فرآیندها و تجهیزات بسیاری در سطح صنایع مختلف از جمله صنایع نیروگاهی برای تولید گشتاور از موتورهای الکتریکی استفاده می‌کنند. این موتورها وظیفه‌ی تبدیل انرژی الکتریکی به کار مکانیکی را بر عهده دارند. موتورها براساس امکان تولید مقدار گشتاور خروجی مورد نیاز سیستم که از طریق مشخصات پمپ‌ها یا کمپرسورها و پس از محاسبه‌ی دبی و هد مورد نیاز سیستم تعیین می‌شود، انتخاب می‌شوند.
از آن‌جا که در طراحی‌های انجام شده، محاسبات برای امکان پاسخ‌گویی در سخت‌ترین شرایط انجام شده‌اند، سعی بر آن بوده که موتور بتواند پاسخ‌گوی نیاز سیستم در آن شرایط باشد. اما سیستم‌های مذکور همیشه در حالت طراحی عمل نمی‌کنند و نیازی به تولید حداکثر گشتاور ممکن که براساس آن طراحی و انتخاب شده‌اند، وجود ندارد.
چنانچه در این زمان‌ها، که درصد بزرگی از عمر ماشین‌های الکتریکی را نیز به خود اختصاص می‌دهد، امکان هماهنگ شدن با سیستم وجود نداشته باشد، ماشین پیوسته در حالت بیشینه مصرف انرژی خود کار می‌کند.
با مجموعه بهین نیرو در ادامه همراه باشید تا به طور کامل به بررس یاستفاده از درایو سرعت متغیر جهت بهینه سازی مصرف انرژی در چاه های عمیق بپردازیم. شما همچنین می توانید برای مشاهده پروژه ها، محصولات و خدمات شرکت بهین نیرو می توانید کلیک فرمایید.
از آن‌جایی که در این زمان تجهیزات می‌توانند با میزان توان کمتری پاسخ‌گوی نیاز سیستم باشند بخش بزرگی از انرژی مصرف شده به هدر رفته است. پمپ‌ها و فن‌ها از عمده‌ترین مصرف‌کنندهای موتورهای الکتریکی هستند. تنظیم دور در هر دوی این تجهیزات اعم از تنظیم دبی خروجی پمپ در شرایط عملکرد متفاوت و یا دور فن با توجه به دبی هوای مورد نیاز، مسئله‌ی بسیار مهمی است. انتخاب پمپ‌ها معمولاً براساس نیاز تعدادی از مصرف‌کنندگان است. بنابراین، درصورتی‌که هریک از این مصرف‌کنندگان به دلیلی از مدار خارج شوند و یا بیشینه نیاز خود را از سیستم طلب ننمایند، پمپ می‌بایست خارج از محدوده کارکرد خود عمل نماید که علت این موضوع عدم امکان تنظیم سرعت در موتورهای الکتریکی است. از جمله دیگر موارد می‌توان به درنظر گرفته شدن خط حداقل جریان (Minimum flow)، در خروجی پمپ‌ها اشاره نمود. این مسیر برای زمان‌هایی تعبیه می‌شود که مصرف در پایین دست پمپ به حدی کاهش پیدا کرده که می‌تواند برای این تجهیز دوار مشکل‌ساز گردد. از آن‌جا که امکان تنظیم دور موتور با میزان جریان خروجی مورد نیاز وجود ندارد تمهیداتی دیده می‌شود که صرفاً با تولید یک جریان چرخشی از خروجی پمپ به مخزن، دبی به زیر مقدار حداقل جریان نرسد. این موضوع نیز یکی از محل‌های اتلاف انرژی است که در صورت استفاده از تجهیزی که بتواند دور موتور را کنترل نماید، قابلیت بهینه سازی مصرف انرژی دارد.
تجهیزاتی هستند که بتوانند عملکرد مورتورهای الکتریکی را با شرایط فرآیندی و تجهیزات دواری که از آن استفاده می‌کنند هماهنگ سازند. با استفاده از این تجهیزات کنترلی، این امکان فراهم می‌آید تا ماشین‌های الکتریکی با توجه به میزان بار وارده به سیستم، برای شبکه تولید بار نمایند و از هدررفت انرژی ناشی از کارکرد غیرکنترل‌شده این ماشین‌ها جلوگیری کنند.
درایو در موتورهای الکتریکی عبارت است از سیستمی که سرعت و گشتاور آن را کنترل می‌کند.
راه‌انداز سرعت متغیر الکتریکی (VFD) یک سیستم برای کنترل کردن سرعت چرخش یک موتور AC با کنترل کردن فرکانس تغذیه‌ی اعمال شده به آن است. بهره‌گیری از این تجهیزات می‌تواند تا حد قابل قبولی در کاهش مصرف انرژی ماشین‌های الکتریکی مؤثر باشد
مطالعات نشان می‌دهد، در کاربردهایی نظیر پمپ و فن، استفاده از درایوها تا ۵۰% در کاهش مصرف انرژی مؤثر است. اما متأسفانه در اکثر نیروگاه‌های کشور از این پتانسیل قابل‌توجه برای صرفه‌جوئی در مصارف داخلی انرژی نیروگاه استفاده نمی‌شود.
این در حالیست که طبق آمار تولید مصرف نیروگاه‌های کشور، مصرف داخلی آن‌ها بین ۵ تا ۱۴ درصد برق تولیدی نیروگاه است. استفاده از VFD برای تغییر شرایط عملکردی پمپ‌ها و فن‌ها (با تغییر سرعت الکتروموتور) علاوه بر صرفه‌جویی انرژی و کاهش نشر CO۲، منجر به کاهش هزینه‌های نگهداری، کاهش اختلال سیستم قدرت در زمان راه‌اندازی و بهبود عملکرد موتور و واحد شده و بازده حرارتی واحد را نیز بهبود می‌بخشد.
در پژوهشی در ایالات متحده آمریکا در سال ۱۹۹۱، برآوردهای اقتصادی برای استفاده از درایوهای تنظیم سرعت در موتورهای بزرگ پنجاه واحد نیروگاهی، انجام شده است. این مطالعه نشان می‌دهد که صرفه‌جویی حاصل از این کار به‌حدی است که هزینه‌های نصب درایو را توجیه‌پذیر می‌نماید. طبق محاسبات این پژوهش، فن‌های هوای بویلر، پمپ‌های کندانس و پمپ‌های تغذیه آب بویلر در اولویت قرار دارند. همچنین، نتایج مطالعات اثبات می‌کند که با توجه به حذف تجهیزات مکانیکی از جمله مانند شیر کنترل جریان، گیربکس، دمپر خروجی و …، سرمایه‌گذاری ثابت اولیه برای استفاده از VFD نیز توجیه‌پذیر است
با توجه به مزایای گسترده، درایوها در دسته‌های مختلفی کاربرد یافته و برای راه‌اندازی انواع پمپ، فن، آسانسور، جرثقیل، نوار نقاله، دستگاه اکسترودر و … استفاده می‌شوند.
– کاهش انرژی مصرفی و هزینه برق
– روشن و خاموش نمودن موتور بدون نیاز به قطع و وصل برق اصلی
– کاهش جریان راه‌اندازی، افزایش طول عمر موتور، جلوگیری از افت ولتاژ شبکه و صدمه به سایر تجهیزات
– افزایش طول عمر اجزای مکانیکی مانند کوپلینگ، گیربکس، تسمه، زنجیر(در اثر راه‌اندازی نرم و بدون ضربه موتور)
– امکان تغییر سرعت موتور
– حفاظت در برابر اضافه بار (چنانچه بار موتور از مقدار مجاز بیشتر شود، اینورتر موتور را خاموش نموده و آلارم اضافه بار می‌دهد.)
– کارکرد موتور در شرایط ولتاژ ورودی متغیر
- امکان کنترل از راه دور
– ایجاد سرعت بیشتر از سرعت نامی موتور
– امکان برنامه‌ریزی کردن حرکت موتور
– حفاظت موتور در برابر اضافه بار که در این حالت
– تعویض آسان جهت چرخش موتور (در کابردهایی که موتور به طور مداوم چپگرد، راستگرد و یا خاموش می‌شود.)
– امکان ایجاد فشار ثابت در خروجی پمپ‌ها (اینورتر به صورت هوشمند میزان بار وارده به موتور را تشخیص داده و متناسب با همان بار، به موتور جریان می‌دهد. این جریان در بسیاری از مواقع از جریان نامی موتور کمتر است.)
– کاهش توان راکتیو با استفاده از بانک خازنی
