De FFU-ventilatorfilterunit is een essentieel onderdeel van cleanroomprojecten. Het is tevens een onmisbaar luchttoevoerfilter voor stofvrije cleanrooms. Daarnaast is het vereist voor ultraschone werkbanken en cleanroomcabines.
Met de economische ontwikkeling en de verbetering van de levensstandaard stellen mensen steeds hogere eisen aan de productkwaliteit. FFU bepaalt de productkwaliteit op basis van productietechnologie en productieomgeving, waardoor fabrikanten worden gedwongen om betere productietechnologieën na te streven.
De sectoren die gebruikmaken van FFU-ventilatorfilters, met name de elektronica-, farmaceutische, voedingsmiddelen-, biotechnologische, medische en laboratoriumindustrie, stellen strenge eisen aan de productieomgeving. Deze omgeving integreert technologie, constructie, decoratie, wateraanvoer en -afvoer, luchtzuivering, HVAC en airconditioning, automatische besturing en diverse andere technologieën. De belangrijkste technische indicatoren voor het meten van de kwaliteit van de productieomgeving in deze sectoren zijn onder andere temperatuur, luchtvochtigheid, reinheid, luchtvolume en overdruk.
Daarom is een redelijke beheersing van diverse technische indicatoren van de productieomgeving, om te voldoen aan de eisen van specifieke productieprocessen, een van de actuele onderzoeksthema's binnen de cleanroomtechnologie geworden. Al in de jaren zestig werd 's werelds eerste laminaire cleanroom ontwikkeld. Toepassingen van FFU (Flexible Flow Unit) zijn sindsdien steeds vaker te vinden.
1. Huidige status van de FFU-controlemethode
Momenteel maakt de FFU over het algemeen gebruik van eenfasige meertraps AC-motoren en eenfasige meertraps EC-motoren. Er zijn grofweg twee voedingsspanningen beschikbaar voor de motor van de ventilatorfilterunit van de FFU: 110V en 220V.
De besturingsmethoden zijn hoofdzakelijk onderverdeeld in de volgende categorieën:
(1). Bediening van de schakelaar met meerdere snelheden
(2). Traploze snelheidsregeling
(3). Computerbesturing
(4). Afstandsbediening
Hieronder volgt een eenvoudige analyse en vergelijking van de vier bovengenoemde beheersingsmethoden:
2. FFU-schakelaar met meerdere snelheden
Het regelsysteem met meerdere snelheidsstanden omvat alleen een snelheidsregelaar en een aan/uit-schakelaar die bij de FFU worden geleverd. Omdat de regelcomponenten door de FFU zelf worden geleverd en op verschillende plaatsen aan het plafond van de cleanroom zijn verspreid, moet het personeel de FFU ter plaatse handmatig bedienen met een schakelaar, wat zeer onhandig is. Bovendien is het instelbereik van de windsnelheid van de FFU beperkt tot een paar niveaus. Om de nadelen van de bediening van de FFU te ondervangen, zijn alle snelheidsregelaars van de FFU gecentraliseerd in een kast op de grond geplaatst. Dit zorgt voor een gecentraliseerde bediening. Echter, zowel qua uiterlijk als qua functionaliteit zijn er beperkingen. De voordelen van de regelmethode met meerdere snelheidsstanden zijn de eenvoudige bediening en de lage kosten, maar er zijn ook veel nadelen: zoals een hoog energieverbruik, het onvermogen om de snelheid soepel aan te passen, het ontbreken van feedback en het onvermogen om flexibele groepsbesturing te realiseren.
3. Traploze snelheidsregeling
Vergeleken met de methode met een schakelaar voor meerdere snelheden, heeft de traploze snelheidsregeling een extra traploze snelheidsregelaar, waardoor de ventilatorsnelheid van de FFU continu instelbaar is. Dit gaat echter ten koste van het rendement van de motor, waardoor het energieverbruik hoger is dan bij de methode met een schakelaar voor meerdere snelheden.
- Computerbesturing
De computergestuurde methode maakt doorgaans gebruik van een EC-motor. In vergelijking met de twee voorgaande methoden heeft de computergestuurde methode de volgende geavanceerde functies:
(1). Door gebruik te maken van de gedistribueerde besturingsmodus kan gecentraliseerde bewaking en besturing van FFU eenvoudig worden gerealiseerd.
(2). De aansturing van FFU's met één eenheid, meerdere eenheden en partities kan eenvoudig worden gerealiseerd.
(3). Het intelligente besturingssysteem heeft energiebesparende functies.
(4). Optionele afstandsbediening kan worden gebruikt voor bewaking en bediening.
(5). Het besturingssysteem heeft een gereserveerde communicatie-interface waarmee met de hostcomputer of het netwerk kan worden gecommuniceerd om functies voor communicatie en beheer op afstand mogelijk te maken. De belangrijkste voordelen van het aansturen van EC-motoren zijn: eenvoudige bediening en een breed snelheidsbereik. Maar deze besturingsmethode kent ook enkele fatale nadelen:
(6). Omdat FFU-motoren in een cleanroom geen borstels mogen hebben, gebruiken alle FFU-motoren borstelloze EC-motoren, en wordt het commutatieprobleem opgelost door elektronische commutatoren. De korte levensduur van elektronische commutatoren verkort de levensduur van het gehele besturingssysteem aanzienlijk.
(7). Het hele systeem is duur.
(8). De latere onderhoudskosten zijn hoog.
5. Methode voor bediening op afstand
Als aanvulling op de computergestuurde methode kan de methode met afstandsbediening worden gebruikt om elke FFU te besturen, wat een aanvulling vormt op de computergestuurde methode.
Samenvattend: de eerste twee besturingsmethoden hebben een hoog energieverbruik en zijn lastig te bedienen; de laatste twee besturingsmethoden hebben een korte levensduur en zijn duur. Bestaat er een besturingsmethode die een laag energieverbruik, gemakkelijke bediening, een gegarandeerde levensduur en lage kosten combineert? Jazeker, dat is de computergestuurde methode met een wisselstroommotor.
Vergeleken met elektromotoren hebben wisselstroommotoren een aantal voordelen, zoals een eenvoudige structuur, klein formaat, gemakkelijke productie, betrouwbare werking en een lage prijs. Omdat ze geen commutatieproblemen hebben, is hun levensduur veel langer dan die van elektromotoren. Lange tijd werd de snelheidsregeling van elektromotoren voornamelijk bepaald door elektromotoren vanwege hun slechte snelheidsregelingsprestaties. Met de opkomst en ontwikkeling van nieuwe vermogenselektronica en grootschalige geïntegreerde schakelingen, evenals de voortdurende ontwikkeling en toepassing van nieuwe regeltheorieën, hebben de regelmethoden voor wisselstroommotoren zich echter geleidelijk ontwikkeld en zullen ze uiteindelijk de snelheidsregelsystemen van elektromotoren vervangen.
Bij de aansturing van een FFU-ventilator wordt hoofdzakelijk onderscheid gemaakt tussen twee methoden: spanningsregeling en frequentieomzetting. Bij de spanningsregeling wordt de snelheid van de motor aangepast door de spanning op de stator direct te wijzigen. De nadelen van de spanningsregeling zijn: een laag rendement tijdens snelheidsregeling, sterke motorverwarming bij lage snelheden en een beperkt snelheidsregelbereik. Voor een ventilatorbelasting van een FFU zijn deze nadelen echter minder merkbaar en biedt de methode onder de huidige omstandigheden enkele voordelen.
(1). Het snelheidsregelingsschema is volwassen en het snelheidsregelingssysteem is stabiel, waardoor een probleemloze, continue werking gedurende lange tijd gewaarborgd is.
(2). Eenvoudig te bedienen en lage kosten van het besturingssysteem.
(3). Omdat de belasting van de FFU-ventilator erg laag is, is de motorwarmte bij lage snelheden niet erg ernstig.
(4). De spanningsregelingsmethode is bijzonder geschikt voor de ventilatorbelasting. Omdat de FFU-ventilatorbelastingscurve een unieke dempingscurve is, kan het snelheidsregelingsbereik zeer breed zijn. Daarom zal de spanningsregelingsmethode in de toekomst ook een belangrijke snelheidsregelingsmethode zijn.
Geplaatst op: 18 december 2023