การเปรียบเทียบการใช้พลังงานของวาล์วควบคุมทิศทางและวาล์วควบคุมความดันในเครื่องอัดไฮดรอลิก

Main Article Content

อนันต์ เต็มเปี่ยม
กุลยศ สุวันทโรจน์

บทคัดย่อ

เครื่องอัดไอดรอลิกเป็นอุปกรณ์ที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอัดขึ้นรูปโลหะ ด้วยเหตุผลที่ว่าระบบไฮดรอลิกให้กำลังได้มากในขณะที่ประสิทธิภาพการใช้พลังงานของระบบค่อนข้างต่ำ จากภาวะวิกฤตของพลังงานในปัจจุบันการอนุรักษ์พลังงานในระบบไฮดรอลิกจึงเป็นประเด็นสำคัญ ผู้วิจัยจึงทำการสร้างเครื่องอัดไฮดรอลิกขนาด 10 ตัน เพื่อใช้ในการศึกษาหาค่าการใข้พลังงานไฟฟ้า โดยทำการทดลองเปรียบเทียบการสูญเสียพลังงานของเครื่องอัดไฮดรอลิกในช่วงจังหวะรองานจากการลดภาระความดันด้วยวาล์วควบคุมทิศทาง (DCV 4/3) กับวาล์วควบคุมความดัน (Pressure relief valve, PCV) และลดอัตราการไหลของปั๊มไฮดรอลิกโดยการลดความเร็วรอบการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้าด้วย VSD ซึ่งแบ่งการทดลองออกเป็น 5 กรณี โดยที่กรณี1 ใช้วาล์ว DCV 4/3 ตำแหน่งกลางปิดร่วมกับ PCV แบบไม่มีระบาย พบว่าการสูญเสียพลังงานไฟฟ้ามากที่สุดอัตราการสูญเสียพลังงานจะเพิ่มมากขึ้นตามอัตราร้อยละของการรองานที่เพิ่มขึ้น กรณี2 ใช้วาล์ว DCV 4/3 ตำแหน่งกลางปิดร่วมกับ PCV แบบมีระบาย กรณี3 ใช้วาล์ว DCV 4/3 ตำแหน่งกลาง P ต่อ T ร่วมกับ PCV แบบไม่มีระบาย กรณี4 ใช้วาล์ว DCV 4/3 ตำแหน่งกลาง P ต่อ T ร่วมกับ PCV แบบมีระบาย พบว่ากรณี2 ถึงกรณี4 นี้ มีค่าการสูญเสียพลังงานไฟฟ้าใกล้เคียงกันส่วนการทดลองในกรณี5 เป็นการนำเอากรณี4 มาใช้ VSD ลดรอบมอเตอร์ไฟฟ้าลงที่ 450 รอบต่อนาที ในช่วงเวลารองานจึงเป็นกรณีที่มีการสูญเสียพลังงานไฟฟ้าน้อยที่สุด จากการทดลองทั้ง 5 กรณี เมื่อทำการเปรียบเทียบผลการสูญเสียพลังงานไฟฟ้าที่ลดลง โดยการนำกรณี2 ถึงกรณี5 มาเปรียบเทียบกับกรณี1 ที่ช่วงเวลารองานร้อยละ 20 ถึง 240 จะได้ผลการสูญเสียพลังงานไฟฟ้าลดลงจากกรณี1 คือ กรณี2, 3 และ 4 มีค่าการสูญเสียพลังงานลดลงใกล้เคียงกัน คือ มากกว่าร้อยละ 70 และกรณี5 การสูญเสียพลังงานลดลงได้มากที่สุดถึงร้อยละ 89 หากเปรียบเทียบกรณี 4 กับกรณี5 พบว่าการใช้ VSD สามารถลดการสูญเสียได้มากกว่าร้อยละ 15 ทางผู้วิจัยจึงเสนอแนะให้ VSD เป็นทางเลือกที่สำคัญในการลดการสูญเสียพลังงานในเครื่องอัดไฮดรอลิก

Article Details

บท
บทความวิจัย

References

[1] ณรงค์ ตันชีวะวงศ์. ไฮดรอลิกส์อุตสาหกรรม. พิมพ์ครั้งที่ 3. กรุงเทพฯ: สมาคมส่งเสริมเทคโนโลยี (ไทย- ญี่ปุ่น); 2544.
[2] Katsumasa Suzuki, Yoshitaka Niimura, Kazutoshi Akitani et al. ENERGY SAVING OF OIL HYDRAULIC PUMP UNIT BY IDLING STOP METHOD USING AN ACCUMULATOR. FLUCOME. 2009.
[3] Lei Li, Haihong Huang, Zhifeng Liu et al. An energy-saving method to solve the mismatch between installed and demanded power in hydraulic press. Journal of Cleaner Production; 2016; 139:636-645.
[4] Song Liu, Bin Yao. Energy-Saving Control of Single-Rod Hydraulic Cylinders with Programmable Valves and Improved Working Mode Selection. National Fluid Power Association and Society of Automotive Engineering, NCFP I02-2.4/SAE OH 2002 -0101343, 81-91.
[5] Xu Bing, Yang Jian , Yang Huayong. Comparison of energy-saving on the speed control of VVVF hydraulic elevator with and without the pressure accumulator. Mechatronics 2005;15:1159-117