Drive Frekuensi Variabel Untuk Pompa Air

Drive Frekuensi Variabel Untuk Pompa Air

Di banyak pabrik di bidang industri, pompa ini, seperti Pompa Submerged , Pompa Air Proses , Lye Pump , Pompa Casing Tunggal , Pompa Lumpur Pengerukan Abu , Pompa Pengerukan Pasir Penghisap , Pompa Penghisapan Pasir , Pompa Pengumpanan Mesin Flotasi , Pompa Pengumpanan Mesin Flotasi , Pompa Lumpur Bubuk , Froth Pump dll., Buat sistem perpipaan dengan motor, pipa dan peralatan lainnya. Karena keragaman tata letak sistem perpipaan dan persyaratan khusus proses produksi, seringkali ada kondisi atau masalah berikut: (1) tekanan outlet pipa berubah dengan perbedaan tekanan proses; (2) jarak transportasi pipa bervariasi dengan perubahan jarak; (3) pipa menyampaikan perubahan tinggi dengan perbedaan tinggi; (4) variasi musiman atau variasi perbedaan waktu puncak dan tinggi; (5) margin cadangan dari parameter kinerja pompa terlalu besar, menyebabkan penyimpangan pompa dari titik desain dalam aplikasi.

Solusi tradisional termasuk menyesuaikan katup saluran pelepasan, pengaturan kecepatan kopling hidrolik, pengaturan kecepatan motor variabel, pengaturan kecepatan tiang seri motor, dll. Namun, mereka semua memiliki kekurangan efisiensi yang rendah, rentang penyesuaian kecil, kecepatan lambat, kinerja penyesuaian yang buruk dan banyak kesalahan. Saat ini, metode yang paling efektif dan populer untuk menyesuaikan kecepatan pompa adalah metode kontrol konversi frekuensi. Praktik memberi tahu kita bahwa VFD mungkin menghemat 20-30% energi sistem.

1. Prinsip dasar dari Variable Frequency Drive (VFD)

Hubungan antara kecepatan n dan frekuensi listrik dari daya yang disediakan f, jumlah pasangan kutub magnet p, laju slip s dari motor asinkron adalah n = 60f (1-s) / p. Ketika slip rate s tidak banyak berubah, kecepatan n motor asinkron pada dasarnya sebanding dengan frekuensi f, dan kecepatan motor dapat diubah dengan mulus dengan terus menyesuaikan frekuensi. Pengaturan kecepatan AC yang direalisasikan oleh inverter yang menghasilkan frekuensi variabel dan tegangan variabel catu daya AC ke motor AC disebut Variable frequency drive.

Konverter frekuensi adalah metode khas pengaturan kecepatan motor ac, yang tidak hanya cocok untuk motor asinkron, tetapi juga cocok untuk motor sinkron. Pengaturan kecepatan frekuensi variabel memiliki keunggulan frekuensi yang dapat disesuaikan terus-menerus, pengaturan kecepatan stepless, berbagai pengaturan kecepatan, karakteristik mekanik yang keras, stabilitas kecepatan yang unggul dan efisiensi tinggi.

Gambar 1. Sistem Kontrol Frekuensi

2. Penerapan teknologi PKS di pompa air

2.1 Prinsip kerja pompa air

Menurut teori mekanika fluida, laju aliran pompa Q, head H, daya poros P, kecepatan rotasi n memiliki hubungan sebagai berikut: laju aliran Q sebanding dengan kecepatan rotasi n, head H meningkat dengan kuadrat kecepatan n; daya poros P meningkat dengan kubus kecepatan n.

2.2 Pengaruh pengaturan kecepatan pompa

Ketika kurva pompa berpotongan dengan kurva sistem perpipaan, titik persimpangan adalah titik kondisi kerjanya, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2 untuk titik A dan B. Jika pompa bekerja pada kecepatan konstan tertentu, aliran hanya dapat disesuaikan dengan katup outlet. Ketika aliran berkurang, kepala pompa bergerak ke atas dengan kurva, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2, A dan C. Pada saat ini, penyesuaian katup setara dengan meningkatkan kehilangan resistansi pipa untuk mencapai efek mengurangi aliran dan tekanan keluar dari ujung pipa. Dengan cara ini, pengurangan daya poros motor terbatas.

Dengan mengubah kecepatan pompa air, yaitu, kecepatan pompa disesuaikan dari n1 ke n2, titik operasi pompa meluncur dari titik A pada gambar 2 sepanjang kurva sistem perpipaan ke titik B. Hal ini dapat secara intuitif menyimpulkan bahwa laju aliran dan head berkurang sesuai. Seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1, jika frekuensi dikurangi 5Hz, kecepatan akan berkurang 10%, aliran akan berkurang 10%, head akan berkurang 19%, dan daya motor akan berkurang 27% . Ketika frekuensi dikurangi oleh 10Hz, kecepatan akan berkurang 10% dan aliran akan berkurang. 20%, kepala turun 36%, dan daya motor turun 49%. Efek pengaturan konversi frekuensi dan hemat energi sangat signifikan.

Tabel 1. Tabel perubahan daya penyesuaian frekuensi

2.3 Pemberitahuan untuk PKS tentang Pompa Air

2.3.1 Regulasi kecepatan pompa harus beradaptasi dengan perubahan kondisi kerja, dan membuat pompa selalu berfungsi di zona efisiensi tinggi, karena titik apa pun pada kurva pompa dapat diubah menjadi kondisi kerja lain sesuai dengan teorema kesamaan setelah regulasi kecepatan. Memilih titik kerja di titik operasi zona efisiensi tinggi dari kurva pompa atau titik kondisi kerja yang diperoleh dengan konversi kesamaan zona efisiensi tinggi memungkinkan pompa untuk beroperasi secara efisien dan mencapai tujuan penghematan energi

2.3.2 Penyesuaian kecepatan pompa tidak cocok untuk semua sistem. Dalam aplikasi dengan head statis tinggi, memperlambat pompa berisiko menyebabkan getaran dan menciptakan masalah kinerja. Untuk sistem di mana kepala statis mewakili sebagian besar dari total kepala, kehati-hatian harus digunakan dalam memutuskan apakah akan menggunakan VFD.

3 Kombinasi VFD dan PMSM adalah tren aplikasi hemat energi baru

Saat ini, insinyur desain dan pemilik peralatan mulai menginstal solusi motor magnet yang lebih permanen untuk aplikasi pompa karena lebih kecil dan lebih efisien. Kami telah merancang program kontrol PKS baru yang menggunakan teknologi pencocokan beban untuk memungkinkan motor beroperasi hanya jika diperlukan, menghemat energi dan mengurangi keausan peralatan. Kombinasi VFD dan PMSM adalah tren aplikasi hemat energi baru.

4. Fitur produk

4.1 Menghemat energi

Sistem VFD mengontrol motor dan secara otomatis menyesuaikan beban motor untuk membuat motor berjalan dalam keadaan berjalan ekonomis untuk mencapai efek penghematan daya.

4.2 Biaya operasional yang lebih rendah

Sistem ini dapat sangat mengurangi biaya energi motor, mengurangi dampak pada peralatan setelah konversi frekuensi dimulai, dan mengurangi kapasitas pemeliharaan dan perbaikan, sehingga biaya operasi akan sangat berkurang.

4.3 Meningkatkan akurasi kontrol tekanan

Sistem kontrol frekuensi variabel memiliki kemampuan kontrol tekanan yang akurat, yang secara efektif meningkatkan kualitas kondisi kerja sistem.

4.4 Memperpanjang masa pakai motor

Dari motor start 0Hz, waktu akselerasi awal inverter dapat disesuaikan untuk mengurangi dampak pada komponen listrik dan mekanik motor ketika memulai, sehingga dapat meningkatkan keandalan sistem dan memperpanjang masa kerja motor. Selain itu, konverter frekuensi dapat secara efektif mengurangi nilai puncak dari arus start ke minimum, dan dapat mengurangi dampak pada jaringan dan peralatan listrik lainnya.

4.5 Perpanjang umur pompa

Untuk pompa lumpur yang menghasilkan cairan dengan partikel, masa pakai bagian basah pompa berbanding terbalik dengan kubik kecepatan pompa. Jika kecepatan berkurang 10%, masa pakai akan meningkat 30%.

4.6 Mengurangi kebisingan motor

Menurut kondisi kerja motor, kecepatan lari motor jelas melambat setelah penyesuaian kecepatan konversi frekuensi dipasang, sehingga kebisingan motor berjalan berkurang secara efektif.