درایو کنترل کمپرسور کاربرد گسترده ای در صنایع مختلف دارد. همانطور که پمپ ها سیالات را در صنعت به چرخش در می آورند، کمپرسورها عامل حرکت گازها در مسیر های بسته صنعتی می شوند. در واقع کمپرسورها تجهیزاتی هستند که با ایجاد اختلاف فشار ابتدا گاز را می مکند سپس فشار گاز را با کاهش فاصله مولکولی آن بالا می برند. نهایتا گاز فشرده شده برای اهداف خاص در مسیرهای مشخصی به حرکت در می آید.
تکنولوژی های متفاوتی در ساخت کمپرسور مورد استفاده قرار می گیرد. یکی از روش های مرسوم و بسیار پرکاربرد در انواع کمپرسور صنعتی و عمومی استفاده از موتور الکتریکی است. موتور های الکتریکی با استفاده از روش های مختلف نیروی کار لازم برای کاهش فاصله مولکولی گاز ها را تامین می کنند.
استفاده از موتور الکتریکی همواره با چالش هایی همراه است. وجود جریان هجومی در زمان راه اندازی، کاهش تنش های مکانیکی و کنترل توان در حین انجام عملیات برخی از مشکلاتی است که در زمان کار با موتور الکتریکی با آن مواجه هستیم.
استفاده از درایوها در حل گره های کار با موتور الکتریکی راه حلی هوشمندانه است. از این رو درایو هایی مختص کنترل موتور الکتریکی کمپرسورها طراحی شده است که ما آن را تحت عنوان درایو کنترل کمپرسور می شناسیم.
در این محتوا به بررسی درایو کنترل کمپرسور پرداخته ایم و آن را از زوایای مختلف بررسی نموده ایم.
درایو چیست و چه کاربردی دارد
درایو یکی از تجهیزاتی است که به کمک آن می توانیم جریان هجومی و تنش های مکانیکی راه اندازی موتور را مدیریت کنیم و مانع آسیب رسیدن به موتور شویم. در نگاه خیلی ساده در رابطه با عمکلرد درایو می توان چنین گفت:
- ابتدا برق ورودی AC با ولتاژ و فرکانس ثابت به برق DC تبدیل می شود.
- سپس برق DC با توجه به شرایط موتور به ولتاژ با فرکانس متغییر تبدیل می شود.
در واقع درایو نسبت ولتاژ به فرکانس (V/f)را مدیریت می کند.
از همین منظر باید به تفاوت درایوها با سافت استارترها توجه داشته باشیم. در سافت استارتر ما با کنترل ولتاژ می توانیم دور موتور را در زمان راه اندازی و یا (توقف) کنترل کنیم. اما در درایو در هر لحظه بر اساس نیازی که در کنترل سرعت و گشتاور موتور داریم می توانیم نسبت ولتاژ به فرکانس را تغییر دهیم.
برای مطالعه بیشتر می توانید به مقاله “درایو چیست” مراجعه نمایید.
تنوع عملکرد موتورها سبب ایجاد تنوع در تجهیزات کنترلی آن ها شده است. عموما درایوها را متناسب با کاری که می خواهند انجام دهند بهینه سازی می کنند. این کار سبب بهبود کارایی و بازدهی کلی سیستم می شود. از جمله درایوهای بهینه سازی شده می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- درایو کنترل پمپ
- درایو کنترل فن
- درایو کنترل اکسترودر
- درایو کنترل میکسر
- درایو کنترل کمپرسور
در ادامه به بررسی عملکرد نمونه های کنترل کمپرسور درایو خواهیم پرداخت.
نقش درایو در کنترل کمپرسور
اغلب کمپرسورهای صنعتی توان الکتریکی بالایی دارد. به همین دلیل امکان خاموش و روشن کردن مستقیم آن ها وجود ندارد. هر بار روشن و خاموش شدن موتور در وضعیت زیر بار دستگاه، تنش های الکتریکی و مکانیکی زیادی را منجر می شود.
موتور کمپرسور در دو حالت تحت بار (Load) و بدون بار (Unload)کار می کند. در شرایط بی باری دریچه ورودی گاز بسته می شود و موتور در حالت استندبای قرار می گیرد. جریان مصرفی موتور کمپرسور در شرایط بی باری تا 60 درصد مقدار نامی آن میرسد.
رفتن از شرایط بی باری به شرایط تحت بار هر چند میزان تنش را نسبت به خاموش و روشن کردن کمپرسور کاهش می دهد اما باز هم استهلاک بالایی دارد. استفاده از درایو کنترل کمپرسور ضمن کاهش تنش های مکانیکی و الکتریکی، مصرف برق را به صورت قابل ملاحظه ای کاهش می دهد.
برخی مزایای دیگر استفاده از درایو در کنترل کمپرسور عبارتند از:
- امکان اتصال و کنترل موتور از طریق PLC
- امکان کنترل PID
- کاهش تلفات حرارتی
- افزایش راندمان و کاهش بار راکتیو
- بالا رفتن کیفیت پارامترهای سرمایشی
- عدم نیاز به تجهیزات حفاظت از موتور
- کاهش آلودگی های محیط زیستی
علاوه بر این می توان مزایای دیگری نیز برای این سیستم ها بیان کرد. لازم به ذکر است بسته به صنعت هدف، برخی از مزایا ممکن است متفاوت باشند.
کاربرد درایو کنترل کمپرسور
در بخش قبل اشاره کردیم که این درایوها کاربرد گسترده ای دارند. در هر صنعتی که نیاز به جابجایی گاز داشته باشیم می توان ردپایی از این درایوها را مشاهده کرد. از جمله کاربردهای درایو کنترل کمپرسور می توان به صنایع زیر اشاره کرد:
- انتقال گاز و حفظ فشار خط در صنایع بزرگ نفت، گاز و پتروشیمی
- سیستم های سرمایشی، تبریدی و سردخانه های صنعتی
- تجهیزات پزشکی
- صنایع دریایی
- سیستم حمل و نقل
درایو کنترل کمپرسور
برخی تولید کنندگان، درایوهایی را به صورت تخصصی برای کنترل کمپرسور ها سفارشی سازی کرده اند. درایو کنترل کمپرسور اشنایدر یک نمونه از این محصولات هستند. نمونه های متفاوتی از خانواده درایو اشنایدر به منظور کنترل عملکرد کمپرسور قابل استفاده هستند. در ادامه به بررسی انواع درایو کنترل کمپرسور اشنایدر خواهیم پرداخت.
در کنار محصولات اشنایدر، سایر برندهای فعال در حوزه تولید درایو نیز اقدام به تولید نمونه های ویژه کنترل کمپرسور نموده اند. از جمله نمونه های پرطرفدار در بازار ایران می توان درایو V20 زیمنس و سایر نمونه های درایو زیمنس از جمله G120 اشاره کرد.
درایو کنترل کمپرسور اشنایدر
اشنایدر یک برند اروپایی (فرانسوی) است که توانسته سهم خوبی از بازار تجهیزات صنعتی را به خود اختصاص دهد. درایو یکی از محصولات این تولید کننده است که به صورت تخصصی طراحی و تولید می شود. درایو های اشنایدر در سه گروه مجزا طبقه بندی می شوند:
- درایو پیشرفته کنترل فرآیند (Process)
- درایو ویژه کنترل ماشین (OEM)
- درایو با کاربرد ساختمانی (HVAC)
درایو های کنترل کمپرسور اشنایدر در هر سه گروه محصول Process، OEM و HVAC موجود هستند. به عنوان مثال درایو ATV212 از نمونه های کنترل کمپرسور است و در گروه محصولات با کاربردهای ساختمانی قرار می گیرد.
خانواده های ATV32 و ATV320 از محصولات کنترل ماشین اشنایدر هستند و یکی از کاربردهای اصلی آن ها استفاده به عنوان درایو کنترل کمپرسور است.
درایو های ATV630 و ATV930 از پیشرفته ترین نوع درایو های اشنایدر هستند و برای کنترل کمپرسور ها نیز به کار می روند. این محصولات در گروه درایو های پیشرفته کنترل فرآیند طبقه بندی می شوند.
درایو ATV 61 اشنایدر از جمله محصولات قدیمی اشنایدر است و در این دسته بندی جدید جای نمی گیرد. اما جالب است بدانید این درایوها در هر سه کاربرد ساختمانی، کنترل ماشین و کنترل فرآیند قابل استفاده هستند. یکی ار موارد استفاده از درایو ATV 61 ، درایو کنترل کمپرسور است.
در ادامه با این محصولات بیشتر آشنا می شویم. با ما همراه باشید.
درایو کنترل کمپرسور اشنایدر ATV 212
درایو اشنایدر ATV212، جهت کنترل موتورهای سه فاز آسنکرون در رنج توان 0.75-75 کیلووات (1 تا 100 اسب بخار) طراحی و تولید شده است.
این درایو از فناوری کاهش هارمونیک (RHT) بهره می برد که مصرف انرژی را به صورت قابل ملاحظه ای کاهش می دهد. به کمک فناوری RHT نیاز به تجهیزات اضافی مانند چوک خط یا چوک DC برای مقابله با هارمونیک های جریان نخواهیم داشت.
درایو کنترل کمپرسور اشنایدر ATV320
درایو ATV320 اشنایدر از اعضای خانواده آلتیوار اشنایدر است که برای کنترل ماشین های صنعتی تولید شده اند. ابعاد این درایوها به نسبت توان عملیاتی آن ها بسیار جمع و جور است و برای کنترل موتورهای سه فاز آسنکرون و سنکرون در رنج توان 0.18 تا 15 کیلووات مناسب هستند. این خانواده درایو اشنایدر از پروتکل های ارتباطی متنوعی پشتیبانی می کند.
درایو کنترل کمپرسور اشنایدر خانواده ATV600
درایو ATV 600 اشنایدر که با نام آلتیوار 600 نیز شناخته می شود، در سه دسته ATV610 ، ATV630 و ATV650 طبقه بندی می شود. این خانواده محصول اشنایدر به منظور استفاده در کاربردهای کنترل فرآیند صنایع نفت و گاز و معادن طراحی شده اند.
رنج توان گسترده در کنار عملکرد پایدار و سایر مزایا، این درایوها را به گزینه ای ایده آل برای اغلب کاربردها تبدیل کرده است. یکی از کاربردهای تخصصی ATV610 وATV630 کنترل کمپرسور است.
درایوهای ATV630 در دو دسته 630 و 630 F قرار می گیرند. دسته 630 با استاندارد IP21 عرضه می شوند و از نوع نصب دیواری هستند. سریF به صورت ایستاده مورد استفاده قرار می گیرند. رنج توان این درایوها براساس ولتاژ ورودی متفاوت است. به عنوان مثال رنج توان خانواده 630 در ولتاژ 380 تا 480 ولت بین 0.75 تا 315 کیلووات است. اما سری F در ولتاژ 380 تا 440 ولت رنج توان 110 تا 315 کیلووات را پوشش می دهد.
درایو Altivar 610 اشنایدر برای کنترل موتورهای سه فاز در رنج توان 0.75 تا 160 کیلو وات مناسب است. ولتاژ کاری این درایو بین 380 تا 460 ولت است. اینورتر 610 اشنایدر با بهینه سازی مصرف انرژی و کاربر ی راحت، به بهبود عملکرد تجهیزات و کاهش هزینه های عملیاتی کمک می کند.
درایو کنترل کمپرسور اشنایدر ATV61
خانواده آلتیوار 61 اشنایدر در رنج توان0.75 تا 630 کیلووات برای کنترل موتورهای سه فاز آسنکرون مورد استفاده قرار می گیرد. این خانواده در کاربردهای مختلف قابل استفاده هستند. لازم به ذکر است رنج توان تحت پوشش برای کاربردهای مختلف متفاوت است.
درایو ATV61 اشنایدر با بهینه سازی مصرف انرژی و بهبود راحتی کاربر، هزینه های عملیاتی ساختمان ها را کاهش می دهد. گزینه‌های ارتباطی متعدد آن را قادر می‌سازد تا با تاسیسات الکتریکی، سیستم‌های کنترل پیچیده و سیستم‌های مدیریت ساختمان سازگار و در آن گنجانده شود. در طراحی این درایو سازگاری الکترومغناطیسی و کاهش هارمونیک ها مورد توجه ویژه قرار گرفته است.
این درایو با دو استاندارد IP مختلف (UL Type 1/IP 20 و UL Type 12/IP 54) عرضه می شود. برخی از نمونه های عرضه شده در هر دو استاندارد دارای فیلترهای داخلی الکترومغناطیسی و چوک DC هستند. برای سایر نمونه ها می توان این فیلترها را به عنوان لوازم جانبی اختیاری مرود استفاده قرار داد.
درایو کنترل کمپرسور اشنایدر ATV71
درايو آلتیوار 71 برای کنترل موتورهای سه فاز آسنکرون در محدوده توان0.37 تا 500 کيلو وات مناسب است. این درایوها از جهات زیادی مشابه سری درایو ATV61 اشنایدر هستند با این وجود تفاوت هایی نیز دارند. درايو ATV 71 امکان اضافه نمودن کارت انکودر جهت کنترل درايو به روش حلقه بسته را دارد. این در حالی است که درايو آلتیوار 61 معمولا به صورت sensor Less کنترل می گردد.
درایو های سری آلتیوار 71 در اغلب کاربردها قابل استفاده هستند. این درایوها پورت های لازم جهت اتصال به شبکه Modbus و CAN open را به صورت پیشفرض دارند و همچنين با اضافه نمودن کارتهای توسعه می توانيد اين درايوها را به شبکه های اترنت، , CC-Link, Inter bus , Device Net , PROFIBUS, TCP BACnet و… متصل کنيد. عملکرد این درایوها را می توان با استفاده از کارت های ارتباطیI/O و رابط رمزگذار گسترش داد. آلتورا 71 از نمونه محصولات قدیمی اشنایدر در حوزه درایو کنترل کمپرسور است.
درایو ATV930
درایو ATV 900 اشنایدر از مجموعه درایوهای پروسس (کنترل فرآیند) است که با تمرکز بر حداکثر بهره وری و امکان کنترل دقیق موتور عرضه می شوند. سری ATV930 یکی از زیر دسته های ATV900 است که به عنوان درایو کنترل کمپرسور نیز شناخته می شود.
خانواده ATV900 رنج گسترده توان 0.75 تا 2600 کیلووات را پوشش می دهند. در طراحی این سری از درایو های اشنایدر از روش های مدرن کنترل موتور استفاده شده است. روش جدید که کنترل برداری آبشار تطبیقی (Adaptive Cascade Vector Control) نام دارد، به صورت خلاصه ACVC نامیده می شود. این روش به نسبت روش های سنتی، دقت گشتاور و پاسخ دینامیکی بهتری را ارائه می کند. دنبال کردن مسیر دینامیکی و بهبود راندمان مصرف انرژی از دیگر مزایای این روش به حساب می آیند.
انواع درایو کنترل کمپرسور را می توان را با ضمانت اصالت کالا و خدمات پس از فروش از پناپ کالا سفارش دهید. در صورتی که هنوز سوالی برای شما باقیست، با ما تماس بگیرید.