Автоматика для повышения производительности двигателя насоса
Защита приводного оборудования, такие как большой насос, может быть сложной и дорогостоящей процедурой. В некоторых случаях, ведомого оборудования может стоить дороже, чем сам двигатель. Опасные условия, такие как забитый фильтр приема и всухую может привести к серьезным повреждениям насоса системы за короткий промежуток времени.
Еще одной проблемой, с которыми сталкиваются владельцы процессов является предотвращение одновременного пуска мотор-насосы, которые, если не предотвратить, может привести к увеличению затрат на энергию. С помощью интеллектуальных менеджеров сегодняшнего двигателя, однако, можно использовать сам двигатель в качестве датчика. Эти программируемые электронные менеджеры двигателя (EMM) может контролировать напряжения, тока и угла сдвига фаз для обнаружения потенциально опасных условиях. Контролируя этот поток данных, EMMS может предотвратить дорогостоящий ущерб насоса и повысить общую эффективность системы.
Затраты на энергию являются еще одним важным вопросом для операторов промышленных насосов. Для коммерческих клиентов, коммунальные услуги обычно измеряют общий объем потребления энергии в киловатт-часов, но они также установить требование метр для измерения энергопотребления клиента курсу.
Промышленные сайты обычно используют несколько двигателей. Чтобы предотвратить это чрезмерное черпать энергию, что может произойти, если все двигатели запускаются одновременно, большинство растений использовать последовательный двигатель запуска процесса. После пуска в эксплуатацию, системный процесс будет диктовать которых двигатели работают постоянно, а какие включаться и выключаться. Это часто означает, что в ходе рутинных операций процесса, двигатель может произойти перезагрузка / цикл в произвольном порядке. В какой-то момент, два или более большой мощности двигателей может начаться в то же время. Даже если более высоких энергий ничьей длится всего несколько минут, большие пусковые токи могут привести к увеличению спроса на энергоносители затраты на владельца процесса.
Изображение 1. Мотор-насосы могут быть дорогими, чтобы защитить, но умный руководитель двигатель может защитить от преждевременного износа и амортизации, которые в конечном итоге может привести к простою.
Другие распространенные проблемы, такие как забитые фильтры для насосов и сухого хода, не только увеличивает потребление энергии, но может привести к серьезным проблемам, в том числе завершение работы системы или отказ оборудования. Традиционно, без уведомления пользователей предупредили, что эти проблемы не существовало. Системный администратор не знал, медленное увеличение тока двигателя из-за засорения фильтра частично до получения счета за коммунальные услуги или, еще хуже, пока проблема не привела к процессу быть вниз или, еще хуже, того, чтобы заменить поврежденный насос.
Ток нагрузки ИзмеренияНебольшое изменение происходит между низким и средним уровнем токов в нагрузке двигателя. Магнитного насыщения делает этот эффект особенно заметно для небольших двигателей лошадиных сил. В настоящее время только значительно увеличивается в пределах максимальной нагрузки. Когда нагрузка уменьшается, например, при сухом состоянии перспективе может произойти, то, как правило, никак не для владельца процесса знать, пока он не может быть слишком поздно. Это потому, что большинство Реле защиты двигателя не имеют функции защиты для под нагрузкой.
Традиционно, текущий зависит от биметаллических, эвтектического сплава или твердого состояния реле были использованы для защиты двигателя от перегрузок. Вместо того, чтобы ждать некоторое количество времени, эти реле определить, когда определенное количество ток проходит через них. Когда это происходит, они прерывают выполнения команды стартера. Эти перегрузки не может быть запрограммирован игнорировать перегрузки на определенное количество времени. Они просты тока от времени устройства. Иногда, как нормальная часть процесса, однако, возникают перегрузки в течение коротких периодов времени. Было бы преимущество, поэтому для владельца процесса, чтобы иметь возможность избежать этих неудобств отключений по перегрузке с перегрузкой, который был запрограммирован на это.
Кривая мощности φ фактор сов проявляется почти противоположные характеристики. Cos φ изменяет большинство в нижней части диапазона нагрузки на двигатель. Если увеличение мощности двигателя, коэффициент мощности изменяется лишь небольшое количество. При этом характерно, коэффициент мощности сов φ подходит для обнаружения изменения нагрузки, когда двигатель находится рядом с холостого хода и, в свою очередь, защищает диск от элементов под нагрузкой. К сожалению, оба коэффициента мощности и ток могут оказывать значительное влияние колебаний напряжения, которые могут заставить их поставить неточная значения.
Это характерно для индустриальной системы насоса использовать негабаритных электродвигателей с большей емкостью, чем необходимо. Преимущества использования этих крупногабаритных двигателей включают в себя:
- Длительный срок службы для подшипников
- Запас хода
- Меньший запас замена двигателя
Недостатком является то, что снижение нагрузки двигателя означает, что он не использует его полной нагрузке. Если ток существенно изменяется, эти изменения выходят за рамки стандартного диапазона нагрузки. Защита от перегрузки, следовательно, является неэффективным и более трудно обнаружить.
Поскольку насосов и других систем двигателя, как правило, медленно реагировать на увеличение тока, стандартный ответ реле не обеспечивает достаточно быстрый защиту в случае возникновения проблем во время нормальной работы. При нормальной загрузке, электродвигатель будет пусковой ток от пяти до семи раз выше номинального тока. Реле перегрузки должны допускать этого. За семь раз выше номинального тока, это займет около девяти секунд для перегрузки с Class 10 поездки кривой сравнительно быстро характеристика срабатывания до поездки двигателя.
Сколько повреждений может произойти в этом времени? В зависимости от системы, она может варьироваться от простого износа и слезу к полной потере системы. Традиционные реле просто не может обеспечить быструю реакцию чувствительной системы насоса нужно.
Программируемые модули управления двигателем, используются в сочетании с программируемым логическим контроллером (PLC), может решить эти проблемы. По одновременного измерения тока, напряжения и угла сдвига фаз на 6,6 миллисекунды интервалы, EMMS можно определить фактическое потребление энергии двигателем системы. Это означает, что можно контролировать всю систему насосов, в том числе двигатель вождения удельная нагрузка, для надлежащего функционирования, загрязнения и износа.
Благодаря интегрированной трансформаторов тока, EMMS может измерять ток до 16 ампер. EMMS с внешними трансформаторами тока можно измерить даже больших токах. EMM модуль контролирует контакторы рассчитаны на определенный нагрузки двигателя, а не выполнять фактическую нагрузку переключения себя.
Двигатель менеджер, который является полностью программируемым особенно ценно. EMM могут быть запрограммированы на определенные точки путешествия и также посылать предупредительные сигналы по сети PLC. Программируемые предупреждения позволяют быстрое время отклика при загрузке достигает критического уровня, либо в случае одновременного запуска двигателя.
В случае с приводом от двигателя насоса, тем ниже порог производительности обеспечивает надежную защиту от опасных всухую и / или кавитации. Верхний порог производительности реагирует быстро и надежно завалов вызваны посторонними предметами.
Внутренние или внешние трансформаторы тока позволяют EMMS обнаружить электрический ток использования. Пользователь может запрограммировать пороговых значений срабатывания сигнализации, чтобы отправить уведомление, если процесс привлекает слишком много тока. Если насос и двигатель находится в опасности перегрузки, модуль может отправлять уведомления. При этом заранее известно, системный администратор может быстрее реагировать на проблемы и предотвращения простоев.
Новые EMMS использовать линейный тренд кривой мощности для обнаружения критических состояний нагрузки (см. рисунок 1). Только активная мощность (P) имеет почти линейную характеристику. Это не зависит от нагрузки на двигатель. Напряжение не считается нарушением внешней переменной в формуле, так как она уже включена в расчет. Линейной характеристикой Р определяет все состояния нагрузки и выводит крутящего момента двигателя. Это позволяет модулю обнаружения перегрузок, underloads и всех критических состояний.
Благодаря линейной характеристикой, активной мощности надежно определяет все состояния нагрузки за счет энергии потребляется и выводит крутящего момента двигателя. Это позволяет модулю обнаружения перегрузок, при нагрузках и всех критических состояний.
ЗаключениеСегодня интеллектуальная EMMS обеспечивают преимущества мониторинг в режиме реального власти, записи токов, напряжений и угла сдвига фаз постоянно. Это означает, что конечные пользователи могут установить предупреждение и отключение параметров, характерных для каждого насоса системы. Конечный результат может означать меньший урон и время простоя, а также счета за коммунальные услуги ниже, для этого процесса.
Об авторе: Марк Бакли был ведущим специалистом по маркетингу продуктов для управления двигателем в Phoenix Contact с 2008 года. Он имеет более чем 30 летний опыт работы в сфере продаж, технического обслуживания и сбыта промышленной продукции контроль, в том числе приводов и стартером продукции. Он имеет степень бакалавра из Рочестерского технологического института.
