ra mong muốn. Khi bật bóng bán dẫn, nó cho phép dòng điện chạy qua nó, tạo ra nửa chu kỳ dương của dạng sóng AC. Khi nó tắt, dòng điện bị gián đoạn, tạo ra nửa chu kỳ âm.
Bằng cách kiểm soát chính xác thời gian và khoảng thời gian của các sự kiện chuyển mạch này, bộ biến tần tạo ra dạng sóng gần giống với sóng hình sin đối với bộ biến tần sóng hình sin thuần túy hoặc sóng vuông được sửa đổi cho bộ biến tần sóng hình sin được sửa đổi.
Kiểm soát tần số và biên độ:
Bộ vi điều khiển hoặc mạch điều khiển của mạch biến tần điều chỉnh tần số và biên độ đầu ra bằng cách điều chỉnh độ rộng và tần số của các xung do bóng bán dẫn tạo ra. Điều khiển này cho phép biến tần tạo ra điện áp và tần số đầu ra tương thích với yêu cầu của tải được kết nối.
Một số bộ biến tần tiên tiến cũng có thể đồng bộ hóa tần số đầu ra của chúng với tần số tham chiếu bên ngoài, chẳng hạn như tần số của lưới điện trong các ứng dụng nối lưới.
Giai đoạn đầu ra:
Sau khi điều chế xung điện và biến đổi điện áp (nếu có máy biến áp), dạng sóng AC được đưa đến phần đầu ra của bộ biến tần nguồn. Phần này thường bao gồm các thiết bị đầu cuối, ổ cắm hoặc ổ cắm đầu ra nơi bạn có thể kết nối các thiết bị cấp nguồn AC của mình.
Trước khi đạt đến các điểm đầu ra này, dạng sóng AC có thể đi qua các thành phần lọc bổ sung để cải thiện hơn nữa chất lượng và giảm độ méo.
Bảo vệ và giám sát:
Mạch biến tần thường bao gồm các tính năng bảo vệ để bảo vệ biến tần và các thiết bị được kết nối. Các cơ chế bảo vệ phổ biến bao gồm bảo vệ quá dòng, bảo vệ quá áp, bảo vệ ngắn mạch và bảo vệ nhiệt.
Cảm biến giám sát và mạch điều khiển liên tục theo dõi nhiệt độ, điện áp và mức dòng điện của biến tần, cho phép biến tần phản ứng với các điều kiện bất thường và tắt hoặc giảm công suất đầu ra nếu cần thiết để tránh hư hỏng.
● Công suất sóng hình sin thuần túy liên tục 800W và công suất đột biến 1600W
● Công suất sóng sin tinh khiết cực kỳ sạch. Với tổng độ méo sóng hài nhỏ hơn 3%.
