Biến tần:

Biến tần là một thiết bị điện có chức năng chuyển đổi dòng điện một chiều (DC) thành dòng điện xoay chiều (AC). Biến tần được sử dụng cho nguồn điện dự phòng khẩn cấp trong gia đình. Bộ biến tần được sử dụng trong một số hệ thống máy bay để chuyển đổi một phần nguồn điện DC của máy bay thành AC. Nguồn AC được sử dụng chủ yếu cho các thiết bị điện như đèn, radar, radio, động cơ và các thiết bị khác.

Biến tần đa cấp:

Ngày nay, nhiều ứng dụng công nghiệp đã bắt đầu đòi hỏi năng lượng cao. Tuy nhiên, một số thiết bị trong các ngành công nghiệp yêu cầu công suất trung bình hoặc thấp để hoạt động. Sử dụng nguồn công suất cao cho tất cả các tải công nghiệp có thể có lợi cho một số động cơ yêu cầu công suất cao, trong khi nó có thể làm hỏng các tải khác. Một số ổ đĩa động cơ điện áp trung bình và các ứng dụng tiện ích yêu cầu điện áp trung bình. Biến tần đa cấp đã được giới thiệu từ năm 1975 như một giải pháp thay thế trong các tình huống điện áp cao và trung áp. Biến tần Multilevel giống như một biến tần và nó được sử dụng cho các ứng dụng công nghiệp như một sự thay thế trong các tình huống điện áp cao và trung áp.

Biến tần đa cấp

Mạch biến tần DC-AC chung

Sự cần thiết của bộ biến đổi đa cấp là cung cấp công suất đầu ra cao từ nguồn trung áp. Các nguồn như pin, siêu tụ điện, bảng điều khiển năng lượng mặt trời là nguồn điện áp trung bình. Bộ biến tần đa cấp bao gồm một số công tắc. Trong biến tần đa cấp, các góc sắp xếp của các công tắc là rất quan trọng.

Các loại biến tần đa cấp:

Biến tần đa cấp có ba loại.

Biến tần đa cấp kẹp diode
Biến tần đa cấp tụ bay
Biến tần đa cấp cầu H- Cascaded

Diode Kẹp Biến tần Đa cấp:

“dải lưỡng kim là gì ”

Khái niệm chính của bộ nghịch lưu này là sử dụng điốt và cung cấp nhiều mức điện áp qua các pha khác nhau cho các tụ điện mắc nối tiếp. Diode truyền một lượng điện áp hạn chế, do đó làm giảm căng thẳng cho các thiết bị điện khác. Điện áp đầu ra tối đa bằng một nửa điện áp DC đầu vào. Đó là nhược điểm chính của bộ nghịch lưu đa cấp kẹp diode. Vấn đề này có thể được giải quyết bằng cách tăng công tắc, điốt, tụ điện. Do các vấn đề cân bằng tụ điện, chúng được giới hạn ở ba cấp độ. Loại biến tần này mang lại hiệu quả cao vì tần số cơ bản được sử dụng cho tất cả các thiết bị chuyển mạch và nó là một phương pháp đơn giản của hệ thống truyền tải điện trở lại.

Ví dụ: Biến tần đa cấp kẹp diode 5 cấp, Biến tần đa cấp kẹp diode 9 cấp.

Bộ nghịch lưu đa cấp kẹp diode 5 cấp sử dụng công tắc, điốt sử dụng một tụ điện duy nhất, do đó điện áp đầu ra bằng một nửa DC đầu vào.
Biến tần đa cấp kẹp diode 9 cấp sử dụng công tắc, tụ điện diode gấp hai lần so với biến tần kẹp diode 5 cấp. Vì vậy đầu ra nhiều hơn đầu vào.

5- Biến tần đa cấp điốt được kẹp

Các ứng dụng của Biến tần đa cấp kẹp Diode:

Bù var tĩnh
Bộ truyền động động cơ tốc độ thay đổi
Kết nối hệ thống điện áp cao
Đường dây DC và AC cao áp

Tụ điện bay biến tần đa cấp:

Khái niệm chính của biến tần này là sử dụng tụ điện. Nó là một kết nối nối tiếp của các tế bào chuyển mạch kẹp tụ điện. Các tụ điện truyền lượng điện áp giới hạn cho các thiết bị điện. Trong bộ nghịch lưu này, các trạng thái chuyển mạch giống như trong bộ nghịch lưu kẹp diode. Không cần điốt kẹp trong loại biến tần đa cấp này. Đầu ra là một nửa điện áp DC đầu vào. Đó là một nhược điểm của biến tần đa cấp tụ điện bay. Nó cũng có dự phòng chuyển mạch trong pha để cân bằng các tụ điện bay. Nó có thể điều khiển cả dòng công suất phản kháng và hoạt động. Nhưng do chuyển mạch tần số cao, tổn thất chuyển mạch sẽ diễn ra.

EX: Biến tần đa cấp tụ bay 5 cấp, biến tần đa cấp tụ bay 9 cấp.

Biến tần này giống như biến tần đa diode kẹp
Trong biến tần này, chỉ có công tắc và tụ điện được sử dụng.

Biến tần đa cấp tụ điện bay 5 cấp

Các ứng dụng của biến tần đa cấp tụ điện bay

Điều khiển động cơ cảm ứng sử dụng mạch DTC (Điều khiển mô-men xoắn trực tiếp)
Tĩnh đã được tạo ra
Cả ứng dụng chuyển đổi AC-DC và DC-AC
Bộ chuyển đổi với khả năng biến dạng hài hòa
Bộ chỉnh lưu dòng điện hình sin

Biến tần đa cấp H-Bridge Cascaded:

Biến tần đa cấp H-cô dâu xếp tầng là sử dụng tụ điện và công tắc và yêu cầu số lượng linh kiện ít hơn ở mỗi cấp. Cấu trúc liên kết này bao gồm một loạt các ô chuyển đổi công suất và công suất có thể được mở rộng dễ dàng. Sự kết hợp của cặp tụ điện và bộ chuyển mạch được gọi là cầu H và cung cấp điện áp DC đầu vào riêng biệt cho mỗi cầu H. Nó bao gồm các tế bào cầu H và mỗi tế bào có thể cung cấp ba điện áp khác nhau như điện áp DC bằng 0, dương và âm. Một trong những ưu điểm của loại biến tần đa cấp là cần ít linh kiện hơn so với biến tần kẹp diode và biến tần tụ điện. Giá và trọng lượng của biến tần ít hơn so với hai biến tần. Có thể thực hiện chuyển mạch mềm bằng một số phương pháp chuyển mạch mới.

Biến tần nhiều tầng được sử dụng để loại bỏ biến áp cồng kềnh cần thiết trong trường hợp biến tần nhiều pha thông thường, điốt kẹp cần thiết trong trường hợp biến tần kẹp diode và tụ điện bay cần thiết trong trường hợp biến tần tụ điện bay. Nhưng chúng đòi hỏi một số lượng lớn các điện áp cô lập để cung cấp cho mỗi tế bào.

Ví dụ: 5- Biến tần đa cấp cầu H, 9- Biến tần đa cấp kẹp cầu H.

Biến tần này cũng giống như biến tần đa kẹp diode đó.

5- Biến tần đa cấp cầu H

Các ứng dụng của Biến tần đa tầng H-Bridge Cascaded

“cách động cơ bước hoạt động ”

Động cơ truyền động
Bộ lọc hoạt động
Ổ đĩa xe điện
Sử dụng nguồn điện DC
Bộ bù hệ số công suất
Quay lại hệ thống liên kết tần số trở lại
Giao thoa với các nguồn năng lượng tái tạo.

Ưu điểm của Biến tần Đa cấp:

Bộ chuyển đổi đa cấp có một số ưu điểm, đó là:

1. Điện áp chế độ chung:

Bộ biến tần đa cấp tạo ra điện áp ở chế độ chung, làm giảm căng thẳng của động cơ và không làm hỏng động cơ.

2. Đầu vào hiện tại:

Bộ biến tần đa cấp có thể tạo ra dòng điện đầu vào với độ méo thấp

3. Tần số chuyển mạch:

Biến tần đa cấp có thể hoạt động ở cả hai tần số chuyển mạch cơ bản là tần số chuyển mạch cao hơn và tần số chuyển mạch thấp hơn. Cần lưu ý rằng tần số chuyển mạch thấp hơn có nghĩa là tổn thất chuyển mạch thấp hơn và đạt được hiệu quả cao hơn.

4. Giảm méo hài:

Kỹ thuật loại bỏ sóng hài có chọn lọc cùng với cấu trúc liên kết đa cấp dẫn đến biến dạng hài tổng trở nên thấp ở dạng sóng đầu ra mà không cần sử dụng bất kỳ mạch lọc nào.

Tín dụng hình ảnh: