Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ tư, 13/06/2007 23:52 (GMT+7)

Tiết kiệm điện năng nhờ biến tần DANFOSS – ABN

Biến tần và các tính năng ưu việt về nhiều mặt của DANFOSS - ABN

Biến tần được đánh giá là một công nghệ tiên tiến, mang lại những thay đổi lớn trong các ngành công nghiệp thế kỷ XX. Biến tần đã được ứng dụng rộng rãi trên thế giới, mới được đưa vào Việt Nam trong một vài năm gần đây và đã thể hiện được ưu điểm của mình

Nguyên lý làm việc chung của bộ biến tần khá đơn giản. Nguồn điện xoay chiều 1 pha hay 3 pha qua bộ chỉnh lưu và biến thành nguồn điện 1 chiều bởi bộ chỉnh lưu. Nhờ vậy, hệ số công suất cos j của biến tần không phụ thuộc vào tải và có giá trị ít nhất 0,96. Điện áp 1 chiều này lại được biến đổi thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng thông qua hệ IGBT bằng phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM)

Với công nghệ hiện nay, tần số chuyển mạch xung có thể lên tới dải tần số siêu âm, 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 chế độ điều khiển. Đối với tải có mô men không đổi, tỉ số điện áp tần số là không đổi.

Bộ biến tần làm việc theo nguyên tắc thay đổi tần số (cùng với thay đổi điện áp) nên luôn đảm bảo mô men khởi động đủ vượt tải ngay cả khi ở tốc độ rất thấp. Đồng thời dòng điện đưa vào động cơ không tăng, do phối hợp giữa điện áp và tần số để giữ cho từ thông đủ sinh mô men. Dòng khởi động lớn nhất của hệ truyền động biến tần chỉ bằng dòng định mức. Chính vì vậy, không làm sụt áp lưới khi khởi động, đảm bảo các ứng dụng khác không bị ảnh hưởng Bản chất tiết kiệm điện năng khi sử dụng biến tần như sau:

Đặc tính khởi động của biến tần cho phép khống chế dòng khởi động không vượt quá dòng định mức của động cơ, do đó tiết kiệm điện năng khi khởi động.

Với những ứng dụng đặc tính tải thay đổi, như băng tải, khi đầy tải, khi non tải, thường động cơ hoạt động non tải:

Biến tần làm tăng hệ số cos j (thường khoảng 0,96), tăng hiệu suất sử dụng điện, giảm tổn thất cho lưới.

Biến tần điều chỉnh tốc động động cơ cho phù hợp với yêu cầu tải thực tế, tối ưu hóa việc sử dụng điện năng.

Biến tần DANFOSS - ABN được sản xuất đầu tiên năm 1968, đến nay đã trở thành một thương hiệu nổi tiếng toàn cầu và được chứng minh về chất lượng, với các nhà máy chế tạo hiện chỉ đặt tại các nước Đan Mạch, Đức, Mỹ và NewZealand. Biến tần DANFOSS - ABN đáp ứng được dải công suất rộng, đặc tính momen thay đổi cũng như cố định, phù hợp với tất cả các loại động cơ điện trong công nghiệp.

Các biến tần của DANFOSS - ABN được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực và trong hầu hết các ngành công nghiệp, giao thông vận tải, khai khoáng gồm các loại VLT6000, VLT8000 (ứng dụng điều khiển bơm, quạt, hệ thống lạnh, có các đặc tính momen thường xuyên thay đổi và thay đổi trong các giải rộng), VLT5000, VLT5000FLUX (ứng dụng với yêu cầu momen tải lớn như máy nén, băng tải, máy nghiền, v.v…).

Theo đánh giá của các chuyên gia đầu ngành thuộc Đại học Bách khoa Hà Nội, biến tần của DANFOSS - ABN tỏ ra hơn hẳn so với các loại biến tần khác nhờ có các tính năng kỹ thuật ưu việt đặc biệt, như:

Dãy công suất rộng đến 500kW (có thể sử dụng cho hầu hết các chủng loại thiết bị điện trong các mỏ hầm lò, lộ thiên và các nhà máy sàng tuyển than, cũng như trong các công trình công nghiệp nặng khác); Cấp bảo vệ IP20 và IP54 (rất phù hợp với điều kiện vận hành trong các môi trường của các ngành công nghiệp nặng);

Có thể lắp cạnh nhau (rất thuận tiện cho việc thiết kế lắp đặt và phù hợp với các khoảng không gian tối thiểu có sẵn, không làm thay đổi kết cấu lớn).

Tất cả đều được thiết kế có bộ lọc nhiễu tần số radio RFI, tương thích với chuẩn EN55011/1A (có thể sử dụng lắp đặt ở bất kỳ nơi nào, không gây ảnh hưởng đến điều kiện làm việc của các loại thiết bị điện tử tin học, viễn thông khác trong dây chuyền sản xuất);

Thiết kế thân thiện với người sử dụng. Rất dễ dàng lắp đặt, cài đặt và vận hành (phù hợp với mọi trình độ quản lý vận hành của công nhân trực tiếp sản xuất).

Màn hình điều khiển hiển thị có thể tháo rời. Có thể vận hành tại chỗ hoặc từ xa.

Mômen khởi động lớn.

Có chế độ tự động cập nhật thông số động cơ AMA nhằm tối ưu hoạt động của hệ thống.

Có bộ điều khiển PID

Có chế độ Sleep mode cho phép tiết kiệm năng lượng.

Các chân vào/ra kỹ thuật số, vào/ra tương tự với chức năng lập trình được.

Giao thức truyền thông nối tiếp RS485, cho phép truyền thông với PLC hoặc máy tính.

Có đủ các chức năng bảo vệ cần thiết:

Bảo vệ quá nhiệt động cơ bằng điện tử chống quá tải.

Giám sát nhiệt độ của bộ tản nhiệt nhằm bảo vệ khi nhiệt độ bộ tản nhiệt tăng tới 800 oC.

Bảo vệ ngắn mạch trên động cơ.

Bảo vệ chạm đất, chạm vỏ động cơ.

Giám sát mạch trung gian nhằm bảo vệ điện áp DC quá cao hoặc quá thấp.

Bảo vệ mất pha động cơ.

Bảo vệ mất pha nguồn. Bộ biến tần sẽ điều khiển dừng mềm.

Áp dụng biến tần DANFOSS-ABN cho hệ thống sàng than Cọc Sáu

Cụm nhà máy sàng than 1 và tuyến băng tải đi ga B là hệ thống sàng than chủ yếu của Công ty Than Cọc Sáu. Đây là hệ thống có công suất lớn (tương đương nhà sàng Nam Cầu Trắng của Công ty Tuyển than Hòn Gai), có biên động phức tạp, có yêu cầu điều khiển nghiêm ngặt, có mức tiêu thụ điện năng rất lớn (khoảng một triệu kWh/năm). Qua khảo sát thực tế cho thấy, hệ thống này chỉ hoạt động ở một cấp tốc độ và lượng than vào thay đổi liên tục theo ngày và theo mùa. Do đó, phần lớn thời gian các động cơ của hệ thống đều hoạt động non tải, hiệu suất sử dụng điện lưới rất thấp.

Trong bước đầu thực hiện nhiệm vụ hiện đại hóa và tự động hóa dây chuyền sàng than của mình, Công ty Than Cọc Sáu đã đề ra yêu cầu khá cao, nhằm đồng thời giải quyết 3 vấn đề lớn: (i) tiết kiệm điện năng, giảm chi phí sản xuất; (ii) nâng cao độ ổn định và an toàn trong vận hành của hệ thống thiết bị; và (iii) tự động hóa quá trình điều khiển sản xuất.

Để giải quyết nhiệm vụ trên, về mặt kỹ thuật, có thể sử dụng biến tần. Nhưng để đảm bảo hiệu quả kinh tế, phương án áp dụng biến tần phải được tính toán rất chi tiết, vừa đảm bảo được cả 3 mục tiêu đã đề ra, vừa đảm bảo việc lắp đặt không ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống, ngay cả trong các ngày nghỉ nhưng do yêu cầu sản xuất, hệ thống vẫn phải hoạt động hết công suất.

Sau khi phân tích kỹ tình hình thực tế sản xuất, yêu cầu công nghệ, và tìm hiều thiết bị của một số hãng, Công ty Than Cọc Sáu đã quyết định triển khai phương án lắp đặt 23 biến tần loại VLT5000 của hãng DANFOSS - ABN (Đan Mạch Mỹ) kết hợp với PLC điều khiển cho 23 động cơ của hệ thống sàng than.

Sau khi hệ thống được lắp đặt đã đáp ứng được các yêu cầu ban đầu đề ra:

Việc tự động hóa điều khiển đã được thực hiện khá đơn giản: Từ trung tâm điều khiển phát lệnh điều khiển chạy/dừng, chọn cấp tốc độ cho từng tuyến. Lệnh điều khiển được hệ PLC xử lý, chuyển đến từng biến tần ở chòi 1, và chuyển đến hệ PLC ở chòi 2 và chòi 3 xử lý tiếp trước khi phát lệnh và nhận tín hiệu từ các biến tần tương ứng.

Do mặt bằng phân bố rộng, cả hệ thống có chiều dài trên 700m, phải bố trí thành 3 tủ biến tần, tại các chòi 1, chòi 2 và chòi 3.

Bàn điều khiển đặt tại chòi 1.

Hệ thống khởi động liên động thành tuyến.

Hệ thống được đặt 3 cấp tốc độ: 1, 2, và 3

Người vận hành chọn tốc độ tại bàn điều khiển chòi 1, tùy theo lượng than cấp vào.

Vận hành liên động theo 3 tuyến:

Tuyến 1: Máy cấp liệu 1 => Băng cấp liệu 1 => Sàng 1 => Băng bã 1 => Băng nhặt 1 => Băng than cục 1 => Tuyến băng than cám

Tuyến 2: Máy cấp liệu 2 => Băng cấp liệu 2 => Sàng 2 => Băng bã 2 => Băng nhặt 2 => Băng than cục 2 => Tuyến băng than cám

Tuyến 3: Máy cấp liệu 3 => Băng cấp liệu 3 => Sàng 3 => Băng bã 2 => Băng nhặt 2 => Băng than cục 2 => Tuyến băng than cám.

Về tiết kiệm điện năng: Do chọn được cấp tốc độ nên hệ thống đảm bảo hoạt động hợp lý tùy theo lượng than cấp, do đó giảm được điện năng tiêu thụ, đồng thời vẫn đảm bảo năng suất. Ngoài ra, dòng khởi động thấp, với số lần khởi động cao, các đồng hồ đo đếm điện năng cho thấy đã tiết kiệm đáng kể lượng điện năng so với hệ thống cũ.

Về độ ổn định và an toàn của thiết bị: do đặc tính khởi động mềm bằng biến tần, toàn bộ hệ thống băng tải không bị sốc cơ khí khi khởi động, tuổi thọ của các con lăn sẽ tăng lên đáng kể và dây băng cũng sẽ không hay bị đứt.

Sau thời gian theo dõi chạy liên tục, cán bộ kỹ thuật và công nhân vận hành của cụm nhà máy sàng Công ty Than Cọc Sáu đều đã có chung các nhận xét đánh giá về mặt kỹ thuật:

Dòng khởi động rất thấp, không tăng đột biến, không làm sụt điện áp lưới.

Khởi động êm, tốc độ tăng đều, từng băng tải không bị sốc cơ khí.

Hệ thống vận hành đơn giản.

Dòng điện hoạt động thấp, khoảng 1/2 so với hệ thống cũ.

Năng suất của hệ thống thiết bị có sử dụng biến tần không giảm so với hệ thống cũ.

Nhận xét

Với đặc tính khởi động mềm, dòng khởi động thấp, điều khiển vô cấp tốc độ động cơ, việc áp dụng biến tần loại Danfoss - ABN không chỉ tăng tuổi thọ thiết bị mà còn giảm ảnh hưởng đến lưới điện, có thể điều khiển tối ưu theo đúng nhu cầu tiêu thụ, cho phép tiết kiệm điện năng rất lớn.

Việc đưa biến tần DANFOSS - ABN vào sản xuất công nghiệp ở VN là một thành công rất đáng kể của các cán bộ kỹ thuật Công ty Than Cọc Sáu. Nhờ thành công ban đầu, Công ty Than Cọc Sáu sẽ tiếp tục triển khai áp dụng các biến tần của Danfoss - ABN cho các dây chuyền công nghệ khác như bơm nước, vận tải than v.v.

Xem Thêm

Thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức
Sáng ngày 28/7, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã phối hợp với Viện Khoa học và Quản lý kinh tế (IESEM) tổ chức hội thảo "Thực trạng và giải pháp thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức trong bối cảnh Cách mạng công nghiệp 4.0".
Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.

Tin mới

Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Lào Cai tổ chức Hội thảo “Cùng nhau an toàn trên không gian mạng AI”
Sáng 17/8, tại phường Yên Bái, tỉnh Lào Cai, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Lào Cai phối hợp với Trung tâm Phát triển Khoa học công nghệ và Chăm sóc sức khỏe cộng đồng và Câu lạc bộ Trí thức trẻ tỉnh Lào Cai tổ chức Hội thảo chuyên đề “Cùng nhau an toàn trên không gian mạng thời đại trí tuệ nhân tạo AI”.
Đắk Lắk: Sức sáng tạo tuổi trẻ đối với hoạt động khoa học công nghệ
Ngay sau Đại hội Liên hiệp Hội tỉnh Đắk Lắk lần thứ I, nhiệm kỳ 2026–2031, hoạt động chuyên môn đầu tiên được triển khai là chấm sơ khảo Cuộc thi Sáng tạo dành cho thanh thiếu niên và nhi đồng lần thứ I năm 2026. Với 170 mô hình tham gia, cuộc thi cho thấy sức sáng tạo phong phú của tuổi trẻ, nhất là ở những lĩnh vực gắn với công nghệ, phát triển kinh tế và ứng phó với biến đổi khí hậu.
Thống nhất các nội dung chuẩn bị Đại hội IX Liên hiệp Hội Việt Nam
Sáng 12-8, tại Hà Nội, Đoàn Chủ tịch và Hội đồng Trung ương Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam tổ chức Hội nghị Đoàn Chủ tịch lần thứ 19 và Hội nghị Hội đồng Trung ương lần thứ 13 khóa VIII dưới hình thức trực tiếp và trực tuyến, nhằm tập trung rà soát, thống nhất các nội dung chuẩn bị Đại hội đại biểu toàn quốc Liên hiệp Hội Việt Nam lần thứ IX, nhiệm kỳ 2026-2031
Quảng Trị: Tập huấn cập nhật kiến thức chăm sóc người bệnh
Ngày 11/8, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật (Liên hiệp Hội) tỉnh phối hợp với Hội Y học tỉnh tổ chức tập huấn “Cập nhật kiến thức, nâng cao kỹ năng chăm sóc người bệnh”, nhằm cập nhật kiến thức chuyên môn và y khoa mới, nâng cao kỹ năng chăm sóc người bệnh cho đội ngũ điều dưỡng.
Đại hội lần thứ nhất Liên hiệp Hội Việt Nam – Dấu mốc khai sinh mái nhà chung của trí thức khoa học và công nghệ
Ngày 26/3/1983, tại Thủ đô Hà Nội, Đại hội thành lập Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam được tổ chức. Từ dấu mốc lịch sử ấy, một tổ chức chung của đội ngũ trí thức khoa học và công nghệ Việt Nam chính thức hình thành, mở ra hành trình tập hợp, đoàn kết và phát huy trí tuệ của các nhà khoa học vì sự nghiệp xây dựng và phát triển đất nước.