تقریبا همه ما با موضوع اهمیت صرفه جویی در مصرف انرژی الکتریکی و استفاده از روشهایی برای این منظور آشنا هستیم. یکی از این روشها استفاده از تجهیزی به نام اینورتر است که امروزه تقریبا در اکثر ماشین آلات صنعتی استفاده میشود. هر چه ماشین میزان برق بیشتری مصرف کند نقش اینورتر در کاهش مصرف انرژی بیشتر است. یکی از این دستگاهها که انرژی زیادی مصرف میکند بالمیل است و برای همین در این مطلب میخواهیم به نقش اینورتر در کاهش مصرف انرژی بالمیلها بپردازیم.
همانطور که میدانید یکی از ویژگیهای بسیار مهم اینورتر کاهش مصرف انرژی یا بعبارتی بهینه سازی مصرف انرژی است. در واقع اینورتر با تغییر سرعت حرکت موتور به صورت هوشمند باعث میشود که بار وارده به موتور متناسب با جریان شود که این کار باعث کاهش مقدار زیادی انرژی در کلیه لوازم الکتریکی به خصوص در لحظه استارت یا شروع حرکت میشود.
در نتیجه میتوان گفت که استفاده از اینورتر اهمیت بالایی دارد و تاثیری که این دستگاه هم در حوزه صنعت و هم در زندگی روزمره ما میگذارد بسیار زیاد و چشمگیر است.
از آنجا که در این مقاله میخواهیم در مورد نقش اینورتر در کاهش مصرف انرژی بالمیلها صحبت کنیم. پس ابتدا باید با مفهوم بالمیل آشنا شویم.
فهرست مطالب
بالمیل چیست؟
بالمیل (Ball Mill) که با نام آسیاب گلولهای و همینطور آسیاب توپی هم شناخته میشود، نوعی از آسیاب است که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار میگیرد و وظیفه آن خرد کردن و یا پودر کردن برخی از انواع مواد است.
بالمیلها شامل دو نوع بالمیل پیوسته و بالمیل ناپیوسته هستند که هر کدام کاربردهای مخصوص به خود را دارند و مثلا در کارخانجات کاشی و سرامیک از بالمیلهای ناپیوسته استفاده میشود.
بالمیلها معمولا به شکل استوانهای توخالی هستند که حول یک محور افقی با زاویهای کم حرکت یا بعبارت دقیقتر دوران میکنند.
بالمیل (Ball Mill) که با نام آسیاب گلولهای و همینطور آسیاب توپی هم شناخته میشود، نوعی از آسیاب است که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار میگیرد و وظیفه آن خرد کردن و یا پودر کردن برخی از انواع مواد است.
بالمیلها شامل دو نوع بالمیل پیوسته و بالمیل ناپیوسته هستند که هر کدام کاربردهای مخصوص به خود را دارند و مثلا در کارخانجات کاشی و سرامیک از بالمیلهای ناپیوسته استفاده میشود.
بالمیلها معمولا به شکل استوانهای توخالی هستند که حول یک محور افقی با زاویهای کم حرکت یا بعبارت دقیقتر دوران میکنند.
یکی از مشکلاتی که در استفاده از بالمیلها وجود دارد استفاده از مقدار جریان بالا مخصوصا در زمان راه اندازی است که توسط روشهایی میتوان از این مقدار کاست. به همین منظور از دستگاهی بنام اینورتر در بالمیلها استفاده میشود. نقش اینورتر در کاهش مصرف انرژی بالمیلها و همچنین افزایش طول عمر ادوات مکانیکی آن بسیار زیاد است که در ادامه بیشتر در این مورد صحبت خواهیم کرد. اما قبل از آن شاید بد نباشد توضیحاتی در مورد ضرورت مدیریت انرژی داده شود.
ضرورت مدیریت انرژی
انرژی الکتریکی پرکاربردترین نوع انرژی در جهان است و استفاده از آن نیز روز به روز در حال افزایش است.
از جمله مواردی که میبایست در مدیریت مصرف برق به آن توجه کرد، مفهوم تغییر و بهینه سازی الگوی مصرف با حفظ سطح رفاه و تولید است. در این راستا استفاده از تکنولوژیهای جدید باید مورد توجه قرار گیرد. بنابراین مدیریت مصرف برق در بلند مدت میتواند به یک سیاست اقتصادی منتهی گردد.
علیرغم اینکه یکی از بزرگترین مصرف کنندگان انرژی در بخش صنعت موتورهای الکتریکی هستند، با این حال میتوان گفت تا کنون تلاشهای علمی و اقدامات عملی زیادی در راستای افزایش راندمان یا بازدهی مبدلهای انرژی الکتریکی به مکانیکی صورت نگرفته است.
بدیهی است میزان مصرف انرژی الکتریکی توسط محرکهای صنعتی در هر کشور وابسطه به میزان صنعتی بودن و بازدهی متوسط محرکها دارد.
انتخاب موتور در ایران دشواریهای خاص خودش را دارد. از جمله این مشکلات انتخاب موتور براساس قیمت و موجود بودن آن در بازار است.
با توجه به افزایش بهای انرژی در سالهای اخیر، صاحبان صنایع به اهمیت هزینه انرژی تلف شده و طول عمر مفید ادوات پی بردهاند و رفته رفته نحوه محاسبات اقتصادی بر مبنای "قیمت در عمر مفید" تغییر یافته است. بطوریکه به غیر از قیمت اولیه خرید، هزینه انرژی تلف شده در عمر مفید باید مد نظر قرار گیرد. بدین ترتیب در انتخاب، بازدهی و ضریب توان از مهمترین عوامل بشمار آمده و حتی در محرکهای کوچک نیز به دلیل کثرت تعداد آنها حائز اهمیت است.
مشکلات معمول در بالمیلها
همانطور که گفته شد بالمیلها از جمله تجهیزات صنعتی هستند که کاربردهای زیادی در صنایع مختلف مانند کاشی و سرامیک، غذایی، داروسازی، رنگ سازی و ... دارند. اما بالمیل ها مشکلاتی را نیز به همراه دارند که از جمله این مشکلات میتوان به مواردی که در ادامه گفته شده اشاره کرد.
- جریان راه اندازی بالا
- مصرف انرژی بالا
- راندمان پایین هدروکوپلینگ (در حدود 70%)
- هزینه اولیه بالای هیدروکوپلینگ
- هزینه بالای تعمیرات و نگهداری کوپلینگها
- قیمت بسیار زیاد روغنهای استفاده شده در هیدروکوپلینگها
کنترل کننده موتور در بالمیلها
راه انداز موتور تعیین کننده میزان گشتاور شتاب دهنده و زمان مورد نیازبرای شتاب گرفتن بار است. انواع مختلف راه اندازی که در بالا ذکر شد را می توان برای بالمیل ها نیز استفاده نمود، اما مناسب ترین راه حل، استفاده از اینورتر به منظور راه اندازی و کنترل موتور می باشد که می تواند تمامی مشکلات فوق را مرتفع سازد.
اینورتر اینومکس سری MAX300
مشخصات، ویژگیها، توابع کلیدی، تجهیزات آپشنال و سایر جزئیات اینورتر اینومکس سری MAX500
مزایای استفاده از اینورتر در بالمیلها
همانطور که در ابتدای این مطلب گفته شد اهمیت استفاده از اینورتر در دستگاههای مختلف و بخصوص نقش اینورتر در کاهش مصرف انرژی بالمیلها بسیار زیاد است. این تاثیر به اندازهای است که در صورت عدم استفاده از آن مشکلات زیادی را به همراه خواهد داشت. این تاثیر زیاد مسلما به واسطه وجود ویژگیها و مزایای متمایز و کاربردی اینورتر است. در ادامه تعدادی از مهمترین مزایای استفاده از اینورتر در بالمیلها آمده است.
- کاهش جریان راه اندازی
- حذف کوپلینگ
- راه اندازی نرم موتور بدون هیچ گونه ضربه به قسمتهای مکانیکی مثل کوپلینگها، گیربکسها، تسمهها و زنجیرها و ... که در نتیجه افزایش طول عمر موتور و سایر قسمتهای مکانیکی را به دنبال خواهد داشت.
- بالا رفتن راندمان یا بازدهی سیستم
- تنظیم کننده دور موتور (کنترل دور)
- تغییر دهنده جهت دور بدون نیاز به کنتاکتور
- روشن و خاموش نمودن موتور بدون نیاز به قطع برق اصلی
- حفاظت موتور در مقابل افزایش ولتاژ و جلوگیری از آسیب دیدن موتور
- حفاظت موتور در برابر اضافه بار
- کاهش هزینههای مربوط به تعمیرات و نگهداری
- کاهش هزینه برق مصرفی
در ادامه به بررسی دو مورد از مهمترین مزیتهای استفاده از اینورتر میپردازیم.
کاهش جریان راه اندازی
با توجه به بررسیهای انجام شده بیشترین مصرف انرژی بواسطه الكتروموتورها، در لحظه استارت یا راهاندازی است. بنابراین صرفه جویی در این بخش، مصرف انرژی را كاهش داده و میتوان از هزینههای مربوطه تا مقدار زیادی كاست.
در واقع میتوان اینطور گفت که درست است که در بسیاری از کاربردها استفاده از اینورتر باعث کاهش مصرف انرژی میشود که بسیاری از نگرانیها در سطح کلان را نیز برطرف میکند، اما نقش اینورتر در کاهش مصرف انرژی به همینجا خلاصه نمیشود. به عبارتی استفاده از اینورتر در تجهیزات و ماشین آلات باعث کاهش هزینه برای صنعتگران و همچنین تمامی افرادی که از اینورتر در تجهیزات و سیستمهایشان اسفاده میکنند، میشود.
در هنگام استارت بالمیلها، جریان بسیار زیادی توسط موتور از شبکه کشیده میشود که این کار باعث کاهش ولتاژ شبکه و ایجاد صدماتی به تاسیسات برق رسانی و سایر دستگاهها میگردد. این جریان در بهترین حالت به مقدار 7 برابر جریان نامی موتور میرسد که مقدار بسیار زیادی است.
حال اگر از اینورتر استفاده شود، مقدار اضافه جریان کاهش چشمگیری خواهد یافت و تنها در حدود 1.2 برابر خواهد رسید. با مقایسه این دو مقدار متوجه اختلاف مقدار انرژی و درنتیجه متوجه اهمیت استفاده از اینورتر خواهیم شد.
به عنوان مثال بر اساس اندازهگیریهای صورت گرفته اگر یک بالمیل 30000 تنی با توان موتور 110 کیلووات و جریان نامی 198 آمپر کار کند، در صورت راه اندازی به صورت مستقیم، این جریان در هنگام راه اندازی به 1188 آمپر میرسد.
اما در صورت استفاده از اینورتر، این جریان به 237 آمپر میرسد. در واقع اینورتر حدود 40 تا 50 درصد باعث کاهش مصرف انرژی میشود. با ارائه این مثال شاید بهتر بتوان متوجه نقش اینورتر در کاهش مصرف انرژی بالمیلها شد که تنها یکی از تجهیزات صنعتی بشمار میروند.
کاهش هزینه برق مصرفی
در اکثر موارد بالمیلها با استفاده از موتورهای القایی بدون کنترل سرعت تغذیه میشود. موتور به عنوان یک بار با ماهیت راکتیو روی شبکه قرار دارد، چنانچه از درایو برای راه اندازی و کنترل موتور استفاده گردد، به دلیل اینکه درایو دارای یک بانک خازنی می باشد، این بار راکتیو را جبران می نماید و تنها بار اکتیو را از شبکه مصرف می نماید، بنابراین جریان مصرفی بسیار کاهش مییابد.
ضمن اینکه چون در بالمیلها گشتاور زیادی برای راه اندازی لازم است، معمولا موتور انتخاب شده را با توان بالاتری انتخاب میکنند. بنابراین جریان بسیار زیادی هم در حین کار از شبکه مصرف میکند. در صورتیکه در اغلب موارد پس از راهاندازی و غلبه بر اینرسی سکون، دیگر احتیاجی به آن میزان گشتاور نخواهد بود.
حال با استفاده از اینورتر میتوان به صورت کاملا اتوماتیک این جریان را در حین راه اندازی به مقدار لازم افزایش داد و در حین کار نیز به دلیل عدم نیاز به گشتاور نامی موتور میتوان با کاستن چند درصدی فرکانس و در نتیجه دور نامی الکتروموتور، کاهش مصرف چشمگیری را در سیستم اعمال نمود که در نتیجه برق مصرفی کاهش چشمگیری خواهد داشت.
ضمن اینکه کاهش جریان موتور به صورت اتوماتیک در هنگامی که بار موتور کم میشود، علاوه بر کاهش هزینه برق مصرفی موجب افزایش طول عمر مفید موتور خواهد شد. اینجاست که نقش اینورتر در کاهش مصرف انرژی بالمیلها مشخص میشود.
سخن پایانی
هدف ما در اینجا این بود که با ارایه مطالبی در زمینه انواع اینورتر، ویژگیها و مزیتهای اینورتر، کاربردهای اینورتر و همچنین طرز کار اینورتر به پرسشهایی مانند اینورتر چیست و یا اهمیت استفاده از این دستگاه چیست پاسخ جامع و دقیقی داده باشیم. ضمن اینکه با ارایه توضیحاتی در مورد تفاوت اینورتر و درایو و همچنین تفاوت جریان DC و AC قصد این را داشتیم تا بتوانیم به درک بهتری از این دستگاه برسیم.
امیدواریم این مطلب مورد توجه شما قرار گرفته باشد. ضمن اینکه بسیار خوشحال خواهیم شد که سوالات و نظرات خود را در انتهای این برگه و در قسمت پرسش و پاسخ با ما در میان بگذارید تا از این طریق بتوانیم به بهتر و کامل تر شدن هر چه بیشتر این مطلب و سایر مطالب در این حوزه بپردازیم.