2023/8/18

台達磁浮高速鼓風機解決方案實現高速運轉與低能耗,有效增加空間彈性與設備壽命

鼓風機是流體設備的一種,常用於暖通空調系統、污水處理、水產養殖等不同產業情境。其原理是由馬達帶動葉輪高速旋轉,藉轉速控制管線中的氣體流量與壓力來輸送氣體。傳統的鼓風機馬達軸承機構,轉速上限達每分鐘8,000轉,但為避免零件之間的摩擦導致馬達過熱故障,須增加成本加裝油冷系統以及變速箱。另外,一旦臨近鼓風機喘振區間,設備即會停機,以避免氣體倒流的衝擊損壞設備,但頻繁的啟停會使設備壽命降低。

為了更有效率增加轉速並改善上述問題,產業也開始應用高速磁浮軸承技術,馬達轉子藉磁力懸浮後旋轉,直接帶動葉輪,不會導致零件摩擦也不須潤滑,可有效提升馬達轉速至每分鐘超過40,000轉,同時降低傳動過程中的能量耗損。雖然高速磁浮軸承具有低摩擦係數、使用壽命長、減少耗能等優點,但也具有價格較高、參數調適較為困難的問題。同時,為了讓磁浮轉子安全降下,避免因突然斷電導致馬達零件碰撞受損,磁浮軸承驅動器通常需要搭配不斷電設備 (UPS) 與各種感測器,若同時組合使用市售多種品牌產品,有難以整合的問題。

台達應用在流體自動化控制領域累積的多年經驗,推出磁浮高速鼓風機解決方案。磁浮鼓風機由磁浮軸承、三元流葉輪、高速永磁同步馬達、高效變頻器與智慧化監控系統等核心構件組成,可選擇恆速、恆壓與恆流量模式,並藉由PID控制進行調整。方案亦具有防喘振功能,當監測到設備瀕臨喘振,即可藉開關放空閥調節壓力,並根據負載類型選擇對應升降速動作,不需停機再啟動,延長設備壽命。

磁浮高速鼓風機解決方案整合台達產品,具有能耗低、配線空間彈性大等多種優勢。方案核心是磁浮軸承驅動器AMBD系列,具備高懸浮控制精度,由高頻輸出變頻器 C2000-HS系列提供直流電驅動,不需額外安裝AC/DC轉換器。同時,減速能源再生功能讓磁浮高速鼓風機在無預警斷電時,可利用系統慣量進行能量回升,讓馬達安全停機不會損壞,也因此不必再安裝UPS。C2000-HS 系列輸出頻率高達1,500 Hz,滿足高速馬達需求。直驅架構減少機構體積,搭配輸出電抗器,降低電流漣波並抑制轉子溫度上升。在控制層,則應用標準型控制器DVP-ES2系列,內建流量估測演算法,可根據管線壓差和溫度,計算實時流量,不需再安裝流量感測器。控制器可儲存不同鼓風機的喘振特性曲線,亦容許使用者藉由觸控型人機介面DOP-100系列進行參數手動調整。

導入台達磁浮高速鼓風機解決方案的效益:

  • 完整台達方案,穩定可靠
    產業現場常有多種品牌產品難以整合的問題,本方案採用整套台達高性能自動化產品,調機時間快,降低安裝、技術支援與系統維護等成本。
  • 省去周邊元件,降低體積與成本
    磁浮軸承驅動器由變頻器供電,即使斷電也能確保馬達安全減速,不需額外安裝UPS。控制器即可監測流量,不需額外安裝流量感測器,有效縮小設備體積的同時,降低系統建置成本。
  • 智慧防喘振避免啟停頻繁,延長設備壽命
    進行實時系統運行狀態監測,導入喘振預警區處理機制,穩定運作同時進行動態保護,不需頻繁停機重啟。

台達深耕流體行業並洞察產業需求,以高度整合方案助力流體行業過程自動化,確保系統高效、節能且安全運轉,實現高速流體行業的智能升級。
 

新聞來源:IABG MKT