Đồ Án Môn Kiểm Toán Năng Lượng Trương ĐH Điện Lực Đồ Án Môn Kiểm Toán Năng Lượng GVHD: THS Nguyễn Đình Tuấn Phong SVTH: Nguyễn Văn Hưng Trần Văn Thùy Hoàng văn Hồng 2 Trương ĐH Điện Lực Đồ Án Môn Kiểm Toán Năng Lượng 1. Chế độ điều khiển cung cấp khí có tải/không tải 2. Chế độ điều khiển tốc độ quay motor 3. Nguyên lý tiết kiệm điên của việc cung cấp khí với áp suất không đổi A. NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………. Giáo Viên Hướng Dẫn (Ký và nghi rõ họ tên) GVHD: THS Nguyễn Đình Tuấn Phong SVTH: Nguyễn Văn Hưng Trần Văn Thùy Hoàng văn Hồng 3 Trương ĐH Điện Lực Đồ Án Môn Kiểm Toán Năng Lượng B. NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………. Giáo Viên Phản Biện (ký và nghi rõ họ tên) CHƯƠNG I. TẦM QUAN TRỌNG CỦA BIẾN TẦN TRONG CÔNG NGHIỆP. GVHD: THS Nguyễn Đình Tuấn Phong SVTH: Nguyễn Văn Hưng Trần Văn Thùy Hoàng văn Hồng 4 Trương ĐH Điện Lực Đồ Án Môn Kiểm Toán Năng Lượng Với sự phát triển như vũ bão về chủng loại và số lượng của các bộ biến tần, ngày càng có nhiều thiết bị điện – điện tử sử dụng bộ biến tần, trong đó một bộ phận đáng kể sử dụng biến tần phải kể đến bộ biến tần điều khiển tốc độ động cơ điện. Trong thực tế có rất nhiều hoạt động trong công nghiệp có liên quan đến tốc độ động cơ điện. Đôi lúc có thể xem sự ổn định của tốc độ động cơ mang yếu tố sống còn của chất lượng sản phẩm và sự ổn định của hệ thống…Ví dụ: Máy ép nhự làm đế giầy, cán thép, hệ thống tự động pha trộn nguyên liệu, máy ly tâm định hình khi đúc… Vì thế, việc điều khiển và ổn định tốc độ động cơ được xem như vấn đề chính yếu của các hệ thống điều khiển trong công nghiệp. Khảo sát cho thấy: - Chiếm 30 % thị trường biến tần là bộ điều khiển moment - Trong các bộ điều khiển moment động cơ: chiếm 55% la các ứng dụng quạt gió, trong đó phần lớn là các hệ thống HAVC (điều hòa không khí trung tâm), chiếm 45% là các ứng dụng bơm, chủ yếu là trong công nghiệp nặng. - Nâng cấp cải tạo hệ thống bơm và quạt từ hệ thống điều khiển tốc độ không đổi lên hệ tốc độ có thể điều chỉnh được trong công nghiệp với lợi nhuận to lớn thu về từ việc tiết giảm nhiên liệu điện năng tiêu thụ. Tính hữu dụng của biến tần trong các ứng dụng bơm và quạt. . điều chỉnh lưu lượng tương ứng với điều chỉnh tốc độ bơm và quạt. . điều chỉnh áp suất tương ứng với điều chỉnh góc mở của van. . giảm tiếng ồn trong công nghiệp. . năng lượng sử dụng tương ứng với lũy thừa bậc ba của tốc độ động cơ. . giúp tiết kiệm điện năng tối đa CHƯƠNG II. TÌM HIỂU CHUNG VỀ BIẾN TẦN GVHD: THS Nguyễn Đình Tuấn Phong SVTH: Nguyễn Văn Hưng Trần Văn Thùy Hoàng văn Hồng 5 Trương ĐH Điện Lực Đồ Án Môn Kiểm Toán Năng Lượng 1. khái niệm cơ bản. Biến tần là thiết bị dùng để biến đổi nguồn điện có tần số f 1 cố định thành nguồn điện có tần số f r thay đổi được nhờ các khóa bán dẫn. 2. phân loại. Biến tần được chia ra làm 2 loai cơ bản; + Biến tần gián tiếp. + Biến tần trực tiếp. a. Biến tần gián tiếp. Biến tần giấn tiếp hay còn gọi là biến tần có khâu trung gian một chiều, dung chỉnh lưu biến đổi nguồn xoay chiều thành nguồn một chiều. sau đó, dung nghịch lưu để biến đổi nguồn một chiều thành nguồn xoay chiều. Khâu trung gian một chiều đóng vai trò là một khâu tích lũy năng lượng dưới dạng nguồn áp dung tụ điện hoặc nguồn dòng dùng cuộn cảm tạo ra một khâu cách ly nhất định giữa phụ tải và điện áp lưới. - cấu tạo: + bộ chỉnh lưu + khâu lọc trung gian + bộ nghịch lưu - phân loại. + biến tần nguồn dòng + biến tần nguồn áp với nguồn có điều khiển + biến tần nguồn áp không điều khiển GVHD: THS Nguyễn Đình Tuấn Phong SVTH: Nguyễn Văn Hưng Trần Văn Thùy Hoàng văn Hồng 6 Trương ĐH Điện Lực Đồ Án Môn Kiểm Toán Năng Lượng b. Biến tần trực tiếp. Biến tần trực tiếp là thiết bị biến biến đổi trực tiếp nguồn xoay chiều có tần số f 1 sang nguồn xoay chiều có tần số f 2 . Biến tần trực tiếp tạo ra điện áp trên tải bằng các phần của điện áp lưới, mỗi lần nối tải vào nguồn bằng một phần tử đóng ngắt duy nhất trong một khoảng thời gian nhất định không thông qua một khâu năng lượng trung gian nào 3: ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA BIẾN TẦN. - Biến tần trực tiếp có thể trao đổi năng lượng với lưới điện một cách liên tục. nhất là đối với động cơ công suất lớn và cực lớn từ vài trăm Kw đến vài Mw. - Tổn hao công suất ở biến tần trực tiếp cũng ít hơn vì phụ tải chỉ nối với nguồn qua phần tử đóng cắt. không phải qua hai phần tử và khâu trung gian như ở biến tần gián tiếp. - Sơ đồ van và quy luật điều khiển ở biến tần trực tiếp cũng phức tạp hơn biến tần gián tiếp. 4. NGUYÊN TĂC HOẠT ĐỘNG CỦA BIẾN TẦN. a. cấu trúc chung. Hinh 2.1 b. sơ đồ nguyên lý. GVHD: THS Nguyễn Đình Tuấn Phong SVTH: Nguyễn Văn Hưng Trần Văn Thùy Hoàng văn Hồng 7 Trương ĐH Điện Lực Đồ Án Môn Kiểm Toán Năng Lượng Hình 2.2 -Khâu chỉnh lưu: biến đổi nguồn xoay chiều về một chiều. chỉnh lưu có thể là không điều khiển hoặc có điều khiển. ngày nay đa số chỉnh lưu là không điều khiển, vì điều chỉnh điện áp một chiều trong phạm vi rộng sẽ làm tăng kích thước của bộ lọc và làm giảm hiệu suất của bộ biến đổi. nói chung chức năng của bộ biến đổi điện áp và tần số được thực hiện bởi nghịch lưu thông qua luật điều khiển. trong các bộ biến đổi công suất lớn - Tụ C: giảm bớt độ nhấp nhô của dòng va áp ở đầu ra của bộ chỉnh lưu. - Nghịch lưu độc lập nguồn áp cầu 3pha: Biến đổi nguồn một chiều thành nguồn xoay chiều 3 pha có tần số, điện áp có thể thay đổi được. các van T1, T2, …, T6 có thể là tranzitor công suất, mosfet, GTO, thiristor, hoặc IGBT. - Khâu điều khiển: tạo ra xung điều khiển các van. GVHD: THS Nguyễn Đình Tuấn Phong SVTH: Nguyễn Văn Hưng Trần Văn Thùy Hoàng văn Hồng 8 Trương ĐH Điện Lực Đồ Án Môn Kiểm Toán Năng Lượng C, nguyên lý hoạt động. Nguyên lý cơ bản làm việc của bộ biến tần cũng khá đơn giản. Đầu tiên, nguồn điện xoay chiều 1pha 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. 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. Tuy vậy với tải bơm và quạt, quy luật này lại là hàm bậc . 5. KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA BIẾN TẦN. GVHD: THS Nguyễn Đình Tuấn Phong SVTH: Nguyễn Văn Hưng Trần Văn Thùy Hoàng văn Hồng 9 Trương ĐH Điện Lực Đồ Án Môn Kiểm Toán Năng Lượng Hiện nay, trong hoạt động sản xuất, nhiều đơn vị, doanh nghiệp có nhà máy công suất lớn đã và đang hướng tới việc ứng dụng những sản phẩm công nghệ biến tần có tính năng cải thiện khả năng điều khiển hệ thống máy móc, giúp kiểm soát điện năng tiêu thụ có hiệu quả trong dây chuyền sản xuất… Việc ứng dụng này góp phần giảm chi phí, nâng cao hiệu quả sản xuất và tăng thêm lợi nhuận cho đơn vị. Các thiết bị biến tần được ứng dụng ngày càng phổ biến trong sản xuất công nghiệp. Với nguyên lý hoạt động thông minh thiết bị biến tần có khả năng điều khiển tốc độ cho tất cả các máy móc như: máy xay xát, máy lau bóng gạo, máy nghiền, máy cán, máy tạo sợi, máy nhựa, máy dệt, máy nén khí, quạt lò sấy, hệ thống cấp nước, trạm bơm nước Đặc biệt, thiết bị biến tần có công suất tiêu thụ điện thấp hơn so với các biến áp thông thường. Do đó, giải pháp ứng dụng biến tần không chỉ giúp các doanh nghiệp sản xuất tăng hiệu suất công việc, tăng tuổi thọ của máy móc mà còn giúp doanh nghiệp tiết kiệm lượng điện tiêu thụ, giảm chi phí sản xuất. Đặc biệt, giảm bớt số lượng nhân công phục vụ và vận hành máy tại một số dây chuyền sản xuất. Ngoài ra, thiết bị đo đếm của biến tần còn có thể kết nối với hệ thống máy trung tâm, giúp người vận hành có thể thấy được hoạt động của hệ thống và các thông số vận hành như: áp suất, lưu lượng, vòng quay giúp điều chỉnh và xử lý nhanh các sự cố có thể xảy ra trên dây chuyền sản xuất, kiểm soát tốt lượng điện năng được tiêu thụ cho doanh nghiệp. Hiện nay, trong hoạt động sản xuất kinh doanh, hệ thống chiếu sáng tiêu thụ điện khá nhiều, nhất là các doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực may mặc. Do đó, ngoài việc bố trí nhà xưởng, văn phòng để tận dụng tối đa ánh sáng tự nhiên, việc sử dụng các loại đèn hiệu suất cao như: led, compact, huỳnh quang T5 hoặc T8 kết hợp với ballast điện tử và chóa phản quang là giải pháp cần cho các doanh nghiệp. Mặt khác, nên lắp công tắc GVHD: THS Nguyễn Đình Tuấn Phong SVTH: Nguyễn Văn Hưng Trần Văn Thùy Hoàng văn Hồng Các thiết bị biến tần tiết kiệm năng lượng được ứng dụng phổ biến trong lĩnh vực sản xuất công nghiệp 10 [...]...Trương ĐH Điện Lực Đồ Án Môn Kiểm Toán Năng Lượng riêng cho từng đèn hoặc từng khu vực để có thể chủ động tắt khi cần thiết Cần giảm bớt chiếu sáng chung, kết hợp với chiếu sáng cục bộ tại mỗi máy nơi hoạt động Bên cạnh đó, việc ứng dụng năng lượng mặt trời trực tiếp vào lưới điện, tạo ra nguồn điện năng trực tiếp, giúp tiết kiệm năng lượng hiệu quả được các xí nghiệp hoặc nhà... Đồ Án Môn Kiểm Toán Năng Lượng vận hành phù hợp theo nhu cầu sử dụng nước, giúp kiểm soát được lượng điện năng tiêu thụ và tiết kiệm được lượng nước đáng kể Đây chính là giải pháp điều khiển trạm cấp nước đa bơm tự động không chỉ giúp tiết kiệm điện hiệu quả mà còn làm giảm chi phí đầu tư và vận hành thấp nhất đối với các trạm bơm nước phục vụ hiệu quả trong lĩnh vực sản xuất nông nghiệp Nhờ tính năng. .. 18 SVTH: Nguyễn Văn Hưng Trần Văn Thùy Hoàng văn Hồng Trương ĐH Điện Lực Đồ Án Môn Kiểm Toán Năng Lượng ở hình vẽ trên, “nguồn cung cấp chính” và “tiết kiệm năng lượng được contactor chỉ định là nguồn cấp cho motor máy nén khí Như vậy, có hai tùy chọn chế độ hoạt động cho “hoạt động nguồn điện chính” và “hoạt động tiết kiệm năng lượng Ở chế độ hoạt động nguồn điện chính, biến tần không làm việc và... Văn Hưng Trần Văn Thùy Hoàng văn Hồng Trương ĐH Điện Lực Đồ Án Môn Kiểm Toán Năng Lượng Hình 4.1 Hệ thống VVF xem áp suất đường ống như là một đố tượng điều khiển một cảm biến áp suất ở cửa ra của đường ống sẽ chuyển áp suất của bình chứa thành tín hiệu điện, gửi tín hiệu đến hệ thống điều chỉnh PID, so sánh nó với áp suất đặt, tiến hành tính toán theo kiểu điều khiển PID căn cứ theo độ lớn của sự sai... Tuấn Phong 14 SVTH: Nguyễn Văn Hưng Trần Văn Thùy Hoàng văn Hồng Trương ĐH Điện Lực Đồ Án Môn Kiểm Toán Năng Lượng 3 Nguyên lý tiết kiệm điện của việc cung cấp khí với áp suất không đổi Như đã nói ở trên, lưu lượng là đối tượng điều khiển cơ bản của một hệ thống cung cấp khí Lưu lượng khí cần thiết phải đáp ứng được lưu lượng tiêu thụ khí bất cứ lúc nào Trong một hệ thống cung cấp khí, áp suất trong đường... motor máy nén khí tăng lên  lưu lượng khí cung cấp tăng lên  áp suất đường ống giữ ổn định Hinh 4.1 Xin lưu ý rằng PID của biến tần không kiểm soát sự điều chỉnh trong giới hạn dung sai áp suất , tức là tần số ngõ ra được giữ không thay đổi GVHD: THS Nguyễn Đình Tuấn Phong 17 SVTH: Nguyễn Văn Hưng Trần Văn Thùy Hoàng văn Hồng Trương ĐH Điện Lực Đồ Án Môn Kiểm Toán Năng Lượng Hình 4.2 GVHD: THS Nguyễn... nhiều thông tin chi tiết về các tính năng và ưu điểm của các thiết bị tiết kiệm điện năng phục vụ sản xuất kinh doanh cho nhiều đơn vị, doanh nghiệp trên địa bàn thành phố CHƯƠNG III TIẾT KIỆM ĐIỆN CHO MÁY NÉN KHÍ CÓ SỬ DỤNG BIẾN TẦN GVHD: THS Nguyễn Đình Tuấn Phong 12 SVTH: Nguyễn Văn Hưng Trần Văn Thùy Hoàng văn Hồng Trương ĐH Điện Lực Đồ Án Môn Kiểm Toán Năng Lượng Phân tích tích kiệm điện trong... khởi động động cơ không còn phải chạy không tải → tiết kiệm một lượng lớn điện năng, tăng tuổi thọ làm việc của động cơ, giúp khởi động mềm động cơ trong quá trình khởi động GVHD: THS Nguyễn Đình Tuấn Phong 19 SVTH: Nguyễn Văn Hưng Trần Văn Thùy Hoàng văn Hồng Trương ĐH Điện Lực GVHD: THS Nguyễn Đình Tuấn Phong Đồ Án Môn Kiểm Toán Năng Lượng 20 SVTH: Nguyễn Văn Hưng Trần Văn Thùy Hoàng văn Hồng ... việc ứng dụng thiết bị biến tần đa năng, giúp doanh nghiệp tiết kiệm năng lượng hiệu quả, giảm chi phí đầu tư, gia tăng lợi nhuận Ngoài ra, thiết bị biến tần đa năng còn có khả năng điều chỉnh tốt độ nhanh chậm theo nhu cầu của thợ in nên được xem là giải pháp tiết kiệm năng lượng tối ưu cho ngành in ấn Hiện nay, việc ứng dụng các thiết bị biến tần tiết kiệm năng lượng trong sản xuất nông nghiệp cũng... việc kiểm soát không khí đầu vào qua van cửa vào Có nghĩa là khi áp suất đạt đến giới hạn trên, van cửa vào sẽ đóng và máy nén sẽ đi vào trạng thái hoạt động không tải, khi áp suất đạt dưới hạn dưới, van cửa vào sẽ mở và máy nén sẽ đi vào trạng thái hoạt động có tải GVHD: THS Nguyễn Đình Tuấn Phong 13 SVTH: Nguyễn Văn Hưng Trần Văn Thùy Hoàng văn Hồng Trương ĐH Điện Lực Đồ Án Môn Kiểm Toán Năng Lượng . Đồ Án Môn Kiểm Toán Năng Lượng Trương ĐH Điện Lực Đồ Án Môn Kiểm Toán Năng Lượng GVHD: THS Nguyễn Đình Tuấn Phong. Điện Lực Đồ Án Môn Kiểm Toán Năng Lượng vận hành phù hợp theo nhu cầu sử dụng nước, giúp kiểm soát được lượng điện năng tiêu thụ và tiết kiệm được lượng