PQ-Starter เทคโนโลยีสตาร์ทมอเตอร์ที่ให้มากกว่าการแก้ปัญหา

PQ-Starter เป็นอุปกรณ์ที่ออกแบบเพื่อการแก้ปัญหากระแสขณะสตาร์ทสูงที่สาเหตุของปัญหาโดยตรงและยังทำให้แรงบิดของมอเตอร์เท่ากับหรือมากกว่าการสตาร์ทแบบ DOL นอกจากนั้นยังช่วยปรับปรุงค่า PF และลดพลังงานสูญเสียในระบบไฟฟ้าได้ในขณะเดียวกัน

คุณสมบัติการทำงานพิเศษ

• ลดกระแสสตาร์ทและกระแสรอบปกติขณะที่ให้แรงบิดสูงสุดขณะสตาร์ท

• ลดปัญหาแรงดันตกขณะสตาร์ทและรอบทำงานปกติ

• ลดเวลาที่ใช้ในการสตาร์ทเพื่อยืดอายุการใช้งานมอเตอร์และอุปกรณ์ในระบบไฟฟ้า

• ไม่กำเนิดและช่วยลดปัญหาฮาร์มอนิกทั้ขณะสตาร์ทและรอบทำงานปกติ

• ปราศจากปัญหาทรานเชียลขณะทำงาน

• เพิ่มค่าตัวประกอบกำลังและลดกำลังงานสูญเสียในระบบไฟฟ้า

• ติดตั้งแบบขนานกับระบบไม่ต้องดัดแปลงระบบควบคุมมอเตอร์ที่มีอยู่เดิม

• โครงสร้างแบบโมดูลาร์เพิ่มและลดพิกัดได้ตามระดับแรงดันตกที่ต้องการ

• ใช้ร่วมกับอุปกรณ์ Soft-Start ชนิดต่างๆเพื่อควบคุมแรงบิดทางกลได้

โครงสร้างและการทำงานของ PQ-Starter

รูปที่ 1 ไดอะแกรมแสดงโครงสร้างวงจรพื้นฐานของ PQ-Starter

รูปที่ 1 แสดงไดอะแกรมโครงสร้างวงจรพื้นฐานของ PQ-Starter ซึ่งประกอบด้วย 3 ส่วนหลักที่ทำงานร่วมกันอย่างแม่นยำคือ

1. Main control unit : วงจรควบคุมที่อาศัยการทำงานของโปรแกรมที่มีความแม่นยำและประมวลผลแบบเวลาจริง (Real time DSP) เพื่อสั่งงานไปยัง MCU และ CPLD เพื่อทริกอุปกรณ์ไทริสเตอร์ให้ On และ Off ตัดต่อวงจรชดเชยกำลังงานรีแอคทีฟที่ต้องการในขณะนั้นอย่างทันความต้องการ และมีการสื่อสารรับคำสั่งการตั้งค่า แสดงผลการทำงานร่วมกับ Touch Screen LCD กับผู้ใช้งาน

2. Switching execution unit : อุปกรณ์สวิตช์กำลังความเร็วสูง ซึ่งใช้ไทริสเตอร์พิกัดกำลังงานสูงร่วมกับเทคนิคการสวิตช์ที่แรงดันสูง (Zero Voltage Switching-Thyristor Controlled Switch: ZVS-TCS) เพื่อตัด-ต่อวงจรชดเชยกำลังงานรีแอคทีฟ โดยจะทำการตัดและต่อวงจรกำลังที่แรงดัน 0 โวลท์ทั้ง 3 เฟสทุกครั้งที่ทำงาน ทำให้มั่นใจได้ว่าจะไม่มีปัญหาแรงดันและกระแสกระชากเกิดขึ้นขณะทำการสวิตช์และทำให้สามารถชดเชยกำลังงานรีแอคทีฟในระดับพิกัด XX Mvar โดยไม่มีปัญหากระแสเกินหรือการตัดวงจรจากอุปกรณ์ป้องกันในระบบไฟฟ้า

3. Tuned capacitor bank : ทำหน้าที่ชดเชยกำลังงานรีแอคทีฟหลักให้กับระบบไฟฟ้าโดยสามารถเลือกโครงสร้างวงจรได้ตามความต้องการหรือปัญหาที่เกิดขึ้น มี 3 โครงสร้างให้เลือกใช้งานคือ

   • Capacitor with inrush current limiting reactor สำหรับงานที่ไม่มีปัญหาฮาร์มอนิกในระบไฟฟ้า

   • Detuned filter configuration สำหรับงานที่มีปัญหาฮาร์มอนิกและเรโซแนนซ์

   • Tuned filter configuration สำหรับงานที่ต้องการกำจัดปัญหาฮาร์มอนิกในระบบไฟฟ้าด้วย

รูปที่ 2 ไดอะแกรมแสดงการทำงานของสวิตช์กำลัง (ZVS-TCS) ขณะต่อและตัดวงจร

รูปที่ 2 แสดงการทำงานของ ZVS-TCS ที่ทำหน้าที่เป็นสวิตช์หลักใน PQ-Starter นอกจากคุณสมบัติเรื่องความเร็วในการสวิตช์ที่สูงมากแล้ว ZVS-TCS ที่ติดตั้งทั้ง 3 ตัวในแต่ละชุดสามารถทำงานได้อย่างอิสระตามมุมองศาแรงดันของทั้ง 3 เฟส เพื่อให้สามารถเลือกต่อและตัดวงจรที่แรงดันศูนย์โวลท์ของทั้ง 3 เฟส

(a) รูปคลื่นแสดงการทำงานกรณีชดเชยกระแสรีแอคทีฟขณะมอเตอร์สตาร์ท

(b) รูปคลื่นแสดงการทำงานกรณีชดเชยกระแสรีแอคทีฟและกระแสฮาร์มอนิกขณะมอเตอร์สตาร์ท

รูปที่ 3 รูปคลื่นกระแสขณะ ZVS-TCS ต่อวงจรชดเชยกำลังงานรีแอคทีฟและกระแสฮาร์มอนิก

รูปที่ 4 รูปคลื่นแสดงความเร็วในการประมวลผลและควบคุม ZVS-TCS ต่อวงจรชดเชยกำลัง Cycle-to-Cycle

รูปที่ 3 แสดงการตัดและต่อวงจรโดย ZVS-TCS รูปคลื่นกระแสที่ถูกจ่ายจาก PQ-Starter เพื่อชดเชยกำลังงานรีแอคทีฟที่มอเตอร์ต้องการในขณะสตาร์ท รูปที่ 3(a) แสดงการชดเชยเฉพาะกำลังงานรีแอคทีฟกรณีที่ระบบไฟฟ้าไม่มีปัญหาฮาร์มอนิกและ 3(b) แสดงกระแสที่มีส่วนประกอบของกระแสฮาร์มอนิกที่จะไปหักล้างกับกระแสฮาร์มอนิกที่มีอยู่เดิมในระบบเป็นผลให้คุณภาพกำลังไฟฟ้าของระบบโดยรวมดีขึ้น ส่วนรูปที่ 4 แสดงความเร็วในการประมวลผลและตอบสนองในการชดเชยและหยุดการจ่ายกระแสได้ Cycle-to-Cycle เพื่อให้มั่นใจได้ว่า PQ-Starter สามารถตอบสนองต่อการสตาร์ทมอเตอร์ได้ทุกเสี้ยววินาทีหรือทุกๆไซเคิลของแรงดันไฟฟ้า

รูปที่ 5 ตัวอย่างการการแก้ปัญหาแรงดันตกจากการสตาร์ทมอเตอร์โดย PQ-Starter

รูปที่ 5 แสดงผลการแก้ไขปัญหาแรงดันตกจากการสตาร์ทมอแตอร์แบบ DOL รูปที่ 5(a) ขณะไม่มี PQ-Starter และ 5(b) มีการติดตั้ง PQ-Starter

PQ-Starter การติดตั้งและใช้งาน

การติดตั้งใช้งาน PQ-Starter สามารถติดตั้งใช้งานกับมอเตอร์ 1 ตัวหรือหลายตัวขนานกัน โดยในการสตาร์ทควรจะสตาร์ทมอเตอร์เรียงกันทีละตัว เพื่อไม่ให้กำลังานรีแอคทีฟที่มอเตอร์ต้องใช้ในการสตาร์ทอยู่ในพิกัดที่ PQ-Starter สามารถชดเชยได้อย่างมีประสิทธิภาพ การติดตั้งใช้งานสามารถติดตั้งได้ที่ MDB หรือ MCC ที่ทำหน้าที่ควบคุมการทำงานของมอเตอร์ โดยควรจะให้มีการติดตั้งทางไฟฟ้าใกล้กับตัวมอเตอร์ที่สุดเพื่อให้มีประสิทธิภาพในการรักษาแรงบิดขณะสตาร์ทสูงสุด ลดแรงดันตกที่ขั้วมอเตอร์และลดกำลังงานสูญเสียของระบบได้มากที่สุด อย่างไรก็ตามกรณีที่ต้องการลดปัญหาแรงดันตกที่จุดต่อร่วมหรือที่ MDB นั้นการติดตั้งขนานกับ MDB ก็เป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่ให้ผลที่ดีเช่นกัน

รูปที่ 7 การติดตั้งกับระบบแรงดันสูงกว่า 0.69kV

รูปที่ 6 แสดงการติดตั้งใช้งานกับมอเตอร์แรงดันต่ำ 0.4-0.69kV โดยสามารถติดตั้งขนานได้โดยตรงหรือในกรณีที่ใช้งานมอเตอร์ที่ระดับแรงดันปานกลางหรือสูงก็สามารถใช้หม้อแปลงเพิ่มแรงดันจาก 0.69kV ไปยังระดับแรงดันใช้งานที่ต้องการดังแสดงในรูปที่ 7

บทความโดย บริษัท เพาเวอร์ ควอลิตี้ ทีม จำกัด

สงวนลิขสิทธิ์ ห้ามทำซ้ำ คัดลอก หรือนำไปเผยแพร่ก่อนได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษรจากบริษัท ฯ