1. THÔNG BÁO TUYỂN ADMIN DIỄN ĐÀN 2013
    Tìm kiếm nhà trọ - Ở ghép
    THÔNG BÁO BÁN ÁO SPKT.NET CHO THÀNH VIÊN DIỄN ĐÀN


    HÃY TÌM KIẾM Ở ĐÂY TRƯỚC KHI ĐẶT CÂU HỎI
    {xen:phrase loading}

biến tần là gì?

Thảo luận trong 'PLC - Biến tần - Truyền thông CN' bắt đầu bởi minhthuc, 23 Tháng chín 2008.

  1. minhthuc Guest

    Số bài viết: 0
    Đã được thích: 0
    Điểm thành tích: 0
    Chào các bạn mình tình cờ tìm ra các lời tranh luận của các bạn về biến tần rất hay, thế các bạn hiểu thế nào về biến tần và xu hướng hiện nay như thế nào về lĩnh vực này. Biến tần xuất hiện ở nước ta cũng khá lâu nhưng chưa được sử dụng rộng rãi và chưa nhiều người biết rõ về nó, hiện tại có nhiều hãng sản xuất.

    Vậy biến tần(inverter) là gì, nghe hai từ này thì các bạn cũng hiểu sơ sơ về biến tần, nó hoạt động theo nguyên tắc là biến đổi tần số dòng điền từ tần số này sang tần số khác. Ngày nay khi nhu cầu về năng lượng càng cao và càng ngày càng cạn kiệt thì tiết kiệm năng lượng là một vấn đề khá quan trọng, nhất là đối với các nhà kinh doanh thường tốn từ 30 đến 60% chi phí thu nhập cho năng lượng. Ta biêt:
    Lưu lượng ra của hệ tỉ lệ thuận với tốc độ quay:
    M tỉ lệ với bình phương tốc độ n
    M tỉ lệ với bình phương mômen F
    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 tỉ lệ với n3 và F3
    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 hoặc làm một đường quay trở lại. Thí dụ như ở nhà máy nhiệt điện, ở các quạt hút khói, thổi gió, ở đầu ra hoặc 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 dưới đây sẽ cho thấy điều đó.
    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.

    Như đã biết ở trên, lưu lượng của các thiết bị này phụ thuộc vào tốc độ của động cơ sơ cấp, mà tốc độ này lại phụ thuộc vào tần số của nguồn điện. Vì vậy với một động cơ sơ cấp đã có, việc điều chỉnh tốc độ dễ dàng thực hiện được nhất là thay đổi tần số của nguồn điện. Giải pháp cho vấn đề trên chính là sử dụng biến tần để thay thế cho các van .

    Theo các công nghệ truyền thống trước đây mới chỉ thực hiện được việc biến tần ở các tần số cao, với công suất nhỏ trong kỹ nghệ truyền thanh và truyền hình. Còn với tần số công nghiệp và với công suất lớn hàng trăm kilô wat thì chưa thực hiện được.

    Cho đến nay, rào cản về trình độ công nghệ này đã bị tháo bỏ, các nước có nền kỹ nghệ tiền tiến đã chế tạo được các máy biến tần công suất lớn, và ngay lập tức đã được áp dụng vào sản xuất, giải quyết được vấn đề điều chỉnh tốc độ của các động cơ ba pha xoay chiều và đem lại hiệu quả cao về mặt kinh tế.

    nếu giảm lưu lượng đi 20% thì năng lượng tiêu thụ sẽ giảm gần 50% so với giá trị thiết kế với phương án điều khiển lá chắn đầu vào. Còn khi sử dụng bộ biến tần thì năng lượng tiêu thụ giảm chỉ còn 2-3%. Khi lưu lượng tiêu thụ giảm xuống còn 50% thì năng lượng tiêu thụ với bộ biến tần chỉ còn 15% so với 56% khi sử dụng lá chắn đầu vào.

    Ngoài ra, với việc sử dụng các lá chắn, chẳng những năng lượng tổn hao đã gây ra lãng phí lớn mà bản thân nó còn gây ra những tác hại không nhỏ cho hệ thống. Các lá chắn bị mòn đi rất nhanh. Các chi tiết cơ khí trên hệ thống bị chịu áp lực nhiều hơn cần thiết, chóng mỏi hơn và mau hỏng. Như vậy, chúng ta lại còn mất thêm những chi phí cho bảo trì hệ thống.

    Vậy bộ biến tần làm việc như thế nào ?

    bộ lọc => chỉnh lưu => bộ lọc DC => bộ nghịch lưu => tải

    Nguyên lý làm việc của bộ biến tần cũng khá đơn giản. Đầu tiên, 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 (tụ DC link). Nhờ vậy, hệ số công suất cosphi của hệ biến tần đều có giá trị không phụ thuộc vào tải và có giá trị ít nhất 0.96.


    Điện áp một chiều này được biến đổi (nghịch 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 ồn cho động cơ và giảm tổn thất trên lõi sắt động cơ.

    Hệ thống điện áp xoay chiều 3 pha ở đầu ra có thể thay đổi giá trị biên độ và tần số vô cấp tuỳ theo bộ điều khiển. Theo lý thuyết, giữa tần số và điện áp có một quy luật nhất định tuỳ theo chế độ điều khiển. Đối với tải có mô men không đổi, tỉ số điện áp - tần số là không đổi(v/f). 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 mô men là hàm bậc hai của tốc độ phù hợp với yêu cầu của tải bơm/quạt do bản thân mô men 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 công suất chế tạo theo công nghệ hiện đại. Chính vì vậy, năng lượng tiêu thụ cũng xấp xỉ bằng năng lượng yêu cầu bởi hệ thống. Hiện nay ở Việt nam đã có một số xí nghiệp sử dụng máy biến tần này và đã có kết quả rõ rệt.
    Với giải pháp tiết kiệm năng lượng bên cạnh việc nâng cao tính năng điều khiển hệ thống, các bộ biến tần hiện nay đang được coi là một ứng dụng chuẩn cho các hệ truyền động cho bơm và quạt.

    Nhờ tính năng kỹ thuật cao với công nghệ điều khiển hiện đại nhất (điều khiển tối ưu về năng lượng) các bộ biến tần đang và sẽ làm hài lòng nhiều nhà đầu tư trong nước, trong khu vực và trên thế giới.
    Ngoài ra, biến tần ngày nay đã tích hợp rất nhiều kiểu điều khiển khác nhau phù hợp hầu hết các loại phụ 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 giám sát trong hệ thống SCADA.
    Hiện nay trong các ngành công nghiệp đòi hỏi công suất ngày càng lớn, chúng ta có thể nghĩ đến biến tần vậy chúng ta sao không nghĩ đến biến tấn đa bậc để nâng cao hơn nữa công suất.

    TIẾT KIỆM ĐIỆN
    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 công nghệ hiện đại. Chính vì vậy, năng lượng tiêu thụ cũng xấp xỉ bằng năng lượng yêu cầu của hệ thống. Tuy nhiên vốn đâu tư ban đầu hơi cao.
    Qua tính toán với các dữ liệu thực tế, với các 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 tháng đến 6 tháng. Hiện nay ở Việt nam đã có một số xí nghiệp sử dụng máy biến tần này và đã có kết quả rõ rệt.

    các bạn nào có hứng thú về biến tần đa bậc có thể liên hệ mình tham gia lớp học trực tuyến khoa E_learning về biến tần, thuộc khoa điện tử, các bạn liên hệ mình theo mail: nguyenminthuc_py@yahoo.com.vn. Chào các ban!
  2. sukura0988 Guest

    Số bài viết: 0
    Đã được thích: 0
    Điểm thành tích: 0
    Oh cảm ơn bạn đã nêu rõ nguyên lý cấu tạo và hoạt động của biến tần.
    Chúng ta nên đưa ra một số ứng dụng về biến tần để anh em thảo luận cho vui nhe'
  3. minhthuc Guest

    Số bài viết: 0
    Đã được thích: 0
    Điểm thành tích: 0
    Chào các bạn hôm nay chúng ta lấy 1 ví dụ về biến tần ha.

    Bản chất tiết kiệm điện năng khi sử dụng biến tần như sau:
    Đặc tính khởi động của biến tần cho phép khống chế dòng khởi động không vượt quá dòng định mức của động cơ, do đó tiết kiệm điện năng khi khởi động.

    Với những ứng dụng đặc tính tải thay đổi, như băng tải, khi đầy tải, khi non tải, thường động cơ hoạt động non tải:

    Biến tần làm tăng hệ số cosF (thường khoảng 0,96), tăng hiệu suất sử dụng điện, giảm tổn thất cho lưới.

    Biến tần điều chỉnh tốc động động cơ cho phù hợp với yêu cầu tải thực tế, tối ưu được việc sử dụng điện năng.

    Biến tần DANFOSS - ABN được sản xuất đầu tiên năm 1968, đến nay đã trở thành một thương hiệu nổi tiếng toàn cầu và được chứng minh về chất lượng, với các nhà máy chế tạo hiện chỉ đặt tại các nước Đan Mạch, Đức, Mỹ và NewZealand.

    Biến tần DANFOSS - ABN đáp ứng được dải công suất rộng, đặc tính momen thay đổi cũng như cố định, phù hợp với tất cả các loại động cơ điện trong công nghiệp.

    Các biến tần của DANFOSS - ABN được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực và trong hầu hết các ngành công nghiệp, giao thông vận tải, khai khoáng gồm các loại VLT6000, VLT8000 (ứng dụng điều khiển bơm, quạt, hệ thống lạnh, có các đặc tính momen thường xuyên thay đổi và thay đổi trong các giải rộng), VLT5000, VLT5000FLUX (ứng dụng với yêu cầu momen tải lớn như máy nén, băng tải, máy nghiền, v.v…).

    Theo đánh giá của các chuyên gia đầu ngành thuộc Đại học Bách khoa Hà Nội, biến tần của DANFOSS - ABN tỏ ra hơn hẳn so với các loại biến tần khác nhờ có các tính năng kỹ thuật ưu việt đặc biệt, như:

    Dãy công suất rộng đến 500kW (có thể sử dụng cho hầu hết các chủng loại thiết bị điện trong các mỏ hầm lò, lộ thiên và các nhà máy sàng tuyển than, cũng như trong các công trình công nghiệp nặng khác);

    Cấp bảo vệ IP20 và IP54 (rất phù hợp với điều kiện vận hành trong các môi trường của các ngành công nghiệp nặng);

    Có thể lắp cạnh nhau (rất thuận tiện cho việc thiết kế lắp đặt và phù hợp với các khoảng không gian tối thiểu có sẵn, không làm thay đổi kết cấu lớn).

    Tất cả đều được thiết kế có bộ lọc nhiễu tần số radio RFI, tương thích với chuẩn EN55011/1A (có thể sử dụng lắp đặt ở bất kỳ nơi nào, không gây ảnh hưởng đến điều kiện làm việc của các loại thiết bị điện tử tin học, viễn thông khác trong dây chuyền sản xuất);

    Thiết kế thân thiện với người sử dụng. Rất dễ dàng lắp đặt, cài đặt và vận hành (phù hợp với mọi trình độ quản lý vận hành của công nhân trực tiếp sản xuất).

    Màn hình điều khiển hiển thị có thể tháo rời. Có thể vận hành tại chỗ hoặc từ xa.

    Mômen khởi động lớn.

    Có chế độ tự động cập nhật thông số động cơ AMA nhằm tối ưu hoạt động của hệ thống.

    Có bộ điều khiển PID

    Có chế độ Sleep mode cho phép tiết kiệm năng lượng.

    Các chân vào/ra kỹ thuật số, vào/ra tương tự với chức năng lập trình được.

    Giao thức truyền thông nối tiếp RS485, cho phép truyền thông với PLC hoặc máy tính.

    Có đủ các chức năng bảo vệ cần thiết:

    Bảo vệ quá nhiệt động cơ bằng điện tử chống quá tải.

    Giám sát nhiệt độ của bộ tản nhiệt nhằm bảo vệ khi nhiệt độ bộ tản nhiệt tăng tới 800C.

    Bảo vệ ngắn mạch trên động cơ.

    Bảo vệ chạm đất, chạm vỏ động cơ.

    Giám sát mạch trung gian nhằm bảo vệ điện áp DC quá cao hoặc quá thấp.

    Bảo vệ mất pha động cơ.

    Bảo vệ mất pha nguồn. Bộ biến tần sẽ điều khiển dừng mềm.

    áp dụng biến tần DANFOSS-ABN cho hệ thống sàng than Cọc Sáu

    Cụm nhà máy sàng than 1 và tuyến băng tải đi ga B là hệ thống sàng than chủ yếu của Công ty Than Cọc Sáu. Đây là hệ thống có công suất lớn (tương đương nhà sàng Nam Cầu Trắng của Công ty Tuyển than Hòn Gai), có liên động phức tạp, có yêu cầu điều khiển nghiêm ngặt, có mức tiêu thụ điện năng rất lớn (khoảng một triệu kWh/năm). Qua khảo sát thực tế cho thấy, hệ thống này chỉ hoạt động ở một cấp tốc độ và lượng than vào thay đổi liên tục theo ngày và theo mùa. Do đó, phần lớn thời gian các động cơ của hệ thống đều hoạt động non tải, hiệu suất sử dụng điện lưới rất thấp.

    Trong bước đầu thực hiện nhiệm vụ hiện đại hóa và tự động hóa dây chuyền sàng than của mình, Công ty Than Cọc Sáu đã đề ra yêu cầu khá cao, nhằm đồng thời giải quyết 3 vấn đề lớn: (i) tiết kiệm điện năng, giảm chi phí sản xuất; (ii) nâng cao độ ổn định và an toàn trong vận hành của hệ thống thiết bị; và (iii) tự động hóa quá trình điều khiển sản xuất. (Xem sơ đồ)

    Để giải quyết nhiệm vụ trên, về mặt kỹ thuật, có thể sử dụng biến tần. Nhưng để đảm bảo hiệu quả kinh tế, phương án áp dụng biến tần phải được tính toán rất chi tiết, vừa đảm bảo được cả 3 mục tiêu đã đề ra, vừa đảm bảo việc lắp đặt không ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống, ngay cả trong các ngày nghỉ nhưng do yêu cầu sản xuất, hệ thống vẫn phải hoạt động hết công suất.

    Sau khi phân tích kỹ tình hình thực tế sản xuất, yêu cầu công nghệ, và tìm hiều thiết bị của một số hãng, Công ty Than Cọc Sáu đã quyết định triển khai phương án lắp đặt 23 biến tần loại VLT5000 của hãng DANFOSS - ABN (Đan Mạch Mỹ) kết hợp với PLC điều khiển cho 23 động cơ của hệ thống sàng than. (Xem sơ đồ)

    Sau khi hệ thống được lắp đặt đã đáp ứng được các yêu cầu ban đầu đề ra:

    Việc tự động hóa điều khiển đã được thực hiện khá đơn giản: Từ trung tâm điều khiển phát lệnh điều khiển chạy/dừng, chọn cấp tốc độ cho từng tuyến. Lệnh điều khiển được hệ PLC xử lý, chuyển đến từng biến tần ở chòi 1, và chuyển đến hệ PLC ở chòi 2 và chòi 3 xử lý tiếp trước khi phát lệnh và nhận tín hiệu từ các biến tần tương ứng.

    Do mặt bằng phân bố rộng, cả hệ thống có chiều dài trên 700m, phải bố trí thành 3 tủ biến tần, tại các chòi 1, chòi 2 và chòi 3.

    Bàn điều khiển đặt tại chòi 1.

    Hệ thống khởi động liên động thành tuyến.

    Hệ thống được đặt 3 cấp tốc độ: 1, 2, và 3

    Người vận hành chọn tốc độ tại bàn điều khiển chòi 1, tùy theo lượng than cấp vào.

    Vận hành liên động theo 3 tuyến:

    Tuyến 1: Máy cấp liệu 1 => Băng cấp liệu 1 => Sàng 1 => Băng bã 1 => Băng nhặt 1 => Băng than cục 1 => Tuyến băng than cám

    Tuyến 2: Máy cấp liệu 2 => Băng cấp liệu 2 => Sàng 2 => Băng bã 2 => Băng nhặt 2 => Băng than cục 2 => Tuyến băng than cám

    Tuyến 3: Máy cấp liệu 3 => Băng cấp liệu 3 => Sàng 3 => Băng bã 2 => Băng nhặt 2 => Băng than cục 2 => Tuyến băng than cám.

    Về tiết kiệm điện năng: Do chọn được cấp tốc độ nên hệ thống đảm bảo hoạt động hợp lý tùy theo lượng than cấp, do đó giảm được điện năng tiêu thụ, đồng thời vẫn đảm bảo năng suất. Ngoài ra, dòng khởi động thấp, với số lần khởi động cao, các đồng hồ đo đếm điện năng cho thấy đã tiết kiệm đáng kể lượng điện năng so với hệ thống cũ.

    Về độ ổn định và an toàn của thiết bị: do đặc tính khởi động mềm bằng biến tần, toàn bộ hệ thống băng tải không bị sốc cơ khí khi khởi động, tuổi thọ của các con lăn sẽ tăng lên đáng kể và dây băng cũng sẽ không hay bị đứt.

    Sau thời gian theo dõi chạy liên tục, cán bộ kỹ thuật và công nhân vận hành của cụm nhà máy sàng Công ty Than Cọc Sáu đều đã có chung các nhận xét đánh giá về mặt kỹ thuật:

    Dòng khởi động rất thấp, không tăng đột biến, không làm sụt điện áp lưới.

    Khởi động êm, tốc độ tăng đều, từng băng tải không bị sốc cơ khí.

    Hệ thống vận hành đơn giản.

    Dòng điện hoạt động thấp, khoảng 1/2 so với hệ thống cũ.

    Năng suất của hệ thống thiết bị có sử dụng biến tần không giảm so với hệ thống cũ.

    Nhận xét

    Với đặc tính khởi động mềm, dòng khởi động thấp, điều khiển vô cấp tốc độ động cơ, việc áp dụng biến tần loại Danfoss - ABN không chỉ tăng tuổi thọ thiết bị mà còn giảm ảnh hưởng đến lưới điện, có thể điều khiển tối ưu theo đúng nhu cầu tiêu thụ, cho phép tiết kiệm điện năng rất lớn.

    Việc đưa biến tần DANFOSS - ABN vào sản xuất công nghiệp ở VN là một thành công rất đáng kể của các cán bộ kỹ thuật Công ty Than Cọc Sáu. Nhờ thành công ban đầu, Công ty Than Cọc Sáu sẽ tiếp tục triển khai áp dụng các biến tần của Danfoss - ABN cho các dây chuyền công nghệ khác như bơm nước, vận tải than v.v.

    Việc điều chỉnh đầu ra (v.d lưu lượng) của bơm/quạt được thực hiện ngay tại đầu vào là nguồn sinh ra lưu lượng, cũng chính là thông qua điều chỉnh tốc độ của động cơ truyền động bơm/quạt ấy. Khi không phải dùng van (hoặc để các van sẵn có mở tối đa) đương nhiên sẽ không còn tổn thất trên van. Động cơ cũng không phải sinh công suất cơ trên trục lớn hơn nhu cầu thực để thắng sức cản trên các van.

    Nếu giảm lưu lượng đi 20% thì năng lượng tiêu thụ sẽ giảm gần 50% so với giá trị thiết kế với phương án điều khiển lá chắn đầu vào. Còn khi sử dụng bộ biến tần thì năng lượng tiêu thụ giảm chỉ còn 2-3%. Khi lưu lượng tiêu thụ giảm xuống còn 50% thì năng lượng tiêu thụ với bộ biến tần chỉ còn 15% so với 56% khi sử dụng lá chắn đầu vào.

    Ngoài ra, với việc sử dụng các lá chắn, chẳng những năng lượng tổn hao đã gây ra lãng phí lớn mà bản thân nó còn gây ra những tác hại không nhỏ cho hệ thống. Các lá chắn bị mòn đi rất nhanh. Các chi tiết cơ khí trên hệ thống bị chịu áp lực nhiều hơn cần thiết, chóng mỏi hơn và mau hỏng. Như vậy, chúng ta lại còn mất thêm những chi phí cho bảo trì hệ thống.


    CÁC LOẠI TẢI NÊN SỬ DỤNG BIẾN TẦN ĐỂ TIẾT KIỆM ĐIỆN
    1. Phụ tải có mô mem thay đổi (điều hòa trung tâm, bơm cấp nước, bơm quạt mát,... ).
    2. Động cơ luôn chạy non tải mà không thể thay động cơ được thì phải lắp thêm biến tần.
  4. lichdalat New Member

    Số bài viết: 1
    Đã được thích: 0
    Điểm thành tích: 0
  5. o co tien New Member

    Số bài viết: 1
    Đã được thích: 0
    Điểm thành tích: 0
    ai có thể chỉ mình cách cài đặt biến tần,cụ thể dùng biến trở trong,biến trở ngoài như thế nào không?
  6. vanthanh056 New Member

    Số bài viết: 4
    Đã được thích: 0
    Điểm thành tích: 0

Chia sẻ trang này