เทคโนโลยี VSD ทำงานอย่างไร?
แอตลาส คอปโก้ เราเชื่อว่าผู้ใช้งานระบบอัดอากาศคงพอจะได้ยินเกี่ยวกับเทคโนโลยี VSD กันมาบ้างแล้วใช่ไหมคะ แต่ทราบไหมคะว่า Atlas Copco เราเป็นผู้คิดค้น นำเทคโนโลยี VSD มาประยุกต์ใช้ในปั๊มลมอุตสาหกรรมเป็นรายแรกของโลก แต่ก็ยังมีผู้ใช้งานระบบอัดอากาศบางท่านที่อาจจะยังไม่ทราบว่าเทคโนโลยี VSD คืออะไร วันนี้เราจะพามารู้จักกับเทคโนโลยี VSD กันค่ะ
โดยทั่วไป ปั๊มลมหรือเครื่องอัดอากาศ (air compressor) ที่ใช้กันในระบบอัดอากาศจะเป็นแบบดั้งเดิมหรือที่เราเรียกว่าแบบ Fixed Speed ซึ่งเป็นแบบความเร็วคงที่ ไม่สามารถปรับความเร็วรอบมอเตอร์ได้ ไม่ว่าคุณจะมีกำลังการผลิตมากหรือน้อย ก็ต้องใช้ความเร็วรอบมอเตอร์ตามที่คุณซื้อมาไม่สามารถปรับได้ตามการใช้งานจริง ทำให้กินพลังงานเป็นอย่างมาก แอตลาส คอปโก้ เองได้เล็งเห็นความสำคัญในจุดนี้และได้คิดค้นเทคโนโลยี VSD (Variable speed drive) ขึ้นมาเพื่อตอบโจทย์การใช้งานที่ผันผวน ช่วยให้คุณประหยัดพลังงาน
โดยปกติเทคโนโลยี VSD จะเปลี่ยนจากไฟฟ้ากระแสสลับ (AC voltage) ให้กลับมาเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง (DC voltage) และเก็บไว้ในไว้ในตัวเก็บประจุไฟฟ้า (Capacitor bank) จากนั้นเราจะสามารถดึงแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง (DC voltage) ที่อยู่ในตัวเก็บประจุไฟฟ้า (Capacitor bank) ออกมาใช้ได้โดยมีเทคโนโลยี VSD เป็นตัวควบคุมความเร็ว (speed) และแรงบิด (torque) ของมอเตอร์ตามความต้องการใช้งานจริง
เทคโนโลยี VSD มีหลักการทำงานอย่างไร?
หลักการทำงานของเทคโนโลยี VSD คือจะทำหน้าที่ปรับความถี่ของกระแสไฟฟ้าในสเตจแรก จากไฟฟ้ากระแสสลับ (AC voltage) ให้กลับมาเป็นกระแสตรง (DC voltage) ประกอบด้วยไดโอดแบบมีขาเกต (gated diodes) หรือวงจรเรียงกระแสแบบซิลิกอน (silicon rectifiers:SCR) แต่ละไดโอดจะมีขนาดแตกต่างกันออกไปตั้งแต่ 6 ขาไปจนถึง 24 ขาโดยไดโอดชนิดนี้เป็นอุปกรณ์แบบทิศทางเดียว นั่นคือจะยอมให้กระแสไหลในทิศทางเดียวเท่านั้น ซึ่งมีลักษณะคล้ายกับเช็ควาล์ว (Check Valve) หรือวาล์วกันกลับที่ใช้ในระบบประปา
ยกตัวอย่างเช่น เมื่อแรงดันกระแสไฟฟ้าเฟส A มากกว่าแรงดันในเฟส B หรือ C ไดโอดจะเปิดขึ้นและปล่อยให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน แต่เมื่อแรงดันในเฟส B มากกว่าเฟส A ไดโอดเฟส B จะเปิดขึ้นและไดโอดเฟส A จะปิด และไดโอดตัวที่ 3 ก็เช่นกันเมื่อแรงดันไฟฟ้าเข้าสู่ตัวเชื่อมต่อวงจรไฟฟ้าหลายวงจร (bus) น้อยกว่า เราจะได้ อัตราการไหลของกระแสไฟที่เรียกว่า "พัลส์ (pulses)" ทั้งหมดหกครั้งเมื่อไดโอดแต่ละตัวเปิดและปิด โดยปกติแล้วระบบแรงดันไฟฟ้าทั่วไปจะอยู่ที่ 480V RMS แต่เมื่อแปลงไปเป็นคลื่นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC voltage) แรงดันดันจะอยู่ที่ 580V และ 680V.
ในสเตจที่สอง ตัว VSD จะทำหน้าที่เก็บประจุไฟฟ้า ที่ได้รับการแปลงเรียบร้อยแล้วไว้ในตัวเก็บประจุไฟฟ้า (Capacitor bank) ที่เปลี่ยนจากคลื่นไฟฟ้ามาเป็นไฟฟ้ากระแสตรง (DC voltage) ซึ่งตัวเก็บประจุไฟฟ้า (Capacitor bank) นี้ทำหน้าที่คล้ายกับอ่างเก็บน้ำในระบบประปาที่ออกแบบมาเพื่อการใช้งานแบบผันผวนโดยเฉพาะ
บริดจ์ไดโอด (Bridge Diode) เป็นไดโอด 4 ตัวผสมอยู่ภายในตัวเดียวกัน ทำหน้าที่เรียงไฟฟ้ากระแสสลับ (AC voltage) เป็นไฟฟ้ากระแสตรง (DC voltage) และบางครั้งเรียกว่า Converter (คอนเวอร์เตอร์) อุปกรณ์แปลงสัญญาณหรือตัวแปลงสัญญาณที่แปลงจากไฟฟ้ากระแสตรง (DC voltage) กลับมาเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC voltage) แต่ตัว Converter นี้จะแตกต่างจากการจะแยกความแตกต่างจากตัวแปลงไดโอด (diode converter) ตรงที่บางครั้งจะเรียกว่า "อินเวอร์เตอร์ (inverter)" ซึ่งสามารถพบได้ในโรงงานอุตสาหกรรมทั่วไป
เมื่อสวิตช์ตัวบนสุดของตัวอินเวอร์เตอร์ตัวใดตัวหนึ่งถูกปิดลง กระแสไฟฟ้าในเฟสของมอเตอร์จะเชื่อมต่อกับตัวเชื่อมของวงจรไฟฟ้าหลายจุด (DC bus) ทำให้แรงดันไฟฟ้าในเฟสนั้นจะกลายเป็นขั้วบวก และหากสวิตช์ตัวใดตัวหนึ่งในคอนเวอร์เตอร์ถูกปิดเป็นสวิตซ์ตัวล่าง กระแสไฟฟ้าในเฟสของมอเตอร์จะเชื่อมต่อกับตัวเชื่อมต่อวงจรไฟฟ้าหลายวงจร (bus) ขั้วลบ ทำให้แรงดันไฟฟ้าในเฟสนั้นจะกลายเป็นขั้วลบ ดังนั้นกระแสไฟฟ้าบนมอเตอร์อาจจะเป็นข้วบวกหรือขั้วลบก็ได้และยังสามารถเลือกความถี่ที่ต้องการได้อีกด้วย
โดยเอ้าท์พุตที่ออกมาจากเทคโนโลยี VSD นี้จะส่งสัญญาณออกมาในรูปแบบคลื่น "สี่เหลี่ยม (rectangular)" สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่ามอเตอร์ที่ใช้กับเทคโนโลยี VSD เป็นมอเตอร์ประเภทใด เหมาะกับสัญญาณในรูปแบบคลื่นสี่เหลี่ยมหรือไม่ เนื่องจากมอเตอร์ทุกตัวไม่ได้รองรับการออกแบบมาเพื่อใช้งานในลักษณะนี้ ดังนั้นผู้ใช้งานเองจึงต้องศึกษาก่อนใช้งาน
Variable Speed Drive หรือเทคโนโลยี VSD จึงเป็นเทคโนโลยีที่ช่วยประหยัดพลังงานโดยการปรับความเร็ว (RPM) ในปั๊มลมหรือเครื่องอัดอากาศ (air compressor) แทนที่จะส่งกำลังไปยังเครื่องอัดอากาศหรือปั๊มลมแบบความเร็วคงที่ (fixed-speed compressor) โดยตรงที่ทำงานเต็มประสิทธิภาพ เทคโนโลยี VSD จะให้แรงดันไฟเฉพาะตามการใช้งานจริงเท่านั้น นวัตกรรมที่ี่เรียบง่ายแต่ช่วยประหยัดพลังงานได้จริงจาก แอตลาส คอปโก้
เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเทคโนโลยี VSD ได้ ที่นี่ หากสนใจเทคโนโลยี VSD สามารถปรึกษาหรือสอบถามผู้เชี่ยวชาญของแอตลาส คอปโก้ได้โดยตรงที่ Official Line@: atlascopcothailand
ตัวปรับความเร็วรอบมอเตอร์ VSD ตัวปรับความเร็วรอบมอเตอร์ VSD เครื่องอัดอากาศหรือปั๊มลมชนิดไร้น้ำมัน โบลเวอร์ เครื่องอัดอากาศหรือปั๊มลมแบบหล่อลื่นด้วยน้ำมัน (Oil-lubricated compressors)
