)مزایا و معایب آن نسبت به سافت استارترها )

Transcript

1 کنترل دور موتور در صنعت پمپ )مزایا و معایب آن نسبت به سافت استارترها )

2 استفاده از کنترل دور موتور در سیستمهای پمپ کنترل کننده دور موتور و راه اندازی و توقف نرم پمپ کنترل کننده دور موتور یا AC Drive کاهش جریان راه اندازی به کمتر از 10 درصد جریان نامی موتور جلوگیری از ایجاد پدیده کاویتاسیون با محدود کردن سرعت راه اندازی پمپ جلوگیری از ایجاد تالطم در چاه و ریزش دیواره چاه در پمپهای شناور توقف نرم پمپ در زمان استپ و جلوگیری از ایجاد ضربه قوچی استارت و استپ پمپ بصورت نامحدود صرفه جویی در مصرف انرژی پمپ توسط کنترل کننده دور موتور صرفه جویی در مصرف انرژی با استفاده از کاهش سرعت پمپ صرفه جویی در مصرف انرژی با استفاده از افزایش ضریب توان سیستم صرفه جویی در مصرف انرژی با استفاده از پتانسیل ارتفاع آب باالی پمپ و کاهش دور موتور بدون کاهش هد تنظیم فشار خروجی و تثبیت فشار متناسب با مصرف ایجاد فشار ثابت در خروجی پمپ متناسب با مصرف بوسیله کنترل سرعت پمپ جلوگیری از آسیب دیدگی و ترکیدگی لوله ها بر اثر افزایش فشار ناگهانی تنظیم سطح مخازن ذخیره آب ثابت نگه داشتن سطح مخازن ذخیره آب با تنظیم سرعت پمپ قابلیت راه اندازی و کنترل چندین پمپ بصورت همزمان در ایستگاههای پمپاژ آب راه اندازی و کنترل سرعت پمپها بصورت پله ای متناسب با مصرف عدم نیاز به سیستمهای کنترل پیشرفته برای ایستگاههای پمپاژ تنظیم زمان کارکرد پمپها بصورت مساوی ساده تر شدن سیستم راه اندازی عدم نیاز به تابلو ستاره مثلث و حفاظتهای مختلف استفاده از تنها یک سری کابل کشی برای پمپ در مقایسه با دو سری کابلهای ستاره مثلث عدم نیاز به خازنهای اصالح ضریب توان امکان هوشمند کردن سیستم های پمپ صرفه جویی در مصرف آب و امکان کنترل دبی و هد پمپ سافت استارتر یا راه انداز نرم موتور مزایا و معایب استفاده از درایو در مقایسه با سافت استارتر 2

3 1- کنترل کننده دور موتور و راه اندازی نرم و توقف نرم پمپ AC Drive کنترل کننده دور موتور یا کنترل کننده دور موتور که به اصطالح VFD(Variable Frequency Drive) Inverter AC Drive یا Drive) VSD(Variable Speed گفته می شود دستگاهی است که برای تغییر سرعت موتورهای سه فاز بکار می رود. برای تغییر دور موتور نیاز به تغییر فرکانس کار موتور می باشد. با توجه به فرمول n = 60f/p )که در آن n سرعت موتور f فرکانس برق شبکه و p تعداد قطبهای موتور می باشد( مشاهده می شود که برای تغییر سرعت n باید مقدار فرکانس f تغییر یابد. از طرفی به دلیل اینکه جریان موتور متناسب با نسبت ولتاژ به فرکانس (v/f) اعمالی به موتور می باشد. پس کاهش فرکانس به تنهایی باعث افزایش جریان موتور می شود. بنابراین برای تغییر سرعت موتور نیاز می باشد که مقدار فرکانس و ولتاژ باهم تغییر یابند. در درایوها ولتاژ سه فاز اعمالی به موتور ابتدا توسط یکسوساز به ولتاژ DC تبدیل می گردد و پس از آن از روی ولتاژ DC یک ولتاژ AC با فرکانس و ولتاژ متغییر ایجاد شده و به موتور اعمال می گردد. تغییر فرکانس و ولتاژ توسط کاربر می تواند انجام گیرد که در نهایت بدینوسیله می توان سرعت موتور را کنترل نمود. درایو با تغییر فرکانس و ولتاژ جریان و گشتاور راه اندازی موتور را ثابت نگه داشته بنابراین برای راه اندازی تمام موتورها با بارهای مختلف سبک و سنگین مناسب می باشد. موتور سه فاز اینورتر خازن لینک DC یکسوساز ولتاژ سه فاز 380V/50Hz M 3~ امروزه استفاده از درایوها در صنایع مختلف بسیار رایج شده و مزایای بسیار زیادی مانند راه اندازی نرم موتورها و امکان کنترل سرعت متناسب با نیاز و صرفه جویی در مصرف انرژی دارند. همچنین درایوها دارای برنامه های پیشرفته کنترلی می باشند که برای کاربردهای مختلف در صنایع تهیه شده اند. یکی از کاربردهای درایوها در صنایع پمپ و سیستم های آب و فاضالب می باشد. درایوها دارای برنامه های مختلفی برای کنترل پمپهای شناور و پمپهای گریز از مرکز می باشند و نیز می توان در ایستگاههای پمپاژ چندین پمپ موازی با هم را توسط یک درایو کنترل نمود. کاهش جریان راه اندازی به کمتر از 11 درصد جریان نامی موتور کنترل کننده های دور موتور قادرند با افزایش تدریجی فرکانس موتور را بصورت نرم راه اندازی نمایند که موجب می شود عالوه بر کاهش تنشهای الکتریکی روی شبکه از شوکهای مکانیکی به پمپ نیز جلوگیری می شود. این شوکهای مکانیکی می تواند باعث 3

4 استهالک سریع قسمتهای مکانیکی موتور و پمپ نظیر بلبرینگهای موتور و پروانه پمپ شوند. راه اندازی نرم هزینه های نگهداری را کاهش داده و باعث افزایش عمر مفید موتور و پمپ و سایر تجهیزات مکانیکی خواهد شد. جریان کشیده شده از شبکه در هنگام راه اندازی موتور با استفاده از درایو کمتر از %10 جریان اسمی موتور است. در حالیکه در راه اندازی مستقیم پمپ جریان راه اندازی باالی %600 جریان نامی موتور می باشد. در حالت ستاره مثلث نیز هنگام سوئیچ از ستاره به مثلث جریان بسیار زیادی باالی %400 از شبکه کشیده می شود. حتی در راه اندازی توسط سافت استارتر نیز جریان راه اندازی حدود %300 می باشد. شکل ذیل مقایسه جریان راه اندازی با درایو و سایر روشها را نشان می دهد: جریان بار کامل % راه اندازی مستقیم DOL راه اندازی ستاره مثلث راه اندازی سافت استارتر راه اندازی کنترل دور Inverter Sec زمان را ه اندازی

5 جلوگیری از ایجاد پدیده کاویتاسیون با محدود کردن سرعت راه اندازی پمپ با محدود کردن سرعت راه اندازی در پمپها توسط کنترل کننده ها پدیده کاویتاسیون در زمان راه اندازی تحت کنترل در می آید. کاویتاسیون به دلیل کاهش فشار در قسمت مکش پمپ و تبخیر مایع ایجاد می گردد. یکی از دالیل ایجاد کاویتاسیون استارت ناگهانی پمپ و دور گرفتن سریع پره هاست. این امر باعث می شود در پشت پره ها خالء ایجاد شده و آب در داخل آن فضا بسرعت تبخیر شود پس از دور گرفتن کامل پمپ ترکیدن این حبابهای بخار و شتاب ذرات آب اطراف آن منجر به خوردگی شدید پره ها و افزایش صدا و لرزش در پمپ میشود. با راه اندازی توسط درایو سرعت پمپ به آرامی افزایش می یابد و در نتیجه از ایجاد کاویتاسیون جلوگیری می شود. و باعث افزایش عمر پمپ می گردد. جلوگیری از ایجاد تالطم در چاه و ریزش دیواره چاه در پمپهای شناور با استفاده از دستگاه کنترل کننده دور با افزایشی تدریجی سرعت موتور و پمپ می توان از تالطم دورانی ناگهانی آب در داخل چاه که باعث ریزش دیواره چاه میشود جلوگیری نمود. همچنین این امر منجر به استهالک کمتری در کفگردهای الکتروپمپهای شناور چاه عمیق میشود. همچنین در هنگام استپ پمپ نیز با کاهش تدریجی سرعت پمپ از ایجاد ضربه و تالطم در چاه جلوگیری می شود. توقف نرم پمپ در زمان استپ و جلوگیری از ایجاد ضربه قوچی کنترل کننده ها زمان توقف پمپ را افزایش داده و با توقف تدریجی در پمپها باعث میشوند که انرژی پتانسیل آب بتدریج میرا شود و بدین ترتیب ضمن جلوگیری از ضربه از نوسانات مکانیکی بعدی که در لوله ها و شیرها و اتصاالت و...ایجاد میشود جلوگیری می شود که این امر موجب کاهش استهالک پمپ شیرآالت اتصاالت و سایر اجزاء مکانیکی پمپ میشود. استارت و استپ پمپ بصورت نامحدود 5

6 به دلیل اینکه جریان راه اندازی پمپ توسط درایو پایین می باشد و پمپ بصورت نرم راه اندازی می گردد و تنشهای الکتریکی و مکانیکی هنگام راه اندازی پمپ وجود ندارد بنابراین تعداد دفعات راه اندازی و استارت و استپ پمپ توسط درایو نامحدود می باشد و حتی می توان هر چند دقیقه یکبار پمپ را استارت و استپ نمود. صرفه جویی در مصرف انرژی پمپ توسط کنترل کننده دور موتور صرفه جویی در مصرف انرژی با استفاده از کاهش سرعت پمپ -2 انرژی مصرفی یک پمپ بستگی به سرعت دورانی آن دارد و پمپها در سرعت نامی که دبی و هد نامی پمپ بدست می آید بیشترین انرژی را مصرف می نمایند. معموال پمپها برای شرایط دبی ماکزیمم انتخاب می شوند ولی باید توجه داشت که همیشه دبی حداکثر نیاز نمی باشد و با توجه به نیاز مصرف می توان سرعت پمپ را تغییر داد. با استفاده از کنترل کننده های دور موتور و کاهش تنها 15 درصد دور می توان به میزان 40 درصد در مصرف انرژی پمپ صرفه جویی کرد. از نظر تئوری نیز کاهش دور پمپ تاثیر زیادی در انرژی مصرفی آن دارد. توان مفید پمپ برابر است با: P = ρ.g.q.h (m/s2) شتاب جاذبه g (m3/s) دبی Q (m) ارتفاع H جرم مخصوص( kg/m3 ) ρ H 1,25 کنترل دبی از طریق Valve کنترل دبی با استفاده از درایو منحنی سیتم منحنی پمپ در Q=100% منحنی سیتم در Q= 100% H منحنی سیتم در Q=70% 1,00 1,00 منحنی پمپ 0,60 منحنی پمپ Q=70% 0,50. 0,50 0 0,50 0,70 1,00 Q 0 0,5 0,70 1,00 Q کنترل دبی با شیر: توان مصرفی در نقطه نامی : توان مصرفی در دبی 70% = Q : P = 1.0 x 1.0 = درصد کاهش مصرف = P = 0.7 x 6 کنترل دبی با درایو: توان مصرفی در نقطه نامی: توان مصرفی در دبی P = 1.0 x 1.0 = 1.0 : Q = 70% 58 درصد کاهش مصرف = P = 0.7 x

7 همانطور که در شکل های فوق مشاهده می کنید برای دستیابی به دبی مورد نظر از دو روش کنترل دبی با استفاده از شیر و کنترل با استفاده از درایو استفاده شده است. در روش کنترل دبی با شیر میزان توان مصرفی %875 درصد و در کنترل دبی با درایو توان مصرفی %43 درصد توان نامی می باشد. بنابراین از نظر تئوری نیز مشخص می شود که تغییر دور پمپ برای کنترل دبی مقدار خیلی بیشتری در صرفه جویی انرژی موثر می باشد. صرفه جویی در مصرف انرژی با استفاده از افزایش ضریب توان سیستم نزدیک به یک کنترل کننده های دور موتور توان راکتیو ناچیزی از شبکه میکشند و ضریب توان سیستم را افزایش داده و نزدیک به یک می کنند. بنابراین هزینه های ناشی از مصرف توان راکتیو توسط پمپ کاهش می یابد و باعث صرفه جویی در مصرف انرژی خواهد شد. استفاده از پتانسیل ارتفاع آب باالی پمپ و کاهش دور موتور بدون کاهش هد پمپ و صرفه جویی در مصرف انرژی در چاههای آب که از پمپهای شناور استفاده می گردد در بیشتر مواقع پمپها در سرعت نامی خود کار می کنند و نیازی به تغییر دور پمپ نمی باشد زیرا این پمپها معموال آب را به یک مخزن ذخیره پمپاژ می نمایند و هر زمان مخزن پر شود پمپ استپ خواهد شد. هد مورد نیاز باید توجه داشت که حتی در این موارد نیز می توان سرعت پمپ را کاهش داد و در انرژی صرفه جویی کرد. معموال پمپها در پایین ترین قسمت چاه نصب می شوند و در انتخاب هد پمپ ارتفاع کل چاه را در نظر می گیرند. باید توجه داشت که معموال ارتفاع آب باالی پمپ ارتفاع آب باالی پمپ زیاد است و در مواردی تا 70 متر روی پمپ آب وجود دارد. از آنجا که هد پمپ برابر با هد خروجی منهای هد ورودی پمپ می باشد بنابراین می توان با کاهش دور پمپ و با در نظر گرفت ارتفاع آب باالی پمپ همان هد مورد نظر در خروجی را بدست آورد و از این راه در پمپ شناور 7

8 مصرف انرژی نیز صرفه جوی نمود. مثال اگر ارتفاع آب باالی پمپ 50 متر است می توان سرعت پمپ را تا حدی که هد آن 50 متر کاهش یابد کم کرد بدون اینکه هد خروجی پمپ تغییری نماید. 3- تنظیم فشار خروجی و تثبیت فشار متناسب با مصرف ایجاد فشار ثابت در خروجی پمپ متناسب با مصرف بوسیله کنترل سرعت پمپ در خیلی از موارد مصرف آب خروجی پمپ متغیر می باشد و در طول شبانه روز تغییر می نماید. در این موارد اگر سرعت پمپ ثابت بماند و مصرف آب کاهش یابد باعث افزایش فشار خروجی پمپ خواهد شد. کنترل کننده دور موتور این مشکل را رفع می نماید. برای اینکار یک سنسور فشار در خروجی پمپ نصب می شود و سیگنال ان به درایو داده می شود. درایو متناسب با مصرف و بر اساس فشار ست پوینت تنظیمی خود دور پمپ را تغییر داده و فشار خروجی را همیشه در یک مقدار ثابت نگه می دارد. سنسور فشار جلوگیری از آسیب دیدگی و ترکیدگی لوله ها بر اثر افزایش فشار ناگهانی اگر کنترلی بر فشار خروجی پمپ نباشد در زمان استارت پمپ و نیز مواقعی که مصرف آب خروجی قطع شود ممکن است فشار خروجی پمپ به شدت افزایش یافته و باعث آسیب رسیدن و یا ترکیدن لوله ها و شیر آالت خروجی پمپ شود و حتی ممکن است به خود پمپ آسیب وارد شود. این مشکالت با استفاده از درایو برطرف خواهد شد. و درایو چه در زمان راه اندازی پمپ و چه در زمان کاهش مصرف می توان فشار خروجی را تحت کنترل درآورد. 4- تنظیم سطح مخازن ذخیره آب ثابت نگه داشتن سطح مخازن ذخیره آب با تنظیم سرعت پمپ با استفاده از درایو می توان سطح مخارن آب را کنترل نمود. درایو دارای سیستم Level control می باشد و می تواند سطح آب را در مقداری ثابت نگه دارد. درایو این کار را با استفاده از یک سنسور سطح انجام می دهد. 8

9 این کار در هر دو حالت امکان پذیر است : اول حالتی که پمپ وظیفه پر کردن مخزن را دارد و یا باید آب مخزن را در یک سطح ثابت نگه دارد. دوم حالتی که پمپ آب را از مخزن به جای دیگری پمپ می کند و باید مقدار آب پمپاژ شده متناسب با سطح آب مخزن باشد. یعنی اگر سطح آب مخزن کاهش می یابد پمپ باید آب کمتری پمپاژ نماید و اگر آب سطح محزن افزایش می یابد پمپ باید آب بیشتری پمپاژ نماید تا سطح آب مخزن کنترل شود. Level sensor قابلیت راه اندازی و کنترل چندین پمپ بصورت همزمان در ایستگاههای پمپاژ آب راه اندازی و کنترل سرعت پمپها بصورت پله ای متناسب با مصرف عدم نیاز به سیستمهای کنترل پیشرفته برای ایستگاههای پمپاژ تنظیم زمان کارکرد پمپها بصورت مساوی -5 اینورترهای سری MX مخصوص سیستمهای پمپ طراحی شده اند و در سیستمهایی که چندین پمپ بصورت موازی با هم کار می کنند استفاده می شود. در کاربرد پمپ متناسب با مصرف باید فشار خروجی سیستم با استارت پمپ ها و تنظیم دور آنها ثابت بماند. بنابراین دیگر نیازی به سیستمهای جانبی کنترل نظیر PLC نمی باشد و کنترل تمام مجموعه توسط خود اینورتر انجام می گیرد. تنها یک سنسور 9

10 فشار در خروجی پمپها نصب می شود و متناسب با مصرف آب درایو تعداد پمپهای مورد نیاز را وارد مدار می کند و با تنظیم دور پمپ ها فشار را در مقدار ثابت نگه می دارد. این سیستم به دو روش مورد استفاده قرار می گیرد: 1- یکی از پمپها توسط درایو کنترل می شود و سرعت آن تغییر می کند و فرمان پمپهای دیگر توسط درایو ارسال می شود و آنها نماید. بصورت مستقیم با برق شبکه کار می کنند. درایو از طریق رله های خروجی خود فرمان استارت و استپ پمپها را ارسال می در روش دوم همه پمپها توسط درایو راه اندازی می شوند. درایو پمپ اول را راه اندازی کرده و با تنظیم دور آن فشار را کنترل می نماید. اگر پمپ اول به سرعت نامی برسد ولی فشار خروجی همچنان پایین باشد درایو آن پمپ را تحویل شبکه داده و پمپ دوم را بصورت نرم راه اندازی می نماید و با تنطیم دور آن فشار را کنترل می نماید اگر باز هم فشار پایین بود پمپ دوم نیز تحویل شبکه شده و سومین پمپ توسط درایو راه اندازی می گردد و به همین ترتیب سایر پمپها. در صورتیکه فشار باال باشد درایو بصورت برعکس سرعت پمپ ها را کاهش داده و از شبکه خارج می نماید

11 سنسور فشار ساده تر شدن سیستم راه اندازی و کنترل عدم نیاز به تابلو ستاره/ مثلث و حفاظتهای مختلف -6 در تابلوهای ستاره/ مثلث برای کنترل یک پمپ باید چندین کنتاکتور برای حالت ستاره مثلث استفاده شود و نیز کلید فیوز و حفاظت های مختلف موتور باید نصب گردد. در حالیکه با استفاده از اینورتر نیاز به نصب هیچ کنتاکتوری نمی باشد و تمام حفاظتهای موتور توسط درایو و بصورت خیلی پیشرفته تر انجام می شود. و در کل تابلو کنترل پمپ بسیار ساده تر خواهد شد. استفاده از تنها یک سری کابل کشی برای پمپ در مقایسه با دو سری کابلهای ستاره/ مثلث و صرفه جویی در هزینه ها در راه اندازی بصورت ستاره/مثلث باید دو سری کابل کشی یکی برای حالت ستاره و دیگری برای حالت مثلث انجام گیرد. در حالیکه در راه اندازی توسط درایو فقط نیاز به نصب یک سری کابل کشی می باشد و باعث صرفه جویی در هزینه ها خواهد شد. عدم نیاز به خازنهای اصالح ضریب توان به دلیل اینکه درایوها توان راکتیو مصرف نمی کنند بنابراین نیاز به نصب خازنهای اصالح ضریب توان برای موتور نمی باشد و می توان در هزینه های نصب صرفه جویی کرد. 11

12 امکان هوشمند کردن سیستم های پمپ تنظیم فشارهای متفاوت برای ساعتهای مختلف شبانه روز -7 در درایوهای مدل MX می توان برای ساعتهای مختلف شبانه روز که مصرف آب متغیر می باشد فشارهای مختلفی تنطیم نمود و این فشارها بصورت اتوماتیک و با رسیدن به ساعتهای مورد نظر انتخاب می شوند. مثال برای ساعتهای نیمه شب که مصرف آب کم می باشد می توان فشار پائینتری تنظیم نمود. و صرفه جویی بیشتری در مصرف انرژی انجام داد. در درایوهای MX تا 8 فشار مختلف برای ساعتهای متفاوت می توان تنظیم کرد. کنترل هوشمند پمپها با نصب تجهیزات اضافی با استفاده از درایو امکان هوشمند سازی و کنترل از راه دور پمپ ها امکان پذیر می باشد. درایو امکان کنترل ریموت بصورت شبکه فیلد باس دارد و می توان پمپها را از یک مرکز کنترل نمود. همچنین بر روی چاههای خارج از شهر نیز امکان نصب سیستمهای هوشمند سازی فراهم می باشد و با استفاده از آنها می توان فرمانهای استارت/استپ و نیز تغییر دور پمپ را صادر نمود. این سیستمهای هوشمند معموال بصورت ارسال SMS از طریق موبایل و دریافت و اجرای آن توسط درایو عمل می نمایند. 8- صرفه جویی در مصرف آب و امکان کنترل دبی و هد پمپ امروزه به دلیل مشکالت کم آبی کنترل مصرف آب از اهمیت بسیاری برخوردار می باشد. با نصب درایو بر روی پمپ و کنترل دبی خروجی آن متناسب با مصرف می توان مصرف آب را مدیریت نمود. به عنوان مثال با تغییر فشار خروجی برای ساعات مختلف شبانه روز می توان باعث صرفه جویی در مصرف آب شد. همچنین با هوشمند سازی و کنترل مرکزی پمپها نیز می توان مدیریت بهتری در مصرف آب نمود. همچنین در بهره برداری آب از چاهها نیز می توان با مدیریت و کنترل دبی خروجی آنها از کاهش ذخایر زیرزمینی تا حدودی جلوگیری نمود. سافت استارتر یا راه انداز نرم موتور سافت استارتر Soft Starter یا راه انداز نرم موتور دستگاهی است که جریان راه اندازی موتور را کاهش داده و موتور را بصورت نرم راه اندازی می نماید. سافت استارتر در واقع ولتاژ اعمالی به موتور را کاهش داده و از ولتاژ کم به صورت تدریجی مقدار ولتاژ را افزایش می دهد و به موتور اعمال می نماید. با کاهش مقدار ولتاژ جریان راه اندازی موتور نیز کاهش می یابد. سافت استارتر تغییری در فرکانس نمی دهد و تنها مقدار ولتاژ را در زمان راه اندازی کاهش می دهد و پس از راه اندازی نیز ولتاژ موتور به مقدار ولتاژ نامی خواهد رسید. بنابراین طبق رابطه جریان با نسبت v/f اگر فقط -9 12

13 مقدار ولتاژ کاهش یابد و فرکانس ثابت بماند جریان و در نتیجه گشتاور موتور کم خواهد شد. بنابراین سافت استارتر برای راه اندازی تمام موتورها مناسب نمی باشد و در سیستمهایی که نیاز به گشتاور راه اندازی باال می باشد سافت استارتر کارایی ندارد. سیستمهای مانند پمپ و فن که گشتاور راه اندازی پایینی نیاز دارند می توانند توسط سافت استارتر راه اندازی گردند. سافت استارتر بوسیله برش ولتاژ سه فاز مقدار ولتاژ را کاهش می دهد و بصورت تدریجی آنرا Soft starter افزایش داده و به مقدار ولتاژ نامی می رساند. R U برش ولتاژ توسط تریستورها موتور سه فاز تریستور ها S T V W M 3 ~ سافت استارتر به دلیل اینکه سیستم ساده تری نسبت به درایو دارد بنابراین هزینه های ساخت آن کمتر می باشد و در نتیجه معموال قیمت تمام شده آنها نیز کمتر از درایو می باشد. در استفاده از سافت استارتر نیز مانند درایو فقط به یک سری کابل برای موتور نیاز می باشد. ولی برای کاهش مصرف توان راکتیو باید در ورودی سافت استارتر خازنهای اصالح ضریب توان استفاده نمود. سافت استارتر عالوه بر کنترل جریان راه اندازی هنگام استارت می تواند جریان راه اندازی را هنگام استپ موتور نیز کنترل نماید بنابراین می تواند موتور را بصورت نرم استپ نماید. همچنین سافت استارتر می تواند پس از راه اندازی موتور بای پس شود و از مدار خارج گردد. و نیز می تواند در پمپهای موازی پمپها را بصورت تک تک راه اندازی کرده و تحویل شبکه اصلی دهد. هنگام راه اندازی پمپ تمام حفاظتهای موتور توسط سافت استارتر انجام می گیرد و نیاز به نصب سیستمهای حفاظتی جداگانه نمی باشد. سافت استارتر به دلیل اینکه شکل موج ولتاژ خروجی آن پس از راه اندازی بصورت کامال سینوسی در می آید بنابراین هیچ گونه نویز الکترومغناطیسی و هارمونیک در شبکه ایجاد نمی کند و بر روی سایر تجهیزات تاثیر بد نمی گذارد. 11- مزایا و معایب استفاده از درایو در مقایسه با سافت استارتر سافت استارتر ها یا راه اندازهای نرم فقط جریان راه اندازی پمپها را کنترل می نمایند و امکان تغییر سرعت پمپ را ندارند. همچنین جریان راه اندازی آنها نیز معموال 300 درصد جریان نامی موتور باشد بنابراین از نقطه نظر راه اندازی نیز درایو بسیار بهتر از سافت استارتر عمل می نماید و با جریان حدود 10 درصد جریان موتور راه اندازی انجام می شود. 13

14 راه اندازی در درایو با تنظیم شیب راه اندازی بصورت زمانهای واقعی انجام می شود. و می توان زمان راه اندازی را از چند ثانیه تا چندین ساعت تنظیم نمود. در حالیکه در راه انداز نرم موتور نمی توان زمان راه اندازی را دقیقا تنظیم نمود و مالک فقط کنترل جریان راه اندازی می باشد. در چاههای آبی که مشکل ماسه دهی دارند و راه اندازی آنها باید در زمان طوالنی و با شیب مالیم انجام گیرد فقط باید از درایو استفاده نمود و سافت استارتر نمی تواند در این موارد استفاده گردد. پس از راه اندازی توسط سافت استارتر هیچگونه کاهش مصرف در انرژی انجام نمی شود و تغییری در ضریب توان موتور نیز ایجاد نمی شود. در حالیکه درایو هم با اصالح ضریب توان و هم با کاهش دور پمپ می تواند باعث کاهش مصرف انرژی شود. سافت استارتر امکان تثبیت فشار خروجی پمپ را ندارد و نیز امکان کنترل چندین پمپ توسط سافت استارتر نیز فراهم نمی باشد. در راه اندازی پمپهای شناور توسط درایو می توان چندین شیب مختلف راه اندازی تعریف نمود. یک شیب راه اندازی سریع کمتر از 3 ثانیه برای رسیدن سرعت پمپ شناور به 2/3 سرعت نامی خود )جهت جدا شدن کفگرد پمپ( و یک شیب راه اندازی با زمان دلخواه برای رسیدن سرعت پمپ از 2/3 به سرعت نامی پمپ. درحالیکه سافت استارتر فقط با یک شیب یکسان پمپ را راه اندازی می نماید. از معایب درایو در مقایسه با سافت استارتر ایجاد نویزهای الکترومغناطیسی و هارمونیک بر روی شبکه می باشد که ممکن است باعث ایجاد اختالل در کار سایر سیستمهای جانبی گردد. البته با رعایت اصول استاندارد در نصب و بهره برداری از درایو مقادیر نویز و هارمونیک بسیار کاهش می یابد و اختاللی در سایر تجهیزات ایجاد نمی شود. از دیگر موارد درایو محدودیت در فاصله موتور تا درایو می باشد و معموال باید طول کابلهای موتور کمتر از 300 متر باشد. معموال در درایوها توصیه می شود برای کاهش امواج الکترومغناطیسی و برای حفاظت بیشتر موتور وقتی طول کابل زیاد باشد از فیلترهای مخصوص در ورودی و خروجی درایو استفاده شود و نیز از کابلهای شیلددار برای موتور استفاده گردد. که البته اینها هزینه های نصب را مقداری افزایش می دهد. امروزه با پیشرفت صنعت الکترونیک و الکترونیک قدرت و کاهش قیمت المانهای آنها قیمت تمام شده درایوها نیز کاهش یافته و از نظر اقتصادی نیز استفاده از درایو بجای سافت استارتر توجیه پذیر شده است و در بعضی توانها قیمت درایو با سافت استارتر برابری می نماید. با توجه به مزایای بسیار زیاد استفاده از درایو بر روی پمپ توصیه می شود بجای سیستمهای سنتی راه اندازی مانند ستاره/مثلث یا سافت استارتر حتما از درایو استفاده گردد. که هم موجب کاهش مصرف انرژی و هم موجب کاهش هزینه های نگهداری و تعمیرات خواهد شد. و تنها از همین صرفه جویی ها هزینه خود درایو در مدت زمان کوتاهی برخواهد گشت. 14

15 درایوهای سری MX مخصوص سیستمهای پمپ کارت رله 15

16 اینورترهای سری MX مخصوص سیستمهای پمپ طراحی شده اند. و در سیستمهایی که چندین پمپ بصورت موازی با هم کار می کنند استفاده می شود. در کاربرد پمپ متناسب با مصرف باید فشار خروجی سیستم با استارت پمپ ها و تنظیم دور آنها ثابت بماند. بنابراین دیگر نیازی به سیستمهای جانبی کنترل نظیر PLC نمی باشد و کنترل تمام مجموعه توسط خود اینورتر انجام می گیرد. برای این منظور از یک کارت آپشن رله که 8 عدد رله کنترلی روی آن قرار دارد استفاده می گردد. در ضمن 3 عدد رله نیز بر روی برد کنترل اینورتر موجود است و مجموعا 11 رله کنترل در دسترس می باشد. مشخصه های اصلی دستگاه رنج ولتاژ ورودی: 380V±15% رنج فرکانس ورودی: ~ 63Hz 47 رنج توان : 132kw ~ 4 رنج ولتاژ خروجی: صفر تا ولتاژ نامی ورودی رنج فرکانس خروجی: ~ 400Hz 0 راکتور DC داخلی در توانهای 18.5kw ~ 90kw مشحصات مخصوص کنترل پمپ کنترل چندین پمپ موازی بصورت همزمان و ثابت نگه داشتن مقدار فشار یا دبی سیستم تا سه پمپ بدون کارت آپشن کنترل می شود و با کارت آپشن تا 9 پمپ قابل کنترل می باشد. دارای ساعت داخلی می باشد تا امکان کنترل فشار بر اساس زمان و قابلیت باال وجود داشته باشد تابع صرفه جویی انرژی: وقتی دبی کمتر از حد الزم باشد سیستم بصورت اتوماتیک متوقف می شود و در حالت آماده بکار می ماند 16

17 کنترل پمپ نرمال پمپ دورمن و پمپ لجن کش تا 8 پمپ مختلف بصورت اتوماتیک بر اساس فیدبک فشار جریان نامی هر پمپ بصورت جداگانه ذخیره می شود تا حفاظت های الزم انجام گیرد. تابع جابجایی پمپ ها بر اساس زمان که باعث می شود زمان کارکرد پمپها یکسان باشد. دارای تابع تعقیب سرعت جهت استارت موتوری که در حال چرخش است. تابع sleep و wake up جهت خاموش و روشن شدن موتور به هنگام قطع کل بار سیستم پمپ مشخصه I/O کنترل هشت ورودی دیجیتال قابل برنامه ریزی دو ورودی آنالوگ) AI1,AI2 ( 10V~0 یا 0(4)~20mA سه رله خروجی و قابل توسعه با کارت آپشن هشت رله اضافی دیگر یک خروجی آنالوگ 0/4~20mA یا 10V~0 خروجی مد باس RS485 اینترفیس جهت پانل خارجی توابع کنترل اصلی مد کنترلV/F ظرفیت اضافه جریان: 60 ثانیه با %120 اضافه جریان یا 10 ثانیه %150 اضافه جریان رنج تنظیم سرعت: نسبت 1:100 فرکانس 1kHz ~ 16.0kHz : Carrier رفرنس سرعت: کی پد ورودی آنالوگ ارتباط سریال مدباس فرمان حرکت : از روی پانل )KeyPad( و یا ترمینالهای دیجیتال ویا دریافت فرمان از طریق مدباس قابلیت تزریق جریان DC جهت ترمز دینامیکی در استارت و استپ تابع رگوله ولتاژ) )AVR به هنگام تغییرات ولتاژ ورودی تشخیص 26 نوع فالت شامل اضافه جریان و ولتاژ کم و خطای فاز وغیره اینورتر سری MX با پرفورمنس کنترل فشار در سیستمهای پمپ انتقال آب تغذیه آب شیرین و کنترل سطح مخازن و تابع زمانی ساعت در جهت برآوردسازی تابع های زمانی سیستمهای پمپ طراحی شده است. توابع اصلی این کنترل دورها در ذیل آمده است. جهت کنترل فشار در پمپها از سنسور فشار استفاده می گردد. جهت توضیحات پارامترها و نصب به کتابچه نصب و راه اندازی مراجعه نمائید. 17

18 سیستم کنترل موتور پمپ ها به دو شکل ذیل می تواند استفاده گردد: الف- یک موتور پمپ بصورت دور متغیر و تحت کنترل درایو و نه دستگاه الکتروموتور پمپ بصورت دور ثابت و بصورت راه اندازی مستقیم با شبکه یا ستاره/مثلث یا با راه انداز نرم موتور استارت و استپ میشوند. در نرم افزار نه الکتروموتور با لیبل I,A,B,C,D,E,F,G,H شناخته میشود ودر صورت عدم استفاده از کارت اضافی یک الکتروموتور توسط خود درایو کنترل سرعت شده وتنها دو الکتروموتور با لیبل H و I توسط دو رله روی برد کنترل به شبکه و رله سوم روی همین برد هنگام Sleep بعنوان Dormancy Pump استفاده شود. در ادامه توضیحات مربوط به کنترل کاربرد پمپ آمده است. کنترل یک پمپ توسط درایو و استارت سایر پمپها بصورت مستقیم با شبکه: بعنوان فرمان پمپ کوچک سوم میتواند جهت تامین فشار رفرنس به در شکل زیر پمپ " A" تحت کنترل درایو میباشد. و سایر پمپ ها بصورت مستقیم و با دور ثابت استارت می شوند. الزم به ذکر است سری MX میتواند ده پمپ متشکل از یک پمپ تحت کنترل درایو و نه پمپ متصل به شبکه ( 1+9( را تحت کنترل فشار رفرنس کنترل نماید. F0 F1 F2 F3 F4 F5 R S T استارت سنسور فشار + - S1 COM AI2 GND RT8 RT7 RT6 RT5 RT4 RT3 RT2 RT1 درایو MX KM1 KM2 KM3 KM4 KM5 U V W FR1 FR2 FR3 FR4 FR5 P0 P1 P2 P3 P4 P5 18 A B C D E F

19 ب- راه اندازی تمام پمپ ها توسط درایو و تحویل آنها بصورت تک تک به شبکه: ماکزیمم تعداد چهار دستگاه الکتروموتور پمپ بدین صورت که شروع راه اندازی و کنترل سرعت با کنترل دور و نهایتا در صورت رسیدن به دور نامی تحویل شبکه میشوند )هشت رله متناظر با هشت کنتاکتور که چهار تای آن به درایو و چهارتای دیگر به شبکه متصل میشوند. پمپ های با لیبل A و B و C و D در شکل زیر( و تعداد دو دستگاه الکتروموتور پمپ بصورت دور ثابت با شبکه )پمپ های با لیبل H و ) I F0 F1 F2 F3 F4 R S T درایو MX استارت U V W S1 COM RT8 سنسور RT7 فشار + - AI2 GND RT6 RT5 RT4 RT3 KM2 KM4 KM6 KM8 RT2 RT1 KM1 KM3 KM5 KM7 FR1 FR2 FR3 FR4 P1 P2 P3 P4 A B C D 19

20 سایر قابلیتهای دستگاه MX به شرح ذیل می باشد: 1- قابلیت تعریف فشارهای مختلف درهشت بازه زمانی در طول شبانه روز پیش بینی شده است. لذا نیاز به تنظیم ساعت داخلی دستگاه با ساعت حقیقی میباشد. این مشخصه امکان تنظیم فشار در ساعات پیک بار و ساعات بی باری بصورت متفاوت را میدهد. 2- قابلیت تعریف شانزده فشار رفرنس پیش تنظیم با انتخاب چهار ورودی دیجیتال بصورت اعداد باینری صفر تا 15 پیش بینی شده است و این قابلیت میتواند درکابردهائی نظیر مزارع تحت فشار با تغییر در منطقه آبیاری تحت فشار رفرنس فشار را تغییر داد. همچنین میتوان در شبکه های توزیع با توجه به نیاز بهره بردار فشار مطلوب را بصورت فشار پله ای تغییر داد. 3- تابع Sleep یا تابع خاموش کردن موقت پمپ ها به جهت توقف مصرف پیش بینی شده است. در ضمن روشن شدن پمپ Dormancy یا بعبارتی پمپ کوچک موازی پمپ های اصلی با کاربرد ایجاد فشار مطلوب در شبکه به هنگام توقف کل پمپ های اصلی نیز مکمل تابع Sleep میباشد. لذا با تعریف یکی از رله ها بعنوان فرمان کنتاکتور Dormancy Pump بصورت اتوماتیک به هنگام Sleep روشن شده و مجددا پس از استارت پمپ های اصلی در شرایط Wakeup خاموش میشود. انتخاب شرایط شروع به کارکرد پمپ های اصلی یا به اصطالح Wakeup براساس تعریف فشار و تاخیر زمانی متناسب میباشد. جهت روشن شدن پمپ Dormancy تولرانس فشار از فرکانس مرجع قابل تعریف است. 4- یکی از توابع سیستم پمپ روشن شدن چرخشی پمپ های خاموش به جهت عدم زنگ زدگی و خوردگی این پمپ ها بصورت زمانی میباشد. و همچنین باعث کارکرد یکسان تمام پمپها از نظر زمانی می شود. این تابع زمانی جهت پمپ های تحت کنترل دور متغییر و پمپ های فرکانس ثابت متصل به شبکه بصورت مستقل قابل تعریف است. 5- قابلیت تامین سطح مطلوب آب مخازن توسط گروه پمپ های موازی پیش بینی شده است. لذا با توجه به ارتفاع سطح مطلوب آب درایو پمپ را تحت کنترل می گیرد. جهت تعیین سطح مخزن میتواند بصورت سیگنال آنالوگ از سنسور سطح آب در مخزن ویا بصورت سه میکروسوئیچ سطح Up و Down و Shortage استفاده شود. استفاده از سنسور سطح مخزن بصورت آنالوگ با قابلیت تعیین رفرنس سطح بصورت پیوسته کنترل دقیق سطح مطلوب مخزن امکان پذیر میباشد. 6- قابلیت تعریف پمپ لجن کش جهت تخلیه لجن کف مخازن با استفاده ازمیکروسوئیچ های تعیین سطح لجن در مخزن وجود دارد. این قابلیت توسط تعریف دو ورودی دیجیتال بعنوان حداقل و حداکثر لجن کف مخزن و تعریف یکی از رله ها بعنوان فرمان استارت به شبکه ( DOL یا سافت استارت ) انجام میشود. 7- امکان استارت دستی هر پمپ با درایو و سپس تحویل به شبکه جهت تست و سرویس پمپها وجود دارد. 8- امکان تعریف ورودی دیجیتال برای هر پمپ به منظور نشان دادن آماده بکار بودن هر پمپ یا تحت سرویس بودن آن وجود دارد. در پروسه تثبیت فشار سیستم درصورت کارنکردن هر یک از پمپ ها سیستم از پمپ بعدی استفاده میکند و پمپ معیوب را ثبت می کند. 9- هشدار) )Warning روی پانل و یا فعال کردن رله های خروجی برد کنترل به هنگام کاهش و یا افزایش بیش از فشار ازحدود تعیین شده در نرم افزار. جهت اطالعات تکمیلی تنظیمات و کاربردها به دستورالعمل راه اندازی MX مراجعه نمائید. 20