Biến tần là thiết bị điều khiển tốc độ động cơ điện bằng cách thay đổi tần số và điện áp đầu ra, đấu sai sơ đồ khiến động cơ không khởi động được hoặc gây hỏng biến tần ngay khi cấp điện lần đầu. Nắm vững cách đấu biến tần đúng kỹ thuật giúp hệ thống vận hành ổn định, tiết kiệm điện năng và kéo dài tuổi thọ động cơ trong quá trình sản xuất lâu dài. Thợ Việt hướng dẫn chi tiết cách đấu biến tần đúng kỹ thuật, an toàn và dễ thực hiện ngay trong bài viết dưới đây.

Hướng dẫn đấu biến tần

Biến tần là gì?

Biến tần hay còn gọi là Inverter hoặc VFD, là thiết bị điện tử công suất chuyển đổi dòng điện xoay chiều AC có tần số cố định từ lưới điện thành dòng điện xoay chiều có tần số và điện áp điều chỉnh được theo yêu cầu thực tế.

Nhờ khả năng kiểm soát linh hoạt tần số đầu ra từ 0 đến hàng trăm Hz, biến tần giúp điều chỉnh chính xác tốc độ quay của động cơ điện, tiết kiệm điện năng đáng kể và bảo vệ động cơ khỏi các tình trạng khởi động đột ngột gây hao mòn thiết bị.

Cấu tạo biến tần

Khối chỉnh lưu (Rectifier): Chuyển đổi dòng điện xoay chiều AC từ lưới điện thành dòng điện một chiều DC, thường sử dụng cầu diode hoặc thyristor chịu được dòng điện lớn trong quá trình vận hành liên tục.
Khối lọc một chiều (DC Bus): Tụ điện lọc san phẳng điện áp một chiều sau khối chỉnh lưu, đảm bảo điện áp DC ổn định và giảm thiểu nhiễu trước khi đưa vào khối nghịch lưu phía sau.
Khối nghịch lưu (Inverter): Chuyển đổi điện áp DC từ khối lọc thành dòng điện xoay chiều AC có tần số và điện áp điều chỉnh được, sử dụng các linh kiện IGBT hoặc MOSFET công suất cao điều khiển bằng tín hiệu PWM.
Khối điều khiển (Control Board): Vi xử lý trung tâm xử lý tín hiệu đầu vào từ bàn phím hoặc tín hiệu ngoài, tính toán và phát xung PWM điều khiển khối nghịch lưu theo đúng thông số tốc độ yêu cầu.
Bàn phím và màn hình hiển thị: Cho phép người vận hành cài đặt thông số, theo dõi trạng thái hoạt động và xem mã lỗi trực tiếp trên thân biến tần mà không cần thiết bị lập trình ngoài.
Vỏ bảo vệ và quạt làm mát: Vỏ kim loại bảo vệ mạch điện tử bên trong khỏi bụi bẩn và tác động cơ học, quạt làm mát tích hợp đảm bảo nhiệt độ bên trong biến tần luôn trong ngưỡng an toàn khi vận hành liên tục.

Sơ đồ đấu biến tần

Sơ đồ đấu biến tần gồm hai phần chính là mạch động lực nối từ nguồn điện vào đầu vào biến tần và từ đầu ra biến tần đến động cơ, cùng với mạch điều khiển nhận tín hiệu từ nút nhấn, biến trở hoặc PLC để điều chỉnh tốc độ động cơ theo yêu cầu. Đầu vào biến tần nhận nguồn điện 1 pha hoặc 3 pha tùy theo model, trong khi đầu ra luôn là 3 pha cấp cho động cơ với tần số và điện áp điều chỉnh được theo thông số cài đặt.

Vì vậy, xác định đúng đầu vào nguồn, đầu ra động cơ và các chân tín hiệu điều khiển trên thân biến tần là bước quan trọng nhất trước khi tiến hành đấu nối thực tế.

Sơ đồ chân đấu nối mạch động lực

Chân biến tần	Ký hiệu	Kết nối
Đầu vào pha 1	R	Nối với dây pha L1 từ aptomat nguồn
Đầu vào pha 2	S	Nối với dây pha L2 từ aptomat nguồn
Đầu vào pha 3	T	Nối với dây pha L3 từ aptomat nguồn
Đầu ra pha 1	U	Nối với đầu dây U1 của động cơ
Đầu ra pha 2	V	Nối với đầu dây V1 của động cơ
Đầu ra pha 3	W	Nối với đầu dây W1 của động cơ
Tiếp đất biến tần	PE	Nối với dây tiếp đất và vỏ động cơ

Sơ đồ chân tín hiệu điều khiển cơ bản

Chân điều khiển	Ký hiệu	Kết nối
Chân nguồn điều khiển	24V	Cấp nguồn 24V cho mạch tín hiệu điều khiển ngoài
Chân chạy thuận	FWD	Nối với nút nhấn hoặc tiếp điểm chạy thuận chiều
Chân chạy ngược	REV	Nối với nút nhấn hoặc tiếp điểm chạy ngược chiều
Chân dừng	STOP	Nối với nút nhấn dừng hoặc tiếp điểm dừng khẩn cấp
Chân tín hiệu tốc độ	AI1	Nối với biến trở hoặc tín hiệu 0-10V từ PLC
Chân chung tín hiệu	COM	Chân chung của toàn bộ tín hiệu điều khiển ngoài
Chân ngõ ra relay	TA, TB, TC	Báo trạng thái hoạt động hoặc sự cố ra mạch ngoài

Nguyên lý hoạt động của biến tần

Biến tần hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển đổi điện năng hai giai đoạn, đầu tiên chuyển dòng điện xoay chiều AC từ lưới điện thành dòng điện một chiều DC, sau đó chuyển ngược lại thành dòng điện xoay chiều AC có tần số và điện áp điều chỉnh được theo yêu cầu.

Toàn bộ quá trình chuyển đổi được kiểm soát bởi khối vi xử lý trung tâm, tính toán và phát xung PWM điều khiển các linh kiện IGBT trong khối nghịch lưu để tạo ra điện áp đầu ra đúng thông số cài đặt.

Vì vậy, thay đổi tần số đầu ra từ 0 đến hàng trăm Hz giúp điều chỉnh chính xác tốc độ quay của động cơ điện theo từng yêu cầu vận hành thực tế.

Giai đoạn chỉnh lưu AC sang DC: Khối chỉnh lưu cầu diode chuyển đổi dòng điện xoay chiều AC từ lưới điện thành dòng điện một chiều DC, tụ điện lọc DC Bus san phẳng điện áp và loại bỏ nhiễu trước khi đưa vào khối nghịch lưu.
Giai đoạn điều chế xung PWM: Khối vi xử lý tính toán và phát xung PWM với tần số đóng ngắt cao lên đến hàng chục kHz, điều khiển chính xác thời gian dẫn của từng linh kiện IGBT trong khối nghịch lưu.
Giai đoạn nghịch lưu DC sang AC: Các linh kiện IGBT đóng ngắt theo xung PWM tạo ra dòng điện xoay chiều 3 pha có tần số và điện áp điều chỉnh được, cấp trực tiếp cho động cơ điện qua đầu ra U, V, W.
Giai đoạn điều chỉnh tốc độ động cơ: Tăng tần số đầu ra làm tăng tốc độ quay động cơ, giảm tần số làm giảm tốc độ, cho phép điều chỉnh vô cấp tốc độ động cơ từ 0 đến tốc độ định mức và vượt định mức theo yêu cầu.

Hướng dẫn cách đấu biến tần

Cách đấu nối biến tần 3 pha

Biến tần 3 pha nhận nguồn điện 3 pha đầu vào và xuất ra dòng điện 3 pha có tần số điều chỉnh được để điều khiển tốc độ động cơ 3 pha, thường được lắp đặt trong các nhà máy và xưởng sản xuất có hệ thống điện 3 pha sẵn có.

Trước khi đấu nối cần kiểm tra điện áp định mức đầu vào của biến tần phù hợp với lưới điện thực tế, đồng thời xác định rõ các chân R, S, T đầu vào và U, V, W đầu ra trên thân biến tần. Ngoài ra, cần lắp thêm aptomat 3 pha và cuộn kháng đầu vào trước biến tần để bảo vệ biến tần khỏi xung điện áp từ lưới điện trong quá trình vận hành.

Bước 1: Ngắt điện hoàn toàn, xác định rõ các chân R, S, T đầu vào và U, V, W đầu ra trên thân biến tần theo tài liệu kỹ thuật của nhà sản xuất.
Bước 2: Đấu 3 dây pha L1, L2, L3 từ aptomat nguồn vào các chân R, S, T đầu vào của biến tần theo đúng thứ tự pha tương ứng.
Bước 3: Đấu 3 dây từ các chân U, V, W đầu ra của biến tần đến 3 đầu dây U1, V1, W1 của động cơ theo đúng thứ tự pha.
Bước 4: Đấu dây tiếp đất PE từ chân PE của biến tần đến vỏ động cơ và thanh tiếp đất chung trong tủ điện.
Bước 5: Đấu mạch điều khiển gồm nút nhấn chạy thuận FWD, chạy ngược REV và dừng STOP vào các chân tín hiệu tương ứng trên bo mạch điều khiển.
Bước 6: Cài đặt thông số cơ bản gồm điện áp định mức, dòng điện định mức và tần số tối đa của động cơ trên bàn phím biến tần trước khi cấp điện vận hành.
Bước 7: Cấp điện thử không tải, chạy động cơ ở tốc độ thấp và tăng dần để xác nhận biến tần điều khiển tốc độ đúng theo thông số cài đặt.

Cách đấu biến tần INVT

Biến tần INVT là thương hiệu biến tần phổ biến tại Việt Nam với nhiều dòng sản phẩm từ 1 pha đến 3 pha, có giao diện cài đặt thân thiện và tài liệu kỹ thuật tiếng Việt đầy đủ giúp dễ dàng lắp đặt và vận hành.

Sơ đồ đấu nối biến tần INVT tương tự các biến tần 3 pha thông thường, tuy nhiên cần lưu ý một số thông số đặc thù và chân tín hiệu riêng của từng dòng sản phẩm INVT cụ thể.

Ngoài ra, biến tần INVT hỗ trợ điều khiển qua cổng RS485 và Modbus RTU, cho phép tích hợp dễ dàng với hệ thống PLC và SCADA trong các dây chuyền sản xuất tự động hóa hiện đại.

Bước 1: Ngắt điện hoàn toàn, tải tài liệu kỹ thuật đúng model biến tần INVT đang sử dụng và xác định rõ sơ đồ chân đấu nối động lực và điều khiển.
Bước 2: Đấu nguồn 3 pha từ aptomat vào các chân R, S, T của biến tần INVT, đảm bảo điện áp nguồn phù hợp với dải điện áp định mức ghi trên nhãn biến tần.
Bước 3: Đấu 3 dây đầu ra U, V, W của biến tần INVT đến động cơ, đấu chân PE về tiếp đất chung và vỏ động cơ.
Bước 4: Đấu mạch điều khiển theo sơ đồ tài liệu INVT, nối chân FWD hoặc REV với tiếp điểm điều khiển và chân AI1 với biến trở điều chỉnh tốc độ.
Bước 5: Vào menu cài đặt biến tần INVT, nhập thông số động cơ gồm công suất, điện áp, dòng điện và tần số định mức theo nhãn thông số trên thân động cơ.
Bước 6: Cài đặt thời gian tăng tốc và giảm tốc phù hợp với đặc tính tải, tránh cài đặt quá nhanh gây quá dòng và kích hoạt bảo vệ của biến tần INVT.
Bước 7: Cấp điện thử, chạy động cơ ở tần số thấp 10 – 20Hz và tăng dần để xác nhận biến tần INVT điều khiển đúng tốc độ theo thông số đã cài đặt.

Cách đấu biến tần 1 pha ra 3 pha

Biến tần 1 pha vào 3 pha ra giải quyết nhu cầu sử dụng động cơ 3 pha trong các hộ gia đình và cơ sở sản xuất nhỏ chỉ có lưới điện 1 pha, cho phép vận hành động cơ 3 pha công suất nhỏ mà không cần kéo thêm đường dây 3 pha riêng biệt.

Biến tần loại này nhận nguồn điện 1 pha 220V đầu vào, bên trong chỉnh lưu thành DC rồi nghịch lưu ra 3 pha 220V cấp cho động cơ, hoạt động theo nguyên lý tương tự biến tần 3 pha thông thường.

Tuy nhiên, công suất đầu ra thực tế của biến tần 1 pha vào 3 pha ra thường thấp hơn 30 đến 50% so với công suất định mức, cần chọn biến tần có công suất dư đủ lớn so với công suất thực tế của động cơ.

Bước 1: Ngắt điện hoàn toàn, kiểm tra nhãn biến tần xác nhận đúng loại 1 pha vào 3 pha ra và điện áp đầu vào 220V phù hợp với lưới điện thực tế.
Bước 2: Đấu dây pha và dây trung tính nguồn 1 pha 220V vào đúng 2 chân đầu vào quy định trên thân biến tần, không đấu vào cả 3 chân R, S, T như biến tần 3 pha thông thường.
Bước 3: Đấu 3 dây đầu ra U, V, W của biến tần đến 3 đầu dây U1, V1, W1 của động cơ 3 pha theo đúng thứ tự pha tương ứng.
Bước 4: Đấu dây tiếp đất PE từ chân PE của biến tần đến vỏ động cơ và hệ thống tiếp đất chung, đảm bảo tiếp xúc chắc chắn.
Bước 5: Đấu mạch điều khiển theo sơ đồ tài liệu kỹ thuật, cài đặt thông số động cơ và thời gian tăng giảm tốc phù hợp với đặc tính tải thực tế.
Bước 6: Cấp điện thử không tải ở tần số thấp, theo dõi dòng điện đầu vào 1 pha và xác nhận không vượt quá dòng định mức của biến tần trong quá trình khởi động.
Bước 7: Tăng dần tần số đến tốc độ yêu cầu, kiểm tra nhiệt độ biến tần sau 30 phút vận hành và xác nhận hệ thống hoạt động ổn định trước khi đưa vào sản xuất thực tế.

Một số lưu ý khi đấu biến tần

Ngắt điện hoàn toàn trước khi đấu nối: Tuyệt đối không thao tác đấu dây khi mạch điện vẫn còn nguồn, tụ DC Bus bên trong biến tần vẫn còn điện tích cao nguy hiểm dù đã ngắt nguồn vài phút trước đó.
Không đấu nhầm đầu vào và đầu ra biến tần: Đấu nhầm dây nguồn vào chân U, V, W đầu ra sẽ phá hủy toàn bộ khối IGBT bên trong ngay khi cấp điện, không thể phục hồi và phải thay biến tần mới.
Không đấu tụ bù công suất vào đầu ra biến tần: Tụ bù công suất gây cộng hưởng với mạch nghịch lưu bên trong, làm hỏng khối IGBT và gây sự cố nghiêm trọng cho toàn bộ hệ thống điều khiển.
Chọn biến tần có công suất dư ít nhất 20% so với động cơ: Biến tần quá nhỏ so với tải thực tế sẽ quá dòng liên tục, kích hoạt bảo vệ liên tục và làm giảm tuổi thọ biến tần nhanh hơn nhiều so với thiết kế.
Đấu dây tiếp đất PE đầy đủ cho biến tần và động cơ: Thiếu tiếp đất khiến nhiễu điện từ phát sinh mạnh, gây lỗi tín hiệu điều khiển và tiềm ẩn nguy cơ điện giật khi vỏ biến tần hoặc động cơ bị rò điện.
Cài đặt đúng thông số động cơ trước khi vận hành: Cài sai điện áp, dòng điện hoặc tần số định mức khiến biến tần điều khiển sai tốc độ và không bảo vệ được động cơ khi xảy ra quá tải thực tế.
Dây nối từ đầu ra biến tần đến động cơ càng ngắn càng tốt: Dây quá dài làm tăng tổn thất điện áp và nhiễu điện từ, ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác điều khiển tốc độ và tuổi thọ cách điện cuộn dây động cơ.

Trên đây, là toàn bộ nội dung về cách đấu biến tần đúng cách. Tuy nhiên, nếu quý anh/chị cần tìm thợ sửa chữa điện nhà hãy liên hệ ngay Thợ Việt qua số Hotline: 1800 8122 (miễn phí) để được tư vấn.