BIẾN TẦN TRONG SẢN XUẤT DÂY VÀ CÁP ĐIỆN 1 .Biến tần
- Là thiết bị biến đổi dòng điện xoay chiều ở tần số này thành dòng điện xoay chiều ở tần số khác có thể điều chỉnh được.
2. Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý cở bản làm việc của bộ biến tần cũng khá đơn giản.Nguồn điện xoay chiều 1 pha hay 3 pha được chỉnh lưu và lọc thành nguồn 1 chiều bằng phẳng.Công đoạn này được thực hiện bởi bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện. Nhờ vậy, hệ số công suất cos φ của hệ biến tần đều có giá trị khơng phụ thuộc vào tải và có giá trị ít nhất 0.96 . Điện áp một chiều này được biến đổi ( chỉnh lưu ) thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng. Công đoạn này hiện nay được thực hiện thông qua hệ IGBT ( Transistor lưỡng cực có cổng cách ly ) bằng phương pháp điều chế độ rộng xung ( PWM). Nhờ tiến bộ của công nghệ vi xử lý và công nghệ bán dẫn lực hiện nay, tần số chuyển mạch xung có thể lên tới dải tần số siêu âm nhằm giảm tiếng ốn cho động cơ và giảm tổn thất trên lõi sắt động cơ.
- Hệ thống điện áp xoay chiều 3 pha đầu ra có thể thay đổi giá trị biên độ và tần số vô cấp tùy theo bộ điều khiển . Theo lý thuyết , giữa tần số và điện áp có mơt quy luật nhất định tùy theo chế độ điều khiển. Đối với tải có mơmen khơng đổi , tỉ số điện áp – tần số là không đổi .Tuy vậy với tải bơm và quạt , quy luật này lại là hàm bậc 4. Điện áp là hàm bậc 4 của tần số. Điều này tạo ra đặc tính mơmen là hàm bậc hai của tốc độ phù hợp với yêu cầu của tải bơm/ quạt do bản thân mômen cũng lại là hàm bậc hai của điện áp.
- Hiệu suất chuyển đổi nguồn của các bộ biến tần rất cao vì sử dụng các bộ linh kiện bán dẫn cơng suất được chế tạo theo công nghệ hiện đại. Nhờ vậy, năng lượng tiêu thụ xấp xỉ bằng lượng yêu cầu bởi hệ thống.
Ngoài ra, biến tần ngày nay đã tích hợp rất nhiều kiểu điều khiển khác nhau phù hợp hầu hết các loại tải khác nhau. Ngày nay biến tần có tích hợp cả bộ PID và thích
hợp với nhiều chuẩn truyền thông khác nhau, rất phù hợp cho việc điều khiển và giam sát trong hệ thống SCADA.
Ở Việt nam có một số nhãn hiệu biến tần phân phối như : Hitachi, Mitsubishi, Danfoss, ABB, Siemens…
Biến tần Hitachi
3. Phạm vi sử dụng
Các bộ biến tần bán dẫn dùng để khởi động và điều chỉnh tốc độ động cơ điện xoay chiều 3 pha rơto lồng sóc. Có nhiều kích cỡ cơng suất khác nhau phù hợp với từng loại công suất động cơ.
Tất cả các hãng biến tần hiện nay đều phát triển 2 dãy dòng sản phẩm khác nhau phù hợp với nhiều dạng ứng dụng khác nhau.
Ví dụ
Biến tần của hãng Hitachi được phân ra 2 dịng sản phẩm đó là
- Dịng L100, L200, L300P : Các bộ biến tần này sử dụng chế độ điều khiển V/f nên phù hợp với các ứng dụng cho bơm và quạt hoặc các loại tải khác có u cầu khơng lớn và ít khi làm việc ở vùng tốc độ thấp như băng tải , thang cuốn, máy đóng gói, các máy nhựa ( dãy dòng sản phẩm này là lựa chọn tối ưu cho giải pháp tiết kiệm năng lượng và chi phí đầu tư ).
- Dòng SJ100, SJ200, SJ300 : Các bộ biến tần này sử dụng chế độ điều khiển “ Sensorless Vector ” với đầy đủ tính năng cao cấp cho nhungx ứng dụng có u cầu
mơmen khởi động lớn và điều kiện làm việc lớn và điều kiện làm việc đóng cắt liên tục , hay phải thường xuyên làm việc ở tốc độ thấp như máy công cụ, cầu trục , cần trục, cần trục nâng …
4. Một số điểm chú ý khi sử dụng biến tần
+ Tùy theo ứng dụng mà chọn lựa bộ biến tần phù hợp , theo cách đó bạn sẽ trả một chi phí thấp
+ Bên trong bộ biến tần là các linh kiện điện tử bán dẫn nên nhạy cảm với điều kiện môi trường .
+ Đảm bảo điều kiện môi trường lắp đặt như nhiệt độ, độ ẩm, vị trí.
Các bộ biến tần khơng thể làm việc ở ngồi trời ,chúng cần được lắp đặt trong tủ có khơng gian rộng , thơng gió tốt.Vị trí đặt tủ là nơi khơ ráo trong phịng có nhiệt độ nhỏ hơn 500ºC, khơng có chất ăn mịn, khí ga, độ cao nhỏ hơn 1000 m so với mực nước biển .
5. Tiết kiệm điện năng
- Hiệu suất chuyển đổi nguồn của các bộ biến tần rất cao vì sử dụng các bộ linh kiện bán dẫn công suất chế tạo theo cơng nghệ hiện đại .Chính vì vậy, năng lượng tiêu thụ cũng xấp xỉ bằng năng lượng yêu cầu của hệ thống.
- Qua tính tốn với các dữ liệu thực tế, với chi phí thực tế thì với một động cơ sơ cấp khoảng 100 kW, thời gian thu hồi vốn đầu tư cho một bộ biến tần là khoảng từ 3 đến 6 tháng. Hiện nay ở Việt nam đã có một số xí nghiệp sử dụng máy biến tần vào trong sản xuất.
6. Các loại tải sử dụng biến tần để tiết kiệm điện
- Phụ tải có mơmen thay đổi ( điều hòa trung tâm, bơm cấp nước, bơm quạt mát…)
- Động cơ luôn chạy non tải mà khơng thể thay động cơ được thì phải lắp thêm biến tần.
Kết luận
Trong quá trình thực tập 1 tháng tại cơng ty em đã trang bị cho em kiến thức bổ ích. Bước vào một mơi trường làm việc công nghiệp hiệu quả, chất lượng.Em cảm thấy mình cịn phải cố gắng rất nhiều trong học tập để sau khi ra trường có thể làm tốt được công việc trong tương lai.Sau 3 năm học tập tại trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội em cảm thấy rất tự hào về các bậc đàn anh đi trước.
Được sự giúp đỡ của thầy giáo Th.s Nguyễn Ngọc Anh và cán bộ kỹ thuật trong cơng ty mà em hồn thành bản báo cáo này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn
…………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… 53