, r " ™ ^UVỤHU Hi 1 1HLLV
E Phần điều khiến
Hình 3.32 ĐCKĐB làm việc với biến tần
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 so với 75 MWh).
Trên thị trường thường gặp biến tần của các hãng nổi tiếng như MCD của Danfoss, ACS của ABB, Siemens: Micromaster, Altivar của Schneider, Yaskawa F7, Yaskawa V1000...
• Lựa chọn động cơ có cơng suất thích hợp
Lựa chọn động cơ có cơng suất thích hợp tránh vận hành non tải vì khi động cơ non tải hệ số công suất giảm rõ rệt. Việc thay các động cơ thường xuyên làm việc non tải bàng các động cơ có cơng suất nhỏ hơn sẽ nâng được hệ số công suất cho thiết bị làm giảm tổn hao trong hệ thống cũng như bản thân động cơ.
• Giảm điện áp ở những động cơ thường xun làm việc non tải
Khi khơng có khả năng thay các động cơ thường xuyên làm việc non tải băng các động cơ có cơng suất nhỏ hơn có thể giảm điện áp ở các động cơ bang cách: Đổi nối tam giác sang sao; phân đoạn các dây quấn stato; chuyển đổi đầu
GIÁO TRÌNH GIẢO DỤC sử DỤNG NÂNG LƯỢNG TIÉT KIỆM VÀ HIỆU QUÁ
phân áp của máy biến áp. Hiệu quả của việc đổi nối tam giác sang sao khi động cơ làm việc non tải trong Bảng 3.5.
Bảng 3.5 Hiệu quả của việc đổi nối tam giác sang sao
COSỌđn, Tỉ số coscpy/ cos(pA khi hệ số mang tải kt
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,78 1,94 1,8 1,64 1,49 1,35 0,80 1,85 1,73 1,58 1,43 1,30 0,82 1,78 1,67 1,52 1,37 1,26 0,84 1,72 1,61 1,46 1,32 1,22 0,86 1,66 1,55 1,41 1,27 1,18 0,88 1,60 1,49 1,35 1,22 1,14 0,90 1,57 1,43 1,29 1,17 L10 0,92 1,50 1,36 1,29 1,11- 1,06
3.8.5 Điện tử cơng suất
Điện tử cơng suất (điện tử dịng điện lớn) với đặc điểm chủ yếu là chuyển mạch dòng điện lớn, điện áp cao để thay đổi độ lớn, dạng sóng dịng điện, điện áp, điện tử cơng suất đã tạo nên cuộc cách mạng to lớn trong lĩnh vực điện năng. Các bộ biến đổi điện tử công suất gồm các linh kiện điện tử công suất nằm trong mạch động lực và các mạch điều khiển nhằm biến đổi dòng điện, điện áp và tân số dòng cơng suất gồm có:
• Bộ chỉnh lưu: biến đổi dịng xoay chiều thành một chiều. • Bộ nghịch lưu: biến đổi dịng một chiều thành xoay chiều. • Bộ băm: Biến đổi dịng một chiều-một chiều.
• Bộ điều áp xoay chiều: biến đổi điện áp xoay chiều, tần số khơng đơi. • Bộ biến tần: biến đổi dịng điện xoay chiều về tần số và điện áp. Hình 3.32 trình bày tóm tắt các bộ biến đổi điện tử cơng suất.
Chỉnh lun
Hình 3.33 Các bộ biến đổi điện tử cơng suất
Có thể nêu tóm tắt một số ứng dụng của các bộ điện tử cơng suất:
• Nguồn cho cơng nghiệp điện phân; • Các máy hàn một chiều;
• Nguồn kích từ cho máy phát điện; • Truyền tải điện một chiều;
• Truyền tải điện xoay chiều linh hoạt sử dụng tiristo TSC (Thyristor Switched Capacitor) và điện kháng được điều khiển bàng tiristo TCR (Thyristor
Controlled Reactor). .
Đặc biệt trong lĩnh vực truyền động điện các bộ biến tần đi kèm ĐCKĐB có đặc tính tương tự động cơ điện một chiều và tiết kiệm điện năng.
Tính năng các linh kiện điện tử cơng suất được cho trong Bảng 3.6.
Bảng 3.6 Tính năng của các linh kiện điện tử công suất Linh kiện Năm xuất
hiện Uđm (kV) Iđm (kA) f(kHz) p (MW) Điện áp roi ■(V) Tiristo 1957 6 35 0,5 100 1,5-2,5 Triac 1958 1 0,1 0,5 0,1 1,5-2 GTO 1962 4,5 3 2 10 3-4 BJT 1960 1.2 0,8 10 1 1,5-3 MOSFET 1976 0.5 0,05 1000 0,1 3-4 IGBT 1983 1,2 0,4 20 0,1 3-4 SIT 1976 1,2 0,3 100 0,01 2-4 MCT 1988 3 2 20-100 10 1-2
3.9 Sử dụng các thiết bị điện gia dụng tiết kiệm và hiệu quả
3.9.1 Khải niệm chung
Điện năng Biến đổi
diên nhiêt Nhiệt năng
Dịng năng lương
Hình 3.34 Sơ đồ biến đổi năng lượng điện-nhiệt
Các thiết bị điện gia dụng rất đa dạng, được sử dụng rộng rãi trong đời sống. Nói chung người sử dụng thường chì quan tâm đen hình thức và tiện nghi sử dụng mà ít quan tâm đến hiệu quả năng lượng của chúng, vì thế đối với thiết bị điện gia dụng tiềm năng tiết kiệm năng lượng rất lớn nếu biết lựa chọn chủng loại và vận hành sử dụng hợp lý. Ta có thể chia thành các thiết bị điện gia dụng hai nhóm lớn:
Các thiết bị biến đổi từ điện năng thành nhiệt năng; Các thiết bị biến đổi từ điện năng thành cơ năng,
GIÁO TRÌNH GIÁO DỤC sử DỤNG NẤNG LƯỢNG TĨÉT KIỆM VÀ HIỆU QUẢ
Hình 3.35 Biến đổi năng lượng điện cơ
Sơ đồ biển đổi năng lượng điện-nhiệt trong các thiết bị điện nhiệt được trình bày trên Hình 3.34.'Điện năng là năng lượng đầu vào, nhiệt năng là năng lượng đầu ra, quá trình biên đổi điện-nhiệt thơng qua khâu trung gian. Điện năng có thê được biên đôi trực tiêp hoặc được biên đôi gián tiêp thành nhiệt năng. Điêu chỉnh năng lượng điện đầu vào làm thay đổi năng lượng nhiệt đầu ra.
Các thiết bị điện gia dụng điện cơ biến đổi điện năng thành cơ năng có sơ đơ ngun lý trên Hình 3.34. Động cơ điện thường là một pha, qua bộ truyên động tác động lên cơ câu cơng tác, tồn bộ hoạt động của hệ thông do cơ câu điều khiển quyết định như Hình 3.35. Sau đây trình bày các thiêt bị điện gia dụng cũng được phân loại và trình bày theo nguyên lý hoạt động của từng thiết bị.
3.9.2 Thiết bị đìện-nhiệt làm việc dựa trên nguyên lý nhiệt điện trở
Thiết bị điện-nhiệt làm việc dựa trên nguyên lý nhiệt điện trở gồm có: bếp điện, lị nướng, bình nước nóng, nồi cơm điện...
Dây đốt là phần tử cơ bản nhất của thiết bị điện-nhiệt làm việc dựa trên nguyên lý nhiệt điện trở. Dây đơt cịn được gọi là điện trở gia nhiệt họăc phân tử gia nhiệt. Dây đốt được chế tạo bàng hợp kim Ni- Cr, có điện trở suất lớn, nhiệt độ nóng chảy cao, bền, ít bị gỉ. Nhiệt lượng từ dây đốt phát ra tỉ lệ với bình phương dịng điện và tỉ lệ với điện trở của dây đốt. Dây đốt được quan xoắn ốc để tập trung nhiệt, thường được bọc chất cách điện có khả năng chịu nhiệt và khả năng dẫn nhiệt tốt, đồng thời được bọc trong ống thép để tăng khả năng chịu lực, không bị hỏng do va chạm.
ỉ. Bếp điện
Bếp điện (Hình 3.36a) có 2 dây đốt, dây phía trong thường có cơng suất nhỏ hơn. Khi làm việc các dây đốt có thể mẳc nối tiếp, nối song song hoặc một trong hai dây đốt khơng làm việc. Hình 3.36b là mặt cắt ngang một dây đốt đã bọc cách điện và được bọc trong ống thép. Hình 3.36c là sơ đồ nối điện của dây đốt. Điều chỉnh công suất của bếp bằng cách thay đổi cách đẩu dây của sợi đốt. Cơng suất bếp thường khoảng 1-2 kw.
’— ư • 1 ■ »kir '»1 VA HIM) UUA