Вы здесь: Статьи > Инвестируем в интеллектуальные системы управления электродвигателями

Инвестируем в интеллектуальные системы управления электродвигателями

Растущие цены на электроэнергию вынуждают промышленников искать способы для снижения себестоимости производства. Выгодным решением этой проблемы могут стать интеллектуальные системы контроля над эффективностью работы электродвигателей.

Чтобы удовлетворить спрос, более 80% насосных и вентиляционных систем нуждаются в методах контроля для снижения расхода электроэнергии. Разработка специальных приложений для них может стать очень выгодным делом. Инженеры-технологи, как правило, используют регуляторы частоты вращения и тяги, например различные клапаны, однако они плохо помогают экономить электроэнергию. Частотно-регулируемые электроприводы являются хорошей альтернативой, позволяющей одновременно решить проблемы регулирования скорости вращения электродвигателя и экономии электроэнергии.

Кроме того, более продуктивному функционированию системы, возможности управления и снижению затрат на электроэнергию способствуют совершенствование топологии приводов, тщательный подбор аппаратного обеспечения и конфигурации энергетической системы и введение в эксплуатацию программируемых систем контроля над электродвигателями. Специалисты указывают несколько факторов, которые необходимо принимать во внимание при выборе решения по управлению электродвигателем: максимальная электрическая нагрузка, достижение наивысшей эффективности, коэффициент мощности, издержки и потеря энергии на развязывающем трансформаторе, способность к повторному генерированию энергии, опции синхронной передачи данных и настройки интеллектуальной системы управления электродвигателями на энергосбережение.

Максимальные электрические нагрузки системы

Очень важно знать, что энергоснабжающие компании устанавливают более высокие цены на электричество в периоды максимальной нагрузки, когда предприятие превышает установленный лимит или базовую нагрузку. Максимальная нагрузка возникает чаще всего, когда промышленные электродвигатели вызывают возникновение пиков тока при прямом пуске от сети. Частотно-регулируемые электроприводы дают возможность ослаблять пики тока благодаря подаче необходимой электроэнергии с помощью специального оборудования и постепенному наращиванию скорости вращения электродвигателя. Частотно-регулируемый электропривод также осуществляет автоматический контроль над скоростью вращения электродвигателя, заставляя его работать на полную мощность только в случае необходимости. Работа на более низких скоростях и сглаживание пиков тока в периоды максимальной нагрузки помогают значительно снизить расходы на электроэнергию и повысить эффективность работы.

Оптимизация энергопотребления

Помимо проблем, связанных с пуском электродвигателей, нельзя забывать о том, насколько эффективно работает двигатель или насос. В системах, где двигатели не нагружены или нагружены незначительно, частотно-регулируемые электроприводы могут способствовать дополнительному сбережению электроэнергии и улучшению рабочих характеристик системы. Нагрузка от центробежной силы, как в случае с насосами и вентиляторами, дает больше возможностей для энергосбережения, когда устройства требуют менее 100% потока или давления в системе. Например, существенно сэкономить на электроэнергии можно с помощью частотно-регулируемых электроприводов, если снизить скорость или уменьшить поток на 20%. Если такие параметры не нарушат производственный процесс, то потребление электроэнергии может снизиться до 50%. А это уже существенная экономия!

Потребление электроэнергии в центробежных вентиляторах и насосах основано на принципах сродства – поток пропорционален скорости, давление пропорционально квадрату скорости, а мощность пропорциональна кубу скорости. Например, если системе достаточно 80% потока, вентилятор или насос может, обычно, работать при 80% номинальной скорости. Но при 80% скорости, системе нужно лишь 50% от номинальной мощности. Другими словами, снижение скорости на 20% ведет к уменьшению мощности на 50% от мощности необходимой для функционирования системы при максимальной скорости. Именно кубическое отношение между потоком и мощностью делает частотно-регулируемые электроприводы отличным средством энергосбережения.

Разница коэффициентов мощности

При выборе привода для системы нужно учитывать коэффициент мощности и то, как он влияет на электрическое смещение и гармоническое искажение. Приводы, которые тесно связаны с коэффициентом активной мощности, способствуют снижению энергопотребления. Ведущие приводы имеют коэффициент мощности равный 0,95 или больше, благодаря широкому диапазону рабочих скоростей.

"Скрытые" издержки работы трансформаторов

При работе любого привода возникает гармоническое искажение, которое в свою очередь служит причиной перегрева энергосистемы и причиняет ущерб приводной системе. Производители могут снизить гармонические колебания в сети, используя либо фазосдвигающий и многоимпульсный трансформатор выпрямителя, либо активный фронтальный выпрямитель.

Трансформаторы долгое время вносили свою лепту в издержки работы всей приводной системы. Здесь к отрицательным моментам относятся, в первую очередь, массивность, стоимость, вес и сложность приводной системы. Из–за трансформаторов возникают потери электроэнергии и перегревы системы. Для охлаждения трансформатора нужна дополнительная система вентиляции. Это само по себе увеличивает исходные капитальные затраты, и еще требует для последующего функционирования дополнительную электроэнергию.

Теперь, однако, инженеры могут пользоваться преимуществами, предоставляемыми бестрансформаторными приводами, работающими с высоким и средним напряжением. Такие приводы функционируют посредством активного фронтального выпрямителя с линейным реактором и интегральной защитой от синфазного напряжения, у которого более простая структура установленной мощности. Активные фронтальные выпрямители дают возможность уменьшить размеры приводной системы на 30-50% и ее же вес на 50-70%.

Поскольку бестрансформаторные приводы имеют меньше потерь благодаря меньшему количеству магнитных элементов в линейном реакторе, отпадает нужда в дополнительной вентиляции. КПД трансформатора составляет около 98,5 - 99% в то время как линейный реактор активного фронтального выпрямителя имеет КПД равный примерно 99,5%. Кажется, разница в 0,5 – 1% мала, однако она может способствовать значительному сбережению средств. Инженеры могут переоборудовать бестрансформаторные приводы для работы с уже эксплуатируемыми электродвигателями.

Копирование информации с сайта http://www.belenergo.ru запрещено. Все материалы защищены авторским правом.