Biến Áp Biến Tần Biến Tốc

Làm nghề Điều khiển và Tự động hóa, đặc biệt là trong ĐiệnCơ, ai cũng quan tâm đến mấy cái biến này. Đó là những phép biến đổi của Năng lượng. Tại sao lại phải lưu tâm đến chúng? Tại vì, mọi sự biến đổi của năng lượng là nói đến công suất, đến lực, mômen, dòng điện - Nó sẽ liên quan đến cấu tạo của bộ biến đổi, đến động cơ, và chính là kích thước dây, đến cách điện, đến phát nóng, đến chịu va đập và phá hoại v.v… Đó chính là hiệu quả, hiệu suất,...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Biến Áp Biến Tần Biến TốcBiến Áp Biến Tần Biến TốcLàm nghề Điều khiển và Tự động hóa, đặc biệt là trong Điện-Cơ, ai cũng quan tâm đến mấy cái biến này. Đó là nhữngphép biến đổi của Năng lượng. Tại sao lại phải lưu tâm đếnchúng? Tại vì, mọi sự biến đổi của năng lượng là nói đếncông suất, đến lực, mômen, dòng điện - Nó sẽ liên quan đếncấu tạo của bộ biến đổi, đến động cơ, và chính là kích thướcdây, đến cách điện, đến phát nóng, đến chịu va đập và pháhoại v.v… Đó chính là hiệu quả, hiệu suất, tuổi thọ và antoàn tin cậy...Nếu ai không muốn biết đến chúng thì xin đừng nói là theonghề ấy! Tôi cũng phải nói vậy tại vì từ chiêm nghiệm nghềnghiệp, nhiều “dị nhân” đã không nhận ra điều đó, nên họ đãcoi đóng cắt mạch hàng trăm ampes hàng ngàn volt là chuyệnvặt không đáng quan tâm; họ coi một vi mạch mạnh nào đócó thể khiến cho đoàn tàu tăng tốc hoặc giảm tốc, cho một lònung thép nào đó nóng lên tùy ý. Vì đáng kính thật, các vimạch ngày nay đã giúp người ta làm được nhiều thứ!Có thể những dòng dưới đây, các anh/chị đọc được và cho làấu trĩ. Thì tôi cảm ơn. Vì các Vị đã thấy đủ tầm quan trọngcủa chúng hay ngược lại?... Nhưng thôi, chúng ta cần nhắc lạiđôi điều cho cẩn thận trước khi muốn điều khiển chúng.Điều chung nhất là ta phải đi từ định luật bảo toàn nănglượng. Bảo toàn công suất từ đầu vào cho đến đầu ra.Trước hết nói về biến ápTa có biến áp xoay chiều và biến áp (BA) một chiều. Vềnguyên tắc, chúng có khác nhau. Ở BA xoay chiều; với mụctiêu là để có một điện áp thứ cấp khác đi, người ta dùng luậtbiến đổi điện – từ. Chuyển điện năng từ cuộn dây sơ cấp sangthứ cấp qua cảm ứng từ. Nếu chỉ vì mục tiêu ấy thì chỉ cầncho sự khác nhau về số vòng dây quấn là xong. Biến áp tựngẫu thỏa mãn cho ta điều này và áp ra muốn bao nhiêu cũngcó. Nhưng chớ lạm dụng: công suất ra thì khác nhau đấy nếukích thước dây của tự ngẫu không đổi từ đầu đến cuối dâyquấn. Nói như vậy để khẳng định rằng: biến áp kiểu này, chocông suất ra tỷ lệ theo điện áp ra.Nếu dùng BA có công suất ra cũng như công suất vào thìphải là loại có dây quấn sơ/thứ riêng. Tiết diện dây tỷ lệngược với điện áp ra yêu cầu. Quá đơn giản!Với cách tư duy đơn giản như vậy, ta đi đến biến áp mộtchiềuPhép biến đổi điện áp chỉ có được bằng cách xoay chiều,hoặc ngày nay thì dùng phép điều chế bề rộng xung (ta haygọi là PWM). Kể cả chỉnh lưu điều khiển. Với loại biến đổinày, các dụng cụ chuyển mạch đóng vai trò quyết định chocông suất ra. Thuở trước, để có những điện áp cao dùng chocác bộ nguồn như hồng ngoại trong các phương tiện chiếnđấu ban đêm chẳng hạn, người ta đã phải dùng các rơle rungđể biến một chiều thành xoay chiều, sau đó dùng biến ápnâng áp rồi chỉnh lưu trở lại để có được điện áp cao hơn.Nguồn ăc-quy 12V, có thể tạo điện áp một chiều hàng nghìnvolt. Ngày nay, việc đóng cắt tạo xoay chiều đã có cáctransisto chuyển mạch. Áp và dòng trên nó sẽ quyết địnhcông suất ra của bộ thiết bị.Cũng bằng phép tương tự là đóng cắt, nhưng nếu điều chếđược tỷ lệ giữa thời gian đóng và thời gian cắt thì điện áp rachỉ thấp hơn điện áp vào – Đó là bộ PWM. Còn điều chỉnhgóc mở van cho điện áp xoay chiều cũng có được bộ nguồnmột chiều. Công suất (cả cos phi) cũng phụ thuộc vào điện ápra.Biến tần sẽ được hiểu theo quan niệm công suất thì thể nàođây? Biến tần có thể qua máy điện hoặc qua bộ biến đổi bándẫn. Ngày xưa, để có dòng điện lớn xoay chiều tần số caodùng cho tôi, cho nấu- luyện thép, giải pháp duy nhất là quamáy điện. Đó là cách biến đổi năng lượng kiểu điện-cơ-điện.Công suất của thiết bị phụ thuộc vào các động cơ và máyphát. Nói như vậy thì ta cũng đã hiểu ngay rằng, áp và dòngra phụ thuộc kích thước dây quấn (tất nhiên rất phụ thuộc vàotần số vì nó quyết định tổng trở xoay chiều). Lúc này, do tầnsố khác nhau mà đặc tính công tác của máy điện sẽ biến đổiđi rất nhiều. Có khi rơi vào vùng phi tuyến hoặc bảo hòa, cựcđoan là không làm việc được. Ở một số truyền động điệncông suất nhỏ đòi hỏi tốc độ quay cực cao (dùng cho dao cắtxén chẳng hạn), phương pháp dùng động cơ điện lồng sóc vớibiến tần là rất hiệu quả. Lúc đó tần số sẽ được nâng cao nhưmong muốn. Nói vậy thôi, cũng có ngưỡng của nó – và đócũng là lời nhắc cho những ai đang muốn điều khiển chúng.Ta sẽ nói nhiều hơn về loại truyền động điện này. Tất nhiên,biến tần ngày nay không còn qua dụng cụ điện từ nữa mà làqua điện tử . Khả năng chế tạo những bộ biến đổi tần số códải rộng, ngày nay không còn khó khăn gì. Nối vào động cơ ,trục quay có thể từ lờ đờ cho đến khi cao vút. Nhưng côngsuất ra trên trục mô-tơ sẽ ra sao đây? Đừng vội nghĩ và nóingay từ con số định mức ghi trên nhãn máy. Vậy, muốn biếtkhả năng cho công suất ra của hệ thống thì ta cũng cần biếtphương pháp điều khiển chúng là thế nào đã. Luật tươngthích động cơ với tải đã dạy chúng ta rằng, khi làm việc ởnhững tần số khác nhau, tùy theo tính chất của tải hoặ ...