GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO máy ép NHỰA với tủ BIẾN tần CHV110 INVT

SHENZHEN INVT ELECTRIC CO., LTD.

BÁO CÁO KỸ THUẬT
CHỦ ĐỀ:
GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO
MÁY ÉP NHỰA VỚI TỦ BIẾN TẦN CHV110 INVT
Thực hiện: Phan Thiết Lập

CHV110

CHV110

N EW

GREENMEKONG CO., LTD


SHENZHEN INVT ELECTRIC CO., LTD.

NỘI DUNG
N EW





PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY ÉP NHỰA
PHẦN 2: THỰC TRẠNG KHI SỬ DỤNG MÁY ÉP NHỰA
PHẦN 3: GIẢI PHÁP DÙNG BIẾN TẦN
PHẦN 4: KẾT LUẬN & THẢO LUẬN

GREENMEKONG CO., LTD

2


SHENZHEN INVT ELECTRIC CO., LTD.

PHẦN 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.

GREENMEKONG CO., LTD

3


SHENZHEN INVT ELECTRIC CO., LTD.

PHẦN I : TỔNG QUAN VỀ MÁY ÉP NHỰA
- 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 : khoảng thời gian chờ định
hình ,làm lạnh và lấy khuôn 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.
GREENMEKONG CO., LTD

4


SHENZHEN INVT ELECTRIC CO., LTD.
Khuôn ép
Cơ cấu thủy lực
đóng/mở khuôn

Nhiệt trở
Phểu nhựa

Cơ cấu thủy lực
Quay keo
Hạt nhựa
Cơ cấu thủy lực
bơm keo

Cơ cấu thủy lực
ben bàn

Cấu trúc của bơm dầu dạng trục vít

GREENMEKONG CO., LTD

5

SHENZHEN INVT ELECTRIC CO., LTD.

PHẦN II : THỰC TRẠNG KHI SỬ DỤNG MÁY ÉP NHỰA

NĂNG LƯỢNG TIÊU THỤ CHÍNH TRONG MÁY ÉP GỒM 2 PHẦN:
1. PHẦN NHIỆT KHUÔN
- Chiếm tỷ lệ nhỏ
- Cơ hội tiết giảm tối đa 7%, biện pháp đơn giản ít tốn kém.
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.

GREENMEKONG CO., LTD

6


SHENZHEN INVT ELECTRIC CO., LTD.

PHẦN II : THỰC TRẠNG KHI SỬ DỤNG MÁY ÉP NHỰA
THỰC TẾ VẬN HÀNH CỦA MÁY ÉP KHUÔN CHO
THẤY TRONG MỖI CHU KỲ VẬN HÀNH CÓ 5 CHU
TRÌNH CHÍNH BAO GỒM:
1. ĐÓNG KHUÔN - Mold closing
2. BƠM KEO - Injection

N EW

Tiêu tốn
năng
lượng

3. ĐỊNH HÌNH – Charging ( motor không cần hoạt động
ở tốc độ 100% tải gây lãng phí )
4. LÀM LẠNH - Cooling
5. MỞ KHUÔN - Mold opening

GREENMEKONG CO., LTD

7


SHENZHEN INVT ELECTRIC CO., LTD.

PHẦN II : THỰC TRẠNG KHI SỬ DỤNG MÁY ÉP NHỰA
CHU TRÌNH
VẬN HÀNH

Mold closing

(Đóng khuôn)
Injection

(Bơm keo)
Charging

(Định hình)

Cooling

(Làm nguội)
Mold opening

(Mở khuôn)

GREENMEKONG CO., LTD

8


SHENZHEN INVT ELECTRIC CO., LTD.

PHẦN III : GIẢI PHÁP VỚI BIẾN TẦN INVT
Lắp thêm bộ biến tần để điều khiển tốc độ của motor bơm dầu .
Hê thống điều khiển motor bơm dầu bằng inverter (biến tần) có
những ưu điểm sau đây:
- Điều chỉnh tốc độ motor bơm dầu vô cấp ,phù hợp với nhu cầu
thực tế của máy
- Điều chỉnh tốc độ motor dầu xuống , khi kết thúc quá trình khuôn
ép (lấy sản phẩm ra), thông qua các tín hiệu phản hồi của áp suất và
lưu lượng của hệ thống.
- Điều chỉnh tốc độ moter : tăng lên cho đến áp suất Plv (áp suất làm
việc của hệ thống) để bắt đầu quá trình khuôn ép (tạo sản phẩm ),
thông qua các tín hiệu phản hồi của áp suất và lưu lượng của hệ thống.
- Khi tốc độ của motor giảm : xuống 80% tốc độ định mức, thì tiết
kiệm được khoảng 20-30% công suất tiêu thụ
- Thoả mãn được các chế độ khởi động, chế độ điều khiển tốc độ
của motor.

- Ngoài ra còn có thể phát hiện và bảo vệ nhiều lỗi khác nhau.

GREENMEKONG CO., LTD

N EW

9


TỦ BIẾN TẦN CHV110 CHUYÊN DÙNG
TRONG MÁY ÉP NHỰA
TÍNH NĂNG VƯỢT TRỘI
1. Công nghệ sản xuất IGBT của Hãng EUPEC CHLB ĐỨC => Đảm bảo về
độ bền bỉ , hiệu xuất cao.
2. Chức năng điều khiển chuyên biệt và mạnh mẽ nhất : Sensorless Vector
Control (SVC).
3. Thời gian chịu được quá tải lên đến 180% trong vòng 30s , momen khởi
động cực lớn ở tần số 0.5 Hz. Độ phân giải điều chỉnh tốc độ: 1:100 (SVC);
1:1000 (VC) ,
Độ chính xác tốc độ: ± 0.5% tốc độ Max (SVC); ± 0 .02% tốc độ Max (VC)
4. Khả năng chống nhiễu cực kỳ hiệu quả với bộ lọc nhiễu đầu vào.
5. Tính năng thông minh nhờ khả năng so sánh áp suất và lưu lượng để đưa ra
chế độ điều khiển phù hợp nhất
6. Chịu nhiệt độ môi trường rất tốt nhờ hệ thống tủ bao bọc nhiều lớp bên
ngoài với tiêu chuẩn IP54
7. Có nhiều chế độ lựa chọn ngõ vào điều khiển như : 0 ~ 1A, 0 ~ 10V, 4 ~
20mA, 0 ~ 20mA
8. Tích hợp những chương trình tính toán chức năng hồi tiếp cả về lưu
lượng , áp suất dầu để tiết kiệm năng lượng.
9. Khả năng Bypass khi có sự cố biến tần => giúp quá trình vận hành liên tục.

GREENMEKONG CO., LTD

Tiêu chuẩn IP54

NEW

10


SHENZHEN INVT ELECTRIC CO., LTD.

SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TU TIẾT KIỆM ĐIỆN

GREENMEKONG CO., LTD

11


SƠ ĐỒ GIẢI PHÁP TỔNG QUÁT ĐÃ ỨNG DỤNG
Local operation

PLC

CHV110
Pressure Signal Input

RS - 485

Speed Signal Input

PID
Voltage currrent
Transformer

Solenoid valve

GREENMEKONG CO., LTD

12


ƯU ĐIỂM CỦA TỦ BIẾN TẦN INVT
Lưu lượng
Áp suất
Công suất
Công suất =

tỷ lệ với bậc 1 với tốc độ :
tỷ lệ với bậc 2 với tốc độ :
tỷ lệ với bậc 3 với tốc độ :
Lưu lượng x áp suất

n
n2
n3

Do đó, một sự thay đổi nhỏ của tốc độ vòng quay cũng
làm giảm công suất đến bậc 3 lần lượng tiêu hao điện tiêu
thụ cho động cơ.

Tốc độ
bơm

% Tiết kiệm
điện

100%

0%

75%

58%

50%

88%

25%

98%
GREENMEKONG CO., LTD

13


14

15


Công thức tính như sau
Ptb (KW) = Pđm x (Km – 0,5 x (Kt - 0,4))
Trong đó:
Ptb là công suất trung bình sau khi lắp đặt biến tần
Km là (%) công suất tiêu thụ sau khi lắp biến tần
Pđm là công suất định mức của motor
Km max = 80%, Km min = 20%
Kt = (Tnguội + TInj. Low) / Tct
Trong đó
Kt : Hệ số % thời gian mà máy hoạt động ở mức thấp nhất
Tnguội: Thời gian làm nguội sản phẩm
TInj. Low : Thời gian giữ áp suất.

Theo đồ thị trên ta có bảng công suất trung bình như sau:
Chu trình
hoạt động

Đóng
Phun
khuôn

Thời gian (s)

3s

3.5s

3s

3.5s

4s

3s

Công suất
(KW)

4

15

6

11

2

3

Giữ áp

Làm
nguội

Bơm keo

Công suất trung bình khi lắp thêm biến tần là:
Ptb (KW) = Pđm x (Km – 0,5 x (Kt - 0,4))
Pđm = 22Kw, Km = (15kw/22kw) x 100% = 68%
A = 0,5 x (Kt - 0,4) = 0,5 x (( 3,5 + 4)/20 – 0.4)

Mở
khuôn

16


MOTOR BƠM DẦU CÓ CÔNG SUẤT 22KW, CHU TRÌNH HOẠT ĐỘNG LÀ 17 S.
Chu trình

Thời gian (s)
Ptb (KW) ko Lắp tủ
biến tần INVT

Ptb (KW) Có Lắp tu
tủ biến tần
INVT

Đóng khuôn

Bơm keo

Định hình

Làm nguội

Mở khuôn

Tổng

2

5

4

4

2

17S

13.2

15.8

12.8

12.5

12.1

4.62

12.7

6.2

5.4

4.2

Atb(Kwh/H) không
lắp tủ biến tần
INVT

1.55

4.65

3.01

2.94

1.42

13.58

Atb (kwh/H) có Lắp
Tủ biến tần
INVT

0.54

3.74

1.46

1.27

0.49

7.50

GREENMEKONG CO., LTD

17


CHU TRÌNH CỦA MÁY ÉP NHỰA ,MOTOR BƠM DẦU CÓ
CÔNG SUẤT 22KW, CHU TRÌNH HOẠT ĐỘNG LÀ 17 S.
Tổng Kwh

Tiết kiệm

Atb (kwh) ko Lắp
Tủ biến tần INVT

13.58

6.08

Atb (kwh) Có lắp tủ
biến tần INVT

7.50

1 ngày Kwh

145.78

1 Tháng Kwh

11 Tháng/ Năm
Kwh

4,373.36

48,107.01

44.74%

NẾU TẠM TÍNH VỚI GIÁ ĐIỆN
: 1000Đ/Kwh

145,780

4,373,365

48,107,012

VỚI TỔNG TIỀN ĐIỆN TIẾT KIỆM MỘT THÁNG 4,373,000 VNĐ
(Tức 48,107,000 VNĐ/Năm)
VỚI XUẤT ĐẦU TƯ 34,000,000 VNĐ
(Bao gồm biến tần 22KW, hộp tủ, thiết bị phụ kiện, nhân công, .....)
Thời gian thu hồi vốn = 34,000,000/4,373,000 = 8 Tháng

GREENMEKONG CO., LTD

18


SHENZHEN INVT ELECTRIC CO., LTD.

NHỮNG LỢI ÍCH KHI LẮP TỦ BIẾN TẦN
1. ĐỘNG CƠ LÀM VIỆC ÊM VÀ NHẸ NHÀNG
HƠN,TIÊU HAO NĂNG LƯỢNG ÍT HƠN, TĂNG
TUỔI THỌ MÁY MÓC , GIẢM CHI PHÍ BẢO TRÌ
2. NHIỆT ĐỘ DẦU GIẢM ĐÁNG KỂ
3. ĐỘ PHÁT NÓNG TRÊN DÂY DẪN GIẢM DO
DÒNG ĐIỆN GIẢM.

GREENMEKONG CO., LTD

19


SHENZHEN INVT ELECTRIC CO., LTD.
ỨNG DỤNG THỰC TẾ TẠI CÁC NHÀ MÁY

Hãy tin dùng
CHV110 để
Tiết kiệm,
giá phải
chăng ,
hậu mãi tốt

GREENMEKONG CO., LTD

20


SHENZHEN INVT ELECTRIC CO., LTD.
KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG
1.Thu thập dự liệu
- Qui trình vận hành của hệ thống
- Theo dõi và đo đạt các thông số:
công suất tiêu thụ (KW), lưu lượng (Q), áp suất (P), dòng điện (A),
điện áp (V)…
- Đồ thị phụ tải của hệ thống trong ngày.
2.Phân tích & đánh giá hệ thống:
- Mức tiêu hao công suất hiện tại của hệ thống
- Tình trạng vận hành hệ thống
- Điểm làm việc tiết kiệm năng lượng nhất của hệ thống
3.Phương pháp xử lý:
- Tiết kiệm năng lượng
- Tích hợp hệ thống
- Tính ổn định hiệu quả cao
GREENMEKONG CO., LTD

21


SHENZHEN INVT ELECTRIC CO., LTD.

4.Chi phí đầu tư
Chi phí đầu tư không quá cao,

- Vật tư : Biến tần, sensor , nút ấn và phụ kiện.
- Nhân công: Nhân công lắp đặt, thiết kế, lập trình hệ thống test hệ thống và bảo trì
5. Thời hạn thu hồi vốn:
Thời hạn thu hồi vốn ngắn.
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.

GREENMEKONG CO., LTD

22


SHENZHEN INVT ELECTRIC CO., LTD.

PHẦN IV: KẾT LUẬN &THẢO LUẬN
 VIỆC TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG KHI ỨNG DỤNG
BIẾN TẦN GIÚP GIẢM CHI PHÍ, GIẢM GIÁ THÀNH,
TĂNG SỨC CẠNH TRANH CHO DOANH NGHIỆP

SAVE ENERGY

GREENMEKONG CO., LTD

23