BIẾN TẦN - ỨNG DỤNG CƠ BẢN

Cấu trúc biến tần

Nguyên lý cơ bản làm việc của bộ biến tần cũng khá đơn giản. Đầu tiên, nguồn điện xoay chiều 1pha hay 3
 pha được chỉnh lưu và lọc thành nguồn 1 chiều bằng phẳng. Công đoạn này được thực hiện bởi bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện. Nhờ vậy, hệ số công suất cosphi của hệ biến tần đều có giá trị không phụ thuộc vào tải và
có giá trị ít nhất 0.96. Điện áp một chiều này được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng. Công đoạn này hiện nay được thực hiện thông qua hệ IGBT (transistor lưỡng cực có cổng cách ly) bằng phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM). Nhờ tiến bộ của công nghệ vi xử lý và công nghệ bán dẫn lực hiện nay, tần số chuyển mạch xung có thể lên tới dải tần số siêu âm nhằm giảm tiếng ồn cho động cơ và giảm tổn thất trên lõi sắt động cơ.

Hệ thống điện áp xoay chiều 3 pha ở đầu ra có thể thay đổi giá trị biên độ và tần số vô cấp tuỳ theo bộ điều khiển. Theo lý thuyết, giữa tần số và điện áp có một quy luật nhất định tuỳ theo chế độ điều khiển. Đối với tải có mô men không đổi, tỉ số điện áp - tần số là không đổi. Tuy vậy với tải bơm và quạt, quy luật này lại là hàm bậc 4. Điện áp là hàm bậc 4 của tần số. Điều này tạo ra đặc tính mô men là hàm bậc hai của tốc độ phù hợp với yêu cầu của tải bơm/quạt do bản thân mô men cũng lại là hàm bậc hai của điện áp.

Ngoài ra, biến tần ngày nay đã tích hợp rất nhiều kiểu điều khiển khác nhau phù hợp hầu hết các loại phụ tải khác nhau. Ngày nay biến tần có tích hợp cả bộ PID và thích hợp với nhiều chuẩn truyền thông khác nhau, rất phù hợp cho việc điều khiển và giám sát trong hệ thống SCADA.

Sự khác nhau giữa điều khiển động cơ bằng biến tần với việc đóng cắt trực tiếp

Điểm đặc biệt nhất của hệ truyền động biến tần - động cơ là bạn có thể điều chỉnh vô cấp tốc độ động cơ. Tức là thông qua việc điều chỉnh tần số bạn có thể điều chỉnh tốc độ động cơ thay đổi theo ý muốn trong một dải rộng.

Sử dụng bộ biến tần bán dẫn, cũng có nghĩa là bạn mặc nhiên được hưởng rất nhiều các tính năng thông minh, linh hoạt như là tự động nhận dạng động cơ; tính năng điều khiển thông qua mạng; có thể thiết lập được 16 cấp tốc độ; khống chế dòng khởi động động cơ giúp quá trình khởi động êm ái (mềm) nâng cao độ bền kết cấu cơ khí; giảm thiểu chi phí lắp đặt, bảo trì; tiết kiệm không gian lắp đặt; các chế độ tiết kiệm năng lượng,…

Bạn sẽ không còn những nỗi lo về việc không làm chủ, khống chế được năng lượng quá trình truyền động bởi vì từ nay bạn có thể kiểm soát được nó thông qua các chế độ bảo vệ quá tải, quá nhiệt, quá dòng, quá áp, thấp áp, lỗi mất pha, lệch pha,… của biến tần.

Đặc biệt, với những bộ biến tần có chế độ điều khiển “Sensorless Vector SLV” hoặc “Vector Control With Encoder Feedback”, bạn sẽ được hưởng nhiều tính năng cao cấp hơn hẳn, chúng sẽ cho bạn một dải điều chỉnh tốc độ rất rộng và mômen khởi động lớn, bằng 200% định mức hoặc lớn hơn; sự biến động vòng quay tại tốc độ thấp được giảm triệt để, giúp nâng cao sự ổn định và độ chính xác của quá trình làm việc; mômen làm việc lớn, đạt 150% mômen định mức ngay cả ở vùng tốc độ 0.

Nối mạng và truy cập từ xa

Khi thiết bị chẩn đoán, giám sát từ xa và kết nối mạng từ xa ngày càng phổ biến thì các giải pháp liên lạc cho biến tần trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Thế hệ biến tần mới cung cấp các giải pháp liên lạc tích hợp sẵn rất tiên tiến giúp người sử dụnglắp ráp các ứng dụng có mức độ tích hợp cao kết nối biến tần với quá trình sản xuất thông qua các mạng mở. Như vậy tiết kiệm được không gian panel so với giải pháp sử dụng card liên lạc tách biệt gắn bên ngoài biến tần
Cùng với môđun liên lạc bên trong cho phép kết nối trực tiếp với các mạng sàn máy chuẩn, thế hệ biến tần ngày nay còn có thể tích hợp thông suốt với mọi quá trình sản xuất. Bên cạnh đó còn có các bộ chuyển đổi RS232 hỗ trợ biến tần, cung cấp khả năng liên lạc trực tiếp tới PC. Với dải hỗ trợ rộng như vậy, người sử dụng có thể cài đặt, chẩn đoán, giám sát và phân tích hoạt động của toàn bộ quá trình. Khi nhiều biến tần kết nối trên cùng một mạng, người sử dụng có thể giám sát cũng như cấu hình toàn bộ biến tần từ một điểm.

            

Lợi ích của việc sử dụng biến tần

       Khi thiết bị chẩn đoán, giám sát từ xa và kết nối mạng từ xa ngày càng phổ biến thì các giải pháp liên lạc cho biến tần trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Thế hệ biến tần mới cung cấp các giải pháp liên lạc tích hợp sẵn rất tiên tiến giúp người sử dụnglắp ráp các ứng dụng có mức độ tích hợp cao kết nối biến tần với quá trình sản xuất thông qua các mạng mở. Như vậy tiết kiệm được không gian panel so với giải pháp sử dụng card liên lạc tách biệt gắn bên ngoài biến tần. Cùng với môđun liên lạc bên trong cho phép kết nối trực tiếp với các mạng sàn máy chuẩn, thế hệ biến tần ngày nay còn có thể tích hợp thông suốt với mọi quá trình sản xuất...

Biến tần ý nghĩ tới đầu tiên là một thiết bị tự động hóa, thiết bị này giống như một quyển từ điển đa năng nó điều khiển vô cấp tốc độ động cơ không tiếp điểm hiện đại nhất trên thế giới, mang trong mình những tiện ích vượt trội mà bất cứ người sử dụng nào cũng cảm thấy hài lòng. Đó là bộ biến tần bán dẫn, một phương tiện kết nối cả thế giới truyền động, đã và đang làm thay đổi cả một kiểu tư duy trong điều khiển truyền động điện và quản lý điện năng.

Theo PGS,TS. Lê Tòng - chuyên gia đầu ngành trong lĩnh vực truyền động Việt Nam đánh giá thì bộ biến tần có tỷ lệ tăng trưởng rất nhanh ở Việt Nam trong những năm gần đây, hứa hẹn một thị trường đầy tiềm năng.

Tiện ích sử dụng của biến tần
Điểm đặc biệt nhất của hệ truyền động biến tần - động cơ là bạn có thể điều chỉnh vô cấp tốc độ động cơ. Tức là thông qua việc điều chỉnh tần số và có thể điều chỉnh tốc độ động cơ thay đổi theo ý muốn trong một dải rộng.
Sử dụng biến tần, cũng có nghĩa là bạn mặc nhiên được hưởng rất nhiều các tính năng thông minh, linh hoạt như là tự động nhận dạng động cơ; tính năng điều khiển thông qua mạng; có thể thiết lập được 16 cấp tốc độ; khống chế dòng khởi động động cơ giúp quá trình khởi động êm ái (mềm) nâng cao độ bền kết cấu cơ khí; giảm thiểu chi phí lắp đặt, bảo trì; tiết kiệm không gian lắp đặt; các chế độ tiết kiệm năng lượng,…

Bạn sẽ không còn những nỗi lo về việc không làm chủ, khống chế được năng lượng quá trình truyền động bởi vì từ nay bạn có thể kiểm soát được nó thông qua các chế độ bảo vệ quá tải, quá nhiệt, quá dòng, quá áp, thấp áp, lỗi mất pha, lệch pha,… của biến tần.
Đặc biệt, với những bộ biến tần có chế độ điều khiển “Sensorless Vector SLV” hoặc “Vector Control With Encoder Feedback”, bạn sẽ được hưởng nhiều tính năng cao cấp hơn hẳn, chúng sẽ cho bạn một dải điều chỉnh tốc độ rất rộng và mômen khởi động lớn, bằng 200% định mức hoặc lớn hơn; sự biến động vòng quay tại tốc độ thấp được giảm triệt để, giúp nâng cao sự ổn định và độ chính xác của quá trình làm việc; mômen làm việc lớn, đạt 150% mômen định mức ngay cả ở vùng tốc độ 0.


Phạm vi sử dụng:

Các bộ biến tần bán dẫn dùng để khởi động và điều chỉnh tốc độ động cơ điện xoay chiều 3 pha rôto lồng sóc. Có nhiều kích cỡ công suất khác nhau phù hợp với từng loại công suất động cơ.

Tất cả các hãng biến tần hiện nay đều phát triển 2 dãy dòng sản phẩm khác nhau phù hợp với nhiều dạng ứng dụng khác nhau.


Một số điều lưu ý khi sử dụng biến tần:

+ Tùy theo ứng dụng mà bạn lựa chọn bộ biến tần cho phù hợp, theo cách đó bạn sẽ chỉ phải trả một chi phí thấp mà lại đảm bảo độ tin cậy làm việc.

+ Bên trong bộ biến tần là các linh kiện điện tử bán dẫn nên rất nhậy cảm với điều kiện môi trường, mà Việt Nam có khí hậu nóng ẩm nên khi lựa chọn bạn phải chắc chắn rằng bộ biến tần của mình đã được nhiệt đới hoá, phù hợp với môi trường khí hậu Việt Nam.

+ Bạn phải đảm bảo điều kiện môi trường lắp đặt như nhiệt độ, độ ẩm, vị trí.

Các bộ biến tần không thể làm việc ở ngoài trời, chúng cần được lắp đặt trong tủ có không gian rộng, thông gió tốt (tủ phải có quạt thông gió), vị trí đặt tủ là nơi khô ráo trong phòng có nhiệt độ nhỏ hơn 500oC, không có chất ăn mòn, khí gas, bụi bẩn, độ cao nhỏ hơn 1000m so với mặt nước biển.

+ Đọc kỹ hướng dẫn sử dụng, nếu không hiểu hoặc không chắc chắn thì không tự ý mắc nối hoặc thay đổi các tham số thiết đặt.

+ Nhờ các chuyên gia kỹ thuật của hãng cung cấp biến tần cho bạn hướng dẫn lắp đặt, cài đặt để có được chế độ vận hành tối ưu cho ứng dụng của bạn.

+ Khi biến tần báo lỗi hãy tra cứu mã lỗi trong tài liệu và tìm hiểu nguyên nhân gây lỗi, chỉ khi nào khắc phục được lỗi mới khởi động lại.

+ Mỗi bộ biến tần đều có một cuốn tài liệu tra cứu nhanh, bạn nên ghi chép chi tiết các thông số đã thay đổi và các lỗi mà bạn quan sát được vào cuốn tài liệu này, đây là các thông tin rất quan trọng cho các chuyên gia khi khắc phục sự cố cho bạn.

Cuối cùng, ngày nay bộ biến tần không còn là một thứ xa xỉ tốn kém chỉ dành cho những người có tiền, những tiện ích mà bộ biến tần mang lại cho bạn nhiều hơn rất nhiều so với chi phí bạn phải trả, nên bạn đừng ngần ngại đầu tư mua biến tần cho các hệ truyền động của bạn có thể ứng dụng được biến tần. Đó là một sự đầu tư đúng đắn, một chiến lược đầu tư tổng thể và dài hạn.

Hầu hết các loại biến tần hiện nay đều cung cấp cấu trúc phần cứng/điều khiển mở và linh hoạt kết hợp với nhiều lựa chọn fieldbus môđun mang lại nhiều lựa chọn cho nhà thiết kế và người sử dụng trong việc tích hợp biến tần với các loại máy móc và thiết bị khác.

Xét trên phương diện chức năng cơ bản thì biến tần AC dường như không khác mấy so với một thập kỷ trước. Chúng điều khiển tốc độ và mômen động cơ, bảo vệ động cơ, và cho phép người sử dụng điều chỉnh các thông số hoạt động như thời gian tăng giảm tốc. Tuy nhiên, nhờ vào bộ vi xử lý siêu nhỏ, biến tần ngày càng thông minh, dễ tương tác và trở thành phần không thể thiếu trong các hệ thống tự động hóa công nghiệp. Hầu hết các loại biến tần hiện nay đều cung cấp cấu trúc phần cứng/điều khiển mở và linh hoạt kết hợp với nhiều lựa chọn fieldbus môđun mang lại nhiều lựa chọn cho nhà thiết kế và người sử dụng trong việc tích hợp biến tần với các loại máy móc và thiết bị khác

Nối mạng và truy cập từ xa:

Khi thiết bị chẩn đoán, giám sát từ xa và kết nối mạng từ xa ngày càng phổ biến thì các giải pháp liên lạc cho biến tần trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Thế hệ biến tần mới cung cấp các giải pháp liên lạc tích hợp sẵn rất tiên tiến giúp người sử dụnglắp ráp các ứng dụng có mức độ tích hợp cao kết nối biến tần với quá trình sản xuất thông qua các mạng mở. Như vậy tiết kiệm được không gian panel so với giải pháp sử dụng card liên lạc tách biệt gắn bên ngoài biến tần.
Cùng với môđun liên lạc bên trong cho phép kết nối trực tiếp với các mạng sàn máy chuẩn, thế hệ biến tần ngày nay còn có thể tích hợp thông suốt với mọi quá trình sản xuất. Bên cạnh đó còn có các bộ chuyển đổi RS232 hỗ trợ biến tần, cung cấp khả năng liên lạc trực tiếp tới PC. Với dải hỗ trợ rộng như vậy, người sử dụng có thể cài đặt, chẩn đoán, giám sát và phân tích hoạt động của toàn bộ quá trình. Khi nhiều biến tần kết nối trên cùng một mạng, người sử dụng có thể giám sát cũng như cấu hình toàn bộ biến tần từ một điểm.

Lập trình thông minh:

Hệ điều hành thời gian thực nhúng trong các bộ biến tần ngày nay chạy trên các bộ vi xử lý mạnh mẽ với bộ nhớ flash hỗ trợ tải và lưu chương trình người sử dụng. Ngoài ra, còn có thư viện khối chức năng toàn diện, trong đó gồm: PID, filter, counter, timer, latch, và khối chức năng macro cấp độ cao như điều khiển độ dãn nở…
Biến tần AC được lập trình thông mình có thể tự động điều chỉnh tốc độ khi điện áp sụt và khôi phục khi điện áp trở lại bình thường. Với khả năng khởi động đồng bộ, biến tần tự động xác định tốc độ quay của động cơ trong thời gian sụt điện áp và điện áp trở lại bình thường.

Điều khiển phân tán:

Thế hệ biến tần thông minh mới mang lại cho người sử dụng giải pháp “PLC trong biến tần” hiệu quả mà không cần PLC hay bộ điều khiển độc lập khác. Modul điều khiển chứa đựng trí tuệ nhúng có thể lắp đặt vào biến tần và nó cung cấp nền tảng kinh tế cho nhân viên thiết kế hệ thống để viết ra những chương trình ứng dụng chuyên biệt, do vậy đạt được khả năng điều khiển peer-to-peer thời gian thực ở tốc độ cao.
Điều khiển phân tán kết hợp tiến bộ của công nghệ CPU nhúng tốc độ cao nhưng giá thành thấp tạo nên một hệ thống có khả năng mở rộng linh hoạt hơn với chi phí thấp hơn. Rất nhiều ứng dụng tự động hóa như dây chuyền xử lý dựa trên công nghệ web, vận chuyển hàng hóa và hệ thống băng chuyền… là môi trường lý tưởng cho kiểu điều khiển này.

Nguồn : ECC Cần Thơ

HỎI ĐÁP - Kinh nghiệm dùng biến tần

Biến tần chạy bình thường một lúc rồi dừng?

Trước hết kiểm tra xem đèn trạng thái “RUN” có còn sáng không? Nếu tắt thì có thể xảy ra những nguyên nhân sau:

- Tín hiệu lệnh chạy của biến tần bị ngắt (dây điều khiển bị đứt hoặc bị lỏng dây ở terminal điều khiển)
-  Biến tần báo lỗi, nếu có lỗi thì biến tần sẽ dừng, hiển thị lỗi và đèn “TRIP” sẽ sáng lên.
Cách khắc phục:
- Kiểm tra dây điều khiển lệnh chạy của biến tần, siết lại terminal điều khiển
- Tham khảo bảng mã lỗi để khắc phục
- Liên hệ nhà cung cấp để được hỗ trợ tốt nhất
Nếu đèn “RUN” vẫn còn sáng thì có thể do:
- Tốc độ chạy của biến tần bị giảm về 0
- Motor bị kẹt cơ khí hoặc bị hư hỏng
- Board điều khiển bị lỗi
Cách khắc phục:
- Tăng tốc độ chạy lên bằng cách vặn biến trở hoặc bấm giữ phím UP
- Kiểm tra dây biến trở
- Giải quyết kẹt cơ khí và motor
- Liên hệ nhà cung cấp motor

Biến tần tăng tốc không được khi có tải?

- Nguyên nhân của trường hợp này có thể do tải quá nặng hoặc tải bị kẹt cơ khí làm cho dòng điện ngõ ra tăng cao. Trong giải thuật điều khiển của biến tần nếu dòng điện ngõ ra tăng cao vượt định mức thì biến tần sẽ tự động giảm tần số ngõ ra. Ngoài ra, nên kiểm tra lại đấu nối motor và đặc tuyến V/F xem đã đúng hay chưa, vì đó có thể cũng là nguyên nhân gây nên dòng điện tăng cao khiến biến tần không thể tăng tốc được khi có tải.

Biến tần không hiển thị đèn sau khi cấp nguồn, tại sao?

Nguyên nhân của trường hợp này có thể là: Điện áp cung cấp cho biến tần không phù hợp, cầu chỉnh lưu bị hỏng, hoặc có thể do điện trở sạc tụ và nguồn switching bị hư hỏng. Bạn nên kiểm tra như sau:
+ Dùng đồng hồ đo giá trị điện áp nguồn cấp xem có phù hợp với điện áp định mức của biến tần hay không, nếu không thì hãy xử lý và cấp nguồn lại cho phù hợp.
+ Kiểm tra xem đèn ”CHARGE” có sáng hay không, nếu đèn tắt thì phần lớn là do lỗi ở cầu chỉnh lưu hoặc điện trở sạc tụ, còn nếu đèn sáng thì có thể do nguồn cấp switching có vấn đề, liên hệ nhà cung cấp để được hỗ trợ tốt nhất.

Tại sao biến tần hiển thị bình thường khi cấp nguồn nhưng lại nhảy CB khi chạy?

Thông thường là do các pha đầu ra của biến tần  bị ngắn mạch, bạn hãy kiểm tra kỹ và liên hệ với nhà cung cấp để được hỗ trợ tốt nhất. Kiển tra xem có bị lỗi chạm đất hay không, nếu có thì xử lý trước khi chạy biến tần. Nếu thỉnh thoảng bị ngắt và khoảng cách giữa biến tần và motor khá xa thì nên lắp thêm cuộn kháng AC ở ngõ ra của biến tần. Ngoài ra có thể do: CB có dòng định mức quá nhỏ, dây cáp nối biến tần và động cơ bị chạm pha, chạm đất hoặc motor bị hư hại.  Hãy giải quyết những lỗi này trước khi chạy lại.

Tại sao sau khi có lệnh chạy, biến tần chạy nhưng Motor lại không chạy?

Nguyên nhân có thể:

Ø  Tần số chạy = 0

Ø  Motor bị hư, tải quá nặng hoặc máy bị kẹt cơ khí

Ø  Biến tần mất pha ngõ ra hoặc không cân bằng pha ngõ ra

Ø  Dây cáp nối motor và biến tần bị đứt hoặc contactor (nếu có) nối biến tần và motor chưa đóng

Ø  Board điều khiển bị lỗi

Cách khắc phục:

Ø  Tăng tần số chạy cho biến tần

Ø  Khắc phục motor và giải quyết kẹt cơ khí trước khi chạy lại

Ø  Kiểm tra dây nối motor và biến tần

Ø  Liên hệ nhà cung cấp

Biến tần có thể tăng tốc được motor không?

- Biến tần có thể tăng tốc motor được.
Bởi vì biến tần có thể thay đổi được tần số (0Hz ~ 400Hz) và điện áp ngõ ra. Thường tần số định mức của motor thường là 50 Hz. Như vậy biến tần có thể tăng tốc 8 lần tốc độ định mức của motor.

Tại sao gắn biến tần motor chạy rất nóng?

-   Nguyên nhân
+ Thông số motor cài đặt không đúng
+ Đấu dây motor không đúng
+ Motor chạy ở tần số quá thấp (dưới 30 Hz)
-   Cách khắc phục
+ Xem kỹ thông số motor trên nhãn và cài đặt lại
+ Xem lại motor cách đấu dây motor và điện áp biến tần cung cấp cho motor có đúng không
+ Tăng tần số chạy của motor. Có thể tăng tỉ số truyền cơ khí…

Có thể khởi động và dừng biến tần bằng contactor (MC) không?

Biến tần có thể khởi động và dừng lại bằng cách sử dụng một khởi động từ (contactor)?

Câu trả lời

Một biến tần có thể được vận hành và dừng lại bằng cách sử dụng một khởi động từ ở phía nguồn vào, nhưng vì những lý do sau đây, không nên bặt tắt nguồn (ON và OFF) thường xuyên.

1- Nếu việc cấp nguồn lại một lần nữa trước khi điện trở nguội thì sẽ sinh ra một lượng nhiệt bất thường bơm vào điện trở.

2- Tuổi thọ của rơ le bị  giảm do dòng ngắn mạch khi khởi động.

3- Tuổi thọ của tụ điện bị giảm.

Một biến tần có thể sử dụng cho nhiều động cơ ?

Câu trả lời

Có. Cài đặt phải thõa mãn các điều kiện sau đây?

Dòng đầu ra của biến tần ≥ dòng định danh của động cơ × 1. 1 (Tại thời điểm hoạt động)

Kiểm tra xem dòng động cơ có nằm trong khả năng dòng quá tải lớn nhất của biến tần không?

Rơ le nhiệt không được sử dụng vì vậy phải cài đặt chế độ bảo vệ quá nhiệt cho động cơ.

Chúng tôi đang sử dụng một biến tần điều khiển tốc độ. Làm thế nào chúng ta có thể tính toán tốc độ quay của một động cơ không đồng bộ ?

Nói chung, tốc độ ( N) của một động cơ không đồng bộ được tính theo công thức sau đây:

N = ( 120f / P) × ( 1 - S) ( rpm)

f : Tần số
P:  Số cặp cực

S: hệ số trượt

Ví dụ:

Trường hợp f = 60 Hz, P = 4 cực, và S = 3% ,

N = ( ( 120 × 60) / 4) x ( 1 – 0 03) = 1, 746 ( rpm

SỬ DỤNG BIẾN TẦN NÂNG CAO HIỆU QUẢ HOẠT ĐỘNG CỦA BĂNG TẢI

Sử dụng biến tần trong băng tải đảm bảo vận hành tin cậy, giảm chi phí bảo dưỡng và tiết kiệm năng lượng tiêu thụ. Bài viết dưới đây của PEKKA PULKKI, ABB OY, Phần Lan sẽ đề cập chi tiết đến những lợi ích khi sử dụng biến tần.


Băng tải được sử dụng rộng rãi trong nhiều khâu của quá trình khai thác mỏ, thường dùng trong những điều kiện đòi hỏi khắt khe, với các sự cố thường gặp là băng tải có thể bị giãn, bị trượt hoặc bị đứt gãy. Băng tải hoạt động liên tục sẽ bị hao mòn, trở nên kém tin cậy và có thể bị sự cố. Với những ngành công nghiệp yêu cầu cao về sự liên tục trong hoạt động sản xuất thì sự cố trên băng tải sẽ gây thiệt hại không nhỏ.

Biến tần giúp bảo vệ băng tải và thiết bị cơ khí bằng cách kiểm soát chính xác vận tốc và momen động cơ, kéo dài thời gian hoạt động của băng tải và giảm thiểu chi phí vận hành và bảo dưỡng. Đồng thời, nếu một mối nối của  băng tải cần sửa chữa, biến tần sẽ điều khiển di chuyển băng tải vào vị trí chính xác để tiện sửa chữa.

Điều khiển để hoạt động của băng tải ổn định hơn

Hệ truyền động băng tải có momen khởi động rất lớn. Momen khởi động lớn dẫn đến dễ làm hỏng các thiết bị cơ khí và quá tải nguồn cấp điện. Đặc biệt trên những  băng tải dài, tải khởi động lại càng cao bởi có nhiều vật liệu trên băng tải hơn. Khi đó quá trình khởi động đòi hỏi momen khởi động và dòng điện khởi động cao hơn. Bộ khởi động mềm có thể được sử dụng để giảm dòng điện khởi động, nhưng cũng làm giảm momen khởi động. Nếu momen khới động không đủ lớn để thắng quán tính của băng tải thì băng tải sẽ không khởi động được.

Biến tần có thể tạo momen khởi động cao nhưng vẫn đảm bảo dòng điện khởi động trong giới hạn cho phép của lưới, dòng điện khởi động không bị tăng quá cao và điện áp lưới cũng không bị sụt trong quá trình khởi động. Ngoài ra, biến tần còn có thể điều chỉnh hệ số công suất luôn ở một giá trị ổn định do đó góp phần giữ ổn định lưới điện. Với lưới điện ổn định hơn, tất cả thiết bị điện trong nhà máy vận hành tin cậy hơn, nâng cao năng suất và giảm hỏng hóc. Băng tải khởi động trơn với momen được điều khiển phù hợp cũng làm giảm bớt sự cố căng và trượt của băng tải.

Bên cạnh việc giảm thiểu sự cố vận hành của băng tải, biến tần mang lại vận hành hiệu quả bằng cách điều khiển trơn và chính xác tốc độ động cơ băng tải, cho phép điều chỉnh tốc độ băng tải phù hợp với yêu cầu quy trình sản xuất. Biến tần cũng  có thể được kết nối với hệ thống tự động của nhà máy, để giám sát lượng tải, vận tốc từ đó tính toán tổng lượng hàng tải.

Nếu các điều kiện cơ khí cho phép thì biến tần có thể giúp tăng tốc độ động cơ theo yêu cầu. Với các ứng dụng khác đòi hỏi biến tần điều khiển động cơ chạy dưới tốc độ định mức thì sẽ nảy sinh vấn đề về làm mát động cơ nếu sử dụng loại động cơ tự làm mát. Với các ứng dụng như vậy thì sử dụng động cơ làm mát cưỡng bức là tốt hơn cả.

Tiết kiệm năng lượng

Năng lượng được tiết kiệm khi chạy động cơ ở tốc độ thấp theo yêu cầu của tải và tiết kiệm nhờ bỏ thiết bị bù công suất phản kháng.

Hơn nữa trong trường hợp băng tải có nhiều đoạn chạy dốc xuống, cơ năng của băng tải có thể chuyển hóa thành năng lượng điện để trả về lưới với biến tần hãm tái sinh. Sử dụng biến tần, băng tải có khả năng chạy trơn tru trên toàn quãng đường tải hàng, không bị ảnh hưởng bởi hình dáng, độ cong của quãng đường. Năng lượng cơ khi băng tải chạy trên các đoạn dốc xuống có thể trả về lưới với biến tần hãm tái sinh. Ngoài ra năng lượng cơ này cũng có thể được tận dụng với hệ thống biến tần kép multidrives, khi đó một biến tần điều kiển nhiều động cơ cùng một lúc. Biến tần multidrives sử dụng chung đường DC bus. Khi đó năng lượng cơ phát ra từ động cơ đang ở chế độ máy phát (chạy băng tải đoạn xuống dốc) sẽ được sử dụng để chạy động cơ khác đang chạy ở chế độ động cơ.

Việc sử dụng biến tần ABB công nghiệp với hệ điều khiển DTC còn đem lại một lợi ích khác đó là cho phép các động cơ chia tải. Các động cơ có thể chia tải sẽ không phải hoạt động với tải nặng nề do vậy động cơ ít bị quá nhiệt, bị hỏng và quá trình tải vật liệu sẽ ít bị gián đoạn hơn.

DTC cũng phát hiện ra khi nào tải trên băng chuyền tăng lên đột ngột, momen yêu cầu tăng đột ngột.  Nhờ đó phát nhanh những thay đổi này biến tần có thể phản ứng ngay lập tức. Một biến tần với hệ thống điều khiển khác có thể sẽ dừng trong các tình huống này.

Biến tần cho băng tải dài

Midland Quarry Pruducts tại Leicester, Anh Quốc, có một trong những băng tải khai thác đá dài nhất với tốc độ vận hành biến đổi tại Old Cliffe Hill. Băng tải dài hơn 1.5 km và vận chuyển đá hoa cương từ mỏ đá, qua 713m đường hầm dưới lòng đất, trước khi vận chuyển lên nhà máy xử lý thứ cấp.

Trước khi được vận chuyển, đá được nghiền bởi máy nghiền xoay tròn chạy bằng động cơ 450kW, 3.3kV. Hệ thống băng tải bao gốm 6 đoạn băng tải riêng lẻ, mỗi băng tải rộng 1600mm và chiều dài khác nhau. Phần xử lý sơ cấp đá hoa cương khai thác (nghiền +băng tải) hoạt động với công suất 2500 tấn/giờ và là phần chính của toàn quá trình xử lý.  Vận tốc của băng tải đá được điều khiển bởi biến tần công nghiệp ABB. Một băng tải đầu tiên dùng 2 biến tần 200kW; 3 băng tải dùng 1 biến tần 200kW; và băng tải cuối cùng dùng biến tần 132kW.

Hai biến tần được dùng trong băng tải đầu tiên sử dụng phần mềm master-follower, bảo đảm rằng 1 biến tần nắm quyền điều khiển và biến tần còn lại hoạt động theo. Điều này hạn chế các động cơ hoạt động không đồng bộ với nhau dẫn đến hỏng băng tải.

Băng tải với biến tần dừng khi đưa đá hoa cương lên băng tải, sau đó biết tần khởi động động cơ nhẹ nhàng, đưa băng tải dần dần trở lại vận tốc hoạt động. Nếu không có biến tần, động cơ có thể bị quá tải và bị cháy hỏng.
Sử dụng biến tần giúp kiểm soát chính xác tốc độ và vị trí băng tải  để vận chuyển các tảng đá vào đúng kho đá.

Đơn giản hoá thiết kế

Biến tần giúp đơn giản hoá thiết kế hệ thống băng tải, giảm được chi phí đầu tư và bảo dưỡng. Với vận tốc động cơ được điều chỉnh theo ứng dụng, ta có thể sử dụng hộp truyền động loại đơn giản hơn trong hệ thống băng tải. Trong một số trường hợp, có thể bỏ hoàn toàn hộp truyền động, tăng hiệu suất hệ thống băng tải. Động cơ không đồng bộ được sử dụng với ưu điểm kết cấu bền, chi phí bảo dưỡng thấp.

Quá trình truyền động được điều khiển trơn tru hơn giảm được quá tải trong các khớp nối truyền động và hộp truyền động, tăng tuổi thọ của các cơ cấu này.

Biến tần cũng có thể giúp quá trình bảo dưỡng băng tải dễ dàng hơn vì cho phéo đảo chiều quay của động cơ. Biến tần cho phéo đảo chiều và dừng băng tải tại vị trí cần thiết để tiện sửa chữa. Nếu băng tải bị kẹt, biến tần có thể phát hiện ra được và dừng băng tải lại.
Bằng việc nâng cao tính ổn định, giảm bớt chi phí bảo dưỡng, điều khiển chính xác hơn, tiết kiệm năng lượng hơn, biến tần rõ ràng đã mang lại nhiều lợi ích cho băng tải nói riêng và các thiết bị ngành khai thác mỏ nói chung.

ABB Việt Nam (tổng hợp)

Số 130 (9/2011)♦Tạp chí tự động hóa ngày nay

Cấu tạo bên trong Biến tần

Giới thiệu
Trong phần này, chúng ta sẽ kiểm tra cấu hình của Biến tần.
Chúng ta sẽ kiểm tra xem những bộ phận nào có trong Biến tần, và tìm hiểu về các bộ phận khác có thể được ghép thêm vào
Biến tần để cải thiện hiệu suất.
Điều gì khiến Biến tần hoạt động?

Gắn bên trong Biến tần là các bộ phận giúp có thể nhận được điện áp đầu vào cố định
với tần số cố định và biến điện áp/tần số đó thành điện áp và tần số biến thiên ba pha để điều khiển
tốc độ động cơ.

Cách thức hoạt động của Biến tần?

Trước tiên, Biến tần chuyển đổi điện Xoay chiều vào thành điện áp Một chiều sử dụng bộ chỉnh lưu (chuyển đổi điện Xoay chiều vào thành Một chiều). Điện đầu vào có thể là một pha hoặc ba pha, nhưng nó sẽ ở mức điện áp và tần số cố định.
Tiếp theo, điện áp Một chiều được tạo ra sẽ được trữ trong giàn tụ điện(Tụ điện là bộ phận điện thụ động được dùng để trữ năng lượng trong một trường điện.). Điện áp một chiều này ở mức rất cao.
Cuối cùng, thông qua trình tự kích hoạt thích hợp bộ biến đổi IGBT (IGBT là từ viết tắt của Tranzito Lưỡng cực có Cổng Cách điện hoạt động giống như một công tắc bật và tắt cực nhanh để tạo dạng sóng đầu ra của Biến tần.)của Biến tần sẽ tạo ra một điện áp Xoay chiều ba pha. Điện áp và tần số đầu ra biến thiên và thay đổi khi cần tăng hoặc giảm tốc độ của động cơ.

Bộ chỉnh lưu


Phần đầu tiên trong quá trình biến điện áp đầu vào thành đầu ra mong muốn cho động cơ là quá trình chỉnh lưu. Điều này đạt được bằng cách sử dụng bộ chỉnh lưu cầu đi-ốt sóng toàn phần.
Bộ chỉnh lưu cầu đi-ốt tương tự với các bộ chỉnh lưu thường thấy trong bộ nguồn, trong đó Xoay chiều một pha được chuyển đổi thành Một chiều. Tuy nhiên, cầu đi-ốt được sử dụng trong Biến tần cũng có thể cấu hình đi-ốt bổ sung để cho phép chuyển đổi từ điện Xoay chiều ba pha thành điện Một chiều.
Các đi-ốt chỉ cho phép luồng điện theo một hướng, vì vậy cầu đi-ốt hướng dòng electron của điện năng từ Dòng Xoay chiều (AC) thành Dòng Một chiều (DC).

Tuyến dẫn Một chiều


Tuyến dẫn Một chiều là một giàn tụ điện lưu trữ điện áp Một chiều đã chỉnh lưu. Một tụ điện có thể trữ một điện tích lớn, nhưng sắp xếp chúng theo cấu hình Tuyến dẫn Một chiều sẽ làm tăng điện dung.
Điện áp đã lưu trữ sẽ được sử dụng trong giai đoạn tiếp theo khi IGBT tạo ra điện năng cho động cơ.




IGBT


Thiết bị IGBT được công nhận cho hiệu suất cao và chuyển mạch nhanh. IGBT được bật và tắt theo trình tự để tạo xung với các độ rộng khác nhau từ điện áp Tuyến dẫn Một chiều được trữ trong tụ điện.
Bằng cách sử dụng Điều biến Độ rộng Xung hoặc PWM, IGBT có thể được bật và tắt theo trình tự giống với sóng dạng sin được áp dụng trên sóng mang.
 Trong hình dưới, sóng hình tam giác nhiều chấm biểu thị sóng mang và đường tròn biểu thị một phần sóng dạng sin.

Nếu IGBT được bật và tắt tại mỗi điểm giao giữa sóng dạng sin và sóng mang, độ rộng xung có thể thay đổi.
PWM có thể được sử dụng để tạo đầu ra cho động cơ giống hệt với sóng dạng sin. Tín hiệu này được sử dụng để điều khiển tốc độ và mô-men xoắn của động cơ.

Dưới đây là video mô tả cách thức IGBT kiểm soát PWM:

Bộ điện kháng Xoay chiều


Bộ điện kháng dòng Xoay chiều là cuộn cảm hoặc cuộn dây. Cuộn cảm lưu trữ năng lượng trong từ trường được tạo ra trong cuộn dây và chống thay đổi dòng điện.
Bộ điện kháng dòng giúp giảm méo sóng hài, tức là nhiễu trên dòng xoay chiều. Ngoài ra, bộ điện kháng dòng Xoay chiều sẽ giảm mức đỉnh của dòng điện lưới hay nói cách khách là giảm dòng chồng trên Tuyến dẫn Một chiều. Giảm dòng chồng trên Tuyến dẫn Một chiều sẽ cho phép tụ điện chạy mát hơn và do đó sử dụng được lâu hơn.
Bộ điện kháng dòng Xoay chiều có thể hoạt động như một bộ hoãn xung để bảo vệ mạch chỉnh lưu đầu vào khỏi nhiễu và xung gây ra do bật và tắt các tải điện cảm khác bằng bộ ngắt mạch hoặc khởi động từ.
Có vài nhược điểm khi sử dụng bộ điện kháng, như chi phí tăng thêm, cần nhiều không gian pa-nen hơn và đôi khi là giảm hiệu suất.
Trong các trường hợp hiếm gặp, bộ điện kháng dòng có thể được sử dụng ở phía đầu ra của Biến tần để bù cho động cơ có điện cảm thấp, nhưng điều này thường không cần thiết do hiệu suất hoạt động tốt của công nghệ IGBT.


Bộ điện kháng Một chiều


Bộ điện kháng Một chiều giới hạn tốc độ thay đổi dòng tức thời trên tuyến dẫn Một chiều. Việc giảm tốc độ thay đổi này sẽ cho phép bộ truyền động phát hiện các sự cố tiềm ẩn trước khi xảy ra hỏng hóc và ngắt bộ truyền động ra.
Bộ điện kháng Một chiều thường được lắp đặt giữa bộ chỉnh lưu và tụ điện trên các bộ Biến tần 7,5 kW trở lên. Bộ điện kháng Một chiều có thể nhỏ và rẻ hơn Bộ điện kháng Xoay chiều.
Bộ điện kháng Một chiều giúp hiện tượng méo sóng hài và dòng chồng không làm hỏng tụ điện, tuy nhiên bộ điện kháng này không cung cấp bất kỳ bảo vệ chống hoãn xung nào cho bộ chỉnh lưu.


Điện trở Hãm

Tải có lực quán tính cao và tải thẳng đứng có thể làm tăng tốc động cơ
khi động cơ cố chạy chậm hoặc dừng. Hiện tượng tăng tốc động cơ này có thể khiến động cơ hoạt động như một máy phát điện.
Khi động cơ tạo ra điện áp, điện áp này sẽ quay trở lại tuyến dẫn Một chiều.
Lượng điện thừa này cần phải được xử lý bằng cách nào đó. Điện trở được sử dụng để nhanh chóng “đốt cháy hết” lượng điện thừa này được tạo ra bởi hiện tượng này bằng cách biến lượng điện thừa thành nhiệt.
Nếu không có điện trở, mỗi lần hiện tượng tăng tốc này xảy ra, bộ truyền động có thể ngắt do Lỗi Quá áp trên Tuyến dẫn Một chiều.

<Sưu Tầm>

Ứng dụng của biến tần trong sản xuất

  Năng lượng là nguồn lực quan trọng cho mọi hoạt động sản xuất, là yếu tố đảm bảo cho sự phát triển của mỗi quốc gia. Mặc dù vậy, việc thiếu hụt năng lượng vẫn đang xảy ra và trở lên phổ biến ở hầu hết các nước trên thế giới đặc biệt là các nước đang phát triển. Ở việt nam, việc hướng tới sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả đang là tiêu chí của đa số các nghành nghề, những đầu tư phát triển hệ thống tiết kiệm năng lượng được ưu tiên.
Tuy nhiên, việc sử dụng năng lượng lãng phí và kém hiệu quả vẫn còn rất lớn, thông tin hướng dẫn doanh nghiệp lựa chọn những thiết bị tiết kiệm năng lượng vẫn còn rất hạn chế. Phần lớn các doanh nghiệp hiện nay sử dụng các thiết bị, công nghệ lạc hậu có hiệu suất thấp, việc quản lý năng lượng chưa được chú ý đúng mức dẫn đến tổn thất cao. Bằng cách đầu tư nâng cao hiệu suất của các hệ thống sử dụng năng lượng, áp dụng các giải pháp công nghệ tiên tiến sẽ giúp doanh nghiệp sử dụng năng lượng hiệu quả, giảm giá thành sản phẩm, nâng cao khả năng cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường. Dưới đây là một trong những giải pháp hiệu quả giúp các doanh nghiệp tiết kiệm năng lượng bằng cách sử dụng biến tần nâng cao hiệu suất cho động cơ xoay chiều trong các dây chuyền sản xuất.

 Ứng dụng biến tần trong công nghiệp

Nguyên lý hoạt động
        Biến tần là thiết bị biến đổi tần số dòng điện xoay chiều với nguyên lý làm việc khá đơn giản. Đầu tiên, nguồn điện xoay chiều 1 pha hay 3 pha được chỉnh lưu và lọc thành nguồn 1 chiều bằng phẳng. Công đoạn này được thực hiện bởi bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện. Nhờ vậy, hệ số công suất cosφ của hệ biến tần đều có giá trị không phụ thuộc vào tải và có giá trị ít nhất 0.96. Điện áp một chiều này được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng. Công đoạn này được thực hiện thông qua hệ IGBT (transistor lưỡng cực có cổng cách ly) bằng phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM). Nhờ tiến bộ của công nghệ vi xử lý và công nghệ bán dẫn lực hiện nay, tần số chuyển mạch xung có thể lên tới dải tần số siêu âm nhằm giảm tiếng ồn cho động cơ và giảm tổn thất trên lõi sắt động cơ.

 Sơ đồ hoạt động của biến tần

   
     Hệ thống điện áp xoay chiều 3 pha ở đầu ra có thể thay đổi giá trị biên độ và tần số tuỳ theo bộ điều khiển. Hiệu suất chuyển đổi nguồn của các bộ biến tần rất cao vì sử dụng các bộ linh kiện bán dẫn công suất được chế tạo theo công nghệ hiện đại. Nhờ vậy, năng lượng tiêu thụ xấp xỉ bằng năng lượng yêu cầu bởi hệ thống.
Các ứng dụng cụ thể
        Về ứng dụng biến tần với công suất điều khiển lớn được sử dụng hiệu quả trong các trường hợp như:
        - Điều khiển động cơ không đồng bộ công suất từ 15 đến trên 600kW với tốc độ khác nhau;
        - Điều chỉnh lưu lượng của bơm, lưu lượng không khí ở quạt ly tâm, năng suất máy, năng suất băng tải ;
        - Ổn định lưu lượng, áp suất ở mức cố định trên hệ thống bơm nước, quạt gió, máy nén khí ... cho dù nhu cầu sử dụng thay đổi;
        - Điều khiển quá trình khởi động và dừng chính xác động cơ trên hệ thống băng tải;
        - Biến tần công suất nhỏ từ 0,18- 14 kW có thể sử dụng để điều khiển những máy công tác như: cưa gỗ, khuấy trộn, xao chè, nâng hạ ...

        Với bơm và quạt ly tâm là những máy có mô men tải thay đổi theo tốc độ vòng quay như sau:
        Lưu lượng (m3/h) tỷ lệ bậc nhất với tốc độ, Q1/Q2 = n1/n2.
        Áp suất (Pa) tỷ lệ bình phương tốc độ, H1/H2 = (n1/ n2)2.
        Công suất điện tiêu thụ (kW) tỷ lệ lập phương với tốc độ, P1/P2 = (n1/ n2)3.
    Ở đây: Q1, H1, P1 - lưu lượng, áp suất và công suất điện tương ứng với số vòng quay định mức của động cơ ( n1= 2960, 1.460 vg/ph ...).
                Q2, H2, P2 - lưu lượng, áp suất, công suất điện ứng với tốc độ vòng quay được điều chỉnh (n2<n1).
        Từ đó dễ dàng nhận thấy, ở một số trường hợp mà công nghệ sản xuất đòi hỏi phải điều chỉnh lưu lượng, áp suất ở động cơ máy bơm, hoặc quạt gió theo mức tải phù hợp với từng thời điểm khác nhau thì việc thay đổi tốc độ động cơ dẫn động được xem là thích hợp nhất, đặc biệt tiết kiệm điện năng. Giải pháp này đã thay thế cho phương pháp cổ truyền là khi cần thay đổi sự lưu thông chất lỏng hay chất khí phải thông qua góc mở các van ở đầu vào hoặc đầu ra của đường ống.
        Công suất điện tiêu thụ tỷ lệ với bậc ba của tốc độ, vì thế giải pháp ứng dụng biến tần là sự lựa chọn duy nhất cho khả năng tiết kiệm điện rất cao so với động cơ làm việc với tốc độ không đổi (100% nđm).

Hiệu quả khi sử dụng
        Biến tần kết hợp với động cơ không đồng bộ đã đem lại những lợi ích sau:
        - Hiệu suất làm việc của máy cao;
        - Quá trình khởi động và dừng động cơ rất êm dịu nên giúp cho tuổi thọ của động cơ và các cơ cấu cơ khí dài hơn;
        - An toàn, tiện lợi và việc bảo dưỡng cũng ít hơn do vậy đã giảm bớt số nhân công phục vụ và vận hành máy ...
        - Tiết kiệm điện năng ở mức tối đa trong quá trình khởi động và vận hành.
        Ngoài ra, hệ thống máy có thể kết nối với máy tính ở trung tâm. Từ trung tâm điều khiển nhân viên vận hành có thể thấy được hoạt động của hệ thống và các thông số vận hành (áp suất, lưu lượng, vòng quay ...), trạng thái làm việc cũng như cho phép điều chỉnh, chẩn đoán và xử lý các sự cố có thể xảy ra.
Điều cần lưu ý khi sử dụng bị biến tần điều khiển động cơ không đồng bộ
        Như đã nêu ở trên, ở đầu ra của biến tần chỉ có dòng điện là hình sin nhưng điện áp không phải là hình sin mà có dạng chuỗi xung vuông điều biên nối tiếp nhau. Nếu khoảng cách nối dây cáp điện giữa động cơ và biến tần lớn sẽ xảy ra hiện tượng quá điện áp (do hiện tượng phản xạ sóng điện áp), có thể dẫn đến lão hóa cách điện cuộn dây stato, giảm tuổi thọ thậm chí làm hỏng động cơ. Vì vậy, khi lắp ráp phải chú ý sao cho dây cáp càng ngắn càng tốt, đặc biệt đối với động cơ công suất vừa và nhỏ (thường có trở kháng đáp ứng xung lớn hơn so với trở kháng đáp ứng xung của cáp nối).

theo http://ecchaiphong.gov.vn/

Nguyên lý hoạt động của biến tần

 1. Biến tần là gì?

  Biến tần là thiết bị biến đổi dòng điện xoay chiều ở tần số này thành dòng điện xoay chiều ở tần số khác có thể điều chỉnh được.

  2. Nguyên lý hoạt động của biến tần:



  Nguyên lý cơ bản làm việc của bộ biến tần cũng khá đơn giản. Đầu tiên, nguồn điện xoay chiều 1 pha hay 3 pha được chỉnh lưu và lọc thành nguồn 1 chiều bằng phẳng. Công đoạn này được thực hiện bởi bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện. Nhờ vậy, hệ số công suất cosphi của hệ biến tần đều có giá trị không phụ thuộc vào tải và có giá trị ít nhất 0.96. Điện áp một chiều này được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng. Công đoạn này hiện nay được thực hiện thông qua hệ IGBT (transistor lưỡng cực có cổng cách ly) bằng phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM). Nhờ tiến bộ của công nghệ vi xử lý và công nghệ bán dẫn lực hiện nay, tần số chuyển mạch xung có thể lên tới dải tần số siêu âm nhằm giảm tiếng ồn cho động cơ và giảm tổn thất trên lõi sắt động cơ.

   Hệ thống điện áp xoay chiều 3 pha ở đầu ra có thể thay đổi giá trị biên độ và tần số vô cấp tuỳ theo bộ điều khiển. Theo lý thuyết, giữa tần số và điện áp có một quy luật nhất định tuỳ theo chế độ điều khiển. Đối với tải có mô men không đổi, tỉ số điện áp - tần số là không đổi. Tuy vậy với tải bơm và quạt, quy luật này lại là hàm bậc 4. Điện áp là hàm bậc 4 của tần số. Điều này tạo ra đặc tính mô men là hàm bậc hai của tốc độ phù hợp với yêu cầu của tải bơm/quạt do bản thân mô men cũng lại là hàm bậc hai của điện áp.

      Hiệu suất chuyển đổi nguồn của các bộ biến tần rất cao vì sử dụng các bộ linh kiện bán dẫn công suất được chế tạo theo công nghệ hiện đại. Nhờ vậy, năng lượng tiêu thụ xấp xỉ bằng năng lượng yêu cầu bởi hệ thống.

      Ngoài ra, biến tần ngày nay đã tích hợp rất nhiều kiểu điều khiển khác nhau phù hợp hầu hết các loại phụ tải khác nhau. Ngày nay biến tần có tích hợp cả bộ PID và thích hợp với nhiều chuẩn truyền thông khác nhau, rất phù hợp cho việc điều khiển và giám sát trong hệ thống SCADA.