Ngày nay ở những nhà máy lớn thì thiết bị chính tiêu thụ nhiều điện năng đó chính là biến tần. Vì vậy các nhà quản lý năng lượng luôn phân tích việc sử dụng điện năng ở những động cơ này để tính toán sao cho sử dụng một cách tiết kiệm điện năng nhất. Và một trong những thiết bị phụ trở giúp giảm chỉ số điện do motor gây ra là đó là chính là biến tần. Vậy tại sao biến tần cho motor lại tiết kiệm được điện năng. Cùng tìm hiểu qua tại sao dùng biến tần cho động cơ lại tiết kiệm điện?
Nguyên tắc hoạt động cơ bản của biến tần
Biến tần được cấu tạo dựa trên những linh kiện bán dẫn và board mạch phức tạp, nhưng trên nguyên tắc cơ bản là dùng Diode để chuyển điện xoay chiều thành điện 1 chiều, sau đó lại dùng vi xử lý điều khiển IGBT chuyển điện 1 chiều thành 1 dạng điện gần giống điện xoay chiều và sử dụng được cho các loại motor 3 pha. Mục đích chính của biến tần được dùng để điều khiển tốc độ của động cơ, bởi vì khả năng điều chỉnh tần số của nó sẽ làm cho motor thay đổi tốc độ đây là yêu cầu ban đầu được đặt ra để biến tần ra đời.
Sau khi quá trình sử dụng thực tế thì khi gắn biến tần cho động cơ với một số ứng dụng đặc biệt thì người ta thấy rằng so với lúc chưa gắn biến tần thì lượng điên năng tiêu thụ của động cơ giảm rất nhiều từ 20-30%, cá biết có ứng dụng giảm lên đến 40-50%. Chính vì vậy mà trong hiện nay một trong những ứng dụng quan trọng của biến tần đó chính là tiết kiệm điện năng tiêu thụ của motor điện 3 pha.
Vậy tại sao sử dụng biến tần cho động cơ lại tiết kiệm điện
Nếu bình thường động cơ 3 pha sử dụng điện lưới( 3 pha) thì động cơ sẽ hoạt động ở 50hz và tạo ra công suất 100% ở cốt ra của motor. Tuy nhiên một số trường hợp công suất đầu không được sử dụng hết và hao phí, nên khi chúng ta lắp biến tần vào sẽ điều chỉnh tần số ngõ ra ở một mức thích hợp để đủ công suất đầu ra cần dùng. Phần trăm công suất không dùng tới được điều chỉnh bằng biến tần cũng chính là phần điện năng tiêu thụ mà khi lắp biến tần vào chúng ta đã tiết kiệm được.
Lưu ý ở những trường hợp luôn luôn cần tối đa công suất đầu ra thì việc lắp biến tần sẽ gây lãng phí vốn đầu tư và tăng lượng điên năng tiêu thụ.
Ví dụ như một loại máy tiện chỉ cần motor 3.7kW là đủ để kéo mâm xoay nhưng vì một lý do nào đó mà người ta gắn motor lên tới 5.5kW. Trong tình huống này nếu gắn biến tần vào và điều khiển tốc độ động cơ này quay chậm lại thì sẽ tiết kiệm được một lượng năng tương đối đáng kể.
Những ứng dụng nào khi lắp biến tần sẽ tiết kiệm được điện năng
Như đã phân tích ở trên, những ứng dụng có phần cơ năng hao phí trong quá trình sử dụng sẽ được biến tần điều tiết và giảm sự hao phí đó dẫn tới việc tiết kiệm điện năng. Sau đây là một số ví dụ tiêu biểu của những ứng dụng có tỷ lệ phần trăm điện năng tiết kiệm cao thường được các bạn quan tâm.
Ví dụ như máy nén khí trục vít, khi áp suất đầu ra đủ thì biến tần sẽ sẽ điều khiển động cơ chạy ở tốc độ chậm nhưng vẫn đảm bảo áp suất đủ theo yêu cầu khi cần sử dụng, vì vậy lắp biến tần ở một số loại máy nén khi sẽ tiết kiệm được lượng điện năng đáng kể tùy theo công suất và thực trạng sử dụng hiện tại.
Ở một số hệ thống sử dụng bơm nước dạng điều áp một biến tần có thể điều khiển nhiều bơm chạy theo cảm biến áp suất nhằm ổn định áp suất nước trong đường ống cũng là một trong những ứng dụng khi gắn biến tần sẽ tiết kiệm được nhiều điện năng.
Lưu ý khi nghiên cứu bài toán tiết kiệm điện của inverter các bạn cần phải khảo trực tiếp hệ thống về các thông số như công suất motor, điện áp, dòng điện tải thực tế, thời gian sử dụng thực tế tại nhà xưởng để tính ra chính xác lượng điện năng tiết kiệm qua đó đưa ra phương án đầu tư inverter cho thích hợp.
