Luận văn thạc sĩ nghiên cứu đề xuất các giải pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiểu quả cho công ty thoát nước và xử lý nước thải đà nẵng

Nhận thức được tầm quan trọng của việc tiết kiệm năng lượng nói chung, điện năng nói riêng và sự ảnh hưởng của động cơ không đồng bộ trong việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả,

Mục đích và mục tiêu nghiên cứu đề tài

⚠️The Pollinations legacy text API is being deprecated for **authenticated users**.Please migrate to our new service at https://enter.pollinations.ai for better performance and access to all the latest models.Note: Anonymous requests to text.pollinations.ai are NOT affected and will continue to work normally.

2.1.1 Các giải pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong sản xuất

Nghiên cứu các giải pháp sau đây:

* Giải pháp tiết kiệm năng lượng trong khâu quản lý:

- Thực hiện việc đo lường năng lượng tại các khâu vận hành sản xuất, thu thập các hóa đơn tiêu thụ năng lượng của Công ty

- Từ đó đưa ra được tiêu chuẩn tiêu thụ năng lượng tại các khâu vận hành sản xuất, các tồn tại cần khắc phục

- Sắp xếp các vấn đề xử lý theo thứ tự ưu tiên

- Thiết lập các mục tiêu của các vấn đề tồn tại cần xử lý

- Lập kế hoạch và thực hiện kế hoạch để xử lý

- Giám sát và đánh giá các vấn đề tồn tại đã xử lý

* Giải pháp tiết kiệm năng lượng trong khâu kỹ thuật:

- Phân tích các giải pháp sử dụng năng lượng hiệu quả đối với động cơ KĐB

- Nghiên cứu việc điều chỉnh hệ số công suất và điều chỉnh tốc độ của động cơ bằng bộ biến tần

- Tính toán kinh tế, đánh giá hiệu quả khi áp dụng giải pháp bù công suất phản kháng và điều chỉnh tốc độ động cơ bằng bộ biến tần

- Tiết kiệm năng lượng trong cơ sở vận hành sản xuất: Khai thác động cơ điện, các biện pháp nâng cao hệ số cosφ

2.1.2 Nghiên cứu đề xuất, ứng dụng các thiết bị điều khiển tối ưu đối với động cơ không đồng bộ

2.1.3 Tính toán hiệu quả vốn đầu tư, thời gian đầu tư, thời gian hoàn vốn

Phương pháp nghiên cứu

4.1 Ph ươ ng pháp th ự c nghi ệ m Áp dụng các lý thuyết đã nghiên cứu để tính toán cho cho các trạm bơm nước thải Đà Nẵng

4.2 Ph ươ ng pháp nghiên c ứ u lý thuy ế t

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: nghiên cứu các tài liệu, sách, báo, chuyên đề, giáo trình, bài giảng

- Nghiên cứu tư liệu về các thiết bị điều khiển tối ưu động cơ không đồng bộ ba pha của các nước trên thế giới

4.3 Ph ươ ng pháp thu th ậ p và x ử lý thông tin

- Khảo sát hệ thống dây chuyền công nghệ, thu thập thông tin về khả năng phát triển và nâng cấp dây chuyền vận hành

- Thu thập những số liệu thống kê, tài liệu: Thu thập thông tin về chi phí sử dụng năng lượng, giá điện,…

- Khảo sát và đo đạc các thông số liên quan đến việc sử dụng năng lượng như: Cường độ dòng diện, hệ số cosφ,…

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Tên tiểu luận

Bố cục

Luận văn ngoài phần mở đầu và kết luận, gồm có ba chương như sau:

Chương 1: Tổng quan về Công ty Thoát nước và Xử lý nước thải Đà Nẵng và chương trình DSM

Chương 2: Các giải pháp tiết kiệm năng lượng trong vận hành và phương pháp điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha bằng thiết bị biến tần

TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY THOÁT NƯỚC VÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÀ NẴNG VÀ CHƯƠNG TRÌNH DSM

Tổng quan về công ty thoát nước và xử lý nước thải Đà Nẵng

1.1.1 Gi ớ i thi ệ u chung v ề Công ty

Công ty Thoát nước và xử lý nước thải Đà Nẵng có trụ sở chính tại số 18 đường

Hồ Nguyên Trừng - Phường Hòa Cường Nam - Quận Hải Châu – thành phố Đà Nẵng Công ty được thành lập theo Quyết định số 1172/QĐ-UBND ngày 08 tháng 02 năm

2010 của Chủ tịch Ủy ban nhân dân thành phố Đà Nẵng

1.1.2 Ch ứ c n ă ng và nhi ệ m v ụ c ủ a công ty a Ch ứ c n ă ng

- Xây lắp các công trình thoát nước và xử lý nước thải

- Kinh doanh vật tư chuyên ngành thoát nước

- Thiết kế các công trình thoát nước và xử lý nước thải

- Thí nghiệm các mẫu nước thải b Nhi ệ m v ụ

- Lập hồ sơ quản lý, quản lý khai thác và vận hành toàn bộ hệ thống thoát nước đô thị bao gồm cả hệ thống xử lý nước thải;

- Theo dõi tình trạng ngập úng, tổ chức khắc phục hoặc đề xuất cơ quan có thẩm quyền thực hiện các biện pháp khơi thông thoát nước đô thị

- Quản lý sử dụng lao động, tài sản, tài chính đúng quy định của Nhà nước

- Thực hiện các nhiệm vụ khác do UBND thành phố và Giám đốc Sở Tài Nguyên và Môi Trường giao.

Hiện trạng nguồn nhân lực

- Phòng tổ chức – Hành chính: 14 người

- Phòng công nghệ môi trường nước thải: 10 người

- Trạm Xử lý nước thải Sơn Trà: 21 người

- Trạm Xử lý nước thải Hòa Cường: 29 người

- Trạm Xử lý nước thải Phú Lộc: 38 người

- Trạm Xử lý nước thải Ngũ Hành Sơn: 28 người

- Trạm Xử lý nước thải Thọ Quang: 26 người

- Đội quản lý duy tu : 14 người v Sơ đồ tổ chức:

Phó giám đốc phụ trách thoát nước

Phó giám đốc phụ trách nội chính

Phó giám đốc phụ trách xử lý nước thải

Phòng Công nghệ môi trường nước thải

Trạm XLNT Ngũ Hành Sơn Đội Duy tu

Tổng quan về các trạm bơm nước thải cấp I (xem hình1.1)

1.3.1 H ệ th ố ng các tr ạ m b ơ m n ướ c th ả i c ấ p I

Hệ thống các trạm bơm nước thải cấp 1 tổng cộng có 09 trạm bơm (SPS) thuộc

SPS19 txl ngũ hành sơn

GID20n-800 RM20n-560 GI D1 RM 9a 19 -250 n- 560 g id 19 n -4 00 rm1 8-250 g id 1 2a -2 00 g id 13 -6 30 r m 12 -3 15 g id 1 3-5 60 r m 1 3- 560 g id 14 -8 00 r m 1 4- 630 rm15-630 g id 8- 200 g id 8 a -2 00 r m 8 -250 g id 9 a -2 00 g id 9 -560 r m 9 -560 r m 9- 560 g id 1a -250 g id 1-5 60 rm 1-400 r m 3-

SPS33 rm 33-3 15 dn800 -1200 dn80 0-12 00 dn8 00-1 200 rm 9- 560

So n trà Ði? da nang airport sân bay đà nẵng vịnh đà nẵng - da nang bay s ô n g hàn - han r iver b iể n đ ô ng

Hình 1.1 Hệ thống các trạm bơm cấp I và cấp II

Chi tiết về mỗi trạm bơm SPS được trình bày trong bảng dưới đây

Bảng 1.1 Chi tiết các trạm bơm SPS cấp I

Các loại bơm Lưu vực SPS

Lưu lượng (l/s) C/tác Tổng Loại Đ/k ống (mm) Đ/k SPS (m)

Mỗi trạm bơm được làm bằng bêtông cốt thép và được trang bị gồm:

- Một hoặc nhiều bơm làm việc đặt chìm và 1 bơm dự phòng đặt chìm;

- Mỗi bơm có một van cổng và một van một chiều để ngăn không cho nước thải chảy ngược vào SPS khi bơm ngừng vận hành;

- Một van chính hai chiều, để có thể làm trống các tuyến ống nâng chính một tủ điện điều khiển;

- Một quạt thông gió, được lắp đặt bên trong tủ điều khiển

1.3.3 Các thi ế t b ị trong h ệ th ố ng tr ạ m b ơ m n ướ c th ả i SPS c ấ p I

Tất cả các thiết bị trong hệ thống trạm bơm điều giống nhau gồm:

- Từ 02 đến 03 động cơ bơm chìm cho 1 tram bơm SPS

- 01 tủ điện điều khiển gồm: Áp tô mát, công tắc tơ, role nhiệt, bảo vệ mất pha, các dụng cụ đo đếm dòng, áp, bộ PLC …

Hình 1.2 Sơ đồ điện các động cơ bơm nước trong tủ điện

Hình 1.3 Sơ đồ mạch điều khiển 1.3.5 Nguyên lý làm vi ệ c v Điều khiển bằng tay (Manual)

Tổng quan về trạm bơm nước thải cấp II

1.4.1 H ệ th ố ng các tr ạ m b ơ m n ướ c th ả i c ấ p II

Chi tiết về mỗi SPS được trình bày trong bảng dưới đây

Bảng 1.2 Chi tiết các trạm bơm SPS cấp II

Lưu lượng (l/s) C/tác Tổng Loại Đ/k ống (mm) Đ/k SPS

SPS19 286 2 3 N3201.180MT - 22KW 250 4.00 -2.79 SPS20 388 2 3 N3201.180MT - 30KW 250 5.00 -2.62 Phú Lộc

SPS21 473 2 3 N3300.180LT - 44KW 350 6.00 -2.11 SPS13 292 2 3 N3201.180MT - 22KW 250 5.00 -3.52 SPS14 530 2 3 N3300.180LT - 34KW 350 5.00 -2.26

SPS15 540 2 3 N3300.180LT - 44KW 350 6.00 -1.97 SPS4 265 2 3 N3202.180MT - 22KW 250 4.00 -0.33 SPS34 185 2 3 N3171.180MT - 18,5KW 200 4.00 0.00

Cũng như hệ thống trạm bơm cấp I hệ thống trạm bơm nước thải cấp II cũng có

1.4.3 Gi ế ng b ơ m n ướ c th ả i SPS

Mỗi giếng bơm nước thải cấp II gồm 2 đến 3 máy bơm chìm hiệu Flygt của Thụy Điển (xem Hình 1.4)

Hình 1.4 Sơ đồ bố trí các máy bơm trong trạm bơm SPS

Các thiết bị trong hệ thống điện trạm bơm SPS cấp II

Tất cả các thiết bị trong hệ thống trạm bơm cấp II điều giống nhau gồm:

- 03, 04 động cơ bơm chìm từ 18,5KW đến 44KW cho 1 trạm bơm SPS

- 01 tủ điện điều khiển gồm: Áp tô mát, công tắc tơ, role nhiệt, bảo vệ mất pha, các dụng cụ đo đếm dòng, áp, khởi động mềm, bộ PLC …

Sơ đồ điện các động cơ bơm cấp II (xem Hình 1.5,1.6)

Hình 1.5 Sơ đồ động lực các động cơ bơm nước trong tủ điện

Hình 1.6 Sơ đồ nguyên lý điều khiển 1 động cơ bơm nước 1.4.4 Nguyên lý làm vi ệ c c ủ a tr ạ m b ơ m SPS c ấ p II

- Ấn ON, nếu mức nước đã đủ làm việc, role R13 làm việc dẫn đến công tắc tơ

MC3 tác động động cơ làm việc ở chế độ khởi động mềm khoảng 3 đến 5 giây rơ le

- Nguyên lý hoạt động 02, 03 động cơ bơm tương tự như nhau.

Tổng quan về chương trình DSM

1.5.1 V ấ n đề n ă ng l ượ ng trên th ế gi ớ i và ở Vi ệ t Nam

1.5.1.1 Ti ề m n ă ng n ă ng l ượ ng trên th ế gi ớ i

- Năng lượng nguyên tử: 4.5 triệu tấn Nếu khai thác như hiện nay chỉ đủ dùng trong 73 năm nữa

1.5.1.2 Ti ề m n ă ng n ă ng l ượ ng ở Vi ệ t Nam

- Thủy điện: Nếu xem xét các yếu tố như kinh tế, xã hội và yếu tố tác động tới môi trường thì tiềm năng còn khoảng 75-80 tỷ kWh/năm

- Năng lượng nguyên tử: Có khoảng 320.000 tấn U 3 O 8 , trước mắt có thể khai thác 6.000 tấn với giá ≤80 USD/kg

1.5.2 Vai trò c ủ a qu ả n lý nhu c ầ u DMS (Demand side Management)

1.5.2.2 Chi ế n l ượ c c ủ a DSM v Điều khiển nhu cầu điện năng phù hợp với khả năng cung cấp điện một cách kinh tế nhất

Chiến lược 1 Điều khiển nhu cầu điện năng phù hợp với khả năng cung cấp điện một cách kinh tế nhất

Nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng của các hộ dùng điện Điều khiển trực tiếp dòng điện

- Biểu đồ phụ tải linh hoạt

- Tích trữ điện một chiều

- Tích trữ cho trữ nhiệt

- Nhà máy thủy điện tích năng

Sử dụng nguồn NL mới

Giá bán điện thay đổi

- Giá cho phép cắt điện trực tiếp

- Giá theo cấp điện áp

- Giá cho mục tiêu đặc biệt

Sử dụng các thiết bị có hiệu suất cao

Thay thế các thiết bị, dây chuyền công nghệ có hiệu năng cao hơn

Giảm thiểu sự tiêu phí năng lượng một cách vô ích

KV công nghiệp Động cơ điện KĐB

P P t t Hình 1.8 Cắt giảm đỉnh Hình 1.9 Lấp thấp điểm

Hình 1.10 Chuyển dịch phụ tải Hình 1.11 Biện pháp bảo tồn

Hình 1.12 Tăng trưởng dòng điện Hình 1.13 Biểu đồ phụ tải linh hoạt

Hình 1.14 Tác động của DSM lên biểu đồ phụ tải

- Tích trữ điện một chiều bằng Ac qui

- Tích trữ cho kho trữ nhiệt (nóng và lạnh) để phục vụ cho nhu cầu sản xuất

- Tích trữ nước cho nhu cầu sinh hoạt

- Nhà máy thủy điện tích năng: tác động lớn đến DSM và là nguồn điện dự phòng đáng tin cậy cho hệ thống điện (HTĐ)

• S ử d ụ ng ngu ồ n n ă ng l ượ ng tái t ạ o, n ă ng l ượ ng m ớ i

Kết luận

Trong chương 1 trình bày 2 phần:

Phần 1 là tổng quan về Công ty và hệ thống các trạm bơm nước thải (SPS) cấp I, cấp II của Công ty Thoát nước và Xử lý nước thải Đà Nẵng chủ yếu là lưu lượng nước thải thu gom rồi bơm đi để cung cấp cho các trạm xử lý và tiêu thụ điện năng tại các trạm bơm cấp I và trạm bơm cấp II, sơ đồ hệ thống điện trạm bơm nước thải cấp I và trạm bơm nước thải cấp II

Phần 2 là tổng quan về DSM Nói chung DSM là một chương trình mang lại hiệu quả tiết kiệm năng lượng rất cao đã được thực hiện ở nhiều quốc gia trên thế giới Ở nước ta chương trình DSM thực hiện tuy có phần chậm hơn so với các nước khác nhưng tiềm năng thực hiện DSM rất lớn DSM thực sự là một công cụ rất hữu ích không chỉ cho các hộ dùng điện mà còn đem lại hiệu quả cho tập đoàn điện lực Việt Nam, chủ động quản lý và điều khiển nhu cầu điện năng phù hợp với cung cấp một cách hiệu quả Chiến lược của DSM được thực hiện thông qua hai giải pháp cơ bản

- Nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng của các thiết bị điện

- Điều chỉnh nhu cầu tiêu thụ điện nhằm san bằng đồ thị phụ tải.

CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TRONG VẬN HÀNH VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA

Tổng quan về động cơ không đồng bộ ba pha

2.1.1 C ấ u t ạ o Động cơ không động bộ (KĐB) là động cơ rất thông dụng, được sử dụng cho các thiết bị khác nhau trong công nghiệp Sở dĩ loại động cơ này thông dụng như vậy là vì chúng có thiết kế đơn giản, rẻ tiền, dễ bảo trì, có thể nối trực tiếp với nguồn điện xoay chiều a Các b ộ ph ậ n

Một động cơ điện không đồng bộ có hai bộ phận điện cơ bản (Hình 2.1)

• Rôto: Động cơ không đồng bộ sử dụng hai loại rôto:

- Rôto lồng sóc bao gồm những thanh dẫn dày đặt tại các rãnh song song Đầu các thanh này được nối với vòng ngắn mạch

Hình 2.1 Cấu tạo động cơ không đồng bộ b Phân lo ạ i độ ng c ơ không đồ ng b ộ

2.1.2 Ứ ng d ụ ng độ ng c ơ không đồ ng b ộ

Một số giải pháp tiết kiệm năng lượng trong vận hành

2.2.1 Thay độ ng c ơ tiêu chu ẩ n b ằ ng độ ng c ơ hi ệ u su ấ t cao Động cơ hiệu suất cao được thiết kế chuyên dụng để tăng hiệu suất hoạt động so với động cơ tiêu chuẩn, cải tiến thiết kế tập trung vào việc làm giảm tổn thất của động cơ Động cơ hiệu suất cao có hiệu suất cao hơn động cơ tiêu chuẩn từ 3% ÷ 7% [12] Các giải pháp cải tiến thường được sử dụng trong thiết kế động cơ hiệu suất cao và quan tâm đến các khu vực gây tổn thất để từ đó có giải pháp nâng cao hiệu suất (bảng 2.1) Do phải thực hiện các giải pháp cải thiện hoạt động của động cơ, chi phí của động cơ hiệu suất cao cao hơn chi phí của động cơ tiêu chuẩn, phần chi phí cao hơn sẽ được hoàn vốn rất nhanh nhờ giảm chi phí vận hành, nhất là với các ứng dụng mới hoặc thay thế các động cơ hết thời hạn sử dụng

Bảng 2.1 Những khu vực tổn thất và giải pháp nâng cao hiệu suất ĐC

TT Khu vực tổn thất Nâng cao hiệu suất

Sử dụng dây quấn tốt hơn, và tiết diện dây lớn hơn (nếu rãnh stator rộng) sẽ giảm trở kháng của cuộn dây và giảm tổn thất

Dùng những thanh dẫn rotor lớn hơn để tăng tiết diện hoặc thay thế nhôm bằng đồng sẽ giảm trở kháng và tổn thất

4 Ma sát và quấn dây (15%)

Sử dụng thiết kế quạt tổn thất thấp giảm tổn thất do chuyển dịch không khí

Sử dụng thiết kế tối ưu và quy trình kiểm soát chất lượng chặt chẽ để giảm thiểu tổn thất rò tải

2.2.2 Gi ả m m ứ c non t ả i tránh s ử d ụ ng độ ng c ơ quá l ớ n Động cơ làm việc non tải sẽ làm tăng tổn thất, giảm hiệu suất và hệ số công suất của động cơ Non tải có thể là nguyên nhân phổ biến nhất khiến động cơ hoạt động không hiệu quả, vì một số lý do sau:

- Nhà sản xuất thiết bị có xu hướng sử dụng hệ số an toàn (hệ số dự trữ công suất) lớn hơn khi chọn động cơ

Bảng 2.2 Hiệu quả của công việc đổi nối tam giác sang sao

Tỉ số cosφY / cosφ∆ khi hệ số mang tải kt

2.2.3 Ch ọ n công su ấ t độ ng c ơ cho t ả i thay đổ i

2.2.4 Nâng cao ch ấ t l ượ ng đ i ệ n

Giải pháp điều chỉnh hệ số công suất

2.3.1 Ý ngh ĩ a c ủ a vi ệ c nâng cao h ệ s ố công su ấ t

Các hộ dùng điện đều tiêu thụ công suất tác dụng P và công suất phản kháng (CSPK) Q, những thiết bị tiêu thụ nhiều CSPK là:

- Động cơ KĐB tiêu thụ khoảng 60 ÷ 65% tổng CSPK của mạng

- Máy biến áp tiêu thụ khoảng 20 ÷ 25%

- Đường dây trên không, điện kháng, các thiết bị điện khác tiêu thụ khoảng 100%

Giữa P, Q và góc φ có quan hệ sau: φ = arctg

Tổn thất công suất trên đường dây được tính như sau:

Khi giảm Q truyền tải trên đường dây, ta giảm được thành phần tổn thất công suất ∆P(Q) do Q gây ra ỉ Giảm được tổn thất điện ỏp trong mạng điện

Tổn thất điện áp được tính như sau:

Khi giảm Q truyền tải trên đường dây, ta giảm được thành phần tổn thất điện áp

∆U (Q) do Q gây ra ỉ Tăng khả năng truyền tải của đường dõy và mỏy biến ỏp

2.3.2 Các bi ệ n pháp nâng cao h ệ s ố công su ấ t

2.3.2.1 Nâng cao h ệ s ố công su ấ t cos φ t ự nhiên

Khi làm việc động cơ không đồng bộ tiêu thụ lượng CSPK:

Trong đó: Q 0 – CSPK lúc động cơ làm việc không tải

Q đm – CSPK lúc động cơ làm việc định mức k pt – hệ số phụ tải

Công suất Q 0 thường chiếm khoảng 60÷70% công suất phản kháng định mức

Hệ số công suất của động cơ được tính theo công thức sau, [7]:

Cosφ đm pt đm pt k P k Q Q

- Nếu k pt < 0,45 thì việc thay thế bao giờ cũng có lợi

Công suất phản kháng mà động cơ không đồng bộ tiêu thụ được tính như sau:

Trong đó: k là hệ số; U: điện áp trên cực động cơ; M: hệ số từ dẫn; f: tần số của dòng điện; V: thể tích mạch từ

Từ (2.6) chúng ta thấy công suất phản kháng Q tỷ lệ với bình phương điện áp U

Vì vậy, nếu giảm U thì giảm được Q do đó cosφ của động cơ được nâng lên

Trong thực tế người ta thường dùng các biện pháp sau đây để giảm điện áp đặt lên các động cơ không đồng bộ làm việc non tải

- Đổi nối dây quấn stator từ tam giác sang sao:

- Thay đổi cách phân nhóm của dây quấn stator

2.3.2.2 Nâng cao h ệ s ố công su ấ t cos φ b ằ ng ph ươ ng pháp bù

Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ ba pha

Có nhiều phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ như sau:

- Điều chỉnh bằng cách thay đổi điện trở phụ trong mạch rôto Rf

- Điều chỉnh bằng cách thay đổi điện áp stato

- Điều chỉnh bằng cách thay đối số đôi cực từ

- Điều chỉnh bằng cuộn kháng bão hòa

- Điều chỉnh bằng phương pháp nối tầng

- Điều chỉnh bằng cách thay đổi tần số nguồn f 1

2.4.1 Đ i ề u ch ỉ nh t ố c độ độ ng c ơ K Đ B b ằ ng cách thay đổ i đ i ệ n áp ngu ồ n Để thay đổi điện áp người ta dùng bộ biến đổi có điện áp ra tùy theo tín hiệu điều khiển đặt vào Nếu bỏ qua tổng trở của nguồn và không dùng điện trở phụ trong mạch rôto Khi điện áp của bộ biến đổi U 2 thì ta được họ đặc tính điều chỉnh như hình (2.2)

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý điều khiển tốc độ động cơ KĐB

Khi đó: Độ trượt tới hạn giữ nguyên giá trị:

Mômen tới hạn tỷ lệ với bình phương điện áp:

- M tu : mômen tới hạn của động cơ ứng dụng với điện áp điều chỉnh

- U 2 : điện áp ra của bộ biến đổi

Hình 2.3 Dạng đặc tính điều chỉnh khi không dùng điện trở phụ trong mạch rôto 2.4.2 Đ i ề u ch ỉ nh t ố c độ độ ng c ơ K Đ B b ằ ng cách thay đổ i t ầ n s ố ngu ồ n

Như ta đã biết, Tốc độ đồng bộ của động cơ phụ thuộc vào tần số nguồn và số đôi cực từ theo công thức: n 1 p f 1

Mà ta lại có tốc độ của rôto động cơ quan hệ với tốc độ đồng bộ theo công thức: n = n 1 (1-s) (2.22)

Do kháng trở, từ thông và dòng điện của động cơ bị thay đổi

- Luật hệ số quá tải không đổi: λ = M th /M c = const

- Luật dòng điện không tải không đổi: I 0 = const

- Luật điều khiển dòng stato theo hàm số của độ sụt tốc: I 1 = f(∆ n )

Hình 2.4 Đặc tính cơ động cơ không đồng bộ.khi điều chỉnh tần số.

Phương pháp điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha bằng thiết bị biến tần

2.5.1 Nguyên lý đ i ề u ch ỉ nh t ố c độ khi thay đổ i t ầ n s ố

Các phương pháp điều chỉnh chủ yếu có thể thực hiện:

+ Trên stator: Thay đổi điện áp U đưa vào dây quấn stator, thay đổi số đôi cực từ

P của dây quấn stator và thay đổi tần số f của nguồn điện

+ Trên rotor: Thay đổi điện trở rotor, nối cấp, đưa sức điện động phụ vào rotor

Ta nghiên cứu điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số, từ biểu thức:

Với điều kiện năng lực quá tải không đổi, có thể tìm ra được quan hệ giữa điện áp U 1 , tần số f 1 và mô men M [8]

Khi bỏ qua r 1 của dây quấn stator thì biểu thức của mô men cực đại có thể viết dưới dạng:

M = C.U f Trong đó: C là một hằng số

Gọi U 2 và M 2 là điện áp và mô men lúc tần số là f 2 thì căn cứ điều kiện năng lực quá tải không đổi, ta có:

Trong thực tế ứng dụng, khi phụ tải yêu cầu mô men không đổi thì:

Nếu yêu cầu mô men tỷ lệ với bình phương của tốc độ, nghĩa là M tỷ lệ với f 2 thì ta có:

Tóm lại: khi thay đổi tần số điều chỉnh tốc độ ta phải đồng thời điều chỉnh điện áp đưa vào động cơ điện

2.5.2 Các b ộ bi ế n t ầ n dùng để đ i ề u ch ỉ nh t ố c độ độ ng c ơ Để tạo ra các bộ biến tần có U và f thay đổi được, người ta có thể dùng các bộ biến tần với máy điện quay như máy phát đồng bộ, máy phát không đồng bộ hoặc dùng bộ biến tần bán dẫn, so với các bộ biến tần bán dẫn, bộ biến tần máy điện quay có nhiều nhược điểm và ngày càng ít sử dụng

Bộ biến tần trực tiếp dùng Thyristor biến đổi trực tiếp nguồn xoay chiều ba pha

U 1 , f 1 bằng hằng số thành nguồn xoay chiều ba pha có U 2 , f 2 biến đổi Bộ biến tần gồm

18 Thyristor chia cho ba pha, mỗi pha chia làm 2 nhóm:

Nhóm có Catot nối chung lại với nhau gọi là nhóm thuận T, cung cấp phần điện áp dương trên mỗi pha của động cơ

- Hiệu suất cao vì tổn thất năng lượng không đáng kể, không cần dùng tụ chuyển mạch

- Làm việc ở chế độ tĩnh nên thuận tiện đối với những cơ cấu di chuyển nhiều.

- Dùng nhiều Thyristor, mạch điều khiển phức tạp

- Nhạy cảm với những biến động của lưới điện b B ộ bi ế n t ầ n dùng Thyristor có khâu trung gian m ộ t chi ề u

2 chu kỳ của áp ra

- Dùng ít Thyristor, mạch điều khiển đơn giản

- Qua hai lần biến đổi nên hiệu suất không cao bằng biến tần trực tiếp.

Kết luận

TÍNH TOÁN ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG CHO CÁC TRẠM BƠM NƯỚC THẢI TẠI CÔNG TY THOÁT NƯỚC VÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÀ NẴNG

Định dạng
Số trang	97
Dung lượng	5,46 MB