تبلیغات
واردات و تامین تجهیزات اتوماسیون صنعتی - کاربرد اینورتر در کنترل موتورهای صنعتی و صرفه جویی انرژی

واردات و تامین تجهیزات اتوماسیون صنعتی

بحت انرژی از دو دیدگاه اقتصادی و زیست محیطی حائز اهمیت است . بهینه سازی مصرف انرژی به این معنی است كه بتوان با استفاده از تجهیزات و یا مدیریت بهتر همان كار را ولی با مصرف انرژی كمتر انجام بدهیم .

صرفه جوئی انرژی می تواند با استفاده از تجهیزات بهتر نظیر : عایق بندی مطلوب ، افزایش راندمان سیسمتهای حرارتی، و بازیابی تلفات حرارتی بدست آید از طرف دیگر اعمال مدیریت انرژی، بمنظور درك سیستمهای موجود و طریقه استفاده از آنها، میتواند در كاهش مصرف انرژی نقش مهمی داشته باشد. در سیاست گذاری انرژی باید سازمانها رویكرد سیستمی داشته باشند. برای مثال در بهینه سازی مصرف انرژی الكتریكی هدف تنها كاهش هزینه های انرژی یك یا چند الكتروموتور مشخص نیست، بلكه باید آثار اقدامات مورد نظر روی سایر سیستمها نیز بدقت مورد توجه قرار گیرد. در یک بنگاه اقتصادی صرفه جوئی انرژی میتواند موجب برتری رقابتی بنگاه گردد.

در اغلب بخشهای صنعتی انرژی الكتریكی مهمترین منبع انرژی صنعت بشمار می رود . از آنجا كه موتورهای الكتریكی، مصرف كننده اصلی انرژی الكتریكی در كارخانجات صنعتی میباشند. لذا بهینه سازی مصرف انرژی در موتورهای الكتریكی از اهمیت ویژه ای برخوردار خواهد بود . برای درك اهمیت بهینه سازی مصرف انرژی به این مورد اشاره می كنیم كه اگر راندمان موتورهای الكتریكی القائی موجود در اروپا تنها به میزان 1% افزایش یابد، هزینه مصرف انرژی الكتریكی به میزان 6/1 میلیارد دلار در سال كاهش خواهد یافت .

آمار منتشر شده از سوی وزارت نیرو نشان می دهد در سال 1373 ، 5/38% از كل انرژی الكتریكی مصرف شده در ایران توسط موتورهای الكتریكی بوده است[F1]. البته این میزان در كشورهای صنعتی تا 65% می رسد و شاخص خوبی برای نشان دادن سطح صنعتی شدن یك كشور می باشد[10] . اهداف بهینه سازی مصرف انرژیرا میتوان بصورت زیر بیان نمود:

استفاده منطقی از انرژی

حفظ منابع انرژی

اصلاح میزان مصرف انرژی در بخشهای مصرف كننده انرژی

كاهش گازهای گلخانه ای و آلودگی هوا

اصلاح وضعیت موجود

کسب برتری رقابتی در بنگاههای اقتصادی

می توان اقدامات مختلفی برای صرفه جوئی انرژی الكتریكی در الكتروموتورهای صنعتی بعمل آورد. در حالت كلی این اقدامات به دو دسته تقسیم میشود:

1- اقدامات مربوط به طراحی موتور

2- اقدامات مربوط به بهره برداری از موتورها

اقدامات مربوط به بهره برداری از موتورها را نیز میتوان به دو دسته تقسیم نمود:

1- اقدامات روی موتور، نظیر تهویه، روغنكاری، و بارگذاری

2- استفاده از درایو یا کنترل کننده دور موتور

در این مقاله نخست روشهای بهینه سازی مصرف انرژی در موتورهای الكتریكی را مورد بحث قرار می دهیم سپس كاربرد درایوها در كنترل موتورهای الكتریكی و تاثیری كه آنها می تواند در صرفه جوئی مصرف انرژی بگذارند مورد بررسی قرار خواهد گرفت .

1- مصرف انرژی در موتورهای الکتریکی
در سالهای اخیر بهینه سازی مصرف انرژی در صنایع بدلایل اقتصادی و زیست محیطی اهمیت بیشتری یافته و موجب شده است كه اقدامات عملی گسترده ای در این زمینه بعمل آید. علی رغم اینكه یكی از بزرگترین مصرف كنندگان انرژی الكتریكی در بخش صنعت موتورهای الكتریكی می باشند ، لیكن در زمینه افزایش بازدهی مبدلهای انرژی الكتریكی به مكانیكی مستقر در صنایع اقدامات عملی چندانی بعمل نیامده است. بدیهی است كه افزایش بازدهی محرك های صنعتی نه تنها از نظر اقتصادی مورد توجه استفاده كنندگان می باشد بلكه در برنامه‌ریزی انرژی در سطح ملی نیز حائز اهمیت است .

مطالعات انجام شده در صنایع ایران حکایت از وضعیت نابسامان انتخاب و بهره برداری از موتورهای الکتریکی دارد [F1]. بر اساس این تحقیقات اغلب موتورها بزرگتر از میزان نیاز انتخاب شده و در شرائط بدی نگه داشته میشوند. استفاده از موتورهای با راندمان بالا در ایران رایج نبوده و گزارش موثری از استفاده از درایو جهت صرفه جوئی انرژی در دست نیست. كاربردهای صنعتی بسیاری می تو.ان یافت كه موتورها در بازدهی بسیار پایین تر از مقدار حداكثر قرار دارند . بعنوان مثال در یكی از كارخانجات صنعتی كشورمان در یك مورد ، متوسط توان مصرفی در یك موتور القائی سه فاز صنعتی تنها 28% توان نامی اندازه گیری شده است [F1]. بدیهی است پایین بودن توان خروجی، تا این حد تاثیرات منفی قابل توجهی بر بازدهی و ضریب توان موتور خواهد داشت .

از سوی دیگر دولت نیز نتوانسته است در ترویج فرهنگ استفاده بهینه از انرژی الکتریکی توفیقات خوبی داشته باشد. بعنوان مثال وزارت نیرو و سازمانهای وابسته به آن که مشخصا در زمینه بهینه سازی مصرف انرژی الکتریکی در سطح کلان عمل میکند هنوز در ارتباط با کاهش مصرف داخلی نیروگاهها اقدام موثری بعمل نیاورده است. در حالیکه پتانسیل صرفه جوئی انرژی الکتریکی زیادی در نیروگاهها وجود دارد.

2- موانع در سیاست گذاری انرژی

در ایران موانعی که سر راه بهینه سازی مصرف انرژی الکتریکی وجود دارد را میتوان بصورت زیر دسته بندی نمود:

سیاست دولت در پرداخت سوبسید به صنایع

عدم آگاهی مدیران صنایع از روشهای صرفه جوئی انرژی الکتریکی

ضعف دانش فنی مهندسین مرتبط با بهینه سازی مصرف انرژی

نگرانی از ضریب اطمینان درایو و آثار منفی آن روی شبکه و موتور

نداشتن یک رویکرد سیستمی در استفاده از موتورهای با راندمان بالا

3- انتخاب موتور مناسب
موتورهای القائی سه فاز و یك فاز به دلیل تنوع مصرف در كاربردهای زیادی مورد استفاده قرار می گیرند. مشخصه های بارمكانیكی ناشی از كاربرد و مورد مصرف می باشد. بدیهی است موتور در صورتی می تواند بار مكانیكی متصل به آن را تامین كند كه مشخصه عملكردی موتور منطبق بر مشخصه بار مكانیكی باشد .

3-1- تطابق موتور و بار
همانطور كه در بالا اشاره شد موتور و بار دارای مشخصه های خاص خود می باشند . منظور از تطابق بین موتور و بار انطباق بین مشخصه های موتور و مشخصه های بار متصل به محور موتور میباشد .

مشكل اصلی در صنایع كشور آن است كه در اغلب موارد تطابق مطلوبی بین مشخصه های بار و موتور وجود ندارد. توان اغلب موتورها بیش از بار متصل به محور شان می باشد و با توجه به اینكه قیمت تمام شده موتور متناسب با توان آن می‌باشد، لذا بدیهی است انتخاب موتور با توان بیش از نیاز بار، علاوه بر افزایش هزینه اولیه موتور موجب افزایش سایر هزینه ها از قبیل كابل كشی و نصب و راه اندازی و تعمیر خواهد شد .

از طرف دیگر در صورتیكه موتور انتخاب شده بزرگتر از حد لازم باشد در این صورت موتور در حالت بار كامل و یا نزدیك به بار كامل كار نكرده و لذا بازدهی آن پایین تر از مقدار حداكثر آن خواهد بود . و خود این امر اشكالات جدی در بهینه سازی مصرف انرژی ایجاد خواهد كرد .

در موتورهای القائی سه فاز در صورت كاهش میزان بازدهی موتور ، به ویژه به میزان كمتر از 80% بار كامل ، شاهد كاهش قابل توجه در بازدهی موتور خواهیم بود . متاسفانه در اكثر موارد به این نكته توجه نشده و تنها تاثیر نامطلوب انتخاب موتور بزرگتر از حد لازم بر هزینه اولیه مورد توجه قرار می گیرد . در صورتیكه محاسبات انجام شده حاكی از آن است كه تاثیر انتخاب نامناسب موتور بر هزینه های متغیر (هزینه اتلاف انرژی اضافی) قابل توجه و بمراتب بیش از افزایش هزینه ثابت اولیه می باشد .

یك مثال این موضوع را روشن خواهد كرد :

مثال : فرض می كنیم برای انجام یك كار مكانیكی ، موتور القائی سه فاز با توان خروجی 110 كیلو وات مناسب باشد و بجای آن موتور با توان 132 كیلو وات انتخاب شود . اطلاعات زیر را مورد توجه قرار می دهیم :

بازدهی موتور در بار كامل = 2/94%

بازدهی موتور در 3/83% بار كامل = 5/92%

طول عمر مفید موتور = 15 سال

ضریب كاركرد = 8/0

با انجام كمی محاسبات می توان نتیجه گرفت كه مصرف انرژی در طول 15 سال بمقدار 600/937 كیلو وات ساعت افزایش پیدا خواهد كرد. مطالب فوق این واقعیت را بیان می كند كه انتخاب موتور مناسب به لحاظ اقتصادی حائز اهیمت فراوان بوده و لذا تطابق بین بار و موتور از اهمیت ویژه ای برخوردار است . انتخاب موتور بزرگتر از حداقل مورد نیاز به دلایل زیر غیر اقتصادی می باشد :

1- با افزایش توان موتور قیمت آن یعنی هزینه اولیه افزایش می یابد .

2- با افزایش توان موتور هزینه های نگهداری و تعمیرات آن افزایش می یابد .

3- با افزایش توان موتور بدلیل پایین آمدن ضریب بار ، بازدهی موتور كاهش یافته و بدین ترتیب انرژی تلف شده افزایش می یاید .

3-2- موتورهای با راندمان بالا (Energy Efficient Motors)

گرچه قیمت موتورهای با راندمان بالا بیشتر از موتورهای استاندارد است، ولی در اغلب کاربردها استفاده از آنها کاملا اقتصادی است. مخصوصا در کاربردهائی که:

مدت زمان روشن بودن موتور بیش از زمان خاموش بودن ان باشد

مدت زمان روشن بودن موتور بیش از 2000 ساعت در سال باشد

گشتاور بار نسبتا ثابت بوده و موتور بدرستی به بار تطبیق شده باشد.

استفاده از موتورهای با راندمان بالا توصیه میشود. بارهائی چون میکسرها، نقاله ها و فیدرها از این نوع هستند. اهمیت موضوع وقتی آشکار میشود که توجه کنیم که هزینه انرژی مصرفی یک الکتروموتور در طول عمر مفید آن 10 تا 20 برابر قیمت موتور است[16]. موتورهای با راندمان بالا علاوه بر صرفه جوئی انرژی معمولا مزیتهای دیگری نیز دارند. برای مثال آنها جریان های بیشتری را در هنگام راه اندازی تحمل میکنند و حرارت و نویزکمتری تولید میکنند. هر چند که موتورهای با راندمان بالا تنها 2 تا 3 درصد راندمان را بهبود میدهند، اما اگر در انتخاب و بکارگیری آنها بجای یک موتور کل سیستم در نظر گرفته شود، اثر بخشی کار بالا خواهد رفت. با رویکرد سیستمی به موضوع و در نظر گرفتن عوامل دیگر نظیر هزینه های تعمیر و نگهداشت و بهره برداری میتوان به کارائی این موتورها بیشتر پی برد. میزان صرفه جوئی انرژی در صورت استفاده از موتور با راندمان بالا، به جای موتورهای استاندارد از رابطه زیر قابل محاسبه است:

در رابطه فوق hp توان موتور بر حسب اسب بخار، l ضریب بار( در صد از بار كامل تقسیم بر 100)، hr ساعات كار در طول سال، c متوسط قیمت انرژی (قیمت هر كیلووات ساعت انرژی)، hstd راندمان موتور استاندارد (%)، و hee راندمان موتور با راندمان بالا (%) است.
توصیه میشود هنگام خرید موتور و یا سفارش ساخت ماشین به سازندگان ماشین از موتورهای با راندمان بالا استفاده گردد. همچنین معمولا اقتصادی است كه بجای سیم پیچی كردن موتورهای سوخته و استفاده مجدد از آنها، از موتورهای با راندمان بالا استفاده گردد. زمان بازگشت سرمایه(به سال) در خرید این نوع موتورها، بطور ساده عبارت خواهد بود از:

4- اقدامات مورد نیاز برای بهبود عملكرد سیستمهای مرتبط با الكتروموتورها

یك موتور معمولا با اجزا و سیستمهای دیگر در ارتباط است. برای بهبود عملكرد الكتروموتورها لازم است سیستمهای مرتبط با موتور نیز در نظر گرفته شود. این سیستمها شامل شبكه برق، كنترل كننده های موتور، الكتروموتور و سیستم انتقال نیرو میگردد.

4-1- كیفیت توان Power Quality

مسائل كیفیت توان شبكه شامل كلیه اختلالات شبكه برق مثل عدم تقارن در ولتاژ، افت ولتاژ، چشمك زدن، اسپایك، سیستم ارت بد ، هارمونیكها و نظایر آن میشود [5]. از آنجا كه كیفیت توان تاثیر زیادی در اتلاف انرژی دارد، لازم است یك مهندس مجرب وضعیت شبكه برق تاسیسات را زیر نظر داشته باشد.

4-2- تثبیت ولتاژ شبكه

تا آنجا كه ممكن است باید ولتاژ اعمالی به موتور نزدیك به ولتاژ كار موتور باشد. گرچه تغییرات 10% در ولتاژ موتور مجاز است اما از نقطه نظر اتلاف انرژی میزان انحراف از ولتاژ نامی موتور باید كمتر از 5% باشد. تغییر ولتاژ موتور موجب افت ضریب قدرت، عمر مفید موتور و راندمان میگردد [6]. شكل(1)

شکل(1): بررسی تائیر تغییرات ولتاژ اعمالی به موتور روی تورک، جریان راه اندازی، جریان بار کامل، راندمان و ضریب قدرت

اگر ولتاژ موتور بیش از 5% كاهش پیدا كند، راندمان بین 2 تا 4 درصد افت پیدا كرده و دمای موتور حدود 15 درجه افزایش می یابد و این افزایش دما عمر عایق موتور را كاهش خواهد داد. در شكل(2) عمر موتور در دماهای كار مختلف و با كلاسهای عایقی مختلف نشان داده شده است.

شکل (2): بررسی تاثیر دمای کلافهای موتور روی عمر مفید آن برای موتورهای با کلاس عایقی مختلف

4-3- عدم تقارن فاز
عدم تقارن فاز باید كمتر از 1% باشد. عدم تقارن فاز بصورت زیر توسط NEMA تعریف شده است:

برای مثال اگر ولتاژهای فاز بترتیب 462 و 463 و 455 ولت باشد. متوسط ولتاژ سه فاز برابر با 460 ولت میشود و در صد عدم تقارن بصورت زیر محاسبه خواهد شد:

ضریب قدرت
ضریب قدرت پائین موجب افزایش جریان كابلها و ترانسقورماتورها و افت ولتاژ شده و بدین ترتیب باعث كاهش ظرفیت سیستم تغذیه میشود [7]. ضریب قدرت پائین ناشی از بار كم در شفت موتور است. در شكل (3) منحنیهای ضریب قدرت برای بارهای مختلف و رنجهای توانی متفاوت موتورها آمده است[8] . بوضوح مشاهده میشود با كاهش بار موتور ضریب قدرت تغییرات قابل توجهی میكند.

5- روشهای عملی برای افزایش بازدهی موتور
اشاره شد كه بالا بردن بازدهی متوسط موتورهای القائی به لحاظ اقتصادی از اهمیت ویژه ای برخوردار است . بدیهی است نحوه عمل و دستیابی به نتایج مطلوب وابسته به نوع و اندازه موتور ، شرایط بارگذاری ، نحوه نگهداری و غیره بوده و لذا نمی توان دستور العمل كلی برای ارتقاء بازدهی كلیه موتورهای القائی ارائه داد. بطور كلی اقدامات لازم برای بالا بردن بازدهی موتورهای القائی را می توان به دو دسته تقسیم نمود . دسته اول تمهیداتی است كه در زمان طراحی و ساخت موتور باید بكار گرفت . دسته دوم شامل مجموعه اقدامات عملی جهت بالا بردن بازدهی موتورهای القائی در حال كار در صنایع می شود .


نویسندگان

سیستم های کنترل دور: 

    images/stories/R.png

  images/stories/lenze.png

  images/stories/toyo-logo.png  

    images/stories/gefran.png

   images/stories/delta.png

راه انداز نرم موتور:        

      images/stories/happen.png

لوازم تکمیلی کنترل دورها :

 images/stories/EAGTOP.gif

 گیربکس  و متغیر مکانیکی :

 images/stories/lenze.png  images/stories/tranc.png

 ترمز و کلاج صنعتی:

 images/stories/lenze.png  images/stories/logo_intorq.gif

 PLC – HMI –POWER SUPPLY :

 images/stories/acro.png  

 images/stories/Beijer.png

 images/stories/fatek.png

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :

گروه موتورکنترل فعالیت خود را در سال 1365 در زمینه مشاوره و فروش محصولات اتوماسیون صنعتی در قلب بازار صنعت ایران ( خیابان سعدی ) آغاز نموده است. ارتقاء دانش فنی و توانمندیهای علمی به گونه ای که همگامی با پیشرفت های تکنولوژیکی  در داخل کشور و سایر نقاط جهان و بهره گیری موثر از محصولات نوین اتوماسیون صنعتی  در اقتصادی ترین شکل ، همواره مد نظر گروه موتور کنترل بوده و می باشد ، به گونه ای که امروز به عنوان اولین مرکز تخصصی فروش ، مشاوره و اجرای پروژه های سیستم های کنترل دور موتور به روشهای الکترونیکی و الکترومکانیکی در بالا ترین سطح کیفی ، کارایی و بهینه ترین شرایط اقتصادی به صنعتگران گرامی ارائه خدمت می نماید.
این گروه آمادگی خود را جهت ارایه بهترین شرایط در زمینه فروش محصولات اتوماسیون صنعتی ،بهینه سازی خطوط تولید خدمات مشاوره و مهندسی ، خدمات
  گارانتی و تعمیرات سیستم های کنترل دور  در وسیع ترین سطح اعلام می نماید.

در حال حاظر گروه موتور كنترل به عنوان مرجع اصلی واردات و تامین تجهیزات صنعتی  و اتوماسیون صنعتی در سطح وسیع آماده ارائه خدمت به صنعت گران گرامی می باشد .

گروه موتور كنترل نماینده فروش و خدمات كمپانی های زیر را داراست: ENCOM - DELTA - YILMAZ - LG - EGTOP-LENZE-RHYMEBUS -TRANSTECNO