điều khiển bơm quạt bằng biến tần

ĐIỀU KHIỂN BƠM – QUẠT Thay đổi phương pháp khởi động bơm điện Có 04 phương pháp khởi động chính: DOL khởi động trực tiếp (dòng khởi động5 -> x FLC) SD khởi động sao/tam giác (dòng khởi động x FLC) SS khởi động khởi động mềm (dòng khởi động 2.8 x 3.5 x FLC) VSD khởi động dùng biến tần (dòng khởi động < x FLC) Kiểu lắp đặt truyền thống Động cấp nguồn trực tiếp Tốc độ động = tốc độ đònh mức Thay đổi lưu lượng cách hạn chế đầu vào ra… Giảm lưu lượng công suất tiêu tốn giảm Chẳng hạn: Điều chỉnh lưu lượng van khống chế ngõ Ở 80% lưu lượng đònh mức – công suất tiêu tốn cho bơm 95% công suất đònh mức bơm Kiểu lắp đặt dùng biến tần Động cấp nguồn thông qua biến tần Giới hạn thiết bò dùng để hạn chế ngõ Lưu lượng thay đổi cách thay đổi tốc độ động Thí dụ bơm điều khiển biến tần : Điều chỉnh lưu lượng biến tần Ở 80% lưu lượng đònh mức công suất tiêu thụ 50% công suất đònh mức Tổng quan điều khiển bơm quạt biến tần Áp suất bơm không đổi Lưu lượng bơm không đổi Các bơm Booster Các lợi nhuận mang lại từ việc dùng biến tần Tiết kiệm điện Nâng cao tính làm việc Điều khiển nhiều bơm 01 biến tần Giảm thuế nhập thiết bò Đường cong đặc tính bơm Power Điều khiển dùng van 100% 90% Dùng biến tần 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Flow Hệ thống điều khiển dùng van tiết lưu Cơ cấu chấp hành van tiết lưu Bơm với động đẳng tốc Hệ thống điều khiển Cảm biến áp suất lưu lượng Các đường cong đặc tính bơm Head in m H N = 1480 RPM 80 1Xn 30% 50% 60% H- 70% 70 off system curve 80% 85% 87% 0.9 X n H - on 60 sysstem curve 88% 87% 50 85% 0.8 X n 80% 40 0.7 X n 30 0.6 X n 20 Các đường cong hiệu suất 0.5 X n Các đường cong bơm 0.4 X n Đường cong hệ thống 10 10 20 Q off 30 Q VSD Q 40 Q Flow rate m /min on Hệ thống thay đổi lưu lượng dùng van tiết lưu Cột áp tính theo m H20 80 Công suất tiêu tốn theo lưu lượng Lưu lượng 1Xn 80% 60% 100% 50% 90% 70% 70 Cột áp tỉnh 20 m 0.9 X n 60 50 0.8 X n 40 0.7 X n 30 Cột áp tónh 20 0.6 X n 0.5 X n n = 1480 RPM Đường cong hiệu suất 0.4 X n 10 Đường cong bơm Đường cong hệ thống 10 20 50% lưu lượng 30 100%lưu lượng 40 Q tỷ lệ lưu lượng m3/min Công suất tổn hao hệ thống điều khiển lưu lượng dùng van tiết lưu Chiều cao cột áp tính theo m H20 80 Hệ thống điều khiển dùng tiết lưu 1Xn 70 Hệ thống không dùng tiết lưu 0.9 X n 60 Công suất bỏ phí 50 0.8 X n 40 0.7 X n 30 Công suất Có ích 20 Các ảnh hưởng công suất bỏ phí 1) Tràn sủi bọt khí 2) Tăng nhiệt độ chất lỏng 3) Bảo dưỡng hệ thống Tổng công suất tiêu thụ 0.6 X n 0.5 X n n = 1480 RPM Đường cong hiệu suất 0.4 X n 10 Đường cong bơm Đường cong hệ thống 10 20 50% lưu lượng 30 100% lưu lượng 40 Q tỷ lệ lưu lượng m3/min 10 Giải pháp Schneider Electric Khởi động ng mềm Altistart 48 Biến tần Altivar 38 17 Điều khiển bơm với biến tần Toàn hệ thống bơm điều khiển 01 biến tần Áp suất toàn hệ thống không đổi với giá trò lưu lượng Không giới hạn số lần khởi động Chuyển đổi bơm (pump switching) Giữ ổn đònh áp suất đường ống Tiết kiệm lượng Lắp đặt đơn giản khả phân tích tích hợp 18 Telemecanique ATV38 ATV58 1) Card chuyển đổi bơm giữ nguyên áp suất đường ống với giá trò lưu lượng Biến tần điều khiển việc khởi động dừng bơm phụ đẳng tốc điều chỉnh tốc độ bơm biến tốc để giữ nguyên áp suất đường ống 2) Chức card chuyển đổi bơm có sẵn Controller Inside Card (do trung tâm ứng dung Napier lập trình phát triển nên) 3) Hệ thống điều khiển bơm thứ nằm Controller Insider đưa bán thời gian sớm nhất, dựa chương trình điều khiển bơm mở rộng trung tâm PDL Electronics phát triển dành cho sản phẩm PDL Đồng thời trung tâm ứng dụng Napier phát triển 19 Phần mềm điều khiển bơm (ATV61) ATV 61 + CI Card IP54 I/O lập trình riêng biệt Tích hợp truyền thông nối tiếp Nguồn cấp 24V DC mạnh mẽ Hai ngõ vào Analog chọn theo đònh dạng theo hàm ATV 61 Controller Inside Có đầy đủ đặc điểm điều khiển PID Kỹ thuật Flash ROM 20 ATV61 với Card chuyển đổi nhiều bơm Bơm thay đổi tốc độ để trì áp suất Toàn hệ thống bơm điều khiển 01 biến tần Lưu lượng LD P3 LD P2 LD P1 P1 LD P2 P1 số bơm 21 Các đặc điểm nâng cao Thuật toán làm đầy đường ống (Pipe fill) Điểm đặt ramp Điểm đặt bù lưu lượng Tự động shut down ( “sleep and wake mode”) Tự động dừng Chế độ đáp ứng nhanh / chậm Lắp đặt đơn giản tích hợp phân tích 22 Làm đầy đường ống – Điểm đặt Ramp – Điều khiển PID Hoàn tất ramp đặt Chỉnh PID Điểm đặt Tốc độ Min Tốc độ không Cửa sổ ramp đặt t 23 Điều khiển PID không cần đặt Ramp thuật toán “Pipe fill” Set point ramp complete Chỉnh PID Điểm đặt Tốc độ Min Tốc độ không Set point ramp window t 24 Card điều khiển bơm ATV61 điều khiển chương trình bơm 25 Thêm vài đặc điểm điều khiển bơm Việc chuyển đổi lưu lượng dùng lỗi không yêu cầu phải ngắt thiết bò Bộ điều khiển lưu lượng ngõ vào xung, chẳng hạn điều khiển lưu lượng ECAN Tự động tắt (turn off) -> điều khiển tưới tiêu Điểm đặt giá trò kép (dual setpoints) Ramp kép tỷ lệ để giảm thiểu tốc độ với bơm bò ngập nước (submersable pumps ) Bảo vệ tuần hoàn sủi bọt khí ??? (Cycling and cavitation protection) Chia nhiệm vụ (Duty Sharing) Ramp đặt Thuật toán làm đầy đường ống (Pipe Fill) Đáp ứng nhanh 26 Dãy ALTISTART 48 230 V - 400V, 50 60 Hz cỡ khác 21 dãy cấp dòng điện / điện áp : 17 đến 1200 A Lên đến 630 kW 400V Một cấp Altistart / cấp motor chuẩn 27 Giai đoạn khởi động dành cho bơm dùng chức điều khiển momen Các khởi động đối thủ (áp dòng): Gia tốc chậm khởi động, nhiệt độ bơm động tăng lên Altistart 48: Điều chỉnh ramp momen Dốc, không phụ thuộc vào tải Thay đổi lưu lượng láng điều áp (giảm tràn van) Chạy nhanh gia tốc không phù hợp tốc độ cuối ramp, gây thay đội áp suất lưu lượng đột ngột đường ống thuỷ lực 28 Giai đoạn dừng cho bơm dùng chức điều khiển Momen Bộ khởi động không nhận biết mức momen Starter đối thủ (dòng áp): Altistart 48: Giảm tốc không theo lệnh Stop tức thời, sau máy bò kẹt Khó chỉnh ramp khiển áp (không ổn đònh) ATS48 nhận biết mức momen Tốc độ giảm xuống có lệnh dừng Có thể set momen giảm tốc giảm ứng suất (water hammer) bơm giật mạnh van Hiệu suất ổn đònh tải thay đổi Kết quả: Miền thuỷ lực ổn đònh 10 29 Các ưu điểm bảo vệ ALTISTART 48 ứng dụng bơm quạt Các hàm thích nghi với ứng dụng bơm quạt : Bảo vệ nhiệt Bảo vệ thấp tải Bảo vệ kẹt rotor Bảo vệ pha Bảo vệ đảo pha Tự động cách ly công tắc tơ lưới cuối trình giảm tốc Khởi động dừng phân tầng (Cascaded) 30 [...]... 2816102 Hệ thống biến tần 2176201 kWh / Year kWh / Year Tiết kiệm 639901 kWh / Year $ 115,182.15 18 Cents / kWh 16 Giải pháp của Schneider Electric Khởi động ng mềm Altistart 48 Biến tần Altivar 38 17 Điều khiển bơm với biến tần Toàn bộ hệ thống bơm được điều khiển chỉ bằng 01 biến tần Áp suất toàn hệ thống không đổi với mọi giá trò lưu lượng Không giới hạn số lần khởi động Chuyển đổi bơm (pump switching)... ATV58 1) Card chuyển đổi bơm giữ nguyên áp suất trong đường ống với mọi giá trò của lưu lượng Biến tần sẽ điều khiển việc khởi động và dừng của các bơm phụ đẳng tốc và điều chỉnh tốc độ bơm biến tốc để giữ nguyên áp suất đường ống 2) Chức năng của card chuyển đổi bơm có sẵn trong Controller Inside Card (do trung tâm ứng dung Napier lập trình và phát triển nên) 3) Hệ thống điều khiển bơm thứ 2 nằm trong... đầy đường ống – Điểm đặt Ramp – Điều khiển PID Hoàn tất ramp đặt Chỉnh PID Điểm đặt Tốc độ Min Tốc độ không Cửa sổ ramp đặt t 23 Điều khiển PID không cần đặt Ramp và thuật toán “Pipe fill” Set point ramp complete Chỉnh PID Điểm đặt Tốc độ Min Tốc độ không Set point ramp window t 24 Card điều khiển bơm ATV61 điều khiển chương trình bơm 25 Thêm vài đặc điểm điều khiển bơm chính Việc chuyển đổi lưu lượng...Hệ thống điều khiển dùng biến tần PI Loop Cảm biến áp suất, lưu lượng và độ bẩn Động cơ và bơm 11 Hệ thống điều khiển lưu lượng dùng biến tần Chiều cao cột áp tính theo m H20 80 Giá trò đặt Công suất tiêu thụ theo lưu lượng Cảm biến lưu lượng 1Xn 60% 50% 90% 100% 70% 80% 70 Cột áp tónh 20 m 0.9 X n 60 50 0.8 X n 40 0.7... thể chọn theo đònh dạng hoặc theo hàm ATV 61 Controller Inside Có đầy đủ đặc điểm của bộ điều khiển PID Kỹ thuật Flash ROM 20 ATV61 với Card chuyển đổi nhiều bơm Bơm chính thay đổi tốc độ để duy trì áp suất Toàn bộ hệ thống bơm được điều khiển chỉ bởi 01 biến tần Lưu lượng LD P3 LD P2 LD 0 P1 P1 LD 1 P2 2 P1 3 4 số bơm 21 Các đặc điểm nâng cao Thuật toán làm đầy đường ống (Pipe fill) Điểm đặt ramp Điểm... 502175 Biến tần Số ngày Vận hành Vận hành 6 365 5 365 7 365 6 365 số giờ Mật độ Chiều cao Gia tốc Hiệu suất Hiệu suất Hiệu suất cột áp Trọng trường bơm Động cơ Biến tần 1000 45.5 9.81 83% 95% 1000 60 9.81 86% 94% 1000 67.5 9.81 73% 92% 1000 71 9.81 54% 90% Tỷ lệ lưu lượng 0.66 0.5 0.33 0.16 Mật độ 1000 1000 1000 1000 Chiều cao Gia tốc Hiệu suất Hiệu suất Hiệu suất cột áp Trọng trường bơm động cơ biến tần. .. bơm chính Việc chuyển đổi lưu lượng sẽ được dùng như một lỗi và không yêu cầu phải ngắt thiết bò Bộ điều khiển lưu lượng ngõ vào xung, chẳng hạn bộ điều khiển lưu lượng ECAN Tự động tắt (turn off) -> điều khiển tưới tiêu Điểm đặt giá trò kép (dual setpoints) Ramp kép tỷ lệ để giảm thiểu tốc độ với những bơm có thể bò ngập nước (submersable pumps ) Bảo vệ tuần hoàn và sủi bọt khí ??? (Cycling and cavitation... khiển bơm thứ 2 nằm trong Controller Insider sẽ được đưa ra bán trong thời gian sớm nhất, dựa trên chương trình điều khiển bơm mở rộng được trung tâm PDL Electronics phát triển dành cho sản phẩm của PDL Đồng thời hiện tại cũng đang được trung tâm ứng dụng Napier phát triển 19 Phần mềm điều khiển bơm (ATV61) ATV 61 + CI Card IP54 I/O lập trình riêng biệt Tích hợp truyền thông nối tiếp Nguồn cấp 24V DC mạnh... ở 400V Một cấp Altistart / cấp motor chuẩn 27 Giai đoạn khởi động dành cho những bơm dùng chức năng điều khiển momen Các bộ khởi động của đối thủ (áp hoặc dòng): Gia tốc chậm khi khởi động, nhiệt độ trong bơm và động cơ tăng lên Altistart 48: Điều chỉnh ramp momen Dốc, không phụ thuộc vào tải Thay đổi lưu lượng láng và điều áp (giảm sự tràn van) Chạy rất nhanh hoặc gia tốc không phù hợp tốc độ ở cuối... đoạn dừng cho những bơm dùng chức năng điều khiển Momen Bộ khởi động không nhận biết mức momen Starter của đối thủ (dòng hoặc áp): Altistart 48: Giảm tốc không theo lệnh Stop tức thời, sau đó máy có thể bò kẹt Khó chỉnh ramp khiển bằng áp (không ổn đònh) ATS48 nhận biết mức momen Tốc độ giảm xuống ngay khi có lệnh dừng Có thể set momen giảm tốc giảm ứng suất (water hammer) trên bơm và giật mạnh trên