GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM CHO ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU

Hưởng ứng phong trào “Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả”, nhiều doanh nghiệp đã nỗ lực đầu tư nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng, đặc biệt là điện năng. Vấn đề đặt ra với mỗi doanh nghiệp là có thể tiết kiệm được điện năng ở chỗ nào, đầu tư như thế nào để đạt được hiệu quả cao. Trong các phương án để nâng cao hiệu quả sử dụng điện năng thì đổi mới công nghệ sang sử dụng một công nghệ sản xuất khác với mức tiêu hao năng lượng thấp hơn là phương án tốt nhất về mặt kỹ thuật. Tuy nhiên phương án này không phải lúc nào cũng khả thi khi xét tới bài toán kinh tế và năng lực tài chính của mỗi doanh nghiệp. Do vậy, vấn đề cải tạo hệ thống sản xuất hiện tại để tiết kiệm năng lượng nói chung, điện năng nói riêng vẫn đang là mối quan tâm hàng đầu của mỗi doanh nghiệp. Bài viết này giới thiệu giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng điện năng trong công nghiệp, giúp các nhà quản lý doanh nghiệp có được cái nhìn khách quan trong phân tích và lựa chọn phương án đầu tư cải tạo hệ thống sản xuất để tiết kiệm năng lượng ở mức cao nhất.

Trong thực tế, động cơ xoay chiều là thiết bị tiêu thụ nhiều điện năng nhất trong các nhà máy. Thông thường các nhà thiết kế luôn trang bị động cơ cho máy móc lớn hơn mức độ cần thiết để tăng độ an toàn của máy. Nhưng trong quá trình làm việc ít khi động cơ hoạt động ở chế độ đầy tải, theo thống kê có đến 70% động cơ hoạt động với tải thay đổi từ 20% tới 80%. Hơn nữa, vấn đề tồn tại là động cơ điện không tự điều chỉnh được điện năng tiêu thụ theo mức tải thay đổi. Thực tế một động cơ hoạt động ở chế độ 50% tải vẫn tiêu thụ lượng điện năng bằng 90% khi hoạt động ở chế độ đầy tải hoặc động cơ hoạt động ở chế độ không tải vẫn tiêu thụ lượng điện năng bằng 50% tới 75% so với khi hoạt động đầy tải. Mức tiêu thụ vượt quá này không chỉ tăng chi chí tiền điện mà còn góp phần làm hỏng thiết bị vì năng lượng dư thừa thông qua vòng quay động cơ được chuyển hóa thành nhiệt, tạo rung và tiếng ồn dẫn đến động cơ suy giảm nhanh khi động cơ chạy non tải hoặc không tải.


NCUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA POWERBOSS



Powerboss là một thiết bị điều chỉnh công suất động cơ bằng cách cấp vừa đủ điện năng cần thiết thông qua thay đổi điện áp cấp cho động cơ. Powerboss ứng dụng giải pháp khởi động mềm thông qua việc điều chỉnh điểm tắt / bật tương ứng với gốc toạ độ điểm không của điện áp tại từng bán chu kỳ của nguồn cấp, ta có thể kiểm soát được dòng vào qua thyristors thông qua kiểm soát điện áp. Thyristors được bật lên tại một điểm được tính toán trong dạng sóng, điểm này càng gần với điểm toạ độ mức không trong dạng sóng thì dòng điện cung cấp được phép vào càng nhỏ. Bằng cách sử dụng nguyên tắc này và kết nối hai thyistors song song, ngược chiều nhau vào mỗi pha của động cơ, Powerboss sẽ liên tục điều chỉnh điện áp vào động cơ thông qua việc kiểm soát các điểm bật tắt của thyristors.


CÁC LỢI ÍCH POWERBOSS MANG LẠI

Khởi động mềm

Powerboss được thiết kế tối ưu với khả năng “khởi động mềm” làm gia tăng tốc độ động cơ ít đột ngột, giảm hiện tượng sụt áp nguồn. Với thời gian khởi động có thể điều chỉnh được từ 0-255giây, cho phép động cơ khởi động ngay cả với trường hợp tải phức tạp nhất. Việc cấp điện áp vừa đủ theo quán tính tải từ cảm biến của phần mềm điều khiển thông minh, do vậy động cơ được điều khiển rất nhẹ, êm, giảm thiểu lực va trạm giữa các ổ trục, vòng bi, khớp nối….


Lợi ích do khởi động mềm mang lại:
- Tăng tuổi thọ của các tiếp điểm tiếp xúc của contactor và các thiết bị điều khiển truyền tải.
- Ngăn ngừa sụt áp nguồn cấp khi khởi động các động cơ lớn.
- Cho phép nối nhiều thiết bị với một nguồn cung cấp duy nhất.
- Cho phép tắt và bật động cơ bất kỳ lúc nào vì thiết bị này đã làm giảm dòng khởi động.
- Giải toả lo lắng vì bị phạt sử dụng điện vào giờ cao điểm khi khởi động động cơ.

Dừng mềm
Powerboss cũng được thiết kế để kiểm soát việc dừng mềm một cách hiệu quả với tính năng “ Dừng mềm”. Powerboss kiểm soát việc giảm tốc độ của động cơ thông qua việc kiểm soát mô men xoắn của động cơ, ngăn ngừa các thay đổi về tốc độ một các đột ngột và tối thiểu hoá sốc hoặc va đập lực lên hệ thống truyền động. Vì vậy giúp động cơ tăng tuổi thọ, ít mất thời gian bảo trì hơn. Đặc biệt đối với máy bơm nước thường xảy ra hiệu ứng va chạm thuỷ lực do dừng bơm đột ngột, gây ra hỏng bơm và ảnh hưởng lớn đến hệ thống đường ống do va đập thuỷ lực. Dừng mềm cho phép loại bỏ hiện tượng này.


Tối ưu hoá chế độ làm việc của động cơ

Powerboss sẽ giám sát mức tải trên trục động cơ đối với mỗi chu kỳ cấp điện và cung cấp cho động cơ lượng điện cần thiết để hoạt động một cách có hiệu quả, tại bất kỳ một thời điểm nào trong cả quá trình vận hành. Ngoài ra Powerboss còn tích hợp, kết nối với các thiết bị xung quanh và có thể tự động ngắt động cơ khi động cơ đó không được sử dụng (hoặc sử dụng lượng điện dự trữ trong một số ứng dụng cụ thể như trong cơ cấu bánh đà) nhằm giảm hơn nữa lượng điện năng tiêu thụ.

Bằng việc quan sát các chu trình tải của động cơ đang làm việc, khi cấp nguồn điện cho powerboss thực hiện điều khiển và giám sát động cơ, tín hiệu mômen tải đặt trên đầu trục của động cơ được powerboss phát hiện và chuyển về bộ xử lý trung tâm thông qua các xung truyền tín hiệu đến thyristor để đóng mở và xuất ra lượng điện áp vừa đủ cấp cho động cơ làm việc đúng với yêu cầu tải, giảm thiểu tối đa năng lượng điện lãng phí. Vì động cơ hoạt động ở chế độ non tải gây tổn hao vô ích, do năng lượng thừa chuyển hoá thành nhiệt năng hay làm rung động cơ, làm giảm hiệu suất động cơ

Do vậy powerboss giúp cải thiện hệ số công suất, cắt giảm các tổn hao dư thừa của động cơ, tiết kiệm điện khi làm việc, giảm nhiệt độ cho động cơ và môi trường làm việc, giảm tiếng ồn.


Một số ưu điểm khác

- Dễ dàng lắp đặt: Powerboss rất dễ lắp đặt vào các hệ thống máy hay các bảng điện sẵn có. Nó có thể được lắp đặt trực tiếp hoặc vào mạch có sẵn bộ khởi động sao – tam giác.
- Chi phí bảo trì, bảo dưỡng thấp.
- Vận hành đơn giản: Powerboss vận hành thông qua một bộ điều khiển số được lập trình sẵn, nên có thể dễ dàng điều chỉnh được trong quá trình vận hành.


CÁC ỨNG DỤNG CỦA POWERBOSS
Powerboss thường được sử dụng hầu hết cho các động cơ điện cảm ứng xoay chiều, các động cơ quá cỡ hay có các chu trình tải biến đổi (tức là đa số các ứng dụng có sử dụng động cơ). Những máy móc thích hợp cho Powerboss là: Máy nén, máy ép, máy thủy lực, bơm dầu, cưa gỗ, máy nghiền, máy cắt, máy dệt may công nghiệp, băng tải, các ứng dụng bánh đà ... Tuy nhiên loại này lại không thích hợp cho các động cơ có yêu cầu về biến đổi tốc độ.