Korea Ever-Power · Σειρά YVF2 · Οδηγός εξοικονόμησης ενέργειας για αντλίες VFD

Μια αντλία εξοπλισμένη με VFD λειτουργεί συχνά σε ονομαστική ταχύτητα 40 έως 80% κατά τη διάρκεια περιόδων εκτός αιχμής. Σε αυτές τις μειωμένες ταχύτητες, ο ανεμιστήρας που είναι τοποθετημένος στον άξονα ενός τυπικού κινητήρα IC411 παράγει μόνο 6 έως 51% ροής αέρα ψύξης πλήρους ταχύτητας, ενώ ο κινητήρας πρέπει να παράγει επαρκή ροπή για να ξεπεράσει την τριβή της αντλίας και να διατηρήσει τη ροή στην κεφαλή του συστήματος. Η μειωμένη ψύξη σε συνδυασμό με τη συνεχή παραγωγή ροπής προκαλεί την υπέρβαση του ορίου κατηγορίας F στη θερμοκρασία της περιέλιξης, επιταχύνοντας τη γήρανση της μόνωσης και οδηγώντας σε πρόωρη βλάβη του κινητήρα εντός 2 έως 5 ετών σε μια λειτουργία για την οποία το σύστημα αντλίας σχεδιάστηκε να εξυπηρετεί για 20 ή περισσότερα χρόνια.

Τα σύγχρονα VFD που βασίζονται σε IGBT αλλάζουν σε συχνότητα 2 έως 16 kHz, δημιουργώντας αιχμές τάσης 1.000 έως 1.600 V στους ακροδέκτες του κινητήρα (ενισχύονται από τα φαινόμενα ανάκλασης του μήκους του καλωδίου). Η τυπική μόνωση περιέλιξης κινητήρα κατηγορίας F έχει ονομαστική τιμή για ημιτονοειδείς κυματομορφές τάσης — οι επαναλαμβανόμενες αιχμές τάσης υψηλής συχνότητας προκαλούν μερική εκφόρτιση εντός της μόνωσης της περιέλιξης και προοδευτική βλάβη της μόνωσης. Αυτή η λειτουργία βλάβης απουσιάζει εντελώς όταν ο κινητήρας λειτουργεί με ημιτονοειδή τροφοδοσία σταθερής συχνότητας, αλλά γίνεται ο κύριος μηχανισμός βλάβης όταν ένας τυπικός κινητήρας συνδέεται σε VFD χωρίς επαρκείς προδιαγραφές μόνωσης.

Η τάση κοινής λειτουργίας VFD προκαλεί ρεύματα άξονα που εκφορτίζονται μέσω των ρουλεμάν του κινητήρα, προκαλώντας EDM (ηλεκτρική εκκένωση) των ρουλεμάν. Αυτό παράγει χαρακτηριστικό πάγωμα και αυλακώσεις στην επιφάνεια του ρουλεμάν, αυξημένους κραδασμούς και αστοχία ρουλεμάν εντός 6 έως 24 μηνών. Οι κινητήρες αντλιών σε VFD χωρίς προστασία ρεύματος ρουλεμάν (μονωμένο ρουλεμάν NDE ή δακτύλιος γείωσης άξονα) παρουσιάζουν βλάβη στα ρουλεμάν πριν προλάβει να προχωρήσει η λειτουργία αστοχίας μόνωσης. Και οι δύο μηχανισμοί αστοχίας πρέπει να αντιμετωπίζονται ταυτόχρονα στις προδιαγραφές κινητήρα YVF2 για τους κινητήρες VFD αντλίας.

Η σειρά Korea Ever-Power YVF2 χρησιμοποιεί εξαναγκασμένη ψύξη IC416 — ένας ξεχωριστός, ανεξάρτητα τροφοδοτούμενος κινητήρας ανεμιστήρα, τοποθετημένος στο μη κινητήριο άκρο, παρέχει σταθερή ροή αέρα ψύξης στο πλαίσιο του κινητήρα, ανεξάρτητα από την ταχύτητα του κύριου άξονα του κινητήρα. Όταν το VFD μειώνει την ταχύτητα του κινητήρα της αντλίας στα 50% (25 Hz) για λειτουργία χαμηλής ζήτησης, ο ανεμιστήρας IC416 συνεχίζει να παρέχει 100% ονομαστικής ροής αέρα ψύξης, επιτρέποντας στο YVF2 να παράγει πλήρη ονομαστική ροπή σε αυτήν τη μειωμένη ταχύτητα χωρίς καμία θερμική υποβάθμιση.

Ο φυσητήρας IC416 τροφοδοτείται από την κύρια τριφασική παροχή (όχι από την έξοδο VFD), διασφαλίζοντας ότι λειτουργεί σε πλήρη ονομαστική ταχύτητα ανεξάρτητα από τη συχνότητα VFD. Ο κινητήρας του φυσητήρα έχει συνήθως 1/20 έως 1/10 της ονομαστικής ισχύος του κύριου κινητήρα — για έναν YVF2 22 kW, ο φυσητήρας είναι περίπου 0,18 έως 0,37 kW — και η κατανάλωση ενέργειας είναι αμελητέα σε σύγκριση με την εξοικονόμηση ενέργειας από τον έλεγχο ταχύτητας VFD στην κύρια κίνηση της αντλίας.

Για το παραπάνω παράδειγμα των 22 kW, μια τυπική αναβάθμιση αντλίας VFD αποτελείται από: Μονάδα VFD (22 kW, τοποθέτηση σε πάνελ IP54) $2.500–4.000· Κινητήρας YVF2 22 kW με μετατροπέα $1.200–1.800· Εργασία αντικατάστασης κινητήρα και ευθυγράμμιση συνδέσμου $300–500· Ηλεκτρική εγκατάσταση και θέση σε λειτουργία VFD $800–1.200· Μεταδότη πίεσης για έλεγχο PID (εάν δεν είναι ήδη εγκατεστημένος) $200–400. Συνολικό κόστος έργου περίπου $5.000–7.900, ανάλογα με τις συνθήκες του χώρου και την υπάρχουσα υποδομή.

Ο έλεγχος ταχύτητας VFD σε μονάδες κίνησης φυγοκεντρικών αντλιών προσφέρει πρόσθετα οφέλη πέρα ​​από την άμεση εξοικονόμηση ενέργειας: (1) Εξάλειψη του υδραυλικού πλήγματος — η VFD επιβραδύνει την αντλία μέσω μιας ελεγχόμενης ράμπας και όχι άμεσα, αποτρέποντας την απότομη αύξηση της πίεσης που προκαλεί ζημιά στις βαλβίδες, τις αρθρώσεις και τα όργανα. (2) Μειωμένη φθορά της αντλίας — η λειτουργία σε μειωμένη ταχύτητα μειώνει τη φθορά της πτερωτής, τη φθορά της στεγανοποίησης και τα φορτία των ρουλεμάν. (3) Εκτεταμένη διάρκεια ζωής του κινητήρα — η μειωμένη ταχύτητα σημαίνει χαμηλότερο ρεύμα, ψυχρότερο κινητήρα και μεγαλύτερη διάρκεια ζωής των τυλιγμάτων και των ρουλεμάν. (4) Ακριβής έλεγχος ροής και πίεσης — η VFD μπορεί να ρυθμίζει την ταχύτητα της αντλίας σε απόκριση σε ένα σήμα πίεσης διεργασίας ή ροής, εξαλείφοντας την ανάγκη για ξεχωριστή βαλβίδα ελέγχου στη γραμμή κατάθλιψης.

Η εξοικονόμηση ενέργειας κλιμακώνεται περίπου γραμμικά με την ισχύ του κινητήρα για την ίδια μέση μείωση της ταχύτητας. Μια αντλία 37 kW με μέση ταχύτητα 82% εξοικονομεί περίπου 18.700 λίτρα ετησίως. Μια αντλία 75 kW εξοικονομεί 17.800 λίτρα ετησίως. Για εγκαταστάσεις με πολλαπλές αντλίες με έλεγχο πεταλούδας γκαζιού, η συνολική εξοικονόμηση μπορεί να δικαιολογήσει ένα πρόγραμμα αναβάθμισης VFD σε ολόκληρη την εγκατάσταση με συνολική απόσβεση κάτω των 2 ετών, ακόμη και με συντηρητικά εκτιμώμενες μειώσεις μέσης ταχύτητας.

Η σειρά Korea Ever-Power YVF2 είναι η σωστή προδιαγραφή κινητήρα για όλες τις εφαρμογές αναβάθμισης VFD φυγοκεντρικών αντλιών και για νέες κατασκευές. Συνδυάζει εξαναγκασμένη ψύξη IC416 για πλήρη ροπή σε οποιαδήποτε ταχύτητα, μόνωση περιέλιξης κατηγορίας H για λειτουργία VFD για μακροχρόνια αντοχή στις αιχμές τάσης PWM και προστασία περιέλιξης θερμίστορ PTC ως στάνταρ. Το YVF2 χρησιμοποιεί τις ίδιες διαστάσεις πλαισίου IEC 72-1 με την τυπική σειρά Y2, επιτρέποντάς του να αντικαταστήσει έναν υπάρχοντα κινητήρα Y2 σε μια αναβάθμιση αντλίας χωρίς τροποποίηση στην πλάκα βάσης, τον σύνδεσμο ή τις σωληνώσεις της αντλίας. Η πλήρης σειρά YVF2 είναι διαθέσιμη στο... Ενότητα προϊόντος κινητήρα VFD με μετατροπέα.

Οι αντλίες ενίσχυσης πίεσης ύδρευσης των δήμων και τα σετ ενίσχυσης πίεσης κτιρίων με VFD διατηρούν σταθερή την πίεση εξόδου σε μεγάλο εύρος διακυμάνσεων ροής. Το YVF2 2 πόλων (2.900 rpm) 3,0 έως 30 kW καλύπτει τις περισσότερες εφαρμογές ενίσχυσης πίεσης.

Οι αντλιοστάσιοι γεωργικής άρδευσης με μεταβλητή ζήτηση άρδευσης και αυξανόμενα κύρια συστήματα επωφελούνται από τον έλεγχο ταχύτητας VFD για τη διατήρηση σταθερής πίεσης κατάθλιψης καθώς αλλάζουν οι θέσεις των βαλβίδων πεδίου. YVF2 4-πολικός 11 έως 90 kW για κύριες κινήσεις αντλιών άρδευσης.

Η αντλία Jockey για τη συντήρηση της πίεσης του συστήματος πυρασφάλειας λειτουργεί κατά διαστήματα σε πολύ χαμηλή ροή για να αντισταθμίσει τις διαρροές του συστήματος. Ο έλεγχος ταχύτητας VFD εξαλείφει τους κύκλους ενεργοποίησης/απενεργοποίησης, διατηρώντας σταθερή την πίεση με πολύ λιγότερες εκκινήσεις και εξαλείφοντας τις μεταβατικές διακυμάνσεις πίεσης από τις επαναλαμβανόμενες εκκινήσεις DOL.

Αντλίες επιστροφής συμπυκνωμάτων ατμού σε βιομηχανικά συστήματα λεβήτων. Ο όγκος επιστροφής συμπυκνώματος ποικίλλει ανάλογα με τη ζήτηση ατμού. Ο έλεγχος ταχύτητας VFD στην αντλία συμπυκνωμάτων εξαλείφει την υπερχείλιση προς την αποστράγγιση και μειώνει τη φθορά της αντλίας από τις συχνές κυκλικές εναλλαγές ενεργοποίησης/απενεργοποίησης σε συνδυασμό με έναν πλωτήρα στάθμης συμπυκνωμάτων.