Conas cur i gceart na cuirbíonní éifeachta tiontaitheora do thionscail mhonaraithe le lucht athshocraithe?

Intreo le Feidhmíocht Cumhachta Tionscail

Baineann tionscail le forlann leictreach an-mhionnach agus an-athraitheach. Trí chuairt ar chyclus 24 uair a chuid, tá an tomhas úsáide cumhachta ag éirí agus ag titim mar a thosaíonn línte táirgeachta, mar a roinneann meaisíní CNC a gcicléanna gearrtha, mar a roinneann comhbhrúisithe aer, agus mar a chuirtear an solas i mbun. Ní mór níos mó ná cinntiú go bhfuil an córas in ann an toilleadh is airde a láimhseáil chun córas cumhachta as an ghréasán nó córas cúltaca a dhiseanú do chomhtháirgí leis seo.

Chun an bhaint as an bhean-bhaint eacnamaíochta is fearr agus chun costais an úsáideora nó an adhmaid a laghdú go dtí an méid is lú, caithfidh comhtháirgtheoirí na gcóras anailís a dhéanamh ar chriuthaí an inbhirtitheoir leictreonach cumhachta. Ní thagann criuth an inbhirtitheoir ón gcothrom; tá athrú mór ann de réir an lucht gníomhach. D’fhéadfadh inbhirtitheoir a oibriú i bhfad amuigh den fhuinneog is fearr don chriuth a bheith ag briseadh fuinnimh i bhfad.

Tugann an alt seo plé teicniúil ar chur chun cinn na gcruinneacha criutha inbhirtitheoir agus míneoidh sé conas córais inbhirtitheoir iolracha a dhear agus a roghnú do thimpeallachtaí monaraithe atá ag athrú go minic.

Ceist: Conas is féidir le dearthóirí an chórais criutha inbhirtitheoir a roghnú i scileanna monaraithe le lucht an-athraitheach?

Chun inbhertéirí a oiriúnú go héifeachtach i scálaíochtaí leathnaithe le lucht leithscannán, caithfidh na h-innealtóirí cur síos cruinn a dhéanamh ar an lucht leithscannán leictreach, an t-aon inbhertéir mór ró-mhéad a sheachaint, cartús a dhéanamh ar chumraí inbhertéirí móilíneacha comhthreomhar, agus an t-ullmhú dínamach fásach (nó an t-ullmhú ceannasaí-fo-chéannasaí). Tugann an ullmhú seo cinntí go mbíonn na hinbhertéirí gníomhacha ag oibriú laistigh de na pointí is éifeachtaí (go minic idir 50% agus 80% den abhcíocht rátaithe) agus go dtógann sé na hinbhertéirí neamhghníomhacha isteach sa mód codlata nádúrtha. Déanann an dearadh le hinbhertéirí toirmeasc JYINS ardghníomhaíochta cinnti go mbíonn an éifeacht is airde ar fáil ar fud an spéiseas lucht iomlán.

An Tábla Inbhertéir Éifeachtach

Chun éifeachtúlacht a oiriúnú, caithfimid an chéad uair tuiscint a fháil ar na coláin matamaiticiúla agus fisiciúla a shainíonn oibriú inbhertéir. Ríomhthar éifeacht inbhertéir (eta) mar seo:

eta = ( Cumhacht AC Aschuir / Cumhacht DC Ionchuir ) × 100%

Tá an ráta seo ag baint le trí chuid príomhchuid de chaillteanna cumhachta istigh, a athraíonn ar nós éagsúil i ranga an lucht:

• Caillteanna gan Lucht (Constanta): Is iad seo na caillteanna fuinnse a theastaíonn chun an inbhirtéir a choinneáil i bhfeidhm, lena n-áirítear cumhacht an bord rialaithe, fánaí fuinnse agus caillteanna an chrois mhaighnéadach (iarainn) i dtionscadail trastaiméireachta íseal-donais. Níl aon ghráin ar bith ar an lucht orthu seo. Faoina lucht an-bheag (m.sh., faoi 10% den abhcacht rátaithe), is iad na caillteanna constanta a thagann i dtreo an chórais, ag déanamh an curba éifeachtaí a thagann i dtreo an íslíochta (go minic faoi 50%).
• Caillteanais Cothromaithe (I^2 R): Nuair a théann an t-iasc (I) trí chomhpháirteanna istigh sa inbhéireoir, mar shampla na tréidh airgid ar an bhoird leictreacha (PCB), na blocanna teirminéil, na toilíneacha scagtha, agus an t-áis iomlán istigh sa MOSFETs, scaoiltear an t-energi mar theas. Is comhréidh le cearnóg an iasca luchtaithe na caillteanais cothromaithe. Faoina bhfuil an lucht mór (m.sh., os cionn 90% den abhcacht), méadaíonn na caillteanais cothromaithe go himeallach, rud a fhaigheann an curv eifíochta beagán síos.
• Caillteanais Athrúcháin: Is iad seo na caillteanais energeach a tharlaíonn sa leictreonach semiconductóir MOSFETs nó IGBTs nuair a aistriúnn siad idir stáit an 'ON' agus an 'OFF'. Is comhréidh le minicíocht an athrúcháin agus le an t-iontán an caillteanais athrúcháin. Tá siad go dtí seo líneach ar fud an raon luchtaithe.

Nuair a léirítear na cailltí seo ar ghraf a thaispeánann an Céim Luchtaithe i gceint (ar an mbosca X) i gcomparáid leis an gCéim Éifeachta i gceint (ar an mbosca Y), thagann curváil sonrach chun cinn. Do inbhirtíre tionsclaíochta ardfheidhmeach, tarlaíonn an éifeachtas is airde (a bhíonn go minic idir 93% agus 96%) i gciorcal óir idir 50% agus 80% den luchtú. Faoin 20% luchtaithe, titeann an éifeachtas go tapa mar gheall ar chailltí thánaí. Thosnaíonn an éifeachtas ag titim beag os cionn 90% luchtaithe mar gheall ar chailltí reatha a éiríonn níos mó.

Mistakes a Mhéadú i gcomhthéacsanna Inbhéartaithe Athraitheacha

Is botún coitianta i measc na n-integríthí córas an inbhirtíre a mhéadú mar aon inbhirtíre mór-bheag bunaithe ar an iarratas tosaigh is airde iomlán an áiseanna.

Mar shampla, má tá spíce tosaigh is airde ag 30 kW ag ceathrúlann nuair a chuireann an t-ullmhóir pócaí mór i bhfeidhm, ach spendann sé 90% den lá oibre ag tarraingt luchtaithe bunaidh leanúnach de 3 kW amháin, d’fhéadfadh an dearthóir inbhirtíre amháin 40 kW a shuiteáil.

Cé go n-úsáideann an inbhirtíre 40 kW seo an spíce 30 kW go héasca, tá sé ag oibriú ag an bhpointe seo ar feadh an chuid is mó den lae:

(3 kW / 40 kW) 100% = 7,5% an lucht.

Ag 7,5% lucht, tá éifeachtacht an inbhéireora an-íseal—is dócha timpeall 65% mar gheall ar a úsáid istigh iomlán (a bheadh 200W de tharraingt leanúnach). Ciallaíonn sé seo go bhfuil an córas ag cailliúint mórán fuinnimh ar fud an lae, ag teastaíocht easnamh níos mó ghréine agus ag luascadh úsáide an bhatairí. Tugtar ‘ineifíocht thar-shuíomh’ air seo.

Straitéisí Innealtóireachta le haghaidh Optamú le hÉifeachtacht

Chun an fhadhb seo a réiteach, úsáideann dearthóirí tionsclaíochta nua-aimseartha roinnt straitéisí casta ar leibhéal an chórais:

• 1. Profíliú Lucht Ar Airde

Roimh roghnú na hardfheidhmí, suiteáil méadar cáilíochta cumhachta chun an lucht gníomhach (kW) agus an lucht meastartha (kVA) den áisean a logáil ag turgnamh 1 nóiméad ar feadh seachtaine chaighdeánach. Aithnigh an lucht folamh bunúsach, an lucht oibre meánach, agus an tréimhse agus an minicíocht na súrtanna barr is airde ag tosú. Mapeálann an sonraí seo an ceantar oibre sprioc don chóras inbhéireora.

• 2. Stacáil Inbhéireoirí Iolracha Iolrach

In ionad an inbhirtí 40 kW aonair, is rogha gairmiúil an córas modúlach a úsáideann ceithre inbhirtí JYINS 10 kW atá in ann oibriú i bparóiste. Nuair a bhíonn an tionscnamh ag oibriú ag a lucht lánlaistigh laethúil meánach 8 kW, is féidir leis an gcóras an lucht a dháileadh. Tá sé tábhachtach go dtí seo ná, is féidir aonaid breise a dhíchumas go dinimiciúil.

• 3. Scuabadh Fásanna Dinimiciúil (Stáisiún an Phríomh-oinnigh–Stáisiún an Aonaid Bhreise)

I gcóras modúlach intleachtach a nascann cumarsáid pharóiste ar thaisce, seiceálann rialtóir an chórais an iarratas láithreach ar an bhfórsa gníomhach.

• Faoin lucht 8 kW, níl ach inbhirtí amháin 10 kW 'phríomh' gníomhach. Tá an t-ionad príomh-oinnigh seo lánaithe go dtí 80% dá chumas, ag cur é go díreach sa spás uafásach 94% éifeachtachta.
• Cuirtear na trí inbhirtí eile 10 kW 'bhreise' isteach i mód codladh gan aon tharraingt, ag cur stad ar a gcaillteanais leanúnacha gan lucht.
• Nuair a thosaíonn an t-ullmhúchán pócaí ag obair agus nuair a éiríonn an lucht leictreacha go dtí 28 kW, cuireann an rialaitheoir na trí inbhertéir a bhí i mbuanchónaí i mbun oibre láithreach (laistigh de milliseocaind) chun an lucht a thacaíocht. Nuair a chaitear an t-éileadh breise agus nuair a laghdaíonn an lucht arís, cuirtear na h-inbhertéir ina mbuanchónaí arís. Tugann an t-ordú dinimiciúil seo uaschumas ar tháirgeacht an chórais ar fad le linn an 24-uair lá.
• 4. Dáileadh Leath-Bhuis do Lucht a Bhíonn Ar Aisghníomhaíodh

Más iad áirithe gléasanna ard-chumhachta a úsáidtear ach amháin ag ama áirithe (mar shampla, oifigí leathnaithe teart a úsáidtear aon uair sa tseachtain), nasc an gléas seo le panaile leictreacha fo-shuíomhach atá ina ndioghailt. Is féidir an panaile fo-shuíomhach seo a bheith curtha i mbun oibre ag banc inbhertéir atá dírithe air, agus is féidir an banc inbhertéir seo a dhúnadh go fisiciúil trí theagascóirí nuair nach bhfuil sé i úsáid, rud a chinntíonn nach mbeidh an banc inbhertéir príomhúil riamh ró-mhór don lucht bunúsach laethúil.

Conclúid

Tá an t-athchóiriú ar chur i bhfeidhm cur i gcumas inbhirtéirí i bfoirgnimh tháirgeachais le lódanna athraitheach an céim thábhachtach i bhreithniú costais oibre agus i bhfeabhsú creidiúlachta an chórais cumhachta. Trí thuiscint ar na dtreithí fisiciúla a chuireann bac ar inbhirtéirí—caillteanais gan lód faoi lódanna éadrom agus caillteanais rith faoi lódanna trom—is féidir le dearthóirí an trampa a sheachaint de inbhirtéir aon-aon a úsáid i mbliana. Trí chur i bhfeidhm ailtireachta inbhirtéirí ilchodanna comhshuite, ag úsáid hardfhearra JYINS do thionscail, agus trí phasáil dhinimiciúil mhaistir-slave a chumraigh, cinntítear go mbíonn an córas i gcónaí ag oibriú laistigh den spás is éifeachtaí. Tairgeann an bainistiú gníomhach fuinnimh seo cosaint ar infheistíochtaí capaill, feabhsaíonn sé úsáid na mbatteries, agus déanann sé sábháil mhór airgeadais i dtreo an todhchaí.