Biến tần điều biến độ rộng xung (biến tần PWM) đã thay thế các phiên bản biến tần cũ hơn và có nhiều ứng dụng. Thực tế chúng được sử dụng trong các mạch điện tử công suất. Các biến tần dựa trên công nghệ PWM sở hữu MOSFET trong giai đoạn chuyển mạch của đầu ra. Hầu hết các biến tần hiện có sẵn công nghệ PWM này và có khả năng tạo ra điện áp xoay chiều cho các cường độ và tần số khác nhau. Có nhiều mạch bảo vệ và điều khiển trong các loại biến tần này. Việc triển khai công nghệ PWM trong biến tần làm cho nó phù hợp và lý tưởng cho các tải khác nhau được kết nối.
Biến tần PWM là gì?
Một biến tần có chức năng phụ thuộc vào điều chế độ rộng xung công nghệ được gọi là biến tần PWM. Chúng có khả năng duy trì điện áp đầu ra là điện áp danh định tùy thuộc vào quốc gia bất kể loại tải được kết nối. Điều này có thể đạt được bằng cách thay đổi độ rộng tần số chuyển mạch ở bộ dao động.
Sơ đồ mạch biến tần PWM
Sơ đồ mạch của biến tần PWM được cho trong sơ đồ dưới đây
Sơ đồ mạch biến tần PWM
Có nhiều mạch khác nhau được sử dụng trong bộ biến tần PWM. Một số trong số họ được liệt kê dưới đây
Mạch cảm biến dòng sạc pin
Mục đích của mạch này là để cảm nhận dòng điện được sử dụng để sạc pin và duy trì nó ở giá trị định mức. Điều quan trọng là tránh dao động để bảo vệ tuổi thọ của pin.
Mạch cảm biến điện áp pin
Mạch này được sử dụng để cảm nhận điện áp cần thiết để sạc pin khi pin cạn kiệt và bắt đầu sạc pin nhỏ giọt sau khi được sạc đầy.
Mạch cảm biến nguồn AC
Mạch này là để cảm nhận sự sẵn có của nguồn AC . Nếu nó có sẵn thì biến tần sẽ ở trạng thái sạc và trong trường hợp không có điện, biến tần sẽ ở chế độ pin.
Mạch khởi động mềm
Nó được sử dụng để trì hoãn việc sạc từ 8 đến 10 giây sau khi có nguồn lại. Nó là để bảo vệ MOSFETs khỏi dòng điện cao. Điều này cũng được gọi là độ trễ chính.
Thay đổi qua mạch
Dựa trên nguồn điện có sẵn, mạch này sẽ chuyển hoạt động của biến tần giữa pin và chế độ sạc.
Tắt mạch
Mạch này để giám sát chặt chẽ biến tần và tắt nó bất cứ khi nào có bất thường phát sinh.
Mạch điều khiển PWM
Để điều chỉnh điện áp ở đầu ra, bộ điều khiển này được sử dụng. Mạch cần thực hiện các hoạt động PWM được tích hợp trong IC và những thứ này có trong mạch này.
Mạch sạc pin
Quá trình sạc pin trong biến tần được điều khiển bởi mạch này. Đầu ra được tạo ra bởi mạch cảm ứng của nguồn điện và mạch cảm biến của pin là đầu vào cho mạch này.
Mạch dao động
Mạch này được kết hợp với IC của PWM. Nó được sử dụng để tạo ra các tần số chuyển mạch.
Mạch điều khiển
Đầu ra của biến tần được điều khiển bởi mạch này dựa trên tín hiệu chuyển mạch của tần số được tạo ra. Nó tương tự như của mạch tiền khuếch đại.
Phần đầu ra
Phần đầu ra này bao gồm một thiết lập máy biến áp và nó được sử dụng để truyền tải.
Nguyên tắc làm việc
Thiết kế biến tần bao gồm các cấu trúc liên kết khác nhau của mạch nguồn và các phương pháp điều khiển điện áp. Phần tập trung nhất của biến tần là dạng sóng của nó được tạo ra ở đầu ra. Với mục đích lọc các cuộn cảm dạng sóng và các tụ điện được sử dụng. Để giảm sóng hài từ đầu ra bộ lọc thông thấp được sử dụng.
Nếu biến tần sở hữu một giá trị cố định của tần số đầu ra các bộ lọc cộng hưởng được sử dụng. Đối với các tần số có thể điều chỉnh ở đầu ra, các bộ lọc được điều chỉnh trên giá trị lớn nhất của tần số cơ bản. Công nghệ PWM thay đổi các đặc tính của sóng vuông. Các xung được sử dụng để chuyển mạch được điều chế và điều chỉnh trước khi nó cung cấp cho tải được kết nối. Khi không có yêu cầu về điều khiển điện áp chiều rộng cố định của xung được sử dụng.
Các loại biến tần & dạng sóng PWM
Kỹ thuật PWM trong một biến tần bao gồm hai tín hiệu. Một tín hiệu là để tham khảo và tín hiệu kia sẽ là sóng mang. Xung cần thiết để chuyển đổi chế độ của biến tần có thể được tạo ra bằng cách so sánh giữa hai tín hiệu đó. Có nhiều kỹ thuật PWM khác nhau.
Điều chế độ rộng xung đơn (SPWM)
Đối với mỗi nửa chu kỳ, chỉ có một xung khả dụng để điều khiển kỹ thuật. Tín hiệu sóng vuông sẽ là tham chiếu và sóng tam giác sẽ là sóng mang. Xung cổng được tạo ra sẽ là kết quả của việc so sánh sóng mang và các tín hiệu tham chiếu. Sóng hài cao hơn là nhược điểm lớn của kỹ thuật này.
Điều chế độ rộng xung đơn
Điều chế độ rộng nhiều xung (MPWM)
Kỹ thuật MPWM được sử dụng để khắc phục nhược điểm của SPWM. Thay vì một xung đơn, nhiều xung được sử dụng cho mỗi nửa chu kỳ của điện áp ở đầu ra. Tần số ở đầu ra được điều khiển bằng cách điều khiển tần số của sóng mang.
Điều chế độ rộng nhiều xung
Điều chế độ rộng xung hình sin
Trong loại kỹ thuật PWM này, thay vì sóng vuông, sóng sin được sử dụng làm tham chiếu và sóng mang sẽ là sóng tam giác. Sóng sin sẽ là đầu ra và giá trị điện áp RMS của nó được điều khiển bởi chỉ số điều chế.
Điều chế độ rộng xung hình sin
Điều chế độ rộng xung hình sin đã sửa đổi
Sóng mang được áp dụng cho khoảng thời gian 60 độ đầu tiên và cuối cùng trong mỗi nửa chu kỳ. Sửa đổi này được giới thiệu để cải thiện các đặc tính sóng hài. Nó làm giảm tổn thất do chuyển mạch và tăng thành phần cơ bản.
Điều chế độ rộng xung hình sin đã sửa đổi
Các ứng dụng
Thông thường nhất, bộ biến tần PWM được sử dụng trong các bộ truyền động xoay chiều tốc độ, nơi tốc độ của bộ biến tần phụ thuộc vào sự thay đổi tần số của điện áp đặt vào. Chủ yếu các mạch trong điện tử công suất có thể được điều khiển bằng cách sử dụng tín hiệu PWM. Để tạo ra các tín hiệu ở dạng tương tự từ các thiết bị kỹ thuật số như vi điều khiển , kỹ thuật PWM có lợi. Hơn nữa, có nhiều ứng dụng khác nhau mà công nghệ PWM được sử dụng trong các mạch khác nhau.
Vì vậy, đây là tất cả về tổng quan về biến tần PWM, các loại, cách làm việc và ứng dụng của chúng. Bạn có thể mô tả cách công nghệ PWM được sử dụng trong viễn thông không?
