Giải pháp tiết kiệm điện cho máy ép nhựa sử dụng biến tần ANYHZ
Hiện nay, ứng dụng biến tần vào trong sản xuất đang được sử dụng khá phổ biến bởi những lợi ích vượt trội mà nó mang lại như tiết kiệm năng lượng.
Ngành công nghiệp nhựa hiện nay thì vấn đề tiết kiệm điện cho máy ép nhựa là việc làm khá quan trọng đối bởi đây là giai đoạn biến động và gia tăng liên tục của giá điện gây ra nguồn chi phí quá lớn.
I. TỔNG QUAN VỀ MÁY ÉP NHỰA
– Hệ thống máy ép nhựa gồm các phần chính:
+ Motor bơm dầu
+ Thùng dầu áp lực
+ Cảo trục vít
+ Khuôn ép
+ Hệ thống van và các ben thủy lực
– Motor bơm dầu thường có nhiều loại: Loại li tâm, trục vít, bánh răng, li tâm trục vít thường thì trong các máy ép nhựa cần có áp suất lớn, nên thường dùng bơm dạng bánh răng và trục vít.
– Trong một chu trình khuôn ép : khoản thời gian giữa nghỉ để lấy sản phẩm ra, motor vẫn bơm dầu -hoạt động 100% tốc độ, làm lãng phí công suất.
– Mặt khác, motor đấu trực tiếp vào lưới, có dòng khởi động lớn gây sụt áp trên các thiết bị khác của nhà máy.
II : THỰC TRẠNG KHI SỬ DỤNG MÁY ÉP NHỰA
Năng lượng tiêu thụ chính trong máy ép nhựa gồm 2 phần:
1. Phần nhiệt khuôn
2. Phần bơm thủy lực
– Là phần tiêu tốn năng lượng lớn nhất trong máy.
– Và nguồn thuỷ lực là tác nhân tạo chuyển động trong mọi chu trình của máy.
Thực tế vận hành của máy ép nhựa cho thấy trong mỗi chu kì vận hành có 5 chu trình chính bao gồm:
a/ ĐÓNG KHUÔN – Mold closing
b/ BƠM KEO – Injection
c/ ĐỊNH HÌNH – Charging
d/ LÀM LẠNH – Cooling
f/ MỞ KHUÔN – Mold opening
– Đối với hầu hết các máy ép nhựa, bơm dầu thủy lực là loại bơm lưu lượng cố định. Tuy nhiên, trong một chu kỳ sản xuất sản phẩm, nhu cầu về lưu lượng dầu là khác nhau theo từng giai đoạn (kẹp khuôn – phun keo, định hình – làm nguội, mở khuôn – rút keo, nghỉ chờ).
– Trong đó, giai đoạn làm nguội và giai đoạn chờ có nhu cầu về lưu lương thấp nhất. Nhưng loại bơm cố định thì vẫn liên tục cấp lưu lượng tối đa. Lượng dầu dư sẽ qua van tràn chảy về thùng dầu. Điều này gây lãng phí và nóng dầu thủy lực.
Khi lắp biến tần điều khiển motor bơm dầu, biến tần sẽ nhận tín hiệu dòng hoặc áp (có sẵn trên máy ép nhựa) để đều chỉnh tốc độ motor bơm dầu.
+ Khi áp lực và lưu lượng dầu trong ống cao thì tín hiệu đưa về biến tần sẽ cao, lúc này biến tần sẽ điều chỉnh tốc độ motor bơm dầu cho phù hợp với yêu cầu vận hành của máy ép nhựa,
+ Khi áp lực và lưu lượng dầu trong ống thấp thì tín hiệu đưa về biến tần sẽ thấp, lúc này biến tần sẽ giảm tốc độ motor bơm dầu xuống, năng lượng điện được tiết kiệm. Hiệu quả tiết kiệm thường là trên 20% có trường hợp lên đến 60% (nếu giai đoạn nghỉ kéo dài). Xuất phát từ đặc tính trên của máy ép nhựa, chúng tôi đề xuất sử dụng dòng biến biến tần ANYHZ cho động cơ bơm dầu của máy ép nhựa . Biến tần này là hệ thống quản lý giám sát điều chỉnh thông minh hiệu suất làm việc của động cơ máy ép nhựa và đây là giải pháp hữu hiệu nhất.
III. NGUYÊN LÝ TIẾT KIỆM CỦA BIẾN TẦN ANYHZ FST 610
Theo nguyên lý của máy ép nhựa, điều khiển chu kỳ mở thông thường không thể đạt được hiệu suất tiết kiệm điện tốt nhất, do vậy chúng tôi giới thiệu biến tần ANYHZ FST 610 với phương pháp điều khiển hiệu quả nhất. Đó là sự hợp nhất hệ thống điều khiển của máy ép nhựa với hệ thống điều khiển chu kỳ mở tự động lưu lượng và áp suất. Biến tần ANYHZ FST 610 thực hiện điều chỉnh tự động tốc độ quay của động cơ bơm dầu tuỳ theo tín hiệu áp suất và lưu lượng. Do vậy, lưu lượng và áp suất của bơm dầu có thể tự điều chỉnh được, điều này dẫn tới việc thay đổi từ bơm chạy với tốc độ là một hằng số sang bơm có thể thay đổi được tốc độ. Khi cần áp suất và lưu lượng cao, động cơ quay với tốc độ cao nhất, ngược lại động cơ có thể chạy chậm lại hoặc dừng hẳn. Trong thực tế, hiệu suất động cơ được nâng cao và tiết kiệm được nhiều năng lượng.
Ví dụ: Trường hợp Motor bơm dầu có công suất 22KW, chu trình hoạt động là 17 giây.
Chu trình (Định hình + làm nguội + mở khuôn) = 10s, trừ cho thời gian khởi động biến
tần cho tổng chu trình trên là 2s, Vậy thời gian còn lại là 8s.
Ta có công thức tam suất như sau :
22kw 3600s
X =? 8s
=> X = 0.048KW
X tượng trưng cho công hao phí trong quá trình làm việc của cả chu trình này,
Giả sử 1 ngày máy chạy 18h => Số kw ( không qua biến tần ) = 22kwx18h=396kw/h.
Công hao phí ( công tiết kiệm được qua biến tần ) trong 18h = (X*3600/17)*18=183KW/h
Vậy % tiết kiệm được cho máy ép nhựa với biến tần ANYHZ là :% = 183/396 = 46%
Thời hạn thu hồi vốn:
Nếu công suất tiết kiệm trong một năm là Ptk (KWh), thì số tiền mà doanh nghiệp tiết kiệm trong một năm là: Atk(đồng) = Pkt x t , trong đó t = giá tiền điện (đ/KWh).
Thời hạn thu hồi vốn: T(Năm) = Btk/Atk , trong đó Btk là khoản tiền mà doanh nghiệp đầu tư.
