Giải pháp tiết kiệm điện cho máy nén khí sử dụng biến tần ANYHZ
Trong hệ thống đường ống cung cấp khí, đối tượng điều khiển cơ bản nhất là lưu lượng. Nhiệm vụ cơ bản nhất của hệ thống đường ống cung cấp khí nén là đáp ứng nhu cầu của người dùng về lưu lượng. Hiện tại, có hai chế độ điều khiển lưu lượng khí: chế độ điều khiển cung cấp khí lúc có tải/ không có tải và chế độ điều khiển tốc độ.
1.Chế độ điều khiển cung cấp khí có tải/ không có tải:
Chế độ này đề cập đến 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 váo trạng thái hoạt động có tải.
Máy nén khí không cho phép tình trạng hoạt động có tải trong thời gian dài, công suất định mức của motor được chọn theo nhu cầu thực tế lớn nhất và thông thường được thiết kế dư tải. Các thiết bị khởi động chịu sự hao mòn lớn và đó là nguyên nhân làm cho tuổi thọ motor giảm, do đó sẽ nặng về công việc bảo trì. Mặc dù phương pháp giảm điện áp đã được áp dụng, dòng khởi động vẫn còn rất lớn, nó có thể ảnh hưởng đến sự ổn định của lưới điện và ảnh hưởng đến sự hoạt động an toàn của các thiết bị tiêu thụ điện khác. Hơn nữa, trong mọi trường hợp sự hoạt động là liên tục và động cơ của máy nén khí không được hỗ trợ điều chỉnh tốc độ, do đó sự thay đổi áp suất và lưu lượng không được dùng trực tiếp để giảm tốc độ và điều chỉnh công suất đầu ra cho phù hợp, và motor không cho phép khởi động thường xuyên, đó là nguyên nhân làm cho motor vẫn còn chạy không tải trong khi lượng khí tiêu thụ rất nhỏ, làm tiêu tốn một lượng lớn điện năng.
Chế độ có tải/không tải thường xuyên là nguyên nhân thay đổi áp suất trong toàn bộ đường ống, và áp suất làm việc không ổn định sẽ giảm tuổi thọ của máy nén khí. Mặc dù đã có một vài điều chỉnh cho máy nén khí (chẳng hạn như điều chỉnh van, điều chỉnh tải) ngay cả trong trường hợp lưu lượng ít, lượng điện tiêu thụ giảm xuống cũng không đáng kể do motor quay liên tục.
2.Chế độ điều khiển tốc độ quay motor.
Điều chỉnh lưu lượng bằng cách thay đổi tốc độ quay của máy nén khí, trong khi vẫn giữ cho van mở không thay đổi (thường là duy trì mở tối đa). Khi tốc độ quay của máy nén khí thay đổi, các đặc tính khác cũng thay đổi cùng với hệ thống nén khí, trong khi lực cản đường ống không đổi.
Với chế độ điều khiển như vậy, công nghệ thay đổi tần số được dùng để thay đổi tốc độ quay motor của máy nén khí và máy nén khí sẽ thay đổi lưu lượng theo nhu cầu tiêu thụ thực tế. Như vậy, hệ thống cung cấp khí có thể đạt được hiệu quả cao nhất đồng thời tiết kiệm điện. Nguyên tắc cơ bản của biến tần là sự chuyển đổi điện AC-DC-AC và có thể cho ra điện áp có tần số thay đổi theo yêu cầu của người dùng. Tốc độ quay của motor là tỉ lệ tuyến tính với tần số, do đó điện áp xoay chiều ở ngõ ra với tần số điều chỉnh được bởi biến tần có thể đáp ứng cho điện áp motor của máy nén khí, do đó tiện lợi cho việc thay đổi tốc độ quay của máy nén khí.
3.Nguyên lý tiết kiệm điện trong hệ thống máy nén khí.
Đây là một phương pháp điều khiển có tính khoa học sử dụng một biến tần điều khiển tốc độ quay của máy nén khí với mục đích tiết kiệm điện. Những thông số sau đây được biết dựa trên đặc tính hoạt động của máy nén khí.
Q1 / Q2 = n1 / n2
H1 / H2 = (n1 / n2)2
P1 / P2 = (n1 / n2)3
Ở đây:
Q: là lưu lượng khí cung cấp cho đường ống bởi máy nén khí.
H: là áp suất của hệ thống đường ống
P: công suất tiêu thụ của motor
n: tốc độ quay của máy nén khí
Nó có thể thấy được từ biểu thức trên, khi tốc độ quay của motor giảm 80% so với tốc độ quay định mức, lưu lượng khí cung cấp cho hệ thống đường ống bởi máy nén khí cũng giảm 80%, áp suất đường ống giảm tới (80%)2 và công suất tiêu thụ của motor giảm tới (80%)3, tức là 51,2%. Loại trừ tổn hao sắt và tổn hao đồng củ motor thì hiệu suất tiết kiệm điện đạt tới 40%. Đây là nguyên lý tiết kiệm điện bằng phương pháp thay đổi tần số.
Điều này đã được chứng minh bằng thực tế trong thời gian dài, việc ứng dụng biến tần vào hệ thống cung cấp khí và dùng công nghệ thay đổi tần số thay đổi tốc độ quay của máy nén khí điều chỉnh lưu lượng để thay thế cho việc dùng valve có thể đạt được hiệu quả trong việc tiết kiệm điện. Bình thường, lượng điện tiết kiệm là hơn 30%. Ngoài ra, chức năng khởi động mềm và đặc tính điều chỉnh tốc độ mịn của biến tần có thể thực hiện điều chỉnh lưu lượng ổn định và giảm rung khi khởi động kéo dài tuổi thọ cho toàn bộ máy và đường ống.
