ปั๊มไดรฟ์ความถี่ตัวแปร

ประโยชน์ของ VFD มีหลายประการ สิ่งที่โดดเด่นที่สุดคือไดรฟ์ความถี่แบบแปรผันช่วยลดการใช้พลังงานและการสึกหรอของมอเตอร์ปั๊มของคุณ หากไม่มี VFD ปั๊มจะทำงานด้วยความเร็วคงที่ ซึ่งหมายความว่าปั๊มจะเปิดหรือปิดอยู่ ไม่มีความเร็วแปรผัน

ปั๊มที่มีความเร็วคงที่จะใช้ไฟฟ้าจำนวนมากเมื่อความต้องการใช้ปั๊มไม่ได้อยู่ที่จุดสูงสุด กล่าวอีกนัยหนึ่ง หากไม่มี VFD ปั๊มของคุณจะใช้พลังงานในปริมาณสูงสุดเสมอ มอเตอร์ปั๊มเหล่านี้ยังใช้งานในทางที่ผิดอย่างมากอีกด้วย กระแสไฟฟ้าสตาร์ทที่สูงที่ต้องการอาจเป็นหกถึงเจ็ดเท่าของพิกัดกระแสโหลดเต็มของมอเตอร์ ซึ่งไม่เพียงแต่มีราคาแพงเท่านั้น แต่ยังเพิ่มความเครียดอย่างรุนแรงให้กับปั๊มของคุณและระบบควบคุมการไหลโดยทั่วไปอีกด้วย

เมื่อปั๊มทำงานล้มเหลว อาจมีค่าใช้จ่ายมากกว่าเวลาหยุดทำงาน เทศบาลตระหนักถึงต้นทุนของปั๊มและการควบคุมระดับที่ล้มเหลว เมื่อสถานีสูบน้ำหยุดทำงาน มักจะส่งผลให้น้ำเสียหรือน้ำพายุล้น นำมาซึ่งสภาวะน้ำท่วม ความเสียหายต่อทรัพย์สิน ค่าปรับ EPA จำนวนมหาศาล และความเสี่ยงด้านสุขภาพและความปลอดภัยสำหรับประชาชนทั่วไป

การรั่วไหลหรือล้นใดๆ ส่งผลให้เกิดความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อม ที่ดินและแหล่งน้ำอาจเน่าเสีย และมีความเสี่ยงสูงที่จะเกิดเพลิงไหม้และการระเบิด

การดูแลให้ปั๊มทำงานและทำงานอย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุดถือเป็นสิ่งสำคัญสูงสุด การควบคุมความเร็วของมอเตอร์ปั๊มด้วย VFD เป็นวิธีที่ดีที่สุดในการยืดอายุการใช้งานของปั๊มและลดต้นทุน แน่นอนว่าหากต้องการใช้ VFD ให้ประสบความสำเร็จ คุณต้องมีเซ็นเซอร์ระดับต่อเนื่องหรือเครื่องส่งสัญญาณแรงดันที่ดี

มอเตอร์กระแสสลับทำงานบนหลักการที่ว่าความเร็วซิงโครนัสถูกกำหนดโดยความถี่ของแหล่งจ่ายไฟและจำนวนขั้วในขดลวดสเตเตอร์ของมอเตอร์ ตารางที่ 1 แสดงให้เห็นว่าความเร็วซิงโครนัสเป็นฟังก์ชันของขั้วมอเตอร์และความถี่สายขาเข้า (50 Hz หรือ 60 Hz) อย่างไร

มอเตอร์เหนี่ยวนำทำงานด้วยความเร็วน้อยกว่าซิงโครนัสเล็กน้อย ตัวอย่างเช่น มอเตอร์สี่ขั้ว (ซิงโครนัส 1,800 รอบต่อนาที) มักจะทำงานที่ประมาณ 1,780 รอบต่อนาทีที่โหลดเต็ม ความแตกต่างระหว่างความเร็วซิงโครนัสและความเร็วจริงเรียกว่าสลิป สลิปมีอยู่ในมอเตอร์เหนี่ยวนำและต้องมีเพื่อให้เกิดแรงบิด ปริมาณสลิป (โดยทั่วไป 1-3%) จะแตกต่างกันไปตามพิกัดกำลังและการออกแบบของมอเตอร์

โดยทั่วไปความเร็วโหลดเต็มที่ของมอเตอร์จะระบุไว้บนแผ่นป้าย สิ่งสำคัญที่ควรทราบคือเมื่อมอเตอร์ทำงานจาก VFD ประสิทธิภาพของมอเตอร์จะได้รับผลกระทบเล็กน้อยเมื่อเทียบกับกำลังไฟหลักทั่วไป นอกจากอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นและประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นแล้ว การลื่นยังอาจได้รับผลกระทบอีกด้วย ดังนั้นจึงขอแนะนำให้ดูเอกสารข้อมูลมอเตอร์ที่มีข้อมูลสมรรถนะสำหรับการทำงานของ VFD และปรึกษากับผู้ผลิตหากมีข้อกังวล

เมื่อ VFD สตาร์ทมอเตอร์ ในตอนแรกจะใช้ความถี่ต่ำ (2 Hz หรือน้อยกว่า) ซึ่งส่งผลให้มอเตอร์มีแรงดันไฟฟ้าต่ำ จากนั้น VFD จะเพิ่มความถี่เอาต์พุตที่ต้องการในลักษณะควบคุมและค่อยเป็นค่อยไป เมื่อเปรียบเทียบกับการสตาร์ทแบบข้ามเส้น ระดับแรงดันไฟฟ้าของมอเตอร์ที่ใช้ขึ้นอยู่กับคุณลักษณะอัตราส่วน V/Hz (โวลต์ต่อเฮิรตซ์) ที่ตั้งไว้ใน VFD คุณลักษณะ V/Hz ควรตรงกับความต้องการโหลดแรงบิด แรงดันไฟฟ้าที่สูงเกินไปที่ความถี่ที่กำหนดจะสิ้นเปลืองพลังงานและอาจทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไป อัตราส่วนที่ต่ำเกินไปอาจทำให้แรงบิดไม่เพียงพอ

การสตาร์ทที่ความถี่และแรงดันไฟฟ้าต่ำ และการไล่ระดับไปที่ V/Hz ที่ตั้งไว้จะควบคุมความเร่งและป้องกันกระแสกระชากสูงที่เกิดขึ้นเมื่อสตาร์ทมอเตอร์ด้วยกำลังข้ามสายโดยการเปิดสวิตช์หรือคอนแทคเตอร์ วิธีการสตาร์ทนี้ช่วยให้มอเตอร์พัฒนาแรงบิดที่กำหนดโดยไม่ต้องดึงกระแสไฟฟ้าเข้าที่ 500 ถึง 600% ของกระแสไฟฟ้าที่กำหนด โดยทั่วไป ความต้องการกระแสไฟสูงสุดของ VFD เมื่อสตาร์ทมอเตอร์คือ 150% ของกระแสโหลดเต็ม

แรงบิดที่มีเพื่อเริ่มโหลดเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องพิจารณา แสดงให้เห็นว่าปั๊มแบบโรโตไดนามิกมีแรงบิดลดลงที่ความเร็วลดลง ในขณะที่ปั๊มแบบแทนที่เชิงบวกสามารถมีแรงบิดเต็มที่ที่ความเร็วลดลง สิ่งนี้ทำให้ปั๊มโรโตไดนามิกเริ่มต้นด้วย VFD ง่ายกว่าปั๊มดิสเพลสเมนต์เชิงบวก ต้องพิจารณาโปรไฟล์แรงบิดความเร็วนี้เมื่อเลือกและตั้งค่า VFD นอกจากนี้ ขั้นตอนการสตาร์ทระบบที่ฉันต้องปฏิบัติตามเมื่อสตาร์ทปั๊มดิสเพลสเมนต์เชิงบวก เช่น การบายพาสการไหล (การลดแรงดัน) จนกระทั่งมอเตอร์เพิ่มความเร็ว

ลำดับการหยุดสำหรับ VFD จะตรงกันข้ามกับลำดับการเริ่มต้น V/Hz ที่จ่ายให้กับมอเตอร์จะลดลงตามอัตราที่ควบคุม เมื่อความถี่เข้าใกล้ศูนย์ เอาต์พุต VFD จะถูกปิดด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ และมอเตอร์จะไม่ถูกขับเคลื่อนโดย VFD อีกต่อไป หากตั้งค่าทางลาดเร็วเกินไป มอเตอร์สามารถผลิตพลังงานหมุนเวียนซึ่งสามารถเพิ่มแรงดันไฟ DC บัส และอาจสร้างความเสียหายให้กับชุดขับได้

นอกเหนือจากกระแสพุ่งเข้าที่ต่ำกว่าแล้ว การเร่งความเร็วที่ควบคุมได้เมื่อสตาร์ทและหยุดมอเตอร์ ยังช่วยลดความเครียดทางกล และจำกัดสภาวะชั่วคราวของระบบไฮดรอลิก ความเค้นเชิงกลที่ลดลงสามารถยืดอายุการใช้งานของแรงบิดและส่วนประกอบที่รับน้ำหนักได้ การลดลงของภาวะชั่วครู่แบบไฮดรอลิกจะช่วยลดแรงดันที่เพิ่มขึ้น ซึ่งมิฉะนั้นอาจทำให้ท่อแตกได้