Ứng dụng biến tần trong điều khiển bơm | MES Engineering

1. Đặt vấn đề

Hệ thống bơm lớp nước sống vào những xí nghiệp sản xuất, khu chế xuất, tòa căn nhà đa số hoạt động giải trí liên tiếp 100 % chuyển vận từ bỏ lúc bắt đầu mang lại tới lúc ngừng mạng lưới hệ thống. Việc nào khiến ra cực kỳ đa dạng có hạn & tiêu tốn lãng phí mang lại mạng lưới hệ thống cũng như :

– Khi ở thời gian cao điểm: Lượng nước đầu ra cần sử dụng nhiều mặc dù chạy 100% tải nhưng vẫn không đủ nước cung cấp => Thiếu nước. Nếu muốn bổ sung thêm nước thì người vận hành đóng thêm bơm khác vào hệ thống nhưng các bơm này sẽ chạy 100% tải, việc này có rất nhiều hạn chế vì việc sử dụng như vậy sẽ khiến cho lượng nước đầu ra không cố định, thay đổi liên tục và gây ra lãng phí;

– Khi ở thời gian thấp điểm: Lượng nước đầu ra sử dụng ít nhưng bơm vẫn chạy 100% công suất => Gây lãng phí;

– Các bơm buộc phải dùng liên tiếp => Giảm tổn thọ về bên cơ khí .
Vì vậy nhu yếu đặt ra là buộc phải điều khiển và tinh chỉnh tự động hóa không thay đổi lưu lượng lớp nước & tiết kiệm chi phí nguồn năng lượng mang lại mạng lưới hệ thống cấp nước .

2. Tổng quan về hệ thống điều khiển lưu lượng bơm

Các trạm bơm lớp nước phổ cập lúc bấy giờ mọi đc phong cách thiết kế đi theo giải pháp truyền thống cuội nguồn sở hữu các đặc thù thiết yếu sau :
– Trạm kém cỏi sở hữu ít nhất 2 bơm trở lên trên, cộng cấp nước trong 1 ống dẫn bao gồm ;
– Các bơm đc bắt đầu khởi động liên đới hay sao / tam giác & toàn bộ những hộp động cơ đa số hoạt động giải trí sống vận tốc định mức ( 50H z, 1450 v / p ) ;
– Trong quy trình trạm bơm hoạt động giải trí, tầm thường luôn nhằm 1 bơm sống chế độ giới hạn ( sở hữu tính dự trữ ) ;
– Việc kiểm soát và điều chỉnh áp lực đè nén ( hay lưu lượng ) bên trên ống dẫn thiết yếu đc triển khai bởi 2 bí quyết :
+ Thay đổi góc mở những van ( van tay hay van năng lượng điện ) vào tình huống sự biến hóa áp lực đè nén sống khoảng chừng được cho phép ;
+ Trường hợp áp lực đè nén nhưng vẫn không đủ hay quá, ta hoàn toàn có thể ngừng hay đóng góp lắp bơm ( hoàn toàn có thể là 1 bơm, hay phổ biến rộng ) .

3. Nhược điểm của phương pháp thay đổi áp lực trên đường ống bằng valve hay tắt/mở bơm:

– Các bơm nhưng vẫn dùng đầy tải & liên tiếp, vấn đề nà khiến tiêu tốn lãng phí nguồn năng lượng năng lượng điện vì thế với các thời gian nhu yếu xử dụng lớp nước tránh xuống thì bơm chỉ phải dùng 50 % xuất xắc 60 % hiệu suất là sẽ phân phối đc ;
– Việc quản lý và vận hành khó khăn vất vả & ngốn ngân sách nhân lực vì như thế nên bắt buộc CN quản lý và vận hành liên đới nhằm tinh chỉnh và điều khiển góc mở valve hay dừng mở bơm ;
– Các bơm nên dùng tiếp tục dẫn tới tránh thời gian tồn tại ứng dụng cơ khí ;
– lúc biến hóa mạng lưới hệ thống hay nhu yếu dùng lớp nước cải thiện lên, ngân sách góp vốn đầu tư tiếp tục cải thiện lên bởi cần cải thiện con số bơm, vào lúc có biến tần, ta chỉ buộc phải mua áp lực đè nén mong ước bên trên biến tần là cung ứng đc, sở hữu điều kiện kèm theo đường ống dẫn Chịu đựng đc áp lực đè nén nè ;
– Khó trấn áp áp lực đè nén lớp nước làm ảnh hưởng tác động tuổi lâu đường ống dẫn, tác động ảnh hưởng thời gian tồn tại những mọt gắn liền .
Để xử lý những yếu tố nói bên trên, phân phối đc các nhu yếu về cấp nước có áp lực không đổi vào công nghiệp cũng cũng như gia dụng thì hoàn toàn có thể sài chiêu thức điều khiển và tinh chỉnh bởi biến tần. Các biến tần chuyên sử dụng gần ni sẽ kết hợp sẵn những vấn đề điều khiển và tinh chỉnh, nhân loại dùng chỉ việc nhập thông số kỹ thuật nhân viên sửa chữa của mạng lưới hệ thống .

4. Điều khiển áp lực đường ống thông qua biến tần

4.1. Ưu điểm khi điều khiển bằng biến tần

– Hạn chế đc cái khởi động cơ ;
– Tiết kiệm nguồn năng lượng ;
– Điều khiển linh động những máy bơm ;
– Dải hiệu suất bao la ;
– Tự động chấm dứt lúc đạt đến những nơi đặt ;
– Tự động tăng cường, hạn chế tốc hạn chế quá tải hay thừa điện áp lúc bắt đầu ;
– Bảo vệ đc hộp động cơ lúc : ngắn mạch, mất trộn, lệch sóng, quá tải, thừa mẫu, quá nhiệt, …
– Dễ dàng lắp ráp, quản lý và vận hành ;
– Hiển thị thông số kỹ thuật, tiện lợi theo dấu .

4.2. Các phương pháp điều khiển bơm phổ biến

4.2.1. Chế độ điều khiển độc lập

Hình một : Chế độ tinh chỉnh và điều khiển tự do

Nguyên lý hoạt động:

Biến tần tiếp tục tinh chỉnh và điều khiển bơm tùy thuộc đi theo nhu yếu dùng lớp nước Output. Với việc tương hỗ tính năng điều khiển và tinh chỉnh PID, biến tần tiếp tục dìm dấu hiệu analog ( loại hay áp ) trường đoản cú cảm biến áp suất ( đc thêm bên trên ống dẫn thiết yếu ) mang về, biến tần tiếp tục tự động hóa biến hóa mốc giới hạn, từ bỏ đấy đổi khác vận tốc bơm, vì vậy việc kiềm chế áp lực đè nén bên trên ống dẫn có thể trở nên thuận tiện rộng .

Ưu và nhược điểm:

– Ưu điểm :
+ Giá thành góp vốn đầu tư phải chăng .
– Nhược điểm :
+ lúc biến tần lỗi thì ko mang giải pháp điều khiển và tinh chỉnh dự trữ ;
+ Nếu khối lượng lớp nước Output đầu ra buộc phải sài đa dạng rộng so sánh sở hữu lúc bộ động cơ sử dụng được 100 % chuyên chở => ko đầy đủ lớp nước phân phối .

4.2.2. Chế độ tăng cường/ sa thải

Hình một : Chế độ bức tốc / loại trừ

Nguyên lý hoạt động:

– Biến tần tiếp tục tinh chỉnh và điều khiển bơm một tùy thuộc đi theo nhu yếu dùng lớp nước Output. Với việc tương hỗ công dụng điều khiển và tinh chỉnh PID, biến tần tiếp tục dìm dấu hiệu analog ( cái hay áp ) tự cảm biến áp suất ( đc gắn thêm bên trên ống dẫn thiết yếu ) giả về, biến tần tiếp tục tự động hóa đổi khác chu kỳ, trường đoản cú đấy biến hóa vận tốc bơm, vì vậy việc chế ước áp lực đè nén bên trên ống dẫn có thể trở nên thuận tiện rộng ;
– khi nhu yếu dùng lớp nước quá cao, nên áp lực đè nén bên trên ống dẫn quá cao thì biến tần tiếp tục tự động hóa tinh chỉnh và điều khiển hộp động cơ xuay sống vận tốc quá cao hàng đầu nhằm bảo trì áp lực đè nén, trái lại lúc nhu yếu sài lớp nước rẻ, nên áp lực đè nén rẻ, biến tần tiếp tục tinh chỉnh và điều khiển bộ động cơ hạn chế vận tốc xuống hay giới hạn hẳn, lúc đấy nguồn năng lượng năng lượng điện đc tiết kiệm ngân sách và chi phí ;
– Nếu bơm một sẽ hoạt động giải trí 100 % hiệu suất cơ mà nhưng vẫn ko cung ứng đc nhu yếu phụ tải dùng, biến tần tự động hóa call tuần tự những bơm dị thường hoạt động điện lưới liên đới trong mạng lưới hệ thống đến đến lúc phân phối nhu yếu Output. Nếu khối lượng lớp nước Output đầu ra sẽ không thay đổi, biến tần tiếp tục tự động hóa thả tuần tự những bơm ngoài mạng lưới hệ thống sao mang đến chỉ cung ứng vừa đầy đủ nhu yếu Output. Nếu thả không còn những bơm cơ mà mạng lưới hệ thống nhưng vẫn dư áp thì biến tần tiếp tục tự động hóa hạn chế vận tốc bơm chủ yếu xuống nấc phải chăng rộng & gia hạn sống một mốc giới hạn nhất quyết sẽ đặt trước. Khi nhu yếu lớp nước Output cải thiện mạng lưới hệ thống lại hoạt động giải trí quay về & tự động hóa call lắp bơm lúc thiết yếu .

Ưu và nhược điểm:

– Ưu điểm :
+ Giá thành góp vốn đầu tư tốt .
+ Các bơm ko cố định cộng hiệu suất, cộng hãng sản xuất .
– Nhược điểm :
+ Bơm bao gồm luôn luôn sử dụng được, chỉ xoay những bơm phụ => Không luân chuyển toàn bộ những bơm nhằm bảo vệ cân đối thời hạn quản lý và vận hành ;
+ Do những bơm phụ sử dụng liên đới điện lưới ( bắt đầu liên đới, bắt đầu khởi động mượt, .. ), lúc hoạt động giải trí tiếp tục chỉ hoạt động giải trí sống 1 nấc cố định và thắt chặt => Không tiết kiệm chi phí năng lượng điện đc đa dạng. Áp suất Output đầu ra hoàn toàn có thể dư so sánh mang nhu yếu mong ước .
+ lúc biến tần lỗi thì ko sở hữu giải pháp tinh chỉnh và điều khiển dự trữ .

4.2.3. Chế độ điều khiển đa bơm

Hình 2 : Chế độ tinh chỉnh và điều khiển nhiều bơm

Nguyên lý hoạt động:

Mỗi 1 máy bơm đc gắn liền mang 1 cỗ biến tần vào ấy sở hữu 1 biến tần là MASTER, những biến tần Đặc trưng là SLAVE. Với việc tương hỗ tính năng điều khiển và tinh chỉnh PID, biến tần đóng góp tầm quan trọng MASTER tiếp tục thừa nhận dấu hiệu analog ( loại hay áp ) tự cảm biến áp suất ( đc lắp bên trên ống thiết yếu ) giả về, từ bỏ ấy ảnh hưởng tác động tới những biến tần SLAVE nhằm biến hóa chu kỳ, tự ấy đổi khác vận tốc bơm, do đó việc chế ước áp lực đè nén bên trên ống có thể trở nên thuận tiện rộng .

Ưu và nhược điểm:

– Ưu điểm :
+ Bình đẳng về tầm quan trọng hoạt động giải trí của những bơm. Chọn bơm làm sao làm MASTER cũng đc, những bơm phụ ko cần hoạt động 100 % hiệu suất cũng như giải pháp bên trên => Luân phiên đc thời hạn hoạt động giải trí các đến những bơm. Tiết kiệm điện năng đa dạng rộng ;
+ Các bơm ko cố định bắt buộc cộng hiệu suất, thương hiệu ;
+ khi một vào những biến tần bị hỏng thì sở hữu giải pháp dự trữ nhằm tinh chỉnh và điều khiển những bơm vẫn còn lại ;

+ Đảm bảo giá trị đầu ra mong muốn dựa về tín hiệu phản hồi được đưa đến tất cả các biến tần.

– Nhược điểm :
+ giá thành góp vốn đầu tư tăng cao .