VLT AQUA ตัวแปลงความถี่ไดรฟ์สำหรับเครื่องสูบน้ำ

ในการติดตั้งเครื่องสูบน้ำที่ทันสมัย ​​ไดรฟ์ไฟฟ้าที่มีการควบคุมความถี่ที่แพร่หลายที่สุดคือ พื้นฐานของไดรฟ์ประเภทนี้คือตัวแปลงความถี่เซมิคอนดักเตอร์ อันดับแรก ตัวแปลงความถี่เซมิคอนดักเตอร์ เริ่มใช้ในเครื่องสูบน้ำในช่วงปลายทศวรรษ 1960

Danfoss เป็นหนึ่งในบริษัทแรกๆ ที่ใช้ตัวแปลงความถี่เซมิคอนดักเตอร์ในการขับเคลื่อนของการติดตั้งแบบแรงเหวี่ยง เป็นครั้งแรกในโลก (ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2511) ที่ผลิตชุดตัวแปลงความถี่ที่ใช้ในการติดตั้งเครื่องสูบน้ำ

จากประสบการณ์หลายปีในการใช้ตัวแปลงความถี่ในสาขาเทคโนโลยีนี้ บริษัทได้สร้างชุดตัวแปลงความถี่ VLT AQUA Drive ที่มีไว้สำหรับใช้ในการติดตั้งปั๊มของระบบน้ำประปาและระบบบำบัดน้ำเสีย ตัวแปลงไดรฟ์ VLT AQUA ผลิตขึ้นสำหรับไดรฟ์ตั้งแต่ 0.37 kW ถึง 1400 kW

ตัวประกอบกำลังของตัวแปลงก็ค่อนข้างสูงเช่นกัน (cosphi ≥ 0.9) ดังนั้นการใช้ไดรฟ์แบบแปรผันตามตัวแปลงไดรฟ์ VLT AQUA จึงไม่ต้องใช้อุปกรณ์เพิ่มเติมที่เพิ่ม cosphi (แบตเตอรี่ชดเชยไฟฟ้าสถิต ฯลฯ)

ในรูป 1 แสดงแผนผังของทรานสดิวเซอร์ไดรฟ์ VLT AQUA และแผนภาพการเชื่อมต่อภายนอกทั่วไป (แหล่งจ่ายไฟ มอเตอร์ปั๊ม เซ็นเซอร์ ฯลฯ) มุมมองภายนอกของตัวแปลงไดรฟ์ VLT AQUA แสดงในรูปที่ 2.

ข้าว. 1. แผนภาพการเชื่อมต่อของตัวแปลง VLT AQUA Drive

ข้าว. 2. ตัวแปลงความถี่ «Danfoss» ชุดไดรฟ์ VLT AQUA

VLT AQUA Drive มีไว้สำหรับใช้ในการติดตั้งเครื่องสูบน้ำสำหรับการจ่ายน้ำ การกำจัดน้ำเสีย และระบบชลประทาน ในเรื่องนี้ มีคุณสมบัติพิเศษหลายอย่างที่มีคุณสมบัติที่จำเป็นสำหรับการทำงานในเงื่อนไขเหล่านี้ ซึ่งแสดงไว้ด้านล่าง

1. ระบบควบคุมคอนเวอร์เตอร์ให้การควบคุมอัตโนมัติของตัวควบคุมสัดส่วน - อินทิกรัล เนื่องจากอัตราขยายของตัวควบคุม PI จะถูกปรับขึ้นอยู่กับการตอบสนองของวัตถุควบคุม (อ่างเก็บน้ำ - ปั๊ม - น้ำ) ต่อการเปลี่ยนแปลงในโหมดการทำงานที่ป้อนของ ระบบ ไดรฟ์ตัวแปร.

ด้วยคุณสมบัตินี้ ตัวควบคุม PI จึงได้รับการปรับทีละรายการสำหรับแต่ละอ็อบเจกต์เฉพาะ และไม่จำเป็นต้องปรับสัดส่วน (P) และส่วนประกอบอินทิกรัลของตัวควบคุมอย่างแม่นยำเมื่อใช้งานคอนเวอร์เตอร์

2. ระบบควบคุมคอนเวอร์เตอร์ VLT AQUA Drive ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการเติมท่อเปล่าอย่างค่อยเป็นค่อยไป ป้องกันความเสี่ยงจากแรงกระแทกของไฮดรอลิกและความเสียหายที่ตามมากับท่อและอุปกรณ์ไฮดรอลิกส์คุณสมบัตินี้มีค่าอย่างยิ่งสำหรับหน่วยสูบน้ำชลประทานซึ่งมักจะรวมอยู่ในการทำงานของท่อน้ำเปล่า การเติมน้ำจะดำเนินการโดยสัญญาณ เซ็นเซอร์วัดความดัน ในไม่กี่ขั้นตอน

3. ระบบควบคุมของ VLT AQUA Drive converter มีความสามารถในการส่งสัญญาณการลดลงของแรงดันในท่อต่ำกว่าค่าที่ตั้งไว้เมื่อปั๊มถึงความเร็วที่กำหนด (จุด A) สัญญาณนี้บ่งชี้ว่าจำเป็นต้องเปิดเครื่องสูบน้ำเพิ่มเติมหากมีเครื่องสูบน้ำหลายเครื่องกำลังทำงานอยู่บนท่อส่งน้ำ

หากตั้งใจให้ปั๊มตัวเดียวทำงานบนท่อเมนแยกน้ำ สัญญาณบ่งชี้ว่าน้ำขาดหรือมีน้ำรั่วขนาดใหญ่จากระบบ ในกรณีนี้ ชุดปั๊มจะถูกปิดและดำเนินมาตรการเพื่อกำจัดความผิดปกติของการจ่ายน้ำ

4. ระบบควบคุมคอนเวอร์เตอร์มีความสามารถในการควบคุมความเร็วของปั๊มเมื่อหยุดทำงาน ด้วยคุณสมบัตินี้ ความเร็วในการหมุนจะค่อยๆ ลดลงเป็นความเร็วการหมุนที่สอดคล้องกับช่วงเวลาที่ปิดวาล์ว ซึ่งป้องกันการเกิด ค้อนน้ำในระบบและอิทธิพลทางกลต่อตัววาล์วเอง

5. ระบบควบคุมอินเวอร์เตอร์ VLT AQUA Drive มีความสามารถในการตรวจจับการทำงานแบบแห้ง ระบบจะประเมินสภาพการทำงานของปั๊มอย่างต่อเนื่องตามผลการวัดพารามิเตอร์ของไดรฟ์ (ความเร็วและกำลังของไดรฟ์) เมื่อใช้พลังงานต่ำ ซึ่งเกิดจากการไหลน้อยเกินไปหรือไม่มีเลย ชุดปั๊มจะหยุดทำงาน

6. ตัวควบคุมความถี่ VLT AQUA Drive สามารถทำงานในโหมดสลีปโหมดนี้เป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นการทำงานของปั๊มที่มีอัตราการไหลต่ำมากซึ่งสอดคล้องกับการใช้พลังงานต่ำ ซึ่งมักเกิดขึ้นเมื่อปั๊มทำงานที่ความเร็วต่ำ

ระบบควบคุม เปรียบเทียบความเร็วของปั๊มกับพลังงานที่ใช้ ทำให้ระบบเข้าสู่ «โหมดสลีป» ที่การไหลต่ำ ปั๊มจะเพิ่มแรงดันให้ได้ค่าที่ต้องการและหยุดทำงาน นอกจากนี้ระบบควบคุมยังตรวจสอบแรงดันในระบบจ่ายน้ำหรือระดับน้ำเสียในถังรับของโรงบำบัดน้ำเสีย

เมื่อแรงดันในระบบจ่ายน้ำลดลงหรือระดับน้ำเสียในถังรับน้ำของสถานีสูบน้ำสูงขึ้น ปั๊มจะทำงาน เนื่องจากคุณสมบัติของระบบควบคุมที่จัดให้มี «โหมดสลีป» การสึกหรอของชุดสูบน้ำจึงลดลง ป้องกันการทำงานด้วยปริมาณน้ำเข้าเล็กน้อยหรือการไหลของน้ำเสียเล็กน้อยในถังรับของสถานีสูบน้ำ การมีฟังก์ชั่นนี้ของตัวแปลงช่วยให้ประหยัดพลังงานได้เฉลี่ย 5% ของพลังงานที่ใช้สำหรับน้ำประปา

7. ระบบควบคุมของตัวแปลงไดรฟ์ VLT AQUA มีฟังก์ชันซึ่งคำนึงถึงการสูญเสียแรงดันในท่อส่งน้ำจากสถานีสูบน้ำไปยังจุดที่กำหนดของเครือข่ายน้ำ ด้วยฟังก์ชันนี้ แรงดันที่ต้องการจะถูกปรับที่ทางออกของสถานีสูบน้ำตามปริมาณน้ำที่เปลี่ยนแปลง สิ่งนี้คำนึงถึงว่าการสูญเสียแรงดันในท่อเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของอัตราการไหล

คุณสมบัตินี้ทำให้สามารถจัดหาส่วนหัวที่จำเป็นที่ส่วนท้ายของสายน้ำโดยไม่ต้องมีเซ็นเซอร์แรงดันอย่างไรก็ตามสามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพเฉพาะในกรณีที่ไม่มีการระบายน้ำระหว่างท่อ

8. นอกเหนือจากคุณสมบัติดังกล่าวของตัวแปลง VLT AQUA Drive ของระบบควบคุมแล้ว ควรสังเกตสิ่งต่อไปนี้:

• สร้างความมั่นใจในการเริ่มต้นที่ราบรื่นด้วยความเข้มของการสตาร์ทและหยุดปั๊มที่กำหนด ซึ่งป้องกันความเสียหายต่อตลับลูกปืนปั๊ม ลดโอกาสที่จะเกิดแรงกระแทกของไฮดรอลิกในท่อ ลดกระแสเริ่มต้นในเครือข่ายแหล่งจ่ายไฟ

• ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการสลับหน่วยสูบน้ำขณะทำงานและอยู่ในโหมดสแตนด์บาย สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ถึงการสึกหรอที่สม่ำเสมอของทรัพยากรมอเตอร์ของหน่วยสูบน้ำ

• ตัวบ่งชี้การจ่ายเงินของตัวแปลงแสดงเวลาที่เหลือจนกว่าไดรฟ์ VLT AQUA จะได้รับการกู้คืนอย่างสมบูรณ์

นอกจากนี้ เรายังบันทึกคุณสมบัติการประหยัดพลังงานแบบพิเศษของไดรฟ์แบบปรับความถี่ได้โดยใช้ตัวแปลง Danfoss

1. ฟังก์ชั่น AEO (ฟังก์ชั่นปรับพลังงานอัตโนมัติ) ด้วยฟังก์ชันนี้ ไดรฟ์จะใช้พลังงานมากเท่าที่จำเป็นในการจ่ายของเหลวตามเวลาที่กำหนด

การใช้คุณสมบัตินี้ช่วยประหยัดพลังงานเพิ่มอีก 5-10% นอกจากนี้ คุณสมบัตินี้ช่วยลดการใช้ไดรฟ์ พลังงานปฏิกิริยา และตามด้วยกระแสโหลดของมอเตอร์ไฟฟ้า ฟังก์ชันนี้มีประสิทธิภาพอย่างยิ่งสำหรับกลไกที่มีโมเมนต์ลากของพัดลม (โมเมนต์แดรกจะแปรผันตามกำลังสองของความเร็ว) รวมถึงปั๊มหอยโข่ง คุณสมบัตินี้ยังช่วยลดเสียงรบกวนของอุปกรณ์อีกด้วย

2.ฟังก์ชั่นปรับมอเตอร์อัตโนมัติในตัวอินเวอร์เตอร์การปรับตัวแปลงความถี่ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ภายในของมอเตอร์ไฟฟ้า (ความต้านทาน ความเหนี่ยวนำ ฯลฯ) อย่างมีนัยสำคัญ

ฟังก์ชั่นการปรับอัตโนมัติช่วยให้คุณกำหนดพารามิเตอร์ของมอเตอร์ที่เชื่อมต่อกับอินเวอร์เตอร์ได้อย่างแม่นยำและทำการปรับ ฟังก์ชันนี้มีความสำคัญในกรณีที่มีการเปลี่ยนมอเตอร์ปั๊ม เมื่อพารามิเตอร์ของมอเตอร์เปลี่ยนไปหลังการซ่อมแซม และเมื่อมอเตอร์ไฟฟ้าชนิดต่างๆ ต่ออนุกรมกับคอนเวอร์เตอร์เดียวกัน

การมีฟังก์ชั่นนี้ช่วยลดการใช้พลังงานได้ 3-5% และเมื่อใช้มอเตอร์ไฟฟ้าที่ได้รับการตกแต่งใหม่ ประหยัดได้ถึง 10% การใช้ตัวแปลงความถี่กำลังสูงโดยเฉพาะนั้นเกี่ยวข้องกับการสร้างออร์เดอร์ฮาร์มอนิกที่สูงขึ้น

การมีฮาร์มอนิกส์ที่สูงขึ้นในปัจจุบันทำให้สายไฟร้อนเกินไป เพิ่มการสูญเสียในหม้อแปลง ทำให้สภาพการทำงานแย่ลง ธนาคารตัวเก็บประจุ… นอกจากนี้ ฉนวนขององค์ประกอบของเครือข่ายไฟฟ้าจะเสื่อมสภาพก่อนเวลาอันควร ส่วนประกอบของอุปกรณ์ป้องกัน (อุปกรณ์อัตโนมัติ ฟิวส์) จะทำงานอย่างไม่มีเหตุผล การรบกวนเกิดขึ้นในเครือข่ายโทรคมนาคมที่อยู่ใกล้กับสายไฟ

ปัจจุบัน ตัวแปลงความถี่หลายรุ่นติดตั้งตัวกรองความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMC) ในตัว โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เพื่อป้องกันไม่ให้ฮาร์มอนิกที่มีกระแสสูงกว่าเข้าสู่เครือข่ายแหล่งจ่ายไฟภายนอก ตัวแปลงความถี่ VLT AQUA Drive จึงติดตั้งโช้กในลิงค์กระแสกลางเพื่อลดการบิดเบือนฮาร์มอนิก