Đồ Án Môn Kiểm Toán Năng Lượng pdf

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 máy may ứng dụng
nhiều. Ngoài ra, việc đầu tư các thiết bị động cơ có công suất phù hợp, thay thế máy may
cơ truyền thống bằng máy may điện tử không chỉ tiết kiệm điện mà còn giúp doanh
nghiệp nâng cao năng suất lao động và chất lượng sản phẩm. Chính vì vậy, việc lắp đặt
các bộ biến tần tiết kiệm điện cho máy may để giảm công suất động cơ hoạt động, góp
phần tiết kiệm điện là giải pháp cần thiết. Các phân xưởng, nhà máy sử dụng lò hơi hiệu
suất cao thì việc ứng dụng các thiết bị biến tần nhằm tránh việc lò hơi hoạt động non tải,
khắc phục rò rỉ cũng là giải pháp giúp tiết kiệm điện năng tiêu thụ, gia tăng năng suất
hoạt động cho các doanh nghiệp. Đối với các nhà máy có công suất lớn, việc lắp biến tần
cho các motor nhằm bảo vệ motor khởi động êm trong dây chuyền sản xuất cũng là một
giải pháp tiết kiệm điện năng cần thiết. Việc sử dụng hệ thống thông gió để làm mát máy
móc, kết hợp với các thiết bị biến tần không chỉ làm giảm tiếng ồn ào mà còn giúp tiết
kiệm được lượng điện tiêu thụ. Trong ngành in ấn, bao bì, 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 được áp dụng phổ biến. Nhiều trạm bơm cấp nước truyền thống đang
được điều khiển trực tiếp với dòng điện khởi động lớn khiến nước thay đổi bất thường,
không thể tắt mở liên tục, áp lực nước tăng cao…Có thể gây hư hỏng hệ thống ống cấp
nước, làm giảm tuổi thọ hệ thống, gây thất thoát nước và lãng phí điện năng. Chính vì
vây, một giải pháp phổ biến đang được các trạm bơm ứng dụng là dùng tủ điều khiển và
biến tần, có khả năng nhận tín hiệu từ cảm biến áp suất thực trên ống nước chính, điều
khiển tốc độ bơm, ổn định áp suất một cách tự động, chính xác Đặc biệt, khi nhu cầu sử
dụng nước tăng cao biến tần sẽ tăng tốc và điều khiển tốc độ bơm nước, kịp thời phục vụ
nhu cầu sử dụng nước. Ngoài ra, hệ thống máy tự động dừng khi không sử dụng nước và
GVHD: THS Nguyễn Đình Tuấn Phong SVTH: Nguyễn Văn Hưng
Trần Văn Thùy
Hoàng văn Hồng
11
Trương ĐH 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 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 vượt trội các thiết bị biến tần đã đem lại hiệu quả kinh tế cao trong
lĩnh vực sản xuất công nghiệp và nông nghiệp, giúp cho nhiều doanh nghiệp, nhất là
những doanh nghiệp trọng điểm tiêu thụ điện năng lớn như: sắt, thép, xi măng, may
mặc… tiết kiệm chi phí trong sản xuất, tăng lợi thế cạnh tranh. Thời gian tới, ECC Cần
Thơ sẽ lập dự án, là cầu nối để các doanh nghiệp cùng đơn vị kinh doanh và sản xuất trên
địa bàn thành phố tiếp cận với các giải pháp tiết kiệm năng lượng mới. Trung tâm sẽ tiếp
tục đẩy mạnh công tác tư vấn và dịch vụ với các nhà cung cấp các sản phẩm tiết kiệm
năng lượng nhằm cung cấp 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 SVTH: Nguyễn Văn Hưng
Trần Văn Thùy
Hoàng văn Hồng
12
Trương ĐH Điện Lực Đồ Án Môn Kiểm Toán Năng Lượng
Phân tích tích kiệm điện trong Máy Nén Khí - 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
PHÂN TÍCH TIẾT KIỆM ĐIỆN TRONG MÁY NÉN KHÍ
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 tải và chế độ điều khiển tốc độ.
1. Chế độ điều khiển cung cấp khí có tải/ không 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 vào trạng thái hoạt động có tải.
GVHD: THS Nguyễn Đình Tuấn Phong SVTH: Nguyễn Văn Hưng
Trần Văn Thùy
Hoàng văn Hồng
13
Trương ĐH Điện Lực Đồ Án Môn Kiểm Toán Năng Lượng
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.
GVHD: THS Nguyễn Đình Tuấn Phong SVTH: Nguyễn Văn Hưng
Trần Văn Thùy
Hoàng văn Hồng
14
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 ống dự trữ có thể chỉ ra mối
quan hệ giữa công suất cung cấp và nhu cầu tiêu thụ khí.
Nếu lưu lượng cung cấp > lưu lượng tiêu thụ làm áp suất bên trong đường ống sẽ tăng
lên.
Nếu lưu lượng cung cấp < lưu lượng tiêu thụ làm áp suất bên trong đường ống sẽ giảm
xuống.
Nếu lưu lượng cung cấp = lưu lượng tiêu thụ làm áp suất bên trong đường ống sẽ giữ
nguyên không thay đổi.
Do đó, nếu áp suất trong đường ống là không đổi, lượng cung cấp khí chỉ cần đáp ứng đủ
lượng khí tiêu dùng. Đây là mục đích của một hệ thống cung cấp khí với áp suất không
GVHD: THS Nguyễn Đình Tuấn Phong SVTH: Nguyễn Văn Hưng
Trần Văn Thùy
Hoàng văn Hồng
15
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 lệch, phát ra một tín hiệu điều khiển để
điều khiển điện áp ngõ ra và tần số của biến tần, điều chỉnh tốc độ quay của motor, như
vậy áp suất thực sự được giữ không đổi và giữ cố định trong toàn thời gian. Thêm vào đó,
khi sử dụng giải pháp này, biến tần có thể khợi động mềm cho motor của máy nén khí từ
lúc đứng yên cho đến lúc tốc độ quay ổn định, ngăn ngừa sự ảnh hưởng của dòng điện
lớn trong lúc máy nén khí khởi động. Ở điều kiện bình thường, máy nén khí hoạt động
theo chế độ điều khiển VVF. Đột nhiên biến tần bị lỗi, quá trình sản xuất không cho phép
sự trì hoãn của máy nén khí, vì vậy hệ thống cơ cấu chức năng chuyển đổi giữa nguồn
điện lưới và biến tần. Theo cách này, khi biến tần bị lỗi, nguồn điện lưới có thể lập tức
cung cấp nguồn thông qua contactor, như vậy máy nén khí có thể hoạt động bình thường

như thường lệ.
GVHD: THS Nguyễn Đình Tuấn Phong SVTH: Nguyễn Văn Hưng
Trần Văn Thùy
Hoàng văn Hồng
16
Trương ĐH Điện Lực Đồ Án Môn Kiểm Toán Năng Lượng
Toàn bộ qua trình điều khiển như sau:
Nhu cầu tiêu thụ khí tăng lên  áp suất trên đường ống giảm  sự chênh lệch giữa áp
suất cài đặt và giá trị hồi tiếp tăng lên  PID ngõ ra tăng lên  tần số ngõ ra của biến
tần tăng lên  tốc độ quay của 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 SVTH: Nguyễn Văn Hưng
Trần Văn Thùy
Hoàng văn Hồng
17
Trương ĐH Điện Lực Đồ Án Môn Kiểm Toán Năng Lượng
Hình 4.2
GVHD: THS Nguyễn Đình Tuấn Phong SVTH: Nguyễn Văn Hưng
Trần Văn Thùy
Hoàng văn Hồng
18
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 toàn bộ hệ thống khởi
động/dừng bằng tay.và hoạt động ở tần số điện lưới theo phương pháp ban đầu.

Trong khi ở chế độ hoạt động tiết kiệm năng lượng, máy nén khì được điều khiển trực
tiếp bằng biến tần và hệ thống tự động điều chỉnh tốc độ quay motor máy nén khí theo
lượng khí tiêu thụ, để các bồn chứa duy trì một lượng áp suất không đổi. 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 lệch, phát ra một tín hiệu điều khiển để điều khiển điện
áp ngõ ra và tần số của biến tần, điều chỉnh tốc độ quay của motor, như vậy áp suất thực
sự được giữ không đổi và giữ cố định trong toàn thời gian. Thêm vào đó, khi sử dụng giải
pháp này, biến tần có thể khợi động mềm cho motor của máy nén khí từ lúc đứng yên cho
đến lúc tốc độ quay ổn định, ngăn ngừa sự ảnh hưởng của dòng điện lớn trong lúc máy
nén khí 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 SVTH: Nguyễn Văn Hưng
Trần Văn Thùy
Hoàng văn Hồng
19
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
20