Luận văn thạc sĩ: Xây dựng mô hình giám sát trực tiếp điện năng tiêu thụ khi sử dụng bộ biến tần để điều khiển động cơ bơm thủy lực

Chia sẻ: Sdfas Vfdtg | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

100
lượt xem 24
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Xây dựng mô hình giám sát trực tiếp điện năng tiêu thụ khi sử dụng bộ biến tần để điều khiển động cơ bơm thủy lực nhằm xây dựng các bài thí nghiệm cụ thể để phục vụ đào tạo chuyên mô và thực hành.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn thạc sĩ: Xây dựng mô hình giám sát trực tiếp điện năng tiêu thụ khi sử dụng bộ biến tần để điều khiển động cơ bơm thủy lực

1 2 B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Công trình ñư c hoàn thành t i Đ I H C ĐÀ N NG Đ I H C ĐÀ N NG Ngư i hư ng d n khoa h c: TS. ĐOÀN ANH TU N TR N ĐĂNG CƯ NG Ph n bi n 1: TS. NGUY N H U HI U XÂY D NG MÔ HÌNH GIÁM SÁT TR C TI P ĐI N NĂNG TIÊU TH KHI S D NG B BI N T N Đ ĐI U KHI N Đ NG CƠ BƠM TH Y L C Ph n bi n 2: TS. NGUY N XUÂN HOÀNG VI T Chuyên ngành: M ng và H th ng ñi n Mã s : 60.52.50 Lu n văn ñư c b o v t i H i ñ ng ch m Lu n văn t t nghi p th c sĩ k thu t h p t i Đ i h c Đà N ng vào ngày 27 tháng 10 năm 2012 TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ K THU T Có th tìm hi u lu n văn t i: - Trung tâm Thông tin - H c li u, Đ i h c Đà N ng Đà N ng - Năm 2012 - Trung tâm H c li u, Đ i h c Đà N ng
3 4 M Đ U - Phân tích và ñánh giá k t qu vi c ti t ki m ñi n năng trên 1. Lý do ch n ñ tài th c nghi m mô hình. Hi n nay, nư c ta vi c giám sát ñi n năng tiêu th là m i - Xây d ng các bài thí nghi m c th ñ ph c v ñào t o quan tâm hàng ñ u c a các nhà qu n lý và nó có ý nghĩa l n ñ i v i chuyên môn và th c hành. s phát tri n kinh t - xã h i, nh t là các doanh nghi p. Hơn n a, 3. Đ i tư ng và ph m vi nghiên c u trong các nhà máy s n xu t công nghi p h u h t ñ u s d ng ñ ng cơ Đ i tư ng nghiên c u công su t l n hơn so v i công su t yêu c u, hi u su t th p, ñ ng cơ -Xây d ng mô hình giám sát tr c ti p ñi n năng b ng máy tính ho t ñ ng thư ng xuyên b non t i và còn thi u các thi t b ñi u khi s d ng b bi n t n ñ ñi u khi n ñ ng cơ bơm th y l c. khi n. Cho nên gây ra t n th t ñi n năng lãng phí r t l n cho doanh - Xây d ng các bài thí nghi m th c t trên mô hình . nghi p và nh hư ng ñ n tình hình cung c p ñi n c a c nư c. Đ Ph m vi nghiên c u kh c ph c ñi u ñó bi n t n ñư c ng d ng ñ ñi u khi n ñ ng cơ s -D a trên cơ s lý thuy t và th c nghi m mô hình ti n hành gi i quy t ñư c v n ñ mà th c t s n xu t yêu c u. công vi c kh o sát, ño ñ c các thông s ñ ñánh giá kh năng ti t Nh m th y rõ các gi i pháp ti t ki m năng lư ng trong v n ki m ñi n năng. hành khai thác ñ ng cơ ñi n c n ph i xây d ng m t mô hình giám sát - Nghiên c u và ki m ch ng k t qu cu i cùng v ti t ki m tr c ti p ñi n năng tiêu th c a ñ ng cơ ng v i các ph t i khác ñi n năng cho các ñ ng cơ bơm th y l c khi s d ng bi n t n ñ ñi u nhau. T ñó, giúp cho các doanh nghi p, nhà ñ u tư, cán b qu n lý ch nh t c ñ ñ ng cơ. năng lư ng c a các doanh nghi p và các ñơn v s n xu t th y rõ ti m 4. Phương pháp nghiên c u năng ti t ki m năng lư ng trong ñ ng cơ ñi n . Phương pháp nghiên c u lý thuy t Xu t phát t các nhìn nh n và nh ng suy nghĩ ñó mà tôi l a - Nghiên c u lý thuy t các cơ h i ti t ki m năng lư ng trong ch n ñ tài lu n văn cao h c: “Xây d ng mô hình giám sát tr c ti p ñ ng cơ ñi n. ñi n năng tiêu th khi s d ng b bi n t n ñ ñi u khi n ñ ng cơ - Nghiên c u nguyên lý ho t ñ ng, phương pháp ñi u khi n bơm th y l c” là h t s c c n thi t, t o ti n ñ cho các doanh nghi p c a các h th ng bi n t n t ñó l a ch n các b bi n t n phù h p ñ t ch ñ ng ñ u tư nh m góp ph n gi m chi phí s n xu t, tăng s c s d ng trong ñi u khi n ñ ng cơ. c nh tranh và b o v môi trư ng. -Phân tích, tính toán và t ng h p k t qu s li u v gi i pháp 2. M c ñích nghiên c u ti t ki m năng lư ng dùng bi n t n ñ ñi u khi n ñ ng cơ bơm th y - Xây d ng mô hình th c t giám sát tr c ti p ñi n năng khi s l c. d ng bi n t n ñ ñi u khi n ñ ng cơ bơm th y l c. Phương pháp nghiên c u kh o sát th c ti n
5 6 - Ti n hành công vi c ño các thông s trên mô hình th c CHƯƠNG 1: T NG QUAN V Đ NG CƠ KHÔNG Đ NG B nghi m c th BA PHA VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐI U KHI N - K t lu n cu i cùng v nh ng gi i pháp ti t ki m năng lư ng DÙNG B BI N T N nh m ñ m b o tính chính xác và khoa h c c a vi c s d ng bi n t n. 1.1. Đ ng cơ không ñ ng b ba pha 5. Ý nghĩa khoa h c và th c ti n c a ñ tài 1.1.1.Mô t chung -Đây là ñ tài nghiên c u ng d ng trong lĩnh v c truy n ñ ng 1.1.2. Phương trình ñ c tính cơ c a ñ ng cơ không ñ ng b ñi n nh m ti t ki m năng lư ng. 1.1.3. ng d ng ñ ng cơ không ñ ng b - Mô hình có th s d ng ñưa vào ñ ñào t o sinh viên ngành 1.2.Các phương pháp ñi u ch nh t c ñ ñ ng cơ không ñ ng b ñi n, các cán b qu n lý năng lư ng. Trong các ñơn v s n xu t, kinh ba pha doanh t i nơi s n xu t công nghi p, trư ng h c nh m ph c v công 1.2.1. Đi u ch nh ñ ng cơ không ñ ng b b ng cách thay ñ i t n s vi c gi ng d y và nghiên c u thí nghi m ti t ki m năng lư ng. Đ ng ngu n th i góp ph n gi i quy t bài toán cung c p ñi n cho ngành ñi n l c, T c ñ ñ ng b c a ñ ng cơ ph thu c vào t n s ngu n và s nâng cao hi u qu s d ng năng lư ng, nâng cao hi u qu kinh t cho 2π . f1 ñôi c c t theo công th c: n1 = . Do ñó khi thay ñ i t n s thì các ñơn v s n xu t, gi m hi u ng nhà kính b o v môi trư ng. p 6. K t c u c a lu n văn s d n ñ n t c ñ ñ ng cơ thay ñ i. N i dung chính c a ñ tài bao g m b n chương: 1.2.2.Phương pháp ñi u ch nh U/f = const M ñ u: Trình bày s c n thi t ph i nghiên c u, ñ i tư ng và 1.3. B bi n t n ph m vi nghiên c u, ý nghĩa khoa h c và th c ti n c a ñ tài. 1.3.1.Bi n t n và t m quan tr ng c a bi n t n trong công nghi p Chương 1: T ng quan v ñ ng cơ không ñ ng b ba pha và 1.3.2. Nguyên lý làm vi c c a bi n t n phương pháp ñi u khi n dùng b bi n t n. 1.4. K t lu n Chương 2: Xây d ng mô hình giám sát tr c ti p ñi n năng tiêu M c ñích ti t ki m năng lư ng trong h th ng truy n ñ ng th khi s d ng b bi n t n ñ ñi u khi n ñ ng cơ bơm th y l c ñi n cho máy bơm ho c các dây chuy n s n xu t. S d ng ph bi n Chương 3: Phân tích hi n tr ng s d ng năng lư ng trên mô ñ ng cơ ñi n xoay chi u ba pha không ñ ng b lo i roto l ng sóc. hình h th ng bơm th y l c V i s phát tri n vư t b c c a k thu t vi ñi n t và ñi n t Chương 4: Xây d ng các bài thí nghi m công su t. Nên ngày càng có nhi u lo i thi t b ñi u khi n ñ ng K t lu n và ki n ngh . cơ ñi n không ñ ng b v i ch c năng hoàn h o, mà bi n t n s ñáp ng yêu c u h th ng truy n ñ ng c n ñư c ñi u khi n t c ñ liên t c theo mô men và ph t i thay ñ i.
7 8 Như v y phương pháp ñi u khi n U1(f1) gi t thông không ñ i ñơn gi n d th c hi n. Vì v y, ph n l n bi n t n công nghi p thư ng s d ng gi i pháp này. CHƯƠNG 2: XÂY D NG MÔ HÌNH GIÁM SÁT TR C TI P ĐI N NĂNG TIÊU TH KHI S D NG B BI N T N Đ ĐI U KHI N Đ NG CƠ BƠM TH Y L C. 2.1. T ng quan v h th ng bơm th y l c 2.1.1. H th ng bơm bánh răng Bơm bánh răng là lo i bơm th tích ñư c s d ng r ng rãi và Hình 2.2. Sơ ñ kh i t ng th h th ng bơm th y l c làm vi c theo nguyên lý d n và nén. Trên cơ s ñó, mô hình th c nghi m h th ng bơm th y l c 2.1.2. Nguyên lý làm vi c c a h th ng bơm th y l c ñư c trình bày như hình 2.3. D u th y l c t thùng d u ñư c bơm ñ n các ph t i. Nh ñ ng cơ bơm th y l c và cơ c u ch p hành. Thu h i v thùng, nh h th ng các ñư ng ng. Đư c s d ng trong công nghi p như: thang máy và các máy ép trong các nhà máy s n xu t. 2.1.3. M i quan h gi a các thông s trong h th ng bơm Lưu lư ng t l b c nh t v i t c ñ , áp l c t l bình phương t c ñ và công su t ñi n tiêu th t l l p phương v i t c ñ . Hình 2.3. Mô hình th c nghi m h th ng bơm th y l c 2.2. Xây d ng mô hình giám sát tr c ti p ñi n năng khi s d ng 2.2.2 Các thông s c a mô hình b bi n t n ñ ñi u khi n ñ ng cơ bơm th y l c 2.3. Công c giám sát ñi n năng 2.2.1 Sơ ñ nguyên lý c u t o c a mô hình thi t b Đ ng h giám sát năng lư ng selec MFM383và ph n m n EN-VIEW.
9 10 Đi u khi n t c ñ c a ñ ng cơ khi s d ng b bi n t n, thì s ti t ki m m t lư ng ñi n năng r t l n. Năng lư ng ñ u vào ñư c bi n t n ñi u ch nh t c ñ thay ñ i theo công su t yêu c u c a ph t i. 2.6. K t lu n Trên cơ s lý thuy t, áp d ng ñ trong xây d ng mô hình giám sát tr c ti p ñi n năng tiêu th khi s d ng b bi n t n ñ ñi u khi n Hình 2.4. Thi t b ñ ng h giám sát năng lư ng selec MFM383 bơm th y l c. Nh m ph c v cho công tác thí nghi m và nghiên c u. và ph n m n EN-VIEW V i công c giám sát tr c ti p ñi n năng nh ph n m m EN- VIEW. 2.3.1.Kh i ñ ng ph n m m EN-VIEW S th y rõ ñư c ti m năng ti t ki m năng lư ng khi s d ng bi n t n 2.3.2.Ti n hành th c hi n chương trình ñ ñi u khi n t c ñ ñ ng cơ. 2.3.3. Cách xu t d li u ra file excel H th ng bơm th y l c là m t thi t b s d ng r ng rãi trong 2.4.Các yêu c u ñ t ra ñ i v i vi c ñi u khi n ñ ng cơ công nghi p và mang l i hi u qu kinh t to l n, ñ c bi t là các máy Khi kh i ñ ng tr c ti p t lư i ngu n, dòng kh i ñ ng r t ép trong các nhà máy s n xu t ñòi h i ch t lư ng cao. Do ñó vi c l n. Đi u này gây ra t n th t và hao t n năng lư ng. nghiên c u xây d ng mô hình ng d ng vào th c t là r t c n thi t. 2.5. Cơ h i ti t ki m năng lư ng trong v n hành khai thác ñ ng V i các cơ h i ti t ki m năng lư ng trong v n hành khai thác cơ ñi n ñ ng cơ ñi n như ñã trình bày. Theo như mô hình giám sát tr c ti p 2.5.1.Thay th ñ ng cơ non t i b ng ñ ng cơ ñúng t i ñi n năng khi s d ng b bi n t n ñ ñi u khi n bơm th y l c thì ta Khi ñ ng cơ non t i, hi u su t và h s cosφ gi m. Gi i th c hi n hai gi i pháp sau: pháp thay th ñ ng cơ non t i v i m c ñích chính là tăng hi u su t + Thay th ñ ng cơ ban ñ u công su t 5,5kW b ng ñ ng cơ cho ñ ng cơ. công su t 2,2kW. 2.5.2. Ti t ki m năng lư ng ñ i v i ñ ng cơ ñi n có hi u su t cao + S d ng b bi n t n ñ ñi u khi n t c ñ ñ ng cơ. 2.5.3.Gi m ñi n áp nh ng ñ ng cơ thư ng xuyên làm vi c non t i b ng vi c ñ i n i tam giác sang sao CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH HI N TR NG S D NG NĂNG 2.5.4. Dùng thi t b PowerBoss h n ch ñ ng cơ làm vi c non t i LƯ NG TRÊN MÔ HÌNH H TH NG BƠM TH Y L C ho c quá t i 3.1. Năng lư ng cung c p cho ñ ng cơ bơm th y l c khi không s 2.5.5. Ti t ki m ñi n trong ñ ng cơ không ñ ng b khi s d ng b d ng bi n t n ñ ñi u khi n t c ñ ñ ng cơ bi n t n 3.1.1. K t qu s li u thí nghi m
11 12 B ng 3.1. K t qu ño ñ c không s d ng bi n t n c a ñ ng cơ công su t 5,5kW 3.1.2.4. ng d ng tính toán chi phí, l i ích khi thay ñ ng cơ Q U(V) 3.2. Năng lư ng cung c p cho ñ ng cơ bơm th y l c khi s d ng H (kg/cm2) I (A) cosφ P(kW) (lít/gi ) bi n t n ñ ñi u khi n t c ñ ñ ng cơ 5 3,3 383,1 2,63 0,48 0,94 3.2.1. K t qu s li u thí nghi m ng v i t n s 50Hz khi t i thay 10 3,24 382,3 3,19 0,67 1,42 ñ i B ng 3.7. K t qu ño ñ c ñ ng cơ công su t 5,5kW 15 3,18 380,1 4,05 0,74 2,04 H Q f U I 20 3,12 380,1 5,18 0,8 2,77 cosφ P(kW) (kg/cm2) (lít/gi ) (Hz) (V) (A) 25 3,06 382,5 6,18 0,84 3,38 5 3,3 50 387,1 3,1 0,85 0,98 30 3 377,6 7,24 0,84 4,06 10 3,24 50 386,4 4,29 0,89 1,46 35 2,94 380,1 8,01 0,85 4,8 15 3,18 50 385,9 6,2 0,96 2,12 40 2,88 382,5 9,46 0,85 5,38 20 3,12 50 385,8 7,38 0,92 2,85 25 3,06 50 384,9 8,89 0.93 3,54 3.1.2.Tính toán và phân tích hi u qu khi thay ñ ng cơ 30 3 50 385,7 10,31 0,92 4,22 3.1.2.1. Hi n tr ng 35 2,94 50 385,5 10,87 0,97 4,92 3.1.2.2. Bi n pháp 40 2,88 50 384,7 12,69 0,97 5,5 3.1.2.3.Phân tích hi u qu khi thay th ñ ng cơ B ng 3.3. So sánh k t qu ño ñ c c a 2 ñ ng cơ H Đ ng cơ 5,5kW Đ ng cơ 2,2kW %P S 3.2.2. Năng lư ng cung c p cho ñ ng cơ bơm th y l c khi s d ng (kg/ I P I P Chênh TT cosφ cosφ bi n t n ñ ñi u khi n t c ñ v i ph t i theo áp su t b ng cách cm2) (A) (kW) (A) (kW) l ch ñi u ch nh ñ m van 1 5 2,63 0,48 0,94 2,53 0,51 0,71 24% 3.2.2.1. K t qu s li u thí nghi m 2 10 3,19 0,67 1,42 2,28 0,64 1,03 27% 3.2.2.2. Phân tích hi u qu 3 15 4,05 0,74 2,04 3,34 0,75 1,435 29% Quan h gi a áp su t và ñi n năng ti t ki m như b ng 3.11. 4 20 5,18 0,8 2,77 3,94 0,8 1,88 32% 5 25 6,18 0,84 3,38 4,69 0,84 2,32 31%
13 14 B ng 3.11. Quan h t l gi a áp su t và ñi n năng ti t ki m 3.2.3.3. ng d ng tính toán chi phí, l i ích khi dùng bi n t n Áp su t ( %) Ti m năng ti t ki m (%) 3.2.4. Năng lư ng cung c p cho ñ ng cơ bơm th y l c khi s d ng 12 47 bi n t n ñ ñi u khi n t c ñ v i ph t i thay ñ i b ng cách gi 25 50 nguyên ñ m van 37 48 3.2.4.1. K t qu s li u thí nghi m 50 52 3.2.4.2. Phân tích hi u qu B ng 3.19. Quan h t l gi a gi m t c ñ , lưu lư ng, áp su t 62 50 và ñi n năng ti t ki m 75 43 T l 87 23 T l gi m T l Ti m năng lưu lư ng 98 10 t cñ % áp su t (%) ti t ki m (%) (%) 3.2.3. Năng lư ng cung c p ñ ng cơ th ng bơm th y l c khi s 10 10 18 26 d ng bi n t n ñ ñi u khi n t c ñ v i ph t i theo lưu lư ng b ng 20 20 35 41 cách ñi u ch nh ñ m van 30 33 50 60 3.2.3.1. K t qu s li u thí nghi m 40 41 62 73 3.2.3.2. Phân tích hi u qu Quan h gi a lưu lư ng và ñi n năng ti t ki m như 50 50 75 82 b ng 3.15. 60 62 84 90 B ng 3.15. Quan h t l gi a lưu lư ng và ñi n năng ti t ki m Lưu lư ng (%) Ti m năng ti t ki m (%) 3.2.4.3. ng d ng tính toán chi phí, l i ích khi dùng bi n t n 87 36 3.3. Phân tích hi n tr ng s d ng năng lư ng trên mô hình h 89 47 th ng bơm th y l c khi thay ñ ng cơ và khi s d ng bi n t n 91 46 3.3.1. Lý do ch n bi n t n 93 50 3.3.2. Đánh giá hi u qu kinh t 94 50 K t qu thí nghi m m c tiêu th năng lư ng như b ng 3.20. 96 52 98 51
15 16 B ng 3.20. k t qu ño ñ c không s d ng bi n t n c a 2 ñ ng cơ P(kW) 4 và s d ng bi n t n 3.5 H Không s d ng bi n t n S d ng bi n t n Đ ng cơ 5,5kW Đ ng cơ 2,2kW 3 Đ ng cơ Đ ng cơ Đ ng cơ (kg/ công su t 5,5kW công su t 2,2kW công su t 5,5kW 2.5 2 I cos P I cos P I cos P cm ) 2 (A) φ (kW) (A) φ (kW) (A) φ (kW) 1.5 5 2,63 0,48 0,94 2,53 0,51 0,71 1,29 0,97 0,5 1 Dùng bi n t n ñ ng 10 3,19 0,67 1,42 2,28 0,64 1,03 2,12 0,97 0,71 0.5 cơ 5,5kW 15 4,05 0,74 2,04 3,34 0,75 1,435 2,78 0,97 1,065 0 H(kg/cm2) 5 10 15 20 25 20 5,18 0,8 2,77 3,94 0,8 1,88 3,55 0,97 1,32 25 6,18 0,84 3,38 4,69 0,84 2,32 4,43 0,98 1,7 Hình 3.4. Bi u ñ so sánh m c tiêu th công su t khi thay ñ ng cơ Quan h t l % gi a ph t i và ñi n năng ti t ki m khi thay và s d ng bi n t n ñ ng cơ và khi s d ng bi n t n như b ng 3.21. Gi thi t hàng năm ñ ng cơ v n hành 6.000 gi , mang t i trung B ng 3.21. Quan h t l gi a ph t i và ñi n năng ti t ki m bình 50% thì k t qu phân tích hi u qu kinh t như b ng 3.22. khi thay ñ ng và s d ng bi n t n B ng 3.22. B ng ñánh giá hi u qu kinh t khi dùng bi n t n (%)Ti m năng ti t (%)Ti m năng ti t và thay ñ ng cơ t i theo áp su t (%) Ph t i ho t Dùng ki m khi thay ki m khi s d ng Đ ng cơ Thay ñ ng ñ ng cơ 5,5kW Thông s bi n ñ ng cơ bi n t n ban ñ u ñ ng cơ 17 24 47 t n 25 27 50 Công su t ñ ng cơ 5,5 2,2 5,5 (kW) 37 29 48 % ph t i ho t ñ ng 50% 85% 50% 50 32 52 Áp su t (kg/cm2) 20 20 20 61 31 50 T n s (Hz) 50 50 20 T k t qu thí nghi m, v ñư c bi u ñ so sánh m c tiêu th S gi v n hành trong công su t khi thay ñ ng cơ và khi s d ng bi n t n như hình 3.4 6.000 6.000 6.000 năm (gi ) Công su t ñi n th c t 2,77 1,88 1,32 (kW)
17 18 Đi n năng tiêu th Ti t ki m ñi n năng m c t i ña trong quá trình kh i ñ ng và 16.620 11.280 7.920 trong năm (kWh) v n hành. Lư ng ñi n năng ti t Ngoài ra, h th ng máy có th k t n i v i máy tính trung 5.340 8.700 ki m trong năm (kWh) tâm. T trung tâm ñi u khi n nhân viên v n hành có th th y ñư c ho t ñ ng c a h th ng. Các thông s v n hành như áp su t, lưu Giá ñi n (VNĐ/kWh) 1.300 lư ng, vòng quay, tr ng thái làm vi c cũng như cho phép ñi u ch nh, S ti n ti t ki m trong 6.942.000 11.310.000 ch n ñoán và x lý các s c có th x y ra. năm (VNĐ) 3.4. K t lu n Th i gian hoàn v n Các gi i pháp ti t ki m năng lư ng cho ñ ng cơ không ñ ng b 0,576 0,57 (năm) là c n thi t. V i th c tr ng tiêu th ñi n trên mô hình như ñã phân Chi phí ñ u tư ban ñ u 0 4.000.000 6.500.000 tích thì ñ ng cơ ch y non t i có hi u su t, h s công su t th p. Do (VNĐ) v y gi i pháp thay ñ ng cơ ch y ñúng t i và gi i pháp ñi u ch nh t c Chi phí ñi n năng trong 216.060.000 146.640.000 102.960.000 10 năm ti p theo ñ ñ ng cơ b ng bi n t n s ñem l i hi u qu ti t ki m ñi n năng. (VNĐ/10 năm) Tuy nhiên v i tính năng vư t tr i c a bi n t n, ngoài vi c c i T ng chi phí ph i tr 216.060.000 150.640.000 109.460.000 thi n kh năng ñi u khi n c a h th ng máy còn ñem l i hi u qu ti t trong 10 năm ti p theo(VNĐ) ki m ñi n năng cao hơn so v i trư ng h p thay ñ ng cơ nh ng T ng ti t ki m trong 10 65.420.000 106.600.000 máy có t i bi n ñ i theo t c ñ và l p ñ t cũng ñơn gi n hơn nhi u. năm ti p theo (VNĐ) V i s phát tri n c a ngành ñi n t ñ ng hóa trong công nghi p, hy v ng h th ng ñi u khi n tiên ti n và hi n ñ i d n d n s Nh n xét ñư c s d ng ngày càng nhi u trong s n xu t ñ góp ph n ti t ki m T k t qu thí nghi m ta th y, ti m năng ti t ki m ñi n khi s tài nguyên năng lư ng cho ñ t nư c. d ng bi n t n s cao hơn so v i trư ng h p thay ñ ng cơ. Trong quá trình thay th và l p ñ t cũng ñơn gi n hơn nhi u. CHƯƠNG 4: XÂY D NG CÁC BÀI THÍ NGHI M Hi u su t làm vi c c a máy cao. 4.1. M c ñích Quá trình kh i ñ ng và d ng ñ ng cơ r t êm, nên làm tăng Đào t o sinh viên ngành ñi n, ñào t o các cán b qu n lý năng tu i th ñ ng cơ và các cơ c u cơ khí. lư ng cho các doanh nghi p và các ñơn v s n xu t. Nh m nâng cao ý An toàn, ti n l i và vi c b o dư ng cũng ít hơn. Do v y ñã th c ti t ki m năng lư ng. gi m b t s nhân công ph c v và v n hành máy.
19 20 4.2. Ti n hành các bài thí nghi m trên mô hình h th ng bơm K t qu thí nghi m so sánh hai ñ ng cơ ñư c trình bày b ng th y l c 4.3 4.2.1. Bài 1. Xác ñ nh các thông s th c nghi m c a h th ng bơm B ng 4.3. B ng s li u k t qu ño c a hai ñ ng cơ th y l c khi không s d ng bi n t n ñ ñi u ch nh t c ñ ñ ng cơ. H(kg/cm2) 5 10 15 20 25 30 35 40 K t qu thí nghi m ñ i v i ñ ng cơ công su t 5,5kW ñư c Pñc 2,2kW 0,71 1,03 1,435 1,88 2,32 trình bày b ng 4.1 Pñc 5,5kW 0,94 1,42 2,04 2,77 3,38 4,06 4,8 5,38 B ng 4.1. K t qu s li u ño khi t i thay ñ i c a ñ ng cơ công su t 5,5kW T k t qu thí nghi m, v ñư c bi u ñ so sánh như hình 4.3 H(kg/cm2) 40 35 30 25 20 15 10 5 P(kW) 6 Q(l/h) 2,88 2,94 3 3,06 3,12 3,18 3,24 3,3 5 Đ ng cơ 5,5kW P(kW) 5,38 4,8 4,06 3,38 2,77 2,04 1,42 0,94 4 3 I(A) 9,46 8,01 7,24 6,18 5,18 4,05 3,19 2,63 2 H(kg/cm2) cosφ 0,85 0,85 0,84 0,84 0,8 0,74 0,67 0,48 1 Đ ng cơ 2,2kW 0 5 10 15 20 25 30 35 40 K t qu thí nghi m ñ i v i ñ ng cơ công su t 2,2kW ñư c Hình 4.3. Bi u ñ so sánh công su t trình bày b ng 4.2 Nh n xét B ng 4.2.k t qu s li u ño khi t i thay ñ i c a ñ ng cơ Khi áp su t tăng thì dòng ñi n, h s công su t, công su t tiêu công su t 2,2kW th tăng và lưu lư ng gi m. 2 H(kg/cm ) 25 20 15 10 5 Thay ñ ng cơ 5,5kW b ng ñ ng cơ 2,2kW khi t i theo áp su t Q(l/h) 1,68 1,8 1,92 2,04 2,16 thì kh năng ti t ki m năng lư ng t 24% ñ n 32%. P(kW) 2,32 1,88 1,435 1,03 0,71 4.2.2. Bài 2. Xác ñ nh các thông s th c nghi m c a h th ng bơm th y l c khi s d ng bi n t n ñ ñi u ch nh t c ñ ñ ng cơ v i ph I(A) 4,96 3,94 3,34 2,28 2,53 t i theo áp su t b ng cách thay ñ i ñ m van cosφ 0,84 0,8 0,75 0,64 0,51 K t qu thí nghi m ñư c trình bày b ng 4.4
21 22 B ng 4.4: B ng s li u k t qu ño t i theo áp su t P(kW) 6 H 5 10 15 20 25 30 35 40 50Hz(Không dùng BT ) (kg/cm2) 5 50Hz(Dùng BT) 4 50Hz 45Hz 0,94 1,42 2,04 2,77 3,38 4,06 4,8 5,38 3 40Hz (KBT) 35Hz 2 50Hz 30Hz 0,98 1,46 2,12 2,85 3,54 4,22 4,92 5,5 1 25Hz (BT) H(kg/cm2) 20Hz 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45Hz 0,786 1,21 1,683 2,202 2,809 3,568 4,24 5,3 Hình 4.4. Quan h gi a công su t và áp su t 40Hz 0,74 1,084 1,582 2,147 2,656 3,445 3,93 4,8 Nh n xét Đ ng cơ kh i ñ ng m m. Khi gi m t n s thì dòng ñi n làm 35Hz 0,69 1,023 1,483 1,88 2,338 2,844 3,68 vi c, công su t tiêu th , lưu lư ng gi m và t c ñ ñ ng bơm gi m. T n s t l thu n v i công su t. 30Hz 0,6 0,837 1,236 1,596 2,07 2,58 4.2.3. Bài 3. Xác ñ nh các thông s th c nghi m c a h th ng bơm 25Hz th y l c khi s d ng bi n t n ñ ñi u ch nh t c ñ ñ ng cơ v i ph 0,55 0,78 1,19 1,479 1,788 2,18 t i theo lưu lư ng b ng cách thay ñ i ñ m van 20Hz 0,5 0,71 1,065 1,32 1,7 K t qu thí nghi m ñư c trình bày b ng 4.5 B ng 4.5. B ng s li u k t qu ño t i theo lưu lư ng Q(l/h) 2,88 2,92 3 3,06 3,13 3,18 3,24 T k t qu thí nghi m, v ñư c bi u ñ quan h gi a công su t 46Hz 3,4 2,5 2,16 1,9 1,4 1,25 0,9 và áp su t như hình 4.4 48Hz 4,2 3,6 3,1 2,6 2,02 1,7 1,21 50Hz (BT) 5,5 4,92 4,22 3,54 2,85 2,12 1,46 50Hz(KBT) 5,38 4,8 4,06 3,38 2,77 2,04 1,42 T k t qu thí nghi m, v ñư c bi u ñ so sánh như hình 4.6
23 24 P(kW) T k t qu thí nghi m, v ñư c bi u ñ so sánh như hình 4.8 6 P(kW) 5 3 2.5 20Hz 4 46Hz 25Hz 2 3 48Hz 30Hz 50Hz(Dùng BT) 1.5 35Hz 2 40Hz 50Hz(Không dùng BT) 1 45Hz 1 0.5 50Hz(Dùng BT) 0 Q(lít/h) 50Hz(Không dùng BT) 2.88 2.94 3 3.06 3.12 3.18 3.24 0 Q(lít/h) 1.24 1.56 1.87 2.24 2.49 2.8 3.12 Hình 4.6. Quan h gi a công su t và lưu lư ng Hình 4.8. Quan h gi a công su t và lưu lư ng Nh n xét gi nguyên ñ m van Khi gi nguyên lưu lư ng, ñi u ch nh van và gi m t n s thì Nh n xét công su t tiêu th gi m. Khi gi m t n s thì dòng ñi n làm vi c, công su t tiêu th , lưu 4.2.4. Bài 4. Xác ñ nh các thông s th c nghi m c a h th ng bơm lư ng gi m và t c ñ ñ ng bơm gi m. th y l c khi s d ng bi n t n ñ ñi u ch nh t c ñ ñ ng cơ v i ph 4.3. K t qu và bàn lu n t i theo áp su t và lưu lư ng b ng cách gi nguyên ñ m van Đ i v i ñ ng cơ bơm th y l c ho t ñ ng ph thu c vào s thay K t qu thí nghi m ñư c trình bày b ng 4.6 ñ i áp su t. Có th i ñi m c n áp su t cao, có lúc c n áp su t th p ñ B ng 4.6: B ng s li u k t qu ño t i theo lưu lư ng c p cho các cơ c u máy s n xu t hay ph t i. Thông thư ng trong các gi nguyên ñ m van máy ép nh a c n có áp su t l n, trong m t chu trình khuôn ép thì 50 50 f (Hz) 45 40 35 30 25 20 kho ng th i gian gi a ngh ñ l y s n ph m ra. Trong lúc này ñ ng (kbt) (bt) cơ v n bơm d u ho t ñ ng 100% t c ñ , làm lãng phí công su t. Cho Q(l/h) 2,12 3,12 2,8 2,49 2,24 1,87 1,56 1,24 nên, vi c s d ng bi n t n ñi u khi n ñ ng cơ ñ ti t ki m ñi n năng ñư c áp d ng ñ i v i ñ ng cơ bơm th y l c khi áp su t thay ñ i là H 20 20 16 13 10 7,5 5 3 h p lý nh t. (kg/cm2) Đ i v i ñ ng cơ bơm th y l c ho t ñ ng ph thu c vào s thay I(A) 5,18 7,38 5,88 4,51 3,39 2,44 1,79 1,22 ñ i lưu lư ng. Có th i ñi m c n lưu lư ng nhi u, có lúc c n lưu P(kW) 2,77 2,85 2,22 1,62 1,16 0,79 0,54 0,36 lư ng ít ñ c p cho các cơ c u máy s n xu t hay ph t i. Như trong
25 26 lò s y, lò nung c n lưu lư ng d u thay ñ i theo s lư ng s n ph m 1. L i ích kinh t s y ho c nung. N u ñưa vào các doanh nghi p s n xu t mà th c hi n các v n Khi ñi u khi n ñ ng cơ bơm th y l c ch y dư i t c ñ ñ nh ñ trên thì kh năng ti t ki m ñư c là r t l n. m c b ng phương pháp thay ñ i t n s . Ngoài vi c ñi u ch nh d 2. L i ích v môi trư ng. dàng, gi m s tăng lên c a dòng ñi n khi kh i ñ ng. Dòng kh i ñ ng K t qu nghiên c u ñưa ra các bi n pháp ti t ki m năng lư ng, và làm vi c khi s d ng bi n t n th p hơn dòng ñi n kh i ñ ng và làm gi m lư ng ñi n tiêu th d n ñ n gi m ñư c các ch t gây ô làm vi c khi không s d ng bi n t n. Đi u này giúp ñ ng cơ không nhi m môi trư ng ñ c bi t là gi m khí CO2. b nóng và gi m t n th t ñi n năng. Duy trì h s cosφ cao, công su t 3. L i ích v m t xã h i tiêu th nh . Trong quá trình kh i ñ ng máy êm hơn, ñi u ch nh Qua k t qu nghiên c u, ñ tài có th ñưa vào ñào t o cho sinh ñư c nhi u c p t c ñ và ti t ki m ñư c ñi n năng mà ñ ng cơ tiêu viên ngành ñi n và các cơ s s n xu t công nghi p. T ñó nâng cao ý th . th c công tác ti t ki m năng lư ng. N u m i doanh nghi p, m i cơ K t qu thí nghi m này s là ti n ñ cho vi c s d ng ñưa vào s ñoàn th ñ u ti n hành ti t ki m năng lư ng thì v n ñ an ninh ñ ñào t o sinh viên ngành ñi n. Các cán b qu n lý năng lư ng c a năng lư ng qu c gia s ñư c ñ m b o. Đ ng th i góp ph n thúc ñ y các ñơn v s n xu t và kinh doanh. Nghiên c u thí nghi m ti t ki m n n kinh t ñ t nư c. năng lư ng, nâng cao hi u qu kinh t cho các ñơn v s n xu t nh m Tác gi ki n ngh nh ng k t qu ñư c ñưa ra trong quá trình gi m hi u ng nhà kính và b o v môi trư ng. nghiên c u. Nên ñư c xem xét và b sung ñ thi t l p m t chi n lư c trong các doanh nghi p s n xu t. Tuy nhiên, v i th i gian h n ch nên tác gi chưa ti n hành nghiêm c u h t t t c các gi i pháp khác K T LU N VÀ KI N NGH v ti t ki m năng lư ng trong ñ ng cơ b ng các thí nghi m c th Đ tài nh m nghiên c u ñánh giá ti m năng ti t ki m năng trên mô hình. lư ng khi s d ng bi n t n ñ ñi u khi n ñ ng cơ bơm th y l c. Đã mang l i hi u qu trong vi c gi m nhu c u công su t và ñi n năng. T ñó ti t ki m ñư c năng lư ng và c i thi n môi trư ng. Qua k t qu nghiên c u c th cho th y, vi c dùng bi n t n ñ ñi u khi n bơm th y l c r t kh thi, ñem l i hi u qu kinh t to l n và tiêu th ñi n năng ít. V i k t qu nghiên c u th c nghi m trên mô hình tác gi có m t s k t lu n sau.