Delta điều khiển cho bơm điều áp

Biến tần Delta cho bơm điều áp

Theo phương pháp điều khiển truyền thống thì việc điều chỉnh lưu lượng của bơm được thực hiện bằng valve tiết lưu do vậy động cơ vẫn chạy ở chế độ định mức ngay cả khi nhu cầu phụ tải đã thỏa mãn do vậy không dẫn đến hiệu quả tiết kiệm năng lượng.

Nguyên lý của việc tiết kiệm năng lượng

Nhu cầu sử dụng nước thay đổi liên tục trong ngày. Vào những giờ cao điểm thì sử dụng nhiều còn lại vào những giờ thấp điểm thì sử dụng rất ít do vậy chúng ta có thể sử dụng biến tần để thay đổi tốc độ của bơm theo nhu cầu của phụ tải nhằm dẫn đến hiệu quả tiết kiệm năng lượng.

Theo định luật Affinity ta có định luật bơm, quạt sau:

+ Lưu lượng Q tỉ lệ thuận với tốc độ N:

+ Áp suất H tỉ lệ với bình phương của tốc độ N:

+ Công suất P tỉ lệ với lập phương tốc độ N:

Từ biểu thức trên chúng ta có thể thấy được khi tốc độ quay của motor giảm 50% so với tốc độ quay định mức, lưu lượng nước cung cấp cho hệ thống đường ống cũng giảm 50%, áp suất đường ống giảm chỉ còn 25% và công suất tiêu thụ của motor giảm chỉ còn 12.5%.Do vậy một dẫn đến hiệu quả tiết kiệm năng lượng rất lớn. Đây là nguyên lý tiết kiệm điện bằng phương pháp thay đổi tần số. Điều này đã được chứng minh bằng thực tế trong thời gian dài, việc ứng dụng biến tần vào hệ thống bơm điều áp và dùng công nghệ thay đổi tần số thay đổi tốc độ quay của bơm điều chỉnh lưu lượng để thay thế cho việc dùng valve có thể đạt được hiệu quả trong việc tiết kiệm điện. Ngoài ra, chức năng khởi động mềm và đặc tính điều chỉnh tốc độ mịn của biến tần có thể thực hiện điều chỉnh lưu lượng, áp suất ổn định, giảm rung động, dòng khởi động, cải thiện hệ số công suất, nâng cao tuổi thọ của các thiết bị (động cơ, khớp truyền động...)

Khảo sát của hãng Delta về phần trăm tiêu phụ năng lượng khi tốc độ thay đổi

Tư vấn Giải pháp bơm điều áp với biến tần VFD-F series của Delta

Nguyên lý hoạt động của biến tần khá đơn giản, đầu tiên nguồn điện xoay chiều 3 pha hoặc 1 pha được chỉnh lưu và lọc thành nguồn điện một chiều nhờ cầu chỉnh lưu diode và tụ điện. điện áp một chiều này sẽ được nghịch lưu thành điện áp xoay chiều ba pha với biên độ và tần số thay đổi được công đoạn này được thực hiện thông qua IGBT với phương pháp điều chế độ rộng xung PWM. Với công nghệ bán dẫn phát triển như ngày 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

Xét một hệ thống gồm 2 bơm như sau yêu cầu đưa ra là ổn định áp suất đường ống sao cho áp suất đường ống luôn ổn định ở giá trị cài đặt.

Chúng ta sẽ sử dụng một cảm biến áp suất để đưa tín hiệu áp suất đường ống về biến tần, biến tần sẽ thực hiện tính toán dựa theo tín hiệu áp suất cài đặt và áp suất hồi tiếp theo thuật toán PID để giữ sao cho áp suất trên đường ống là không đổi.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống

Đầu tiên biến tần sẽ đóng relay 1 cho động cơ 1 hoạt động theo chế độ điều khiển PID, khi nhu cầu phụ tải tăng lên thì  áp suất đường ống sẽ giảm biến tần sẽ điều khiển động cơ 1 chạy tới tốc độ cực đại, nếu như vẫn chưa đáp ứng đủ nhu cầu thì động cơ 1 sẽ được ngắt ra, và sau một khoảng thời gian cài đặt  T1 relay 2 sẽ đóng lại động cơ 1 sẽ được chạy với tần số lưới điện, sau một khoảng thời gian T2 biến tần sẽ đóng relay 3 động cơ 2 chạy dưới sự điều khiển của biến tần, tương tự như vậy khi nhu cầu phụ tải giảm thì áp suất đường ống tăng cao biến tần điều khiển động cơ 2 giảm tốc độ khi mà động cơ 2 đã giảm xuống mức thấp nhất mà áp suất trong đường ống vẫn còn cao thì biến tần sẽ ngắt relay 2 động cơ 1 sẽ ngắt ra, lúc này chỉ còn biến tần điều khiển động cơ 2, và nếu như áp suất trong đường ống vẫn còn cao thì biến tần sẽ giảm tốc độ động cơ 2 xuống  nếu như động cơ 2 đã giảm xuống mức thấp nhất mà áp suất vẫn còn cao thì sau một khoảng thời gian T3 biến tần sẽ rơi vào trạng thải ngủ. Nếu như nhu cầu phụ tải tăng áp suất đường ống lại giảm thì đến một tần số nào đó biến tần sẽ hoạt động trở lại và chu trình sẽ lặp lại.

Biểu đồ hoạt động của bơm như sau:

Ưu điểm khi lắp biến tần VFD-F

• Có thể sử dụng để điều khiển công suất của bơm, quạt theo công suất yêu cầu của thiết bị và tiết kiệm nhiều điện năng
• Có khả năng điều chỉnh tốc độ chính xác
• Độ tin cậy cao
• Ít gây ồn
• Có khả năng đảo chiều quay và hãm
• Có cơ cấu khởi động mềm