Biến tần sóng hình sin tinh khiết và biến đổi: Bạn nên mua loại nào?

Cho dù lấy điện từ các tấm pin mặt trời, pin hay bất kỳ nguồn nào khác, bạn đều phải chuyển đổi nguồn điện một chiều (DC) thành dòng điện xoay chiều (AC) để sử dụng trong gia đình. Để làm điều này, bạn cần một biến tần điện. Tuy nhiên, có hai loại bộ biến tần: bộ biến tần sóng hình sin thuần túy và bộ biến tần sóng hình sin biến đổi.

Mỗi loại biến tần sẽ có điểm mạnh và điểm yếu. Vì vậy, trước khi mua một cái, bạn nên cân nhắc sự khác biệt của chúng và quyết định cái nào phù hợp hơn với nhu cầu của bạn.

Biến tần hoạt động như thế nào

Các đặc tính điện áp của AC và DC khác nhau. Như bạn có thể thấy, điện áp DC là thẳng (do đó có tên gọi), trong khi điện áp AC là lượn sóng hoặc hình sin. Như bạn có thể thấy, điện áp DC là tuyến tính, do đó có tên như vậy. Ngược lại, điện áp xoay chiều trông có dạng lượn sóng hoặc hình sin. Nếu bạn nhìn vào các mức điện áp, DC luôn dương, trong khi AC luân phiên từ điện áp dương sang điện áp âm.

Biến tần nguồn lấy tín hiệu thẳng từ nguồn DC của bạn và sau đó bắt chước các đặc tính hình sin của AC cho đầu ra của nó. Vì vậy, làm thế nào để biến tần nguồn biến tín hiệu DC tuyến tính thành tín hiệu AC lượn sóng?

Dù đơn giản hay phức tạp, bộ biến tần sẽ luôn tuân theo các giai đoạn cơ bản giống nhau: chuyển mạch, tăng điện áp và làm trơn.

Trong giai đoạn chuyển mạch, tín hiệu DC thẳng được cắt bởi một nhóm bóng bán dẫn (bóng bán dẫn là gì?). Bằng cách bật và tắt nguồn trong một khoảng thời gian cụ thể, tín hiệu DC được cắt nhỏ đúng cách để tạo thành sóng vuông đã sửa đổi. Tín hiệu kết quả trông như thế này:

Bây giờ, tín hiệu bắt đầu trông gợn sóng nhưng vẫn còn quá sắc nét ở các cạnh.

Trước khi giải quyết các cạnh của sóng vuông đã sửa đổi của chúng tôi, biến tần phải tăng điện áp của sóng này. Thông thường, pin và máy phát điện cung cấp 12, 24 và 48 vôn. Điều này là không đủ cho các thiết bị gia dụng, do đó, việc chuyển đổi tăng cường sẽ tăng điện áp nguồn để phù hợp với mức 120 vôn được yêu cầu trong hầu hết các gia đình ở Hoa Kỳ.

Sau khi được tăng cường, biến tần sử dụng các bộ lọc khác nhau để làm mịn các cạnh sắc nét trên sóng vuông đã sửa đổi để tạo ra nguồn điện xoay chiều có thể sử dụng được.

Tùy thuộc vào loại biến tần nguồn, chất lượng sóng hình sin bạn nhận được sẽ khác nhau. Điều này rất quan trọng vì nó quyết định bạn có thể cấp nguồn cho thiết bị điện tử, thiết bị gia dụng và thiết bị điện nào bằng biến tần.

Vì vậy, bạn nên mua loại nào: biến tần sóng hình sin thuần túy hay biến tần sóng hình sin đã sửa đổi?

Biến tần sóng sin tinh khiết là gì?

Biến tần sóng hình sin thuần túy tạo ra tín hiệu hình sin AC mượt mà và ổn định. Chất lượng đầu ra của nó tương đương với những gì bạn nhận được từ ổ cắm trên tường. Nó thậm chí đôi khi tạo ra các tín hiệu sạch hơn, tùy thuộc vào thiết kế và nhà sản xuất của thiết bị.

Dòng điện xoay chiều sạch và ổn định rất quan trọng đối với các thiết bị điện tử nhạy cảm, công cụ chính xác, mạch xử lý âm thanh và thiết bị dao động. Sử dụng biến tần sóng sin thuần túy đảm bảo thiết bị của bạn hoạt động ở mức công suất tối ưu mà chúng được thiết kế và an toàn trước các loại nhiễu điện khác nhau. Ngoài ra, nguồn AC sạch sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác của dụng cụ đo, độ sạch của âm thanh đầu ra và hiệu quả của dụng cụ điện. Nó cũng giúp các mạch nhạy cảm kéo dài hơn.

Tuy nhiên, việc tạo ra các tín hiệu trơn tru như vậy đòi hỏi thiết kế phức tạp, linh kiện đắt tiền và thời gian lắp ráp lâu hơn. Điều này làm cho bộ biến tần sóng sin thuần túy tốn kém và khó sửa chữa.

Biến tần sóng hình sin đã sửa đổi là gì?

Biến tần sóng hình sin đã sửa đổi tạo ra sóng hình sin gần đúng theo từng bước. Về cơ bản, dạng sóng đầu ra của biến tần sóng hình sin đã sửa đổi trông giống như một loạt các bước theo hình dạng chung của sóng hình sin.

Mặc dù đầu ra có thể không mượt mà như ổ cắm trên tường của bạn, nhưng tín hiệu từ biến tần sóng hình sin đã sửa đổi vẫn đủ để cấp nguồn cho hầu hết các thiết bị gia dụng. Hơn nữa, bộ biến tần sóng hình sin đã sửa đổi sử dụng các thiết kế đơn giản hơn đòi hỏi ít bộ phận hơn, giúp sản xuất chúng rẻ hơn và dễ sửa chữa hơn.

Tuy nhiên, những sóng hình sin đã sửa đổi này không hiệu quả và tạo ra những biến dạng hài hòa đáng chú ý. Do đó, chúng không được khuyên dùng cho các thiết bị điện tử nhạy cảm, mạch xử lý âm thanh và các ứng dụng khác yêu cầu độ chính xác và nguồn điện liên tục.

Bạn nên mua biến tần nào?

Để mua một bộ biến tần phù hợp nhất với nhu cầu của bạn, hãy xem xét ngân sách, khả năng tương thích của thiết bị, hiệu suất của bộ biến tần và các yếu tố sử dụng lâu dài.

Yếu tố đầu tiên cần xem xét là khả năng tương thích—biến tần của bạn phải có khả năng chạy thiết bị của bạn. Nếu bạn đang chạy động cơ quay (như quạt điện và dụng cụ điện), các bộ phận làm nóng (như lò nướng bánh mì) và các thiết bị có độ chính xác cao (như thiết bị âm thanh và y tế), thì bạn cần một biến tần sóng hình sin thuần túy. Nhưng đối với mọi thứ khác, một biến tần sóng hình sin đã sửa đổi là đủ.

Bạn cũng nên xem xét tần suất bạn sẽ sử dụng biến tần. Biến tần sóng hình sin đã sửa đổi có thể chạy hầu hết các thiết bị chạy bằng điện xoay chiều. Tuy nhiên, việc sử dụng liên tục trong thời gian dài có thể làm hỏng hoặc rút ngắn tuổi thọ của các dụng cụ nhạy cảm hơn.

Nếu bạn cần một biến tần để sử dụng lâu dài (chẳng hạn như chuyển nhà của bạn sang chủ yếu sử dụng năng lượng mặt trời), bạn cần một biến tần sóng sin thuần túy. Nhưng một biến tần sóng hình sin đã sửa đổi sẽ đủ nếu bạn chỉ cần một biến tần cho các trường hợp khẩn cấp hoặc các sự kiện không thường xuyên.

Về hiệu quả, bộ biến tần sóng hình sin thuần túy sẽ luôn hiệu quả hơn và tạo ra ít hoặc không tạo ra tiếng ồn. Chất lượng này rất cần thiết nếu bạn muốn thiết bị và dụng cụ của mình hoạt động với hiệu suất cao nhất. Với AC sạch, dụng cụ điện có thể đạt mô-men xoắn tối đa, máy sưởi sử dụng ít năng lượng hơn và thiết bị đo chính xác hơn.

Do sự phức tạp của bộ biến tần sóng hình sin thuần túy, chúng có thể đắt hơn từ hai đến bốn lần so với bộ biến tần sóng hình sin đã được sửa đổi. Vì vậy, nếu bạn có ngân sách tiết kiệm, bạn nên sử dụng bộ biến tần sóng hình sin đã sửa đổi. Tất nhiên, bạn không bao giờ có thể gặp trục trặc với biến tần sóng hình sin thuần túy nếu bạn có đủ khả năng chi trả.

Biến tần chuyên dụng

Nếu bạn cần một loại biến tần chuyên dụng hơn, một số loại khác bắt nguồn từ biến tần sóng hình sin thuần túy và biến đổi mà chúng ta vừa thảo luận.

Đối với những người có hệ thống hòa lưới, bộ biến tần hòa lưới có thể đồng bộ hóa lưới và máy phát điện của bạn và thậm chí cung cấp thêm năng lượng cho lưới. Biến tần đa cấp có thể lấy nhiều mức điện áp DC để tạo ra sóng hình sin thuần túy, một lựa chọn tốt cho tất cả các ứng dụng công suất cao. Thậm chí còn có những bộ biến tần 400 watt nhỏ hơn, dễ dàng trang bị thêm trong ô tô của bạn và cấp nguồn qua cổng 12V ở bảng điều khiển trung tâm.

Biến tần giúp ngôi nhà trở nên xanh hơn

Bạn cần một biến tần nếu bạn muốn sử dụng các nguồn năng lượng thay thế cho ngôi nhà của mình, chẳng hạn như các tấm pin mặt trời. Bạn cũng cần nó nếu bạn có pin để lưu trữ năng lượng từ tua-bin gió và các nguồn tương tự khác. Với bộ biến tần nguồn, bạn có thể đưa ngôi nhà của mình ra khỏi lưới điện và giảm lượng khí thải carbon.