Giải pháp cho động cơ quy mô công nghiệp
Theo kỹ sư Nguyễn Văn Nhất, Trưởng Khoa Điện – Điện tử Trường cao đẳng Nghề Phú Yên, biến tần là thiết bị dùng để điều khiển tốc độ động cơ. Trên thế giới hiện nay, biến tần được áp dụng rộng rãi trong công nghiệp. Ngoài ý nghĩa về mặt điều khiển, nó còn có nhiều chức năng khác như khởi động mềm, phanh, đảo chiều, điều khiển thông minh… Trong đa số trường hợp, việc sử dụng biến tần còn mang lại hiệu quả kinh tế, giúp tiết kiệm điện, giảm hao mòn cho động cơ.
Hiện nay, để thay thế cho các lò gạch nung truyền thống gây ô nhiễm môi trường và mất đất nông nghiệp, tại Phú Yên, khá nhiều nhà máy gạch tuynel được đưa vào hoạt động. Những nhà máy này đều sử dụng quạt gió có van chắn (van tiết lưu) lắp trên hệ thống đường ống để sử dụng cho quá trình nung gạch, sấy gạch mộc. Thông thường, để đảm bảo lưu lượng gió, van tiết lưu luôn được điều chỉnh mở ở mức 40-80% tiết diện đường ống. Điều này làm hao phí điện năng bởi nhu cầu sử dụng thực tế không cao nhưng động cơ vẫn phải hoạt động với công suất tối đa. Ngoài ra, do luồng khí bị chắn lại, động cơ bị rung mạnh nên tuổi thọ thiết bị giảm.
Máy nén khí công nghiệp cũng rơi vào trường hợp tương tự vì trong các hệ thống máy nén khí trục vít, việc điều khiển lưu lượng khí được thực hiện bằng chế độ có tải hoặc không tải. Chế độ này thực chất là kiểm soát không khí vào máy qua van cửa vào. Khi áp suất đạt đến giới hạn trên, van cửa vào sẽ đóng và máy nén khí đi vào trạng thái hoạt động không tải. Khi áp suất đạt tới giới hạn dưới, van cửa sẽ mở và máy nén khí sẽ đi vào trạng thái hoạt động có tải. Công suất định mức của motor máy nén khí được chọn theo nhu cầu thực tế sử dụng và thông thường được thiết kế dư tải. Ngoài ra, để đảm bảo áp lực khí an toàn, nhà sản xuất không cho phép tình trạng hoạt động có tải trong thời gian dài. Do đó, trong rất nhiều trường hợp, motor vẫn được điều khiển chạy không tải trong khi lượng khí tiêu thụ rất nhỏ làm tiêu tốn một lượng lớn điện.
Nhận thấy những cách làm trên vừa hao phí nhiều điện năng lại phải tốn nhiều chi phí để bảo trì, bảo dưỡng máy móc, nhóm tác giả Công ty TNHH Kỹ thuật Tự Động Việt đã có giải pháp đưa biến tần bổ sung vào các động cơ tiêu tốn nhiều điện năng. Từ khi đưa vào ứng dụng thực tế (năm 2013) đến nay, thiết bị này đã cho thấy những ưu điểm vượt trội.
“Mềm” và tiết kiệm
Ông Nguyễn Văn Nhất cho biết: “Sử dụng biến tần giúp tiết kiệm điện, giảm hao mòn máy móc, tăng hiệu suất sử dụng điện. Tuy nhiên hiện nay, thiết bị này chỉ được sử dụng bởi những người am hiểu lĩnh vực điện – điện tử. Còn thông thường, việc cài đặt chương trình, tích hợp các chức năng để biến tần hoạt động hiệu quả cần phải do những người có chuyên môn thực hiện nên việc đưa sản phẩm ra thị trường còn hạn chế”.
Cũng theo kỹ sư Nhất, một ưu điểm vượt trội của biến tần là có thể giúp động cơ khởi động mềm, dừng mềm nên động cơ hoạt động rất êm. Có được điều này là do biến tần có đầy đủ các chức năng bảo vệ (quá dòng, quá tải, mất pha, quá áp, kém áp…) nên bảo vệ toàn diện động cơ; giúp hệ thống hoạt động êm, giảm thiểu tiếng ồn và rung, kéo dài tuổi thọ động cơ và các truyền động cơ khí, van, đường ống. Ngoài ra, sử dụng biến tần cũng giúp tiết kiệm năng lượng điện đáng kể vì biến tần làm việc với hệ số công suất cosφ rất cao (0,98) nên khi lắp biến tần, hệ số công suất của hệ thống điện tăng lên, lưới điện vận hành ổn định hơn và tiêu tốn năng lượng của động cơ trong quá trình vận động có sự thay đổi rõ rệt.
Tại Phú Yên, hệ biến tần do Công ty TNHH Kỹ thuật Tự Động Việt cung cấp đã được nhà máy gạch tuynel (Công ty CP Khoáng sản Phú Yên) tiên phong sử dụng để lắp bổ sung vào quạt gió. Các kỹ thuật viên điều chỉnh lò của công ty này cho biết, từ khi đưa biến tần vào sử dụng, họ dễ dàng điều chỉnh lưu lượng gió nên không cần phải điều chỉnh van tiết lưu đầu vào một cách phức tạp và tốn nhiều công sức như trước đây. Tại phòng vận hành, công nhân chỉ cần ngồi trên ghế là có thể điều chỉnh và giám sát tốc độ quạt gió nhờ biến trở và màn hình điều khiển. Riêng với khí nén, việc thay đổi lưu lượng khí nén và thay đổi áp suất khí của bình chứa và đường ống được biến tần điều chỉnh hoàn toàn tự động và hệ số an toàn khí nén được nâng cao.
Nói về hiệu quả mà thiết bị này mang lại, ông Nguyễn Doãn Hiếu, Tổng Giám đốc Công ty CP Khoáng sản Phú Yên, cho hay: “Năm 2013, nhà máy đã hợp đồng với Công ty TNHH Kỹ thuật Tự Động Việt để lắp ráp 2 biến tần cho hệ thống quạt của nhà máy. Đến nay, các thiết bị biến tần vẫn hoạt động tốt và giúp tiết kiệm 30% chi phí tiền điện cho 2 hệ thống quạt chính này. Ngoài ra, do máy móc vận hành êm nên hao phí máy móc cũng thấp hơn”.
Ngoài lắp đặt tại nhà máy gạch tuynel, sản phẩm của Công ty TNHH Kỹ thuật Tự Động Việt cũng đã được nhiều bạn hàng trong tỉnh đón nhận. Với những hiệu quả mà thiết bị biến tần mang lại, thiết bị này cũng được các nhà chuyên môn đánh giá cao và là giải pháp đạt giải ba trong Hội thi Sáng tạo Kỹ thuật tỉnh Phú Yên lần thứ VI.
