Điều chỉnh lưu lượng bằng biến tần

- Tại mỗi điểm làm việc, công suất tiếp nhận bởi lưu chất có thể tính bằng tích của áp suất và lưu lượng và biểu diễn bởi diện tích hình chữ nhật gạch chéo trên hình 2. So sánh diện tích này ở hai phương thức điều khiển với cùng một lưu lượng làm việc dễ dàng nhận thấy công suất bơm cần phải phát động trong trường hợp sử dụng biến tần là ít hơn đáng kể khi lưu lượng nhỏ hơn giá trị định mức của hệ thống. Áp suất khi đó được giảm theo lưu lượng nhờ vậy tránh tiêu phí năng lượng do tổn thất áp suất như trong trường hợp điều khiển bằng van.

- Hệ thống quạt và máy nén khí ly tâm có các đường đặc tính áp suất - lưu lượng có dạng tương tự như hệ thống bơm. Các hệ thống này cũng tuân thủ những nguyên tắc điều khiển lưu lượng và cơ chế tiết kiệm điện năng như đã xét ở phần trên. Hình 2 là ví dụ về việc áp dụng biến tần (VFD - Variable Frequency Drive) cho bơm và quạt trong hệ thống điều hòa thông gió (HVAC) cho cao ốc nhằm giải quyết bài toán tiết kiệm điện năng.

- Ngoài ra máy biến tần còn giúp giảm dòng khởi động mà mômen khởi động lớn.

Ngồn : ECC Cần Thơ

Khởi động mềm với máy biến tần là gì?

Máy biến tần kết hợp động cơ không đồng bộ có thể thay thế giải pháp truyền thống sử dụng van điều khiển và cho phép tiết kiệm điện năng nhờ khả năng thay đổi tốc độ. Việc loại bỏ van tiết lưu sẽ đơn giản hóa đáng kể hệ thống đường ống và giảm thiểu việc tổn hao áp suất.

- Với một trạm bơm tưới tiêu dù công suất lớn, để khởi động bơm vào chiều tối và dừng lúc bình minh thì chỉ cần khởi động mềm là đủ. Ngược lại, việc điều khiển các vòi phun của một đài nước dù nhỏ vẫn phải cần có biến tần để đạt được các hiệu ứng mỹ thuật động.

- Khởi động mềm tăng dần vận tốc động cơ đến tốc độ làm việc nhưng không thể giúp động cơ vận hành ở các vận tốc khác. Thiết bị điện tử công suất này thay thế các điều khiển sao - tam giác truyền thống và rất thích hợp cho các ứng dụng bơm/ quạt li tâm để hạn chế dòng khởi động. Đây là giải pháp kinh tế nhất để khởi động/ dừng động cơ công suất lớn nhờ:

• Giảm tác hại do quá trình quá độ động học của lưu chất như triệt sự va đập nước khi khởi động/ dừng bơm.
• Bảo vệ tránh chạy không tải, mất hoặc ngược pha, quá tải động cơ, kẹt cơ khí.
• Giảm ảnh hưởng đến nguồn cung cấp (dòng đỉnh và sụt áp khi khởi động)
• Khả năng giao tiếp với mạng điều khiển.

Lưu ý khi mua sử dụng máy 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 may bien tan 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.

Lợi ích khi sử dụng máy biến tần INVT

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 máy biến tần giá rẻ, 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 may bien tan gia re 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.

Sử dụng máy biến tần khởi động động cơ có lợ gì?

Theo trung tâm nghiện cứu tiết kiệm năng lượng của Cần Thơ việc tiết kiệm năng lượng ngày càng cấp bách, mỗi cá nhân cũng như mỗi doanh nghiệp cần biết áp dụng khoa học công nghệ ứng dụng vào sản xuất. Trong số nhưng công nghệ chúng ta phải nói tới máy biến tần. Sử dụng bộ may bien tan có rất nhiều lợi ích khi áp dụng để khởi động động cơ.

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.

Trích nguồn www.ecccantho.gov.vn

Bộ biến cho máy nén khí sẽ giúp tiết kiệm năng lượng điện

Nguồn nhiên liệu sản xuất năng lượng tiêu thụ cho các máy móc thiết bị từ gia dụng tới công nghiệp ngày càng cạn kiệt, ngoài ra với sự biến đổi khí hậu toàn cầu đã yêu cấu các máy móc thiết bị điện tử và máy móc công nghiệp phải tiết kiệm điện. Trong ngày công nghiệp có hệ thống máy nén khí tiêu tốn khá nhiều năng lượng, để tiết kiệm điện cho máy nén khí người ta thường tích hợp sự dụng máy biến tần cho máy nén khí, với công nghệ biến tần cho máy nén khí tiết kiệm điện rất hiệu quả, mang lại lợi ích kinh tế cho doanh nghiệp và là xanh môi trường.

Ngày xưa biến tần đa số được sử dụng chính cho các loại máy bơm và quạt có công suất trung bình. Còn ngày nay, công nghệ biến tần đã được áp dụng cho các máy móc công nghiệp sử dụng động cơ điện khác điển hình như máy nén khí và nó đang gặt hái được những lợi ích to lớn.

Biến tần có tác dụng điều khiển và kiểm soát tốc độ động cơ trong máy nén khí bằng cách thay đổi tần số của dòng điện vì vậy sẽ tiết kiệm năng lượng hơn so với phương pháp điều khiển khác mà tốc độ động cơ luôn cố định.

Tăng chất lượng nguồn + bộ biến tầng tăng khả năng tiết kiệm năng lượng

Hiệu suất làm việc của động cơ điện còn phụ thuộc vào chất lượng nguồn điện cung cấp cho nó. Nên để sử dụng điện năng cho động cơ một cách tiết kiệm, cũng cần quan tâm nâng cao chất lượng nguồn cung cấp, chú ý đến các yếu tố sau:

- Duy trì điện áp ổn định cho động cơ, giữ ở mức dao động tối đa là 5%. Nếu điện áp dưới 95%Uđm thì hiệu suất động cơ sẽ giảm 2%-4%. Khi làm việc với điện áp cao hơn định mức thì hiệu suất động cơ cũng suy giảm và ảnh hưởng đến tuổi thọ.

- Duy trì hệ số cosj cao (~ 0,92) cho lưới điện bằng cách giảm thiếu hụt công suất phản kháng (hạn chế động cơ không đồng bộ chạy non tải, thay thế động cơ không đồng bộ bằng động cơ đồng bộ) hoặc bù công suất phản kháng. Bù công suất phản kháng còn có tác dụng điều chỉnh và ổn định điện áp cho lưới điện.

- Giảm thiểu sự mất cân bằng pha vì sẽ gây tăng tổn thất và giảm hiệu suất động cơ.

- Nhận dạng và loại trừ các nguy cơ sự cố trên lưới điện như: mất pha, đứt dây trung tính, hở mạch nối đất…

Điều chỉnh tốc độ động cơ phù hợp để tiết kiệm điện

Trong các thiết bị như quạt gió, máy nén khí, bơm ly tâm… kiểu truyền thống, lưu lượng (tải) được điều chỉnh bằng các van tiết lưu theo yêu cầu công việc, nhưng công suất điện cung cấp vẫn không thay đổi, nên sẽ gây lãng phí điện năng. Khi thay đổi được tần số f, ta sẽ điều chỉnh được tốc độ quay n của động cơ (vì n=60f/p, p là số cặp cực), nên điều chỉnh được lưu lượng Q (vì Q~n). Vì công suất của động cơ tỷ lệ với lập phương tốc độ quay (P~n3), nên khi cần giảm lưu lượng thì công suất tiêu thụ của động cơ sẽ giảm theo hàm bậc ba, chẳng hạn lưu lượng giảm 10%-20%-30%-40% Qđm thì công suất tiêu thụ sẽ giảm tương ứng 22%-44%-61%-73% Pđm (hình 4) – Đây quả là con số tiết kiệm thật ấn tượng!

Nguyên lý cơ bản của bộ biến tần khá đơn giản: Đầu tiên, nguồn điện AC được chỉnh lưu và lọc thành nguồn DC bằng các bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ. Sau đó, điện áp DC được biến đổi nghịch lưu thành điện áp AC, thông qua hệ transistor lưỡng cực có cổng cách ly (IGBT) bằng phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM) như hình 5. Nhờ tiến bộ của công nghệ vi xử lý và công nghệ bán dẫn, 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. Như vậy, khi sử dụng biến tần, ta có thể điều tiết được lưu lượng thông qua việc điều chỉnh tốc độ động cơ mà không cần dùng đến các van tiết lưu nữa, nhờ đó điện năng cung cấp cho động cơ được tiết giảm hơn.

Tăng khả năng tiết kiệm năng lượng cho động bằng cách dùng đúng công suất định mức

Cho dù động cơ của bạn đã được tích hợp sử dụng may bien tan thì việc sử dụng động cơ non tải hoặc quá tải đều làm tiêu hao nhiều năng lượng hơn so với việc bạn sử dụng đúng công suất định mức.

Hạn chế động cơ làm việc non tải hoặc quá tải để tiết kiệm năng lượng

Thực tế, động cơ của máy công cụ rất ít khi hoạt động với công suất định mức, mà thường là non tải. Các động cơ 1HP-5HP chạy dưới 45% tải thì hiệu suất bắt đầu giảm, sẽ làm tăng tổn thất, giảm hiệu suất và cosj (hình 2).

Nếu động cơ thường xuyên làm việc với tải dưới 45% định mức thì nên thay bằng loại có công suất nhỏ hơn. Trường hợp động cơ luôn làm việc dưới 40% công suất định mức mà không muốn thay thế, thì có thể giảm điện áp cung cấp cho động cơ bằng cách đổi tổ đấu dây stato từ D sang Y, sẽ giảm được công suất phản kháng 3 lần (Q~U2), nhưng lúc này phải kiểm tra lại điều kiện mở máy vì mômen cũng sẽ giảm 3 lần (M~U2).

Trong một số trường hợp tải của thiết bị như băng tải, gầu tải, máy nghiền, máy nén khí thay đổi liên tục, lúc non tải lúc đầy tải, thì có thể sử dụng thiết bị điều chỉnh công suất (PowerBoss) mà không cần phải thay thế động cơ. Nguyên lý làm việc của PowerBoss là cấp vừa đủ điện năng cần thiết thông qua thay đổi điện áp cấp cho động cơ. PowerBoss ứng dụng giải pháp khởi động mềm, các thyristor được bật ở điểm mà điện áp nguồn gần với zêro trong từng bán chu kỳ, nhờ đó sẽ giảm dòng điện cấp cho động cơ, nên giảm các tổn hao đồng và sắt bên trong động cơ.