Download miễn phí Các giải pháp tiết kiệm năng lượng đối với động cơ không đồng bộ



MỞ ĐẦU
Chương 1 - TỔNG QUAN VỀ TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG 1
1.1. MỞ ĐẦU 1
1.2. CHIẾN LƯỢC PHÁT TRIỂN NĂNG LƯỢNG QUỐC GIA CỦA VN 1
1.2.1. Mục tiêu chiến lược 1
1.2.2. Mục tiêu cụ thể 1
1.3. TIỀM NĂNG TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TRONG CÁC NGÀNH SẢN XUẤT, KINH DOANH Ở NƯỚC TA 2
1.4. CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG 3
1.4.1. Tiết kiệm năng lượng đối với động cơ điện 3
1.4.2. Tiết kiệm năng lượng đối với hệ thống chiếu sáng 3
1.4.3. Tiết kiệm năng lượng đối với hệ thống bơm quạt 4
1.4.4. Tiết kiệm năng lượng đối với hệ thống khí nén 4
1.4.5. Tiết kiệm năng lượng đối với hệ thống hơi 4
1.4.6. Tiết kiệm năng lượng đối với hệ thống điều hòa không khí 4
1.5. KẾT LUẬN 4
1.5.1. Lợi ích khi tiết kiệm năng lượng một cách hợp lý sẽ mang lại cho chúng ta 4
1.5.2. Một số rào cản vấp phải khi thực hiện 5
1.5.3. Biện pháp khắc phục 5
Chương 2 - NGHIÊN CỨU ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 6
2.1. Giới thiệu về động cơ không đồng bộ 6
2.1.1. Phần tĩnh 6
2.1.2. Phần quay 7
2.2. Nguyên lý hoạt động của động cơ không đồng bộ 8
2.3. Phương trình đặc tính cơ của động cơ 8
2.3.1. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp 13
2.3.2. Điều chỉnh tốc độ bằng cách Thay đổi điện trở 14
2.3.3. Điều chỉnh tốc độ bằng cách Thay đổi , ở mạch stato 14
2.3.4. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi số đôi cực từ 15
2.3.5. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số của nguồn điện áp cấp 16
2.4. Đánh giá động cơ điện 18
2.4.1. Hiệu suất của động cơ điện 18
2.4.2. Tải của động cơ 21
2.4.2.1. Tại sao cần đánh giá tải của động cơ 21
2.4.2.2. Cách đánh giá tải của động cơ 21
Chương 3 - CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG ĐỐI VỚI ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ ( ĐCKĐB ) 22
3.1. Thay thế động cơ tiêu chuẩn bằng động cơ có hiệu suất cao HEMs (High Efficiency Motor) 22
3.1.1. Ưu điểm 22
3.1.2. Nhược điểm 23
3.1.3. Điện năng tiết kiệm của việc sử dụng động cơ HEMs 23
3.2. Bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất 24
3.2.1. Lý do nâng cao hệ số công suất 24
3.2.2. Lợi ích khi lắp tụ bù 26
3.3. Lắp biến tần VSD (Variable Speed Drive) cho động cơ KĐB 26
3.3.1. Đặc điểm của biến tần VSD 26
3.3.2. Ưu điểm 29
3.3.3. Nhược điểm 29
3.3.4. Phạm vi ứng dụng của bộ điều tốc VSD 29
3.3.5. Khả năng tiết kiệm điện của động cơ không đồng bộ khi lắp bộ điều tốc VSD 30
3.4. Thay thế động cơ KĐB làm việc non tải bằng động cơ có công suất nhỏ phù hợp với phụ tải 32
3.4.1. Mục đích 32
3.4.2. Lợi ích 35
3.5. Tăng cường bảo trì động cơ 36
Chương 4 - TIẾN HÀNH ĐO ĐẠC THỰC TẾ VÀ TRIỂN KHAI GIẢI PHÁP 38
4.1. Tiến hành kiểm tra mối quan hệ khi thay đổi điện áp và tần số của quạt gió tại phòng Thí Nghiệm Đại Học Bách Khoa 38
4.2. Kiểm tra thực tế tại công ty Cổ phần Gốm Sứ Cosani 41
a) Thông số đo đạc trước và sau khi lắp đặt biến tần 41
b) Tính toán mức tiết kiệm và thời gian thu hồi vốn thực tế. 41
4.3. Kiểm tra tại xí nghiệp nghiệp nhựa Vũ Bình Minh 45
Kết luận và kiến nghị 50
Tài liệu tham khảo 51
 


http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2013-03-11-cac_giai_phap_tiet_kiem_nang_luong_doi_voi_dong_co.Myj9E1xINd.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-3777/
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

oạn AK gần thẳng và cứng.Trên đoạn này momen động cơ tăng khi tốc độ giảm và ngược lại. Do vậy động cơ làm việc trên đoạn này sẽ ổn định. Đoạn BK cong với độ dốc dương. Trên đoạn này động cơ làm việc không ổn định. Dòng điện của động cơ tuân theo quy luật:
Hình 2.2. Đặc tính dòng điện của động cơ không đồng bộ
Theo lý thuyết máy điện, khi coi động cơ và lưới điện là lý tưởng, nghĩa là bapha của động cơ đối xứng, các thông số dây quấn như điện trở và điện kháng không đổi, tổng trở mạch từ hóa không đổi, bỏ qua tổn thất ma sát và tổn thất trong lõi thép và điện áp lưới hoàn toàn đối xứng, thì sơ đồ thay thế một pha của động cơ như hình vẽ :
Hình 2.3. Sơ đồ thay thế một pha động cơ không đồng bộ
Trong đó:
: Trị số hiệu dụng của điện áp pha stato (V).
, , : Dòng điện từ hóa, dòng điện stato và dòng điện roto đã quy đổi về stato (A).
, , : điện kháng mạch từ hóa, điện kháng stato và điện kháng roto đã quy đổi về stato (Ω).
Rμ, , : điện trở tác dụng mạch từ hóa, điện trở mạch stato và điện trở mạch roto đã quy đổi về stato (Ω).
Khi cuộn dây stato được cấp điện bởi một điện áp định mức mà giữ yên roto không quay thì mỗi pha của cuộn dây roto sẽ xuất hiện một suất điện động theo nguyên lí của máy biến áp thì hệ số quy đổi là :
(2-5)
Hệ số quy đổi của dòng điện là:
(2-6)
Hệ số quy đổi trở kháng là : (2-7)
Vậy các đại lượng mạch roto có thể chuyển về mạch stato như sau :
Dòng điện  : (2-8)
Điện kháng  : (2-9)
Điện trở : (2-10)
Dòng điện roto được quy về stato tính như sau :
(2-10)
Khi động cơ hoạt động công suất điện từ từ stato chuyển sang roto thành công suất cơ đưa ra trục của động cơ và công suất nhiệt đốt nóng cuộn dây:
(2-12)
Nếu bỏ qua tổn thất phụ thì có thể coi momen điện từ của động cơ bằng momen cơ :
(2-13)
Từ đó: (2-14)
Suy ra: (2-15)
Công suất nhiệt trong cuộn dây ba pha là :
(2-16)
Thay vào phương trình momen ta có :
(2-17)
Với là điện kháng ngắn mạch.
Phương trình trên biểu thị mối quan hệ gọi là phương trình đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ 3 pha.
Với những giá trị khác nhau của hệ số trượt s(0<s<1) phương trình đặc tính cơ cho ta những giá trị khác nhau của M. đường biểu diễn trên hệ trục tọa độ SOM đó là đặc tính cơ của động cơ không động bộ 3pha.
Đường đặc tính cơ có điểm cực trị gọi là điểm tới hạn K. Tại điểm đó giải phương trình ta có :
(2-18)
Và momen tới hạn là:
(2-19)
Trong biểu thức trên dấu + ứng với trạng thái động cơ, dấu - ứng với trạng thái máy phát nếu ta biểu diễn phương trình (2.17) dưới dạng , thì ta được phương trình sau:
Trong đó
Khi ta xem ta có
Khi ta thay vào phương trình (2.21) các giá trị , thì ta có biểu thức của độ trượt tới hạn là :
Qua việc tìm hiểu về đường đặc tính của động cơ không đồng bộ ta có thể biết được các thông số ảnh hưởng đến đặc tính cơ là :
Điện áp nguồn .
Tần số lưới điện cấp cho động cơ .
Điện trở mạch rôto.
ảnh hưởng P.
ảnh hưởng của ,.
2.3.1. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp
Điện áp đặt vào động cơ chỉ có thể thay đổi về phía giảm.Khi giảm rất nhanh thì momen tới hạn cũng giảm rất nhanh theo bình phương của , còn tốc độ đồng bộ:
(2-23)
Và độ trượt tới hạn cũng không thay đổi.
1
A
B
M
k
0
0
Hình 2.4. Họ đặc tính khi thay đổi điện áp
Nhận xét:
Qua đồ thị ta thấy với một momen cản xác định điện áp lưới càng giảm thì tốc độ xác lập càng nhỏ. Mặt khác vì momen khởi động và momen tới hạn đều giảm theo điện áp nên khả năng quá tải và khởi động bị giảm dần. Do đó nếu điện áp quá nhỏ thì hệ truyền động có thể không khởi động hay không làm việc được.
Vậy khi giảm điện áp cấp cho động cơ làm cho giảm nhanh. Tuy nhiên không đổi vì vậy phương án giảm điện áp thường thích hợp cho dạng phụ tải không đổi : quạt gió, máy bơm ly tâm. Không thích hợp với phụ tải thay đổi.
2.3.2. Điều chỉnh tốc độ bằng cách Thay đổi điện trở
Trường hợp này chỉ đối với động cơ roto dây quấn vì mạch roto có thể nối qua vòng trượt ngoài chổi than. Động cơ roto lồng sóc không thể thay đổi được điện trở mạch roto.
Việc thay đổi được điện trở chỉ có thể thực hiện về việc tăng điển trở mạch roto . Khi tăng . Thì độ trượt tới hạn cũng tăng lên. Còn tốc độ đồng bộ và momen tới hạn giữ nguyên không đổi.
M
Các đặc tính cơ nhân tạo khi thay đổi điện trở của mạch roto được biểu diễn như hình vẽ. Điện trở mạch roto càng lớn thì đặc tính càng dốc.
Hình 2.5. Họ đặc tính của động cơ không đồng bộ khi thay đổi
Nhận xét:
Mặc dù có các ưu điểm như trên nhưng vẫn còn có các nhược điểm sau:
Tốc độ ổn định kém.
Tổn thất năng lượng lớn.
2.3.3. Điều chỉnh tốc độ bằng cách Thay đổi điện trở ,điện kháng ở mạch stato
Trường hợp này cũng chỉ thay đổi về phía tăng hay . Khi nối thêm vào mạch stato hay thì ta thấy tốc độ đồng bộ không đổi. Còn độ trượt tới hạn và momen tới hạn đều giảm. Hình vẽ biểu thị các đặc tính cơ nhân tạo.
Hình 2.6. Họ đặc tính cơ nhân tạo của ĐCKĐB khi thay đổi hay
Nhận xét:
Mặc dù có các ưu điểm như trên nhưng vẫn còn có các nhược điểm sau:
Tốc độ ổn định kém.
Tổn thất năng lượng lớn.
2.3.4. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi số đôi cực từ
Khi số đôi cực thay đổi thì tốc độ đồng bộ bị thay đổi. Thông thường động cơ loại này được chế tạo với cuộn cảm stator có nhiều đầu dây ra để có thể đổi cách đấu dây tương ứng với số đôi cực nào đó.Tùy theo khả năng đổi nối mà động cơ KĐB được gọi là động cơ có 2,3,4…cấp tốc độ.
Do số đôi cực thay đổi nhờ đổi nối cuộn cảm stator nên các thông số đặt vào cuộn pha,trở kháng và cảm kháng có thể bị thay đổi từ đó ,độ trược tới hạn và moment tới hạn có thể khác đi.
Nhận xét:
Khi thay đổi số đôi cực ta chú ý rằng số đôi cực ở Stato và Roto là như nhau. Nghĩa là khi thay đổi số đôi cực ở Stato thì ở Roto cũng phải thay đổi theo. Do đó khó thực hiện cho động cơ Roto dây quấn, nên phương pháp này chủ yếu dùng cho động cơ không đồng bộ Roto lồng sóc và loại động cơ này có khả năng tự biến đổi số đôi cực ở Roto để phù hợp với số đôi cực ở Stato.
Đối với động cơ có nhiều cấp tốc độ, mỗi pha Stato phải có ít nhất là hai nhóm bối dây trở lên hoàn toàn giống nhau. Do đó càng nhiều cấp tốc độ thì kích thước, trọng lượng và giá thành càng cao vì vậy trong thực tế thường dùng tối đa là bốn cấp tốc độ.
2.3.5. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số của nguồn điện áp cấp
Khi thay đổi thì tốc độ đồng bộ sẽ thay đổi vì:
đồng thời cũng bị thay đổi (vì X = 2), kéo theo sự thay đổi cả độ trượt tới hạn và momen tới hạn . Hình vẽ 2.7 biểu thị các đặc tính cơ nhân tạo khi thay đổi tần số.
Quan hệ độ trượt tới hạn theo tần số
(2-24)
Momen tới hạn theo tần số
(2-25)
Và
(2-26)
Trong đó A là hằng số.Ta thấy và phụ thuộc tỉ lệ với ...

---