EN
وقتی نیاز کارخانه به هوای فشرده در طول روز تغییر می‌کند، سیستم رانش باید بیش از اینکه صرفاً روشن یا خاموش شود، کارهای دیگری نیز انجام دهد. کمپرسور هوا با موتور سنکرون مغناطیس دائمی همراه با درایو تبدیل فرکانس می‌تواند به‌طور پیوسته سرعت موتور را با خروجی مورد نیاز بخش انتهایی هوای فشرده هماهنگ کند. نتیجه این رویکرد کنترلی، دستیابی به فشاری پایدارتر، کاهش انتقالات ناگهانی و تطبیق دقیق‌تر بین ورودی الکتریکی و نیاز واقعی است.
از دیدگاه مهندسی کاربردی، پرسش مفید این نیست که آیا کمپرسور هوا با موتور سنکرون مغناطیس دائمی در همهٔ نصب‌ها ذاتاً بهتر است یا خیر. بلکه این است که آیا موتور، درایو، بخش انتهایی هوای فشرده، سنسورها و تنظیمات کنترلی با چرخهٔ کار محل نصب هماهنگ شده‌اند یا خیر. این مقاله نحوهٔ این همکاری را توضیح می‌دهد و مواردی را که باید پیش از راه‌اندازی بررسی شوند را مشخص می‌کند.
چرا تغییرپذیری سرعت در عملیات هوای فشرده اهمیت دارد
بسیاری از سیستم‌های هوایی هر دقیقه حجم یکسانی از هوا را مصرف نمی‌کنند. استفاده از ابزار، تغییر شیفت‌ها، تغییرات فرآیندی، نشتی و ذخیره‌سازی در انتهای خط، همه این‌ها بار را تغییر می‌دهند. یک فشرده‌کننده با سرعت ثابت معمولاً این تغییرات را از طریق بارگذاری، باربرداری، کنترل ورودی یا چرخه‌های روشن‌شدن و خاموش‌شدن مدیریت می‌کند. این روش در کاربردهای مناسب عملی است، اما باعث نمی‌شود سرعت موتور به‌طور پیوسته با تقاضا هماهنگ شود.
یک موتور القایی فشرده‌ساز هوا درایو گزینه کنترل را تغییر می‌دهد. تبدیل‌کننده سیگنال تقاضا را دریافت می‌کند که معمولاً از فشار اندازه‌گیری‌شده سیستم به‌دست می‌آید و سرعت موتوری را دستور می‌دهد که جریان تحویلی فشرده‌کننده را به سمت نیاز فعلی هدایت کند. تغییر اصلی این است که از دنبال‌کردن ظرفیت اسمی به تطبیق با چرخه واقعی کار منتقل می‌شویم.
وظایف مربوط به موتور PMSM و تبدیل‌کننده فرکانس
موتور گشتاور کنترل‌شده را فراهم می‌کند
موتور مغناطیس دائمی PMSM از مغناطیس‌های دائمی روی روتور خود به جای جریان روتور برای تحریک استفاده می‌کند. در کاربرد فشرده‌ساز هوا با موتور PMSM، این موتور باید گشتاور کافی را در سراسر محدوده سرعت مورد نظر تولید کند، در عین حال در محدودیت‌های حرارتی، ولتاژ و جریان خود باقی بماند. ویژگی‌های آن می‌توانند عملکرد کارآمد در بارهای جزئی را پشتیبانی کنند، اما نتیجه واقعی همچنان به واحد فشرده‌ساز هوا، روش خنک‌کنندگی، الگوی بار و پیکربندی درایو بستگی دارد.
اطلاعات مربوط به موقعیت روتور در کنترل موتورهای PMSM از اهمیت بنیادی برخوردار است. بسته به طراحی، کنترل‌کننده این موقعیت را یا از طریق یک سنسور به دست می‌آورد یا آن را تخمین می‌زند. این اطلاعات به درایو اجازه می‌دهد جریان استاتور را نسبت به میدان مغناطیسی روتور به‌درستی قرار دهد تا گشتاور قابل کنترل باشد و نه اینکه تنها به یک نقطه کار ساده مبتنی بر فرکانس خط واگذار شود.
کانورتر تقاضا را به دستورالعمل‌های الکتریکی تبدیل می‌کند
مبدل فرکانس، ولتاژ ورودی را به یک پیوند جریان مستقیم (DC) تبدیل می‌کند و خروجی متغیرفرکانس و متغیرولتاژ را برای موتور تولید می‌کند. با کنترل برداری، این دستگاه مؤلفه‌های جریان مرتبط با شار مغناطیسی و گشتاور را از یکدیگر جدا می‌سازد. در مورد موتور سنکرون مغناطیس دائمی (PMSM) مخصوص کمپرسور هوایی، این کنترل امکان شتاب‌گیری نرم، حفظ سرعت درخواستی و پاسخ‌دهی به سیگنال فشار متغیر را بدون آنکه هر تغییر سرعتی مستقیماً به فرکانس منبع تغذیه وابسته باشد، فراهم می‌کند.
دقیق‌تر است که بگوییم مبدل گشتاور الکترومغناطیسی و سرعت موتور را مدیریت می‌کند، درحالی‌که سیستم کنترل کمپرسور تصمیم می‌گیرد که چه سرعتی لازم است. مبدل خودبه‌خودی راه‌حلی مستقل برای مشکلاتی مانند لوله‌کشی نامناسب، نشتی بیش‌ازحد، مخزن ذخیره‌سازی کوچک‌مقیاس یا انتخاب نادرست واحد فشرده‌سازی نیست.
چگونگی ایجاد تنظیم پایدار توسط حلقه کنترل فشار
معمولی موتور القایی فشرده‌ساز هوا سیستم از یک ترانسدیوسر فشار در بخش مربوطهٔ شبکه استفاده می‌کند. کنترلر فشار اندازه‌گیری‌شده را با نقطهٔ تنظیم‌شده یا بازهٔ فشار مجاز مقایسه می‌کند. هنگامی که تقاضا افزایش می‌یابد و فشار شروع به کاهش می‌کند، کنترلر درخواست سرعت را افزایش می‌دهد. و هنگامی که تقاضا کاهش می‌یابد و فشار افزایش می‌یابد، درخواست را کاهش می‌دهد. سپس تبدیل‌کنندهٔ فرکانس این درخواست را در محدوده‌های تنظیم‌شدهٔ سرعت، جریان و شیب اجرا می‌کند.
- اندازه‌گیری: کنترلر فشار سیستم را نمونه‌برداری می‌کند و ممکن است دما، جریان و ورودی‌های حفاظتی را نیز پایش کند.
- تصمیم‌گیری: یک الگوریتم کنترلی PID یا مشابه آن محاسبه می‌کند که چه مقدار اصلاح سرعت لازم است.
- فرمان: مرجع سرعت به تبدیل‌کننده ارسال می‌شود.
- تنظیم: تبدیل‌کننده گشتاور و سرعت موتور سنکرون مغناطیس دائمی (PMSM) کمپرسور هوایی را کنترل می‌کند.
- تأیید: پاسخ فشار مشاهده می‌شود و حلقه مجدداً تکرار می‌گردد.
جملهٔ تناسبی به خطای فعلی واکنش نشان می‌دهد، جملهٔ انتگرالی به خطای باقی‌مانده می‌پردازد و جملهٔ مشتقی در صورت استفادهٔ مناسب می‌تواند پاسخ سیستم را در برابر تغییرات سریع تعدیل کند. تنظیماتی که بیش از حد تهاجمی باشند ممکن است باعث پدیدهٔ «شکار» (hunting) شوند: یعنی سرعت به‌طور مکرر از مقدار مطلوب فراتر رفته و سپس کمتر از آن می‌شود، در حالی که فشار نوسان می‌کند. تنظیماتی که بیش از حد کند باشند ممکن است دامنهٔ نوسان فشار را بدون ضرورت گسترده‌تر کنند. بنابراین، تنظیم پایدار سرعت متغیر از هماهنگی دقیق پارامترها ناشی می‌شود، نه صرفاً از نصب اینورتر.
جایی که رفتار فشرده‌کننده محدودیت‌های دامنهٔ کنترل را تعیین می‌کند
هر بستهٔ PMSM فشرده‌کنندهٔ هوا دارای یک محدودهٔ عملیاتی قابل‌استفاده است. حداقل سرعت باید برای حفظ روان‌کاری، خنک‌کاری و عملکرد پایدار بخش هوایی (air-end) کافی باشد. حداکثر سرعت نیز باید در محدودهٔ مکانیکی، حرارتی، الکتریکی و محدودیت‌های تعریف‌شده توسط سازنده باقی بماند. علاوه بر این، کنترل‌کننده نیازمند شیب‌های منطقی شتاب‌دهی و کاهش سرعت است تا گشتاوری فراتر از حد مجاز سیستم موتور-درایو را طلب نکند یا تغییرات فشار مختل‌کننده ایجاد نکند.
در عمل، دورهٔ کم‌مصرفی لزوماً به این معنا نیست که فشرده‌کننده باید به‌طور نامحدود با کمترین سرعت ممکن کار کند. اگر مصرف از محدودهٔ ظرفیت پایدار پایین‌تر برود، ممکن است سیستم بر اساس منطق خود مجبور به تخلیه یا توقف شود. برعکس، در صورتی که مصرف به‌طور مداوم بالاتر از ظرفیت قابل‌تنظیم فشرده‌کننده باشد، نیاز به فشرده‌کنندهٔ دیگر، ذخیره‌سازی، کاهش مصرف یا بازنگری در استراتژی کنترلی احساس می‌شود—نه اینکه موتور را فراتر از حد مجاز به کار انداخت.
مزیت سفارشی‌سازی ENNENG
هیچ دو تأسیسات صنعتی از نظر محدودیت‌های فضایی یا مکانیکی یکسان نیستند. eNNENG به‌دلیل رویکرد متفاوت خود برجسته می‌شود؛ ما تنها محصولات موجود در کاتالوگ را عرضه نمی‌کنیم، بلکه در زمینه‌ی تأمین موتور مغناطیس دائمی سفارشی‌سازی‌شده‌ی متناسب با کاربرد خاص شما تخصص داریم. ارائه‌کردن یک موتور آهنربای دائمی سفارشی‌سازی‌شده برای کاربرد خاص شما سفارشی‌سازی‌شده.
با حمایت تیم تحقیق و توسعه ما که از مهندسان مرکز ملی مهندسی آهنرباهای دائمی عناصر کمیاب تشکیل شده و با ده‌ها اختراع ثبت‌شده پشتیبانی می‌شود، راه‌حل‌های ولتاژ بالا (۶ کیلوولت/۱۰ کیلوولت) و ولتاژ پایین (۳۸۰ ولت/۶۶۰ ولت/۱۱۴۰ ولت) را به‌صورت سفارشی برای تطبیق با زیرساخت موجود شما طراحی می‌کنیم. از تأسیسات تصفیه آب و چاه‌های نفت تا محیط‌های معدنی ضد انفجار، ما عملکرد بهینه را در جایی فراهم می‌کنیم که موتورهای عمومی ناتوانند.
اگر در حال ارزیابی موتورهای تجاری مغناطیس دائمی برای فروش هستید و به راه‌حلی مهندسی‌شده برای سیستم رانش نیاز دارید که بازدهی و طول عمر بالایی را تضمین کند، اننِنگ شریک قابل اعتماد شماست. امروز با اننِنگ تماس بگیرید .با تیم مهندسی فنی ما صحبت کنید تا پیشنهاد رانشی سفارشی دریافت کنید.
- واتساپ: +۸۶ ۱۸۵۶۲۷۸۰۲۲۸
- پست الکترونیکی: [email protected]
- تلفن: +86 532 66000559
