کمپرسور اسکرو دستگاهی جدیدتر از خودروهاست. کمپرسور اسکرو ابتدا در سال ۱۸۷۸ میلادی و در آلمان ثبت اختراع شد، اما تا زمان انقضای حق امتیاز هاینریش کریگر هیچگاه این ماشین نمونهی ساخته شدهای نداشت. کمپرسور اسکروی امروزی با شیارهای مارپیچی توسط آلف لیسهولم، سرمهندس کمپانی توربین بخار یونگشتروم در سوئد ساخته شده است. نقطه قوت همیشگی کمپرسور اسکرو عدم واماندگی یا رخداد پدیدهی Surge است و لیسهولم هم دقیقا به دنبال همین هدف آن را شکل داده است.
برخلاف باقی مدلهای ماشینآلات، کمپرسور اسکرو هیچ نمونهای طبیعی نداشته و از روی طبیعت الگو نگرفته است. از آنجا که بلوئرهای مدل روتس توان دستیابی به نسبت فشار بالا ندارند، لیسهولم کمپرسور اسکرو مارپیچی را توسعه داده و سپس به طور گسترده به باقی شرکتها حق ساخت آن را واگذار کرد. همهی این اتفاقات با آغاز دههی ۱۹۵۰ میلادی گره خورده است، پس از پایان جنگ بزرگ.
موتور قرار نیست انرژی خرج تولید توانی کند که چرخها به آن احتیاج ندارند. خودروهای برقی در ترافیک شهری پیروی دستورالعمل «همیشه با حداکثر توان کار کن» نیستند.
پس کمپرسور اسکرو ماشین نسبتا جدیدی است و قطعا از خودروهای سواری جدیدتر محسوب میشود. نخستین کمپرسور روغنی را Howden و SRM در ۱۹۵۴ توسعه دادند و همانطور که حدس میزنید، اطلس کوپکو اولین کمپرسور روغنی تجاری را در سال ۱۹۵۷ به بازار عرضه کرده است.
پایان عصر چکش و سندان؛ ظهور زور هوشمند
برای دههها اتاق کمپرسور صنعتی جایی برای اعمال قدرت کنترلنشده بود. در اتاق کمپرسور موتوری بزرگ، حال دیزلی یا الکتریکی، با سرعتی ثابت واحد را تامین میکرد و کمپرسور یا با تمام قوا کار میکرد یا در حالت بیبار انرژی را هدر میداد. اما این تکنولوژی نیز در حال سیر عمر و روند طبیعی زیست خود است. کمپرسورهای سنتی همان معادل صنعتی خودروهای قدیمی پرمصرف هستند که دستگاههایی قدرتمند ولی ناکارآمد بودند.
کمپرسور کارخانه ساعت ۲ بعدازظهر صددرصد ظرفیت اما ساعت ۴ هفتاد درصد ظرفیت را لازم دارد. این نیاز به هنگام توقف خط تولید به ۳۰ درصد و در طول شب به ۱۰ درصد افت میکند. اما موتور کمپرسور همیشه با سرعت چرخش نسبتا ثابتی میچرخد!
اینجاست که روشهایی مثل آنلود یا کار در حالت بدون بار، روشن و خاموش دورهای و مدولاسیون وارد ماجرا میشود. سازندگان کمپرسور همیشه با این سوال مواجه بودهاند که وقتی کارخانه تمام ظرفیت کمپرسور اسکرو را لازم ندارد چه کنیم؟
درایو سرعت متغیر یا VSD
استفاده از درایو سرعت متغیر یا فرکانس متغیر بر روی کمپرسورهای اسکرو باعث صرفهجویی جدی در مصرف انرژی خواهد بود. مزایای این درایوها ولی محدود به مدیریت مصرف انرژی نیست: شروع نرمتر، کنترل بهتر روی سیستم و کاهش مصرف انرژی به هنگام سیکلهای سریع از جملهی دیگر مزایای بکارگیری درایو فرکانس متغیر است که عمر مفید دستگاه را نیز افزایش میدهد.
ولی VSD برای همه مناسب نیست. اگر تقاضا بین ۵۰ تا ۸۰ درصد ظرفیت نوسان داشته باشد، کمپرسور VSD به عنوان کمپرسور اصلی هم لود پایه و هم فشار و ظرفیت متغیر را پوشش خواهد داد؛ ولی اگر همواره ظرفیتی بالای ۸۰ درصد نیاز داشته باشید بهتر است از کمپرسور سرعت ثابت برای لود پایه و از کمپرسور VSD برای trim یا شکلدهی مصارف نوسانی بهره ببرید.
اطلس کوپکو به ساخت کمپرسور سرعت متغیر رو آورده است VSD
کمپرسورهای VSD اطلس کوپکو مثل هر کمپرسور دیگری نیستند. VSD و VFD به اختصار و ترتیب مخفف کلمان درایو سرعت متغیر و درایو فرکانس متغیر هستند. هر دوی این تکنولوژیها که یکی زیرمجموعهی دیگریست برای تنظیم سرعت موتور با خروجی دستگاه یا در حقیقت تقاضای هوای فشردهی مصرفکننده اختراع شده اند.
اگر کمپرسور سرعت متغیر را مثل کمپرسورهای دیگر فرض کنیم، در حقیقت گویی گفته باشیم تسلا هم خودرویی مانند خودروهای دیگر است. این ماشینها هر دو ظهور عصری جدید و تغییری بنیادین در فلسفهی مهندسی را رهبری میکنند. کمپرسور اسکرو VSD دیگر سختتر کار نمیکند، هوشمندتر کار میکند.
پیشرانهی خودروی برقی چیست؟ موتور iPM یا موتور مغناطیس دائم داخلی
کمپرسور اسکرو برقی سرعت متغیر مشابه با خودروهای برقی از موتورهای مغناطیس دائم داخلی یا iPM بهره برده و دیگر مشابه با کمپرسورهای قدیمی از موتورهای القایی معمولی انرژی مورد نیاز خود را تامین نمیکند. مزایای مغناطیس دائم چیست؟
- گشتاور فوری و واکنش سریع: کاملا مشابه با خودروهای برقی، موتور مغناطیس دائم بازدهی عالی و یکپارچگی عملکرد را در گسترهی وسیعی از سرعتها ارائه داده و دیگر از تاخیر خبری نیست.
- راندمان کلاس IE4 و IE5: موتورهای گفته شده بالاترین سطوح بازدهی انرژی را داشته و از هر وات انرژی مصرفی بالاترین استفاده را میکنند. در نسخههای جدیدتر این موتورها به سطح IE5 هم دست می یابند.
ریکاوری انرژی در حین کاهش سرعت موتور: ترمز و احیا
مسئله فقط تنظیم سرعت و دور موتور با میزان تقاضای هوای فشردهی کارخانه نیست. این کمپرسورها مجموعهای از چندین فناوری جدید هستند. درایو دور متغیر با موتور مغناطیس دائم با ایرند بهینه شده و سیستم کنترلی جدید برابر است با کمپرسوری نوین.
اصطلاحا آن را Regenerative Brake یا RB مینامند و سیستمی است که انرژی را به هنگام کاهش سرعت خودرو یا ماشینآلات دیگر بازیابی کرده و از هدررفت آن جلوگیری به عمل میاورد. در خودروهای الکتریکی برخلاف ترمزهای اصطکاکی که لنت را بر روی دیسک فشرده و حرکت را به گرمای هدررفت تبدیل میکنند، موتور نقش خود را برعکس میکند و به ژنراتور تبدیل میشود. در این حالت وقتی خودرو کُندتر میشود موتور از نیروی چرخش چرخها برای تولید الکتریسیته استفاده خواهد کرد. این الکتریسیته به باتری بازگشته آن را شارژ میکند.
این فناوری مسافت قابل پیمایش خودروهای برقی یا EV و هیبریدی را تا ۲۰ درصد بهبود میدهد. مشابه آن در کمپرسور صنعتی چیست؟
این بدین معنا نیست که کمپرسور دور ثابت سنتی ماشین بدی است. اتفاقا اگر مصرف هوای فشردهی کارخانه پایدار و ثابت باشد و کمپرسور بیشتر زمان خود را نزدیک به ظرفیت کامل کار کند، کمپرسور دور ثابت قطعا انتخاب منطقیتری در مقایسه با کمپرسور سرعت متغیر است.
در کمپرسور صنعتی قدیمی اگر کمپرسور به فشار اسمی برسد متوقف نشده و وارد حالت بدون بار میشود. در این حالت چرخش موتور و کمپرسور ادامه داشته و تنها هوا مکیده نمیشود تا هوای فشرده تولید نشود. این دستگاه همچنان مقدار زیادی برق برای چرخش مصرف کرده و انرژی تلف خواهد کرد. بماند که همین چرخش و کارکرد به استهلاک و افت عمر الکتروموتور و کمپرسور نیز خواهد انجامید.
در کمپرسور GA VSD پلاس درایو سرعت متغیر برعکس ترمزهای بازیاب انرژی در خودروهای برقی کار میکند. در این ماشینآلات به هنگام افت تقاضا، سرعت موتور کاهش یافته و از هدررفت انرژی جلوگیری میشود. در اینجا ذخیرهی انرژی در حقیقت ناشی از کاهش ورودی و مصرف برق به دست خواهد آمد.
- عملکرد کمپرسور بر اساس میزان تقاضای اپراتور: در این مدل کمپرسور دستگاه به هنگام پر شدن مخزن بیدلیل و با هدر دادن انرژی کار نمیکند. درایو سرعت یا فرکانس متغیر سرعت موتور را دقیقا با میزان هوای مصرفی هماهنگ میکند.
- حذف اتلاف بیباری: کمپرسور سنتی در حالت بدون بار انرژی زیادی هدر میدهد. کمپرسور GA VSD پلاس به طور میانگین تا ۵۰ درصد صرفهجویی در مصرف انرژی خواهد داشت.
کنترلر و صفحه نمایش هوشمند مرکزی
در رانندگی با خودروی برقی صفحهی نمایش مرکزی بزرگی در مقابل راننده قرار دارد که همه چیز را مدیریت میکند. در کمپرسورهای جدید GA VSD پلاس نیز کنترلر لمسی الکترونیکون اطلس کوپکو دقیقا همین کار را انجام خواهد داد.
- مشابه با ماشینهای مدرن که در هنگام خرابی وارد حالت حرکت اضطراری یا لنگان میشوند (در انگلیسی به این حالت Limp Mode گفته میشود)، کمپرسور هم در حالت اضطراری کار کرده و به هنگام بروز مشکل هم عملکرد خود را حفظ میکند. در خودروهای اتومات مدرن این حالت در صورت مشکل در جعبه دنده به این گونه خواهد شد که اتومبیل بر روی یک دندهی ایمن قفل کرده و راه را تا مقصد ادامه میدهد.
- مانند حالت اسپورت در خودروهای مدرن این کمپرسورهای GA VSD پلاس هم توان آن را دارد که به طور موقف وارد Boost Mode شده و ظرفیتی فراتر از ظرفیت اسم ارائه دهد تا کار خط تولید نخوابد.
- سیستم اسمارتلینک نیز برای کمپرسورهای جدید اطلس کوپکو امکان اتصال بینقص به شبکه و پایش و مدیریت از راه دور و استخراج اطلاعات سیستمی و سلامتی به صورت لایو را فراهم آورده است.
GA VSD اطلس کوپکو، ماشینی برای محیط کاری مدرن و پاک
برخلاف کمپرسورهای بزرگ، پرسروصدا و آلایندهی سابق، GA VSD + برای محیطهای کاری مدرن و تمیز ساخته شده است. این کمپرسورها با طراحی عمودی فضای کمتری را بر روی زمین اشغال میکنند. واحد پیشرانه و الکتروموتور کمپرسور کاملا آببندی بوده و در برابر گرد و غبار و رطوبت مقاوم است تا در شرایط سختتر نیز عملکرد مطمئنی داشته باشد. این سطح از حفاظت سطح محافظت IP66 نام دارد. این کمپرسورها سطح نویز و صدای کمتری هم تولید میکنند.
بامزه است که همزمان با استراتژی کهنگی عمدی در سایر صنایع، که دیگر هیچ محصولی را مانند قدیم نمیسازند و جوری میسازند که زودتر خراب شده و مجدد خریداری شود، دستگاههای جدید اطلس کوپکو دقیقا برای طول عمر بالاتر طراحی میشوند و گارانتی فراگیرتری ارائه میدهند.
