Yumuşak yol verici ABB PSR-25-600
Herkese selam! Bugün pratikte yumuşak yol verici kullanmanın gerçek bir örneğini gösteren bir makale olacak. Elektrik motorunun yumuşak çalıştırılmasını gerçek bir cihaza kurdum, fotoğraflar ve diyagramlar sağlandı.
Bunun nasıl bir cihaz olduğunu daha önce detaylı olarak anlatmıştım. sana şunu hatırlatıyorum yumuşak yol verici Ve yumuşak yol verici aslında aynı cihazdır. Bu isimler İngiliz Soft Starter'dan alınmıştır. Yazıda bu bloğa şu şekilde ve bu şekilde hitap edeceğim, alışın). İnternette yumuşak yolvericiler hakkında yeterli bilgi var, okumanızı da tavsiye ederim.
Asenkron motorların çalıştırılması hakkındaki fikrim, uzun yıllara dayanan gözlem ve uygulamalarla doğrulanmıştır. 4 kW'ın üzerindeki motor gücü için, motorun düzgün hızlanmasını sağlamak dikkate değer. Bu, tam olarak böyle bir motorun şaftına bağlı olan ağır, eylemsiz bir yük için gereklidir. Motor şanzımanla kullanılıyorsa durum daha kolaydır.
En basit ve en ucuz yumuşak çalıştırma seçeneği, motorun bir "Yıldız-Üçgen" devresi aracılığıyla çalıştırıldığı seçenektir. Daha "sorunsuz" ve esnek seçenekler, yumuşak yolverici ve frekans dönüştürücüdür (halk arasında "frekans sürücüsü" olarak bilinir). Ayrıca neredeyse hiç kullanılmayan eski bir yöntem de var.
Bu arada, özellikle düşük hızlarda, yaklaşık 8 kHz frekansında açıkça duyulabilen bir gıcırtı, motora bir frekans dönüştürücü aracılığıyla güç verildiğinin kesin bir işaretidir.
Zaten Schneider Electric'in yumuşak yol vericisini kullanmıştım, işimde çok olumlu bir deneyimdi. Daha sonra iş parçalarına sahip uzun dairesel konveyörü (şanzımanlı 2,2 kW motor) sorunsuz bir şekilde açmak/kapatmak gerekiyordu. O zamanlar elimde bir kameranın olmaması üzücü. Ama bu sefer her şeye en ince ayrıntısına kadar bakacağız!
Neden yumuşak motor çalıştırmaya ihtiyaç duyuldu?
Yani sorun, kazan dairesinde, kazanı su ile beslemek için pompaların bulunmasıdır. Sadece iki pompa vardır ve kazandaki su seviyesinin izlenmesi için sistemden gelen komutla çalıştırılırlar. Aynı anda yalnızca bir pompa çalışabilir; pompa, kazan dairesi operatörü tarafından su muslukları ve elektrik anahtarları değiştirilerek seçilir.
Pompalar geleneksel asenkron motorlarla tahrik edilir. Geleneksel kontaktörler () aracılığıyla 7,5 kW asenkron motorlar. Ve güç yüksek olduğu için devreye alma işlemi çok zordur. Her başladığınızda, gözle görülür bir su darbesi var. Motorların kendisi, pompalar ve hidrolik sistem bozulur. Bazen borular ve musluklar parçalanacakmış gibi geliyor.
Abone! İlginç olacak.
Ek olarak, kazan soğuduğunda ve aniden sıcak su verildiğinde (95 ° C'den fazla), patlayıcı kaynamayı anımsatan hoş olmayan olaylar meydana gelir. Bunun tersi de olur, 100 °C sıcaklıktaki su soğuk olabilir; kazanda neredeyse 200 °C sıcaklıkta kuru buhar olduğunda. Bu durumda zararlı su darbesi de ortaya çıkar.
Kazan dairesinde birbirinin aynısı iki kazan bulunmaktadır ancak ikincisinde pompalar için frekans konvertörleri bulunmaktadır. Kazanlar (daha doğrusu buhar jeneratörleri) 115 ° C'nin üzerinde sıcaklıkta ve 14 kgf/cm2'ye kadar basınçta buhar üretir.
Elektrik devresindeki kazanın tasarımının pompa motorlarının düzgün şekilde çalıştırılmasını sağlamaması üzücü. Kazanlar İtalyan olmasına rağmen bu konuda tasarruf yapılmasına karar verildi...
Asenkron motorları sorunsuz bir şekilde çalıştırmak için aşağıdaki seçenekler arasından seçim yapabileceğimizi tekrarlıyorum:
- düzgün başlangıç sistemi (yumuşak başlangıç)
- frekans dönüştürücü (invertör)
Bu durumda, çalışan kazan kontrol devresine minimum müdahale gerektirecek seçeneğin seçilmesi gerekiyordu.
Gerçek şu ki, kazanın çalışmasındaki herhangi bir değişiklik, kazan üreticisi (veya sertifikalı kuruluş) ve denetleyici kuruluş ile mutabakata varılmalıdır. Bu nedenle değişikliklerin sessizce ve gereksiz gürültü olmadan yapılması gerekir. Yine de güvenlik sistemine müdahale etmiyorum, bu yüzden burada o kadar katı değil.
Düzenli okuyucularım biliyor ki, bundan sonra artık kazan dairesinde enstrümantasyon ve otomasyon çalışmaları yapma hakkına sahibim.
Kontrollü başlatıcının seçilmesi
Öncelikle motor plakasına bakalım:
Motor gücü 7,5 kW, sargılar üçgen devreye bağlı, tüketilen nominal akım 14,7A'dır.
Fırlatma sistemi (“sert”) şuna benziyordu:
İki motorumuz olduğunu ve bunların 07KM1 ve 07KM2 kontaktörleri tarafından çalıştırıldığını hatırlatmama izin verin. Kontaktörler, açmanın gösterilmesi ve kontrolü için ek kontak bloklarıyla donatılmıştır.
Alternatif olarak ABB PSR-25-600 yumuşak yol verici seçildi. Maksimum akımı 25 Amper olduğundan iyi bir rezervimiz var. Özellikle de zor koşullarda çalışmak zorunda kalacağınızı düşünüyorsanız; başlatma/durma sayısı, yüksek sıcaklık. Fotoğraf yazının başındadır.
Yumuşak yolvericinin üzerinde parametrelerin yer aldığı bir etiket bulunmaktadır:
VK grubundaki yenilikler neler? SamElectric.ru ?
Abone olun ve makalenin devamını okuyun:
Yumuşak Yolverici ABB PSR-25-600 – parametreler
- FLA - Tam Yük Amper - tam yükte akım değeri - neredeyse 25A,
- Uc – çalışma voltajı,
- Us – kontrol devresi voltajı.
Yumuşak yol vericinin kurulumu
Yeni başlayanlar için denedim:
Yükseklik aynı, genişlik aynı, sadece uzunluk biraz daha uzun ama yer var.
Şimdi kontrol devreleriyle ilgili bir soru. Orjinal devrede kontaktörler 24 VAC gerilim ile açılmış olup, ABB'lerimiz en az 100 VAC gerilim ile kontrol edilmektedir. Ara röleye veya kontrol devresinin besleme voltajında değişime ihtiyaç vardır.
Ancak ABB'nin resmi internet sitesinde bu cihazın 24 VAC'de de çalışabildiğini gösteren bir şema buldum. Şansımı denedim; işe yaramadı, başlamıyor...
Gerilimi istenen seviyeye getiren bir ara röle takıyoruz:
İşte başka bir açıdan:
Bu kadar. Ara rölelere 07KM11 ve 07KM21 adı verildi. Bu arada, ek devreler için de bunlara ihtiyaç var. Bunlar aracılığıyla harici bir cihazın göstergeleri ve kuru kontakları açılır (eski devrede henüz kullanılmamıştır - turuncu teller).
Kontrolü doğrudan, röle olmadan (24 VAC) kullanmak istediğimde, güç göstergelerini artık kullanılmayan Com – Run kontakları üzerinden çalıştırmayı planladım.
Yumuşak başlangıç devreleri
İşte orijinal diyagram.
Diyagramı şu şekilde kolayca değiştirdim:
Ayarlarla ilgili olarak - kısaca. Üç ayar vardır: hızlanma süresi, yavaşlama süresi ve başlangıç voltajı.
Bir kontrollü başlatıcı ve motor seçim kontaktörlerini kullanmak (bir cihazı iki motora değiştirmek) mümkün olacaktır. Ancak bu, devreyi karmaşıklaştıracak ve büyük ölçüde değiştirecek ve güvenilirliği azaltacaktır. Kazan dairesi gibi stratejik bir tesis için bu çok önemlidir.
Gerilim dalga formları
Bilginin cevizi zordur ama yine de
Geri çekilmeye alışık değiliz!
Bölmemize yardımcı olacak
haber filmi “Her şeyi bilmek istiyorum!”
Herkes tornavidayla devre kurabilir. Ve voltajı görmek ve hangi gerçek süreçlerin gerçekleştiğini anlamak isteyenler için osiloskop olmadan yapamazlar. Yumuşak yol vericinin 2T1 çıkışındaki osilogramları yayınlıyorum.
Bu mantıksal bir tutarsızlık değil mi - motor kapalı ama üzerinde voltaj var mı? Bu, bazı yumuşak başlatıcıların bir özelliğidir. Hoş olmayan ve tehlikeli. Evet, motor durdurulduğunda dahi üzerinde 220V voltaj bulunmaktadır.
Gerçek şu ki, kontrol yalnızca iki fazda gerçekleşir ve üçüncüsü (L3 - T3) doğrudan motora bağlanır. Akım olmadığı için de cihazın tüm çıkışları motor sargılarından geçen L3 faz geriliminden etkilenir. Aynı saçmalık üç fazlı katı hal rölelerinde de olur.
Dikkat olmak! Kontrollü başlatıcıya bağlı bir motora bakım yaparken giriş devre kesicilerini kapatın ve voltaj olmadığını kontrol edin!
Yük endüktif olduğundan sinüs dalgası yalnızca parçalara ayrılmakla kalmaz, aynı zamanda büyük ölçüde bozulur.
Parazit var ve bu dikkate alınmalıdır - kontrolörlerin ve diğer düşük akımlı cihazların çalışmasında arızalar mümkündür. Bu etkiyi azaltmak için devreler arasında boşluk bırakmak ve koruma sağlamak, girişe şok bobinleri takmak vb. gereklidir.
Fotoğraf, motora tam voltaj sağlayan dahili kontaktörün (baypas) açılmasından birkaç saniye önce çekildi.
Davanın fotoğrafı
Başka bir küçük bonus - ABB PSR-25-600 yumuşak yol vericinin görünümüne dair birkaç fotoğraf.
ABB PSR-25-600 – alttan görünüm
Seçenek – ağır yük durumunda soğutma fanını bağlamak için konnektör ve bağlantı elemanları
ABB PSR-25-600 – güç giriş terminalleri ve güç ve kontrol terminalleri.
Şimdilik bu kadar, elektrik motorlarının yumuşak çalıştırılmasıyla ilgili yorumlardaki soru ve eleştirilere açığız!
Mayıs tatiliniz kutlu olsun!
Santrifüj pompalı hidrolik sistemlerde optimum enerji tasarrufu nasıl sağlanır? Bu soru bugün uzmanlar ve işletme yöneticileri arasında giderek daha fazla ortaya çıkıyor. Peki hangi cihazlar geri ödeme süresini kısaltabilir ve enerji verimliliğini artırabilir (yumuşak yolvericiler, değişken frekanslı sürücüler veya paralel pompa kontrolü kullanımı)? Makalenin yazarları, üretimdeki uygulama örnekleri, diyagramlar ve tablolarla gösterilen çeşitli teknik çözümlerin dikkatle yürütülen bir analizini sunmaktadır.
ABB LLC, Moskova
Enerji verimliliğinin sağlanması günümüzün en acil ve aynı zamanda karmaşık görevlerinden biridir. Enerji tüketim maliyetlerinin azaltılması, üretim karlılığının arttırılması ve üretim hatlarının verimli çalışmasının yöntemlerinden biridir. Geniş bir uygulama yelpazesindeki tesislerin genel analizi, ekipman satın alma ve yeni ekipmanın bakımı ve devreye alınmasından kaynaklanan üretim kesintileriyle ilgili maliyetlerin, enerji tüketimindeki tasarruflarla kısmen dengelenebileceğini göstermektedir.
Enerji verimli teknolojiler ABB'nin önceliklerinden biridir. En verimli çalışmayı sağlamak için en modern yöntemler ve gelişmeler, pompa ünitelerinin tahrik mekanizmalarını kontrol etmek için yaygın olarak kullanılan ve su arıtma ve atık su arıtmasında enerji tüketimini önemli ölçüde azaltabilen modern ABB ekipmanlarında (frekans dönüştürücüler ve yumuşak yolvericiler*) kullanılmaktadır. tesisler.
Pompa akışını kontrol etmek için sıklıkla kullanılan mekanik yöntem veya kısma yöntemi, enerji tasarrufu açısından son derece etkisizdir. Bu durum şu soruyu gündeme getiriyor: Enerji tüketimini azaltmanın en ekonomik yöntemi olan iki teknik çözümden hangisi - değişken frekanslı sürücüler veya döngüsel kontrol (Şekil 1)? Esasen, santrifüj pompanın kullanıldığı hidrolik sistemin özellikleri, bir kontrol yönteminin diğerine tercih edilmesinde belirleyici faktördür.
Pirinç. 1. Kısma, döngüsel ve frekans kontrolü yoluyla sistem akışının düzenlenmesi
Atık su endüstrisinde santrifüj pompalar genellikle bir proses kontrol sisteminin kontrolü altında açılıp kapatılır. Artık su (yani konut veya ticari binalardan gelen su), belediye su arıtma tesislerine pompalanana kadar genellikle septik tanklarda veya atık su tanklarında toplanır. Belirli bir sıklık dikkate alındığında, yumuşak yol vericilerin kullanılması, pompanın suda bulunan atık nedeniyle tıkanması riskini önemli ölçüde azaltır.
Döngüsel kontrol, akış kontrolünde esneklik kaybına rağmen değişken frekanslı sürücülere ilginç bir alternatiftir. Başka bir deyişle, yumuşak yol verici, asenkron motoru elektriksel aşırı yüklerden, mekanik şoklardan ve başlatma sırasındaki titreşimden ve ayrıca pompa durduğunda boru sisteminde meydana gelen su darbesinden korumak için uygun ve rekabetçi bir teknoloji olarak kabul edilir. Ayrıca elektrik motoru en uygun çalışma noktasında çalıştırılır ve geri kalan süre boyunca kapatılır.
Aşağıdaki bölümlerde iki santrifüj pompa (90 kW ve 350 kW) için değişken frekans kontrolü ve döngüsel kontrol çözümlerinin enerji tasarrufu ve yatırım getirisinin bir analizi sunulmaktadır.
Tipik pompalama sistemi
Bir pompalama sistemi tasarlanırken ana koşul, gerekli Qop [m3/saat] akış hızının sağlanmasıdır. İdeal bir sistemde seçilen pompa, Qop [m3/h] karakteristiğiyle eşleşen bir Qbep [m3/h] karakteristiğine sahiptir. Uygulamada genellikle daha büyük bir pompa seçilir (Şekil 2). Sonuç olarak pompa, performans aralığının çoğunda azaltılmış hidrolik verimle çalışır. Yukarıdakiler Şekil 2'de gösterilmektedir. Nominal gücü 90 kW ve 350 kW olan iki Aurora santrifüj pompası için 3.
Tablo 1.İki pompanın parametrelerinin karşılaştırmalı özellikleri
Pirinç. 2. Endüstriyel kurulum için pompa seçimi
Pirinç. 3. 90 kW ve 350 kW pompalarda sistem bileşen parametrelerindeki değişiklikler nedeniyle hidrolik verimde %15 azalma
Bu pompalarda enerji tasarrufu olanaklarını analiz etmek için üç farklı hidrolik sistem dikkate alındı: sürtünmenin üstesinden gelmek için basıncın baskın olduğu, yani statik basınç Hst'nin [m] maksimum hidrolik yüksekliğe Hmax oranı (?) m] %5'tir; statik basıncın baskın olduğu (? %50); kombine basınçla (? %25'tir) (Şekil 4).
Pirinç. 4. Potansiyel enerji tasarruflarını analiz etmek için seçilen hidrolik sistemler
Frekans dönüştürücünün, kontrollü başlatıcının ve motorun performans özellikleri
Frekans dönüştürücüler, çıkış gücü nominal değere göre azaldığında doğal olarak azalan yüksek bir verimliliğe (ηconv) sahiptir. Kontrollü başlatıcı sabit durumda çalıştığında, yani bypass etkinleştirildiğinde, kontrollü başlatıcıların verimliliği neredeyse %100'dür. Yumuşak yolvericilerin verimliliğinin, saat başına başlatma sayısındaki artış ve çalışma zaman aralıklarındaki azalma ile gözle görülür şekilde azaldığı, bunun da elektrik motorunun çalıştırılması ve durdurulması sırasındaki ek Joule kayıplarından ve çalışmadan kaynaklandığı unutulmamalıdır. tristörlerin (Şekil 5).
Pirinç. 5. Pompalama yüküyle kontrollü başlatıcının ve frekans dönüştürücünün elektrik verimliliğindeki (%) değişim
Yakın zamanda benimsenen daha sıkı standartlar (IE sınıfları), yük altında çalışırken elektrik motorunun verimliliğinin artmasını garanti eder (Şekil 6 ve 7). Elektrik motorunun verimliliği (kesinlikle sınıfa bağlı olarak) bir frekans dönüştürücünün veya yumuşak yol vericinin kullanılmasından etkilenir: yüksek hızlı bir çıkış invertörü tarafından çalıştırıldığında, akımdaki harmonik bozulmaların varlığı nedeniyle verimlilik düşer ve voltaj, ancak cihaz çıkışındaki sinüzoidal voltaj dalga formu nedeniyle geçici işlem hızlanmasının sona ermesinden sonra yumuşak yol vericiyle çalıştırıldığında değişmez.
Pirinç. 6. Bir elektrik motorunun enerji verimlilik sınıfının pompanın verimliliği üzerindeki etkisi
Pirinç. 7. Hidrolik yüke sahip bir elektrik motorunun verimliliğinin değiştirilmesi
Sistem bileşenlerinin özelliklerinin, elektrik motorunun enerji verimlilik sınıfının ve harmonik kayıpların gerçek bir sistemdeki değişiminin etkisi Tablo'da verilmiştir. 2.
Tablo 2. Daha büyük sistem boyutunun, motor sınıfının ve harmonik kayıpların etkisi
elektrik tüketimi için (Pn =90 kW – anahtarlama frekansı 4 kHz)
Enerji tasarrufu
90 kW ve 350 kW pompalama sistemlerinde frekans ve döngüsel kontrol kullanılarak elde edilen enerji tasarrufu Şekil 2'de gösterilmektedir. 8 ve 9. Sürtünmenin üstesinden gelmek için basıncın baskın olduğu sistemlerde (? = %5), frekans kontrolü, her iki pompalama sistemi için neredeyse tüm çalışma aralığı boyunca (%7'den %98'e kadar) daha yüksek enerji tasarrufu sağlar. 90 kW'lık bir pompa durumunda ve statik yükün baskın olduğu (? = %50) bir sistemde döngüsel kontrol, tüm çalışma noktaları için frekans dönüştürücü kullanımına kıyasla daha iyi bir teknik çözümdür. Frekans dönüştürücü, 350 kW'lık bir pompa için biraz daha yüksek enerji tasarrufu sağlar, ancak bu tasarruf yalnızca pompa kapasitesinin %75 ila 92'si aralığında olur. Kombine bir hidrolik sistem düşünüldüğünde (? = %25), VFD kontrolü yalnızca %28'in (90 kW'lık bir sistem için) ve %24'ün (350 kW'lık bir sistem için) üzerinde kapasiteye sahip pompalar için daha yüksek enerji tasarrufu sağlar. Aslında frekans kontrolü kullanıldığında en yüksek enerji tasarrufu %15 ila %20 pompa kapasitesi aralığında gözlemlenir.
Pirinç. 8.
90 kW pompa için
Pirinç. 9. Frekans ve döngüsel kontrol ile enerji tasarrufu [%]
350 kW pompa için
Nominal çalışma sırasında yarı iletken bileşenlerde kayıpların olduğu frekans dönüştürücülerin aksine, yumuşak yolvericiler bu durumda bir bypass kontaktörü aracılığıyla çalışır, dolayısıyla tristörler dahil değildir (Şekil 10). Bu nedenle ilave ısı kaybı yaşanmaz. Pompa performansını düzenlemek için bir veya başka bir kontrol yönteminin seçilmesinin tercih edildiği çalışma ve sistem özellikleri, Şekil 2'de gösterilmektedir. on bir**.
Pirinç. 10. Yumuşak yol verici aracılığıyla bypass edildiğinde 90 kW'lık bir pompa için optimum verimlilik
yüksek yüklerde (tasarım kapasitesinin %90-100'ü)
Pirinç. on bir. Döngüsel kontrolü kullanırken tasarrufların arttığı referans noktası
değişken frekanslı sürücü çözümü kullanmak yerine
Yatırım getirisi
Müşteriler için en önemli faktörlerden biri, yumuşak yol vericinin kurulumu ve devreye alınması sırasında ekipmanın aksama süresinden kaynaklanan ek maliyetleri de içeren yatırım getirisinin hesaplanmasıdır.
Frekans dönüştürücünün maliyeti, nominal gücü 25 kW'a kadar olan pompalar için ve 350 kW'a kadar olan pompalar için yumuşak yol vericinin maliyetinden üç kat daha yüksektir - beş kat. Frekans düzenlemesi veya döngüsel kontrol için toplam başlangıç yatırımı, frekans dönüştürücünün veya yumuşak yol vericinin maliyetinin toplamı artı proses hattının tüm yaşam döngüsü boyunca harcanan maliyetlere göre kesinti maliyetlerinin yüzdesi olarak hesaplanır.
Frekans dönüştürücüler ve yumuşak yolvericiler için bu pay %7,5'tir.
Bireysel bileşenlerin maliyeti çeşitli nedenlerden dolayı değişebilir. Öncelikle şunu belirtmek gerekir ki alçak gerilim frekans dönüştürücüler elektrik motorunun start/stop modundan ziyade sürekli çalışmasında daha sık kullanılır ve daha doğru kontrol sağlar. Bununla birlikte, frekans dönüştürücülerde kullanılan yalıtımlı geçit bipolar transistörleri (IGBT'ler), belirli bir sıcaklık rejiminin ve soğutmanın korunmasını gerektirir, bu da onları oldukça pahalı elemanlar haline getirir ve buna bağlı olarak aynı nominal güce sahip yumuşak yolvericilere kıyasla frekans dönüştürücülerin maliyetini artırır. Yumuşak yol vericilerde, yarı iletken güç elemanları - tristörler - yalnızca başlatma ve durdurma modlarında çalışır ve her modun ortalama süresi yaklaşık 15 saniyedir. Ucuz ve güvenilir tristörlerin sürekli zorlamalı soğutma gerektirmediğini belirtmekte fayda var.
Frekans dönüştürücüler ve döngüsel akış kontrolü için geri ödeme süresi Şekil 1'de gösterilmektedir. Üç hidrolik sistem için 90 kW ve 350 kW elektrik motorları için 12 ve 13: ? = %5, %25 ve %50.
Pirinç. 12. Frekans ve döngüsel kontrollü (yumuşak yol verici) çözümler için geri ödeme süresi
90 kW pompa için
Pirinç. 13. Frekans ve döngüsel kontrollü (yumuşak yol verici) çözümler için geri ödeme süresi
350 kW pompa için
Paralel Pompa Kontrol Çözümleri
Birçok hidrolik sistemde, hem değişken hızlı sürücüleri hem de yumuşak yolvericileri kullanan paralel pompa kontrol sistemi*** kullanılarak iyi bir yatırım getirisi ile optimum enerji tasarrufu elde edilebilir.
Pirinç. 14. Dört paralel pompalı bir sistem için çözüm
(sürtünmenin üstesinden gelmek için basınç ağırlıklı hidrolik sistem)
Tablo 3. Dört paralel pompalı bir sistemin kontrol şeması
Sürtünmenin üstesinden gelmek için basıncın baskın olduğu (? = %5) ve dört paralel pompanın (her pompanın nominal gücü 350 kW (2500 m3/saat) olan bir pompa) olduğu hidrolik sistemlerde, iki frekans dönüştürücü ve iki yumuşak başlangıçlar (Şek. 14). Maliyet etkinliği ve kontrol esnekliği açısından en iyi çözümü sağlayan bir tasarımda, 1 ve 2 numaralı iki pompa kontrollü başlatıcılar tarafından kontrol edilir ve 3 ve 4 numaralı pompalar frekans dönüştürücüler tarafından kontrol edilir (bkz. Tablo 3). Yumuşak yolvericili pompalar maksimum performansta çalışır. Frekans dönüştürücülerle kontrol edilen pompaların dönüş hızının nominal hıza çıkarılmasıyla maksimum sistem performansı sağlanabilir. Karma bir hidrolik sistemde (statik basınç/sürtünme baskın hidrolik sistem) (? = %25) yatırım getirisi ve kontrol esnekliği açısından en uygun çözümü sağlayan tasarım, ilk ikisi kontrollü yumuşak yol verici olmak üzere üç pompadır. ve üçüncü pompa - bir frekans dönüştürücü (bkz. Şekil 15 ve Tablo 5).
Pirinç. 15.Üç paralel pompalı bir sistem için çözüm
(Sürtünmenin üstesinden gelmek için statik basınç/baskın basınç içeren hidrolik sistem)
Tablo 4.Üç paralel pompalı bir sistem için akış kontrol şeması
(kombine hidrolik sistem)
Her iki sistem için de yumuşak yolverici ve frekans dönüştürücülerin satın alınmasına yönelik ilk yatırım, düzenlenmiş akışın toplam performansın %80'inden az olması koşuluyla 1,5 yıldan daha kısa bir sürede ekonomik kara dönüşür (Şekil 16).
Tablo 5. Seçenekler
Pirinç. 16.İki kurulum için tahmini geri ödeme süresi,
frekans dönüştürücülerden ve yumuşak yol vericilerden gelen pompaların paralel kontrolü ile
En iyi karar?
1000 V'a kadar motorlara sahip iki santrifüj pompa (90 kW ve 350 kW) için frekans ve döngüsel akış kontrol sistemlerinin etkinliğinin bir analizi yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar, frekans kontrolü yoluyla kontrolün, hidrolik sistemlerde en iyi çözüm olduğunu göstermektedir. sürtünme kayıplarının üstesinden gelmek için basıncın üstünlüğü (sirkülasyon pompalarının kullanılması durumunda sıvının yükseklik farkı olmadan taşınması). Statik basıncın hakim olduğu sistemlerde döngüsel kontrolün kullanılması tavsiye edilir. Düz pompalı ve yük özellikli uygulamalarda kararsızlık ve arıza riski nedeniyle frekans dönüştürücülerden kaçınılmalıdır.
Yumuşak başlatma cihazları, sıvıyı toplayıcılardan dışarı pompalamak ve ardından atık suyu arıtma tesislerine taşımak için pompanın açılıp kapatılmasının gerekli olduğu su arıtma ve atık su arıtma tesisleri için en umut verici teknik çözümdür. Yumuşak yolvericiler son derece güvenilirdir ve sistemi başlatırken ve durdururken su darbesini ortadan kaldıracak yerleşik işlevlere sahiptir. Bununla birlikte, geniş bir hidrolik sistem yelpazesi için maksimum enerji tasarrufu ve minimum geri ödeme süreleri, frekans dönüştürücüler ve yumuşak yolvericilerin bir kombinasyonunu kullanan paralel pompa kontrol devreleri kullanılarak elde edilebilir. Otomasyon bilgi birikimine ve çok çeşitli alçak gerilim otomasyon ekipmanlarına dayanan ABB, çok çeşitli uygulamalarda enerjinin verimli kullanımına yönelik başka çözümler de sunmaktadır.
______________________________________
* Yumuşak yolvericiler, elektrik motoruna sağlanan voltaj seviyesini düzenler, böylece sürücünün sorunsuz şekilde başlatılmasını ve durdurulmasını sağlar.
** Yüzde enerji tasarrufunu (sabit hız ve kısma için) maliyet verimliliğine dönüştürürken, pompanın kWh elektrik başına 0,065 ABD doları karşılığında yılda 8.760 saat (330 x 24) çalıştığı varsayılmaktadır.
*** Optimum akış kontrolü için, paralel devreler maksimum akışa ulaşılıncaya kadar bir pompayı çalıştırır, bundan sonra hidrolik yük aynı anda çalışan iki pompa arasında bölünür. İkinci ayar noktasına ulaşıldığında üç pompa etkinleştirilir ve bu şekilde devam eder.
Edebiyat
1. ITT Endüstrileri (2007). ITT’nin su döngüsündeki yeri: Borular dışında her şey.
2. Aurora Pump (Pentair Pump Group) Haziran 1994, Amerika Birleşik Devletleri.
3.IEC 60034-31:2009. Dönen elektrikli makineler. Bölüm 31: Değişken hızlı uygulamalar da dahil olmak üzere enerji tasarruflu motorların seçimi ve uygulaması için kılavuz.
4. Brunner, C. U. (4–5 Şubat 2009). Verimlilik sınıfları: Elektrik motorları ve sistemleri. Motor enerji performans standartları etkinliği, Sidney (Avustralya). www.motorsystems.org.
5. Enerji Bakanlığı (DOE). Uluslararası Enerji Ajansı (ÇED) (Haziran 2009). Nihai müşterilere elektriğin ortalama perakende fiyatı.
6. Sagarduy, J. (Ocak 2010). Azaltılmış gerilimle başlatma yöntemlerinin ekonomik değerlendirmesi. SECRC/PT-RM10/017.
7. Hidrolik Enstitüsü (Ağustos 2008). Pompalar ve Sistemler, Enerji verimliliği için pompa sisteminin temellerini anlama. Sahip olma maliyetinin hesaplanması.
8.ITT Flygt (2006). Veteriner sistemi ve ticari işletme için sirkülasyon pompası.
9. Vogelesang, H. (Nisan 2009). Enerji verimliliği. Kapasite kontrolüne iki yaklaşım. Dünya Pompaları Dergisi.
Zaten mükemmel çalışan cihazları ve mekanizmaları yeniden donatmak için kim parasını ve zamanını zorlamak, harcamak ister? Pratikte görüldüğü gibi çoğu bunu yapıyor. Hayattaki herkes güçlü elektrik motorlarıyla donatılmış endüstriyel ekipmanlarla karşılaşmasa da, günlük yaşamda o kadar açgözlü ve güçlü olmasa da sürekli olarak elektrik motorlarıyla karşılaşırlar. Muhtemelen herkes asansörü kullanmıştır.
Elektrik motorları ve yükler – bir sorun mu var?
Muhtemelen, çalıştırma sırasında motora uygulanan en önemli yük, kısa süreli de olsa, ünitenin nominal çalışma akımının çok katı fazlalığıdır. Sadece birkaç saniye çalıştıktan sonra elektrik motoru normal hızına ulaştığında tükettiği akım da normal seviyelere dönecektir. Gerekli güç kaynağını sağlamak için elektrikli ekipmanların ve iletken hatların gücünü artırmak zorunda bu da fiyatların artmasına neden oluyor.
Güçlü bir elektrik motorunu çalıştırırken, yüksek tüketimi nedeniyle, besleme voltajı "düşür", bu da aynı hattan beslenen ekipmanın arızalanmasına veya arızalanmasına neden olabilir. Ayrıca güç kaynağı ekipmanının servis ömrü azalır.
Motorun yanmasına veya aşırı ısınmasına neden olan acil durumlar meydana gelirse, trafo çeliğinin özellikleri değişebilirÖyle ki tamir sonrasında motor gücünün yüzde otuzuna kadarını kaybedecek. Bu koşullar altında artık kullanıma uygun değildir ve değiştirilmesi gerekir ki bu da ucuz değildir.
Neden yumuşak bir başlangıca ihtiyacınız var?
Görünüşe göre her şey doğru ve ekipman bunun için tasarlandı. Ama her zaman bir "ama" vardır. Bizim durumumuzda bunlardan birkaçı var:
- elektrik motorunun çalıştırıldığı anda, besleme akımı nominal değeri dört buçuk ila beş kat aşabilir, bu da sargıların önemli ölçüde ısınmasına neden olur ve bu çok iyi değildir;
- motorun doğrudan anahtarlamayla çalıştırılması, öncelikle aynı sargıların yoğunluğunu etkileyen, çalışma sırasında iletkenlerin sürtünmesini artıran, yalıtımlarının tahribatını hızlandıran ve zamanla dönüşler arası kısa devreye yol açabilen sarsıntılara yol açar;
- yukarıda bahsedilen sarsıntılar ve titreşimler tahrik edilen ünitenin tamamına iletilir. Bu zaten tamamen sağlıksız çünkü hareketli parçalarına zarar verebilir: dişli sistemleri, tahrik kayışları, konveyör bantları veya kendinizi sarsılan bir asansörde seyahat ederken hayal edin. Pompalar ve fanlar söz konusu olduğunda bu, türbinlerin ve kanatların deformasyonu ve tahrip olması riskidir;
- Üretim hattında olabilecek ürünleri de unutmamalıyız. Böyle bir sarsıntı nedeniyle düşebilir, parçalanabilir veya kırılabilirler;
- Muhtemelen dikkat edilmesi gereken son nokta, bu tür ekipmanların çalıştırılmasının maliyetidir. Sadece sık sık kritik yüklerle ilgili pahalı onarımlardan değil, aynı zamanda önemli miktarda verimsiz harcanan elektrikten de bahsediyoruz.
Yukarıda belirtilen tüm çalışma zorluklarının yalnızca güçlü ve hantal endüstriyel ekipmanların doğasında olduğu görülüyor, ancak bu böyle değil. Bütün bunlar ortalama bir insan için baş ağrısına dönüşebilir. Bu öncelikle elektrikli aletler için geçerlidir.
Dekupaj testereleri, matkaplar, taşlayıcılar ve benzerleri gibi birimlerin özel kullanımı, nispeten kısa bir süre içinde birden fazla başlatma ve durdurma döngüsü gerektirir. Bu çalışma modu, dayanıklılıklarını ve enerji tüketimini endüstriyel emsalleriyle aynı ölçüde etkiler. Bütün bunlarla birlikte, yumuşak çalıştırma sistemlerinin motor devrini düzenleyemiyor veya yönlerini tersine çevirin. Ayrıca, başlatma torkunu artırmak veya motor rotorunu döndürmeye başlamak için gereken akımın altına düşürmek de mümkün değildir.
Video: Komütatörün yumuşak başlatılması, ayarlanması ve korunması. motor
Elektrik motorları için yumuşak başlatma sistemleri seçenekleri
Yıldız-üçgen sistemi
Endüstriyel asenkron motorlar için en yaygın kullanılan yol verme sistemlerinden biridir. Başlıca avantajı basitliktir. Motor, yıldız sisteminin sargıları değiştirildiğinde çalışır, ardından normal hıza ulaşıldığında otomatik olarak üçgen geçişe geçer. Bu başlangıç seçeneği neredeyse üçte bir oranında daha düşük bir akım elde etmenizi sağlar bir elektrik motorunu doğrudan çalıştırmaya kıyasla.
Ancak bu yöntem dönme ataletinin düşük olduğu mekanizmalar için uygun değildir. Bunlar, örneğin türbinlerinin küçük boyutu ve ağırlığı nedeniyle fanları ve küçük pompaları içerir. "Yıldız" konfigürasyonundan "üçgen" konfigürasyonuna geçiş anında, hızı keskin bir şekilde azaltacak veya tamamen duracaklar. Sonuç olarak, anahtarlamadan sonra elektrik motoru esasen yeniden çalışır. Yani sonuçta sadece motor ömründen tasarruf etmekle kalmayacak, aynı zamanda büyük olasılıkla aşırı enerji tüketimiyle de karşılaşacaksınız.
Video: Üç fazlı asenkron elektrik motorunun yıldız veya üçgenle bağlanması
Elektronik motor yumuşak çalıştırma sistemi
Motorun düzgün bir şekilde çalıştırılması, kontrol devresine bağlı triyaklar kullanılarak yapılabilir. Böyle bir bağlantı için üç şema vardır: tek fazlı, iki fazlı ve üç fazlı. Her biri sırasıyla işlevselliği ve nihai maliyeti bakımından farklılık gösterir.
Bu tür planlarla genellikle başlangıç akımını azaltmak mümkündür iki veya üç nominale kadar. Ek olarak, yukarıda bahsedilen yıldız-üçgen sisteminin doğasında bulunan önemli ısınmanın azaltılması da mümkündür, bu da elektrik motorlarının servis ömrünün uzatılmasına yardımcı olur. Motorun çalıştırılmasının voltajın düşürülmesiyle kontrol edilmesi nedeniyle, rotor diğer devrelerde olduğu gibi ani değil, sorunsuz bir şekilde hızlanır.
Genel olarak motor yumuşak çalıştırma sistemlerine birkaç temel görev atanır:
- Bunlardan en önemlisi, başlangıç akımını üç ila dört nominal değere düşürmektir;
- uygun güç ve kablolama mevcutsa motor besleme voltajının azaltılması;
- çalıştırma ve frenleme parametrelerinin iyileştirilmesi;
- Akım aşırı yüklemelerine karşı acil ağ koruması.
Tek fazlı başlatma devresi
Bu devre, gücü on bir kilovattan fazla olmayan elektrik motorlarını çalıştırmak için tasarlanmıştır. Bu seçenek, çalıştırma sırasındaki şokun yumuşatılması gerekiyorsa kullanılır, ancak frenleme, yumuşak başlatma ve çalıştırma akımını azaltmanın bir önemi yoktur. Öncelikle ikincisini böyle bir şemada organize etmenin imkansızlığından dolayı. Ancak triyaklar da dahil olmak üzere yarı iletkenlerin daha ucuz üretimi nedeniyle üretimi durdurulmuştur ve nadiren görülmektedir;
İki fazlı başlatma devresi
Bu devre, iki yüz elli watt'a kadar güce sahip motorları düzenlemek ve çalıştırmak için tasarlanmıştır. Bu tür yumuşak başlangıç sistemleri bazen bir bypass kontaktörü ile donatılmıştır cihazın maliyetini düşürmek için, ancak bu, aşırı ısınmaya yol açabilecek faz besleme asimetrisi sorununu çözmez;
Üç fazlı başlatma devresi
Bu devre, elektrik motorları için en güvenilir ve evrensel yumuşak çalıştırma sistemidir. Böyle bir cihaz tarafından kontrol edilen motorların maksimum gücü, yalnızca kullanılan triyakların maksimum sıcaklığı ve elektriksel dayanıklılığı ile sınırlıdır. Onun çok yönlülük birçok işlevi uygulamanıza olanak tanırörneğin: dinamik fren, geri dönüş başlatma veya manyetik alanın dengelenmesi ve akım sınırlama.
Bahsedilen devrelerin sonuncusunun önemli bir unsuru, daha önce bahsedilen bypass kontaktörüdür. O elektrik motoru yumuşak çalıştırma sisteminin doğru termal koşullarını sağlamanıza olanak tanır Motor normal çalışma hızına ulaştıktan sonra aşırı ısınmasını önler.
Günümüzde mevcut olan elektrik motorlarına yönelik yumuşak yolverme cihazları, yukarıdaki özelliklere ek olarak çeşitli kontrolörler ve otomasyon sistemleriyle birlikte çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Operatörden veya global kontrol sisteminden gelen komutla etkinleştirilme özelliğine sahiptirler. Bu gibi durumlarda, yükler açıldığında otomasyonda arızalara yol açabilecek parazitler ortaya çıkabilir ve bu nedenle koruma sistemlerine dikkat etmeye değer. Yumuşak başlatma devrelerinin kullanılması bunların etkilerini önemli ölçüde azaltabilir.
Kendin yap yumuşak başlangıç
Yukarıda listelenen sistemlerin çoğu aslında ev koşullarında uygulanamaz. Öncelikle evde üç fazlı asenkron motorları çok nadiren kullanmamızın nedeni budur. Ancak fazlasıyla komütatörlü tek fazlı motorlar var.
Motorların düzgün çalıştırılması için birçok şema vardır. Belirli bir tanesinin seçimi tamamen size bağlıdır, ancak prensip olarak radyo mühendisliği konusunda belirli bir bilgiye, becerikli ellere ve arzuya sahip olmak oldukça zordur. iyi bir ev yapımı başlangıç oluşturabilirsiniz Elektrikli aletlerinizin ve ev aletlerinizin ömrünü uzun yıllar uzatacak.
Uygulama kapsamı ve işlevler
Ev pompalarını başlatmak ve durdurmak için EXTRA Aquacontrol yumuşak yol verici UPP-2.2S 220 V yaygın olarak kullanılmaktadır.Cihaz titreşim ve santrifüj elektrikli pompalarla ilgili olarak kullanılır. Ayrıca cihaz asenkron ve komütatörlü elektrik motorlarıyla çalışma konusunda da kendini kanıtlamıştır. Talimatlarda belirtilen maksimum gücü aşmamak koşuluyla aydınlatma ve ısıtma cihazlarını da kontrol edebilir.
UPP-2.2S'nin temel işlevi pompanın devreye alınması sırasında oluşabilecek hidrolik ve mekanik şokları ortadan kaldırmaktır. Cihaz aynı zamanda elektrik dalgalanmalarından kaynaklanan pompa arızalarını da önler.
Çalışma prensibi
EKSTRA Aquacontrol UPP-2.2S bir sinyal kablosuyla kontrol edilir. Geliştiriciler, cihazı düşük ve yüksek voltaja karşı koruma ile donattı. Voltaj 252 V'u aşarsa pompa otomatik olarak kapatılacaktır. Voltaj 245 V'a sabitlendikten sonra pompa tekrar açılır. 160 V'luk alt basınç eşiğine ulaşıldığında pompa da kapatılacaktır. Voltaj 160 V'un üzerine çıktığı anda pompa otomatik olarak çalışacaktır. Yumuşak başlatmanın süresi pompanın tipine bağlıdır: titreşim – 2 saniye; santrifüj – 3-7 sn.
Çalıştırma Gereksinimleri
EXTRA Aquacontrol cihazı, yapay iklim kontrolünün bulunmadığı kapalı bir odaya kurulmalıdır. Üretici, sinyal kablosuna voltaj uygulanmasını yasaklar. UPP-2.2S, hidrolik akümülatör olmadan bir pompa istasyonunun çalışmasını kontrol etmek için kullanılamaz. Pompanın 60 saniyeden daha kısa sürede açılıp kapatılmasının cihaza zarar vereceğini unutmayın.
Muhafazası hasarlı veya kapağı çıkarılmış durumdayken cihazın çalıştırılması kesinlikle yasaktır. UPP-2.2S'yi kendiniz onaramaz veya sökemezsiniz. Talimatlarda belirtilen tüm kurallara uyulduğu takdirde EXTRA Aquacontrol UPP-2.2S'nin kullanım ömrü 5 yıldır. Cihaz muhafazası, muhafazada hasar olup olmadığına dair yıllık olarak kontrol edilmelidir.
Kuyu pompası, oldukça küçük enine boyutlarıyla yüksek performans sağlama ihtiyacından dolayı, oldukça zorlu koşullar altında çalışan karmaşık bir cihazdır. Ve kurulumunun (sökülmesinin yanı sıra) oldukça emek yoğun bir iş olduğunu hesaba katarsak, kuyu pompasının güvenilirliği büyük önem kazanır. Bu ünitenin çalışma süresi üzerinde belirleyici etkisi olan faktörlerden biri ani akımlardır. Elektrik motorunun dönen parçalarının ve pompanın kendisinin belirli bir atalete sahip olması nedeniyle, akımın aksine (yani akım değeri neredeyse anında çok yüksek değerlere ulaşabilir), açıldığında, başlangıç akımları ortaya çıkar. derecelendirilenlerden 4-10 kat daha yüksektir! Ya kuyu pompası da sık sık açılırsa? Örneğin, diyafram akümülatörünün küçük hacmi veya basınç anahtarının yanlış ayarlanması nedeniyle mi? Sonuçta elektrik motoru sargısının yalıtımının bu kadar yüksek termal yüklere dayanamayacağı ve kısa devre meydana gelerek pompanın arızalanmasına neden olacağı açıktır. Başlatma akımlarını azaltmak için çeşitli yumuşak başlatma sistemleri kullanılır.
Yumuşak başlangıç türleri
Şu anda kuyu pompaları için esas olarak iki yumuşak başlatma sistemi kullanılmaktadır:
- 1.Sorunsuz başlangıçSS. Bu yöntemle, elektronik kullanılarak, elektrik motoruna düzgün bir şekilde artan bir voltaj (ve dolayısıyla düzgün bir şekilde artan bir akım) sağlanır. Gerilim regülasyonu faz kontrolü ile gerçekleştirilir. Hem yerli hem de yabancı marka kuyu pompaları için birçok kontrol istasyonu (panel) bu prensiple çalışır: Cascade, Vysota, Grundfos, Pedrollo, vb.
- 2. Frekans dönüşümünü kullanarak yumuşak başlangıç. Bu yöntem ani akımların azaltılması açısından en gelişmiş yöntemdir. Frekans dönüşümü, başlangıç akımını nominal seviyede tutmanıza olanak tanır. Değişken frekanslı tahriklere sahip kontrol istasyonlarının (panellerin) ana dezavantajı, pompanın maliyetiyle karşılaştırılabilecek yüksek maliyetleridir. Yerli modeller arasında STEP, SU-CHE, SUN'u vurgulamakta fayda var. BİR GÜNEŞ. En popüler yabancı modeller İtalyan markası ITALTECNICA'nın SIRIO ve SIRIO-ENTRY 230'udur. SQ/SQE serisi kuyu pompalarının frekans dönüşümüne dayalı yerleşik bir yumuşak başlatma sistemine sahip olduğunu söylemek gerekir.
Yumuşak başlatmanın faydaları
- Azaltılmış başlatma akımları (değişken frekanslı sürücü durumunda, başlatma akımları nominal değere düşürülür).
- Kuyu pompasının pervanesi ve yatakları üzerindeki mekanik yükler azaltıldı.
- Pompa açıldığında oluşan su darbesini azaltır veya tamamen önler. Su darbesi sadece pompayı değil aynı zamanda kuyuyu da olumsuz etkileyerek muhafaza borularının birleşim yerlerinde ek yük oluşmasına ve filtrelerin hızlı aşınmasına neden olur. Sonuç olarak kuyu kumlanmaya başlar.
Frekans kontrollü yumuşak çalıştırma sistemine dayalı olarak, motorunun dönüş hızını değiştirerek pompanın gücünü kontrol etmek mümkündür. Yani kontrol sistemi, elektrik motorunun dönme hızını ve dolayısıyla gücünü, mevcut gerekli performansa göre ağda sabit basıncı koruyarak hassas bir şekilde seçer. Başka bir deyişle, elektrik motoru, bir joule fazlasını değil, tam olarak gerekli performansı sağlamak için ihtiyaç duyulan elektrik miktarını kullanır. Böyle bir sistem Grundfos SQE serisi kuyu pompalarında uygulanmaktadır.
