Хөдөлгүүрийн хурдны хувьд VFD самбар ямар давуу талтай вэ?

VFD Хяналтын Самбараар Хөдөлгүүрийн Хурдыг Нарийвчлан Тохируулах Замаар Эрчим Хүчний Хэмнэлт Олох

Хөдөлгүүрийн хурдны хяналт нь цахилгаан эрчим хүчний хэрэгцээг хэрхэн бууруулаад үр ашгийг сайжруулах вэ

Хувьсах давтамжийн хяналтын самбарууд энерги хэмнэдэг, учир нь тэдгээр нь үйл ажиллагааны шаардлагад тохируулан моторын хурдыг зохицуулдаг. Тогтмол хурдны системүүд бүх л өдрийг хамгийн их хурдаараа ажилладаг бол ХДХ нь шаардлагын дагуу хурдыг өөрчилдөг тул цахилгаан эрчим хүчний нийт хэрэглээ багасдаг. Ачаалал тасралтгүй өөрчлөгддөг насос ба сэнс шиг төхөөрөмжүүдийн хувьд энэ нь маш гайхамшигтай математик томъёогоор тайлбарлагддаг. Хурд 20%-иар буурахад шаардагдах энерги ойролцоогоор хагасаар хямдардаг. Иймд үйлчилгээний чадаврыг алдалгүй мөнгө хэмнэхийг хүсэж буй объектуудад ийм системүүд маш илүү таталцалтай болдог.

Хувьсах давтамжийн хөдөлгүүр ашиглан HVAC, насос, сэнсний энергийн үзүүлэлтийг сайжруулах

Олон төрлийн салбарын тайлангийн мэдээллээр үзвэл, хувьсах давтамжийн хурдны зохицуулагч (VFD) суулгасан агааржуулах, халаах, кондишн системүүд бүх цагт дээд хурдаараа ажиллаж байдаг тул энергийн зардлаас ердөө л 30-50 хувь хэмнэдэг. Хөдөлгүүр насосны системийг авч үзвэл эдгээр хэмнэлт илүү сайжирдаг. Боловсруулах үйлдвэрийн насосны системд хувьсах давтамжийн хурдны зохицуулагч суулгаснаар энерги хэрэглээ 45-60 хувир буурсан байдаг. Үйлдвэрийн агааржуулах сэнс болон нөгөө нэг чухал хэсэг юм. Эдгээр сэнсүүд шаардлагатай агаарын урсгалыг хадгалж барьж чадах боловч хуучин тавцан хяналтын системээс шинэ технологийн хурдны зохицуулгатай болсноор нийт энергийн хэрэглээгээ ойролцоогоор 40 хувиар бууруулдаг. Ингэснээр хөрөнгө оруулалтаа хурдан буцааж авдаг болохыг үйлчилгээний менежерүүд ихэвчлэн дурддаг.

Туршилтын тохиолдол: VFD хяналтын самбарт суурилсан үйлдвэрийн насосны системийн энергийн хэмнэлт

Нэг хооллох үйлдвэрийн газар өөрийн үйл ажиллагааны явцад 23-н ялгаатай мотор дээр хувьсах давтамжийн шалгуур самбар суурилуулснаар жилд ойролцоогоор 182 мянган ам.доллар хэмнэсэн. Тэд бүх зүйл сайн урсахын тулд насосыгхаа бүрэн хурдны 65-80 хувьд ажиллуулахад хангалттай байсныг олж мэдсэн ба иймээс цахилгаан эрчим хүч ихээр алдагдахгүй байв. Эдгээр хэмнэлтүүд маш том байсан бөгөөд анхны хөрөнгө оруулалт нь зөвхөн нэг жилийн дараа өөртөө буцаж ирсэн. Мөн нэг чухал давуу тал бол эдгээр хувьсах давтамжийн хөдөлгүүр нь өндөр тарифын цахилгааны зардлыг бараг 20 хувиар бууруулж, тоног төхөөрөмжийн цахилгаан хэрэглээг тасралтгүй болгоход тусалсан юм. Энэ нь үйлдвэрлэлийн шаардлага нь өөрчлөгдөж байдаг үйлдвэрлэгчдийн сарын тооцоонд ихээхэн нөлөө үзүүлдэг.

Эрчим хүчний хэрэглээг бууруулах, тоног төхөөрөмжийн ажиллах хугацааг уртасгах замаар урт хугацааны өртгийг хэмнэх

Бид томоохон зүйлийг харахад ойролцоогоор 20-оос 60 хувийн хүртэлх энергийн хэмнэлт болон машин тоног төхөөрөмжийн элэгдэл багасах нь цаг хугацаа өнгөрөх тутам жинхэнэ мөнгөний хэмнэлтэд хүргэдэг. Хувьсах давтамжийн хөдөлгүүрүүдэд хийсэн хөрөнгө оруулалтаа ихэвчлэн хоёр жилийн дотор л электроны тоолуурын бага нэлгээтэй байдлаар буцааж авдаг. Мөн эдгээр хөдөлгүүрүүд илүү удаан ажилладаг тул ассигнарын зардлыг аравын жилүүдийн хувьд ойролцоогоор гуравны нэгээс хагас хүртэл бууруулдаг. Эдгээр системд баригдсан дулааны хамгаалалт нь өөр нэгэн чухал хүчин зүйл юм. Энэ нь голомттой эвдрэлүүдийг урьдчилан саатуулдаг бөгөөд өнгөрсөн жилийн Үйлдвэрийн Засвар, Урьдчилан Сэргийлэх Тайлангийн дагуу хөдөлгүүрийг солих бүртээ $150,000 хүртэл мөнгө хэмнэдэг. Зарим үйлдвэрүүд бидэнд энэ шийдэл нь үндсэн үйлдвэрлэл явагдаж буй үед үйл ажиллагаагаа бүрэн зогсоох шаардлагатай болохоос бодитоор сэргийлсэн талаар ярьсан.

Механик ба Цахилгаан Ачааллыг Бууруулах Замаар Тоног Төхөөрөмжийн Ажиллах Хугацааг Сунгах

VFD (хувьсах давтамжийн хөдөлгүүр) удирдлагын самбар нь оюунлаг моторын менежментийн тусламжтайгаар ажиллагааны стрессыг багасган тоног төхөөрөмжийн үргэлжлэх хугацааг нэмэгдүүлдэг.

Тасралтгүй хурдасгал ба удаашрах нь мотор болон хөдөлгөгч тоног төхөөрөмж дээрх механик ачааллыг бууруулдаг

Моторын хурдыг даамжруулах замаар детальд чичирхийлэл үзүүлэхийг саатуулдаг. Үйлдвэрийн өгөгдлөөр ингэснээр шууд эхлүүлэх арга хэмжээнтэй харьцуулахад 34% -иар багана, 28% -иар валын тэнхлэгийн зөрүү багасдаг (Ponemon 2023). Хянасан хурдасгал нь шат, хэлхээ, дамжуулалтын элементүүдийг хадгалж, системийн найдвартай байдлыг болон үйлдвэрлэлийн мөчрийн тогтвортой байдлыг сайжруулдаг.

Зөөлөн эхлэх/зогсох функц нь ремнүүд, шатнууд, холбоосуудын износ, гэмтлийг хамгийн ихээр багасгадаг

Ердийн эхлүүлэгчид 600%-иар харьцуулахад ойролцоогоор дундаж ачааллын 150% гүйдлийг хязгаарлах замаар VFD нь механик холболтуудад эвдрэл учруулдаг "агшин зуурх шок"-ийг арилгана. Энэ нь материал даах чадлын шинжилгээний дүгнэлт ёсоор конвейерийн системд бөгсний амьдралыг 2–3 жил, холбогчийн солилтыг 41%-иар сунгана.

VFD-ийн хяналтын самбар дахь хөдөлгүүрийг хамгаалах функцууд нь давж ачаалал болон дулааны эвдрэлийг урьдчилан сэргийлнэ

Фаз алдалтыг илрүүлэх, хэт доогуур хүчдэлтэй ажиллахаас блоклох, бодит цагт дулаан хянах зэрэг нэгтгэсэн хамгаалалт нь хөдөлгүүрт тохиолддог ердийн гэмтлийн 87%-ийг урьдчилан сэргийлнэ. Гүйдлийг тэнцвэржүүлэх нь изоляцийн элэгдлийг саатуулж, давж ачаалал болсон үед автоматаар зогсох нь ороомогт эвдрэл учрах, өртөг ихтэй засварыг зогсооно.

Анхны хөрөнгө оруулалтыг засвар үйлчилгээ, зогсонги байдалд гарах зардлыг хугацаатай бууруулахтай тэнцвэржүүлэх

Хувьсах давтамжийн хяналтын самбарууд нь энгийн хөдөлгүүрийн стартертэй харьцуулахад анхдагч хөрөнгө оруулалт нь 15–20% илүү шаарддаг боловч, агуулах хэрэгслэлтийн хэрэгсэл бага хэрэглэснээр болон активын ашиглалтыг сайжруулснаар нийт амьдралын мөчлөгийн зардлыг 62% бууруулдаг. Хувьсах давтамжийн хөдөлгүүрт системд шилжүүлсэн тоног төхөөрөмжид төлөвлөгөөгүй зогсонги байдал 60% багасаж, нийтлэг үйл ажиллагааны үр ашгийг дээшлүүлсэн байдаг.

Олон талт үйлдвэрлэл технологийн хэрэглээнд зориулсан нарийвчлалтай, уян хатан хурдны хяналт

Хувьсах давтамжийн хяналтын самбараар бодит цагт хурдыг тохируулж, нарийвчлалтай процессийн хяналт

Одоогийн ВЧД-ийн удирдлагын самбарууд нь ойролцоогоор 0.5% хурдны нарийвчлалыг хадгалж чадаж, өөр өөр технологийн процессуудад шаардлагатай моторын эргэлтийн хурдыг үйлдвэрийн ажилтнууд нарийвчлан тохируулах боломжийг олгоно. Энэ нарийвчлал нь химийн бодис нэмэх зэрэг анхааралтай удирдлага шаарддаг мэдрэг ажлын бүсүүд дээр мотор маш их хурдацах зэрэг асуудлуудаас сэргийлдэг. Өнгөрсөн жил Control Engineering сэтгүүлд хэвлэгдсэн судалгаагаар хуучин хязгаарлагч крануудаас хувьсах хурдтай насос руу шилжсэн үйлдвэрүүд энергийн зардалдаа ойролцоогоор 18%-иар бууралттай болжээ. Хувьсах эрчим хүчний шаардлагад нийцүүлэн тохируулгыг шуурхай хийх чадвар нь хооллох боловсруулагчид зузаан соус ба шингэн зүйлс гэх мэт өөр өөр бүтээгдэхүүнүүдийг үйлдвэрлэлтийн явцад тасралтгүй боловсруулах үед маш их ялгааг гаргаж өгдөг.

Хувьсах хурдны ажиллагаагаар конвейер, багана, үйлдвэрлэлийн шугамд найдвартай байдлыг сайжруулах

Сүүлийн үеийн VFD-тэй тоног төхөөрөмжийн салбарын шинжилгээний дагуу, энэхүү уян хатан байдлын тусламжтайгаар материал зөөвөрлөх системд төлөвлөгөөгүй зогсолтын хугацаа дунджаар 23%-иар буурч байна.

Хэрэглээний олон тал: Нэг VFD самбар хэрхэн олон процессийг үр дүнтэй удирдаж чадах вэ?

Нэг VFD хяналтын самбар нь холих, шахах, ангилалт зэрэг дараалсан олон процессийг програмчлагдсан урьдчилан тохируулгыг ашиглан удирддаг. Хийцийн үйлдвэрүүд моторын хяналтыг нэгтгэх үед өөрчлөлтийн үеийг 34%-иар хурдасгадаг талаар мэдээлж байгаа бөгөөд системийн тусгаарлалтанд ноцохгүйгээр үйл ажиллагааг хялбаршуулдаг. PLC харилцааны протоколтой интеграци нь чухал дэд системүүдийн дагуу найдвартай координацийг хангана.

Үр ашгийн муутай механик урсгалын хяналтыг VFD-д суурилсан хурдны тохируулгаар солих

Хаалтуур ба амтлагчийг хурдны хяналтаар солих замаар нарийн шахалтын алдагдлыг арилгах

Хуучин үзэл баримтлалын урсгалын хяналтын аргууд нь механик хязгаарлагч кран, шүүлтүүр зэрэг урсгалыг шууд саатуулдаг тоног төхөөрөмжүүдийг ашигладаг тул энерги 15-30 хувийг алдагдуулдаг. Энд оролт нь VFD хяналтын самбар болно. Эдгээр системүүд урсгалыг механикаар хязгаарлахын оронд ямар ч мөчид жинхэнэ шаардлагатай хурдны дагуу цахилгаан хөдөлгүүрийн ажиллагааны хурдыг тохируулдаг. Жишээ нь, 2023 онд насосны системийн талаар хийсэн судалгааг авч үзье. Суурилуулалтууд уламжлалт кран дээр суурилсан хяналтаас VFD технологийн шилжих үед энергийн хэрэглээ буурч, олон ялгаатай ус цэвэрлэх үйл ажиллагаанд дунджаар бараг хагасаар (47%) буурсан. Шалтгаан нь юу вэ гэвэл цахилгаан хөдөлгүүрүүд илүү их ачаалал дээр ажиллах шаардлагагүй болсон.

Моторын хурд ашиглан динамик урсгалын зохицуулалт хийх нь пассив хязгаарлалттай

VFD нь механик хязгаарлагчийг бүхий тогтмол хурдны моторуудад тулгамдаж байгаа нь биш, харин моторын эргэлтийн тоог өөрчлөх замаар бодит цагт урсгалыг тохируулдаг. Энэ арга нь холбоосын системд кранаар удирдлагддаг системүүдтэй харьцуулахад шингэний эсэргүүцлийн алдагдлыг 60–80% бууруулдаг.

Идэвхтэй, хариу үйлдэлтэй насос болон сэнсний удирдлагаас олж авах системийн нийтлэг үр дүнтэй ажиллагаа

Үйлдвэрийн газрууд хоорондоо холбогдсон системүүдийн дагуу VFD-ээр ажилладаг урсгалын хяналтыг нэвтрүүлснээр нийт энергийн хэрэглээгээ 18–28% бууруулж байна. Пассив механик хяналтаас ялгаатай нь VFD-ийн самбарууд олон тооны моторуудыг зохицуулж, тус бүрт давэмгийлөл үзүүлэхгүйгээр хамгийн тохиромжтой даралт ба урсгалыг хадгалж чаддаг.

Салбарын чиг хандлага: Механик зохицуулалтаас оюунлаг VFD-ээр ажиллуулагч хяналт руу шилжих

2024 оны энергийн менежментийн судалгаагаар шинээр эхлүүлж буй аж үйлдвэрийн төслүүдийн 72%-иас дээш нь одоо VFD суурьтай урсгалын хяналтын системийг тодорхойлж байна. Энэхүү хандлага нь VFD хяналтын самбаруудыг үйл ажиллагааны үр ашиг болон тэгш хэмт хөгжлийн зорилтуудыг хангахад чухал хэрэгсэл болохыг илтгэж байна.

Системийн илүү гладкий, аюулгүй ажиллагааг хангахын тулд зөөлөн эхлэх, зогсох боломж

Одоогийн байдлаар VFD хяналтын самбарууд нь эхлэх үед моторын хурдыг удаан нэмэгдүүлж, ажил дуусах үед удаан бууруулах замаар зүйрүүлэхгүй ажиллагааг хадгалж байна. Энэ тунамжит арга нь насосны системд сүйрэл үүсгэдэг шахалтын цэвэрхийллийг зогсоох ба конвейерийн лент, холих төхөөрөмжүүдэд хурдан дарагдахаас сэргийлдэг тул тэднийг хурдан износлохоос сэргийлдэг. Ажлын үеийн зогсолтын үед удирдлагатай зогсох онцлог нь ялангуяа илүү сайн ажиллана. Энэ нь хоолойд гарч буй усны хаммерийн нөлөөг багасгаж, материалууд саван дотор харайж байгаас сэргийлдэг. Үйлдвэрийн менежерүүд энэнийг ихэд таашаадаг учир нь энэ нь засварын ундарга багасаж, үйлдвэрийн талбайд аюулгүй бус явдал багасдаг.

Эхлэх болон зогсох үеийн системийн шок ба даралтын түрөлшгөөнийг бууруулах

Хуванцар шугамын хувьд уянгалаг эхлэлт нь хөдөлгүүрийг мгновенное бүрэн хүчдэлд өртөөж, хэвийн ажиллагааны ачааллын 6–8 дахин тэнцүү механик хүчдэл үүсгэдэг (Ponemon 2024). Хувьсах давтамжийн хөдөлгүүрийн удирдлагууд (VFD) хурдасгал, удаашрах муруйг зааж өгч энэ асуудлыг бууруулдаг. Зөөлөн эхлэх логик ашигладаг бохир ус цэвэрлэх станцууд 37% бага насосны герметик солилт хийдэг байна гэж конвенциональ эхлүүрүүдийг ашигладаг станцаас илүү тайлан бичсэн.

Хамгийн их гүйдлийг бууруулах ба цахилгаан хүчдэлийг багасгах нь аюулгүй ажиллагааг сайжруулдаг

VFD-ээр хийгдсэн зөөлөн эхлэлт нь орж ирэх гүйдлийг бүрэн ачааллын гүйдлийн 150%-д хязгаарладаг бөгөөд шууд эхлэх үеийн 600–800% хүртэлх далайцад уналтыг саатуулдаг. Энэ нь автомат таслуурыг асаах, PLC шиг мэдрэг электрон төхөөрөмжийг салгах хүртэл хүргэдэг хүчдэлийн уналтыг урьдчилан сэргийлдэг. VFD хөдөлгүүрийн удирдлагыг ашигладаг объектууд цахилгааны асуудалтай холбоотой төлөвлөгдөөгүй зогсолтын явдал 42%-иар багасав (IEEE 2023). цахилгааны асуудалтай холбоотой (IEEE 2023).

Боловсролын процессын шилжилтийг оновчтой болгохийн тулд автоматжуулалтын системтэй интеграцлах

SCADA болон DCS сүлжээнд интеграцлагдсан үед VFD самбар нь багц солих эсвэл үйлдвэрлэлийн шилжилтийн үеийн цахилгаан хөдөлгүүрийн хурдны шилжилтийг урсгалттай болгох бөгөөд гарын авлагаар дахин тохируулахад холбоотой бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэлтийн алдагдлыг арилгана.

Түгээмэл асуулт

VFD удирдлагын самбар гэж юу вэ?

VFD (Хувьсах давтамжийн хөдөлгүүр) удирдлагын самбар нь цахилгаан хөдөлгүүрийн хурд болон эргүүлэх моментийг хангамжийн хүчдэл ба давтамжийг өөрчлөх замаар удирдах систем юм. Энэ нь чухал хэмжээний энерги хэмнэлт, үр ашгийг сайжруулахад хүргэдэг.

VFD удирдлагын самбар энергийн үр ашгийг хэрхэн сайжруулах вэ?

Цахилгаан хөдөлгүүрийн хурдыг бодит цагийн шаардлагын дагуу тохируулах замаар VFD удирдлагын самбар энерги хэрэглээг бууруулж, алдагдсан энергийг хамгийн бага болгох бөгөөд тогтмол хурдтай системүүдтэй харьцуулахад энерги зардлыг хямдралттай болгоно.

VFD удирдлагын самбартай үед ерөнхийдөө хичнээн хэмжээний энерги хэмнэх вэ?

Дунджаар VFD удирдлагын самбартай тоног төхөөрөмжүүд нь хэрэглээний төрлөөс хамааран 20%-60% хүртэл энерги хэмнэх боломжтой байдаг. Жишээ нь HVAC систем эсвэл үйлдвэрийн насос.

Хувьсах давтамжийн хөдөлгүүр (VFD) тоног төхөөрөмжийн амьдралын хугацааг уртасгах уу?

Тийм ээ, VFD нь зөөлөн хурдасгал, удаашрах болон давхар ачаалал, дулааны гэмтлийг саатуулах зэрэг моторын хамгаалалтын функцүүдийг ашиглан механик ба цахилгаан ачааллыг бууруулдаг тул тоног төхөөрөмжийн амьдралын хугацааг уртасгадаг.

VFD удирдлагын самбар ашиглахад сул тал байна уу?

Үндсэн сул тал нь хэвийн моторын стартертэй харьцуулахад анхны өртөг өндөр байх явдал юм. Гэсэн хэдий ч энергийн хэмнэлт, засварын зардлыг бууруулах замаар хугацааны турш хийгдэх хэмнэлтүүд ихэвчлэн энэ анхны хөрөнгө оруулалтыг нөхөж чаддаг.