Motor điện có tiềm năng tiết kiệm từ biến tần
1. Điều chỉnh tốc độ động cơ theo nhu cầu thực tế:
- Vấn đề: Các hệ thống sử dụng motor điện thường được thiết kế để hoạt động ở công suất tối đa, ngay cả khi nhu cầu thực tế thấp hơn. Điều này dẫn đến lãng phí năng lượng đáng kể.
- Giải pháp: Biến tần cho phép điều chỉnh tốc độ của động cơ một cách linh hoạt, phù hợp với nhu cầu thực tế của quy trình hoặc hệ thống. Ví dụ, trong hệ thống bơm nước, nếu nhu cầu sử dụng nước thấp, biến tần sẽ giảm tốc độ bơm, từ đó giảm lượng điện năng tiêu thụ.
2. Giảm dòng khởi động:
- Vấn đề: Khi khởi động trực tiếp, motor điện thường tiêu thụ một lượng dòng điện lớn gấp nhiều lần dòng điện định mức. Điều này gây ra sự sụt áp trong hệ thống điện và tạo áp lực lớn lên các thiết bị.
- Giải pháp: Biến tần giúp khởi động động cơ một cách êm ái bằng cách tăng dần tần số và điện áp. Điều này giúp giảm đáng kể dòng khởi động, giảm nguy cơ sụt áp và kéo dài tuổi thọ của động cơ cũng như các thiết bị liên quan.
3. Loại bỏ các cơ cấu điều khiển cơ khí gây lãng phí:
- Vấn đề: Trong nhiều ứng dụng, việc điều chỉnh lưu lượng (ví dụ như trong hệ thống bơm hoặc quạt gió) thường được thực hiện bằng các cơ cấu cơ khí như van tiết lưu, cửa chắn gió. Các cơ cấu này gây ra tổn thất năng lượng đáng kể do tạo ra sự cản trở dòng chảy.
- Giải pháp: Biến tần cho phép điều chỉnh lưu lượng bằng cách thay đổi tốc độ động cơ một cách trực tiếp và hiệu quả hơn nhiều so với các cơ cấu cơ khí. Điều này giúp loại bỏ các tổn thất năng lượng không cần thiết.
4. Cải thiện hệ số công suất:
- Vấn đề: Một số loại motor điện, đặc biệt là motor không đồng bộ, có hệ số công suất thấp khi hoạt động ở tải thấp. Điều này dẫn đến việc tiêu thụ nhiều điện năng phản kháng, gây lãng phí và có thể bị phạt bởi công ty điện lực.
- Giải pháp: Biến tần có thể giúp cải thiện hệ số công suất của động cơ, đặc biệt là khi động cơ hoạt động ở tải thấp, giúp giảm lượng điện năng phản kháng tiêu thụ.
5. Tiết kiệm năng lượng theo “Định luật Lập phương”:
- Nguyên lý: Đối với các ứng dụng như bơm và quạt gió, công suất tiêu thụ tỉ lệ thuận với lập phương của tốc độ. Điều này có nghĩa là chỉ cần giảm một chút tốc độ, lượng năng lượng tiêu thụ sẽ giảm đi đáng kể.
- Ứng dụng của biến tần: Biến tần cho phép điều chỉnh tốc độ động cơ một cách chính xác, tận dụng định luật này để đạt được mức tiết kiệm năng lượng ấn tượng. Ví dụ, giảm tốc độ quạt gió xuống 20% có thể giúp tiết kiệm tới gần 50% năng lượng tiêu thụ.
Mức độ tiết kiệm năng lượng có thể đạt được:
Tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể và chế độ vận hành, việc sử dụng biến tần có thể giúp tiết kiệm từ 20% đến 50% hoặc thậm chí cao hơn lượng điện năng tiêu thụ của motor điện. Trong một số trường hợp đặc biệt, con số này có thể lên đến 60%.
1. https://bomnuocdailoan.com/toi-uu-hoa-he-thong-bom-nuoc-giam-thieu-lang-phi-nang-luong/
2. https://bomnuocdailoan.com/huong-dan-chi-tiet-cach-lap-may-bom-tang-ap-cho-may-giat/
3. https://bomnuocdailoan.com/nhung-loai-may-bom-duoc-su-dung-trong-gia-dinh/
4. https://bomnuocdailoan.com/binh-nong-lanh-nang-luong-mat-troi-giai-phap-tiet-kiem-cho-gia-dinh-ban/
5. https://bomnuocdailoan.com/5-dac-diem-noi-bat-khien-bom-mang-sandpiper-dung-dau-thi-truong/
Các ứng dụng tiêu biểu mà biến tần mang lại hiệu quả tiết kiệm lớn:
- Hệ thống HVAC (Hệ thống sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí): Điều chỉnh tốc độ quạt gió và máy bơm nước theo nhu cầu thực tế.
- Hệ thống bơm nước: Duy trì áp suất ổn định trong hệ thống cấp nước bằng cách điều chỉnh tốc độ bơm.
- Hệ thống quạt gió công nghiệp: Điều chỉnh lưu lượng gió trong các quy trình sản xuất.
- Máy nén khí: Điều chỉnh tốc độ máy nén theo nhu cầu sử dụng khí nén.
- Băng tải: Điều chỉnh tốc độ băng tải phù hợp với tốc độ sản xuất.
- Máy móc công nghiệp: Điều khiển tốc độ động cơ trong các quy trình gia công và sản xuất.
Điều khiển tốc độ động cơ thay vì hãm phanh điện từ
Chúng ta có thể thấy rõ tầm quan trọng của việc điều khiển tốc độ của ô tô. Bạn có thể tưởng tượng điều khiển ô tô với một chân đặt lên chân ga hoặc điều khiển tốc độ bằng phanh khó như thế nào. Cách dễ dàng hơn là thay đổi bánh răng truyền động ở phía dưới và giảm vận tốc động cơ. Đối với loại xe kích cỡ trung bình (100kW):
Motor điện ước tính nếu trang bị bộ biến tần đa tốc cho tất cả motor bán ra trên toàn thế giới trong năm 2006 thì có thể giảm lượng phát thải CO2 tới 200 triệu tấn, cao hơn lượng phát thải hàng năm của toàn đất nước Hà Lan.
Sử dụng kết hợp motor hiệu suất cao với bộ biến tần sẽ mang lại hiệu quả cao hơn nữa. Mức tiết kiệm năng lượng tiêu thụ sẽ nhanh chóng tăng lên vì mức năng lượng để chạy motor trong cả đời vận hành của nó sẽ tốn chi phí hơn 100 lần so với giá trị của motor.Biến tần được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau nhưng biến tần đạt được hiệu quả cao nhất trong ứng dụng điều khiển vô cấp tốc độ động cơ để đáp ứng các yêu cầu về công nghệ. Tùy vào việc ứng dụng biến tần trong những lĩnh vực điều khiển khác nhau mà hiệu quả của nó mang lại cho người ứng dụng thể hiện ở các mặt khác nhau như: tiết kiệm năng lượng, khởi động mềm…
1. https://bomnuocdailoan.com/toi-uu-hoa-he-thong-bom-nuoc-giam-thieu-lang-phi-nang-luong/
2. https://bomnuocdailoan.com/nhung-loai-may-bom-duoc-su-dung-trong-gia-dinh/
3. https://bomnuocdailoan.com/bom-tang-ap-mini/
4. https://bomnuocdailoan.com/8-thong-so-may-bom-nuoc-pho-bien-va-cach-doc-cac-so-ky-thuat/
5. https://bomnuocdailoan.com/chu-y-khi-su-dung-may-bom-nuoc-cho-gia-dinh/
Nguyên lý làm việc của bộ biến tần khá đơn giản. Đầu tiên, nguồn điện xoay chiều một pha hay ba pha được chỉnh lưu và lọc thành nguồn một chiều. Công đoạn này được thực hiện bởi bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện (tụ DC link). Nhờ vậy, hệ số công suất của hệ biến tần có giá trị không phụ thuộc vào tải. Điện áp một chiều này được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xuay chiều ba 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 chỉnh độ rộng xung (PWM). Nhờ tiến bộ công nghệ vi xử lý và công nghệ bán dẫn công suất 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 ba pha ở đầu ra có thể thay đổi giá trị biên độ và tần số vô cấp tùy theo bộ điều khiển. Theo lý thuyết, sự biến đổi tần số và điện áp phải tuân theo một luật nhất định tùy chế độ điều khiển. Đối với tải có mô men không đổi, tỉ số điện áp tần số là không đổi. Tuy vậy với tải bơm và quạt, 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 2 của tốc độ phù hợp với yêu cầu của tải bơm/ quạt do bản thân mômen cũng lại là hàm bậc 2 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 được chế tạo theo công nghệ hiện đại. Nhờ vậy, năng lượng tiêu thụ xấp xỉ bằng năng lượng yêu cầu bởi hệ thống. Đáp ứng với nhu cầu ngày càng cao và sự phát triển của nền công nghiệp trên thị trường có rất nhiều Biến tần của các hãng khác nhau tạo nên sự phong phú đa dạng.
Kết luận
Việc ứng dụng biến tần cho motor điện là một giải pháp hiệu quả và mang lại tiềm năng tiết kiệm năng lượng khổng lồ, đồng thời giúp tăng tuổi thọ của thiết bị, giảm chi phí bảo trì và nâng cao hiệu suất hoạt động của hệ thống. Đây là một khoản đầu tư thông minh và bền vững cho các doanh nghiệp và tổ chức.
