Download miễn phí Đề tài Nghiên cứu khả năng tiết kiệm điện nhờ biến tần
LỜI NÓI ĐẦU. 1
PHẦN I: GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ. 3
Chương I: CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐC KĐB. 3
I. CẤU TẠO ĐC KĐB. 3
1. Stato – phần tĩnh. 3
2. Roto – phần động. 4
II. PHÂN LOẠI. 4
1. Động cơ roto lồng sóc. 4
2. Động cơ roto dây quấn. 7
Chương II: MỞ MÁY ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ. 9
I. MỞ MÁY ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ. 9
II. CÁC PHƯƠNG PHÁP MỞ MÁY ĐC KĐB. 10
1. Mở máy bằng điện trở phụ nối tiếp vào mạch roto. 10
2. Mở máy trực tiếp động cơ điện roto lồng sóc. 10
3. Mở máy bằng cách giảm điện áp roto. 11
4. Khởi động mềm. 15
PHẦN II: ĐIỀU KHIỂN ĐC KĐB BẰNG BIẾN TẦN VÀ KHẢ NĂNG TIẾT KIỆM ĐIỆN CỦA BIẾN TẦN. 18
Chương III. KHẢO SÁT BỘ BIẾN TẦN ĐIỀU KHIỂN ĐC KĐB. 18
I. KHÁI NIỆM CƠ BẢN. 18
II. PHÂN LOẠI. 18
1. Bộ biến tần gián tiếp. 18
2. Bộ biến tần trực tiếp. 18
III. SƠ ĐỒ KHỐI BỘ BIẾN TẤN VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC. 19
IV. MỘT VÀI LOẠI BIẾN TẦN ĐANG ĐƯỢC SỬ DỤNG. 20
1. Hãng Schneider. 20
2. Hãng Siemens. 20
3. hãng Yaskawa. 21
V. CHỨC NĂNG, ỨNG DỤNG CỦA BIẾN TẦN. 21
1. Chức năng. 21
2. Ứng dụng. 22
Chương IV. NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TIẾT KIỆM ĐIỆN NHỜ BIẾN TẦN. 24
I. ĐẶT VẤN ĐỀ. 24
II. ĐẶC TÍNH CỦA CÁC HỆ TRUYỀN ĐỘNG BƠM VÀ QUẠT. 25
III. BIẾN TẦN – GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG. 26
1. Tại sao biến tần có khả năng tiết kiệm điện năng. 26
2. Biến tần tiết kiệm điện năng như thế nào. 29
3. Tính toán hiệu quả tiết kiệm điện năng. 31
4. Một vài ứng dụng thực tế của biến tần để tiết kiệm điện năng. 36
PHẦN THỰC HÀNH: CÀI ĐẶT BIẾN TẦN ALTIVAR ĐỂ ĐIỀU KHIỂN ĐC KĐB XOAY CHIỀU BA PHA. 38
I. GIỚI THIỆU VỀ BIẾN TẦN ALTIVAR. 38
1. Altivar 11. 38
2. Altivar 21. 39
3. Altivar 31. 40
4. Altivar 61. 41
5. Altivar 71. 43
II. CẤU TẠO, SƠ ĐỒ ĐẤU DÂY VÀ CÀI ĐẶT BIẾN TẦN ALTIVAR. 44
1. Cấu tạo và sơ đồ đấu dây. 44
2. Cài đặt biến tần. 48
http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2013-03-14-de_tai_nghien_cuu_kha_nang_tiet_kiem_dien_nho_bien.RgI0u5WiQI.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-4153/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:
êu ở mục III, thì ta thấy chức năng của biến tần như sau:
Biến đổi điện áp xoay chiều ba pha của nguồn điện vào thành điện áp một chiều nhờ bộ chỉnh lưu cầu ba pha;
Sau đó nhờ bộ nghịch lưu (INVERTER) sẽ đổi ngược lại thành điện áp xoay chiều ba pha biến đổi theo phương pháp điều chế độ rộng của xung;
Kết quả là đầu ra của biến tần dòng điện có dạng hình sin, còn điện áp có dạng xung vuông nối tiếp nhau và tần số sẽ được điều chỉnh tùy ý để được tốc độ theo công nghệ đã chọn.
Vì cấu tạo của biến tần chủ yếu là các mạch chỉnh lưu và nghịch lưu mà thiết bị được dùng chủ yếu là các linh kiện điện tử nên hệ số công suất cosφ thường ít nhất là 0,96. Do đó sự tiêu hao điện năng trên các hệ biến tần là không đáng kể.
Hơn nữa, như ta đã biết, với động cơ sơ cấp là các động cơ xoay chiều ba pha, việc điều chỉnh lưu lượng của các thiết bị này là khó khăn. Vì lưu lượng của các môi chất thông qua thiết bị là phụ thuộc vào tốc độ qua của động cơ sơ cấp. Với cấu tạo của các động cơ xoay chiều ba pha truyền thống thì tốc độ quay của động cơ coi như không đổi với hệ thống lưới điện xoay chiều có tần ssố công nghiệp f=50Hz thông qua quan hệ:
trong đó p là số đôi cực của động cơ, và n là tốc độ quay.
Với quan hệ này, tốc độ quay của động cơ chỉ còn phụ thuộc vào tần số của lưới điện. Vì vậy để thực hiện thay đổi được lưu lượng, điều tốt nhất là thay đổi tốc độ động cơ sơ cấp, có nghĩa là cần thay đổi tần số của lưới điện. Thêm nữa, như ta đã biêt, đối với các hệ truyền động loại bơm và quạt, mômen tải phụ thuộc vào tốc độ quay của trục theo hàm bình phương. Lưu lượng ra của hệ tỉ lệ thuận với tốc độ quay:
M ≈ n2
M ≈ f 2
Trong khi đó, công suất đòi hỏi của hệ thống lại bằng tích số giữa mômen và tốc độ quay:
P = M x n
Do đó, công suất đòi hỏi của hệ thống tỉ lệ với lập phương của tốc độ quay và cũng là tỉ lệ với lập phương của lưu lượng:
P≈ n3 ≈ f 3
Do rằng việc điều chỉnh tần số của lưới điện là điều không thể được, nên cho đến nay tại các xí nghiệp, nhà máy thường để điều chỉnh lưu lượng, người ta thường sử dụng biện pháp điều chỉnh các lá chắn đầu vào, đầu ra hay làm một đường quay trở lại. Thí dụ như ở nhà máy nhiệt điện, ở các quạt hút khói, thổi gió, ở đầu ra hay đầu vào của quạt, thường có một lá chắn động, gồm các cánh hình cánh quạt, có trục quay theo các bán kính. Có một động cơ nhỏ điều khiển độ quay của các lá chắn này, để tạo ra các khe hở rộng hay hẹp tuỳ theo yêu cầu cho gió, khói lọt qua. Việc điều chỉnh lưu lượng khói gió kiểu đối phó này tuy có đem lại hiệu quả về điều chỉnh lưu lượng khói gió nhưng không kinh tế vì động cơ vẫn làm việc gần như không thay đổi, lượng điện tiêu thụ không giảm được bao nhiêu. Hình vẽ đường đặc tính nêu ở hình bên sẽ cho thấy điều đó.
Hình 4.11. Đặc tuyến công suất-lưu lượng của quạt.
Hiển nhiên là trong các phương pháp trên đây, năng lượng tiêu thụ của toàn hệ thống lớn hơn nhiều so với năng lượng yêu cầu khi lưu lượng yêu cầu giảm đi so với thiết kế. Mặc dù khi giảm lưu lượng ra, năng lượng tiêu thụ cũng giảm đi nhưng tổn hao trên các thiết bị khống chế như các lá chắn vẫn còn lớn. Các phương pháp điều chỉnh lá chắn khác nhau cho thấy tổn hao trên các lá chắn cũng khác nhau rất nhiều. Việc làm mất đi những tổn hao trên các lá chắn này gợi ra một tiềm năng tiết kiệm rất lớn.
Đúng như thế, khi sử dụng biến tần, nhờ đầu ra điện áp có xung vuông và dòng điện hình sin nên vấn đề thay đổi tần số là dễ dàng. Giả sử rằng khi lưu lượng của bơm ở đầu ra đáp ứng yêu cầu vận hành nhỏ hơn so với thiết kế. Nếu dùng van điều chỉnh thì lưu lượng đầu ra được hạn chế trong khi công suất tiêu thụ giảm rất ít. Nếu dùng biến tần, vì lưu lượng tỉ lệ thuận với tốc độ, mà tốc độ lại tỉ lệ thuận với tần số. Như vậy khi lưu lượng giảm thì tần số phải giảm theo bậc 1, trong khi đó công suất tiêu thụ sẽ giảm theo bậc 3 (vì P ≈ n3 ≈ f 3). Ví dụ như trường hợp yêu cầu 80% lưu lượng định mức, nó đã chiếm tới 96% công suất tiêu thụ danh định, trong khi biến tần chỉ cần 52%, tức là hệ biến tần có thể tiết kiệm được 44% điện năng. Mặc dù khi giảm lưu lượng ra, năng lượng tiêu thụ cũng giảm đi, nhưng tổn hao trên các thiết bị khống chế như các van vẫn còn lớn. Do đó khi dùng biến tần sẽ tiết kiệm điện năng được rất nhiều so với dùng van.
Tính toán hiệu quả tiết kiệm điện năng
Việc định lượng hiệu quả tiết kiệm điện năng rất quan trọng vì nó là cơ sở để lắp đặt hay thay thế bằng biến tần trong các hệ thống. Tuy nhiên việc tính toán chính xác thường phức tạp vì hiệu quả tiết kiệm điện năng phụ thuộc vào nhiều yếu tố: đặc tính của hệ truyền động, chế độ vận hành, yêu cầu của quy trình công nghệ. Dưới đây chúng ta sẽ phân tích các phương pháp thực hành cho bài toán tiết kiệm điện năng thường gặp như đã phân tích ở trên là hệ thống bơm và quạt ly tâm.
Phương pháp đánh giá sơ bộ:
Thông thường, khi không có đầy đủ thông số thiết bị và hệ thống, các tính toán khả thi sử dụng luật đồng dạng (lưu lượng tỉ lệ thuận với tốc độ, công suất tỉ lệ với lập phương tốc độ) để tính điện năng tiêu thụ:
Điện năng tiêu thụ của động cơ ở 100% tốc độ:
__kW x__giờ. = ____ (a)
Điện năng tiêu thụ của động cơ với biến tần:
__kW x (__% tốc độ)3 x__giờ. ="___" (b)
Điện năng tiết kiệm được:
(c) = (a) - (b)
Đối với chu trình làm việc có tải thay đổi cần lặp lại công thức (b) cho mỗi giá trị tốc độ và lấy tổng điện năng tiêu thụ ở tất cả các tốc độ làm việc.
Ví dụ như xét một bơm ly tâm công suất 30kW làm việc 10 giờ/ngày, 250 ngày/năm (2500 giờ/năm) theo chu trình: 25% thời gian (625 giờ) với 100% lưu lượng, 50% thời gian (1250 giờ) với 90% lưu lượng, 25% thời gian (625 giờ) với 80% lưu lượng. Điện năng tiêu thụ khi không sử dụng biến tần:
30kW x 2500h = 75000kWh
Điện năng tiêu thụ khi sử dụng biến tần:
30kW x 1 x 625h
=
18750kWh
30kW x (0.9)3 x 1250h
=
19200kWh
30kW x (0.8)3 x 625h
=
4050kWh
Tổng cộng
=
42000kWh
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 75MWh). Tuy nhiên, cách tính đơn giản này thường cho kết quả lạc quan hơn nhiều so với thực tế.
Ở chế độ tốc độ định mức (đầy tải), hiệu suất hệ thống biến tần/động cơ thường thấp hơn 3 - 5% so với khi chỉ có động cơ chủ yếu do tổn thất ở biến tần, ở chế độ giảm vận tốc, hiệu suất của động cơ cũng giảm đi. Do vậy, một số nhà sản xuất đưa ra bảng tra điện năng tiêu thụ với hiệu quả tiết kiệm khiêm tốn hơn, ví dụ:
Tốc độ (%)
Quạt
Bơm
90
0.78
0.80
80
0.70
0.64
70
0.59
0.49
60
0.46
0.38
50
0.32
0.28
40
0.22
0.20
Giả thuyết công suất tiêu thụ c...
