内页图
الإخبارية
الصفحة الرئيسية الإخبارية كيف سيغير vfds كفاءة المحرك؟

كيف سيغير vfds كفاءة المحرك؟

  • May 14, 2021
يكتب قارئ تصميم التحكم: كجزء من مبادرة جاهزية قطع الغيار والتحديث في مصنع معالجة المواد وتغليفها , لقد جردت أكثر من 140 محركًا في منشأتنا من قوة حصانية فرعية إلى 100 حصان , وهناك أكثر من ذلك بكثير . بعد تحليل أولي , يريد مديري مني تضمين الفرص لتعزيز مبادرتنا الخضراء , أيضًا .

أحتاج إلى تحديد مشاريع تحديث المصنع لتحسين كفاءة المحرك . وهذا يشمل تحديث تصميم التحكم في المحرك عن طريق إضافة محركات تردد متغير (vfds) حيثما أمكن ذلك . لبدء , أي اقتراحات بشأن دمج وحدة تحكم أو PLC في يتم تقدير VFD والمحرك .

بالإضافة إلى , أجد صعوبة في فهم التطبيقات الحركية التي ستستفيد من استخدام VFD . أعتقد أن المراوح والمضخات ستستفيد بالتأكيد , ولكني ' لست متأكدًا من كيفية اتخاذ هذا القرار . كيف أعرف ما إذا كانت إضافة VFD إلى مروحة , ناقل , محرض , خلاط أو كسارة صخور لها فوائد كفاءة؟ كيف يتم اتخاذ القرار؟ هل الحجم مهم؟

لدي أيضًا العديد من خطوط المعالجة مع ستة محركات أو أكثر لكل , جميع الناقلات العاملة , المحرضين والخلاطات بأقصى سرعة لمعالجة المواد أو تحويلها . في بعض الأحيان يمكننا تشغيل نصف السرعة أو سرعة نقطة محددة , حسب الطلب . يمكنني إبطاء بعض الأشياء , وبعض الأشياء لا أستطيع . كيف أقوم بربط جميع المحركات والقيادة معًا لتحكم أفضل؟

المستند التعريفي التمهيدي: 5 خرافات شائعة ومفاهيم خاطئة حول vfds

الإجابات
البداية الناعمة
من الناحية المثالية , يمكنك البدء بتثبيت البداية الناعمة على معظم المحركات الكبيرة . البداية الناعمة هي محرك هجين VFD مزود بموصل تجاوز عبر الخط يعمل على زيادة سرعة المحركات إلى السرعة عبر الخط ثم يغلق موصل عبر الخط لأخذ وحدة التدرج خارج الخط . بعد ذلك , ضع في اعتبارك أنه مقابل كل VFD تقوم بتثبيته , سيتعين عليك أيضًا تخزين وحدة VFD مكافئة وأن العمر الافتراضي لـ VFD قصير نسبيًا - ستة أشهر - حتى يحتاج إلى صيانة لاستقطاب محرك الأقراص. ومساحة الرف الخاصة بها , سأفكر فقط في vfds على تلك المحركات التي يمكن أن تستفيد بشكل مباشر لأسباب أخرى غير المبادرة الخضراء . ستحافظ وحدة البداية الناعمة على عامل الطاقة في حالة أفضل بكثير وتؤدي إلى انخفاض الطلب في الذروة على المنفعة الخاصة بك , خاصة حول تغيير المناوبة , وهي سهلة التعديل التحديثي , على افتراض g لديك مساحة للوح الألواح . للمحركات الأصغر , قل أقل من 10 أحصنة , من الصعب صنع علبة البداية الناعمة .

مرة أخرى في اليوم , اعتدنا على ربط مقطع خط ناقل كامل معًا باستخدام VFD واحد في وضع فولت هرتز . سيكون لدينا VFD كبير يحتوي على العديد من مشغلات المحرك عبر الخط في المرحلة الثانوية جانب منه , كل واحد يغذي محركًا مختلفًا . يمكنك تغيير سرعة القيادة , وستغير جميع المحركات سرعتها معًا في تزامن مثالي , تقريبًا كما لو كانت موجهة إلكترونيًا معًا . باستخدام لا تستخدم طريقة المدرسة القديمة هذه أوضاع القيادة الأحدث مثل وضع ناقل بدون مستشعر , لذا فإن محرك الأقراص أقل كفاءة بقليل , ولكن يمكنك إضافة وحدة فرملة ديناميكية إلى محرك الأقراص الرئيسي , ويمكنك الحصول على الكبح القدرة على محركات متعددة في نفس الوقت مع وحدة واحدة .

متغيرة السرعة
هذا موضوع كبير جدًا , ولكنه وثيق الصلة بالتقنية الحديثة . ما هي التطبيقات الجيدة منها لتطبيق محرك متغير السرعة؟ في الأيام الخوالي , كان الاختصار VSD يعني جهازًا متغير السرعة ويتضمن أيضًا أجهزة مثل علب التروس القابلة للتعديل , مغيرات الحزام , محركات الجرح الدوارة , قوابض التيار الدوامي وأي شيء آخر يمكن أن يؤثر على السرعة . إلى تجنب أي ارتباك , سأستخدم الاختصار VFD , إذا كنت لا تمانع .

بشكل عام , أي تطبيق يتطلب تغيير السرعة بمرور الوقت هو تطبيق جيد . ومثال على تطبيق VFD هو تزويد ومراوح العادم لمعالجات الهواء . كانت الطريقة القديمة هي تشغيل محرك مروحة في بأقصى سرعة ولها عامل مخمد يفتح ويغلق لتغيير تدفق الهواء. تمت إزالة المخمد أو فتحه على مصراعيه , والآن يتم التحكم في سرعة المروحة بشكل مباشر بواسطة VFD الذي يتحكم في تدفق الهواء . وهذا يقلل من الحمل على المحرك بسرعات منخفضة . هناك العديد من المرافق عبر الولايات المتحدة التي ستساعد في الدفع مقابل إضافة vfds إلى هذه الأنواع من التطبيقات بسبب توفير الطاقة . أفضل تطبيقات التوفير هي تلك التي لديها أكبر تغيير في السرعة من الحد الأدنى إلى الحد الأقصى . إذا قمت بتشغيل أعلى من 80 ٪ السرعة في جميع الأوقات , قد لا يكون الأمر يستحق العناء بشكل صارم على توفير الطاقة . تشتمل التطبيقات النموذجية على مراوح , مضخات , ناقلات , محرضات , خلاطات , محركات ومصاعد منسقة .

يجب أن تحتوي المحركات التي تعمل بسرعة ثابتة طوال الوقت على علب تروس للتأكد من أن المحرك يعمل بالقرب من الحمل المقنن بالسرعة المقدرة . كثير من الناس يتضخمون في تطبيقات السرعة الثابتة لأنهم يعتقدون , إذا كانوا بحاجة إلى 15 حصانًا , إذن ، 20 حصانًا أفضل . الخطأ هو أن كل محرك يستمد قوة تفاعلية بالإضافة إلى قوة حقيقية للتشغيل , و , إذا كنت تزيد من حجم المحركات باستمرار في منشأة , فقد يؤثر ذلك على عامل الطاقة ويسبب زيادة تكاليف المرافق .

فيما يتعلق بدمج vfds مع plcs أو وحدات تحكم أخرى , ، فإن الشركات المصنعة هذه الأيام تجعل محركات الأقراص الخاصة بها متوافقة مع العديد من أنظمة التحكم المختلفة . تحتوي معظمها على منافذ إيثرنت للاتصالات لتوصيلها مباشرة . جميع الشركات المصنعة PLC الرئيسية التي تبيع كلاهما plcs ومحركات الأقراص لديها بالفعل طريقة مباشرة لتوصيل جميع محركات الأقراص عبر شبكة إيثرنت لبدء / إيقاف , نقطة للأمام / للخلف وضبط السرعة . في حالتك , إذا كان لديك أي محركات أقراص غير موجودة توفر منافذ اتصال , عادة ما يكون من السهل فقط توصيل الأسلاك من مخرجات PLC إلى مدخلات محرك الأقراص لنفس النوع من عناصر التحكم التي يمكنك القيام بها عبر الإيثرنت في محركات الأقراص الأحدث . بمجرد أن تتحكم في البداية , التوقف ونقطة ضبط السرعة لمحرك الأقراص , يصبح التحكم واضحًا إلى حد ما . للمحركات التي لا تحتوي على vfds , ستحتاج إلى التفكير في إضافتها . كن على دراية ببعض الأشياء التي يمكن أن تؤدي إلى تعقبك لأعلى .

محركات التيار المتناوب "عبر الخط" هي محركات ذات جهد كامل غير عكسية (FVNR) ويمكن أن تتجدد مرة أخرى في خط التيار المتردد لإصلاح الأحمال . لا تقبل vfds الطاقة المتجددة جيدًا ما لم تضيف ما يسمى ديناميكيًا مقاومة الكبح أو لديها محرك تيار متردد متجدد الخط .

يتصل المقاوم الديناميكي للفرملة عمومًا بأطراف محددة على محرك الأقراص تسمى BRK + و BRK- . الغرض من المقاوم الديناميكي للفرامل هو امتصاص الطاقة الناتجة عن حمل الإصلاح . وهو حمل يتسبب في فعلاً للمحرك قم بتشغيل أسرع من السرعة المطلوبة التي تعمل بها . على سبيل المثال , إذا كنت تريد أن تتوقف مروحة كبيرة بسرعة عن طريق مطالبة VFD بالبقاء على اتصال والتباطؤ بسرعة , القصور الذاتي للمروحة يبقيها يؤدي الدوران . إلى أن يبدأ جهد ناقل التيار المستمر VFD في الارتفاع . إذا لم يتم عمل شيء ما في هذه الحالة , فإن الجهد سوف يرتفع في النهاية بما يكفي لرحلة محرك الأقراص على الجهد الزائد . باستخدام الكبح الديناميكي , يتم تبديد الطاقة من ناقل التيار المستمر على شكل حرارة في مقاوم الكبح , وتتباطأ المروحة بسرعة أكبر بينما يتم الحفاظ على جهد ناقل التيار المستمر عند مستوى آمن .

يمكن تشغيل محركات التيار المتردد بترددات أعلى بكثير من اللوحة العادية للمحرك . وليس من غير المعتاد تشغيل VFD حتى 90 هرتز في بعض التطبيقات . مع زيادة السرعة / التردد عليك أن تتذكر أن , أعلى من 60 هرتز , تظل قوتك الحصانية ثابتة ولكن عزم الدوران المتاح لديك ينخفض . لتعويض , يجب أن يسحب المحرك مزيدًا من الأمبيرات ليبقى بالسرعة الصحيحة . القاعدة العامة لمضخات السوائل هي القوة الحصانية ترتفع المتطلبات كمربع من السرعة , بينما , بالنسبة لمروحة الهواء , ترتفع القوة الحصانية كمكعب للسرعة . لذا كن حذرًا بشأن تحديد حجم المحرك والقيادة , إذا كنت تنوي استخدام نطاق السرعة الممتد .

أقل من 100٪
إذا كان المحرك سيعمل دائمًا بسرعة 100٪ , فلا فائدة من قيادته من محرك تردد متغير (VFD) أعلى من وضعه على بداية ناعمة . ومع ذلك , إذا كان بإمكان المحرك أداء المهمة المطلوبة التشغيل بسرعة أقل من 100٪ معظم الوقت , من المحتمل أن يكون VFD يستحق الحصول عليه . هذا صحيح حتى لو كان يجب أيضًا الاحتفاظ بمعدات الاختناق الأخرى , مثل الصمامات أو المخمدات , .
محركات التردد المتغير أكثر دقة وقابلة للتكرار من الصمامات أو المخمدات ولا تعاني من التباطؤ .

محركات التردد المتغير أكثر كفاءة . تتناسب الطاقة مع التدفق مضروبًا بالضغط ؛ إن إبطاء المضخة أو المروحة وفتح صمام أو مخمد يعني أنه يمكن تحقيق نفس التدفق مع تغير أقل في الضغط . يمكن أن تكون الوفورات كبيرة , غالبًا ما تكون أقل من نصف الطاقة المستخدمة مع المحركات كاملة السرعة .

تعمل محركات التردد المتغير على تقليل التآكل على القنوات , الأنابيب , الصمامات والمخمدات الناتجة عن انخفاض الضغط المفرط . قد يتم تجاوز محركات التردد المتغير - فوق 60 هرتز - لزيادة قدرة المعدات الأصغر حجمًا . تقليل محركات التردد المتغير الضغط على الأجزاء الدوارة أثناء البدء , إطالة العمر وتقليل تكلفة الصيانة . والمحركات ذات التردد المتغير تسحب تيارًا أقل أثناء البدء , تقليل أحمال الذروة وتراجع الجهد على مجموعة المفاتيح . يتوفر المزيد من البيانات التشغيلية حول المحرك بدون أجهزة إضافية . تتميز البداية الناعمة بالمزايا الثلاث الأخيرة , ولكن ليس الميزات الأخرى .

إذا كان من الممكن تشغيل المحرك بأقل من 100٪ من السرعة , فإنه يصبح سؤالًا يتعلق بفترة الاسترداد . كم من الوقت سيستغرق تحقيق الوفورات من التحكم المحسن , انخفاض استهلاك الطاقة وتقليل الصيانة لتجاوز تكلفة الشراء والتركيب VFD . أن الحساب خارج نطاق استجابة موجزة , ولكنه 's عادة ما يكون أقل من عامين , وغالبًا ما يكون أقل من عام .

الحجم مهم قليلاً . بشكل عام توفر المحركات الأكبر قدرًا أكبر من الطاقة مقارنة بتكلفة الشراء والتركيب. سرعة العمل بشكل صحيح , لذا فإن التشغيل ببطء شديد سيؤدي إلى تلف المعدات . تستفيد المضخات بشكل كبير من vfds , لكن المضخات التي يتم تفريغها في رؤوس الضغط العالي غالبًا يجب أن تعمل 80-90٪ من السرعة الكاملة لتحريك أي سائل عند كل . التشغيل البطيء للغاية سيؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة المضخة . يجب مطابقة المضخات التي تعمل بالتوازي مع نفس الرأس وقيادتها معًا. التدفق والسخونة الزائدة للمضخة الأخرى . اقرأ المزيد عن التحكم في المراوح الكبيرة متغيرة السرعة والمضخات على www . كونترولديزاين . com / vsfans .

بالنسبة للتكامل , أنا أفضل ارتباطًا بالاتصال بين PLC و vfds على أدوات التحكم السلكية. متوفرة في العديد من الطرز . دوائر الأمان - من مستشعرات التوقف والحماية الإلكترونية - يمكن توصيلها بمدخلات منفصلة على vfds للعمل جنبًا إلى جنب مع التحكم المتصل بالشبكة . بالإضافة إلى , لتشغيل الأوامر والتعليقات , مثل بالإضافة إلى مرجع السرعة , يوفر ارتباط الاتصال أيضًا وصولاً سهلاً إلى السرعة وردود الفعل والعديد من المعلمات الأخرى بدون أسلاك إضافية , ويسمح بتكوين VFD من كمبيوتر محمول متصل بالشبكة .

مرة أخرى , قد تستفيد المحركات التي تعمل دائمًا بأقصى سرعة من بداية ناعمة , ولكنها لن تستفيد أيضًا من vfd .

يستفيد المحرضون والخلاطات بالتأكيد من التشغيل ببطء - استخدام وصيانة أقل للطاقة , بالإضافة إلى تحكم أفضل في الخلط . تستفيد بعض المواد من الخلط القوي في البداية متبوعًا بخلط أبطأ للحفاظ على التجانس , بينما يستفيد البعض الآخر من الخلط البطيء في البداية والإسراع تدريجيًا .

يمكن للناقلات الاستفادة بالتأكيد من vfds . عند برمجتها , هناك بعض الأشياء التي يجب وضعها في الاعتبار .

من الناحية المثالية ، يمكنك التحكم في ارتفاع المواد على الناقل . إذا كنت تتغذى ببطء , قم بتشغيل الحزام ببطء . عند زيادة سرعة التغذية , تسريع الحزام . وبالتالي فإن ارتفاع الكومة سيظل ثابتًا . يمكن أن تكون هذه مساعدة كبيرة إذا كان لديك تحدي تحكم في الحفاظ على مستوى / وزن المعدات التي يغذيها الناقل . مع ناقل سرعة ثابتة , بمجرد تغذية المواد على الناقل , 's ملتزم بها . ولكن مع vfds , يمكنك أن ترى تغيرًا في معدل التغذية على الفور تقريبًا عند نهاية التفريغ لأن الناقلات تتسارع وتبطئ مع المغذيات .

يمكن لأي ناقل أن يعمل بنفس السرعة أو أسرع من الناقل المنبع , ولكن تشغيل الناقل بشكل أبطأ من الناقل المنبع سوف يسبب مشاكل . لقد عملت على بعض أنظمة الناقل حيث أول أربعة أو خمسة على vfds , لكن الأخيرين هما سرعة ثابتة . تلك 's جيدة . ولكن هناك 's لا فائدة من وضع VFD على ناقل في اتجاه مجرى ناقل سرعة ثابتة , ما لم يكن VFD يقضي الناقل معظم وقته في التغذية من مصدر بديل متغير السرعة .
عادةً ما أتحكم في مثل هذا النظام من خلال إنتاج طلب بناءً على المعدات الوجهة , وتشغيل المغذيات بناءً على الطلب . ثم يكون لكل ناقل محطة انحياز تلقائي / يدوي مع معدات المنبع كمدخل . يمكن إما متابعة معدات المنبع , أو ضبطها لتشغيل سرعة ثابتة . إذا كانت جميع سرعات الناقل في الوضع التلقائي , فإنها جميعًا تتسارع وتتباطأ مع وحدة التغذية . لمنع مشاكل المواد , في كثير من الأحيان أنا ' أسمح فقط بالانحياز الصفري أو الإيجابي والقوة حتى السرعات اليدوية حتى سرعة المنبع ما لم يتم تسجيل دخول فني .

ضع في اعتبارك قدرة الناقل والمحركات . الحد الأقصى لمثل هذه المحركات هو التيار / عزم الدوران . لا تعمل العديد من الناقلات بشكل جيد أقل من 40-50٪ من السرعة الكاملة , لذا فإن دورانها ليس مرنًا للغاية .

النظر في مدة الصلاحية
هناك العديد من الاعتبارات التي تدفع إلى اتخاذ قرار استخدام VFD لتوفير الطاقة . نظرًا لوجود إمكانية أكبر لتوفير الطاقة على المعدات عالية الطلب , سيكون من الجيد فهرسة المحركات من حيث أعلى قوة حصانية و طول وقت التشغيل . على سبيل المثال , محرك 50 حصان يعمل 24/7/365 سوف يستخدم طاقة أكثر من محرك 100 حصان يعمل 8/5/288 . أفضل استراتيجية هي التركيز على هؤلاء المستهلكين ذوي الطاقة العالية لأن هذا هو المكان الذي سيحصل فيه المرء على أكبر عائد لتحسين الكفاءة .

من أول الأشياء التي يجب التحقق منها هو تحميل المحرك الحالي . مرات عديدة ، كان الحمل 10 حصان وقد وضع شخص ما في الماضي محركًا بقوة 20 حصانًا على التطبيق , فقط ليكون آمنًا . لذا الآن , حتى المحرك عالي الكفاءة الذي يعمل بنصف حمولة سيكون غير فعال للغاية . حاول أن تجعل حجم المحرك التصنيف القياسي التالي أعلى من الحد الأقصى للحمل المتوقع . ثم , سيتم تشغيل التطبيق بكفاءة عالية نطاق المحرك .

ثم الشيء التالي الذي يجب اكتشافه هو ما إذا كان هناك أي أوقات يمكن فيها تشغيل التحميل بسرعة منخفضة . إذا كان يمكن ' t , ثم الانتقال إلى المشروع التالي . وضع VFD على تطبيق يعمل دائمًا بسرعة 60 هرتز سوف يستخدم المزيد من الطاقة . وهذا بسبب الخسائر في أشباه موصلات الطاقة المعزولة بالبوابة ثنائية القطب (IGBT) في محرك الأقراص . إذا كان من الممكن تقليل السرعة , ثم هناك هي فرصة جيدة لأن يكون VFD ملائمًا . بشكل أساسي , المحرك الكهربائي عبارة عن جهاز عزم ثابت , لذلك , عندما يقلل المرء السرعة , يقلل استخدام الطاقة أيضًا .

أيضًا , انظر إلى نوع الحمل . إذا كان الحمل عبارة عن آلة , من المحتمل أن يكون حمل عزم ثابت , وسيؤدي خفض السرعة إلى النصف إلى خفض استخدام الطاقة إلى النصف . إذا الحمل عبارة عن مضخة أو مروحة. يتم إنفاقها بسرعة منخفضة بشكل كبير , تكون مروحة تبريد المحرك غير فعالة في تبريد المحرك . قد تكون هناك حاجة إلى مروحة خارجية . سيكون للمحركات ذات التصنيف العاكس مواصفات معدل الانقلاب والتي تشير إلى أدنى سرعة يمكن للمحرك أن يعمل بدونها إضافة منفاخ خارجي ثابت السرعة .

أخيرًا , plcs والمحولات المنطقية الأخرى , أحيانًا على متن VFD , يمكن استخدامها لمراقبة النظام وتحديد متى يمكن تقليل السرعات أو زيادتها . يمكن استخدامها لضبط السرعات بناءً على الوصفات . ربما يمكن برمجتها لإيقاف تشغيل المعدات عند عدم استخدامها . يمكن استخدامها لمطابقة سرعات الخط . من الشائع اليوم أن يتم التحكم في محرك الأقراص عبر ناقل المجال — ethercat , modbus / tcp , إيثرنت / ip- متصل مباشرة بـ PLC . وهذا يجعل التحكم سهلاً .

إذا كان التطبيق لا يبدو مناسبًا لـ VFD , فيمكن للمرء أن يفكر في بداية ناعمة . فاتورة طاقة المرافق تحتوي دائمًا على مكونين - شحنة طاقة ورسم طلب . بينما يؤثر VFD على كليهما لأنه يمكن بدء الحمل الناعم وتقليل السرعة , يؤثر المبدئ الناعم فقط على شحنة الطلب . سيبدأ المبدئ الناعم محركًا مباشرًا على الخط (DOL) باستخدام أشباه الموصلات للحد من تيار البدء وبالتالي التحكم في الطلب . عندما يصل المحرك إلى السرعة , سيغلق موصل الالتفاف , التقصير عبر أشباه الموصلات . لأن تيار المحرك يتم تحويله من خلال الموصل , لم يعد هناك فقدان للطاقة بسبب التيار المتدفق من خلاله المعدلات التي يتم التحكم فيها بالسيليكون (SCRS) .

هناك شيء آخر يجب مراعاته وهو أن أي منتج إلكتروني يضيف تعقيدًا إلى نظام التحكم . vfds والمبتدئين الناعمين , كونها إلكترونيات الطاقة , ليست متينة مثل بادئ DOL . سيكون هناك أعطال في المعدات . ستغطي معظم الشركات المصنعة تكلفة محرك الأقراص إذا فشل خلال فترة الضمان . ولكن , تحرّي الخلل وإصلاحه , لا يغطي ضمان الشركة المصنعة . إذا كانت العملية ضرورية ,. 3 قد يرغب المرء في الاحتفاظ بقطع الغيار . تتمتع البداية الناعمة عمومًا بعمر افتراضي طويل . ليس كذلك مع vfds . تركز مشكلة VFD حول مكثفات ناقل التحليل الكهربائي التي ترشح ناقل التيار المستمر . عندما يكون محرك الأقراص لا تعمل بالطاقة , ستنتقل الإلكتروليتات الموجودة في الأغطية خارج الموضع . إذا توقفت الطاقة لمدة أقل من عام , معظم الأغطية الحديثة على ما يرام . بين سنة وسنتين , بدأت الهجرة . بعد عامين , يجب إصلاح أغطية الناقل . يمكن لمركز خدمة محركات جيد تنفيذ هذا الإجراء . هذه المشكلة هي ap طوي لجميع vfds مع ناقل العاصمة ؛ كل مصنع لديه هذه المشكلة . وغني عن القول , لمجرد أن محرك الأقراص يستمر لمدة عامين بدون طاقة لا يعني ' أنه سينفجر . ولكنه يحدث بشكل كاف , إذا كانت الوحدة الوحيدة ترك الجهاز يعمل مرة أخرى , لا ينبغي لأحد أن يغتنم الفرصة ويختار إصلاح القبعات .

تتم أكثر الترقيات نجاحًا عندما يحتفظ المستخدم النهائي بخدمات مكامل نظام التحكم ذي السمعة الطيبة (CSI) من ذوي الخبرة في سوق محركات الأقراص . سيقضي CSI الوقت مع التطبيقات المختلفة ويوصي بأفضل المكونات للتطبيق المعين . العمل مع بائع بائع قد يعمل , ولكن بعد ذلك ستتألف توصيات المعدات من العناصر التي يبيعونها . على سبيل المثال , قد يحتاج التطبيق المعني إلى تحكم دقيق في الموقع , وقد يكون لدى البائع رمز plc فقط - التحكم في الحركة القائم على السرعة . كلا الحلين تقنيًا التحكم في الحركة , ولكن حل واحد فقط مناسب للتطبيق .

أهداف على مستوى النبات
هناك العديد من الطرق والفلسفات لأداء مشاريع تحديث المصانع التي تتضمن مبادرات خضراء . قد يكون هذا صعبًا بدون فهم واضح لماهية المعدات والهدف النهائي الحقيقي . لدي أكثر من 25 عامًا من الخبرة في العمل في ضوابط التبريد بالأمونيا مع إدارة الطاقة جنبًا إلى جنب مع مشاريع أتمتة العمليات على مستوى المصنع . بعض العناصر الرئيسية التي تطلبها منطقية وتنظر إلى المسار الصحيح . سأحاول تفصيل عملية تفكيري في المشروع أحب هذا بأفضل ما يمكنني , فهم أن هناك الكثير من المتغيرات .

إذا كانت العقلية والتمويل هو التحديث "الإجمالي" للمصنع , سأبدأ باختيار نظام التحكم الأساسي للعبة النهائية , بدلاً من إضافة أجزاء وأجزاء صغيرة حيث نمر ببطء وبشكل منهجي من خلال المصنع بأكمله والترقية المعدات . التكلفة الأولية ستكون أعلى , لكن المدخرات الإجمالية ستدفع أكثر من ثمنها على المدى الطويل . ناهيك عن , سيكون النظام النهائي أسهل في الصيانة والتوسع كلما تقدمت على طول . دائمًا ما ينتج عن النتيجة النهائية الجيدة خطة جيدة التنفيذ . بعض الأسئلة الأساسية التي يجب طرحها:

ما هي الصورة الكبيرة

كم عدد المحركات في الكل؟

هل تريد تتبع استخدام الطاقة لمنتجات أو وظائف معينة؟

أين هم موجودون في جميع أنحاء المصنع؟

هل يمكن تجميعها منطقيًا في نقاط توزيع طاقة مشتركة أو تطبيقات خاصة بالمنتج؟

هل هناك مخاوف تتعلق بالسلامة لكل أو بعض المحركات؟

هل هناك بعض الأحمال الحرجة وبعضها الآخر ليس كذلك؟

ما هي المحركات التي يمكن تشغيلها كسرعة متغيرة حقًا أو يمكن أن تحتوي على نقاط ضبط سرعة متعددة

ما نوع البيئة التي ستكون فيها المعدات - ساخنة , باردة , رطبة , جافة , مصنفة؟

ما هي المنصة التي تريد أن تكون عليها - Rockwell automation , سيمنز , شنايدر إلكتريك؟

هل تريد جمع أي بيانات أداء أو أن يكون لديك تحكم مركزي في جميع المعدات , مثل غرفة المشغل؟

هل تريد أي تقارير عن البيانات , المراقبة عن بعد أو الخدمة / الوصول عن بعد؟

لنبدأ ببعض الافتراضات . سأصمم نظام تحكم أساسيًا قادرًا على تشغيل جميع احتياجاتي المستقبلية أو تصميمه بحيث يسهل توسيعه أثناء تجوالي في المصنع لتحقيق هدفي النهائي . أنا شخصياً أفضل ألين برادلي , لكن لدى كل من سيمنز وشنايدر قدرة كافية للقيام بنفس الشيء . سأقرر ما إذا كنت بحاجة إلى أي فائض في تصميمي للمساعدة في منع التوقف غير المتوقع أو غير المتوقع . وهذا يشمل في المقام الأول المعالجات و الشبكات . سأستخدم شبكة قائمة على الإيثرنت باعتبارها العمود الفقري لاتصالاتي في أي من المنصات . وسأبحث أيضًا في مخاوف السلامة لتحديد ما إذا كان أي من المحركات بحاجة إلى التحكم بطريقة آمنة . من أجل مثال , إذا كان المشغل يمكن الوصول إليه بسهولة , فسنحتاج إلى التفكير في تصميم عنصر التحكم في هذا الخلاط إلى مستوى القط . 3 واستخدام مرحل أمان متأخر للسماح للخلاط بإيقاف التحكم مقابل الساحل للتوقف .
سأبدأ بتصميم / بناء نظام تحكم مركزي يتكون من منصة تحكم ألين-برادلي . سأفكر في حامل كبير بما يكفي لإيواء العديد من المعالجات وبطاقات الشبكة لتلبية أهداف التصميم النهائية . للحفاظ على التكاليف down , سأضع فقط المكونات الأساسية التي احتاجها لبدء المشروع والتخطيط لمكونات إضافية مع بدء تشغيل المزيد من المحطة . سأقوم بتضمين مصادر طاقة زائدة جنبًا إلى جنب مع نظام إمداد طاقة غير متقطع (UPS) والحماية من زيادة الطاقة لخزانة التحكم الرئيسية . سأقوم ببعض التصميم الأولي للشبكة وأختار محولًا مُدارًا من الطبقة 3 ليكون المحور المركزي لمجموعاتي المتصلة بالشبكة . من هناك , سألقي نظرة على المصنع بأكمله وقسم المعدات / المحركات في تجميع منطقي , إما عن طريق الموقع أو الوظيفة أو كليهما .

على سبيل المثال , تهوية المبنى , قد تكون مجموعة الغبار والمرافق العامة للنظام مثل المبردات ومبردات السوائل مجموعة واحدة ؛ قد تكون خطوط الإنتاج والإنتاج مجموعة أخرى , التعبئة والتغليف والاستلام قد تكون مجموعات أخرى . أو يمكنك إلقاء نظرة على المناطق العامة: الشحن والاستلام , الإنتاج , الجانب الشرقي من المبنى , الزاوية الشمالية الغربية - أيا كان يكون منطقيًا بالنسبة لك ولاحتياجاتك الخاصة بالتحكم النهائي وجمع البيانات . بمجرد تقسيم المصنع , سأبحث عن نقاط توزيع محرك مركزية لتلبية تلك الاحتياجات , جنبًا إلى جنب مع قوة الحمل الكاملة المقدرة (FLA) . داخل كل مجموعة , سأحدد احتياجات / مخاوف السلامة الخاصة بي ثم حدد كل منطقة على أنها مراحل من المشروع الكلي . المرحلة الأولى ستكون تصميم وبناء نظام التحكم والمراقبة المركزي جنبًا إلى جنب مع التجميع الأول للتحديثات . سأقوم بعد ذلك بتعيين وتقديم ميزانيات أولية للمراحل الإضافية من المشروع بناءً على احتياجات الميزانية والتوقيت .

على المحركات التي لا يمكن إبطاء سرعتها , سأفكر في متطلبات القدرة الحصانية الإجمالية ؛ سأكون أقل اهتماما بالمحركات الصغيرة , ما لم تبدأ وتتوقف بشكل متكرر . على المحركات الأكبر , سأفكر في بدء تشغيل ناعم أو محرك تردد متغير (VFD) لأي محرك بقوة 20 حصان أو أكبر . أنت قد تكون قادرة على العمل مع شركة الطاقة المحلية الخاصة بك والحصول على أرصدة بناءً على تغيير المبتدئين عبر الخط (ATL) مع بدايات بسيطة أو vfds . عادةً , تكون تكاليف vfds الآن أقل من تكلفة soft يبدأ بمجرد أن تزيد عن 5-10 حصان عند الاتصال بالشبكة .

من هناك , سأصمم لوحة لتكون بمثابة مركز التحكم في المحرك (MCC) لهذه المحركات , ما لم يكن مطلوبًا لمركز التحكم في المحرك الحقيقي للوفاء بمتطلبات إمكانية الخدمة . يمكن تصميم وبناء وحدات التحكم المركزية المخصصة ولكن ربما أو ربما لا تكون أكثر تكلفة بقليل من , قل , مركز معلومات أتمتة روكويل . كل هذا يتوقف على المعدات الإجمالية والتسعير المتفاوض عليه . يجبر دائمًا البائعين على مواجهة أسعار الشركات متعددة الأطراف ؛ لا تدع أحدًا يفترض أنها الإجابة الوحيدة على المشروع , حتى لو كانت حقًا . فهذه هي الطريقة الوحيدة للحصول على سعر عادل . يعد حساب مركز عملائي المخصص أمرًا رائعًا , لأنه يمكنك تصميمه و قم ببنائه ليلبي احتياجاتك بالضبط . وإلا , فسوف تشتري نظامًا جاهزًا يجب تعديله ميدانيًا ليلبي احتياجاتك الخاصة , مثل دوائر قفل الأمان الصلبة والشبكات . إذا اخترت تصميمًا جاهزًا لمركز عملائي (MCC) , سأفكر في شراء أقسام إضافية وجرافات فارغة للاستخدام المستقبلي . سيكلف شرائها مع المشروع الرئيسي أقل من إضافتها لاحقًا . سأصمم بعد ذلك في حامل وحدات تحكم محلي أو حامل إدخال / إخراج مرن لالتقاط أي تحكم تناظري محلي أو منفصل مطلوب داخل مركز التحكم في المحرك أو المنطقة المحلية . لجميع المحركات الأخرى التي يمكن فيها تنفيذ سرعة متغيرة حقيقية , I سوف تستخدم عائلة allen-bradley powerflex من vfds وتصممها بحيث يتم توصيلها بالشبكة مرة أخرى إلى نظام التحكم المركزي جنبًا إلى جنب مع المحرك الأكبر حجمًا zes . سأقوم بعد ذلك بتنفيذ أي أسلاك أمان متشابكة في تصميم القاعدة .

أود أن أدرج جميع احتياجات توزيع طاقة التحكم المحلي والشبكات داخل مركز التحكم في المحرك المحلي هذا . كما أنني سأفكر في عرض تحكم محلي اعتمادًا على الحاجة إلى التحكم المحلي في المعدات وما إذا كان التسليم المحلي / الإيقاف / التلقائي (HOA) أو البدء / يوجد التحكم في الإيقاف والإشارة أو أنهما غير موجودان في تصميم مركز التحكم في المحرك الأساسي . أود أن أدرج عداد طاقة محلي متصل بالشبكة إلى نظام التحكم المركزي بحيث يمكن مراقبة تشخيصات طاقة المعدات الإجمالية وتوجيهها في نظام التحكم المركزي . إذا هناك حاجة إلى معلومات المعدات الفردية , يمكن سحبها من VFD المرتبط بها أو البداية الناعمة . إذا كانت هناك حاجة إلى حالة ATL , يمكن إضافة أجهزة مراقبة الطاقة المحلية لالتقاط المكونات الرئيسية أو مناطق المكونات - مجموعة من محركات الناقل , على سبيل المثال - بناءً على التصميم العام . إذا كانت هناك حاجة لتجميع المحركات على ناقل أو مجموعة مروحة ترغب في الحصول على متغير , يمكن القيام بذلك , طالما نظرًا لأن حجم VFD يتناسب مع حجم FLA الإجمالي وليس الحجم العام لتر حصان هناك فرق . هناك أيضًا حدود لمقدار المحركات التي يمكن توصيلها بمحرك VFD واحد في مواصفات الشركة المصنعة . وهذا يقتصر عادةً على خمسة محركات كحد أقصى . وهناك أيضًا نموذجي أقصى قوة حصان لكل محرك , ويجب أن تكون جميع المحركات متطابقة في التصنيفات . في الماضي , وجدنا أن تشغيل مروحة 60 هرتز أو محركات الخلط عند 50 هرتز أو حوالي 50 هرتز يحسن الطلب الكلي على الوحدات دون التقليل من الأداء العام . بالطبع , سوف تحتاج إلى إلقاء نظرة على منحنيات عزم الدوران ومنحنيات الأداء لمعرفة ما إذا كان هذا دقيقًا لتطبيقك . أريد أن أوضح ذلك مع مراعاة إضافة ذلك العديد من vfds إلى مصنع , يجب على المرء أن يفكر حقًا في تثبيت مفاعلات خطية على جميع vfds لمنع مشاكل التوافقيات ولضمان التثبيت المناسب . وهذا يشمل استخدام كبل VFD المصنف بشكل صحيح ومفاعلات التحميل المحتملة بناءً على مسافات التثبيت . هذه خطوات صغيرة ستساعد على منع الولادة المبكرة ه فشل المحركات , vfds ومعدات المنبع .

بمجرد تحديد كل شيء , يمكنك إلقاء نظرة على طرق توفير الطاقة الإجمالية . التحكم الحكيم , يمكنك مراقبة ذروة الطلب للمصنع بأكمله جنبًا إلى جنب مع إجمالي استخدام كيلوواط . مع معرفة رسوم ذروة الطلب الخاصة بك و استخدام كيلووات , يمكنك تحديد فواتير الطاقة الفعلية . إذا كان لديك معدات غير حرجة ويمكن إيقاف تشغيلها أو تقليصها , يمكن تطوير برنامج للسماح بإلقاء الأحمال على المعدات بناءً على أقصى ذروة نقطة ضبط الطلب . حيث يرى النظام زيادة الطلب في الذروة إلى حد معين مسبقًا , يمكن إيقاف المعدات الرئيسية أو تقليل الأحمال للحد من الذروة. . كمثال بسيط , إذا كانت المساحة المكيفة بشكل مثالي 70 درجة فهرنهايت وكان هناك حمل محدد مطلوب للحفاظ على درجة الحرارة هذه ولكن هذا ليس حرجًا , يمكن إيقاف تكييف تلك المساحة أو تقليصها و يمكن السماح لدرجة الحرارة بالارتفاع أو الانخفاض حسب المساحة . howev إيه , قد يكون هناك عتبة لا يمكن أن تتجاوز 75 درجة فهرنهايت . حيث أن سقيفة الحمل هذه نشطة , إذا وصلت المساحة إلى 75 درجة فهرنهايت , تتم إعادة تشغيل الجهاز لمنع المزيد من الارتفاع في درجة الحرارة . يمكنك بعد ذلك إعداد مستويات الأولوية لفصل الأحمال . قد تكون هذه المساحة أولوية 1 سقيفة حمل , وقد يكون لديك مساحة أخرى أو قطعة من المعدات كأولوية 2 . إذا دخلت أولوية تحميل 1 حيز التنفيذ ولا يزال الطلب في الذروة غير مقيد بعد فترة زمنية محددة مسبقًا أو حد ثانوي , ركلات الأولوية 2 في . يمكنك إعداد مستويات مستمرة للعمل بنفس الطريقة , على الرغم من أننا عادة ما نحصرها في خمسة مستويات من سقيفة الأحمال .

هناك خيار آخر للإضافة إلى القائمة التي لم يتم ذكرها وهو تصحيح عامل القدرة . ويمكن القيام بذلك على مستوى المصنع باستخدام وحدة مركزية أو بشكل فردي في كل محرك . في كلتا الحالتين , يمكن إجراء تخفيضات كبيرة في فاتورة الطاقة تتحقق اعتمادًا على المحطة وشركة الطاقة .
الكل في الكل , يتعلق الأمر حقًا بفهم العملية , الأهداف النهائية وإمكانية التحكم الشاملة التي يريد المرء الحصول عليها في المرفق العام . بمجرد أن تعرف , أن الأمر يتعلق بفهم ما إذا كان هناك أم لا مردود حقيقي على تكلفة التنفيذ - عائد الاستثمار (ROI) . لا تتمتع الكثير من المنشآت القائمة على الإنتاج بالمرونة الكافية في النظام للسماح بإدارة حقيقية للطاقة , أو على الأقل لا أحد لديه عائد استثمار كافٍ . قد يكون قادرًا على تحسين بضع نقاط مئوية في الكفاءة الكلية , ولكن هذا قد لا يرتبط بالنتيجة النهائية الإجمالية . في تبريد الأمونيا , لقد وجدنا يكون التنفيذ الأكثر أهمية في مرافق التخزين البارد بدلاً من مرافق الإنتاج . تمتلك مرافق الإنتاج طلبًا أساسيًا لا يمكن تعديله دون التأثير بشكل كارثي على الإنتاج , في حين أن مرافق التخزين البارد لها حدود وظيفية يمكن التلاعب بها للتحكم في ذروة طلب . س هناك صناعات تركز أكثر على فهم تكاليفها من خلال مراقبة جوانب معينة من مصانعها , مثل خطوط إنتاج معينة أو مرافق أساسية . وبهذه الطريقة يكون لديهم فهم أفضل لمكان وجود تكاليفهم للأغراض المحاسبية . كل عميل هو فريد , وكل مشروع فريد , في كل من عملية التفكير والاحتياجات . تقع على عاتقنا دائمًا كمنسق لتحديد ما هو وتحقيق أهدافهم .

قياسي مقابل . مخصص
بالنسبة إلى المحرك , نرسم منحنيات الكفاءة لمحركاتنا (الشكل 1) . ذروة كفاءة المحرك عند 4 , 300 دورة في الدقيقة تقريبًا لهذا المحرك القياسي . إذا كان لديك تطبيق منخفض السرعة , يمكننا تخصيص الملف بحيث تحدث أقصى كفاءة عند سرعة دوران أقل . الشكل 2 هو نفس المحرك مع ملف مخصص , والآن تحدث ذروة الكفاءة عند حوالي 2 , 700 دورة في الدقيقة .





محرك قياسي
الشكل 1: ذروة كفاءة المحرك عند 4 , 300 دورة في الدقيقة تقريبًا لهذا المحرك القياسي .

إليك طريقة أخرى لوصفها . لنفترض أن طلبك يتطلب 2 , 700 دورة في الدقيقة . إذا اشتريت محركًا تبلغ سرعته المقدرة 4 , 300 دورة في الدقيقة , فأنت لا تستخدم كل السرعة التي يمكن أن يوفرها المحرك . كيف تدفع ثمن ذلك؟ لديك الآن ثابت جهد (v / krpm) منخفض جدًا , مما يمنحك سرعة أكبر مما تحتاج . مع ثابت الجهد المنخفض , ولديك أيضًا ثابت عزم دوران أقل (نانومتر / أمبير) , لذلك تحتاج إلى توفير تيار أكثر بالنسبة لعزم الدوران الذي يحتاجه التطبيق .



لف مخصص
الشكل 2: يتمتع المحرك نفسه ذو الملف المخصص الآن بأعلى كفاءة تحدث عند حوالي 2 , 700 دورة في الدقيقة .

من خلال تصميم اللف بشكل أكبر حول متطلبات 2 , 300 دورة في الدقيقة , يكون ثابت الجهد الخاص بك أكثر انسجامًا مع تزويدك بالسرعة التي تحتاجها فقط . لذا , في هذا المثال , يمكن أن يكون لديك ثابت الجهد العالي - سرعة أقل بالنسبة للجهد المقدم - مما يمنحك أيضًا ثابت عزم دوران أعلى - تيار أقل لعزم الدوران الذي تحتاجه .

يعمل المحرك بكفاءة أكبر لأنه لا توجد قدرة على السرعة أو عزم الدوران في حالة ركود .

يمكن إجراء هذه الأنواع من التعديلات على المحرك بسهولة عن طريق تغيير AWG (مقياس السلك الأمريكي) للنحاس وعدد دوراته في الجزء الثابت .
هناك أشياء أخرى يمكن القيام بها لتحسين الكفاءة الكلية المتعلقة بتبديد الحرارة عبر تصميم الدوار والجزء الثابت . ولكن هذه الأنواع من الاعتبارات عادة ما يتم النظر إليها أثناء التصميم الأولي للمنتج وليست شيئًا يمكن تقديمه عبر التخصيص إلى المحرك الحالي .

قوانين التقارب
يمكنك بالتأكيد توفير الطاقة وتحسين الكفاءة من خلال دمج محركات الأقراص مع محركاتك . تعد المضخات والمراوح أهدافًا رائعة لتوفير الطاقة إذا كان بإمكانك إبطائها مع الاستمرار في تنفيذ التطبيق المطلوب . وقد أشرت إلى أن هذا هو الحال , لذا إليك كيفية عملها .





قوانين التقارب
الشكل 3: نظرًا للعلاقة التكعيبية بين سرعة المحرك والطاقة المستهلكة , حتى إبطاء المحرك ، يمكن لمقدار صغير أن يكون له تأثير كبير على استهلاك الطاقة .

المضخات عبارة عن مراوح تعتبر أحمالًا ذات عزم متغير (VT) . النقطة القيمة هنا هي أن أحمال VT تتبع قوانين التقارب , التي تحدد حقًا ثلاث نقاط .

يختلف التدفق (الماء , الهواء) عبر نظام VT بشكل مباشر مع سرعة المحرك . لذلك , إذا قمت بتشغيل المحرك بسرعة 50٪ , تحصل على 50٪ من التدفق عبر المضخة أو المروحة .

يتنوع الضغط مع مربع سرعة المحرك . الطاقة , أو الطاقة المستهلكة , تختلف مع مكعب سرعة المحرك . لذلك , إذا كان بإمكانك تشغيل المحرك بسرعة 50٪ , ستستهلك فقط ثُمن الطاقة .

الشكل 3 يصور قوانين التقارب بطريقة بيانية .
في الواقع , نظرًا للعلاقة التكعيبية بين سرعة المحرك والطاقة المستهلكة , حتى إبطاء المحرك ، يمكن لمقدار صغير أن يكون له تأثير كبير على استهلاك الطاقة .



إبطاء المحرك
الشكل 4: يتم تقليل استهلاك الطاقة عن طريق تقليل سرعة المحرك على حمولة VT (مضخة طرد مركزي أو مروحة) .

يوضح الشكل 4 مقدار استهلاك الطاقة الذي يتم تقليله عن طريق تقليل سرعة المحرك على حمولة VT (مضخة طرد مركزي أو مروحة) . إذا أبطأت المحرك بنسبة 20٪ فقط , فسوف تستهلك نصف الطاقة .

يمكن للتطبيقات الأخرى التي ذكرتها توفير الطاقة , أيضًا , إذا تم تطبيق محركات متغيرة السرعة (vsds) , ولكن لن يكون التأثير الدراماتيكي الذي ستراه مع أحمال VT , لذلك أوصي بذلك تبدأ بأحمال VT الخاصة بك .

يمكن أن يكون دمج المحركات والمحركات مع PLC بسيطًا أو معقدًا . يعتمد إلى حد كبير على تصميم النظام الخاص بك . يمكن أن يتم دمج المحركات / المحركات مع plcs بطريقتين:

عبر وحدات الإدخال / الإخراج الرقمية والتناظرية على اللوحة الخلفية PLC

عبر شبكات الاتصالات الصناعية , مثل إيثرنت / ip , modbus / tcp , profibus-dp .

إذا اخترت دمج المحركات مع PLC , ، فسيتعين أيضًا كتابة برنامج للتحكم في المحركات والمحركات . يمكن أن يكون البرنامج بسيطًا جدًا أو معقدًا للغاية , اعتمادًا على ما تحاول التحكم . للأنظمة الأكثر تعقيدًا , قد ترغب في التشاور مع مُدمج النظام لتزويدك بالوظائف التي تحتاجها .

الذكاء الحركي
هناك vfds يحتوي على اتصالات متكاملة . modbus RTU و ethernet IP هما أكثر الاتصالات شيوعًا لعناصر التحكم في العمليات مثل الآلات أو الناقلات ويمكن الاتصال مرة أخرى بـ PLC . modbus RTU , bacnet MSTP و bacnet IP هما الأكثر تستخدم بشكل شائع لأنظمة إدارة المباني التي من شأنها أن تربط في HVAC , الضخ , أنظمة الإضاءة والحرائق معًا لتحسين الإدارة . معظم vfds لديها القدرة على توصيل هذه البروتوكولات ولديها أدوات الكمبيوتر التي تسمح بالتشغيل والتكوين بسهولة إلى الشبكات المختلفة . تحتوي كتيبات التطبيقات أو الاتصالات على جميع أرقام البتات والأوصاف لسهولة الإعداد والتوصيل .

هناك نوعان من التطبيقات المختلفة حيث يمكن استخدام vfds وتوفر أكبر فائدة:
1 . أي تطبيق توجد فيه فرصة للسرعة المتغيرة . يمكن أن يكون تطبيق عزم الدوران الثابت (الناقلات , الخلاطات) أو تطبيقات عزم الدوران المتغير (مراوح , مضخات) . باستخدام VFD للتغيير السرعة , بدلاً من الأجهزة الميكانيكية مثل المثبط على مروحة أو المرحل , يمكنك تحسين موثوقية النظام وأداء المحرك مما يقلل من أي خسائر . يمكنك أيضًا تقليل استخدام الطاقة , والذي يتم تخفيض تكلفة الطاقة بدورها . تتطلب العديد من اللوائح استخدام vfds في تطبيقات عزم الدوران المتغير على المحركات التي تم تصنيفها حتى 5 حصان . العنوان 24 في كاليفورنيا , معيار ASHRAE 90 . 1 و 2017 تشريع التبريد في وزارة الطاقة كلها أمثلة على هذه اللوائح .

2 . أي تطبيق ترغب في توصيل حالة المحرك فيه وزيادة حماية المحرك . من الأمثلة على ذلك تطبيق أو مضخة مهمة . يحتوي VFD على تطبيقات وخوارزميات مدمجة يمكن أن توفر زيادة الحماية على المحركات دون استخدام أجهزة استشعار إضافية أو أجهزة خارجية . يمكن لقائمة الحماية تحسين عمر النظام وتوفير التغذية الراجعة التي ستساعد في التنبؤ بموعد فشل الأنظمة وتقليل وقت التوقف غير المخطط له .

يوجد تطبيق مدمج في بعض vfds يسمح لـ VFD بأن يكون محترفًا في vfds الأخرى أو مشغلات المحرك . وهذا يعني أن VFD يمكنه قبول التغذية المرتدة من مصدر الطلب — مستشعر درجة الحرارة , مستشعر الضغط , مرجع السرعة من plc - وأخذ هذه التعليقات للتحكم في محركات الأقراص الأخرى أو الاتصال مرة أخرى بالأنظمة الأخرى بناءً على عملية مهيأة. الطوابع الزمنية . هذا يزيد من رؤية النظام ويقلل من وقت التوقف غير المخطط له . الأمر كله يتعلق بجلب الذكاء للمحرك .

توفير الطاقة


انخفاض الجهد
الشكل 5: يمكن أن تقلل vfds الحديثة جهد المحرك بشكل مناسب للحصول على وفورات الطاقة هذه بسرعات منخفضة لاتباع منحنيات قوانين التقارب .

يعتمد هذا حقًا على مستوى التحكم الذي تحتاجه . إذا كنت تبحث عن تحكم منخفض المستوى بنقطة ضبط السرعة فقط , بدء / إيقاف وإشارة الخطأ , يمكن تحقيق ذلك عن طريق توصيل الأسلاك I / O البسيط مع القليل من السلطة التقديرية أو اختياريًا بعض السلطة التقديرية والإشارة التناظرية . إذا كنت تريد أن تكون أكثر دقة و / أو إذا كان لديك وحدة تحكم تعمل على عدة محركات أقراص , فإن الشبكات هي طريقة أفضل للذهاب . تأكد من يدعم كل من PLC و slave vsds نفس بروتوكول الاتصال . يجعل الشبكات الكثير من المستخدمين المبتدئين يتعرضون للترهيب , ولكن لا ينبغي فعلاً أن . الأمر بسيط للغاية مع أنظمة التوصيل ومحركات الأقراص الحديثة .

العديد من , العديد من التطبيقات تستفيد بشكل كبير من استخدام vfds لكفاءة الطاقة .

لنبدأ بالنظر إلى مضخات الطرد المركزي والمراوح . يتم ضبط حجم المضخات والمراوح لأقصى نقطة تشغيل لها ولكن عادةً ما يتم خنقها إلى أقل طلب . أدوات التحكم الميكانيكية مثل دوارات التوجيه , الممرات الجانبية وصمامات الخانق موجودة بالفعل بعض وفورات الطاقة ومع ذلك ، , يتم الحصول على أقصى قدر من الكفاءة من خلال إبطاء المحرك مباشرة .

يشار إلى هذه التطبيقات على أنها تطبيقات لعزم الدوران المتغير وتحكمها قوانين التقارب. السرعة . على سبيل المثال , تقليل السرعة إلى 50٪ يمكن أن يقلل الطاقة المطلوبة إلى 12 . 5٪ من الطاقة المقدرة .

يمكن لـ vfds الحديثة الاستفادة من هذا وتقليل جهد المحرك بشكل مناسب للحصول على وفورات الطاقة هذه بسرعات منخفضة لاتباع منحنيات قوانين التقارب (الشكل 5) .

أبسط وأقل دقة هو أن يكون لديك محرك واحد للتحكم في محركات متعددة . تحتاج إلى التحقق من الشركة المصنعة لمحرك الأقراص إذا كان هذا مقبولاً لمحركها للقيام بذلك . في هذا الأسلوب ، يمكنك تحديد حجم محرك الأقراص لإجمالي المجموع الكلي المحركات وتوفير مرحل خارجي للحمل الزائد للمحرك لحماية كل محرك فردي . لا يمكن في كثير من الأحيان تبديل محركات الأقراص من / إلى الحمل دون حدوث ضرر , لذلك في هذا النهج يجب عليك في كثير من الأحيان تحديد الأحمال الزائدة للمحرك التي لها اتصال إضافي ينكسر أولاً / جعل آخر , وتشغيل كل تلك المتسلسلة إلى إدخال محرك تم تكوينه لخطأ خارجي - الفكرة هي أنه إذا كان أحد المحرك يفرط في الرحلة , فإنه يخطئ محرك الأقراص أولاً ولا يسمح بإعادة تشغيل محرك الأقراص ما لم جميع الأحمال الزائدة للمحرك نظيفة .

هناك طريقة أخرى بسيطة وغير دقيقة وهي توجيه السرعة إلى محرك أقراص واحد ثم جعل الإخراج التناظري لمحرك الأقراص يعلن سرعته الفعلية . تشغيل ذلك التناظرية بدوره إلى محرك الأقراص التالي كنقطة ضبط سرعته . يمكنك أيضًا استخدام محرك الأقراص إخراج التشغيل / الحالة كأمر تشغيل / إيقاف إلى محرك الأقراص التالي . إنه غير دقيق , وهو أساسي جدًا . يمكن أن يكون معالجة الأخطاء لمحركات الأقراص الفردية مشكلة في هذه الطريقة .

هناك طريقة أخرى يمكن القيام بها غالبًا - تحقق من الشركة المصنعة لمحرك الأقراص - وهي استخدام ناقل المجال مثل canopen حيث تكون العقد نظيرة وسيكون لديك محرك رئيسي يمكنك التحكم فيه بسرعة وتشغيل التوقف عبر لوحة المفاتيح أو التحكم في الأسلاك , ولكن بعد ذلك قم بتعيين كلمات حالة محرك الأقراص الرئيسي هذا على الشبكة ككلمات أوامر لمحركات الأقراص التابعة لجعلها تتبع الحالة الرئيسية . الدقة في هذا النهج هي إحدى وظائف طريقة التحكم في المحرك المستخدمة بواسطة محركات الأقراص . المغلقة- ناقل الحلقة هو الأكثر دقة . حلقة مفتوحة v / hz هي أقل . خطأ في معالجة محركات الأقراص الفردية يمكن أن يكون مشكلة في هذه الطريقة .

أفضل طريقة للقيام بذلك هي ربط محركات الأقراص بـ PLC . يمكن لـ PLC ضبط السرعة والتحكم في كل محرك وكذلك قراءة حالة كل محرك حتى يمكن الإعلان عن الأخطاء والتحكم في ردود الفعل بسهولة للاستجابة للظروف المختلفة .

تحليل عائد الاستثمار
يجب على العديد من المصانع التي هي في طور تنفيذ مبادرات خضراء أو تحديث لتقليل التكاليف تقييم تكاليف الطاقة المرتبطة بالمحركات في مصانعها . تميل المحركات إلى لعب دور كبير في كفاءة المصنع وجهود خفض التكلفة لأنها عادة ما تكون مسؤولة عن قدر كبير من تكاليف المرافق الكهربائية الشهرية . تشير بعض الإحصاءات إلى أن المحركات تستهلك 70٪ من إجمالي طاقة التصنيع المحلي و 55٪ من إجمالي الطاقة المولدة في أمريكا . ومن المثير للاهتمام , أن معظم المحركات ستستهلك من 10 إلى 20 أضعاف تكلفة رأس المال في الطاقة كل عام ، لذا فإن أي جهد يهدف إلى تقليل هذه التكاليف يمكن أن يحقق وفورات كبيرة .

في العديد من التطبيقات حيث تُستخدم المحركات لتشغيل المضخات , المراوح أو الضواغط (أحمال الطرد المركزي) وتستخدم الاختناق , إما الصمامات أو المخمدات للتحكم في تدفق العملية أو الضغط , يمكن تطبيق محركات التردد المتغير (vfds) لتحقيق فائدة اقتصادية كبيرة . عن طريق تغيير أحمال المحرك الثابتة إلى سرعة متغيرة , يمكن تحقيق فوائد الاسترداد في أقل من عام إلى عامين .

إذا كنت تراجع مصنعك من أجل مبادرة التحديث , فإن مراجعة المحركات في المنشأة تعتبر مكانًا جيدًا للبدء حيث , في معظم الحالات , سيمثلون الجزء الأكبر من مدفوعات المرافق الشهرية . إذا كانت هذه تدفع المحركات أحمال طرد مركزي مثل المراوح , المضخات أو الضواغط وتعمل العملية تحت 100٪ من التدفق أو الضغط , قد تكون هناك فرصة حقيقية لخفض تكلفة الطاقة . تبدأ المحركات عادةً ببادئ تشغيل المحرك .

هناك ثلاث خصائص لأحمال الطرد المركزي تُعرف باسم قوانين التقارب التي تحدد العلاقة بين سرعة العمود أو السرعة التي يعمل بها محركك ومعلمات العملية مثل التدفق , الضغط واستهلاك الطاقة .

تدفق (المواد) يتناسب طرديا مع سرعة العمود .

الضغط التفاضلي يتناسب طرديا مع مربع سرعة المحور .

تتناسب قوة العملية طرديًا مع مكعب سرعة المحور .

لذلك فإن أي عملية نباتية تتطلب تدفقًا منخفضًا (هواء , ماء , زيت , غاز) يمكن أن تستخدم قوانين التقارب . على سبيل المثال , إذا تم تصنيف عمليتك على أنها تدفق مادة 10 , 000 جالون / دقيقة (gpm) ولكن يمكن تشغيله بتخفيض يصل إلى 7 , 000 gpm أو تقليل التدفق بنسبة 30٪ , قد يؤدي تغيير سرعة المحرك إلى توفير كبير في الطاقة . من قوانين التقارب التي نعرفها. والسرعة متناسبة بشكل مباشر , لذلك إذا تم تخفيض سرعة المحرك بنسبة 30٪ , فإن تدفق العملية سينخفض أيضًا بنسبة 30٪ (10 , 000 gpm إلى 7 , 000 gpm) , ولكن استهلاك الطاقة هو دالة تكعيبية , لذا فإن كمية الطاقة المستخدمة تنخفض أكثر ؛ و , في هذه الحالة , يؤدي خفض سرعة المحرك بنسبة 30٪ إلى تقليل استخدام الطاقة بنسبة 66٪ . يمكن أن يعمل هذا الأسلوب أيضًا على العديد من الأنظمة حيث يتم ضبط السرعة مثل المحرضين , الخلاطات , الناقلات والمطاحن , وستستفيد هذه عادةً من التحكم الأكثر دقة في السرعة .

طالما أن عملية المصنع تستخدم حمولة طرد مركزي يتم خنقها أو التحكم فيها باستخدام مخمدات أو صمامات , فمن المحتمل أن تستفيد العملية من إضافة VFD . تنطبق هذه الحجة على الجهد المنخفض والمتوسط - المحركات ذات الجهد الكهربي . قد تستفيد أيضًا التطبيقات الأخرى ولكنها قد تتطلب تحليلاً إضافيًا وقد لا تسفر عن نفس الوفورات في تكلفة الطاقة .

عند تقييم نظام المحرك كمرشح لـ VFD , يجب على المرء أن ينظر إلى سرعات الانحدار . كما هو مذكور أعلاه ، يؤدي تقليل السرعة بنسبة 30٪ إلى توفير كبير في تكلفة الطاقة . في العمليات التي تتحول فيها السرعة إلى- المعدلات السفلية أقل من 90٪ , ثم تصبح صلاحية إضافة VFD ومردودها أقل وضوحًا . إذا كانت العملية تعمل بالقرب من 100٪ , عندئذٍ قد يكون التوفير في تكلفة VFD ضئيلًا وربما يتم التخلص منه بواسطة كفاءة VFD نفسها . عن طريق إضافة VFD , VFD نفسها لها كفاءة مصنفة , عادةً 95٪ إلى 97٪ , وتضيف خسائر إلى النظام الكلي . المدخرات المرتبطة بـ يجب أن يكون تقليل سرعة التشغيل أكبر من فاقد الكفاءة في VFD . ملاحظة واحدة هنا هي أنه لا يوجد شيء مثل محرك فعال بنسبة 98٪ أو 99٪ . يتم ربط هذه الأرقام وعادة ما تمثل فقط قسم العاكس من VFD . على الرغم من أنها صحيحة , إلا أنها تمثل قسمًا واحدًا فقط من النظام بأكمله وليس مكونات VFD الفعلية المطلوبة تشغيل . تعمل معظم vfds اليوم بخسائر تتراوح من 3٪ إلى 5٪ لكامل VFD بالكامل من طرف إلى طرف . في بعض الأحيان , مرشحات الإدخال , لا يتم تضمين مرشحات الموجة الجيبية ومرشحات الإخراج في تصنيف الكفاءة هذا كما هي منفصل عن VFD ولكن لا يزال مطلوبًا . يجب أن يكون مستخدم VFD على دراية بجميع المكونات المطلوبة لتشغيل VFD بأمان لحماية المصنع من التوافقيات غير المرغوب فيها ولحماية المحرك من فشل العزل , التوافقيات والتيارات المحملّة المؤدية إلى أعطال محمل المحرك السابق لأوانه . يجب أن تعمل الشركة المصنعة VFD معك لتطوير تصنيف الكفاءة الإجمالية من سلك إلى عمود لتحديد الخسائر الفعلية بوضوح ولتحديد متطلبات تركيب المرشحات , توصيلات الكابلات الإضافية ومنصات التركيب لمختلف مكونات منفصلة خارج خزانة VFD .

بالإضافة إلى , سيعمل معظم مصنعي VFD مع مصنع المعالجة لتحديد وفورات التكاليف المحتملة وتوليد فترات استرداد عائد الاستثمار . يمكن أن تشمل هذه ليس فقط توفير الطاقة المرتبط بتشغيل VFD بسرعات منخفضة ولكن يمكن أن تشمل تكاليف HVAC إضافية —تكييف هواء غرفة التحكم الإضافية — ولكن أيضًا متطلبات المصنع مثل ترتيبات الموقع .

هناك العديد من المزايا الأخرى لتركيب vfds على المحركات التي يصعب تحديدها كميًا ولكن , مع ذلك , مزايا حقيقية جدًا . يلغي استخدام VFD حدث اندفاع البداية الذي يختبره المحرك . وهذا له ميزتان .

أولاً , القضاء على تدفق التيار عند بدء تشغيل المحرك , والذي يمكن أن يكون من ستة إلى 10 أضعاف تصنيف FLA للمحرك , له تأثير في تقليل رسوم الطلب القصوى في بيان المنفعة الشهرية . بشكل واضح , تعتمد وفورات التكلفة على عدد مرات بدء تشغيل المحرك ولكن القضاء على هذه الظاهرة يجب أن يكون له تأثير تكلفة إيجابي على تقليل تكلفة الطلب القصوى في بيان المنفعة . ثانيًا , يؤدي التخلص من حدث الاندفاع إلى تقليل الميكانيكية بشكل كبير والضغط الكهربائي على المحرك مما يؤدي إلى عمر أطول للمحرك وتكاليف صيانة أقل . ومع ذلك , قد يتم إبطال ذلك عن طريق اختيار VFD مع شكل موجة خرج أدنى مما يؤدي إلى تلف التسخين التوافقي أو العزل في المحرك , لذلك يجب توخي الحذر في اختيار طوبولوجيا VFD . إضافة مرشحات الإخراج لحماية المحرك يؤدي إلى انخفاض الكفاءة , مما يضيف التكلفة وربما شبكة الطاقة وقضايا السلامة (إثارة ذاتية للمحرك) , والتي يجب أن يكون التحليل إد وحصرها . يمكن التغلب على هذه المشكلات بسهولة ولكنها قد تؤدي إلى فترة استرداد أطول , بالإضافة إلى نفقات تشغيل إضافية إذا تم تغيير شبكة الطاقة بالمحطة .

أخيرًا , ستقدم معظم vfds الحديثة عامل طاقة ثابتًا لشبكة طاقة المصنع من 0 . 95 أو أكبر , والذي سيميل إلى تقليل عقوبة عامل الطاقة في بيان المنفعة الشهرية . هذه شحنة صغيرة وهو على الأكثر تأثير ثانوي لـ VFD . ومع ذلك , يجب توخي الحذر مع محركات المصدر الحالية ذات النمط الأقدم حيث يكون عامل الطاقة متناسبًا مع السرعة ويمكن أن يصبح ضعيفًا جدًا عند التشغيل أقل من 80٪ سرعة , يحتمل أن يتطلب إضافة مكونات تصحيح عامل القدرة في المصنع . وهذا يضيف تكاليف التركيب وربما يقلل الكفاءة , والتي يمكن أن تزيد مرة أخرى من فترة الاسترداد المتوقعة وتوفير الطاقة .

تنطبق المناقشة المقدمة هنا على المحركات ذات الجهد المنخفض أو المتوسط وتطبيقاتها . يجب أن يكون أي مصنع VFD قادرًا على مساعدة المستخدم النهائي , شركة هندسية أو مقاول كهربائي في تحليل عائد الاستثمار . فهم سيناريو التشغيل وفحص الخط الفردي للمصنع يجب أن يكون ضمن نطاق خبرة الشركة المصنعة لـ VFD وجزءًا من عملية الاقتراح . بالإضافة إلى , يجب أن يكون مصنع VFD قادرًا على تقييم محرك المصنع , خاصة إذا كان أقدم , المحرك الموجود للتحقق من التشغيل الصحيح والعمر الحركي باستخدام محرك vfd المحدد .

ثلاث خطوات للكفاءة والاسترداد
لن تؤدي إضافة VSD بشكل أعمى إلى زيادة كفاءة المحور (مجموعة الدفع + المحرك + VSD) . مقابل فقدان الطاقة ويمكن أن يؤدي إلى تفاقم الكفاءة الكلية للنظام . تحديد الزيادات في الكفاءة ويمكن تلخيص معدلات الاسترداد الأسرع من خلال ما يلي عملية معممة .

1 . هل يعمل التطبيق على المحرك 's " بأقصى سرعة " ونادرًا ما يبدأ ويتوقف؟ إذا كانت الإجابة بنعم , ، فإن إضافة VSD سيضر بكفاءة النظام ويضيف ببساطة خسائر (خسائر VSD وتسخين المحرك PWM) . استبدال المحرك بإصدار أعلى كفاءة هو الخيار الأفضل . حدد ما إذا كان المحرك يجب استبداله الآن أو لاحقًا بناءً على العمر الحالي للمحرك , تكلفة المحرك الجديد ومعدل استرداد توفير الطاقة . تندرج المراوح والمضخات عادةً ضمن هذه الفئة .

2 . هل يعمل التطبيق على المحرك 's " بأقصى سرعة " ولكن أيضًا يبدأ ويتوقف كثيرًا؟ إذا كانت الإجابة بنعم , ، فيمكن لمحرك VSD تقليل تيارات بدء تشغيل المحرك . كلما زاد حجم المحرك , كلما زاد الانخفاض في الموجات الحالية (عادةً ما تكون تيارات بدء الخط ستة أضعاف التيار المقنن للمحرك) . معدل الاسترداد يتم تحديده من خلال عدد المرات التي يبدأ فيها المحرك ويتوقف وحجم المحرك. القيادة بسبب مقاومة اللف المنخفضة .

3 . هل سيكون التطبيق أكثر ملاءمة للعمل بشكل أبطأ أو أسرع من سرعة خط المحرك؟ إذا كانت الإجابة بنعم , ، فستحتاج إلى VSD , أو ربما تغيير علبة التروس , ولكن احذر من أن تغيير سرعة المحور يمكن أن يؤثر على عزم الدوران والطاقة المطلوبين . على سبيل المثال , المناشير التي تشغيل أبطأ يكون له عزم دوران أعلى بشكل كبير . تؤدي زيادة سرعة المروحة إلى زيادة حمل المحرك تربيعيًا ويمكن أن يكون خطيرًا من الناحية الميكانيكية .

إذا كنت تقوم بتحويل خط كامل إلى سرعة متغيرة ويمكنه التعامل معه ميكانيكيًا , فهناك نموذجان من مخططات التحكم: تتبع السرعة والتروس الإلكترونية .

يمكن اعتبار أنظمة تتبع السرعة على أنها عناصر تحكم حلقة مفتوحة تعمل بسرعة 50٪ أو 70٪ . إذا كان المحور الذي يُطلب منه تشغيل سرعة 70٪ يمكن تشغيله عند 68٪ أو 71٪ بدون مشكلة , فهذا النوع يمكن استخدام التحكم . في الأيام القديمة , سيكون للمحور الرئيسي إخراج تناظري تم توصيله بالمدخل التناظري للمحور التالي . يمكن للأنظمة الحديثة استخدام التحكم في ناقل المجال وإرسال أوامر رقمية إلى كل محرك .

التروس الإلكترونية مطلوبة للتطبيقات التي لديها نوع من التسجيل - حلقة مغلقة , قفل عمود الدوران . وهي أنظمة ذات حلقة مغلقة يمكنها الحفاظ على علاقات زاوية العمود كما لو كان هناك عمود خط ميكانيكي يشغل الجهاز بالكامل . من الأسهل التحكم في هذه الأنظمة باستخدام ناقل المجال في الوقت الفعلي مثل ethercat حيث يمكن لكل محور تلقي موضع المحور الرئيسي فوق الناقل بدلاً من تشغيل كبلات التشفير بين كل محرك أقراص .

تقليل التكلفة , زيادة التحكم
للإجابة على الجزء الأول من سؤالك , يجب أن تبدأ بالنظر إلى التطبيقات التي توجد فيها حاجة للتحكم في سرعة المحرك الذي يتم التحكم فيه حاليًا بواسطة الميكانيكيين , موصل لبدء التشغيل والإيقاف أو متغير السرعة الأقدم محركات الأقراص . هناك فوائد تأتي من استخدام محرك متغير السرعة لبدء التطبيق والتحكم فيه وطرق لتحسين ليس فقط كفاءات التطبيق وطريقة تشغيله للمحرك , ولكن أيضًا العملية الشاملة . نفايات المنتج هي منطقة يمكن أن يؤدي فيها تحسين التحكم في المحرك والتطبيق إلى تقليل نفايات المنتج أو المواد , مما يجعل العملية والمصنع أكثر كفاءة ويوفر التكاليف .

استخدام محرك متغير السرعة , مع أو بدون PLC , في أحد التطبيقات مصحوب بفوائد كبيرة . والتي تشمل تحسين كفاءة النظام , تقليل النفايات , تقليل تكلفة الصيانة وتحسين التحكم في التطبيق . في كثير من الأحيان , يعتقد الناس أنك ' تقوم فقط بضبط السرعة , ولكنك في الواقع تجني فوائد أكثر بكثير من مجرد وجود سرعات متغيرة لتشغيل المحرك .

فيما يتعلق بتطبيقات المحركات التي ستستفيد من محرك متغير السرعة , ، فأنت بحاجة إلى أن تسأل نفسك , "هل يعمل التطبيق عند 60 هرتز؟" أن 's السرعة الأساسية للمحرك في أمريكا الشمالية . إذا كان المحرك يعمل حاليًا عند 60 هرتز , يومًا بعد يوم , فقد لا يستفيد التطبيق من التحكم في السرعة المتغيرة ولكن ستستفيد عند بدء تشغيل المحرك ومن الملاحظات التي يمكن أن يوفرها محرك الأقراص في التطبيق .

إذا كان 's لا يعمل عند 60 هرتز لأنه 's يتم تعديله بواسطة ميكانيكي أو معدات أخرى في النظام , أو إذا كان هناك 's الكثير من بدء التشغيل والإيقاف , فهذه هي التطبيقات التي نرغب فيها انظر بسهولة إلى تطبيق محرك متغير السرعة . في أي وقت ' لا تعمل فيه بالسرعة الأساسية طوال الوقت , إذا كان هناك أي تعديلات يتم إجراؤها , ذلك 's حيث السرعة المتغيرة تساعد محركات الأقراص . محركات الأقراص متغيرة السرعة على توفير تحكم دقيق في السرعة . إذا كنت تستخدم VSD , يمكنك تقليل تيار التدفق عند البدء ومقدار الطاقة لتحريك الأشياء فقط حسب طبيعة استخدام المتغير محرك السرعة .

عندما يتعلق الأمر بربط جميع المحركات ومحركات الأقراص معًا , فأنت في قلب المكان الذي تتكامل فيه محركات الأقراص متغيرة السرعة بشكل أفضل في العملية . يمنحك تثبيت VSD هنا ميزة نقاط السرعة غير المحدودة , حتى تتمكن من ضبط السرعة على أي قيمة تحتاجها لتطبيقك وتنسيق حركة المنتج . يمكنك أيضًا التحكم بشكل أفضل في تلك التطبيقات والتخلص من أي نوع من النفايات .

هناك طريقتان للتحكم في خط العملية , اعتمادًا على مقدار التحكم المطلوب . هناك إعدادات وإعدادات خاصة بالتطبيق داخل محرك الأقراص , بالإضافة إلى بعض البرمجة الإضافية التي يمكن التعامل معها . تتعامل محركات الأقراص مع عدد من التطبيقات المختلفة , لذا يمكن أن يكون التحكم بسيطًا مثل البرمجة الافتراضية لمحرك الأقراص , تكوين المعلمات لزيادة التحكم في التطبيق أثناء استخدام مدخلات ومخرجات محرك الأقراص أو الذهاب إلى تحكم أو PLC للعمل مع عدد من محركات الأقراص المختلفة .

يمكن أن يؤدي استخدام وحدة تحكم أو PLC للتواصل مع محركات الأقراص والأجزاء المختلفة من المعدات للتحكم فيها واستقبال البيانات مرة أخرى إلى زيادة عدد المحركات التي يتم التحكم فيها في نقطة واحدة ، وكل ذلك من موقع مركزي . إحدى الفوائد الرئيسية لـ VSD هي البيانات التي تجمعها . ليس فقط أنك تتحكم في التطبيق , ولكنك تتلقى معلومات حول العملية والتطبيق. . يمكنك تحليل مقدار الطاقة التي كنت تستخدمها واستخدام البيانات التي تتلقاها من أجل فهم ما يجري في التطبيق ومساعدتك على تحديد أي مشاكل لتحسين كفاءة النظام بشكل عام .

يمكن أن توفر إضافة محركات متغيرة السرعة إلى تطبيقاتك فوائد كبيرة من حيث تقليل النفايات وتكاليف الصيانة , زيادة التحكم وتحسين الكفاءة في جميع المجالات .

توفير الطاقة
عادةً ما تكون الكفاءة مشتقًا من التكلفة مقدمًا . وهذا هو المكان الذي يمكن أن تتنوع فيه مصلحة مورد المعدات والمستخدم . يمكن جعل كل تطبيق صناعي أكثر كفاءة , لذلك يتعلق الأمر عمومًا بحجم العمل الذي سينجزه خذ , كم من المال سيكلف ومتى أتوقع أن تؤدي وفورات الكفاءة إلى سداد الاستثمار .

السيناريو الأول للمحركات التي تعمل عبر الخط هو الذهاب إلى محرك أكثر كفاءة . تفرض اللوائح الحكومية أن المحركات الجديدة المثبتة تلبي الحد الأدنى من الكفاءات التي تستمر في الزيادة . تتمتع المحركات الحثية عالية الكفاءة الحالية بكفاءة عالية جدًا , لكن مصنعي المحركات يقتربون من حدود التصميم فيما يتعلق بكمية المعدن أو النحاس التي يمكنهم وضعها في المحرك لجعلها أكثر كفاءة قبل أن يزداد حجم الإطار .

السيناريو التالي هو تغيير تطبيق السرعة الثابتة إلى سرعة متغيرة مع محرك متغير التردد (VFD) . لتطبيقات عزم الدوران المتغير , مثل مروحة أو مضخة , وهذا عادة لا يحتاج إلى تفكير نظرًا لأن العائد من توفير الطاقة قصير جدًا إذا كان بإمكانك التشغيل بسرعات منخفضة . فإن الاحتياط الذي أود تقديمه هو التحقق من أن المحرك مصمم ليتم تشغيله من محرك VFD . ، هناك أيضًا اتجاه ناشئ للسرعة المتغيرة تطبيقات لاستخدام محرك متزامن لأنها توفر كفاءة أعلى مع مساحة أصغر .

هناك أيضًا العديد من محركات vfds ومحركات المؤازرة التي توفر وظائف وتكوينات موفرة للطاقة. . بعض الوظائف النموذجية هي وضع ECO لتقليل فقد المحرك ؛ وضع الالتفافية لتقليل خسائر العاكس ؛ ووضع السبات للانتقال إلى وضع السكون أثناء فترات التوقف الطويلة . حيث يمكن للمحركات أن تولد الطاقة عند التوقف أو مع الأحمال الإصلاحية مثل الرافعات التي تستخدم محركات يمكنها إعادة توليد الطاقة مرة أخرى إلى مصدر الطاقة ، وهي المفضلة لتطبيقات معينة . على آلات الإنتاج مع محركات متعددة ، يعد ترتيب ناقل التيار المستمر شائعًا للغاية للاستفادة من مشاركة الطاقة عندما يقوم محرك واحد أو أكثر بتوليد الطاقة ويمكن للمحركات الأخرى الاستفادة من هذه الطاقة .

يعد هذا أيضًا وقتًا مناسبًا لذكر أن الحلول الهيدروليكية والميكانيكية يتم تحويلها إلى الحلول الكهربائية بسبب الإمكانات العالية لتوفير الطاقة . يمكن استبدال المضخة الهيدروليكية ذات السرعة الثابتة بمضخة مؤازرة توفر الطاقة فقط عند الحاجة ويمكنه توفير ما يصل إلى 70٪ من استهلاك الطاقة . حتى استبدال علبة التروس أو البكرة بمحرك مباشر يمكن أن يؤدي إلى زيادات كبيرة في كفاءة النظام , لذا فإن استخدام نهج شامل لتوفير الطاقة هو الأفضل دائمًا .

لحسابات الاسترداد , سأستخدم واحدة من العديد من أدوات البرامج المجانية المتاحة من مصنعي المحركات والمحركات للمساعدة في مقارنة المدخرات مع الحلول المختلفة والمساعدة في التحقق من صحة العائد المتوقع على استثمارك .

حقوق النشر © 2022 Shenzhen V&T Technologies Co.,Ltd.. كل الحقوق محفوظة. طاقة من

دعم شبكة IPv6

أعلى

اترك رسالة

اترك رسالة

    إذا كنت مهتمًا بمنتجاتنا وترغب في معرفة المزيد من التفاصيل , يرجى ترك رسالة هنا , وسنرد عليك في أقرب وقت ممكن .

  • #
  • #
  • #