S D NG BI N T NỬ Ụ Ế Ầ
GI I PHÁP GI M T N TH T ĐI N NĂNG TRONG S N XU TẢ Ả Ổ Ấ Ệ Ả Ấ
PH N IẦ : T NG QUAN V NG D NG C A BI N T NỔ Ề Ứ Ụ Ủ Ế Ầ
V nấ đ s d ng h pề ử ụ ợ lý và ti tế ki mệ đi nệ đã đ c T pượ ậ đoàn Đi n l cệ ự
Vi tNamệ tuyên truy n, v n đ ng qua các ph ngề ậ ộ ươ ti nệ thông tin đ i chúng. đây, chúng tôiạ Ở
mu n nêu m t gi i pháp cho các c s s n xu t đang s d ng cácố ộ ả ơ ở ả ấ ử ụ đ ng c đi n không đ ngộ ơ ệ ồ
b công su t v a và l nộ ấ ừ ớ :
Hệ th ngố truy n đ ng đi n cho máy côngề ộ ệ tác ho c các dâyặ chuy n s n xu t ph cề ả ấ ụ
v s n xu t nông nghi p đã s d ng ph bi n đ ng c đi n xoay chi u ba pha không đ ngụ ả ấ ệ ử ụ ổ ế ộ ơ ệ ề ồ
b lo i roto l ng sóc hay còn g i là đ ng c c m ng. Đ ng c không đ ng b nói chung cóộ ạ ồ ọ ộ ơ ả ứ ộ ơ ồ ộ
nhi u u vi t nh ng n u s d ng đ đi u khi n đ n gi nề ư ệ ư ế ử ụ ể ề ể ơ ả ( kh i đ ng tr c ti p ho c kh iở ộ ự ế ặ ở
đ ng sao tam giác )ộthì h t n t i m t s nh c đi m nh :ệ ồ ạ ộ ố ượ ể ư
- Dòng đi n kh i đ ng r t l n, g p 4 - 6 l n dòng đi n đ nh m c c a đ ng c , đ c bi t ệ ở ộ ấ ớ ấ ầ ệ ị ứ ủ ộ ơ ặ ệ ở
nh ng máyữ luôn có t iả th ngườ tr c nh máyự ư b m n cơ ướ , qu tạ ly tâm, máy nén khí, băng
t iả, máy nghi n búaề... nh h ng x u t i nh ng máy khác đang v n hành đ ng th i và gi mả ưở ấ ớ ữ ậ ồ ờ ả
tu i th đ ng c đi n.ổ ọ ộ ơ ệ
- T c đố ộ vòng quay c a đ ng c đi n c m ngủ ộ ơ ệ ả ứ ch đ c đi u khi nỉ ượ ề ể theo t ng c p (h uừ ấ ữ
c p); thông th ng m i đ ng c ch thay đ i đ c m t trong các dãy t c đ đ ng b nh :ấ ườ ỗ ộ ơ ỉ ổ ượ ộ ố ộ ồ ộ ư
3.000 - 1.500vg/ph; 1.500 - 1.000vg/ph; trong khi đó nh ngữ công ngh s n xu t yêu c uệ ả ấ ầ
hệ th ngố truy n đ ng c n đ c đi u khi n t c đề ộ ầ ượ ề ể ố ộ liên t c (vô c p) theo mô men và ph t iụ ấ ụ ả
thay đ i thì h truy n đ ng đi n trên không có kh năng đáp ng.ổ ệ ề ộ ệ ả ứ
Do s phátự tri n v t b c c a kể ượ ậ ủ ỹ thu t vi đi n t và đi n t công su t nênậ ệ ử ệ ử ấ
ngày càng có nhi uề lo iạ thi t bế ị đi uề khi nể đ ng cộ ơ đi nệ không đ ng b v iồ ộ ớ các ch cứ
năng hoàn h o màả “ bi n t n AC ”ế ầ là m t đi n hình.ộ ể
Nguyên lý làm vi c:ệ
T c đ đ ng b (ch aố ộ ồ ộ ư tính đ n đ tr t s) c a đ ng c không đ ng b xoay chi u ba phaế ộ ượ ủ ộ ơ ồ ộ ề
đ c tính:ượ
n = 60f/p (vg/ph).
đây:Ở f - t n s l i đi n 50Hz (m t s qu c gia trên th gi i có t n s f = 60Hz);ầ ố ướ ệ ộ ố ố ế ớ ấ ố
p - s c p c c t trên stato đ ng c .ố ặ ự ừ ộ ơ
Vì v y, d a vào công th c tính (n), ng i ta có th thay đ i t n s (f) ngu n vào đ ng c ,ậ ự ứ ườ ể ổ ầ ố ở ồ ộ ơ
do đó t c đ đ ng c s đ c thay đ i theo đ đ t giá tr mong mu n, thi t b này đ c g iố ộ ộ ơ ẽ ượ ổ ể ạ ị ố ế ị ượ ọ
là b bi n t n. B bi n t n ph i th c hi n đ c các ch c năng:ộ ế ầ ộ ế ầ ả ự ệ ượ ứ
- Bi n đ i đi n áp xoay chi u ba pha c a ngu n đi n vàoế ổ ệ ề ủ ồ ệ thành đi n áp m t chi u nh bệ ộ ề ờ ộ
ch nh l u c u ba pha;ỉ ư ầ
- Sau đó nh b ngh ch l u (INVERTER) s đ i ng c l i thành đi n áp xoay chi u ba phaờ ộ ị ư ẽ ổ ượ ạ ệ ề
bi n đ i theo ph ng pháp đi u ch đ r ng c a xung ;ế ổ ươ ề ế ộ ộ ủ
V ng d ng:ề ứ ụ
- Đi uề khi nể đ ng cộ ơ không đ ng bồ ộ công su t tấ ừ 15 đ nế trên 600kW v iớ
t cố độ khác nhau;
- Đi uề ch nh l u l ng c a b m, l u l ng không khí qu t ly tâm, năng su t máy,ỉ ư ượ ủ ơ ư ượ ở ạ ấ
năng su t băng t i ....ấ ả
- n đ nh l u l ng,Ổ ị ư ượ áp su tấ m c c đ nh trên hở ứ ố ị ệ th ng b m n c,ố ơ ướ qu tạ gió,
máy nén khí ... cho dù nhu c u s d ng thay đ i;ầ ử ụ ổ
- Đi u khi n quá trình kh i đ ng và d ng chính xác đ ng c trên h th ng băng t i ...ề ể ở ộ ừ ộ ơ ệ ố ả
Bi n t n AC công su t nh t 0,18 á 14 kW có th s d ng đ đi u khi n nh ng máyế ầ ấ ỏ ừ ể ử ụ ể ề ể ữ
công tác nh : c a g , khu y tr n, xao chè, nâng h ...ư ư ỗ ấ ộ ạ
V i b m và qu t lyớ ơ ạ tâm là nh ng máy có mô men t i thay đ i theo t c đ vòng quay nhữ ả ổ ố ộ ư
sau:
- L u l ng (m3/h) t l b c nh t v i t c đ , Q1/Q2 = n1/n2 ;ư ượ ỷ ệ ậ ấ ớ ố ộ
- Áp su t (Pa) t l bình ph ng t c đ , H1/H2 = (n1/ n2)ấ ỷ ệ ươ ố ộ 2
- Công su t đi n tiêu th (kW) t l l p ph ng v i t c đ , P1/P2 = (n1/ n2)ấ ệ ụ ỷ ệ ậ ươ ớ ố ộ 3
đây: Q1, H1, P1 - l u l ng, áp su t và công su t đi n t ng ng v i s vòng quay đ nhỞ ư ượ ấ ấ ệ ươ ứ ớ ố ị
m c c a đ ng c ( n1= 2960, 1.460 vg/ph ...).ứ ủ ộ ơ
Q2, H2, P2 - l u l ng, áp su t, công su t đi n ng v i t c đ vòng quay đ c đi uư ượ ấ ấ ệ ứ ớ ố ộ ượ ề
ch nh (n2ỉ
T đó d dàng nh nừ ễ ậ th y, m t sấ ở ộ ố tr ng h p mà công ngh s n xu t đòi h i ph iườ ợ ệ ả ấ ỏ ả
đi u ch nh l u l ng, áp su t đ ng c máy b m, ho c qu t gió theo m c t i phù h p v iề ỉ ư ượ ấ ở ộ ơ ơ ặ ạ ứ ả ợ ớ
t ng th i đi m khác nhau thì vi c thay đ i t c đ đ ng c d n đ ng đ c xem là thích h pừ ờ ể ệ ổ ố ộ ộ ơ ẫ ộ ượ ợ
nh t, đ c bi tấ ặ ệ ti t ki m đi n năng. Gi i pháp này đãế ệ ệ ả thay th cho ph ng pháp cế ươ ổ
truy nề là khi c n thay đ i s l u thông ch t l ng hay ch t khí ph i thông qua góc m các vanầ ổ ự ư ấ ỏ ấ ả ở
đ u vào ho c đ u ra c a đ ng ng.ở ầ ặ ầ ủ ườ ố
Công su t đi n tiêu th t l v i b c ba c a t c đ , vì th gi i phápấ ệ ụ ỷ ệ ớ ậ ủ ố ộ ế ả ng d ng bi nứ ụ ế
t n đi u ch nh t c đ b mầ ề ỉ ố ộ ơ là s l a ch n duy nh t cho kh năngự ự ọ ấ ả ti t ki m đi n r t cao soế ệ ệ ấ
v i đ ng cớ ộ ơ làm vi c v i t c đ không đ i (100% nđm).ệ ớ ố ộ ổ
Ví d :ụ Thông s c a đ ng c b m n c nh sau: công su t đ nh m c Pđm = P1 = 30kW,số ủ ộ ơ ơ ướ ư ấ ị ứ ố
vòng quay đ nh m c n1 = 2.960vg/ph. Khi c n đi u ch nh đ gi m l u l ng ho c áp su tị ứ ầ ề ỉ ể ả ư ượ ặ ấ
b ng cách gi m t c đ d i đ nh m c: n2 = 2.500vg/ph, thì công su t tiêuằ ả ố ộ ướ ị ứ ấ th lúc này chụ ỉ
còn:
P2 = 30. (2.500/2.960)3 = 18kW, (P2 = 60% Pđm)
N u máy v n hành ch đ ít t i trong th i gian t =15 h/ngày, đi n năng có th ti t ki mế ậ ở ế ộ ả ờ ệ ể ế ệ
đ c so v i không dùng bi n t n :ượ ớ ế ầ
DA = 30.15 - 18.15 = 180kWh/ngày
Hi u qu khi s d ng bi n t n :ệ ả ử ụ ế ầ
- Hi u su t làm vi c c a máy cao;ệ ấ ệ ủ
- Quá trình kh i đ ng và d ng đ ng c r t êm d u nên giúp choở ộ ừ ộ ơ ấ ị tu i th c a đ ng cổ ọ ủ ộ ơ và
các c c u c khí dài h n;ơ ấ ơ ơ
- An toàn, ti n l i và vi c b o d ng cũng ít h n do v y đã gi m b t s nhân côngệ ợ ệ ả ưỡ ơ ậ ả ớ ố ph c vụ ụ
và v n hành máy ...ậ
- Ti t ki m đi n năng m c t i đa trong quá trình kh i đ ng và v n hành.ế ệ ệ ở ứ ố ở ộ ậ
Ngoài ra, h th ng máy cóệ ố th k t n i v i máyể ế ố ớ tính ở trung tâm. Từ trung tâm đi u khi nề ể
nhân viên v n hành có th th y đ c ho t đ ng c a h th ng và các thông s v n hành (ápậ ể ấ ượ ạ ộ ủ ệ ố ố ậ
su t, l u l ng,ấ ư ượ vòng quay ...), tr ngạ thái làm vi c cũng nhệ ư cho phép đi uề ch nh,ỉ ch nẩ
đoán và x lý các s c có th x y ra.ử ự ố ể ả
PH N IIẦ : GI I THI U H ĐI U KHI N B M N C S CH DÙNG BI NỚ Ệ Ệ Ề Ể Ơ ƯỚ Ạ Ế
T NẦ TI T KI M ĐI N NĂNGẾ Ệ Ệ
A : C u hình h th ng và nguyên lý ho t đ ng:ấ ệ ố ạ ộ
Biểu đồ sau minh họa hoạt động điều khiển bơm :
Nh v y v i vi c đ a bi n t n vào h th ng s ho t đ ng bám sát theo đúng th c tư ậ ớ ệ ư ế ầ ệ ố ẽ ạ ộ ự ế
l u l ng ph t i, do v y s gi m đáng k năng l ng tiêu hao không c n thi t vào các giư ượ ụ ả ậ ẽ ả ể ượ ầ ế ờ
ph t i th p đi m.ụ ả ấ ể
- PLC S7-200: b đi u khi n trung tâm, nó x lý các tín hi u thu th p v t h th ng độ ề ể ử ệ ậ ề ừ ệ ố ể
đi u khi n các đ ng c . Các đ ng c đ c đi u khi n ch y thông qua bi n t n và cácề ể ộ ơ ộ ơ ượ ề ể ạ ế ầ
contactor.
- Converter (bi n t n): đi u khi n tr n t c đ đ ng c . V i bi n t n thì đ ng c ch yế ầ ề ể ơ ố ộ ộ ơ ớ ế ầ ộ ơ ạ
v i hi u su t r t cao ngay c khi ho t đ ng t c đ th p. Bi n t n s làm cho h th ngớ ệ ấ ấ ả ạ ộ ở ố ộ ấ ế ầ ẽ ệ ố
ho t đ ng ti t ki m năng l ng đi n so v i cách ho t đ ng cũ c a tr m.ạ ộ ế ệ ượ ệ ớ ạ ộ ủ ạ
- Đ u đo áp su t: m c đích đ đo áp su t m ng. V i tín hi u đo đ c t đ u đo áp su tầ ấ ụ ể ấ ạ ớ ệ ượ ừ ầ ấ
đ a v PLC x lý đi u khi n t c đ b m. V i đ u đo này PLC s giám sát đ c áp su tư ề ử ề ể ố ộ ơ ớ ầ ẽ ượ ấ
n c trên m ng.ướ ạ
- Màn hình hi n th TD-200: dùng đ cài đ t các ch đ ho t đ ng c a tr m, cài áp su tể ị ể ặ ế ộ ạ ộ ủ ạ ấ
m ng... Ngoài ra, trên màn hình còn hi n th áp su t đo đ c trên đ ng ng m ng.ạ ể ị ấ ượ ườ ố ạ
Nguyên lý ho t đ ng:ạ ộ
V i thi t k này, h th ng s t đ ng giám sát áp su t n c trên đ ng ng m ng vàớ ế ế ệ ố ẽ ự ộ ấ ướ ườ ố ạ
đi u khi n ng c l i đ đ m b o gi đúng áp su t theo yêu c u. PLC s đi u khi n áp su tề ể ượ ạ ể ả ả ữ ấ ầ ẽ ề ể ấ
n c trên đ ng ng m ng theo đ th ph t i ngày, t c là h th ng s đi u khi n áp su tướ ườ ố ạ ồ ị ụ ả ứ ệ ố ẽ ề ể ấ
theo th i gian th c. H th ng đi u khi n t đ ng này m t s ch c năng chính sau:ờ ự ệ ố ề ể ự ộ ộ ố ứ
- Đo l ng: do đ u đo áp su t đo l ng và chuy n đ i đ đ a v CPU c a S7-200.ườ ầ ấ ườ ể ổ ể ư ề ủ
- X lý thông tin: b đi u khi n trung tâm s đ m nhi m v n đ này.ử ộ ề ể ẽ ả ệ ấ ề
- Đi u khi n: S7-200 s ph i h p v i bi n t n làm vi c này theo yêu c u.ề ể ẽ ố ợ ớ ế ầ ệ ầ
- Giám sát: S7-200 s k t đ u đo áp su t đ giám sát h th ng ho t đ ng.ẽ ế ầ ấ ể ệ ố ạ ộ
- Giao ti p gi a ng i v n hành và thi t b : do màn hình hi n th TD-200 th c hi n.ế ữ ườ ậ ế ị ể ị ự ệ
- H th ng có th chuy n đ i qua l i gi a các motor b m ch y v i bi n t n nh m m cệ ố ể ể ổ ạ ữ ơ ạ ớ ế ầ ằ ụ
đích nâng cao tu i th b m, ph c v b o trì b o d ng mà không làm gián đo n s n xu t.ổ ọ ơ ụ ụ ả ả ưỡ ạ ả ấ
Vi c chuy n đ i có th th c hi n b ng cách cài đ t trên màn hình TD200.ệ ể ổ ể ự ệ ằ ặ
- Đ ng th i đ cho phép m r ng và phát tri n ph t i sau này, h th ng có th s d ngồ ờ ể ở ộ ể ụ ả ệ ố ể ử ụ
cùng lúc hai b m n u c n. B m th hai s đ c t đ ng đóng ch y tr c ti p thông quaơ ế ầ ơ ứ ẽ ươ ự ộ ạ ự ế
côngt ct nh là m t b m n n và b m có bi n t n s ch y đi u ch nh đ nh cho phù h p v iắ ơ ư ộ ơ ề ơ ế ầ ẽ ạ ề ỉ ỉ ợ ớ
ph t i. Ho t đ ng c a h th ng nh bi u đ minh ho trên.ụ ả ạ ộ ủ ệ ố ư ể ồ ạ ở