Menu
EnglishVietnamese

KIẾN THỨC TỰ ĐỘNG HÓA

Giải pháp tiết kiệm năng lượng sử dụng biến tần

 

Tổng quan

Theo khảo sát của hiệp hội Copper (International Copper Association) và những nghiên cứu gần đây về tình hình tiêu thụ năng lượng trong những khu vực kinh tế này thì có đến trên 50% năng lượng được tiêu thụ bởi các động cơ điện. Chính vì thế đã có rất nhiều hoạt động cũng như giải pháp nhằm nâng cao nhất hiệu suất sử dụng thiết bị, giảm thiểu nhất các chi phí điện năng và nâng cao nhất lợi ích kinh tế.

Tiết kiệm năng lượng trong xu thế hiện nay chính là một giải pháp tích cực nhất nhằm giảm chi phí sản xuất, giảm giá thành sản phẩm.Từ đó nâng cao được tính cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường. Hơn thế nữa, giảm năng lượng tiêu thụ cũng chính là giảm sự tiêu tốn tài nguyên thiên nhiên, giảm lượng chất thải vào thiên nhiên và góp phần tích cực vào việc bảo vệ môi trường.

Trên cơ sở ấy, chúng tôi đưa ra một giải pháp tiết kiệm năng lượng cho quí công ty. Những ứng dụng được đề cập trong tài liệu này chủ yếu là các hệ truyền động cho Bơm và Quạt. Không phải chỉ với lý do là các hệ này được sử dụng rất rộng khắp trên nhiều lĩnh vực với một tỷ lệ phần trăm lớn mà vì tiềm năng tiết kiệm năng lượng cho những ứng dụng loại này là rất lớn và dễ thấy.

Đặc tính của các hệ truyền động Bơm và Quạt:

  • Đối với các hệ truyền động bơm và quạt, mômen tải phụ thuộc vào tốc độ quay của trục theo hàm bình phương. Lưu lượng ra của hệ tỉ lệ thuận với tốc độ quay. M ~ n^2 , M ~ F^2.
  • Trong khi đó, công suất đòi hỏi của hệ lại bằng tích số giữa mô men và tốc độ quay: P = M.n.
  • Do đó, công suất đòi hỏi của hệ tỉ lệ với lập phương của tốc độ quay và cũng là tỉ lệ với lập phương của lưu lượng. P ~ n^3, P ~ F^3.
  • Đây chính là phần công suất có ích để truyền tải đối tượng công tác cho Bơm và quạt. Từ đó nếu nhu cầu về lượng của hệ thống giảm đi so với thiết kế, chẳng hạn công nghệ chỉ đòi hỏi 80m3/h thay vì 100m3/h như thiết kế ban đầu thì công suất có ích chỉ đòi hỏi bằng 50% công suất thiết kế.
  • Trong những đặc tính trên, Chúng ta luôn thấy đường biểu diễn năng lượng cho hệ thống khi dùng biến tần để điều khiển nằm thấp hơn rất nhiều so với đặc tính van, nhất là khi lưu lượng ra điều chỉnh xuống giá trị phần trăm thấp. Theo lý thuyết, nếu giảm lưu lượng đi 20%, năng lượng tiêu thụ sẽ giảm gần 50% so với giá trị thiết kế. Nếu so với phương án điều khiển van đầu ra thì năng lượng giảm hơn 40%.
  • Chúng ta có thể đặt câu hỏi: vậy thì năng lượng tổn ấy đi đâu? thật không may, chẳng những năng lượng tổn hao đã gây ra lãng phí lớn mà bản thân nó còn gây ra những tác hại không nhỏ cho hệ thống. Các van bị mòn đi rất nhanh. Các chi tiết cơ khí trên hệ thống bị chịu áp lực nhiều hơn cần thiết, chống mỏi hơn và mau hỏng. Như vậy, chúng ta lại còn mất thêm những chi phí cho bảo trì hệ thống.
Đặc tính của các hệ truyền động Bơm và Quạt.
 

Các lợi ích khác

Các lợi ích khác nhau sử dụng biến tần có thể tóm gọn trong một số điểm sau:

  • Bộ biến tần làm việc theo nguyên tắc thay đổi tần số (cùng với thay đổi điện áp) nên luôn đảm bảo mô men khởi động đủ vượt tải ngay cả khi tốc độ rất thấp. Trong khi đó, dòng điện đưa vào động cơ không tăng. Do phối hợp giữa điện áp và tần số để giữ cho từ thông đủ sinh mô men. Dòng khởi động lớn nhất của hệ truyền động biến tần chỉ bằng dòng định mức. Chính vì vậy không làm sụt áp lưới khi khởi động. Đảm bảo các ứng dụng khác không bị ảnh hưởng.
  • Do quá trình khởi động được mềm hóa nên các chi tiết cơ khí của hệ truyền động như băng tải, các khớp nối, các vòng bi, ổ đỡ trong hệ thống sẽ ít bị mòn mỏi hay gãy vở. Các chi tiết gioăng đệm, các đồng hồ áp lực hay lưu lượng... đặt trên đường ống dẫn gió sẽ được đảm bảo tuổi thọ cao. Vì vậy, chi phí cho bảo trì bảo dưỡng hệ thống giảm đáng kể.
  • Hệ số công suất cosphi luôn được giữ ở 0.99. Điều này đảm bảo cho lưới điện có hiệu suất sử dụng cao và giảm chi phí cho hệ thống bù công suất phản kháng.
  • Đảm bảo chế độ điều khiển liên tục, phù hợp tuyệt đối với đòi hỏi của công nghệ về lưu lượng gió thổi. Điều này làm tăng chất lượng của quá trình.
  • Tạo khả năng tự động hóa hệ thống: nhờ bộ PID tích hợp sẵn bên trong cho điều khiển vòng kín; cổng giao tiếp với hệ thống tự động hóa RS485 có sẵn trên bộ biến tần tạo khả năng ghép nối và điều khiển hệ truyền động từ xa dễ dàng. …