Айнымалы жиілікті басқару құрылғылары қозғалтқыштың жұмыс сапасы мен қызмет ету мерзімін қалай жақсартады

Электр қозғалтқыштары — қазіргі өнеркәсіптің негізгі құрылғылары болып табылады және олар ауа-жылу-желдету (HVAC) жүйелері мен сорғылардан бастап, тасымалдағыштар мен компрессорларға дейін барлығын қозғайды. Дегенмен, осы қозғалтқыштарды нақты жүктеме сұранысына қарамастан тұрақты жылдамдықта іске қосу қолданылатын энергияны қатты шығындарға әкеледі және механикалық тозуды жеделдетеді. Тәуелсіз Сапасымен Жұмыс Істейтін Қозғалтқыштар (ЖИЖ-тар) операторларға қозғалтқыштың жылдамдығы мен моментін дәл реттеуге мүмкіндік беру арқылы екі мәселені де шешеді, яғни шығынды нақты уақыттағы сұранысқа сәйкестендіреді, ал тәулік бойы толық қуатта жұмыс істеумен шектелмейді.

Тәуелсіз жиынтық қозғалтқыш неге?

А Ауыспалы жиіліктегі қозғалтқыш бұл айнымалы токтың (АТ) қозғалтқышына берілетін электр қуатының жиілігі мен кернеуін реттейтін электрондық басқарушы. Жиілікті — әдетте 0 Гц-тен 60 Гц-ке дейін (немесе арнайы қолданыстар үшін одан да жоғары) — өзгерту арқылы жеткізгіш қозғалтқыштың білігінің айналу жылдамдығын тікелей басқарады. Бұл инженерлер мен объектілердің басқарушыларына кез келген тапсырма үшін қозғалтқыштың жұмысын оптималды етуге мүмкіндік беретін қуатты құрал болып табылады: ол су құбыры арқылы суды тарату үшін қолданылатын сорғы немесе үлкен коммерциялық ғимаратта ауа ағысын реттеу үшін қолданылатын желдеткіш болуы мүмкін.

Қазіргі уақыттағы айнымалы жиілікті жеткізгіштер (АЖЖ) келетін айнымалы ток қуатын ішкі түрде тұрақты токқа түрлендіреді, содан кейін инверторлық саты арқылы айнымалы жиілікті айнымалы ток шығысын қайта құрады. Бұл процесс электрондық тұрғыдан күрделі болса да, қозғалтқыш үшін толығымен үзіліссіз болады және механикалық араласуға қажеттіліксіз жұмыс істейтін, үзіліссіз жылдамдық реттеуін қамтамасыз етеді.

АЙЖ-тер энергия тұтынуын қалай азайтады

Айнымалы жиілікті басқару құрылғыларына (АЖБҚ) қондырғылардың инвестиция жасауының ең маңызды себептерінің бірі — тікелей энергия үнемдеу. Қозғалтқыштың айналу жиілігі мен қуаттың тұтынуы арасындағы байланыс аффиндық заңдарға бағынат: қуаттың тұтынуы айналу жиілігінің төмендеуінің кубына пропорционал төмендейді. Бұл қозғалтқыштың айналу жиілігін толық жиіліктің 80%-ына дейін төмендеткен кезде қуаттың тұтынуы шамамен 51%-ға дейін төмендейтіндікті білдіреді — бұл мыңдаған жұмыс сағаттары бойынша жинақталатын әсерлі үнемдеу.

Центріфугалды сорғылар мен желдеткіштердің қолданылуында бұл әсер ерекше көрінеді. Күніне бірнеше сағат ғана болатын пиктік жүктемені қанағаттандыру үшін тұрақты толық жиілікте жұмыс істейтін сорғы төмен жүктемелі кезеңдерде үлкен мөлшерде энергияны өткізіп жібереді. АЖБҚ нақты ағыс талаптарына сай сорғының айналу жиілігін реттеп, жүйенің өнімділігін сақтай отырып, энергияның тұтынуын азайтады.

Бұл үнемдеулер әдетте АЖБҚ орнатуының қайтарымдылығын бірден үш жылға дейін қамтамасыз етеді, бұл қозғалтқыштың өлшемі мен жұмыс істеу сағаттарына байланысты.

Қозғалтқыштың қызмет ету мерзімін бақыланатын қосу арқылы ұзарту

Энергия үнемдеуден басқа, айнымалы жиілікті жетектер (АЖЖ) қозғалтқыштар мен оларға қосылған жабдықтардың механикалық қызмет ету мерзімін әлдеқайда ұзартады. Қозғалтқыштың тез шығуына әкелетін негізгі себеп — тікелей желіге қосу кезіндегі кернеулердің әсері: желілік кернеуге тікелей қосылған қозғалтқыш нольден толық айналу жиілігіне дейін шамамен лездік үдеумен қозғала бастаған кезде (жұмыс істеп тұрған кезде номиналды токтың алтыдан сегіз есе артық болатын) токтың өте көп мөлшерін сорып алады.

Бұл токтың қосылуы қозғалтқыш орамдарына күшті электромагниттік кернеу тудырады және бір уақытта валға, муфталарға, беріліс қораптарына және белттік берілістерге қатты механикалық моменттің шағылысуын туғызады. Жүздеген немесе мыңдаған қосу циклдары бойынша бұл қайталанатын кернеу орамдардың бекітілуін нашарлатады және механикалық бөлшектердің әлсіреуіне әкеледі.

ЖИЖ-тің көмегімен бұл мәселе толығымен жойылады, себебі ол бақыланатын, біртіндеп үдеу береді. Қозғалтқыш төмен жиілікте — шамамен 5–10 Гц — басталады және бағдарламаланған уақыт аралығында жұмыс істеу жылдамдығына дейін біртіндеп үдейді. Қосу кезіндегі ток жұмыс істеу кезіндегі мәнінің бір бөлігінен аспайды, ал механикалық момент сауытты түрде өседі. Нәтижесінде қозғалтқыш жетектегі әрбір компонентке түсетін жылулық және механикалық кернеу едәуір азаяды.

Ішкі қозғалтқыш бақылауы арқылы жабдықты қорғау

Қазіргі заманғы ЖИЖ-тер жылдамдықты реттеуден асып түседі — олар қозғалтқыштың жағдайын нақты уақытта бақылайтын ақылды қорғау құрылғылары ретінде қызмет етеді. Көптеген құрылғылар шығыс тогын, кернеуді, температураны және қозғалтқыштың жүктемесін үздіксіз бақылайды және зақымдану пайда болмас бұрын ақауларға автоматты түрде реакция береді.

Егер сорғы бітелсе немесе тасымалдағыш белдеу асыртылса, жетек артық ток жағдайын анықтайды және немесе жылдамдықты төмендетеді, немесе қауіпсіз түрде тоқтайды, бұл тікелей желіге қосу орнатылған кезде болатын қозғалтқыштың қызуынан қорғайды. Жетектің бағдарламалық қамтамасыз етуіне енгізілген жылулық модельдер қозғалтқыштың орамдарында жиналған жылуды бақылайды, сондықтан ішкі жылулық сенсорлары жоқ қозғалтқыштар үшін де асыртылуға қарсы қорғаныс қамтамасыз етіледі.

Бұл қорғаныс деңгейі жоспарланбаған тоқтап қалуларды азайтады, жөндеу шығындарын төмендетеді және негізгі қозғалтқыштардың жөндеу аралығын ұзартады — барлығы да жабдықтың қызмет көрсету мерзімі бойынша жалпы иелену шығындарын төмендетеді.

Жиі қолданылатын қолданыстар

Айнымалы жиілікті жетектер (АЖЖ) жүктеме талаптары уақыт өте келе өзгеретін әртүрлі өнеркәсіптік және коммерциялық қолданыстарға жақсы сай келеді.

Ішінде ЖЖЖЖ жүйелері , АЖЖ-басқарылатын желдеткіштер мен сорғылар ғимараттағы адамдар саны мен температура жағдайларына сәйкес шығыс көрсеткіштерін реттейді, бірақ тұрақты максималды жылдамдықта жұмыс істеудің энергиялық қосымша шығынынсыз ыңғайлылық қамтамасыз етеді. Осында су және қоршаған су арнайысы , сорғы жылдамдығы ағыс сұранысына сәйкес келеді, бұл энергия тұтынуын және трубалардағы қысымның шапшаң өсуін азайтады. Бұл өндіріс пен материалдарды тасымалдау кезінде , конвейерлер мен араластырғыштар сауда нысанының бүтіндігін қорғайтын, жабдыққа механикалық соққыны азайтатын, сондай-ақ бағдарламаланатын және жылдамдығын жұмыс істейтін үздіксіз үдеу мен баяулауға ие болады.

Қайда болса да электр қозғалтқышының жүктемесі тұрақты емес — айнымалы болса, айнымалы жиілікті инвертор (VFD) жұмыс шығындарын төмендетуге, жабдықтың қызмет көрсету мерзімін ұзартуға және процесті дәлірек реттеуге мүмкіндік береді.

Жиі қойылатын сұрақтар

Сұрақ: VFD-ны бар болған қозғалтқышқа орнатуға бола ма?

Иә. Көптеген стандартты NEMA немесе IEC стандарттары бойынша сертификатталған айнымалы токты индукциялық қозғалтқыштар VFD басқаруына үйлесімді. Ескі қозғалтқыштар немесе қатаң жағдайларда жұмыс істейтін қозғалтқыштар үшін қозғалтқыштың изоляция класын тексеру қажет, өйткені ол қазіргі заманғы инвертор шығысының кернеу толқыны сипаттамаларын шыдай алуы керек.

Сұрақ: VFD тұрақты жүктемелі қолданбаларда энергия үнемдей ме?

Айнымалы жүктеме кезінде ЖИЖ-тен энергия үнемдеу ең маңызды болады. Шынымен тұрақты жүктемелі қолданыста энергия үнемдеу аз болады, бірақ привод әлі де жұмсартылған іске қосу қорғауы мен қозғалтқышты бақылау пайдасын қамтамасыз етеді.

Сұрақ: ЖИЖ қозғалтқыштың дыбысына қалай әсер етеді?

ЖИЖ арқылы қозғалтқыштың номиналды жылдамдығынан төмен жұмыс істеуі естілетін дыбысты азайта алады, себебі сорғыш пен механикалық дыбыс жылдамдыққа пропорционал болады. Кейбір приводтар сипатты жоғары жиілікті қосу дыбысын шығарады, оны көшіру жиілігін реттеу арқылы азайтуға болады.

Сұрақ: ЖИЖ қандай техникалық қызмет көрсетуді қажет етеді?

ЖИЖ негізінен көпшілігі жартылай өткізгіштік элементтерден тұрады және аз ғана техникалық қызмет көрсетуді қажет етеді. Кезекті тексерулерге суыту желдеткішінің жұмысын тексеру, ауа сүзгілерін тазарту және терминал қосылыстарының берік болып қалғанын тексеру кіреді. Көптеген өндірушілер жұмыс ортасына байланысты әрбір бір немесе екі жылда бір рет толық тексеру жасауды ұсынады.

Сұрақ: ЖИЖ мен жұмсартылған іске қосқыш бірдей нәрсе ме?

Жоқ. Жұмсақ іске қосқыш тек қозғалтқыштың қосу және өшіру кезіндегі үдеу мен баяулауды ғана реттейді — ол қалыпты жұмыс істеу кезінде жылдамдықты реттеуді қамтамасыз етпейді. Айнымалы жиіліктің қозғалтқышы (АЖҚ) екеуін де орындайды: жұмсақ іске қосу функциясымен қатар, үздіксіз айнымалы жылдамдықты реттеуді ұсынады.