EN
Όταν η ζήτηση συμπιεσμένου αέρα ενός εργοστασίου μεταβάλλεται κατά τη διάρκεια της ημέρας, το σύστημα κίνησης πρέπει να κάνει περισσότερα από το απλό ξεκίνημα ή το σταμάτημα. Ένας συμπιεστής αέρα PMSM σε συνδυασμό με μετατροπέα συχνότητας μπορεί να προσαρμόζει συνεχώς την ταχύτητα του κινητήρα στην απαιτούμενη παραγωγή του αέρα στο τέλος. Το αποτέλεσμα είναι μια προσέγγιση ελέγχου που στοχεύει σε σταθερότερη πίεση, λιγότερες απότομες μεταβάσεις και καλύτερη αντιστοίχιση μεταξύ ηλεκτρικής εισόδου και πραγματικής ζήτησης.
Από την άποψη της μηχανικής εφαρμογής, το χρήσιμο ερώτημα δεν είναι κατά πόσον ένας συμπιεστής αέρα PMSM είναι εγγενώς καλύτερος σε κάθε εγκατάσταση. Είναι κατά πόσον ο κινητήρας, ο μετατροπέας, το τέλος του αέρα, οι αισθητήρες και οι ρυθμίσεις ελέγχου είναι προσαρμοσμένα στον κύκλο λειτουργίας του χώρου. Αυτό το άρθρο εξηγεί πώς λειτουργεί αυτή η συνεργασία και τι πρέπει να επαληθευθεί πριν από τη θέση σε λειτουργία.
Γιατί η μεταβλητή ταχύτητα έχει σημασία στη λειτουργία συμπιεσμένου αέρα
Πολλά συστήματα αέρα δεν καταναλώνουν τον ίδιο όγκο αέρα κάθε λεπτό. Η χρήση εργαλείων, οι βάρδιες, οι αλλαγές στη διαδικασία, οι διαρροές και η αποθήκευση στον κατεβατικό κλάδο μεταβάλλουν όλα αυτά το φορτίο. Ένας συμπιεστής σταθερής ταχύτητας αντιμετωπίζει συνήθως αυτές τις μεταβολές μέσω φόρτισης, απόφορτισης, ελέγχου στην είσοδο ή κύκλων σταματήματος-εκκίνησης. Αυτό μπορεί να είναι πρακτικό στην κατάλληλη εφαρμογή, αλλά δεν καθιστά την ταχύτητα του κινητήρα να ακολουθεί συνεχώς τη ζήτηση.
Ένα Αερόσυμπιεστής PMSM ο μετατροπέας αλλάζει την επιλογή ελέγχου. Ο μετατροπέας λαμβάνει ένα σήμα ζήτησης, το οποίο συνήθως προέρχεται από τη μετρούμενη πίεση του συστήματος, και δίνει εντολή για μια ταχύτητα κινητήρα που μπορεί να προσαρμόσει την παροχή του συμπιεστή στην τρέχουσα απαίτηση. Η σημαντική αλλαγή είναι η μετάβαση από την προσπάθεια επίτευξης της ονομαστικής παροχής στην ακριβή ταίριασμα με τον πραγματικό κύκλο λειτουργίας.
Οι αντίστοιχες εργασίες του PMSM και του μετατροπέα συχνότητας
Ο κινητήρας παρέχει ελεγχόμενη ροπή
Ένας κινητήρας μόνιμου μαγνήτη (PMSM) χρησιμοποιεί μόνιμους μαγνήτες στο δρομέα του, αντί για ρεύμα δρομέα για τη δημιουργία μαγνητικού πεδίου. Σε εφαρμογή PMSM για συμπιεστή αέρα, ο κινητήρας πρέπει να παράγει επαρκές ροπή σε όλο το επιθυμητό εύρος ταχυτήτων, ενώ παραμένει εντός των θερμικών, τάσεως και ρεύματος ορίων του. Οι χαρακτηριστικές του ιδιότητες μπορούν να υποστηρίξουν αποτελεσματική λειτουργία υπό μερικό φορτίο, αλλά το πραγματικό αποτέλεσμα εξαρτάται ακόμα από το «air end», τη διάταξη ψύξης, το προφίλ φόρτισης και τη διαμόρφωση του μετατροπέα.
Πληροφορίες για τη θέση του δρομέα είναι κεντρικές για τον έλεγχο του PMSM. Ανάλογα με το σχέδιο, ο ελεγκτής λαμβάνει τη θέση είτε από έναν αισθητήρα είτε την εκτιμά. Αυτές οι πληροφορίες επιτρέπουν στον μετατροπέα να τοποθετήσει κατάλληλα το ρεύμα του στάτορα σε σχέση με το μαγνητικό πεδίο του δρομέα, ώστε η ροπή να ρυθμίζεται ενεργά και όχι να αφήνεται σε ένα απλό λειτουργικό σημείο βασικής συχνότητας.
Ο μετατροπέας μετατρέπει την απαίτηση σε ηλεκτρικές εντολές
Ο μετατροπέας συχνότητας ανορθώνει την εισερχόμενη τάση σε μία συνεχή τάση (DC link) και παράγει έξοδο μεταβλητής συχνότητας και μεταβλητής τάσης για τον κινητήρα. Με τον διανυσματικό έλεγχο, διαχωρίζει τις συνιστώσες του ρεύματος που σχετίζονται με τη μαγνητική ροή και τη ροπή. Για έναν συμπιεστή αέρα με κινητήρα PMSM, αυτός ο έλεγχος επιτρέπει στον μετατροπέα να επιταχύνει ομαλά, να διατηρεί μία επιθυμητή ταχύτητα και να ανταποκρίνεται σε ένα μεταβαλλόμενο σήμα πίεσης χωρίς να συνδέει κατευθείαν κάθε αλλαγή ταχύτητας με τη συχνότητα της παροχής.
Είναι πιο ακριβές να λέμε ότι ο μετατροπέας διαχειρίζεται την ηλεκτρομαγνητική ροπή και την ταχύτητα του κινητήρα, ενώ το σύστημα ελέγχου του συμπιεστή αποφασίζει ποια ταχύτητα απαιτείται. Ο μετατροπέας δεν αποτελεί αυτόνομη λύση για κακή σωλήνωση, υπερβολικές διαρροές, υπερβολικά μικρό δοχείο αποθήκευσης ή εσφαλμένη επιλογή του αεροσυμπιεστικού σώματος.
Πώς ο βρόχος ελέγχου πίεσης δημιουργεί σταθερή ρύθμιση
Ένα τυπικό Αερόσυμπιεστής PMSM το σύστημα χρησιμοποιεί ένα μετατροπέα πίεσης στο σχετικό τμήμα του δικτύου. Ο ελεγκτής συγκρίνει τη μετρούμενη πίεση με μια προκαθορισμένη τιμή ή με μια επιτρεπόμενη ζώνη πίεσης. Όταν η ζήτηση αυξάνεται και η πίεση αρχίζει να μειώνεται, ο ελεγκτής αυξάνει την εντολή ταχύτητας. Όταν η ζήτηση μειώνεται και η πίεση αυξάνεται, μειώνει την εντολή. Ο μετατροπέας συχνότητας ακολουθεί στη συνέχεια αυτήν την εντολή, εντός των προκαθορισμένων ορίων ταχύτητας, ρεύματος και ρυθμού μεταβολής.
- Μέτρηση: Ο ελεγκτής δειγματοληπτεί την πίεση του συστήματος και μπορεί επίσης να παρακολουθεί τη θερμοκρασία, το ρεύμα και τις προστατευτικές εισόδους.
- Απόφαση: Ένας αλγόριθμος ελέγχου PID ή συναφής υπολογίζει την απαιτούμενη διόρθωση ταχύτητας.
- Εντολή: Η αναφορά ταχύτητας αποστέλλεται στον μετατροπέα.
- Ρύθμιση: Ο μετατροπέας ελέγχει τη ροπή και την ταχύτητα του συμπιεστή αέρα PMSM.
- Επαλήθευση: Παρατηρείται η ανταπόκριση της πίεσης και ο βρόχος επαναλαμβάνεται.
Ο αναλογικός όρος αντιδρά στο τωρινό σφάλμα, ο ολοκληρωτικός όρος αντιμετωπίζει τη μόνιμη απόκλιση και ο παραγωγικός όρος μπορεί να εξομαλύνει την απόκριση σε γρήγορες αλλαγές, όταν χρησιμοποιείται κατάλληλα. Ρυθμίσεις που είναι υπερβολικά επιθετικές μπορεί να προκαλέσουν «κυνηγητό»: η ταχύτητα υπερβαίνει και υστερεί επανειλημμένα, ενώ η πίεση ταλαντώνεται. Ρυθμίσεις που είναι υπερβολικά αργές μπορεί να επιτρέψουν μια αναγκαία ευρεία διακύμανση πίεσης. Η σταθερή ρύθμιση μεταβλητής ταχύτητας προκύπτει επομένως από συντονισμένη βαθμονόμηση, όχι απλώς από την εγκατάσταση ενός μετατροπέα.
Όπου η συμπεριφορά του συμπιεστή περιορίζει το εύρος ελέγχου
Κάθε πακέτο PMSM αεροσυμπιεστή έχει ένα χρησιμοποιήσιμο εύρος λειτουργίας. Η ελάχιστη ταχύτητα πρέπει να διασφαλίζει την λίπανση, την ψύξη και τη σταθερή λειτουργία του αεροσυμπιεστικού κεφαλαίου. Η μέγιστη ταχύτητα πρέπει να παραμένει εντός των μηχανικών, θερμικών, ηλεκτρικών και από τον κατασκευαστή καθορισμένων ορίων. Ο ελεγκτής χρειάζεται επίσης λογικές κλίμακες επιτάχυνσης και επιβράδυνσης, ώστε να μην απαιτεί ροπή πέραν των διαμορφωμένων ορίων του συστήματος κινητήρα-μετατροπέα ή να προκαλεί διαταρακτικές αλλαγές πίεσης.
Στην πράξη, μια περίοδος χαμηλής ζήτησης δεν σημαίνει απαραιτήτως ότι ο συμπιεστής πρέπει να λειτουργεί αδιάκοπα στην ελάχιστη δυνατή ταχύτητα. Εάν η ζήτηση πέσει κάτω από το εύρος σταθερής ικανότητας, το σύστημα ενδέχεται να χρειαστεί να αποφορτιστεί ή να σταματήσει, σύμφωνα με τη λογική λειτουργίας του. Αντιθέτως, μια διαρκής ζήτηση που υπερβαίνει τη διαθέσιμη ικανότητα μεταβλητής ταχύτητας απαιτεί είτε έναν επιπλέον συμπιεστή, είτε αποθήκευση, είτε μείωση της ζήτησης, είτε αναθεώρηση της στρατηγικής ελέγχου—όχι προσπάθεια υπερφόρτωσης του κινητήρα.
Το Πλεονέκτημα Εξατομίκευσης ENNENG
Καμία δύο βιομηχανικές εγκαταστάσεις δεν έχουν τους ίδιους χωρικούς ή μηχανικούς περιορισμούς. Η ENNENG ξεχωρίζει διότι δεν προμηθεύουμε απλώς προϊόντα καταλόγου «έτοιμα για πώληση»· ειδικευόμαστε στην παράδοση παράδοση μιας κινητήρας μόνιμου μαγνήτη προσαρμοσμένος στις ανάγκες σας προσαρμοσμένος στη συγκεκριμένη εφαρμογή σας.
Υποστηριζόμενοι από την εξαιρετική μας ομάδα Ε&Α, η οποία αποτελείται από μηχανικούς του Εθνικού Κέντρου Μηχανικής Για Μόνιμους Μαγνήτες Σπάνιων Γαιών, και με την υποστήριξη δεκάδων διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας, προσαρμόζουμε λύσεις υψηλής τάσης (6 kV/10 kV) και χαμηλής τάσης (380 V/660 V/1140 V) για να ταιριάζουν στην υφιστάμενη εγκατάστασή σας. Από εγκαταστάσεις επεξεργασίας νερού και πηγάδια πετρελαίου μέχρι εκρηκτικά περιβάλλοντα ορυχείων, παρέχουμε βέλτιστη απόδοση εκεί όπου οι κινητήρες γενικής χρήσης αποτυγχάνουν.
Εάν αξιολογείτε εμπορικούς μόνιμους μαγνήτες κινητήρες για πώληση και χρειάζεστε μια μηχανολογικά σχεδιασμένη λύση οδήγησης που εγγυάται απόδοση και διάρκεια ζωής, η ENNENG είναι ο εμπιστευόμενος σας συνεργάτης. Επικοινωνήστε με την ENNENG σήμερα .Μιλήστε με την τεχνική μηχανική ομάδα μας για να λάβετε μια προσαρμοσμένη πρόταση οδήγησης.
- Whatsapp:+86 18562780228
- Ηλεκτρονικό ταχυδρομείο: [email protected]
- Τηλέφωνο: +86 532 66000559
