محتویات مقاله
درایو مخصوص پمپ چیست؟
در دنیای فناوری‌های در حال پیشرفت، صنعت پمپاژ آب و فاضلاب شاهد استفاده روزافزون استفاده از درایوهای فرکانس متغیر یا “VFD” بوده است. این درایوها که به نام اینورتر نیز شناخته می‌شوند، در بخش کنترل سیستم‌های پمپاژ بسیار مفید هستند و روش‌های زیادی را برای کنترل فشار در یک سیستم پمپاژ در اختیار صنایع قرار داده‌اند.
در ابتدایی‌ترین شکل، درایو پمپ دستگاهی است که سرعت موتور پمپ آب را کنترل می‌کند. البته در صنعت به آن اینورتر نیز می‌گویند.
شکل زیر نحوه قرارگیری درایو در سیستم پمپاژ را نشان می‌دهد.
گاهی نیز به مجموعه موتور و درایور، درایو می‌گویند.
یک مزیت درایو پمپ این است که اپراتور می‌تواند وضعیت سیستم و مصرف برق را به صورت مداوم نظارت و در نتیجه آن، هزینه تعمیر و نگهداری را مدیریت کند.
رقابت مداوم با درایوهای الکتریکی و نیازهای روزافزون عملکرد و بهره‌وری انرژی، صنعت درایو پمپ را به راه‌حل‌های سیستمی جدید و پیشرفته‌تر سوق داده است.
افزایش هزینه‌های انرژی و افزایش آگاهی از مسائل زیست‌محیطی منجر به روندهای جدیدی در سیستم‌های درایو شده است. در دو دهه گذشته، بهبود راندمان الکتروهیدرولیک هدف اصلی بسیاری از شرکت‌ها و مؤسسات تحقیقاتی بوده است.
استفاده از درایوهای فرکانس متغیر (VFD) می‌تواند میانگین انتشار نویز را کاهش دهد، زیرا سرعت پمپ در حین عملیات بار جزئی، مانند نگه داشتن فشار یا بی‌حرکتی کاهش می‌یابد. در این حالت، متوسط سطح صدا را می‌توان تا ۱۰-۲۰ دسی‌بل کاهش داد و شرایط محیطی کار را بهبود بخشید.
درایو الکتریکی از هر یک از محرک‌های اصلی مانند موتور دیزل یا بنزین، توربین‌های گاز یا بخار، موتورهای بخار، موتورهای هیدرولیک و موتورهای الکتریکی به عنوان منبع اصلی انرژی استفاده می‌کند. این محرک اصلی انرژی مکانیکی درایو را برای کنترل حرکت تامین می کند.
بلوک دیاگرام درایو الکتریکی در شکل زیر نشان داده شده است. بار الکتریکی می‌تواند فن، پمپ و غیره باشد که با استفاده از موتور الکتریکی کار می‌کند. درایو و موتور با توجه به سرعت و گشتاور سیستم تعیین می‌شوند.
بخش‌های یک درایو الکتریکی
قسمت‌های اصلی درایوهای الکتریکی عبارتند از: مدولاتور توان، موتور، واحد کنترل و واحدهای سنسور که در ادامه، به تفصیل آن‌ها را شرح می‌دهیم.
مدولاتور توان
مدولاتور توان، توان خروجی منبع را تنظیم می‌کند و توان تحویلی منبع به موتور را به گونه‌ای کنترل می‌کند که موتور مشخصه سرعت-گشتاور مورد نیاز پمپ را منتقل کند. در طی حالت گذرا مانند استارت، ترمز و معکوس کردن سرعت، جریان زیادی از منبع کشیده می‌شود و ممکن است این مقدار بیش از حد باشد یا باعث افت ولتاژ شود. از این رو، مدولاتور توان منبع و جریان موتور را محدود می‌کند.
مدولاتور توان انرژی را مطابق با نیاز موتور تبدیل می‌کند، به عنوان مثال، اگر منبع DC باشد و از یک موتور القایی استفاده شود، مدولاتور توان DC را به AC تبدیل می‌کند. همچنین حالت کار موتور، یعنی حالت عادی یا ترمز را انتخاب می‌کند.
واحد کنترل
واحد کنترل مدولاتور توان را کنترل می‌کند و در سطوح ولتاژ و توان پایین کار می‌کند. واحد کنترل همچنین مدولاتور توان را در حالت مطلوب کنترل می‌کند. این واحد، همچنین دستورات حفاظت از مدولاتور توان و موتور را صادر می‌کند و یک سیگنال فرمان می‌فرستد که نقطه کار درایو را از ورودی به واحد کنترل تنظیم می‌کند.
واحد سنجش
این واحد، در واقع سنسورهایی دارد که پارامترهای خاص مانند جریان و سرعت موتور را اندازه‌گیری می‌کند و عمدتاً برای محافظت یا برای کنترل حلقه‌بسته مورد نیاز است.
در ادامه، ابتدا پیکربندی‌های مختلف موجود موتور پمپ را شرح می‌دهیم. سپس به مزایای درایو یا همان اینورتر می‌پردازیم.
انواع پیکربندی موتور پمپ
مهندسان و طراحان معمولاً از موتورهای الکتریکی برای تغذیه پمپ‌های آب استفاده می‌کنند. در برخی موارد، موتور و پمپ در یک پیکربندی درایو مستقیم تنظیم می‌شوند. در برخی دیگر، پمپ‌ها با استفاده از یک درایو غیرمستقیم کار می‌کنند. در ادامه، هر دو نوع درایو را معرفی می‌کنیم.
درایوهای مستقیم
درایوهای مستقیم شامل شفتی هستند که موتور و پمپ را به هم متصل می‌کند. این درایوها ارزان و ساده هستند و تمام بارهای جانبی روی یاتاقان‌های پمپ را حذف می‌کنند. اما درایوهای مستقیم تنها در موارد کمی قابل استفاده هستند، به این دلیل که پمپ و موتور باید به شکل صلب و دقیق نصب شوند تا از تراز بودن پمپ و شفت موتور اطمینان حاصل شود. در این حالت، پمپ ممکن است به یک سطح پایلوت نیاز داشته باشد تا با سوراخ پایلوت روی پدِ نصب کوپل شود. حتی با سطوح پایلوت‌شده، تکنسین‌ها باید در هنگام نصب بسیار مراقب تراز بودن باشند.
در برخی کاربردها، مجموعه‌ای از اجزای پمپاژ را می‌توان روی محور موتور با طول زیاد نصب کرد تا از تراز مناسب اطمینان حاصل شود. در این حالت، راه‌اندازی شبیه یک موتور پمپ یکپارچه است.
اگر یک کوپل انعطاف‌پذیر بین شفت و پمپ وجود داشته باشد، به آن درایو کوپل‌شده مستقیم می‌گویند. این روش که یکی از متداول‌ترین راه های درایو پمپ است، اغلب مزایای درایو مستقیم را دارد و نیاز به تراز دقیق شفت را رفع می‌کند. بارهای جانبی روی یاتاقان‌ها معمولاً کم است، اما با ناهماهنگی در برخی از انواع کوپلینگ متناسب بوده و درایو ساده است.
کوپلینگ‌هایی که عموماً در این نوع درایو استفاده می‌شوند باید زاویه محورهای متقاطع و همچنین محورهای آفست یا غیرمتقاطع را در خود جای دهند. لقی کوپل شدن در این مورد معمولاً مشکل بزرگی نیست.
درایوهای غیرمستقیم
درایوهای غیرمستقیم از چرخ‌دنده، قرقره یا زنجیر استفاده می‌کنند تا محور موتور را از محور چرخاننده پمپ جدا کنند. مزیت آشکار این کار این است که می‌تواند سرعت یا همان دور در دقیقه شفت پمپ را تنظیم کند. درایوهای غیرمستقیم را می‌توان طوری پیکربندی کرد که تقریباً هر نسبت سرعت موتور/پمپ را ارائه دهند. بنابراین، یک پمپ را می‌توان با سرعت غیرمعمول توسط یک موتور استاندارد هدایت کرد. همچنین، می‌توان چرخش محور در برخی از سرعت‌های غیرمعمول را از طریق درایو غیرمستقیم مناسب با وظایف پمپ تطبیق داد.
یکی از جنبه‌های منفی درایوهای غیرمستقیم این است که از اجزای بیشتری استفاده می‌کنند که هم پیچیدگی و هم هزینه را افزایش می‌دهد. این درایوها همچنین به فضای بیشتری نیاز دارند و می‌توانند بارهای جانبی اضافه‌ای روی شفت پمپ ایجاد کنند.
درایوهای غیرمستقیم ساده، که در آن‌ها قرقره یا چرخ‌دنده به طور مستقیم روی شفت پمپ نصب می‌شود، بیشترین بار جانبی را ایجاد می‌کنند. برای به حداقل رساندن این بارها، بخش درایو باید تا حد امکان نزدیک شفت و پمپ قرار گیرد. استفاده از چرخ‌دنده یا قرقره بزرگ تحمل بارها را به حداقل می‌رساند.
درایوهای غیرمستقیم پیچیده با استفاده از یک محور کوپل‌شده انعطاف‌پذیر که توسط یاتاقان‌ها پشتیبانی می‌شود، بار جانبی را به طور کامل حذف می‌کنند. این در حالی است که از بارگذاری جانبی مخرب جلوگیری می‌کنند و تمام مزایای یک درایو غیرمستقیم را ساده را نیز به همراه دارند. به دلیل وجود بالشتک‌های جداگانه، شفت، کوپلینگ و اجزای درایو مورد نیاز، این درایوها پیچیده‌ترین درایوهای پمپ هستند.
همچنین می‌توانید مطالعه کنید:
درایو مخصوص Pumb را برای چه نوع پمپ‌هایی می‌توان به کار برد؟
چند مورد از انواع پمپ‌هایی که می‌توان از درایو برای آن‌ها استفاده کرد، به شرح زیر هستند:
- پمپ‌های گریز از مرکز
- پمپ‌های چاه لوله‌ای
- پمپ‌های فاضلاب
- پمپ‌های ارشمیدسی
- پمپ‌های گردش خون
- پمپ‌های چاه
- پمپ‌های گریز از مرکز عمودی
- پمپ‌های آبنما
- پمپ های تلمبه لجن‌کشی
- پمپ‌های خلاء
مزایای اصلی درایو مخصوص Pump چیست؟
برای کاهش سرعت درایو (صرفه‌جویی در انرژی و هزینه) اگر بتوانید سرعت پمپ را تا ۲۰ درصد کاهش دهید، می‌توانید تا ۵۰ درصد در مصرف انرژی صرفه‌جویی کنید. همچنین، با درایو می‌توان پمپ را به آرامی راه‌اندازی کرد تا سایش پروانه‌ها کاهش یابد.
از طرفی، می‌توان سرعت پمپ را پایین آورد که موجب آسان بسته شدن شیرهای یک‌طرفه می‌شود و به کاهش تعمیر و نگهداری کمک می‌کند. همچنین در برخی موارد صدای مزاحم ناشی از بسته شدن درب بزرگ فلزی کم می‌شود.
مزایای کلی درایو مخصوص pump پمپ در زیر آمده است:
- دارای محدوده بسیار وسیعی از گشتاور، سرعت و توان است.
- کار آن مستقل از شرایط محیطی است.
- عاری از آلودگی است.
- در تمام ربع‌های صفحه گشتاور-سرعت عمل می‌کند.
- به راحتی روشن می‌شود و نیازی به سوخت ندارد.
- راندمان درایوها بالاست، زیرا تلفات کمتری دارند.
چه زمانی باید درایو مخصوص Pump را انتخاب کنیم؟
پاسخ بسیار ساده است؛ پس از اندازه‌گیری و انتخاب پمپ‌ها و موتور برای کاربرد مورد نظر، می‌توانید درایو پمپ خود را انتخاب کنید.
اینورتر (درایو) سری Smart Pump هیمل
یکی از بهترین برندهای موجود در بازار برای درایو مخصوص pump، درایوهای سری Smart Pump هیمل است که به صورت اختصاصی مناسب پمپ‌ها، فن‌ها و چیلر‌ها هستند و امکاناتی مانند کنترل چند پمپ، حفاظت پمپ خشک، حفاظت یخ‌زدگی پمپ و… را دارند.
از ویژگی‌های درایوهای سریSmart Pump هیمل می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- حفاظت‌های ویژه پمپ از قبیل حفاظت پمپ خشک، حفاظت در برابر یخ‌زدگی پمپ، حفاظت در برابر (ضربه قوچ)، حفاظت اضافه‌بار، اضافه‌جریان، اضافه‌ولتاژ و افت ولتاژ، حفاظت قطع فاز، حفاظت اتصال کوتاه.
- بهبود مصرف انرژی با استفاده از روش کنترل v/f با قابلیت انتخاب نقاط وکنترل برداری بدون سنسور و مد کنترل Eco
- محدوده توانی از ۲٫۲ تا ۱۶۰ کیلووات
- ظرفیت تحمل اضافه‌بار ۱۲۰ درصد به مدت یک دقیقه و ایجاد ۱۲۰ درصد گشتاور نامی در سرعت ۰٫۵ هرتز
- مجهز به امکان ارتباطی سریال با پروتکل Modbus
- بردهای الکترونیکی با پوشش عایق ضدخوردگی، کانال هوای جداگانه و قابلیت تجهیز به داست شلید جهت استفاده در محیط‌های آلوده
- قابلیت جدا شدن کی‌پد برای نصب روی در تابلو
- دارای استحکام بالا و عملکرد پایدار در محیط‌های سخت
برای مشاهده دقیق‌تر درایوهای مخصوص pump هیمل به این لینک مراجعه کنید.
منابع
http://www.differencebetween.net/science/difference-between-active-and-reactive-power/
