Bơm lưu lượng cố định VS Bơm lưu lượng thay đổi-Load Sensing.

[LẠC HẬU]

Nguyên văn bởi Thợ máy

Trước tiên, hãy cùng thống nhất khái niệm về lưu lượng của bơm:
1- Bơm lưu lượng cố định: Tức là lưu lượng riêng của bơm KHÔNG THỂ thay đổi được với mỗi một vòng quay của trục bơm. Điển hình của loại bơm này là bơm bánh răng. Ngoài ra còn có bơm cánh gạt lưu lượng cố định, bơm piston lưu lượng cố định (thường gặp là bơm cong).
2- Ngược lại, bơm lưu lượng thay đổi có lưu lượng THAY ĐỔI ĐƯỢC ở mỗi một vòng quay. Việc thay đổi này có thể ở đĩa nghiêng, góc nghiêng so với trục bơm (đối với bơm piston) hoặc độ lệch tâm quay (đối với bơm cánh gạt).

Về kết cấu, nguyên tắc làm việc của từng loại bơm chúng ta tạm thời không bàn đến trong mạch này.

.

Bạn "THỢ MÁY" ở trên đã nói rất chính xác về "LƯU LƯỢNG RIÊNG...MỖI MỘT VÒNG QUAY" nhưng xin lưu ý các bạn: đơn vị tính ở đây là "LÍT TRÊN MỘT VÒNG QUAY" (lpr) và nó chưa phải là "LƯU LƯỢNG CỦA BƠM".
Ở đây ta đang nói về "LƯU LƯỢNG CỦA BƠM" với đơn vị tính là "LÍT TRÊN PHÚT (lpm)", với các bơm mà bạn gọi là "BƠM LƯU LƯỢNG CỐ ĐỊNH" (thí dụ như bơm bánh răng...), ta vẫn có thể thay đổi "LƯU LƯỢNG CỦA BƠM" (lít trên phút) bằng cách "THAY ĐỔI SỐ VÒNG QUAY" của máy kéo (động cơ đốt trong hoặc động cơ điện...).
Trong thực tế, hiện nay người ta đã dùng các bộ "INVERTER" (BIẾN TẦN) để kiểm sóat lưu lượng rất nhiều.
Còn về động cơ đốt trong, thực tế hiện nay thì rất khó dùng, vì khi thay đổi tốc độ động cơ, một đại lượng khác sẽ thay đổi theo, đó là "CÔNG SUẤT". Nhưng tương lai, tôi nghĩ chắc chắn các nhà sản xuất động cơ đốt trong sẽ khắc phục được điều này.

[Thợ máy]

Nguyên văn bởi admin

Lâu không thấy bạn Thợ máy vào diễn đàn, hãy để tôi lấy ví dụ so sánh nhé.

Cám ơn ADMIN đã giúp tôi đưa ra ví dụ sinh động.

Trường hợp xử lý bài toán công suất trong ví dụ này cũng có nhiều cách nữa. Mong các bạn đóng góp kinh nghiệm thực tế hoặc ý tưởng thiết kế để cùng học tập.

[Thợ máy]

Nguyên văn bởi LẠC HẬU

.

Trong thực tế, hiện nay người ta đã dùng các bộ "INVERTER" (BIẾN TẦN) để kiểm sóat lưu lượng rất nhiều.

Nếu sử dụng bộ biến tần của bác Lạc Hậu để thay đổi tốc độ quay của bơm bánh răng, tức là thay đổi lưu lượng cấp, thì kết quả cũng đạt được như sử dụng bơm thay đổi lưu lượng.

Tuy nhiên tôi có vài câu hỏi như sau cho bác Lạc Hậu liên quan đến biến tần:
1- Công suất của biến tần có thay đổi theo tốc độ quay của đầu ra biến tần hay không?
2- Bạn lấy tín hiệu nào từ cơ cấu chấp hành để điều khiển tốc độ biến tần? (có thể là hành trình làm việc của xy lanh ép chăng?)
3- Nếu có thể bạn share cho tôi tài liệu kỹ thuật về biến tần này được không? Nếu có cả giá (khoảng) cho loại 55-75 kW thì tốt quá.

Cám ơn bác.

[LẠC HẬU]

Nguyên văn bởi Thợ máy

Nếu sử dụng bộ biến tần của bác Lạc Hậu để thay đổi tốc độ quay của bơm bánh răng, tức là thay đổi lưu lượng cấp, thì kết quả cũng đạt được như sử dụng bơm thay đổi lưu lượng.

Tuy nhiên tôi có vài câu hỏi như sau cho bác Lạc Hậu liên quan đến biến tần:
1- Công suất của biến tần có thay đổi theo tốc độ quay của đầu ra biến tần hay không?
2- Bạn lấy tín hiệu nào từ cơ cấu chấp hành để điều khiển tốc độ biến tần? (có thể là hành trình làm việc của xy lanh ép chăng?)
3- Nếu có thể bạn share cho tôi tài liệu kỹ thuật về biến tần này được không? Nếu có cả giá (khoảng) cho loại 55-75 kW thì tốt quá.

Cám ơn bác.

Xin trả lời nhanh như sau:
1/- Biến tần có rất nhiều chế độ làm việc, tùy vào yêu cầu, người sử dụng có thể chọn chế độ "CONSTANT TORQUE", hoặc "CONSTANT HORSEPOWER"....Bạn yên tâm, không sợ bị quá tải khi giảm tốc đâu. Vì một trong số các ưu điểm nổi bật thường dùng của INVERTER là "KHỞI ĐỘNG MỀM" (SOFT START) cho động cơ. Thí dụ: với một thang máy hoặc cẩu đầy tải đang đứng yên, nó vẫn có thể "LĂN" từ zero vòng trên phút để khởi động êm và tuyến tính lên đến tốc độ định mức mà vẫn không bị quá tải.
2/- Lại cũng tùy theo yêu cầu điều khiển mà ta có thể dùng tín hiệu từ bất kỳ đại lượng nào trong hệ thống thủy lực: Lưu lượng, áp suất, vị trí...tuy nhiên, các tín hiệu này phải là tín hiệu điện, nên phải dùng các cảm biến (sensor).
3/- Giá thì tùy của Nhật hay Đài Loan, Hàn quốc... nếu của YASKAWA Nhật thì khỏang 50 triệu cho 45KW.
Cuối cùng, tài liệu thì xin gửi bạn "INSTRUCTION MANUAL" của YASKAWA Model: CIMR-F7A... cho 2 lọai điện áp 220V/3 pha hoặc 400V/3 pha, công suất từ 0,4 đến 300 KW.CÁC BẠN BẤM VÀO ĐÂY ĐỂ TẢI "YASKAWA INSTRUCTION MANUAL"VỀ


Một thí dụ minh họa. Mạch dưới đây được trích trong bài viết :"SIMULATION OF A ELECTROHYDRAULIC LOAD-SENSING SYSTEM WITH AC MOTOR AND FREQUENCY CHANGER". là mạch điều khiển theo nguyên lý" LOAD SENSING" mà các bạn từng đề cập. Nhưng ở đây, lưu lượng bơm đựợc thay đổi bởi bộ biến tần (FREQUENCY CHANGER) điều khiển động cơ AC 3 pha không đồng bộ.

Nhân tiện, gửi tặng các bạn nguyên văn tòan bộ bài viết này để các bạn "XEM CHƠI CHO BIẾT" chứ trong bài viết đa phần là các công thức, các lý luận nặng về lý thuyết (nói trước là xem chán lắm đấy nhé), và cũng qua bài viết này, xin minh họa một điều là : "NGAY CẢ CÁC TÀI LIỆU CỦA NƯỚC NGÒAI, ĐÔI KHI CŨNG CÓ NHỮNG CHỖ NHẦM LẪN, THIẾU SÓT, TRONG BÀI VIẾT NÀY CÓ VÀI CHỖ NHẦM LẪN, THIẾU SÓT (nhỏ thôi, không đáng kể)" các bạn thử tìm xem nhé.
BẤM VÀO ĐÂY ĐỂ TẢI BÀI VIẾT "SIMULATION OF A ELECTROHYDRAULIC LOAD-SENSING SYSTEM WITH AC MOTOR AND FREQUENCY CHANGER" VỀ

[LẠC HẬU]

Để các bạn tiện theo dõi, tôi đã vẽ lại và ghi chú cho mạch như sau:

FDP: Fixed Displacement Pump Bơm cố định thể tích công tác (thường gọi là bơm lưu lượng không đổi??!! Nhưng trong mạch này thì lưu lượng của bơm lại thay đổi!!!).
ASM: ASynchronous Motor Động cơ không đồng bộ 3 pha.
PWM: Pulse width Modulation bộ biến tần họat động theo kiểu điều biến độ rộng xung.
Reg x: Regulator Bộ hiệu chỉnh theo tín hiệu x.
W: Mức tham chiếu cài đặt được.
Reg n: Bộ hiệu chỉnh theo tín hiệu n (tốc độ động cơ).
Reg PL : Bộ hiệu chỉnh theo tín hiệu PL.
ΔPLS: Mức tham chiếu cài đặt được.
n/u : cảm biến tốc độ động cơ biến đổi tín hiệu số vòng quay n (vòng /phút) thành tín hiệu điện áp u.
x/u : cảm biến tọa độ biến đổi tín hiệu tọa độ x thành tín hiệu điện áp u.
P/u : cảm biến áp suất biến đổi tín hiệu áp suất P thành tín hiệu điện áp u.
Khối PL(PA, PB, XSV) : Mạch xử lí tổng hợp 3 biến số: áp PB, áp PA của xy lanh, tọa độ x của lõi van phân phối thành tín hiệu hồi tiếp PL.

[admin]

Nguyên văn bởi LẠC HẬU

FDP: Fixed Displacement Pump Bơm cố định thể tích công tác (thường gọi là bơm lưu lượng không đổi??!! Nhưng trong mạch này thì lưu lượng của bơm lại thay đổi!!!).

Bạn Lạc Hậu và các bạn khác lưu ý: Lưu lượng của bơm có 2 khái niệm:
- Lưu lượng riêng q (thường tính bằng xăng-ti-mét-khối trên một vòng quay - ccm/rev): Là lượng dầu bơm đẩy đi khi trục quay một vòng. Nhìn vào giá trị này có thể hình dung được kích cỡ (to/nhỏ) của bơm. (Bơm càng to càng nặng thường càng đắt các bạn nhể). Lưu lượng riêng thường được xem xét khi lựa chọn bơm. Trong hầu hết các tài liệu kỹ thuật các khái niệm FDP và VDP là chỉ lưu lượng này.

- Lưu lượng làm việc Q (l/phút): Đây là đại lượng tính toán đến trong tất cả các tham số hoạt động của Hệ thống truyền động thủy lực. Nó quyết định tốc độ, công suất, mô-men... của bơm sử dụng.

Công thức tính: Q = q*n/1000 trong đó n là tốc độ quay trục dẫn động bơm (vòng/phút).

Phương án thay đổi số vòng quay để thay đổi lưu lượng đã được sử dụng từ lâu nhưng trước đây có nhiều nhược điểm vì khó thay đổi được tốc độ "mềm" bằng cơ khí còn thay đổi bằng điện thì không sử dụng được cho motor công suất lớn.

Ngày nay biến tốc tự động (cơ khí) và biến tần (điện) đã có sự cải tiến mạnh mẽ và đã đáp ứng được những yêu cầu điều khiển động cơ công suất lớn nênđã sử dụng rộng rãi hơn trong công nghiệp. Tuy nhiên chúng vẫn còn có những nhược điểm lớn về giá thành.

[LẠC HẬU]

Nguyên văn bởi admin

Bạn Lạc Hậu và các bạn khác lưu ý: Lưu lượng của bơm có 2 khái niệm:
- Lưu lượng riêng q (thường tính bằng xăng-ti-mét-khối trên một vòng quay - ccm/rev): Là lượng dầu bơm đẩy đi khi trục quay một vòng. Nhìn vào giá trị này có thể hình dung được kích cỡ (to/nhỏ) của bơm. (Bơm càng to càng nặng thường càng đắt các bạn nhể). Lưu lượng riêng thường được xem xét khi lựa chọn bơm. Trong hầu hết các tài liệu kỹ thuật các khái niệm FDP và VDP là chỉ lưu lượng này.

- Lưu lượng làm việc Q (l/phút): Đây là đại lượng tính toán đến trong tất cả các tham số hoạt động của Hệ thống truyền động thủy lực. Nó quyết định tốc độ, công suất, mô-men... của bơm sử dụng.

Công thức tính: Q = q*n/1000 trong đó n là tốc độ quay trục dẫn động bơm (vòng/phút).

Phương án thay đổi số vòng quay để thay đổi lưu lượng đã được sử dụng từ lâu nhưng trước đây có nhiều nhược điểm vì khó thay đổi được tốc độ "mềm" bằng cơ khí còn thay đổi bằng điện thì không sử dụng được cho motor công suất lớn.

Ngày nay biến tốc tự động (cơ khí) và biến tần (điện) đã có sự cải tiến mạnh mẽ và đã đáp ứng được những yêu cầu điều khiển động cơ công suất lớn nênđã sử dụng rộng rãi hơn trong công nghiệp. Tuy nhiên chúng vẫn còn có những nhược điểm lớn về giá thành.

Vâng tôi hiểu rất rõ về các khái niệm này. Như tôi đã viết

Nguyên văn bởi LẠC HẬU

Bạn "THỢ MÁY" ở trên đã nói rất chính xác về "LƯU LƯỢNG RIÊNG...MỖI MỘT VÒNG QUAY" nhưng xin lưu ý các bạn: đơn vị tính ở đây là "LÍT TRÊN MỘT VÒNG QUAY" (lpr) và nó chưa phải là "LƯU LƯỢNG CỦA BƠM".
Ở đây ta đang nói về "LƯU LƯỢNG CỦA BƠM" với đơn vị tính là "LÍT TRÊN PHÚT (lpm)", với các bơm mà bạn gọi là "BƠM LƯU LƯỢNG CỐ ĐỊNH" (thí dụ như bơm bánh răng...), ta vẫn có thể thay đổi "LƯU LƯỢNG CỦA BƠM" (lít trên phút) bằng cách "THAY ĐỔI SỐ VÒNG QUAY" của máy kéo (động cơ đốt trong hoặc động cơ điện...)

Ở đây ý tôi muốn nói về từ ngữ, chúng ta nhiều khi dịch hoặc dùng từ chưa chính xác. Thực sự thì tôi rất "TÂM ĐẮC" với từ "LƯU LƯỢNG RIÊNG" mà bạn "THỢ MÁY" đã dùng,từ này hay quá. Nhưng ngay cả khi dùng từ này, ta cũng phải nói là: "BƠM CÓ LƯU LƯỢNG RIÊNG KHÔNG ĐỔI" hoặc "BƠM CÓ LƯU LƯỢNG RIÊNG THAY ĐỔI ĐƯỢC" để tránh nhầm lẫn như ta vẫn thường nói: "BƠM LƯU LƯỢNG CỐ ĐỊNH" nhưng thực ra là vẫn thay đổi được.
Hơn nữa: trong tiếng Anh, người ta phân biệt rất rõ các khái niệm này của bơm.

FLOW: Lưu lượng
DISPLACEMENT: Thể tích bị chiếm chỗ, bị thay thế, hoặc V(volume)stroke: Thể tích công tác của 1 hành trình. Như các bạn thấy trong các công thức dưới đây (http://en.wikipedia.org/wiki/Hydraul...ation_formulas)

Flow

Q = n * Vstroke *η vol
Q = Flow in m3/s
n = revs per second
Vstroke = swept volume in m3
η vol is volumetric efficiency in %

Ở công thức trên của ADMIN còn thiếu hệ số rất quan trọng: hiệu suất thể tích (η vol: volumetric efficiency in %). Tôi sẽ phân tích ở một bài khác về hệ số này.
Power

P = n * Vstroke * Δp / ηmech,hydr
P = Power in Watt (Nm/s)
n = revs per second.
Vstroke = swept volume in m3
Δp = pressure difference over pump in N/m2
ηmech,hydr = mechanical/hydraulic efficiency in %.

Còn về giá thành thì quả là "KHÓ NÓI" vì còn phụ thuộc vào "TÒAN BỘ HỆ THỐNG" có yêu cầu như thế nào, phải lập bảng dự tóan rồi so sánh, xác định giữa giá vật tư và các yếu tố khác như mức độ tự động hóa, độ tin cậy, chi phí vận hành, bảo dưỡng...quả là phức tạp!!

Nếu chỉ xét riêng BƠM+ĐỘNG CƠ thì để tôi kiểm tra lại xem cho chắc, chứ trước đây tôi thấy dường như phương án BIẾN TẦN rẻ hơn ?!

ĐỘNG CƠ KĐB 3 PHA+BƠM BÁNH RĂNG (hoặc CÁNH GẠT)+BIẾN TẦN = ??? VND
ĐỘNG CƠ KĐB 3 PHA+BƠM VARIABLE DISPLACEMENT = ??? VND.
Các bạn cùng kiểm tra hộ với.

À quên! Ở trên thấy bạn ADMIN nói về:"biến tốc tự động (cơ khí)", không biết ý bạn nói về "TORQUE CONVERTER", "AUTO TRANSMISSION", "CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION" hay là một lọai nào khác nữa vậy??

[admin]

Nguyên văn bởi LẠC HẬU

Flow

Q = n * Vstroke *η vol
Q = Flow in m3/s
n = revs per second
Vstroke = swept volume in m3
η vol is volumetric efficiency in %

Ở công thức trên của ADMIN còn thiếu hệ số rất quan trọng: hiệu suất thể tích (η vol: volumetric efficiency in %). Tôi sẽ phân tích ở một bài khác về hệ số này.

Hiệu suất thể tích phụ thuộc vào áp suất làm việc và được nhà sản xuất công bố trong tài liệu kỹ thuật của bơm.

Nguyên văn bởi LẠC HẬU

Còn về giá thành thì quả là "KHÓ NÓI" vì còn phụ thuộc vào "TÒAN BỘ HỆ THỐNG" có yêu cầu như thế nào, phải lập bảng dự tóan rồi so sánh, xác định giữa giá vật tư và các yếu tố khác như mức độ tự động hóa, độ tin cậy, chi phí vận hành, bảo dưỡng...quả là phức tạp!!

Nếu chỉ xét riêng BƠM+ĐỘNG CƠ thì để tôi kiểm tra lại xem cho chắc, chứ trước đây tôi thấy dường như phương án BIẾN TẦN rẻ hơn ?!

ĐỘNG CƠ KĐB 3 PHA+BƠM BÁNH RĂNG (hoặc CÁNH GẠT)+BIẾN TẦN = ??? VND
ĐỘNG CƠ KĐB 3 PHA+BƠM VARIABLE DISPLACEMENT = ??? VND.
Các bạn cùng kiểm tra hộ với.

Nếu sử dụng bơm piston thay đổi lưu lượng (Lưu lượng riêng: 125 ccm/rev) cho ví dụ nêu trên, giá bán bơm khoảng 100 triệu đồng.

Nếu sử dụng bơm piston lưu lượng cố định cùng size, giá bán khoảng: 65 triệu đồng. (Nếu dùng bơm cánh gạt thì rẻ hơn nhiều nhưng ở ví dụ trên, áp suất làm việc max đến 250 bar)

(Giá tham khảo bơm piston của hãng REXROTH CHLB Đức.)

Nguyên văn bởi LẠC HẬU

À quên! Ở trên thấy bạn ADMIN nói về:"biến tốc tự động (cơ khí)", không biết ý bạn nói về "TORQUE CONVERTER", "AUTO TRANSMISSION", "CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION" hay là một lọai nào khác nữa vậy??

Cái này là Torque converter bạn ạ (gọi là biến mô hay là biến tốc?).

[LeAnhCHP]

Các bài của hai bác LAC HẬU và admin rất hay.
Em xin hỏi bác LẠC HẬU một chút là bác có thể ước tính giá thành của hai loại sơ đồ nay không:
- Dùng bơm thay đổi lưu lượng và động cơ không thay đổi tốc độ (không có biến tần).
- Dùng bơm không thay đổi lưu lượng và động cơ có biến tần điều khiển thay đổi tốc độ.
Đầu tư vào bơm thay đổi lưu lượng và đầu tư vào hệ động cơ - biến tần thì cái nào kinh tế hơn.
Em làm về các thiết bị nâng hạ (loại điện - thuỷ lưc) thì mới gặp các loại sau:
1. Thiết bị có sử dụng động cơ diezen lai bơm thuỷ lực (loại phương tiện cơ giới) thì hay sử dụng bơm thay đổi lưu lượng: ta có thể thay đổi cả tốc độ (theo chân ga) và thay đổi lưu lượng theo nhu cầu của tải (load-sensing).
2. Thiết bị sử dụng nguồn điện lưới thì dùng bơm thay đổi lưu lượng được lai bởi động cơ điện có tốc độ không thay đổi. Lúc này lưu lượng bơm được tự động thay đổi theo nhu cầu của tải.
Bác admin có nói về biến mô hay biến tốc thuỷ lực thì loại này được dùng làm ly hợp truyền động cho các hộp số thuỷ lực của các phương tiện cơ giới thôi.

[maihuytan]

Các bác cho em nói cái này một chút, mong các bác đừng cười. Em thấy một số bác nói bơm piston thay đổi lưu lượng, nhưng nói cho thật chính xác thì chỉ có bơm piston roto mới thay đổi được lưu lượng chứ bơm piston ( bơm piston đơn, dãy phẳng...) thì không thể thay đổi được lưu lượng.
Mong các bác cho ý kiến.