Biến tần

Bộ biến tần, đôi khi gọi là inverter, là thiết bị điện tử hoặc mạch điện thực hiện biến đổi năng lượng điện từ dòng điện một chiều (DC) hoặc dòng điện xoay chiều (AC) ở cấu hình tần số và pha này thành dòng điện xoay chiều có cấu hình tần số và pha khác.
Điện áp đầu vào, điện áp đầu ra, tần số, và điều chỉnh công suất toàn phần phụ thuộc vào từng thiết bị hoặc mạch điện cụ thể. Bộ biến tần không sinh ra công suất, công suất được cấp từ nguồn điện 1 pha hoặc 3 pha.
Một bộ biến tần có thể là một thiết bị hoàn toàn điện tử hoặc là một phương thức kết hợp các hiệu ứng cơ khí (như các máy điện quay) và mạch điện tử.
Các bộ biến tần tĩnh không sử dụng các thành phần chuyển động trong quá trình chuyển đổi.
Ngõ vào.
Trong phần lớn các trường hợp biến tần, điện áp ngõ vào là dòng không đổi DC. Các nguồn phổ biến có:
Các biến đổi trực tiếp AC sang AC ít có trong thực tế.
Ngõ ra.
Ngõ ra đặc trung bởi dạng sóng. Trường hợp dạng sóng ra lý tưởng nhất là dạng sin, tuy nhiên vì lý do hiệu suất biến đổi mà thực tế không đạt được dạng sóng này. Những dạng phổ biến hiện có:
Các ngõ ra thường bố trí tụ lọc thích hợp để làm trơn các gẫy khúc trong dạng sóng.
Các ứng dụng.
Thiết bị điện tử.
Trong các thiết bị điện tử dùng trong gia đình hiện nay như tủ lạnh, điều hòa nhiệt độ, máy giặt... hiện có sử dụng "inverter", và các nhà sản xuất thường quảng bá nó giúp cải thiện hiệu suất năng lượng.
Các thiết bị này hoạt động dựa trên việc chỉnh lưu điện lưới, và biến tần thực hiện tạo dòng điện có tần số cao hơn 50 Hz, làm nâng cao khả năng điều khiển và hiệu suất mô tơ điện.
Biến tần cũng được sử dụng với công suất nhỏ, cỡ vài đến vài chục watt như chấn lưu điện tử cho đèn huỳnh quang, đèn compact, hay làm nguồn cung cấp năng lượng cho các ống huỳnh quang (CCFL), thường được sử dụng làm đèn nền cho màn hình phẳng TFT.
Các UPS.
Các UPS là một nhóm đặc biệt các biến tần, được hiểu là hệ thống nguồn cung cấp liên tục (Uninterruptible Power Supply) hay đơn giản hơn là "bộ lưu trữ điện dự phòng" cho các hệ thống điện toán. Các UPS biến đổi điện của các pin sạc lên điện xoay chiều AC cho các hệ thống này, và được kích hoạt khi mất điện lưới.
Dòng điện AC từ UPS có thể không có dạng sin, không ổn áp và có thời gian cấp điện hạn chế, tùy thuộc loại ắc quy sử dụng. Lựa chọn UPS dựa trên các yếu tố:
Thiết bị điện năng.
Inverter đang là thành phần không thể thiếu của các nhà máy điện năng lượng tái tạo, như điện mặt trời, điện gió, điện sóng, điện thủy triều... Nó là phương tiện chuyển đổi các nguồn điện năng nói trên sang điện xoay chiều công nghiệp và hòa lên lưới điện.
Dòng điện nguyên khai từ các nguồn năng lượng nói trên có đặc điểm là công suất và điện áp không ổn định. Vì thế để hòa lên lưới điện công nghiệp đã sử dụng các biến tần có hệ thống pin sạc làm đệm, thực hiện chuyển đổi lên điện 3 pha tiêu chuẩn của lưới điện. Các Inverter có nhiều loại, khác nhau về công suất, điện áp vào, điện áp ra và số pha. Inverter hòa lưới thì bắt buộc phải có hệ thống kiểm soát dạng xung, pha và điện áp để đạt được việc chuyển năng lượng lên lưới.
Các Inverter cho hệ thống điện mặt trời áp mái thường có công suất một vài kW, biến đổi lên AC 220 V hoặc 110 V, 1 pha hoặc 3 pha.
Các Inverter cho các trang trại điện mặt trời, điện gió... thực hiện biến đổi nguồn nguyên khai ra điện 3 pha đồng bộ với lưới, công suất đến cỡ một vài MW, sau đó được các biến áp thu gom và nâng lên điện áp cao phù hợp với lưới truyền tải điện ở địa phương.