Nghiên Cứu Khả Năng Tiết Kiệm Điện Nhờ Biến Tần

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI NÓI ĐẦU Cùng với phát triển nhanh chóng kinh tế toàn cầu, việc sử dụng lượng nhu cầu tất yếu, kéo theo cạn kiệt nguồn tài nguyên không tái tạo nước, than đá… Do đó, tiết kiệm lượng vấn đề cần quan tâm nhiều giới loài người Vấn đề nhiều nước, nhiều tổ chức giới đề cập đến nhiều năm qua thông qua buổi hội thảo đưa không giải pháp đem lại hiệu cao Ngày nay, phát triển nhanh chóng kinh tế, Việt Nam nhiều sở sản xuất, khu công nghiệp ngày mọc lên Ở đó, thiết bị sử dụng chủ yếu động không đồng (ĐC KĐB) Điển hình sở sản xuất có công suất tiêu thụ điện lớn trạm bơm nước phục vụ sản xuất nông nghiệp, xí nghiệp sản xuất chế biến nông hải sản, hoa Vì vậy, toán tiết kiệm lượng đặt tất hệ thống sản xuất ưu tiên hàng đầu Trong phần lớn lượng tiêu thụ để cấp cho động công suất lớn, vấn đề tiết kiệm lượng cho động quan trọng 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 Chúng sử dụng trình công nghiệp 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 tài liệu nhà sản xuất thường cung cấp thông số, tính thiết bị Qua đề tài Nghiên Cứu Khả Năng Tiết Kiệm Điện Nhờ Biến Tần này, hướng dẫn thầy Lê Văn Doanh, em cố gắn phân tích rõ chất vật lí vấn đề tiết kiệm điện nhờ biến tần thông qua khảo sát ứng dụng điển hình tiết kiệm điện bơm quạt Nội dung đề tài gồm phần: Phần I: Giới thiệu ĐC KĐB Gồm có chương: Chương I: Cấu tạo, nguyên lý làm việc ĐC KĐB Chương II: Mở máy ĐC KĐB SVTH: Trần Hoa Hạng_ĐKT-K27 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Phần II: Điều khiển ĐC KĐB biến tần nghiên cứu khả tiết kiệm điện nhờ biến tần Gồm chương: Chương III: Khảo sát biến tần điều khiển ĐC KĐB Chương IV: nghiên cứu khả tiết kiệm điện nhờ biến tần Phần thực hành: Cài đặt biến tần Altivar để điều khiển ĐC KĐB xoay chiều pha SVTH: Trần Hoa Hạng_ĐKT-K27 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHẦN I GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ Khái niệm động không đồng ( ĐC KĐB): Tất máy điện xoay chiều có tốc độ Roto n ≠ n gọi máy điện KĐB Trong đó: n = 60 f tốc độ từ trường p quay Chương I CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ I CẤU TẠO ĐC KĐB: Cấu tạo ĐC KĐB chia làm phần chính: Stato Roto Stato- phần tĩnh: *Lõi thép Stato: - Gồm thép kỹ thuật cách điện có chiều dầy ( 0,3 ÷ 0,5) mm, dập theo hình vành khăn, mặt có rãnh để đặt dây quấn Stato ghép cách điện với để giảm dòng fuco, giảm tổn hao - Lá thép Stato kết hợp với lõi thép Roto tạo thành mạch từ để dẫn từ tạo từ trường lớn *Dây quấn Stato: - Thường dây quấn Stato làm dây đồng có lớp cách điện bên ngoài, tiết diện hình tròn (d), hay hình chữ nhật (axb) tạo thành bối dây Mỗi bối dây có nhiều vòng dây hai cạnh bối dây đặt rãnh lõi thép Stato, bối dây ghép nối với tạo thành dây quấn pha - Vậy dây quấn Stato dây quấn pha: gồm bối dây đặt lệch góc 120 điện *Vỏ máy: - Thường làm gang đúc, mặt có cánh tản nhiệt - Vỏ máy để bảo vệ chi tiết bên chịu lực Hình 1.1 Động không đồng SVTH: Trần Hoa Hạng_ĐKT-K27 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Roto- phần động: *Lõi thép Roto: Gồm nhiều thép kỹ thuật điện dập theo hình tròn mặt có rãnh để đặt dây quấn Roto ghép cách điện với *Dây quấn Roto: có nhiều loại, ta xét loại chính: - Roto lồng sóc: gồm dẫn đồng nhôm đặt rãnh lõi thép Roto, hai đầu nối với vòng ngắn mạch đồng nhôm, thường nhôm Hiện loại Roto lồng sóc dùng động KĐB phổ biến - Roto dây quấn: Dây quấn dây quấn pha thường nối (Y), đầu nối với trở fụ (R f ) Để nối điện phần quay (dây quấn) phần đứng yên (R f ), đầu dây quấn nối với vành trượt đồng, tỳ vành trượt hệ thống chổi than đứng yên nối với R f II PHÂN LOẠI: Động roto lồng sóc: Hình 1.2 Động roto lồng sóc Ưu điểm: • Cấu tạo đơn giản, giá rẻ • Không cần bảo dưỡng • Vận hành dễ dàng • Độ tin cậy cao • Momen khởi động lớn • Thời gian khởi động ngắn SVTH: Trần Hoa Hạng_ĐKT-K27 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đăc tính: • Dòng khởi động lớn gấp (6 ÷ 8) lần dòng định mức • Momen khởi đông từ (0,8 ÷ 2) lần mômen định mức Hình 1.3 Đặc tính khởi động động roto lồng sóc Đặc tính mômen – tốc độ: Hình 1.4 Đặc tính mômen – tốc độ • Mk = ( 0,8 ÷ 2) Mđm • Mmax = (2 ÷ 2,5) Mđm SVTH: Trần Hoa Hạng_ĐKT-K27 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đặc tính dòng khởi động: Hình 1.5 Đặc tính dòng khởi động Dòng khởi động (Ik) = (6 ÷ 8) Iđm gây ra: • Gây sụt điện áp nguồn, ảnh hưởng đến hộ tiêu thụ khác • Gây sốc làm hao mòn cấu khí Đấu dây: Hình 1.6 Sơ đồ đấu dây SVTH: Trần Hoa Hạng_ĐKT-K27 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Truyền động góc phần tư: Hình 1.7 Truyền động góc phần tư • Chế độ động cơ: Mômen tốc độ chiều, điện biến đổi thành • Chế độ máy phát: Mômen tốc độ ngược chiều, biến đổi thành điện trả lưới Động roto dây quấn: Hình 1.8 Động roto lồng sóc SVTH: Trần Hoa Hạng_ĐKT-K27 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đặc tính mômen - tốc độ: Hình 1.9 Đặc tính mômen – tốc độ Hình 1.10 Đặc tính khởi động động roto dây quấn Đặc điểm khởi động: • Dòng khởi động nhỏ: Ik = (2÷ 4) Iđm • Mômen khởi động: Mk =(2÷ 2,5) Mđm SVTH: Trần Hoa Hạng_ĐKT-K27 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương II MỞ MÁY ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ I MỞ MÁY ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ: Khi đóng điện trực tiếp vào stato ĐC KĐB để mở máy đầu rôto chưa quay, độ trượt s =1 sức điện động cảm ứng dòng điện cảm ứng lớn: Ι mm = (5÷8) Ι đm Dòng điện có giá trị đặc biệt lớn động công suất trung bình lớn, gây nhiệt đốt nóng động gây xung lực có hại cho động Tuy dòng lớn mômen mở máy nhỏ: Mmm =(0.5÷ 1.5)Mđm cần phải có biện pháp mở máy để hạn chế dòng điện lúc mở máy đảm bảo mômen mở máy cần thiết Động không đồng có mômen mở máy mở máy động quay Điều kiện mở máy là: • Phải có momen mở máy đủ lớn để thích ứng với đặc tính tải • Dòng điện mở máy nhỏ tốt • Phương pháp mở máy thiết bị cần đơn giản, rẻ tiền, chắn • Tổn hao công suất trình mở máy nhỏ tốt Những yêu cầu thường mâu thuẫn với nhau, đòi hỏi dòng mở máy nhỏ làm cho momen giảm theo cần thiết bị đắt tiền Vì vào điều kiện cụ thể mà chọn phương pháp mở máy thích hợp Đối với động công suất nhỏ công suất nhỏ so với công suất nguồn cấp mở máy trực tiếp Nếu không mở máy trực tiếp thực phương pháp mở máy sau đây: - Mở máy điện trở phụ nối tiếp với mạch roto (chỉ sử dụng cho động KĐB roto dây quấn) - Mở máy trực tiếp động điện roto lồng sóc (dùng cho động vừa nhỏ) - Mở máy cách giảm điện áp stato:  Mở máy điện kháng nối tiếp vào mạch stato  Mở máy máy biến áp tự ngẫu, hạ điện áp mở máy  Mở máy nhờ đổi nối sao-tam giác  Mở máy cách dùng biến đổi (u f) SVTH: Trần Hoa Hạng_ĐKT-K27 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ngoài ta dùng thiết bị khởi động mềm động II CÁC PHƯƠNG PHÁP MỞ MÁY ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ: Mở máy điện trở phụ nối tiếp với mạch roto: Sơ đồ nguyên lý đặc tính động thay đổi điện trở phụ: Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý a) đặc tính b) động mở máy điện trở phụ nối tiếp với mạch roto Khi mở máy chọn M1 ≤ 0,85Mth, M2 ≥ (1,1÷1,3)Mc Mở máy trực tiếp động điện roto lồng sóc: Sơ đồ nguyên lý đặc tính động cơ: SVTH: Trần Hoa Hạng_ĐKT-K27 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Nếu động không khởi động được, dòng khởi động>150% phút, biến tần “trip” Biến tần bố lỗi: OLF (Over current (Torque limit - ATV31, ATV58, ATV68, ATV71 thiết kế chuyên dụng cho ứng dụng CT Tải yêu cầu mômen tải nhỏ Tải bơm/quạt cần mômen tải nhỏ Biến tần ATV38, ATV21, ATV61 thiết kế chuyên dụng cho loại tải bơm/quạt Biến tần hệ thống điện: Sóng hài nhiễu điện từ, ảnh hưởng chúng a) Sóng hài nhiễu điện từ: SVTH: Trần Hoa Hạng_ĐKT-K27 72 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Biến tần sinh sang hài bậc cao nhiễu dạng truyền dẫn nhiễu phát xạ vào không gian: Harmonics Tần số từ 150 Hz - 1KHz Electro_magnetic Inteference ( EMI ) Tần số từ 10 KHz – 1GHz Các sóng hài bậc cao nhiễu cao tần xuất phía nguồn biến tần phía động Nguyên nhân tác dụng chỉnh lưu nghịch lưu với phương pháp điều khiển độ rộng xung điên áp DC thành AC với dv/dt lớn (PWM) SVTH: Trần Hoa Hạng_ĐKT-K27 73 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP b) Ảnh hưởng sóng hài: Làm tăng dòng điện tới 50% gây tải cho nguồn ,cáp, máy biến áp Dòng điện bị méo dạng làm giãm hệ số công suất nguồn Tăng khả gây cộng hưởng mạch có nối tụ điện Gây nhiễu cho thiết bị điện khác mạng c) Giải pháp làm giảm sóng hài: Dùng cuộn kháng: Line choke DC choke Hình bên Dùng lọc: Lọc tích cực SVTH: Trần Hoa Hạng_ĐKT-K27 74 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Sơ đồ giảm sóng hài: Cuộn kháng làm cho dòng điện gần sin va làm giảm sóng hài bậc cao d) Giải pháp làm giảm nhiễu điện từ: - Tuân thủ việc đấu nói, dây tài liệu hướng dẫn lắp đặt biến tần SVTH: Trần Hoa Hạng_ĐKT-K27 75 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - - Dùng lọc RFI (còn gọi lọc EMC) làm giảm nhiễu truyền dẫn nhiễu phát xạ Có nhiều mức lọc khác Việc sử dụng lọc mức tùy thuộc vào yêu cầu tiêu chuẩn phải tuân theo vào độ dài cáp, kiểu cáp đấu Nhiễu điện từ phía cáp động giảm thiểu cách sử dụng cáp bọc kim, nối đất việc tuân thủ đấu nối hướng dẫn tài liệu Thiết bị Lọc nhiễu làm việc Dùng cáp bọc kim bắt buộc để tuân thủ với tiêu chuẩn EMC Quá áp cực động cơ, nguyên nhân giải pháp a) Nguyên nhân: Quá áp gây phản xạ sóng dv/dt phối hợp trở kháng động cáp nối biến tần động Độ lớn áp dv/dt phụ thuộc vào chiều dài cáp kỹ thuật PWM SVTH: Trần Hoa Hạng_ĐKT-K27 76 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP b) Giải pháp: Giới hạn đỉnh xung áp Giảm dv/dt c) Thực hiện: Dùng biến tần có khả giới hạn đỉnh xung áp (< VDC) Sử dụng lọc dv/dt.( Motor choke).( hình ) Sử dụng lọc LR LC Dùng lọc hình SIN SVTH: Trần Hoa Hạng_ĐKT-K27 77 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP d) Chiều dài cáp cho phép: Dòng điện rò( Earth Leakage Current) a) Nguyên nhân: Biến tần sinh dòng điện rò với hai nguồn chính: dV/dt điện áp động tạo dòng rò khép mạch qua tụ ký sinh xuống đất Các loc RFI tạo nguồn dòng rò qua tụ nối đất chúng SVTH: Trần Hoa Hạng_ĐKT-K27 78 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP b) Đường dòng điện rò: c) Tác hại giải pháp: +Tác hại: ảnh hưởng tới thiết bị chóng rò (RCD) Dòng rò gây hư hang ổ bi độnh + Giải pháp: Không sử dụng lọc EMC bắt buộc đặc biệt vơí nguồn pha Để giảm dòng rò phía động cơ: Dùng kháng lọc để giảm dv/dt Không dùng cáp bọc kim không bắt buộc Giảm tần số làm việc biến tần Giảm chiều dài cáp nối biến tần với động tới mức SVTH: Trần Hoa Hạng_ĐKT-K27 79 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Sử dụng bảo dưỡng: Bảo quản Altivar 31 không yêu cầu bảo dưỡng phòng ngừa Tuy nhiên tốt nên thực thường xuyên: • Kiểm tra điều kiện làm việc kết nối • Bảo đảm nhiệt độ xung quanh thiết bị trì mức cho phép thông thoáng (Trung bình tuổi thọ quạt biến tần: từ đến năm tuỳ thuộc vào điều kiện làm việc) • Lau bụi bám biến tần Công cụ hỗ trợ việc bảo dưỡng: Chức hiển thị lỗi Dùng để kiểm tra cố sinh cài đặt vận hành, bảo đảm khuyến cáo liên quan đến môi trường, giá đỡ kết nỗi tuân thủ Nếu chức sử dụng, lỗi phát lưu hiển thị, sáng lên hiển thị, khoá biến tần tiếp điểm rơle (RARC) mở Xoá lỗi Ngắt nguồn biến tần khởi động lại có lỗi Chờ cho hiển thị tắt hẳn Tìm nguyên nhân gây lỗi để sữa chữa Biến tần mở khoá sau có lỗi cách: • Tắt biến tần hiển thị biến hoàn toàn, sau bật lại • Kích hoạt chức “khởi động lại tự động” hướng dẫn (menu FLt- , Atr = YES) • Kích hoạt chức "falt reset" thông qua ngỏ vào logic (menu FLt-, rSF = LIp) Menu giám sát: Menu sử dụng để ngăn chặn tìm nguyên nhân gây lỗi cách hiển thị trạng thái biến tần giá trị thời Biến tần không khởi động được, không lỗi hiển thị • Nếu hiển thị không sáng, kiểm tra nguồn cấp cho biến tần • Nếu biến tần gán chức "Dừng nhanh" "Dừng tự do" biến tần không khởi động ngỏ vào logic tương ứng không bật Sau biến tần hiển thị "nSt" cài dừng tự "FSt" cài dừng nhanh Điều bình thường chức kích hoạt mức để biến tần dừng cách an toàn có dây điều SVTH: Trần Hoa Hạng_ĐKT-K27 80 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP khiển bị đứt • Kiểm tra xem ngỏ vào đặt lệnh chạy kết nối chưa (thông số tCC menu I-O- ) • Nếu ngỏ vào gán cho chức công tắc hành trình ngỏ vào mức 0, biến tần khởi động lệnh chay theo chiều ngược • Nếu kênh tham chiếu kênh điều khiển gán cho Modbus CANopen, biến tần hiển thị nSt bật nguồn dừng bus truyền thông gửi lệnh đến biến tần Các lỗi reset tự động Nguyên nhân lỗi phải tháo gỡ trước reset lại cách ngắt nguồn sau bật lại Các lỗi CrF, SOF, tnF, bLF OPF reset lại từ xa thông qua ngỏ vào logic (thông số rSF menu FLt-) Ưu điểm biến tần Altivar 31: Hiệu suất chuyển đổi nguồn biến tần cao sử dụng linh kiện bán dẫn công suất chế tạo theo công nghệ đại Chính vậy, lượng tiêu thụ xấp xỉ lượng yêu cầu hệ thống Bộ biến tần làm việc theo nguyên tắc thay đổi tần số (cùng với thay đổi điện áp) nên đảm bảo mô men khởi động đủ vượt tải tốc độ thấp Đồng thời dòng điện đưa vào động không tăng, phối hợp điện áp tần số để giữ cho từ thông đủ sinh mô men Dòng khởi động lớn hệ truyền động biến tần dòng định mức Chính vậy, không làm sụt áp lưới khởi động, đảm bảo ứng dụng khác không bị ảnh hưởng SVTH: Trần Hoa Hạng_ĐKT-K27 81 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NHẬN XÉT: Biến tần sử dụng cho nhiều mục đích khác biến tần đạt hiệu cao ứng dụng điều khiển vô cấp tốc độ động để đáp ứng yêu cầu công nghệ Tùy vào việc ứng dụng biến tần lĩnh vực điều khiển khác mà hiệu mang lại cho người ứng dụng thể mặt khác như: tiết kiệm lượng, khởi động mềm… Với đặc tính khởi động mềm, dòng khởi động thấp, điều khiển vô cấp tốc độ động cơ, việc áp dụng biến tần không tăng tuổi thọ thiết bị mà giảm ảnh hưởng đến lưới điện, điều khiển tối ưu theo nhu cầu tiêu thụ, cho phép tiết kiệm điện lớn Đối với hệ thống thông gió điều hoà không khí nhà máy hay sở sản xuất có công suất tiêu thụ điện lớn, chi phí điện chiếm tỉ lệ lớn Vì thế, việc ứng dụng biến tần để tiết kiệm lượng điều đáng quan tâm nhà sản xuất nhằm giảm chi phí, giảm giá thành nâng cao tính cạnh tranh sản phẩm thị trường Đồng thời, việc giúp giảm tiêu tốn tài nguyên thiên nhiên, góp phần tích cực vào việc bảo vệ môi trường Ngoài ra, biến tần ngày tích hợp nhiều kiểu điều khiển khác phù hợp hầu hết loại phụ tải khác Ngày biến tần có tích hợp PID thích hợp với nhiều chuẩn truyền thông khác nhau, phù hợp cho việc điều khiển giám sát hệ thống SCADA Riêng với biến tần ALTIVAR biến tần altivar đánh giá hẳn so với loại biến tần khác nhờ có tính kỹ thuật ưu việt đặc biệt, như: - Dãy công suất rộng đến 500kW (có thể sử dụng cho hầu hết chủng loại thiết bị điện mỏ hầm lò, lộ thiên nhà máy sàng tuyển than, công trình công nghiệp nặng khác); - Cấp bảo vệ IP20 IP54 (rất phù hợp với điều kiện vận hành môi trường ngành công nghiệp nặng); - Có thể lắp cạnh (rất thuận tiện cho việc thiết kế lắp đặt phù hợp với khoảng không gian tối thiểu có sẵn, không làm thay đổi kết cấu lớn); - Tất thiết kế có lọc nhiễu tần số radio RFI, tương thích với chuẩn EN55011/1A (có thể sử dụng lắp đặt nơi nào, không gây ảnh hưởng đến điều kiện làm việc loại thiết bị điện tử tin học, viễn thông khác dây chuyền sản xuất); SVTH: Trần Hoa Hạng_ĐKT-K27 82 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Thiết kế thân thiện với người sử dụng Rất dễ dàng lắp đặt, cài đặt vận hành (phù hợp với trình độ quản lý vận hành công nhân trực tiếp sản xuất); - Màn hình điều khiển hiển thị tháo rời Có thể vận hành chỗ từ xa; - Mômen khởi động lớn; - Có chế độ tự động cập nhật thông số động AMA nhằm tối ưu hoạt động hệ thống; - Có điều khiển PID; - Có chế độ Sleep mode cho phép tiết kiệm lượng Các chân vào/ra kỹ thuật số, vào/ra tương tự với chức lập trình được; - Giao thức truyền thông nối tiếp RS485, cho phép truyền thông với PLC máy tính; - Có đủ chức bảo vệ cần thiết: • Bảo vệ nhiệt động điện tử chống tải • Giám sát nhiệt độ tản nhiệt nhằm bảo vệ nhiệt độ tản nhiệt tăng tới 800 C • Bảo vệ ngắn mạch động • Bảo vệ chạm đất, chạm vỏ động • Giám sát mạch trung gian nhằm bảo vệ điện áp DC cao thấp • Bảo vệ pha động • Bảo vệ pha nguồn; - Dòng điện hoạt động thấp, khoảng 1/2 so với hệ thống cũ Năng suất hệ thống thiết bị có sử dụng biến tần không giảm so với hệ thống cũ - - SVTH: Trần Hoa Hạng_ĐKT-K27 83 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU PHẦN I: GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ Chương I: CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐC KĐB I CẤU TẠO ĐC KĐB Stato – phần tĩnh Roto – phần động II PHÂN LOẠI Động roto lồng sóc Động roto dây quấn Chương II: MỞ MÁY ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ I MỞ MÁY ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ II CÁC PHƯƠNG PHÁP MỞ MÁY ĐC KĐB 10 Mở máy điện trở phụ nối tiếp vào mạch roto 10 Mở máy trực tiếp động điện roto lồng sóc 10 Mở máy cách giảm điện áp roto 11 Khởi động mềm 15 PHẦN II: ĐIỀU KHIỂN ĐC KĐB BẰNG BIẾN TẦN VÀ KHẢ NĂNG TIẾT KIỆM ĐIỆN CỦA BIẾN TẦN 18 Chương III KHẢO SÁT BỘ BIẾN TẦN ĐIỀU KHIỂN ĐC KĐB 18 I KHÁI NIỆM CƠ BẢN 18 II PHÂN LOẠI 18 Bộ biến tần gián tiếp 18 Bộ biến tần trực tiếp 18 III SƠ ĐỒ KHỐI BỘ BIẾN TẤN VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC 19 IV MỘT VÀI LOẠI BIẾN TẦN ĐANG ĐƯỢC SỬ DỤNG .20 Hãng Schneider 20 Hãng Siemens 20 hãng Yaskawa .21 SVTH: Trần Hoa Hạng_ĐKT-K27 84 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP V CHỨC NĂNG, ỨNG DỤNG CỦA BIẾN TẦN 21 Chức 21 Ứng dụng 22 Chương IV NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TIẾT KIỆM ĐIỆN NHỜ BIẾN TẦN 24 I ĐẶT VẤN ĐỀ 24 II ĐẶC TÍNH CỦA CÁC HỆ TRUYỀN ĐỘNG BƠM VÀ QUẠT 25 III BIẾN TẦN – GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG 26 Tại biến tần có khả tiết kiệm điện 26 Biến tần tiết kiệm điện 29 Tính toán hiệu tiết kiệm điện 31 Một vài ứng dụng thực tế biến tần để tiết kiệm điện 36 PHẦN THỰC HÀNH: CÀI ĐẶT BIẾN TẦN ALTIVAR ĐỂ ĐIỀU KHIỂN ĐC KĐB XOAY CHIỀU BA PHA 38 I GIỚI THIỆU VỀ BIẾN TẦN ALTIVAR 38 Altivar 11 38 Altivar 21 39 Altivar 31 40 Altivar 61 41 Altivar 71 43 II CẤU TẠO, SƠ ĐỒ ĐẤU DÂY VÀ CÀI ĐẶT BIẾN TẦN ALTIVAR 44 Cấu tạo sơ đồ đấu dây 44 Cài đặt biến tần 48 SVTH: Trần Hoa Hạng_ĐKT-K27 85 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tài liệu tham khảo: Giáo trình Điện Tử Công Nghiệp Vụ giáo dục chuyên nghiệp NXB Hà Tây Tài liệu hướng dẫn sử dụng biến tần Altivar Hãng Schneider Electric Ngoài có tham khảo tài liệu khác thầy Lê Văn Doanh cung cấp SVTH: Trần Hoa Hạng_ĐKT-K27 86 [...]... BẰNG BIẾN TẦN VÀ KHẢ NĂNG TIẾT KIỆM ĐIỆN CỦA BIẾN TẦN Chương III KHẢO SÁT BỘ BIẾN TẦN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ I KHÁI NIỆM CƠ BẢN: SVTH: Trần Hoa Hạng_ĐKT-K27 18 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Biến tần là các bộ biến đổi nguồn điện áp với các thông số điện áp và tần số không đổi thành nguồn điện áp và tần số thay đổi được II PHÂN LOẠI: Về nguyên lý, biến tần chia ra làm hai loại: Biến tần gián tiếp và biến tần. .. cấp tốc độ biến tần( đường đặc tính màu xanh), ta thấy rằng biến tần là thiết bị có tính ưu việt trong việc tiết kiệm điện hơn 2 Biến tần tiết kiệm điện năng như thế nào Như ta đa biết nguyên lý làm việc của biến tần đã nêu ở mục III, thì ta thấy chức năng của biến tần như sau: • Biến đổi điện áp xoay chiều ba pha của nguồn điện vào thành điện áp một chiều nhờ bộ chỉnh lưu cầu ba pha; • Sau đó nhờ bộ nghịch... Bộ biến tần gián tiếp ( bộ biến tần độc lập – autonom inverter): Trong bộ biến tần này, dòng điện xoay chiều đầu vào tần số f 1 được chỉnh lưu thành dòng điện một chiều (tần số f = 0), lọc rồi lại được nghịch lưu thành dòng điện xoay chiều tần số f2 Hình 3.1.a) 2 Bộ biến tần trực tiếp( bộ biến tần phụ thuộc – cycloconverter): Bộ biến tần trực tiếp là bộ biến tần biến đổi thẳng dòng điện xoay chiều tần. .. ÁN TỐT NGHIỆP Chương IV NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TIẾT KIỆM ĐIỆN NHỜ BIẾN TẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ: Tiết kiệm điện luôn được coi là một giải pháp đem lại hiệu quả cao, nhất là trong hoàn cảnh nguồn cung còn thiếu Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng 1kWh điện tiết kiệm khác với 1kWh sản xuất ở chỗ nó không gây ô nhiễm môi trường, giảm tổn hao do truyền tải và phân phối điện Việc tiết kiệm mỗi kWh điện trong các giờ cao... ABB, biến tần Delta, biến tần trung áp Toshiba,… V CHỨC NĂNG, ỨNG DỤNG CỦA BIẾN TẦN: 1 Chức năng: Chức năng điều khiển phân tầng: nhờ vào bộ điều khiển PID biến tần có thể điều khiển cùng lúc đến 4 động cơ (1 động cơ chạy theo tần số điện áp của biến tần, 3 động cơ còn lại chạy theo tần số điện áp lưới), nhờ vào tính năng này ta có thể dễ dàng nâng cấp tải hệ thống và luân phiên chọn động cơ chạy với biến. .. bằng diện tích của B-H 2-O-Q2 Như vậy công suất giảm rất ít so với ban đầu Để tiết kiệm hơn nửa công suất tiêu thụ so với phương pháp trên nhưng vẫn đảm bảo đầu ra theo yêu cầu, thì biến tần là thiết bị có khả năng và đạt hiệu quả nhất III BIẾN TẦN – GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG: 1 Tại sao biến tần có khả năng tiết kiệm điện năng Trong các hệ truyền động cho bơm và quạt kiểu cũ người ta thường dùng các... lớn Do đó khi dùng biến tần sẽ tiết kiệm điện năng được rất nhiều so với dùng van 3 Tính toán hiệu quả tiết kiệm điện năng Việc định lượng hiệu quả tiết kiệm điện năng rất quan trọng vì nó là cơ sở để lắp đặt hoặc thay thế bằng biến tần trong các hệ thống Tuy nhiên việc tính toán SVTH: Trần Hoa Hạng_ĐKT-K27 32 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP chính xác thường phức tạp vì hiệu quả tiết kiệm điện năng phụ thuộc vào... trong phần a) cho quạt, ta có kết quả là dùng biến tần có thể tiết kiệm được từ 16% điện năng so với sử dụng van tiết lưu ở đầu vào và đến 40% điện năng so với sử dụng van tiết lưu ở đầu ra Đối với bơm công suất tương tự, dùng biến tần có thể tiết kiệm được từ 14% (trong trường hợp kết hợp với van, cột áp cao) cho đến 40% điện năng (so với trường hợp điều tiết lưu lượng bằng đường ống hồi - bypass) Trong... lượng Điện năng tiêu thụ khi không sử dụng biến tần: 30kW x 2500h = 75000kWh Điện năng tiêu thụ khi sử dụng biến tần: 30kW x 1 x 625h 30kW x (0.9)3 x 1250h 30kW x (0.8)3 x 625h Tổng cộng SVTH: Trần Hoa Hạng_ĐKT-K27 = = = = 33 18750kWh 19200kWh 4050kWh 42000kWh ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Như vậy điện năng tiêu thụ trong trường hợp sử dụng biến tần tiết kiệm được 44% so với trường hợp không sử dụng biến tần (42MWh... từ 600USD đến 1.000USD do không phải đầu tư xây dựng những nhà máy điện mới Chẳng hạn như năm 2007 tiết kiệm được 1% điện năng thì tương đương với việc đầu tư một nhà máy điện công suất 90 MW Nếu cứ tính bình quân 1 MW điện phải đầu tư 1 triệu USD thì số điện năng tiết kiệm tương đương 1.500 tỷ đồng Như vậy có thể nói việc tiết kiệm điện càng nhiều thì hiệu quả càng lớn Hiện nay trong sản xuất công