چگونه موتور سنکرون با آهنربای دائمی (PMSM) در کمپرسور هوا، تطبیق پویا با بار را برای گروه‌های سیستم‌های چندواحدی هوای فشرده انجام می‌دهد

نیروگاه چندواحدی نشان‌دهنده‌ی سیستم هوایی است که با اضافه‌بار کار می‌کند.

یک کارخانه پرداخت فلزات چهار کمپرسور با سرعت ثابت را برای تأمین خط تولیدی به کار می‌برد که از شیفت شب آرام تا عصر شلوغ نوسان دارد. کمپرسور اصلی قادر به تنظیم ظرفیت خود در مقابل کاهش بار نبود؛ بنابراین گروه کمپرسورها در طول روز بار را از حالت باردار خارج و دوباره باردار می‌کردند و در این فرآیند هوای فشرده و توان الکتریکی از طریق شیرهای تخلیه و تنظیم جریان هدر می‌رفت. نصب یک کمپرسور هوا با موتور سنکرون مغناطیس دائمی روی کمپرسور اصلی امکان کاهش تدریجی ظرفیت آن را در مقابل تقاضای واقعی فراهم کرد — نه روشن‌وشدن مکرر — و کارخانه مقدار هوای فشرده‌ای را که در هر ساعت با بار پایین هدر می‌رفت و هزینه‌اش را پرداخت می‌کرد، اندازه‌گیری کرد.

الگوی یکسان موتور سنکرون با مغناطیس دائم (PMSM) برای فشرده‌ساز هوا در کارخانه‌های غذایی، کارگاه‌های ماشین‌کاری و خطوط بطری‌بندی دیده می‌شود، زیرا هوای فشرده معمولاً پایدار نیست و این گروه تقریباً همیشه بیش از حد آن را تأمین می‌کند. مفهوم فشرده‌ساز هوا با موتور سنکرون با مغناطیس دائم (PMSM) از روز اول می‌توانست به این گروه کمک کند، چون مشکل واقعی آنها تأمین پله‌ای هوای فشرده بود، نه خود فشرده‌سازها.

چرا گروه‌های سرعت ثابت در نقطه افت بیشترین ضرر را می‌بینند

خطر پنهان در سیستم هوای چند واحدی، نامتناسب‌بودن عرضهٔ پلکانی و تقاضای هموار است. کمپرسور با سرعت ثابت یا کاملاً روشن است یا خاموش؛ بنابراین در بار نیمی، بار را کاهش می‌دهد و انرژی به جای تولید هوای فشرده، به گرما تبدیل می‌شود، در حالی که سایر دستگاه‌های گروه برای پُر کردن این شکاف با اتلاف ناشی از تنظیم جریان (throttling losses) تلاش می‌کنند. کمپرسور هوای PMSM با تنظیم سرعت خود متناسب با تقاضا، این مشکل را حل می‌کند؛ اما بسیاری از کارخانه‌ها دستگاه اصلی قدیمی را حفظ می‌کنند، چون همیشه هوای کافی وجود داشته و آن‌ها هرگز صورتحساب اتلاف ناشی از کاهش بار را ندیده‌اند. کمپرسور هوای PMSM با تنظیم سرعت خود متناسب با تقاضا، این مشکل را حل می‌کند؛ اما این روش تنها زمانی سودآور است که گروه دستگاه‌ها بر اساس فشار و نه بر اساس زمان‌بندی فعال و غیرفعال شوند. ENNENG این عادت را متوقف می‌کند، با قرار دادن یک دستگاه اصلی مغناطیس دائمی با سرعت متغیر در جلوی گروه، تا عرضه نه با تقاضا مبارزه کند، بلکه دنبال آن باشد.

یک موتور سنکرون با آهنربای دائم برای کمپرسور هوا همچنین جریان اولیهٔ راه‌اندازی را که دستگاه‌های ثابت به شبکه وارد می‌کنند کاهش می‌دهد، زیرا درایو متغیر روتور را به‌جای اینکه ناگهان آن را به سرعت کامل برساند، تدریجی شتاب می‌دهد. ENNENG تنظیم می‌کند تا راه‌اندازی به‌صورت تدریجی روی خط انجام شود؛ بنابراین گروه بر اساس فشار مرحله‌بندی می‌شود و واحد پیشرو افت ولتاژ را تحمل می‌کند که قبلاً باعث قطع سایر واحدها می‌شد.

چگونه یک موتور سنکرون با آهنربای دائم برای کمپرسور هوا بار را تطبیق می‌دهد

این ENNENG پلتفرم کمپرسور از یک روتور با آهنربای دائم استفاده می‌کند که برای مرحلهٔ پیچی یا مرکزگرا تنظیم شده است، بنابراین درایو بازده IE5 خود را حتی هنگام کاهش سرعت در بازهٔ بار جزئی — که در واقع محل کار عادی کمپرسورهاست — حفظ می‌کند. یک موتور سنکرون با آهنربای دائم برای کمپرسور هوا تطبیق پویا انجام می‌دهد که دستگاه‌های ثابت قادر به انجام آن نیستند، زیرا تبدیل‌کننده فشار خط را اندازه‌گیری کرده و در عرض چند ثانیه سرعت را تنظیم می‌کند. جدول مقایسه‌ای بین یک گروه سرعت ثابت و پیکربندی واحد پیشرو با موتور سنکرون با آهنربای دائم برای کمپرسور هوا را در مواردی که هزینهٔ هوای فشرده را تعیین می‌کنند، ارائه می‌دهد.

موتور القایی سنکرون با آهنربای دائمی (PMSM) برای کمپرسور هوا در طول نوسان روزانه، نه در نقطهٔ نامی، بهره‌وری خود را اثبات می‌کند. در ساعات آرام، واحد پیشرو به‌آرامی به میزان واقعی تقاضا کاهش می‌یابد و واحدهای عقب‌مانده خاموش می‌مانند، نه اینکه هر چهار واحد همزمان در نیمی از ظرفیت کار کنند. روتور مجهز به آهنربای دائمی در آن سرعت پایین نیز به‌خوبی کارایی خود را حفظ می‌کند؛ بنابراین سیستم هوای فشرده بالاخره انرژی را متناسب با مقدار هوای تولیدشده مصرف می‌کند. همین موتور القایی سنکرون با آهنربای دائمی (PMSM) برای کمپرسور هوا جریان روشن‌شدن را نیز نرم می‌کند که هم منبع تغذیه را محافظت می‌کند و هم امکان مرحله‌بندی گروهی را بر اساس فشار — نه بر اساس زمان‌بندی‌ای که کسی به آن اعتماد ندارد — فراهم می‌سازد.

موتور القایی سنکرون با آهنربای دائمی (PMSM) برای کمپرسور هوا بهره‌وری خود را حفظ می‌کند، چرا که روتور مجهز به آهنربای دائمی در سرعت پایینی که کارخانه در واقع در آن کار می‌کند، همچنان کارایی بالایی دارد و سیستم هوای فشرده بالاخره انرژی را متناسب با مقدار هوای تولیدشده مصرف می‌کند. همین موتور القایی سنکرون با آهنربای دائمی (PMSM) برای کمپرسور هوا در اوج مصرف بعدازظهر نیز منبع تغذیه را محافظت می‌کند، زیرا در غیر این صورت واحدهای عقب‌مانده همگی یک‌زمانه بار خود را تخلیه می‌کردند.

استانداردهایی که صرفه‌جویی را قابل اندازه‌گیری می‌سازند

ارزیابی بهبود دهنده‌های هواي فشرده بر اساس مراجعی انجام می‌شود که برای دنیای توان سیال تدوین شده‌اند. استاندارد ایزو ۱۲۱۷ عملکرد و توان ویژه‌ی کمپرسورهای جابجایی را تعریف می‌کند؛ بنابراین کمپرسور هوای فشرده با موتور سنکرون مغناطیس دائمی (PMSM) به همان روشی که هر واحد جایگزین آن ارزیابی می‌شود، رتبه‌بندی می‌گردد. استاندارد ایزو ۱۱۰۱۱ روش حسابرسی انرژی هوای فشرده را ارائه می‌دهد که اتلاف ناشی از حالت بی‌باری را به عددی تبدیل می‌کند که تیم مالی می‌تواند آن را مشاهده کند. استاندارد آی‌اِکِس‌سی ۶۰۰۳۴-۳۰-۱ رده‌ی کارایی IE را برای سمت موتور تعیین می‌کند و استاندارد ایزو ۵۰۰۰۱ سیستم هوای فشرده را به‌جای یک خدمات پشتیبانی عمومی، به‌عنوان جریانی مدیریت‌شده از انرژی تعریف می‌کند. ارجاع به این استانداردها به خریدار اجازه می‌دهد تا کمپرسور هوای فشرده با موتور سنکرون مغناطیس دائمی (PMSM) را در شرایط برابر با پیشنهاد کمپرسورهای سرعت‌ثابت مقایسه کند.

مشخص‌کردن کمپرسور هوای فشرده با موتور سنکرون مغناطیس دائمی (PMSM) بر اساس این مراجع، به خریدار امکان می‌دهد تا اتلاف ناشی از حالت بی‌باری را به‌صورت یک عدد مشاهده کند؛ و این تنها راه توجیه ارتقای واحد اولیه به بخش مالی است.

فهرست کاربردی برای مشخص‌کردن و خدمات‌رسانی

تعیین اندازه‌ی کمپرسور هوا با موتور سنکرون مغناطیس دائمی (PMSM) از ثبت فشار و دبی در طول یک هفته‌ی کامل آغاز می‌شود، زیرا میزان نوسان بار تأثیر بیشتری بر صرفه‌جویی دارد تا بار اوج. واحد متغیرسرعت را با بار پایه تطبیق دهید، ماشین‌های ثابت موجود را به‌عنوان بار تکمیلی حفظ کنید و تنظیم کننده را طوری پیکربندی کنید که بر اساس فشار خط هوایی (و نه بر اساس زمان‌بندی) فعال شود. در مرحله‌ی راه‌اندازی، توان ویژه را در چند نقطه‌ی مختلف دبی ثبت کرده و این مقادیر را به‌عنوان مبنای مقایسه ذخیره کنید. نگهداری همچنان بر روی روتور و سیستم خنک‌کننده متمرکز می‌ماند: فیلتر ورودی را تمیز نگه دارید، دمای سیم‌پیچ را به‌صورت دوره‌ای پایش کنید و در بازه‌های زمانی تعیین‌شده، درزبندی‌های مراحل را بازرسی کنید؛ زیرا کمپرسور هوا با موتور PMSM تنها زمانی صرفه‌جویی می‌کند که کارایی بالایی داشته باشد، نه زمانی که نشت داشته باشد.

کمپرسور هوا با موتور PMSM از نگهداری ساده‌ی منظم استقبال می‌کند، زیرا صرفه‌جویی به کارایی پایدار روتور و محکم بودن درزبندی‌ها وابسته است و هر دوی این موارد با یک بازرسی هفتگی کوتاه قابل حفظ هستند.

با شرکت ENNENG درباره‌ی سیستم هوایی خود مشورت کنید

ENNENG موتورهای محرک فشرده‌ساز مغناطیس دائمی را تحت استانداردهای ISO 9001 و CE برای واحدهای تکی و گروه‌های چندماشینی در محدوده ولتاژ ۱۱۰ تا ۶۹۰ ولت تولید می‌کند. لاگ فشار و دبی را با تیم مهندسی به اشتراک بگذارید تا موتور محرک سنکرون مغناطیس دائمی (PMSM) برای فشرده‌ساز هوا، دقیقاً متناسب با ماشین اصلی (لید) و نه بر اساس حدس کاتالوگ انتخاب شود.

با ENNENG از طریق کانال‌های زیر ارتباط برقرار کنید:

• واتس‌اپ: +۸۶ ۱۸۵۶۲۷۸۰۲۲۸
• پست الکترونیکی:  [email protected]
• تلفن: +۸۶ ۱۸۵۶۲۷۸۰۲۲۸

پرسش‌های متداول

پرسش: چرا موتور محرک سنکرون مغناطیس دائمی (PMSM) برای فشرده‌ساز هوا را در سر گروه قرار می‌دهیم؟

الف: واحد اصلی سقف حداقل تأمین را تعیین می‌کند؛ بنابراین، متغیر کردن آن امکان پیگیری تقاضای واقعی توسط کل گروه را فراهم می‌کند، نه صرفاً روشن‌وشدن و خاموش‌شدن دوره‌ای. موتور محرک سنکرون مغناطیس دائمی (PMSM) برای فشرده‌ساز هوا سرعت خود را در عرض چند ثانیه با بار واقعی تطبیق می‌دهد و در ساعات کم‌باری، ماشین‌های پشت‌سر را خاموش نگه می‌دارد، نه اینکه آن‌ها را در نیمی از ظرفیت مجاز تنظیم کند. این روش از اتلاف ناشی از حالت بی‌باری و تخلیه فشار (blow-off) که در گروه‌های سرعت‌ثابت در طول یک شیفت عادی انباشته می‌شود، جلوگیری می‌کند.

پرسش: آیا صرفه‌جویی در نقطه اسمی یا در بار جزئی مشاهده می‌شود؟

الف: پس‌انداز نشان می‌دهد که بار در چه شرایطی واقع می‌شود: در بار جزئی، نه در سرعت کاملی که در بازاریابی اعلام شده است. یک دستگاه ثابت هنگام کار در بار کمتر از ظرفیت اسمی خود، بار را کاهش می‌دهد و انرژی ورودی را به گرما تبدیل می‌کند؛ در مقابل، موتور سنکرون با آهنربای دائم (PMSM) در دستگاه فشرده‌کننده هوا، بازدهی IE5 خود را حتی هنگام کاهش سرعت حفظ می‌کند. از آنجا که اکثر کارخانه‌ها بیشتر ساعات روز را در باری پایین‌تر از حداکثر ظرفیت اجرا می‌کنند، واحد اصلی متغیرسرعت انرژی‌ای را که قبلاً توسط گروه هدر می‌رفت، بازیابی می‌کند.

پرسش: کدام استاندارد بازدهی فشرده‌کننده را تأیید می‌کند؟

الف: استاندارد ISO 1217 توان ویژه فشرده‌کننده را تعریف می‌کند؛ بنابراین فشرده‌کننده هوا با موتور PMSM به همان روشی که دستگاه جایگزین‌شده ارزیابی می‌شد، ارزیابی می‌شود. همچنین استاندارد ISO 11011 روش ممیزی را ارائه می‌دهد که اتلاف ناشی از کاهش بار را به عددی قابل اندازه‌گیری تبدیل می‌کند. استاندارد IEC 60034-30-1 طبقه‌بندی بازدهی موتور را پوشش می‌دهد و استاندارد ISO 50001 سیستم هوای فشرده را به‌عنوان جریانی مدیریت‌شده تعریف می‌کند. این استانداردها در مجموع به خریدار اجازه می‌دهند تا ارتقاء را در شرایطی برابر و قابل ممیزی مقایسه کند.

پرسش: آیا این دستگاه می‌تواند با فشرده‌کننده‌های ثابت موجود کار کند؟

الف: بله، و نگهداری آنها معمولاً سریع‌ترین راه است. موتور القایی با مغناطیس دائمی (PMSM) کمپرسور هوا به‌عنوان دستگاه اصلی عمل می‌کند که بر اساس تقاضا تنظیم می‌شود، در حالی که واحدهای ثابت به‌صورت تکمیلی بر اساس فشار خط باقی می‌مانند. گروه بر اساس فشار اندازه‌گیری‌شده (نه بر اساس زمان‌سنج) هماهنگ می‌شود؛ بنابراین، کارخانه ظرفیت اضافی خود را حفظ می‌کند و همچنین اتلاف ناشی از باربرداری غیرضروری که در طرح قدیمی غالب بود را کاهش می‌دهد.