، قدس , (اخبار رسمی): در این مقاله کاربردهای درایو در صنایع و تاسیسات مرتبط با آب و تصفیه آب را با ذکر چند نمونه بررسی و تشریح خواهیم کرد. می‌دانیم درایو فرکانس متغیر، موتور القایی را تحت گشتاور و شتاب ازپیش تعیین شده راهاندازی می‌کند...
در حال حاضراز درایوهای آگرالکترونیک در شرکت های مختلفی در حوزه ی پمپ و فن استفاده شده است که خوشبخاته تاکنون بدون کوچکترین مشکلی در حال فعالیت هستند
در این مقاله کاربردهای درایو در صنایع و تاسیسات مرتبط با آب و تصفیه آب را با ذکر چند نمونه بررسی و تشریح خواهیم کرد.
می‌دانیم درایو فرکانس متغیر، موتور القایی را تحت گشتاور و شتاب ازپیش تعیین شده راهاندازی می‌کند. در فرآیند تنظیم و اعمال پارامترها به درایو باید منحنی گشتاور-سرعت بار را مدنظر قرار داد و با توجه به آن، الگوریتم کنترلی را با استفاده از درایو پیاده‌سازی نمود. برای دستیابی به مشخصات بار و رفتار آن به ادوات اندازه‌گیری مختلفی نیاز است که در بسیاری از موارد در صنعت کشورمان این اندازه‌گیری‌ها انجام نمی‌شود؛ در عمل بدین شکل است که مهندس مربوطه بهصورت تجربی اقدام به مقداردهی پارامترهای مربوط به بار از قبیل گشتاور می‌کند و یا اینکه اصلا به سراغ این پارامترها نمی‌رود. ازآنجا که درایو بستری هوشمند دارد در اکثر موارد با همین روش‌های تجربی سیستم راهاندازی می‌شود.
صنایع و تاسیسات مربوط به آب و فاضلاب ازجمله مواردی هستند که در آنها مشخصات و فاکتورهای بار بسیار متغیر و تا حد زیادی پیچیده هستند؛ از این رو راهاندازی موتور در بهصورت مستقیم و یا با استفاده از کنترلرهای مقدماتی مثل مدارات دوضرب یا سافت استارترها مشکلات زیادی برای این سیستم‌ها ایجاد می‌کنند.
کاربردهای پمپ و فن در اشکال گوناگون بیشترین استفاده را در صنایع آب و تاسیسات مربوط به فاضلاب به خود اختصاص داده‌اند.
موسسه US-DOE در فاصله سالهای ۱۹۹۴ تا ۱۹۹۸ مطالعات جامعی بر روی تجهیزات موتوری الکتریکی در بسیاری از کارخانه‌های آمریکا انجام داد و نتیجه را تحت گزارشی منتشر کرد. این گزارش نشان داد که ۶۳% از کل انرژی الکتریکی مصرفی در صنایع آمریکا توسط موتورها مصرف می‌شوند که ۲۵% در پمپ‌ها، ۱۶% در کمپرسورهای هوا، ۱۴% در فنها و ۷% در کمپرسورهای سیستم‌های سرمایش مصرف می‌شوند، پس این موارد به‌ترتیب بیشترین مصرف انرژی در صنایع را به خود اختصاص داده‌اند. از سوی دیگر مطالعات نروژی‌ها در سالهای ۱۹۹۱ تا ۱۹۹۴ ابعاد جدیدی از یک فاجعه را آشکار کرد. آنها با مطالعه ۲۰ کارخانه و بیش از ۱۶۹۰ پمپ دریافتند که متوسط راندمان سیستم‌های پمپاژ موجود زیر ۴۰% بوده و بیش از ۱۰% سیستم‌ها با راندمانی کمتر از ۱۰% کار می‌کنند!
ارقام بالا نشان‌دهنده حجم وسیعی از اتلاف انرژی در ابعاد بین‌المللی است که یکی از مهمترین دلایل آن متناسب نبودن فاکتورهای خروجی موتور با فاکتورهای موردنیاز بار است. از آنجایی که ماهیت بار در این صنایع بسیار متغیر است(Time-Variant) کنترل دائمی و کامل موتور بسیار الزامی و مهم است. پس برای کنترل بهینه موتور، افزایش راندمان، کاهش مصرف انرژی، پاسخگویی به نیازهای بار و افزایش طول عمر سیستم باید حتما در این سیستم‌ها از درایو فرکانس متغیر یا اصطلاحا اینورتر استفاده کرد.
در کاربردهای پمپ و فن در بسیاری از مواقع نیازی به حداکثر دور موتور نیست، این موضوع فاکتوری بسیار کلیدی در مصرف بهینه انرژی میباشد. با توجه به اینکه در کاربردهای پمپ و فن، ۱۰% کاهش دور موتور از مقدار نامی تا ۲۰% مصرف انرژی موتور را کاهش خواهد داد و ۲۰% کاهش دور موتور، در شرایطی میزان مصرف انرژی را تا نصف کاهش خواهد داد؛ درنتیجه با توجه به ماهیت پمپ و فن که حداکثر دور نامی همیشه مورد نیاز نیست، تا حد بسیاری در مصرف انرژی میتوان صرفه جویی نمود و هزینه‌ها را کاهش داد. به‌طور کلی در این کاربردها در حالت عادی پس از شش ماه تا سی ماه هزینه درایو را از محل صرفه‌جویی‌های صورت گرفته پوشش داد.
هنگامی که موتور پمپ بهصورت مستقیم (تکضرب) و یا راهاندازی به روش ستاره-مثلث (دوضرب) راهاندازی می‌شود، موتور با حداکثر دور نامی به‌کار می‌افتد درحالی‌که سیال پمپ ساکن است، این تغییر ناگهانی باعث ایجاد موج فشار می‌شود که اصطلاحا به این موج فشار ضربه قوچ یا چکش آب(Water Hammer) گفته می‌شود. این ضربه بسیار قوی است و می‌تواند باعث مشکلاتی از قبیل ترکیدن اتصالات، ترکیدن لوله‌ها، جدا شدن فلنج‌ها، ضربه به موتور، کنده‌شدن متعلقات موتور و پمپ و کاهش عمر مفید سیستم شود. به عنوان نمونه، در سال ۱۹۳۴ قدرت تخریبی ضربه قوچ در پروژهایی موجب شد که قطع‌هایی در اطراف خط لوله به وزن ۱۲ تن تا فاصله ۵۰ متری پرتاب شود. این پدیده در تمامی کاربردهای پمپ و برخی از فنها وجود دارد و باعث صدمه دیدن و کاهش عمر مفید سیتم خواهد شد. با استفاده از درایو میتوان با استفاده از یک منحنی شتابگیری منطقی و متناسب با اتصالات، این ضربه را در بسیاری از موارد که ناشی از به‌کار افتادن یا از کار افتادن موتور است، از بین برد.
یکی دیگر از مواردی که در راهاندازی مستقیم پمپ به‌وجود می‌آید پدیده کاویتاسیون(Cavitation) است. در راهاندازی مستقیم (تکضرب) و یا راهاندازی به روش ستاره-مثلث (دوضرب) موتور متصل به پمپ با حداکثر دور راهاندازی می‌شود؛ از طرفی آب ساکن است و طبق قانون اول نیوتن تمایل دارد ساکن بماند اما پمپ با حداکثر دور نامی اقدام به مکش می‌کند. مکش پمپ از یک سو و تمایل آب به سکون از سویی دیگر، باعث افت ناگهانی و بسیار زیاد فشار اطراف پرههای پمپ می‌شود که در نتیجه فشار اطراف پرههای پمپ از فشار بخار آب کمتر شود در نتیجه آب تبخیر شده و حباب‌های هوا اطراف پرههای پمپ یا توربین تشکیل می‌شود که همراه با فشار و صدای زیادی است. این فشار باعث آسیب دیدن پمپ می‌شود به نحوی که ۷۰% آسیب و استهلاک پرههای پروانه پمپ در اثر همین پدیده است.
مورد دیگری که در راهاندازی پمپ بهصورت مستقیم (تکضرب) و یا راهاندازی به روش ستاره-مثلث (دوضرب) به‌وجود می‌آید تلاطم فشار آب یا توربولانس است که این پدیده درپی کاهش ناگهانی فشار آب توسط راهاندازی نادرست موتور به‌وجود می‌آید. این خلا نسبی ایجاد شده باعث ریزش و کشیده شدن دیواره چاه در کابرد چاه عمیق می‌شود که خود دو مشکل دیگر ایجاد می‌کند، اول اینکه آب گل‌آلود شده و در استخرها و ولوله‌ها و اتصالات ایجاد رسوب می‌کند و در موارد آب مصرفی دام باعث افت کیفیت آب و هدر رفت می‌شود اما مشکل دوم که مشکل مهم‌تر است این است که گل و لای موجود در آب درحقیقت از دیواره چاه جدا شده است که به مرور زمان این موضوع باعث تخریب چاه می‌شود و به ناچار باید مسیر چاه را تغییر داده و مجددا هزینه گزافی را متحمل شد در حالیکه با استفاده از درایو به راحتی این موضوع قابل حل میباشد.
مورد دیگری که میتوان در رابطه با مزیت‌های استفاده از درایو نام برد کاهش بسیار در هزینه‌های ادوات محافظ میباشد. در راه‌اندازی‌های مستقیم تکضرب، دوضرب و یا با استفاده از سافت استارتر، باید حتما لیست کاملی از ادوات فرمان و حفاظت مثل حداقل سه عدد کنتاکتور، بیمتال، حفاظت اضافه بار، حفاظت اضافه جریان، حفاظت افت ولتاژ و … را به‌کار برد که هزینه کلی این موارد تفاوت آنچنانی با قیمت درایو ندارد ضمن اینکه حفاظت‌های کامل درایو را هم دراختیار نخواهیم داشت. از دیگر موارد کاهش هزینه در استفاده از درایو، هزینه ناشی از کاهش طول کابل مصرفی است. در اکثر موارد در چاه‌های عمیق فاصله موتور با درایو بسیار زیاد است که با توجه به بالا بودن قیمت کابل مصرفی پمپ‌های چاه عمیق، هزینه کابل بسیار قابل توجه خواهد بود. در اکثر موارد برای این پمپ‌ها از راه‌انداز دوضرب استفاده می‌شود یعنی باید به تمام شش سیم در سیم‌بندی موتور دسترسی داشت اما با درایو تنها سه سیم به موتور وارد می‌شوند.
با استفاده از درایو بستری الکترونیکی فراهم می‌شود که با استفاده از این بستر میتوان قابلیت‌هایی مثل مانیتورینگ و کنترل از راه دور را پیاده‌سازی کرد.
با استفاده از درایو میتوان قابلیت کنترل دما، فشار و … را با استفاده از PID Controller پیاده سازی نمود و نوعی هوشمندسازی در سیستم انجام داد تا کنترل فرآیند با توجه به پارامترهایی خاص صورت گیرد.
از دیگر قابلیت‌ها شبکه کردن چند درایو و کنترل چند موتور به روش‌های متفاوت است که موجب افزایش قابلیت‌های در دسترس می‌شود، زیرا در برخی موارد خصوصا در تثبیت فشار و دبی در مخازن بزرگ یک موتور قادر به جوابگویی نیاز سیستم نیست و باید از چند موتور به صورت شبکه استفاده کرد.
در حال حاضراز درایوهای آگرالکترونیک در شرکت های مختلفی در حوزه ی پمپ و فن استفاده شده است که خوشبخاته تاکنون بدون کوچکترین مشکلی در حال فعالیت هستند و بخش مشاوره و پشتیبانی این شرکت به صورت تمام وقت در حال پاسخگویی به سوالات مشتریان و شرکت ها هستند.
### پایان خبر رسمی