Nghiên cứu khả năng tiết kiệm điện năng khi sử dụng máy biến tần

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA VẬT LÝ TRẦN MINH PHƯƠNG NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG KHI SỬ DỤNG MÁY BIẾN TẦN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HÀ NỘI - 2014 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA VẬT LÝ TRẦN MINH PHƯƠNG NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG KHI SỬ DỤNG MÁY BIẾN TẦN Chuyên ngành: Vật lý kỹ thuật KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Người hướng dẫn khoa học: KS TRẦN VĂN GIẢNG HÀ NỘI - 2014 LỜI CẢM ƠN Trong q trình làm khóa luận, tơi nhận giúp đỡ nhiệt tình thầy cô giáo khoa Vật lý - Trường đại học Sư phạm Hà Nội Tôi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới thầy cô đặc biệt thầy Trần Văn Giảng tận tình hướng dẫn tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành khóa luận Tuy thân cố gắng tránh khỏi hạn chế, thiếu sót, cịn phải hồn thiện thêm Vì tơi kính mong nhận ý kiến đóng góp thầy bạn đọc để khóa luận hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2014 Sinh viên thực Trần Minh Phương LỜI CAM ĐOAN Khóa luận hoàn thành nỗ lực thân hướng dẫn nhiệt tình thầy Trần Văn Giảng Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu khóa luận trung thưc không trùng lặp với đề tài khác Mọi tham khảo dùng khóa luận rõ nguồn gốc Mọi chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian trá, xin chịu hoàn toàn trách nhiệm Hà Nội, tháng năm 2014 Sinh viên thực Trần Minh Phương DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Sản xuất điện tồn cầu Hình 1.2:Tình hình sản xuất điện giới năm 2005 Hình 1.3: Động khơng đồng Hình 1.4: Ngun lí làm việc động khơng đồng 10 Hình 1.5: Tổn thất động 11 Hình 1.6: Họ đặc tính thay đổi điện áp U1 15 Hình 1.7: Họ đặc tính động khơng đồng thay đổi R2’ 16 Hình 1.8: Họ đặc tính nhân tạo động không đồng thay đổi R1 X1 17 Hình 1.9: Đồ thi biểu thị mối quan hệ momen điện áp theo tần số theo luật điều khiển U/f=const 21 Hình 2.1: Một số hình ảnh máy biến tần…………………………………23 Hình 2.2: Dịng biến tần Altivar 24 Hình 2.3: Sơ đồ cấu trúc biến tần gián tiếp…………………………… 30 Hình 2.4: Cấu trúc biến tần 31 Hình 2.5: Biểu đồ thống kê điện tiêu thụ q trình tịa nhà 33 Hình 2.6: Đặc tính hệ truyền động bơm, quạt 35 Hình 2.7: Điều khiển nhờ van đầu vào 36 Hình 2.8: Đặc tính lượng lưu lượng điều chỉnh van đầu vào 37 Hình 2.9: Điều khiển van đầu ra…………………………………………….37 Hình 2.10: Đặc tính lượng lưu lượng điều chỉnh van đầu ra…38 Hình 2.11: Động cấp tốc độ………………………………………….38 Hình 2.12: Đặc tính lượng lưu lượng động cấp tốc độ……39 Hình 2.13: Đặc tuyến cơng suất - lưu lượng quạt 44 Hình 3.14: Đặc tuyến cơng suất - lưu lượng bơm………………………44 Hình 3.15: Đặc tuyến suất – lưu lượng 45 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Sản xuất điện năm 2007 nước công nghiệp hàng đầu (TWh) Theo IEA………………………………………………………………………4 Bảng 1.2: Tình hình sản xuất điện Việt Nam từ 2000 - 2020………5 Bảng 1.3: Tiêu thụ điện theo ngành khoảng thời gian 2006 - 2010…….6 Bảng 1.4: Tiêu thụ điện nhiệt cho công nghệ sản xuất xi măng Bảng 1.5: Các công đoạn sản xuất giấy lượng tiêu thụ…………… Bảng 1.6: Các loại tổn thất động không đồng bộ………………………12 MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cảm ơn Lời cam đoan Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị MỞ ĐẦU NỘI DUNG Chương 1: Điện sống khoa học kĩ thuật - Động không đồng 1.1 Điện sống khoa học kĩ thuật 1.1.1 Tình hình sản xuất điện Thế giới 1.1.2 Tình hình khai thác điện Việt Nam 1.1.3 Tiêu thụ điện Việt Nam 1.1.4 Nhu cầu điện sản xuất công nghiệp 1.1.5 Điện q trình cơng nghiệp điển hình 1.1.6 Điện đời sống 1.2 Các vấn đề liên quan đến điều khiển tốc độ động không đồng 1.2.1 Cấu tạo động không đồng 1.2.2 Nguyên lí hoạt động 10 1.2.3 Hiệu suất động 11 1.2.4 Đặc điểm ứng dụng động không đồng 12 1.2.5 Các yêu cầu đặt việc điều khiển động không đồng 13 1.2.6 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động không đồng ba pha 15 Chương 2: Máy biến tần khả tiết kiệm điện động không đồng ba pha sử dụng máy biến tần 23 2.1 Biến tần tầm quan trọng biến tần công nghiệp 23 1.1 Máy biến tần 23 2.1.2 Chức ứng dụng máy biến tần 25 2.1.2.1 Chức 25 2.1.2.2 Ứng dụng 26 2.1.3 Tầm quan trọng máy biến tần công nghiệp 27 2.1.4 Phân loại máy biến tần 29 2.1.4.1 Biến tần trực tiếp 29 2.1.4.2 Biến tần gián tiếp 30 2.1.5 Cấu trúc biến tần 31 2.2 Nghiên cứu khả tiết kiệm điện động không đồng sử dụng máy biến tần 33 2.2.1 Đặt vấn đề 33 2.2.2 Đặc tính hệ tryền động bơm, quạt 34 2.2.3 Biến tần - Giải pháp tiết kiệm điện 36 2.2.3.1 Khả tiết kiệm điện biến tần 36 2.2.3.2 Biến tần tiết kiệm điện 39 2.2.3.3 Tính tốn hiệu tiết kiệm điện 42 2.2.4 Một vài ứng dụng biến tần để tiết kiệm điện 47 KẾT LUẬN 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Điện nguồn lượng quý báu cho sản xuất đời sống Ngày phát triển kinh tế góp phần kéo theo nhiều sở sản xuất, khu công nghiệp… mọc lên Chúng ta biết nhà máy chi phí điện chiếm tỉ lệ không nhỏ Ở thiết bị tiêu thụ điện đa số động khơng đồng bộ, chúng có cơng suất tiêu thụ điện lớn, lượng điện cần cung cấp có tải khơng tải gần tương đương Vì vậy, việc tìm giải pháp tiết kiệm điện điều quan tâm hàng đầu nhà sản xuất nhằm giảm chi phí, giảm giá thành nâng cao tính cạnh tranh sản phẩm thị trường Đồng thời việc giúp giảm việc tiêu tốn tài nguyên thiên nhiên, góp phần tích cực bảo vệ mơi trường Trong năm gần đây, lĩnh vực điều khiển truyền động điện phát triển mạnh mẽ Đặc biệt với phát triển khoa học kĩ thuật điện tử tin học nói riêng khai thác tất ưu điểm bật vốn có động không đồng ba pha Với tốc độ phát triển nhanh ngành điện tử tự động hóa, “Biến tần - khởi động mềm” ngày ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực loại máy điều chỉnh vơ cấp tốc độ động thông qua việc điều chỉnh tần số nguồn điện cung cấp cho động động làm việc chế độ khác Chúng sử dụng q trình cơng nghiệp khơng để cải thiện khả điều khiển nhằm nâng cao chất lượng, tăng suất mà tiết kiệm điện Tuy nhiên, thực tế triển khai dự án nước ta cho thấy nhiều trường hợp, tiết kiệm điện thiết bị chưa hiểu đánh giá dẫn đến thiết kế lắp đặt sai mục đích hiệu kinh tế vận hành bị hạn chế Các sách giáo khoa truyền động điện đề cập đến vấn đề B-H2-O-Q2 Như cơng suất giảm so với ban đầu Để tiết kiệm nửa công suất tiêu thụ so với phương pháp đảm bảo đầu theo yêu cầu, biến tần thiết bị có khả đạt hiệu 2.2.3 Biến tần – giải pháp tiết kiệm điện 2.2.3.1 Tại biến tần có khả tiết kiệm điện Trong hệ truyền động cho bơm quạt kiểu cũ người ta thường dùng van để điều chỉnh thông số đầu bơm theo yêu cầu công nghệ Tuỳ thuộc loại bơm quạt lớn hay nhỏ vị trí lắp đặt Hình 2.7 Điều khiển nhờ van đầu vào hay nhu cầu điều chỉnh người ta dùng loại sau:  Van điều tiết lắp đầu vào (hình 2.7) Các hệ truyền động có cơng suất vừa lớn cho quạt gió thường dùng phương pháp Mục tiêu giảm bớt tiết diện đường ống vào để giảm bớt lưu lượng đầu Việc điều chỉnh dùng mơ-tơ để thực từ xa nhiên giá thành thường đắt nên đa số hệ điều khiển tay Với phương pháp lưu lượng khống chế tuỳ theo độ mở van vào nên nói chung đạt yêu cầu công nghệ Hầu hết hệ thống kiểu chưa tính đến khả làm việc mơi trường tự động hố tồn diện Hơn xét tiêu lượng toàn hệ phương pháp đem lại nhiều tổn thất giảm lưu lượng, điện tiêu thụ cịn nhiều Đặc tính 36 lượng lưu lượng thể hình 2.8 Hình 2.8: Đặc tính lượng lưu lượng điều chỉnh van đầu vào Với hệ thống lưu lượng giảm, lượng tiêu thụ giảm khoảng từ 80% đến 100% Nếu điều chỉnh sâu lượng khơng giảm nhiều So sánh với trường hợp dùng biến tần vùng lưu lượng thấp giá trị tiêu thụ lượng khác nhiều  Van điều tiết lắp đầu (hình 2.9) Các hệ thống có cơng suất vừa nhỏ hay dùng phương pháp lí đơn giản dễ điều chỉnh Đối với truyền động bơm, phương pháp phù hợp Độ xác đầu đảm bảo yêu cầu công nghệ 37 Hình 2.9: Điều khiển van đầu Tuy nhiên trên, điều khiển xa tốn dồng thời chưa tiết kiệm lượng Đặc tính lượng lưu lượng trình bày hình 2.10 Hình 2.10 Đặc tính Năng lượng Lưu lượng cho điều khiển van đầu Cũng tương tự trên, chưa phải giải pháp tốt hệ thống  Động cấp tốc độ: (hình 2.11) Các hệ dùng động hai tốc độ phổ biến cho ứng dụng quạt ví dụ fancoil hệ thống điều hồ Thực tế, ứng dụng khơng địi hỏi lưu lượng phải xác khơng đòi hỏi điều chỉnh đầu dải rộng 38 Hình 2.11 Động cấp tốc độ Hệ thống đảm bảo lượng tiết kiệm nhiều, lại đơn giản tin cậy Tuy nhiên, giá thành cho động đắt hệ thống khơng linh động chạy hai cấp tốc độ cố định Đặc tính lượng lưu lượng cho trường hợp biểu diễn hình 2.12 Từ phân tích đường đặc tính lượng lưu lượng phương pháp dùng van (đường đặc tính màu đỏ) Hình 2.12 Đặc tính Năng lượng Lưu lượng cho động hai cấp tốc độ phương pháp dùng biến tần (đường đặc tính màu xanh), ta thấy biến tần thiết bị có tính ưu việt việc tiết kiệm điện 2.2.3.2 Biến tần tiết kiệm điện Như ta đa biết nguyên lý làm việc biến tần nêu mục III, ta thấy chức biến tần sau:  Biến đổi điện áp xoay chiều ba pha nguồn điện vào thành điện áp chiều nhờ chỉnh lưu cầu ba pha 39  Sau nhờ nghịch lưu đổi ngược lại thành điện áp xoay chiều ba pha biến đổi theo phương pháp điều chế độ rộng xung  Kết đầu biến tần dịng điện có dạng hình sin, cịn điện áp có dạng xung vuông nối tiếp tần số điều chỉnh tùy ý để tốc độ theo cơng nghệ chọn Vì cấu tạo biến tần chủ yếu mạch chỉnh lưu nghịch lưu mà thiết bị dùng chủ yếu linh kiện điện tử nên hệ số công suất cosφ thường 0,96 Do tiêu hao điện hệ biến tần không đáng kể Hơn nữa, ta biết, với động sơ cấp động xoay chiều ba pha, việc điều chỉnh lưu lượng thiết bị khó khăn Vì lưu lượng mơi chất thơng qua thiết bị phụ thuộc vào tốc độ quay động sơ cấp Với cấu tạo động xoay chiều ba pha truyền thống tốc độ quay động coi không đổi với hệ thống lưới điện xoay chiều có tần ssố cơng nghiệp f=50Hz thông qua quan hệ: f= n.p 60 Trong đó: p số đơi cực động cơ, n tốc độ quay Với quan hệ này, tốc độ quay động phụ thuộc vào tần số lưới điện Vì để thực thay đổi lưu lượng, điều tốt thay đổi tốc độ động sơ cấp, có nghĩa cần thay đổi tần số lưới điện Thêm nữa, ta biết, hệ truyền động loại bơm quạt, mômen tải phụ thuộc vào tốc độ quay trục theo hàm bình phương Lưu lượng hệ tỉ lệ thuận với tốc độ quay: M ≈ n2; M ≈ f Trong đó, cơng suất địi hỏi hệ thống lại tích số mômen tốc độ quay: 40 P=Mxn Do đó, cơng suất địi hỏi hệ thống tỉ lệ với lập phương tốc độ quay tỉ lệ với lập phương lưu lượng: P≈ n3 ≈ f Do việc điều chỉnh tần số lưới điện điều được, nên xí nghiệp, nhà máy thường để điều chỉnh lưu lượng, người ta thường sử dụng biện pháp điều chỉnh chắn đầu vào, đầu làm đường quay trở lại Thí dụ nhà máy nhiệt điện, quạt hút khói, thổi gió, đầu đầu vào quạt, thường có chắn động, gồm cánh hình cánh quạt, có trục quay theo bán kính Có động nhỏ điều khiển độ quay chắn này, để tạo khe hở rộng hay hẹp tuỳ theo yêu cầu cho gió, khói lọt qua Việc điều chỉnh lưu lượng khói gió kiểu đối phó có đem lại hiệu điều chỉnh lưu lượng khói gió khơng kinh tế động làm việc gần không thay đổi, lượng điện tiêu thụ không giảm Hiển nhiên phương pháp đây, lượng tiêu thụ toàn hệ thống lớn nhiều so với lượng yêu cầu lưu lượng yêu cầu giảm so với thiết kế Mặc dù giảm lưu lượng ra, lượng tiêu thụ giảm tổn hao thiết bị khống chế chắn lớn Các phương pháp điều chỉnh chắn khác cho thấy tổn hao chắn khác nhiều Việc làm tổn hao chắn gợi tiềm tiết kiệm lớn Đúng thế, sử dụng biến tần, nhờ đầu điện áp có xung vng dịng điện hình sin nên vấn đề thay đổi tần số dễ dàng Giả sử lưu lượng bơm đầu đáp ứng yêu cầu vận hành nhỏ so với thiết kế Nếu dùng van điều chỉnh lưu lượng đầu hạn chế công suất tiêu thụ giảm Nếu dùng biến tần, lưu 41 lượng tỉ lệ thuận với tốc độ, mà tốc độ lại tỉ lệ thuận với tần số Như lưu lượng giảm tần số phải giảm theo bậc 1, cơng suất tiêu thụ giảm theo bậc (vì P ≈ n3 ≈ f 3) Do dùng biến tần tiết kiệm điện nhiều so với dùng van 2.2.3.3 Tính tốn hiệu tiết kiệm điện Việc định lượng hiệu tiết kiệm điện quan trọng sở để lắp đặt thay biến tần hệ thống Tuy nhiên việc tính tốn xác thường phức tạp hiệu tiết kiệm điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố: đặc tính hệ truyền động, chế độ vận hành, u cầu quy trình cơng nghệ Dưới phân tích phương pháp thực hành cho toán tiết kiệm điện thường gặp phân tích hệ thống bơm quạt ly tâm  Phương pháp đánh giá sơ Thơng thường, khơng có đầy đủ thơng số thiết bị hệ thống, tính tốn khả thi sử dụng luật đồng dạng (lưu lượng tỉ lệ thuận với tốc độ, công suất tỉ lệ với lập phương tốc độ) để tính điện tiêu thụ: Điện tiêu thụ động 100% tốc độ: kW x = (a) Điện tiêu thụ động với biến tần: kW x ( % tốc độ)3 x =" _" (b) Điện tiết kiệm được: (c) = (a) - (b) Đối với chu trình làm việc có tải thay đổi cần lặp lại công thức (b) cho giá trị tốc độ lấy tổng điện tiêu thụ tất tốc độ làm việc Ví dụ xét bơm ly tâm công suất 30kW làm việc 10 giờ/ngày, 250 ngày/năm (2500 giờ/năm) theo chu trình: 25% thời gian (625 giờ) với 100% lưu lượng, 50% thời gian (1250 giờ) với 90% lưu lượng, 25% thời gian 42 (625 giờ) với 80% lưu lượng Điện tiêu thụ không sử dụng biến tần: 30kW x 2500h = 75000kWh Điện tiêu thụ sử dụng biến tần: 30kW x x 625h = 18750kWh 30kW x (0.9)3 x 1250h = 19200kWh 30kW x (0.8)3 x 625h = 4050kWh Tổng cộng 42000kWh = Như điện tiêu thụ trường hợp sử dụng biến tần tiết kiệm 44% so với trường hợp không sử dụng biến tần (42MWh so với 75MWh) Tuy nhiên, cách tính đơn giản thường cho kết lạc quan nhiều so với thực tế Ở chế độ tốc độ định mức (đầy tải), hiệu suất hệ thống biến tần/động thường thấp - 5% so với có động chủ yếu tổn thất biến tần, chế độ giảm vận tốc, hiệu suất động giảm Do vậy, số nhà sản xuất đưa bảng tra điện tiêu thụ với hiệu tiết kiệm khiêm tốn hơn, ví dụ: Tốc độ (%) 90 80 70 60 50 40 Quạt 0.78 0.70 0.59 0.46 0.32 0.22 Bơm 0.80 0.64 0.49 0.38 0.28 0.20 Giả thuyết công suất tiêu thụ động không đổi vận tốc cố định (không dùng biến tần) công thức (a) nguyên nhân sai số chủ yếu đánh giá sơ Từ cách biểu diễn công suất thủy lực dễ dàng nhận thấy rằng, điều khiển van tiết lưu, công suất thủy lực cần thiết cơng suất tiêu thụ động thay đổi lưu lượng thay đổi Trong phần sau thấy, trường hợp không sử dụng biến tần, công suất cần thiết giảm đáng kể giảm lưu lượng van tiết lưu 43 đặt đầu vào Ngoài ra, xuất phát từ yêu cầu thiết bị điều khiển đường ống phân phối, số hệ thống đòi hỏi trì áp lực tối thiểu giảm lưu lượng Như vậy, để tính xác hơn, cần phải biết phụ thuộc công suất cần thiết theo lưu lượng trường hợp có khơng có biến tần  Phương pháp sử dụng đặc tuyến điển hình Sử dụng đồ thị biểu diễn quan hệ công suất – lưu lượng hệ thống bơm quạt ly tâm điển hình, tính nhanh chóng Hình 2.13 Đặc tuyến cơng suất-lưu lượng quạt tương đối xác hiệu tiết kiệm điện Đối với hệ thống quạt điều khiển phương thức khác nhau, công suất cần thiết tra từ đặc tuyến công suất - lưu lượng hình 3.15 Lưu lượng quạt thay đổi van chặn đặt ống gió vào ống gió nhằm điều khiển lượng khơng khí qua quạt 44 Hình 2.14 Đặc tuyến cơng suất - lưu lượng bơm Trong trường hợp sử dụng biến tần, lưu lượng khơng khí thay đổi cách điều chỉnh tốc độ quạt Đối với hệ thống bơm điều khiển đường tuần hoàn, van tiết lưu đầu vào biến tần sử dụng đặc tuyến cơng suất - lưu lượng hình 2.14 Đối với hệ thống kết hợp biến tần van tiết lưu đặt đường ống cấp nước vào, tốc độ bơm thay đổi theo tín hiệu áp suất, van tiết lưu điều chỉnh làm tăng hay giảm tiết diện hiệu dẫn đến thay đổi áp lực nước Do đó, biến tần thay đổi tốc độ bơm nhằm điều chỉnh áp lực đặt theo giá trị đặt trước Với chiều cao cột áp H khác ta sử dụng họ đường cong hình 2.15 để tính cơng suất Ngồi ra, cần phải tính đến Hình 2.15: Đặc tuyến cơng suất-lưu lượng thay đổi hiệu suất động theo tốc độ quay Như vậy, công suất thực tiêu thụ động bơm hay quạt trường hợp không sử dụng biến tần tính theo cơng thức: I P = PN    f1  W   IN với: PN IN: công suất dòng định mức động 45 (2.9) I: dòng tiêu thụ 100% tải η: hiệu suất định mức động f1(W): hàm công suất theo lưu lượng bơm quạt (các đường cong ứng với điều khiển van đồ thị) Hiển nhiên, công suất phản kháng tiêu thụ là: Q = P.tgW Trong trường hợp sử dụng biến tần, cơng suất tiêu thụ tính theo công thức: P = PN    f3  W  × I × ×f  W  IN v (2.10) với: f2(W): hàm công suất theo lưu lượng bơm quạt f3(W): hàm hiệu suất động theo tốc độ v: hiệu suất biến tần (có thể mặc định 0.97) Cơng suất phản kháng tiêu thụ hệ biến tần - động xấp xỉ không Sử dụng công thức để tính lại ví dụ phần phương pháp đánh giá sơ cho quạt, ta có kết dùng biến tần tiết kiệm từ 16% điện so với sử dụng van tiết lưu đầu vào đến 40% điện so với sử dụng van tiết lưu đầu Đối với bơm cơng suất tương tự, dùng biến tần tiết kiệm từ 14% (trong trường hợp kết hợp với van, cột áp cao) 40% điện (so với trường hợp điều tiết lưu lượng đường ống hồi - bypass) Trong trường hợp nêu trên, kết tính tốn tiết kiệm điện sử dụng đường đặc tính cơng suất - lưu lượng ln thấp cách tính tốn đánh giá sơ theo luật đồng dạng η 46 Với đường cong điển hình cơng thức nêu trên, dễ dàng lập trình để tạo cơng cụ đánh giá xác hiệu tiết kiệm điện Nếu có liệu chi phí đầu tư giá tiền điện, từ điện tiết kiệm dễ dàng tính thời gian hồn vốn sử dụng biến tần 2.2.4 Một vài ứng dụng thực tế biến tần để tiết kiệm điện Ví dụ minh họa cho tiết kiệm điện áp dụng xí nghiệp lớn điều tiết lưu lượng bơm quạt Bơm quạt có chung đặc thù tải công suất điện tiêu thụ tỷ lệ với lập phương lưu lượng hay tốc độ Có nghĩa tiêu hao vơ ích lượng điện lớn động chạy chế độ danh định với lưu lượng yêu cầu thực tế giảm Và có nghĩa tiết kiệm lớn điện dùng biến tần điều khiển công suất tiêu thụ động bám theo lưu lượng thực tế Tại Công ty xi măng Bút Sơn từ năm 2003 sử dụng quạt 1268 có cơng suất động 2400kW, 6000V Damper để điều tiết lưu lượng gió từ 100% đến 30% Và quạt làm việc 8000 năm; 100%, 70%, 50% lưu lượng với 20%, 50%, 30% thời gian tương ứng năm với giá điện bình qn 1000đ/kW, theo tính tốn điều khiển lưu lượng van tiết lưu tiền điện phải trả năm 16 tỉ đồng (16.247.000.000đ) Nếu điều khiển lưu lượng biến tần trung áp Toshiba tiền điện phải trả năm tám tỉ đồng (8.267.000.000đ) Như số tiền tiết kiệm điện dùng biến tần điều khiển lưu lượng so với dùng van tiết lưu năm gần tám tỉ đồng (7.980.000.000đ) hay gần số tiền đầu tư cho biến tần Công ty TNHH Yên Phú, huyện Yên Bình (Yên Bái) DN chuyên sản xuất bao bì PP, túi PE vỏ bao xi-măng với công suất 15 triệu bao/năm Là Doanh nghiệp thuộc chuyên ngành Nhựa, công đoạn như: tạo hạt, sản 47 xuất sợi, dệt, tráng màng thường tiêu tốn nhiều điện Nhất trình sản xuất, động thường sử dụng điện không ổn định, dẫn tới máy vận hành mức tải lớn nhất, kể không tải non tải Vì lượng điện tốn nhiều, vừa lãng phí điện, vừa gây hại máy móc Khắc phục tình trạng này, Cơng ty thực lắp biến tần tiết kiệm điện Từ ứng dụng giải pháp tiết kiệm điện biến tần vào chu trình sản xuất bao bì nhựa, Cơng ty đạt hiệu tiết kiệm điện cao Cụ thể, Công ty đầu tư 120 triệu đồng để lắp biến tần, số điện Công ty giảm khoảng 20% - 25% Theo tính tốn, sau 12 tháng, số tiền tiết kiệm từ điện giúp Công ty hồn vốn số tiền lắp biến tần Ngồi lợi ích kinh tế, giải pháp lắp biến tần mang lại nhiều lợi ích khác kỹ thuật như: giải vấn đề cân áp suất hệ thống thiết bị, đảm bảo độ tin cậy thiết bị, thiết bị xảy cố, làm việc ổn định; thuận tiện cho việc quản lý vận hành thiết bị nhờ có cổng giao tiếp đưa tín hiệu để theo dõi Hơn ứng dụng giải pháp cịn cho phép giảm chi phí bảo trì, bảo vệ thiết bị nguồn cấp điện có vấn đề trục trặc, giảm rung động cho tòa nhà hệ thống cân áp suất Đặc biệt, q trình khởi động mềm hóa tiết khí hệ truyền động băng tải, khớp nối, vòng bi, ổ đỡ hệ thống bị mịn, mỏi hay gãy vỡ 48 PHẦN : KẾT LUẬN Trong thời gian thực đề tài “Nghiên cứu khả tiết kiệm điện sử dụng máy biến tần”, nhận hướng dẫn nhiệt tình thầy giáo khoa Vật lý, đặc biệt giúp đỡ, bảo tận tình thầy Trần Văn Giảng Với đề tài tơi hồn thành mục đích, nhiệm vụ ban đầu đặt ra: - Nghiên cứu, tìm hiểu tổng quan sử dụng điện - động không đồng - Nghiên cứu ứng dụng máy biến tần động không đồng ba pha Trong q trình thực tơi tiếp thu kiến thức bổ ích, cần thiết, kinh nghiệm quí báu để tiến hành nghiên cứu khoa học; khai thác sử dụng tài liệu cách hiệu Tuy nhiên, điều kiện nguồn tài liệu, vốn kiến thức thực tế chưa nhiều đặc biệt lực nghiên cứu thân tơi cịn nhiều hạn chế nên chắn đề tài em nhiều thiếu sót Kính mong nhận đóng góp ý kiến q thầy bạn đọc để khóa luận tơi hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn! 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bùi Đình Tiếu, Giáo trình truyền động điện, NXB Giáo dục, năm 2004 [2] Nguyễn Xuân Phú, Sử dụng hợp lí hiệu điện sản xuất sinh hoạt, NXB Khoa học kĩ thuật, Hà Nội, Năm 2004 [3] Nguyễn Xuân Phú, Nguyễn Thế Bảo, Bảo tồn lượng sử dụng hợp lí, tiết kiệm, hiệu công nghiệp, NXB Khoa học kĩ thuật, Hà Nội, năm 2006 [4] Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh, Điện tử công suất, NXB Khoa học kĩ thuật, Hà Nội, năm 2007 [5] Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Phạm Quốc Hải, Dương Văn Nghi, Điều chỉnh tự động truyền động điện, NXB Khoa học kĩ thuật, năm 2008 50 ... đề tài: ? ?Nghiên cứu khả tiết kiệm điện sử dụng máy biến tần? ?? làm đề tài khóa luận 1.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Nghiên cứu khả tiết kiệm điện sử dụng máy biến tần để phục vụ học tập, nghiên cứu giảng... 2.2.3 Biến tần - Giải pháp tiết kiệm điện 36 2.2.3.1 Khả tiết kiệm điện biến tần 36 2.2.3.2 Biến tần tiết kiệm điện 39 2.2.3.3 Tính tốn hiệu tiết kiệm điện 42 2.2.4 Một vài ứng dụng. .. biến tần khả tiết kiệm điện động không đồng ba pha sử dụng máy biến tần 23 2.1 Biến tần tầm quan trọng biến tần công nghiệp 23 1.1 Máy biến tần 23 2.1.2 Chức ứng dụng máy