Là thành phần cốt lõi của hệ thống điện tử công suất hiện đại, biến tần điện có nhiệm vụ chuyển đổi dòng điện một chiều thành dòng điện xoay chiều, đảm bảo các loại tải đều có nguồn điện ổn định, tin cậy. Tuy nhiên, trong các ứng dụng thực tế, bộ biến tần thường gặp phải vấn đề rung động, không chỉ ảnh hưởng đến hoạt động bình thường mà còn có thể rút ngắn tuổi thọ sử dụng và thậm chí gây ra các mối nguy hiểm về an toàn.
Khi thảo luận về nguyên nhân gây rung động biến tần, chúng ta có thể phân tích từ nhiều góc độ, chủ yếu bao gồm các yếu tố điện từ, yếu tố cơ học, yếu tố điện và yếu tố môi trường.
yếu tố điện từ
Lực điện từ là một trong những nguyên nhân chính gây ra rung động biến tần. Biến tần tích hợp nhiều thành phần điện từ, chẳng hạn như cuộn cảm, máy biến áp và thiết bị chuyển mạch nguồn. Trong quá trình hoạt động, các bộ phận này sẽ tạo ra từ trường thay đổi, từ đó sẽ tạo ra tác dụng của lực điện từ. Khi lực điện từ không cân bằng hoặc quá lớn, biến tần sẽ rung. Ngoài ra, nhiễu điện từ (EMI) cũng có thể gây ra tín hiệu điều khiển biến tần bất thường, làm trầm trọng thêm vấn đề rung. Vì vậy, khi thiết kế biến tần cần xem xét đầy đủ khả năng tương thích điện từ (EMC) và bố trí hợp lý để giảm tác động của nhiễu điện từ.
Yếu tố cơ học
Chất lượng thiết kế, chế tạo và lắp đặt kết cấu cơ khí bên trong biến tần có tác động trực tiếp đến hiệu suất rung của nó. Ví dụ, độ rung và tiếng ồn do quạt làm mát, bộ tản nhiệt và các bộ phận khác tạo ra trong quá trình vận hành có thể trầm trọng hơn do thiết kế không hợp lý hoặc lắp đặt lỏng lẻo. Ngoài ra, các hư hỏng cơ học như lỏng các ốc vít, đai ốc bên trong biến tần và mòn vòng bi sẽ gây ra các vấn đề về rung động của thiết bị. Vì vậy, thiết kế cơ khí chính xác và tiêu chuẩn sản xuất nghiêm ngặt là chìa khóa để đảm bảo biến tần hoạt động ổn định.
yếu tố điện
Yếu tố điện cũng là nguyên nhân quan trọng gây ra vấn đề rung động của biến tần. Độ ổn định của nguồn điện đầu vào biến tần và sự cân bằng của điện áp ba pha có liên quan trực tiếp đến độ ổn định trong hoạt động của nó. Nếu nguồn điện đầu vào không ổn định hoặc điện áp không cân bằng thì trạng thái hoạt động của biến tần sẽ bị ảnh hưởng, gây rung lắc. Ngoài ra, tiếng ồn do các thiết bị chuyển mạch nguồn (chẳng hạn như bóng bán dẫn lưỡng cực có cổng cách điện, IGBT) bên trong biến tần tạo ra trong quá trình chuyển mạch tần số cao có thể được truyền đến vỏ biến tần thông qua mạch điện, gây rung động. Vì vậy, tối ưu hóa thiết kế điện và đảm bảo chất lượng nguồn điện là biện pháp quan trọng để giảm rung động.
Yếu tố môi trường
Không nên bỏ qua các yếu tố môi trường đối với vấn đề rung động của biến tần. Nếu nhiệt độ môi trường làm việc của biến tần quá cao hoặc quá thấp, hiệu suất của các bộ phận bên trong có thể bị suy giảm, gây ra hiện tượng rung. Ngoài ra, các nguồn rung ở môi trường bên ngoài, chẳng hạn như thiết bị cơ khí và xe cộ, cũng có thể gây ra kích thích bên ngoài lên biến tần, làm trầm trọng thêm độ rung của nó. Do đó, trong kịch bản ứng dụng của biến tần, việc lựa chọn hợp lý vị trí lắp đặt và điều kiện môi trường có thể giảm thiểu tác động của rung động bên ngoài lên thiết bị một cách hiệu quả.