اهمیت نصب اینورتر در پمپ های آبیاری و نکات کلیدی آن در الکترومارکت

اهمیت نصب اینورتر در پمپ های آبیاری

سلام.

قصد دارم در مقاله فوق نکات ویژه و طلایی در زمینه نصب اینورتر برای سیستم های پمپاژ آبیاری و اهمیت نصب اینورتر در کاربرد های پمپاژ را توضیح دهم.

درایو سرعت متغیر (VSD) برای پمپاژ آبیاری

Variable Speed Drive (VSD) for Irrigation Pumping

آبیاری مزارع به وسیله پمپاژ آب می تواند هزینه بزرگی قلمداد شود.

در سال 2003 بیش از 500000 پمپ آبیاری مورد استفاده قرار گرفت.

و در کل هزینه انرژی در سراسر کشور بیش از 5/15 میلیارد دلار تخمین زده شد.

بهبود بهره وری پمپ های آبیاری دارای مزایای بسیاری بود.

از جمله می توان به بهره وری مزرعه آبیاری شده اشاره کرد.

هنگامیکه یک پمپ تک مورد نیاز است تا بیش از یک برد از مقادیر جریان و فشار اعمال شود، روش استاندارد، طراحی پمپ برای مواجه شدن با بیشترین تقاضا از خروجی جریان و فشار است.

به همین دلیل معمولا پمپ ها با اندازه بزرگ هستند

و آن ها در بیش از یک طیف از خدمات به صورت ناکارآمدی عمل خواهند کرد.

این وضعیت، اهمیت نصب اینورتر را نشان میدهد که میتوان با استفاده از روش های کنترل نظیر یک درایو سرعت متغیر ، فرصتی را برای کاهش انرژی مورد نیاز ارائه می نماید.

اکثر سیستم های موجود به یک روش کنترل نیازمند است، که این روش کنترل شامل خطوط کنارگذر، شیرهای تنظیم جریان، مولتی پمپ یا تنظیم سرعت پمپ می باشند.

شکل 1 تا 3 روش های کنترل رایج شامل سرعت متغیر یا پتانسیل ذخیره انرژی را نشان می دهند.

“بطور معمول تغییر سرعت مؤثرترین روش کنترل به شمار می رود.

هنگامیکه سرعت پمپ کاهش می یابد، انرژی کمتری توسط واحد توان پمپ استفاده میشود پس در نتیجه انرژی کمتری تلف شده و یا صرف کنارگذر می گردد.

سرعت پمپ به سرعت چرخش شفت پمپ بستگی دارد.

شفت به پروانه متصل است.

پروانه به آب انرژی می افزاید.

کاهش چرخش پروانه انرژی انتقالی به آب و در نهایت توان مصرفی پمپ را کاهش می دهد.

سرعت پمپ از چند طریق می تواند کنترل شود:

• مکانیکی (خط درایو به طور مستقیم به یک موتور سرعت متغیر متصل باشد)
• هیدرولیکی (کوپلاژ هیدرولیکی)
• تنظیمات قرقره سرعت متغیر
• تعویض گیربکس (ورودی سرعت ثابت با خروجی سرعت متغیر)
• کوپلاژ مغناطیسی (ورودی سرعت ثابت با خروجی سرعت متغیر)
• الکتریکی (موتور القایی با استفاده از درایو فرکانس متغیر)

مشخصه های سیستم پمپاژ هیدرولیکی

Pumping system hydraulic characteristics

پمپ ها می توانند در چند دسته گسترده از جمله جابجایی مثبت و روتودینامیک قرار بگیرند.

در ادامه توصیه میشود مطالعه شود: اثرات تغییر سرعت بر پمپ های سانتریفیوژ (روتودینامیک)

اکثر پمپ های مورد استفاده برای پمپاژ آبیاری کشاورزی از مفهوم روتودینامیک پیروی می کنند چنانکه انرژی را با استفاده از یک پروانه چرخش به آب منتقل می کنند.

پمپ ها انرژی را توسط موارد زیر به آب اضافه می کنند:

• بالا بردن ارتفاع (بلندی) آب
• افزایش فشار آب به عنوان خروجی پمپ. این فشار برای انتقال آب از طریق سیستم آبیاری استفاده می شود.

هنگام ارزیابی پمپ ها، برای غلبه بر اتلاف اصطکاک در سیستم رویکرد آن باید به کار گرفته شوند؛ که شامل تمام اجزا، انرژی ورودی (توسط پمپ)، الزامات فشار سیستم آبیاری و انرژی می شوند.

نیاز کلی انرژی برای یک سیستم پمپاژ توسط الزامات بار استاتیکی و بار اصطکاکی سیستم تعریف می شود.

در سیستم های پمپاژ انرژی کل اغلب به بار دینامیکی کل بستگی دارد.

بار دینامیکی کل شامل دو بخش است:

بار استاتیکی و بار اصطکاکی.

بار استاتیکی مجموع اختلاف ارتفاع موجود و  همچنین نقطه معینی از مایع است که در حال نقل مکان تحت بار فشاری است.

بار استاتیکی مستقل از میزان جریان است،

بار اصطکاکی انرژی مورد نیاز برای غلبه بر اتلاف اصطکاک در سیستم است که ناشی از آب در حال حرکت توسط لوله ها، شیر ها و دیگر اجزای سیستم می باشد. همانطور که در شکل 5 نشان داده شده است،

این اتلاف متناسب با مربع میزان جریان می باشد.

اهمیت نصب اینورتر

سومین بخش از بار دینامیکی بار سرعتی است.

این بخش در سیستم های آبیاری بطور قابل توجهی کوچک است و اغلب نادیده گرفته می شود زیرا به طور معمول در مقایسه با اجزای بار استاتیکی و بار اصطکاکی ناچیز است.

به منظور انتخاب پمپ مناسب، مشخصه های سیستم عامل لازم است شناخته شوند.

منحنی یک سیستم مرتبط با نسبت میزان جریان به بار کل، نیازمند توسعه می باشد.

در کل منحنی سیستم همانطور که در شکل 6 می بینید، شامل مجموع بار استاتیکی و باز اصطکاکی خواهد بود.

اصطکاکی ناچیز است.

به‌منظور انتخاب پمپ مناسب، مشخصه‌های سیستم‌عامل لازم است شناخته شوند.

منحنی یک سیستم مرتبط با نسبت میزان جریان به باز کل، نیازمند توسعه هست.

در کل منحنی سیستم همان‌طور که در شکل 6 می‌بینید، شامل مجموع بار استاتیکی و باز اصطکاکی خواهد بود.

عملکرد یک پمپ معمولاً به‌صورت گرافیکی در یک منحنی پمپ نشان داده می‌شود.

یک منحنی پمپ ارتباط بین بار دینامیکی کل و میزان جریان را نشان می‌دهد.

پمپ‌های روتودینامیک دارای منحنی‌هایی هستند که در آن بار، با افزایش جریان به‌تدریج افت می‌کند، شکل 7.

هنگامی‌که منحنی یک پمپ و منحنی یک سیستم ترکیب می‌شوند، تقاطع منحنی پمپ و سیستم نقطه‌ای است که در آن پمپ عمل می‌کند، شکل8.

مشخصه‌های عملکرد پمپ به‌سرعت چرخش پمپ مربوط می‌شود.

معادلات مربوط به پارامترهای عملکرد پمپ نسبت به‌سرعت به‌عنوان قوانین Affinity شناخته‌ شده‌اند.

که در محاسبه بالا:

میزان جریان = Q

باز یا فشار = H

توان مفید hp = BHD

سرعت شفت چرخشی rpm = W

شکل 9 نشان دهنده ی تغییرات منحنی پمپ بوسیله سرعت شفت است.

هنگامیکه سرعت شفت چرخشی (و در نتیجه پروانه پمپ) تغییر می کند، منحنی پمپ هم بر این اساس تغییر می کند.

همانگونه که با قوانین Affinity عنوان شد و در شکل 9 نشان داده شد،

یک تغییر در سرعت پمپ به طور قابل توجهی بر الزامات توان تأثیر خواهد گذاشت؛

کاهش اندکی در سرعت می تواند کاهش قابل توجهی در توان ورودی را حاصل سازد. انرژی پتانسیل ذخیره شده بسته به نوع سیستم آبیاری موجود و پمپ انتخاب شده متفاوت است.