II. CHẾ TẠO THIẾT BỊ
B. BỘ TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG MẪU PS/ESC-
1. Nguyờn lý:
Trong cỏc nhà mỏy xớ nghiệp sản xuất, động cơ điện cú vai trũ rất quan trọng khụng thể thiếu được và là đối tượng tiờu thụ điện năng khỏ lớn.
Để điều khiển tốc độ của động cơ truyền động cho cỏc thiết bị dựng trong cụng nghiệp, cú thể dựng nhiều phương phỏp khỏc nhau và với sự phỏt triển mạnh mẽ của kỹ thuật điện tử, thiết bị điều khiển ngày càng đa dạng và phong phỳ về chủng loại.
Trước đõy khỏ lõu, người ta cũn dựng hệ khuyếch đại từ ЭMY-Đ (động cơ một chiều) do Liờn xụ cũ chế tạo, rất nặng nề, phạm vi điều khiển khụng rộng, rất hay hỏng cổ gúp động cơ và cụng suất bị hạn chế. Sau đú với sự phỏt triển của kỹ thuật bỏn dẫn, hệ điều khiển dựng van bỏn dẫn Thyristor điều khiển điện ỏp cung cấp cho động cơ ra đời và phỏt triển. Cỏc đặc điểm nổi trội của loại này là: cho phộp điều khiển trơn, phạm vi điều khiển khỏ rộng (về lý thuyết cú thể điều khiển từ 0-1800el), tớnh năng bảo vệ khỏ cao, điều khiển nhanh, linh hoạt... Trước đõy Cụng ty chỳng tụi cũng đó chế tạo rất nhiều bộ điều khiển dạng này để cung cấp cho khỏ nhiều nơi như: Điều khiển bơm, quạt giú cho Cụng ty Supe Phốt phỏt Lõm Thao, Trạm bơm Duy tiờn- Nam Hà; Cỏc bộ điều khiển động cơ nõng hạ điện cực cho cỏc lũ hồ quang điện của Nhà mỏy Cơ khớ gang thộp Thỏi nguyờn, Bờ tụng Thộp Ninh bỡnh, Z27 Bộ Quốc phũng... Tuy nhiờn nhược điểm của loại điều khiển này là khi điều khiển càng sõu thỡ dạng súng càng khụng sin, mộo dạng gõy đốt núng cho động cơ và cỏc thiết bị phụ trợ và ảnh hưởng khụng tốt đến lưới điện... dẫn tới làm tăng tổn hao lưới điện, tăng cụng suất truyền tải và giảm tuổi thọ thiết bị điện.
Hiện nay phương phỏp thường dựng nhất là biến đổi tần số (biến tần). Nguyờn lý của nú là biến đổi điện ỏp từ nguồn 50HZ tần số cụng nghiệp 3 pha sang điện ỏp một chiều. Điện ỏp một chiều này được biến đổi nghịch lưu thành điện ỏp xoay chiều 3 pha đối xứng thụng qua hệ IGBT-transistor lưỡng cực cú cổng cỏch ly bằng phương phỏp điều chế độ rộng xung (PWM) cú thể điều chỉnh vụ cấp cả tần số và điện ỏp tuỳ theo yờu cầu khiển nhưng vẫn đảm bảo mụmen của động cơ ở cả dải điều chỉnh tốc độ. (Nhờ tiến bộ của cụng nghệ vi xử lý và cụng nghệ bỏn dẫn hiện nay, tần số chuyển mạch xung cú thể lờn tới dải tần số siờu õm nhằm giảm tiếng ồn cho động cơ và giảm tổn thất trờn lừi sắt động cơ).
Cỏc thụng số điều khiển chế độ làm việc của động cơ được đưa vào nhờ Modul cài đặt, cú rất nhiều thụng số cú thể thay đổi để phự hợp với yờu cầu cụng nghệ và đặc điểm của tải.
Hệ số cụng suất cosф của hệ biến tần đều cú giỏ trị khụng phụ thuộc vào tải và cú giỏ trị ớt nhất 0.96. Hiệu suất chuyển đổi nguồn của cỏc bộ biến tần rất
97 cao vỡ sử dụng cỏc bộ linh kiện bỏn dẫn cụng suất chế tạo theo cụng nghệ cao vỡ sử dụng cỏc bộ linh kiện bỏn dẫn cụng suất chế tạo theo cụng nghệ
hiện đại. Chớnh vỡ vậy, năng lượng tiờu thụ cũng xấp xỉ bằng năng lượng yờu cầu bởi hệ thống.
Trước đõy cỏc hóng chế tạo mới chế tạo được cỏc biến tần cú cụng suất nhỏ, đến nay với nền kỹ thuật tiờn tiến, hiện đại đó chế tạo được cỏc bộ biến tần cụng suất lớn, và ngay lập tức đó được ỏp dụng vào sản xuất, giải quyết được vấn đề điều chỉnh tốc độ của cỏc động cơ ba pha xoay chiều và đem lại hiệu quả cao về mặt kinh tế.
Hầu hết cỏc động cơ điện sử dụng tại Việt Nam là động cơ khụng đồng bộ một pha và ba pha, gồm loại tốc độ khụng đổi và loại tốc độ thay đổi. Tất cả cỏc động cơ cú phụ tải thay đổi đều cú thể sử dụng biến tần để tiết kiệm điện. Chẳng hạn như động cơ bơm nước lạnh của hệ thống điều hũa trung tõm; động cơ dựng cho hệ thống băng tải, băng chuyền; trạm bơm cấp nước, bơm của hệ thống cấp đụng trong cỏc nhà mỏy bia; động cơ sử dụng trong thiết bị của ngành chế biến thực phẩm, dệt, và cỏc ngành cú sử dụng mỏy nộn khớ... (Theo lý thuyết, giữa tần số và điện ỏp cú một quy luật nhất định tuỳ theo chế độ điều khiển. Đối với tải cú mụ men khụng đổi, tỉ số điện ỏp - tần số là khụng đổi. Tuy vậy với tải bơm và quạt, quy luật này lại là hàm bậc 4: Điện ỏp là hàm bậc 4 của tần số. Điều này tạo ra đặc tớnh mụ men là hàm bậc hai của tốc độ phự hợp với yờu cầu của tải bơm/quạt do bản thõn mụ men cũng lại là hàm bậc hai của điện ỏp. Do vậy, cỏc bộ biến tần hiện nay đang được coi là một ứng dụng chuẩn cho cỏc hệ truyền động cho bơm và quạt).
Tuỳ thuộc vào thụng số, tớnh chất, chế độ làm việc của tải... mà hiệu quả tiết kiệm từ việc ứng dụng biến tần để điều khiển động cơ truyền động sẽ khỏc nhau, cú thể từ 10 đến 50% (theo đỏnh giỏ của cỏc cơ sở đó ứng dụng).