Thực trạng:
Máy nén khí hiện nay có hai
loại máy nén khí trục vít-và máy nén khí
piston hầu hết đều theo công nghệ
cũ thường được khởi động bằng hệ thống Sao-Tam giác, cách khởi động
như trên dòng khởi động vô cùng lớn 3-4 lần dòng định mức thường gây ra
tình trạng sụt áp trên lưới điện gây tổn thất điện năng và hao mòn cơ khí
của máy nén khí. Giãi pháp mới đang được ứng dụng rộng rãi hiện nay đó là
gắn thêm Biến tần cho máy
nén khí để tiết kiệm điện
Nguyên tắc hoạt động của biến tần:
- Biến tần có chức năng thay đổi tần số để thay đổi tốc độ của động cơ không
đồng bộ và động cơ đồng bộ .
- Tính năng điều chỉnh dòng khởi động từ 0 tới dòng hoạt động ổn định
của động cơ do vậy giảm sụt áp.
Lợi ích khí gắn biến tần cho máy nén khí
- Máy nén khí ở Việt Nam thông thường được thiết kế dư
tải so với công suất sử dụng thực của nhà máy do vậy khi đủ áp trong bình khí thì
hơi được xả ra bên ngoài, trong khi động cơ vẫn chạy 100% tải dẫn tới hao
phí điện năng.
Nếu ta gắn thêm biến tần thì biến tần điều chỉnh giảm tốc độ quay của động cơ theo áp suất khí cài đặt
để tiết kiệm điện cho máy nén khí.
- Dòng khởi động nhỏ không gây sụt áp trên lưới điện và giảm hao mòn cơ
khí của máy nén.
Gắn biến tần cho máy nén khí như thế nào?
>>>Việc lắp đặt vô cùng đơn giản và không làm thay đổi tủ cũ,
hệ thống cần có mạch bypass chuyển mạch từ biến tần
sang điện lưới khi biến tần gặp sự cố. Chỉ cần gặt công tắc chuyển
mạch sang chế độ khởi động sao-tam giác như ban
đầu tránh tình trạng gián đoạn sản xuất.
1. Cách 1: Phương pháp điều khiển PID
Với phương pháp này sẽ có 1 cảm biến áp suất đăt tại bình chứa, khi áp
suất trong bình giảm thì biến tần tự động
tăng tốc độ để đủ áp suất cài đặt, khi áp suất đủ thì biến tần tự động
điều chỉnh giảm tốc độ của động cơ để tiết kiệm
điện.
2. Cách 2: Phương pháp chạy đa
cấp tốc độ dựa theo tín hiệu Load/Unload từ Relay áp suất có sẵn trong hệ
thống
Cách này thì biến tần theo 2 cấp tốc độ, chạy theo tín hiệu Load(có
tải) với tần số lớn nhất cài đặt trên biến tần (50, Và
Unload (Không tải) chạy tần số nhỏ nhất cài đặt
trên biến tần hay gọi là tần số ngủ.
Lưu ý: Có thể lắp biến tần cho loại máy nén khí nào?
Có hai loại máy nén khí phổ biến hiện nay
1. Máy nén khí trục vít: chỉ cần lắp biến tần bằng công
suất của động cơ
Lý do: máy nén khí trục vít có mô men khởi động
lớn, hoạt động êm, nhẹ tải
2.Máy nén khí Pistong: Cần mô men khởi động lớn, dòng
điện tăng cao nhất là khi khởi động và đủ áp
do vậy cần lấy biến tần trên cấp với động cơ mới có thể đáp ứng được
tải.
1. Đo đạc:
Cần khảo sát kỹ trong một chu kỳ hoạt
động của máy nén khí làm việc luôn có thời gian Load
(có tải) và thời gian
Unload (không tải) nếu máy nén khí có
thời gian Unload(không tải) > Load(có tải) càng nhiều thì
máy nén khí mới có
khả năng tiết kiệm điện cao, và
mức độ tiết thiết kiệm bao nhiêu, và khả năng hoàn vốn
thì thì phụ thuộc vào từng loại máy.
Kẹp đồng hồ vào 1 pha động cơ đo thời gian có tải T Load, dòng điện
I (Load) và Thời gian không tải T Unload, Dòng
điện I Unload (Thấy dòng điện tăng cao đó chính là thời gian Load, dòng
giảm xuống là thời gian Unload)
sau đó tính trung bình 10 chu kỳ được thời gian :T Unload(Không tải) và
T Load(có tải).
- Kiểm tra công suất của động cơ
Trường hợp điển hình:
Tối ưu hóa hệ thống khí nén nhằm giảm tiêu hao điện năng tại Công ty TNHH Dệt và Nhuộm Hưng Yên.
Công ty TNHH Dệt
& Nhuộm Hưng Yên được thành lập năm 2009 với 100% vốn của
Italy. Công ty có nhà máy tại KCN Dệt May Phố Nối, Nghĩa Hiệp, Yên Mỹ, Hưng Yên. Đây
là một trong
các công ty hàng đầu trong lĩnh
vực dệt nhuộm theo công nghệ Italy.
Sản
phẩm của Công ty là các loại vải dệt kim độc đáo có chất lượng cao, cung cấp cho thị trường khu vực Châu Á. Hàng năm, Công ty
sản xuất hơn 20 triệu mét vải các loại.
Hình ảnh
sản phẩm
Công ty rất quan tâm đến các giải pháp tiết
giảm chi phí sản xuất, đặc biệt là các giải pháp tiết kiệm năng lượng, bảo vệ môi trường. Trong thời gian vừa
qua, Công ty
đã
nhận được tư vấn của các chuyên gia Dự án Tiết
kiệm Năng lượng
trong Công nghiệp của
Bộ Công Thương và UNIDO để
thực hiện các giải
pháp tiết kiệm năng lượng, trong đó có giải pháp về
tối ưu hóa hệ thống khí nén.
Hệ
thống khí nén
Tiêu thụ điện của hệ
thống khí nén chiếm khoảng 4% tiêu
thụ điện năng của toàn Công ty. Hệ thống khí nén của Công ty
gồm 2 máy nén khí Atlas Copco,
có cùng công suất 45 kW. Các máy đều được trang bị thiết bị biến tần Siemens. Trạm khí nén hoạt động 24 giờ mỗi
ngày.
Khí nén cung cấp cho dây chuyền sản xuất
với áp suất yêu cầu tối đa là 5 ÷ 6 bar. Áp suất
cài đặt tại các máy nén khí là 7,5 bar.
Trạm
khí nén không có bộ điều
khiển chung. Năng suất của
các máy nén khí được điều
khiển bằng biến tần, vận hành tự động theo tín
hiệu áp suất. Khi áp suất bình tích tăng lên thì máy nén khí tự động giảm năng suất và ngược lại.
Một máy nén khí được cài đặt chạy
áp suất đỉnh, máy còn lại có nhiệm vụ chạy nền.
Các máy nén khí chạy
khoảng 50 ÷ 60% tải định mức.
Công ty sử dụng khí nén để cung cấp cho
công đoạn duỗi mép vải, điều khiển các
van,
đóng mở các cơ cấu
xi lanh pittong.
Trang bị máy nén khí tích hợp biến tần
Ngay từ khi xây dựng, Công ty đã tính đến 2 phương án đầu tư máy nén khí: có biến tần và
không có biến tần. Kết quả tính toán cho thấy
máy
nén khí chạy theo biến tần so với máy
nén
khí chạy theo chế độ có tải/không tải (không có biến tần) có thể tiết kiệm 20 ÷ 30% điện năng.
Công ty đã quyết định đầu tư cả 2 máy nén
khí đều trang
bị
sẵn biến tần. Qua thực tế vận
hành, sau 1 năm, tỷ lệ điện năng tiết kiệm là 22%.
Nếu máy chạy theo chế độ có tải/không
tải, điện năng tiêu thụ khoảng
338.000 kWh/năm. Trong khi trang
bị
biến tần, điện năng tiêu thụ của máy nén khí chỉ là 263.000 kWh/năm. Như vậy, việc trang bị máy nén khí có tích hợp biến tần giúp Công ty tiết kiệm được 75.000 kWh/năm. Để đầu tư thêm 2 biến tần Siemens, Công ty
cần
đầu tư 178 triệu. Thời gian hoàn vốn của giải pháp
là 21,3tháng.
Giảm rò rỉ khí nén trên hệ thống
Rò rỉ khí nén là một trong
các nguyên nhân chính làm tăng tiêu hao điện năng của máy nén khí. Nhận thức được điều này, từ năm
2014, Công ty đã thiết lập qui trình kiểm tra và
khắc phục rò rỉ khí nén. Định kỳ mỗi tháng
1 lần, Công ty tổ chức xác định tỉ lệ rò rỉ khí nén, xác định các vị trí rò rỉ khí nén để loại
bỏ. Nhờ kiểm soát tốt, tỷ lệ rò rỉ khí nén của hệ thống khí nén hiện tại dao động
trong khoảng 9 ÷ 12%. Từ năm 2013 trở về trước, tỷ lệ rò rỉ khí nén trong hệ thống vào khoảng
15 ÷
20%. Lượng rò rỉ khí nén giảm được khi thực
hiện giải
pháp là 7%.
Tính trung bình, nhờ kiểm soát tốt lượng khí nén rò rỉ, mỗi năm Công ty đã tiết kiệm được 18.400 kWh điện, tương
ứng 25 triệu đồng.
Giải pháp này gần như không mất chi phí đầu
tư và đem lại hiệu quả
rất lớn.
Giảm áp suất khí nén cho phù hợp với
nhu cầu
Trước đây, các máy
nén
khí vận hành với áp suất cài đặt tại trạm máy nén khí là 7,9 bar trong
khi áp
suất yêu cầu tại
nơi sử dụng là từ
5 ÷ 6 bar. Nhận thấy áp suất đặt tại trạm khá
cao, dư thừa nhiều so với nhu cầu sử dụng, cán bộ kỹ thuật của Công ty đã nghiên cứu điều chỉnh giảm áp suất cài đặt đi một mức là
0,4 bar. Giải pháp này đã giúp Công ty
giảm tiêu thụ điện năng cho hệ thống máy nén khí là 2,9%. Tính ra, tiêu thụ điện năng
của trạm
khí nén
giảm đi mỗi
năm là 7.600
kWh. Tương ứng chi phí tiết kiệm được là 10 triệu
đồng/năm mà không cần vốn đầu tư.

Ngay từ khi thiết kế, lắp đặt trạm khí nén Công
ty đã cố gắng tìm kiếm các giải pháp thiết kế
tốt, tiết kiệm năng lượng. Gió nóng thải ra từ máy nén khí được tập trung và dẫn
ra ngoài trạm khí nén thông qua một kênh
dẫn. Nhờ
vậy nhiệt độ trong
trạm khí nén chênh lệch rất nhỏ so với nhiệt độ bên ngoài môi trường. Điều này giúp tăng hiệu suất máy
nén
khí lên khoảng 1% so với trường hợp xả trực tiếp gió nóng
trong trạm khí nén.
Tăng cường
quản lý
nội vi và
bảodưỡng thiết bị khí nén
Ngoài ra, Công
ty còn tổ chức thực hiện triệt để việc kiểm soát quá trình vận hành máy nén
khí, kiểm soát việc sử dụng khí nén một cách
tối ưu. Một số biện pháp
điển hình:
- Nghiêm cấm các hành vi sử dụng khí nén
lãng phí: sử dụng khí nén
để vệ
sinh quần áo, vệ
sinh nhà xưởng ...
- Lắp đặt công tơ riêng theo dõi tiêu thụ điện năng tại trạm máy nén khí. Nhờ vậy Công ty có thể đánh giá khá chính xác
hiệu quả vận hành máy nén
khí.
- Xác định các thông
số vận
hành
ảnh hưởng
chính đến tiêu hao năng
lượng
để theo dõi thường xuyên. Các thông số được theo
dõi như: áp suất đầu đẩy máy nén
khí, độ chênh áp suất
qua bộ lọc dầu, nhiệt độ trạm
khí nén ...
Biến
Tần Cho Máy Nén Khí
Phần một : Giới thiệu máy
nén khí và chế độ hoạt động khi sử dụng biến tần.
Cấu tạo máy nén khí:
Khí nén được tạo ra từ máy nén khí, ở đó năng lượng cơ học của động cơ điện hoặc của động cơ đốt trong được chuyển đổi thành năng lượng khí nén và nhiệt năng. Máy nén khí được hoạt động theo hai nguyên lý sao:
Khí nén được tạo ra từ máy nén khí, ở đó năng lượng cơ học của động cơ điện hoặc của động cơ đốt trong được chuyển đổi thành năng lượng khí nén và nhiệt năng. Máy nén khí được hoạt động theo hai nguyên lý sao:
- Nguyên lý thay đổi thể tích :
Không khí được dẫn vào buồng chứa, ở đó thể tích của buồng chứa sẽ nhỏ lại. Như
vậy theo định luật Boyle-Matiotte Áp suất trong buồng chứa sẽ tăng lên. Máy nén
khí hoạt động theo nguyên lý này như kiểu máy nén khí piston, bánh răng, cánh
gạt
- Nguyên lý động năng : không khí
được dẫn trong buồng chứa và được gia tốc bởi một bộ phận quay với tốc độ cao,
ở đó Áp suất khí nén được tạo ra nhờ sự chênh lệch vận tốc, nguyên tắc này tạo
ra lưu lượng và công suất rất lớn. Máy nén khí hoạt động theo nguyên lý này như
máy nén khí ly tâm.
PHÂN LOẠI:
Máy nén khí kiểu piston:
Máy nén khí piston một cấp Ở kì nạp, chân không được tạo lập phía trên piston, do đó không khí được đẩy vào buồng nén không qua van nạp. Van này mở tự động do sự chênh lệch áp suất gây ra bởi chân không ở trên bề mặt piston. Khi piston đi xuống tới “ điểm chếch dưới” và bắc đầu đi lên., không khí đi vào buồng nén do sự mất cân bằng áp suất phía trên và dưới nên van nạp đóng lại và quá trình nén khí bắt đầu xảy ra. Khi áp suất trong buồng nén tăng tới một mức nào đó sẽ làm cho van thoát mở ra, khí nén sẽ thoát qua van thoát để đi vào hệ thống khí nén.
Máy nén khí kiểu piston:
Máy nén khí piston một cấp Ở kì nạp, chân không được tạo lập phía trên piston, do đó không khí được đẩy vào buồng nén không qua van nạp. Van này mở tự động do sự chênh lệch áp suất gây ra bởi chân không ở trên bề mặt piston. Khi piston đi xuống tới “ điểm chếch dưới” và bắc đầu đi lên., không khí đi vào buồng nén do sự mất cân bằng áp suất phía trên và dưới nên van nạp đóng lại và quá trình nén khí bắt đầu xảy ra. Khi áp suất trong buồng nén tăng tới một mức nào đó sẽ làm cho van thoát mở ra, khí nén sẽ thoát qua van thoát để đi vào hệ thống khí nén.
* Cả hai van nạp và thoát thường
có lò xo và các van đóng mở tự động do sự thong khí sự chênh lệch áp suất ở
phía của mỗi van.
* Sao khi piston lên đến “điểm chết trên” và bắt đầu đi xuống trở lại, van thoát đóng và một chu trình nén khí mơi bắt đầu.
Máy nén khí kiểu trục vít:
* Máy nén khi trục vít hoạt động theo nguyên lý thay đổi thể tích. Máy nén khí trục vít gồm có hai trục. Trục chính và trục phụ.
* Máy nén khí trục vít có khoảng năm 1950 và đã chiếm lĩnh một thị trường lớn trong lãnh vựt khí nén, Loại máy nén khí này có một vỏ đặt biệt bao boc quanh hai trục vít quay, 1 lồi một lõm. Các răng của hai trục vít ăn khớp với nhau và số răng trục vít lồi ít hơn trục vít lõm 1 đến 2 răng. Hai trục vít phải quay đồng bộ với nhau, giữa các trục vít và vỏ bọc có khe hở rất nhỏ.
* Sao khi piston lên đến “điểm chết trên” và bắt đầu đi xuống trở lại, van thoát đóng và một chu trình nén khí mơi bắt đầu.
Máy nén khí kiểu trục vít:
* Máy nén khi trục vít hoạt động theo nguyên lý thay đổi thể tích. Máy nén khí trục vít gồm có hai trục. Trục chính và trục phụ.
* Máy nén khí trục vít có khoảng năm 1950 và đã chiếm lĩnh một thị trường lớn trong lãnh vựt khí nén, Loại máy nén khí này có một vỏ đặt biệt bao boc quanh hai trục vít quay, 1 lồi một lõm. Các răng của hai trục vít ăn khớp với nhau và số răng trục vít lồi ít hơn trục vít lõm 1 đến 2 răng. Hai trục vít phải quay đồng bộ với nhau, giữa các trục vít và vỏ bọc có khe hở rất nhỏ.
* Khi các trục vít quay nhanh,
không khí được hút vào bên trong vỏ thông qua cửa nạp và đi vào buồng khí ở
giữa các trục vít và ở đó không khí được nén giữa các răng khi buồn khí nhỏ
lại, sao đó khí nén đi tới cửa thoát. Cả cửa nạp và cửa thoát sẽ được đống hoặt
được mở tự động khi các trục vít quay hoặc không che các cửa, Ở cửa thoát của
máy nen khí có lắp một van một chiều để ngăn các trục vít tự quay khi quá trình
nén dã ngừng.
GIẢI PHÁP:
Hiện nay ở nước ta đang có rất nhiều nhà máy sử dụng khí nén phục vụ cho sản xuất. Trước đây tôi cũng làm cho một Nhà máy sản xuất và lắp ráp linh kiện điện tử, hầu hết đều được sử dụng theo phương pháp:
Hiện nay ở nước ta đang có rất nhiều nhà máy sử dụng khí nén phục vụ cho sản xuất. Trước đây tôi cũng làm cho một Nhà máy sản xuất và lắp ráp linh kiện điện tử, hầu hết đều được sử dụng theo phương pháp:
+ Có sự suy giảm Áp suất khí (
trường hợp này gọi là Load)–> Áp suất trên đường ống giảm–>Bình khí nạp
làm tăng áp, Động cơ hoạt động đầy tải–> Đủ áp, ngắt hệ thống nạp. Động cơ
vẫn chạy đầy tải. Áp không tăng nữa.
+ Khi Áp suất đã đủ duy trì và
không thay đổi nữa ( Unload ),Động cơ vẫn chạy đầy tải nhưng không nạp khí để
tăng áp nữa và trong một khoảng thời gian không sử dụng tùy vào người SD cài
đặt, sẽ cho Động cơ OFF . Áp giảm tới Pgh min sẽ cho ON trở lại.
Trong cả hai Trường hợp kể trên,
động cơ thường được sd bộ Khởi động SAO – TAM GIÁC. Tuy có thể giảm được dòng
Khởi động nhưng đối với một số Nhà máy có lưu lượng khí sử dụng thay đổi liên
tục thì điều này cũng làm ảnh hưởng đáng kể đến mạch khởi động, Động cơ và cả
Lưới điện.
Vậy nếu bài toán tiết kiệm được
đặt ra thì ta sẽ dùng thiết bị nào để vừa khắc phục được các nhược điểm trên mà
còn có khả năng tiết kiệm chi phí điện năng ( Chiếm 70% chi phí sản xuất ) cho
Doanh nghiệp???
Hiện tại, tôi thấy có rất nhiều
dòng Biến tần có ƯD rất nhiều PP điều khiển tối ưu. Mang lại hiệu quả kinh tế
cao do khả năng tiết kiệm Điện năng khi vận hành (khoảng 20-45%).
Sẽ có hai Phương pháp được sử
dụng :
+ SD Bộ điều khiển có hồi tiếp
PID, tín hiệu hồi tiếp từ cảm biến Áp suất đưa về.
+ SD Tín hiệu Load/ Unload hoặc từ Relay Áp suất để điều khiển Biến tần chạy đa cấp tốc độ.
+ SD Tín hiệu Load/ Unload hoặc từ Relay Áp suất để điều khiển Biến tần chạy đa cấp tốc độ.
1. Phương pháp PID
Phương pháp này ta sẽ sử dụng một
cảm biến áp suất đưa về làm tín hiệu phản hồi cho Bộ điều khiển PID và do đặc
tuyến làm mát mà ta bắt buộc phải cài đặt tần số giới hạn dưới Fmin để tốc độ
Động cơ không về Zero ( Nếu tốc độ động cơ xuống quá thấp sẽ ảnh hưởng đến bộ phận
giải nhiệt). PP này được cho là khá hiệu quả trong rất nhiều trường hợp. NHưng
đôi khi nó lại mang theo những tiềm tàng mà ta cần phải lưu tâm. Trong rất
nhiều các máy nén khí, khi tôi sd pp này động cơ và biến tần thường bị nóng, bộ
phận làm mát không đủ khả năng giải nhiệt khiến Sensor nhiệt báo Over Heat liên
tục.
Kiểm tra lại thì thấy Tải thay đổi thường xuyên, chu kỳ Load/ Unload quá nhỏ khiến Biến tần và động cơ luôn hoạt động trong tình trạng Nhấp/ Nhả. Dùng máy đo tần số thì thấy xuất hiện rất nhiều răng cưa và gần như Tần số hoạt động không ổn định tại một điểm mà dao động liên tục xung quanh ngưỡng đó.
Kiểm tra lại thì thấy Tải thay đổi thường xuyên, chu kỳ Load/ Unload quá nhỏ khiến Biến tần và động cơ luôn hoạt động trong tình trạng Nhấp/ Nhả. Dùng máy đo tần số thì thấy xuất hiện rất nhiều răng cưa và gần như Tần số hoạt động không ổn định tại một điểm mà dao động liên tục xung quanh ngưỡng đó.
–> Chọn Biến tần có công suất
cao hơn công suất động cơ 1 cấp.
2. Phương pháp chạy đa cấp tốc độ
Như các anh chị thấy, trên hình ta chỉ cần để Biến tần chạy ở hai cấp tốc độ là đã giảm được tố đa tần số răng cưa, hơn nữa nhờ vào khả năng tăng/giảm tốc vượt trội của Biến tần thì khả năng đáp ứng cho hệ thống là rất nhanh.
Như các anh chị thấy, trên hình ta chỉ cần để Biến tần chạy ở hai cấp tốc độ là đã giảm được tố đa tần số răng cưa, hơn nữa nhờ vào khả năng tăng/giảm tốc vượt trội của Biến tần thì khả năng đáp ứng cho hệ thống là rất nhanh.
Trong PP này, Phần trăm tiết kiệm
điện năng cũng rất đáng kể. Bình thường nếu ta chưa gắn Biến tần , Động cơ luôn chạy Đầy tải. Khi sd ta có thể
cho lúc Unload 1 tần số bằng 1/2 lúc đầy tải.
ỨNG DỤNG BIẾN TẦN TRONG MÁY NÉN KHÍ
Biến tần
sử dụng chính cho các ứng dụng bơm và quạt. Nhưng công nghệ biến tần cũng sử
dụng cho các ứng dụng khác như máy nén khí và nó đang gặt hái được những lợi
ích to lớn.
Biến tần
điều khiển và kiểm soát tốc độ động cơ trong máy nén khí do đó sẽ tiết kiệm
năng lượng hơn so với phương pháp điều khiển khác mà tốc độ động cơ luôn cố
định.
Biến tần
làm giảm năng lượng đầu ra của máy nén khí, bằng cách điều khiển tốc độ của
động cơ, để đảm bảo rằng nó không chạy nhanh hơn cần thiết. Cách điều khiển
truyền thống của máy nén khí là chạy động cơ ở tốc độ tối đa và ngừng nó khi
không khí đã được nén đến áp suất chính xác. Sau đó nó được trữ trong bình chứa
với áp suất cao hơn cần thiết, để cho phép một khoản trễ trong áp suất. Phương
pháp điều khiển on-off này là lãng phí, bởi vì động cơ luôn duy trì ở tốc độ
cao mà không phụ thuộc vào nhu cầu. Một số máy nén khí được thiết kế với hệ
thống bypass, nó trả khí đã nén ở đầu ra quay lại đầu vào, một lần nữa lại lãng
phí.
Vấn đề
lãng phí năng lượng có thể tệ hơn bởi thực tế nhiều động cơ chạy non tải. Điều
này bởi vì chúng chỉ kéo dòng lên cao trong thời gian ngắn khi có tải. Ví dụ,
thực tế một động cơ 75 kW trong máy nén khí được giám sát và phát hiện có công
suất hấp thụ 83 kW trên tải. Điều này rất thường gặp trong máy nén khí trục
vít.
Việc
'oversizing' của máy nén thường liên quan đến tải thực tế đầu ra của máy nén
khí chứ không phải động cơ. Các nhà cung cấp máy nén khí thường bán máy dự
phòng cho trường hợp thiếu công suất, do vậy thường các máy này công suất lớn
hơn so với nhu cầu sử dụng thực tế.
Biến tần
làm việc bằng cách điều khiển dòng điện và điện áp cấp vào động cơ. Biến tần
chuyển đổi điện áp AC thành DC và chuyển ngược lại sang điện áp AC bằng chuyển
mạch. Chuyển động của trục động cơ có thể được điều chỉnh với độ chính xác cao,
đảm bảo ứng dụng cho hiệu suất cần thiết. Lợi ích của công nghệ này bao gồm
giảm chi phí năng lượng, giảm dòng khởi động của động cơ, cung cấp áp suất ổn
định.
Thông
thường, 1/5 hóa đơn tiền điện của nhà máy là của các máy nén khí. Phần lớn các
nhà máy hiện đại có quá nhiều liên quan đến cắt giảm chi phí, nâng cao nhận
thức và năng lượng là một mối quan tâm chính.
Tiết kiệm
chi phí điện năng lớn có thể đạt được bằng cách lắp đặt biến tần cho máy nén
khí trục vít hoặc pittong hiện hữu. Bởi vì điều này, nhiều chính phủ đang đẩy
mạnh các ngành công nghiệp để di chuyển theo hướng công nghệ này với hy vọng
làm giảm năng lượng lãng phí.
Những hỏng hóc thường
gặp ở máy biến tần - Máy nén khí có sử dụng Biến tần.
Hiện nay, Trong các dòng máy nén khí sử dụng biến tần nói riêng và các hệ
thống dùng máy biến tần nói chung, có rất nhiều loại biến tần khác nhau của
nhiều hãng, mỗi hãng lại có nhiều chủng loại tùy yêu cầu sử dụng từ đơn giản
đến phức tạp, ngày càng hoàn thiện, cải tiến. những biến tần này có thể khác
nhau về kết cấu và chi tiết linh kiện nhưng nguyên lí chung thì gần như giống
nhau .
Dù là biến tần nào thì mạch điều
khiển cũng sử dụng hầu hết là các IC kết hợp với tranzito, điốt ổn áp, tụ điện
các loại và những linh kiện khác nhau như điện trở, biến áp xung…
Mạch động lực phải có thyristo,
tranzito và điốt công suất… để tạo nên loại biến tần trực tiếp hoặc biến tần
gián tiếp.
Sau đây là một số hỏng hóc thường
gặp ở một loại biến tần cụ thể (Nhật sản suất) dùng điện 3 pha 3*220V, 3A. Kí
hiệu VM1- 04-2 của hãng MIKI PULLEY, từ đây có thể suy ra sự cố ở biến tần
khác.
a. Sự cố ở mạch điều
khiển
-Khối nguồn là nơi hay bị hư hỏng
nhất vì phần lớn là các IC cũng như các linh kiện tích cực khác rất nhạy cảm
với các biến động của điện lưới, của môi trường bụi ẩm; sự tăng giảm bất thường
của lưới điện, nhiệt độ tăng cao, không khí có hơi hóa chất hoặc ở vùng gần
biển dễ gây hư hỏng các linh kiện bên trong
Cắm điện, bật công tắc cho biến
tần làm việc nhưng động cơ lấy điện từ biến tần không chạy. Không thấy có động
tĩnh gì, đèn chỉ thị nguồn cũng không sáng. Đo điện áp ra ở 3 pha U,V W bằng 0
mà điện 3 pha vào R,S,T vẫn đủ thì chác chắn có sự cố ở khối nguồn. Kiểm tra
tiếp, cầu chì không đứt, điện áp sau biến áp vẫn còn chứng tỏ cầu chỉnh lưu hỏng;
điốt hỏng hoặc điện trở lọc bị đứt. nếu bật công tắc nguồn mà cầu chì bị đứt
ngay thì nguyên nhân sự cố có thể là: biiens áp AC bị hỏng; đường dây chạm mát;
tụ lọc bị chập; điốt chỉnh lưu ngắn mạch..
Các hư hỏng được sắp xếp theo thứ
tự:
+ Cuộn dây sơ cấp hoặc thứ cấp bị
chập mạch.
+ Các tụ lọc nhiễu,tụ lọc nguồn
một chiều bị rò, chập.
+ Các điốt ổn áp bị nổ.
+ Các điốt chỉnh lưu bị hỏng.
Cuối cùng mới kiểm tra được các
điện trở, các tụ giấy, tụ gốm. riêng tranzito và nhất là IC thấy rất ít hỏng và
nếu bị hỏng thường khó phát hiện và phải có kinh nghiệm mới tìm ra được.
-Nếu khối nguồn còn tốt, đèn tín
hiệu vẫn sáng nhưng máy không chạy được hoặc làm việc không chuẩn thì hư hỏng
thường xảy ra ở khối nghịch lưu. Đo điện áp một chiều phải tốt; kiểm tra chiết
áp VR ( để điều chỉnh U một chiều vào mạch) có bị hỏng hoặc bị mòn không?
Hệ thống điều khiển gồm các biến
áp đồng pha, mạch ổn áp xoay chiều và các mạch lọc; các linh kiện tích cực như
IC thuật toán dùng cho khâu so sánh: Các IC số dùng cho mạch điều khiển số;
mạch điều khiển không đông bộ đòi hỏi những kĩ thuật khá phức tạp; có nhiều lõi
điều chỉnh đặc biệt đã được các chuyên gia của nhà sản xuất với những thiết bị
đo lường chuyên dùng, có độ chính xác cao điều chỉnh để đảm bảo tính đối xứng
của góc điều khiển a cho tất cả các kênh. Bởi vậy khi sửa chữa không được quay,
vặn điều chỉnh mò vào những linh kiện này. Cách tốt nhất là lau chùi sạch sẽ,
dùng khí nén để thổi hết bụi bẩn ra khỏi mạch in, linh kiện. Lấy máy sấy tóc
thổi khí nóng vào những chỗ nghi là nhiễm ẩm. Xiết chặt các ốc vít ở chỗ nối
dây, ấn mạnh chặt chẽ các giắc cắm, nếu cần thì hàn lại chân các linh kiện bị
bong, bị nứt. Nhiều trường hợp chỉ sửa đơn giản như trên là máy lại vận hành
tốt. Theo kinh nghiệm thì các linh kiện ở mạch điều khiển ít hỏng như ở các
mạch động lực.
b. Hư hỏng ở mạch động
lực
Mạch điều khiển vẫn tốt; bật công
tắc: đèn tín hiệu Power-RUN vẫn sáng bình thường, nhưng sau vài giây thì biến
tần nóng dần, rồi rất nongsn mạch bảo vệ tự động cắt điện, đèn tín hiệu cũng
tắt.
Nguyên nhân chủ yếu do mạch lực
có lỗi bị chập. Lần theo mạch in từ nguồn 3 pha R, S , T đến các cực A-K của
thyristo, điốt công suất xem có chỗ nào bị chạm nhau, chạm mát không? Quan sate
xem có đường nào trên mạch in bị bong lên, sùi ra hoặc có vệt cháy xem không?
Cắt điện, sờ vào từng thyristo,
từng điốt, nếu gặp bóng nào đó nóng hơn tất cả những cái kia, thì đấy chính là
nơi xảy ra sự cố. Dùng mỏ hàn tháo linh kiện nghi hỏng ra khỏi mạch in để kiểm
tra bằng đồng hồ vạn năng, nếu hỏng thì thay linh kiện mới cũng mã.kí hiệu
Kiểm tra các đường dẫn từ cực K
ra ngoài bảng nối dây, trên mạch in dẫn ra U, V, W, phải kiểm tra tất cả các
linh kiện trên mạch liên hệ với cực K co thyristo bị hỏng này, nếu tất cả đều
tốt thì cắm điệ thử biến tần cho làm việc trở lại. Đo các trị số điện áp ở
những điểm chuẩn rồi so sánh với biến tần cùng loại.
EmoticonEmoticon