Енергозбереження

Частотные преобразователи.

Во времена все возрастающих тарифов и мирового энергетического кризиса, многие предприятия начинают искать пути экономии электроэнергии и снижение затрат по эксплуатации оборудования . В связи с этим все более популярность пориобретают частотные преобразователи для оборудования, станков, инструментов использующих электродвигатели.

И так рассмотрим, что же это такое частотный преобразователь и с чем его «едят» на кухне энергосбережения.

Определение : Частотный преобразователь – это статическое преобразующее устройство, предназначенное для изменения скорости вращения асинхронных электродвигателей переменного тока. Так как ныне используемые электродвигатели практически все являются ассинхронными, на расскрытии определения «ассинхронный двигатель» останавливаться не будем. Кого интересуют подробности , добро пожаловать в гости к Вики

От себя добавим, что асинхронные электродвигатели просты по своей конструкции, удобны в обслуживании, поэтому имеют значительное преимущество перед электродвигателями постоянного тока. Этот факт обуславливает их однозначное преобладание и повсеместное применение практически во всех отраслях промышленности, энергетики, частных домовладениях и прочая. Посему частотные преобразователи являются девайсами для управления именно ассинхронными электродвигателями путем регулирования скорости вращения двигателя , изменением частоты и величины напряжения питания .

КПД такого преобразования высоко и составляет порядка 98 %. При этом из сети потребляется практически только активная составляющая тока нагрузки.

Далеко не во всех ситуациях технологического процеса необходима работа электрического двигателя на пике своей самой высокой мощности. К примеру, регулировка скорости вращения двигателя, используемого для кондиционирования, отопления или вентиляции, в зависимости от окружающей среды — кажеться вполне разумным шагом. Таким разумным подходом получается двойной удар по «бесхозяйственности».

Во первых — прямое снижение потребления электроэнергии (система не все время «лопатит» на полную катушку, а подстраивается под заданные параметры)

Во вторых — снижение затрат на обслуживание, регламент, ремонт электродвигателей, за счет увеличения ресурса в связи с регулируемым («умным») режимом работы.

Отметим, что двигатель, который используется без частотного преобразователя, работает на постоянной скорости. Когда такая мощность не нужна, двигатель приходится выключать и снова включать, что приводит к износу оборудования. Использование частотных преобразователей позволяет обеспечить плавный пуск двигателя с постепенным увеличением скорости его вращения. Такой ход дает возможность уменьшить напряжение механических элементов.

Кроме того, преобразователи частоты позволяют максимально увеличить эффективность процесса и уровень комфорта сотрудников.

Используемые в системах вентиляции, кондиционирования, отопления, частотные преобразователи способны обеспечить комфортное пребывание персонала в помещении, благодаря регуляции движения воздушных потоков, поддержанию температурного режима. Что кстати еще позволяет снизить уровень шума, который создается насосами и приводами вентиляторов систем кондиционирования.

Итак, повторимся:

Преобразователь частоты (автоматический регулятор частоты или инвертор) —  устройство, преобразующее входное напряжение 220В/380В частотой 50Гц, в выходное импульсное напряжение посредством широтноимпульсной модуляции широтноимпульсной модуляции (ШИМ), которое формирует в обмотках двигателя синусоидальный ток частотой от 0Гц до 400Гц. Таким образом, плавно увеличивая частоту и амплитуду напряжения подаваемого на обмотки асинхронного электродвигателя можно обеспечить плавное регулирование скорости вращения вала электродвигателя.

Основные возможности:

Преобразователь частоты обеспечивает плавный пуск и остановку двигателя, а также позволяет менять направление вращения двигателя.

Отображает на цифровом дисплее основные параметры системы: заданную скорость, выходную частоту, ток и напряжение двигателя, выходную мощность, момент, состояние дискретных входов, общее время работы преобразователя и пр.

Управление преобразователем частоты можно осуществлять со встроенной/ выносной цифровой панели управления, либо с помощью внешних сигналов. Во втором случае скорость вращения задается аналоговым сигналом 0-10В или 4-20мA, а команды пуска, останова и изменения режимов вращения подаются дискретными сигналами. Можно отображать параметры системы в виде графиков на выносной графической панели управления.

Частотно-регулируемые приводы

Регулируемый асинхронный электропривод или частотно-регулируемый привод состоит из асинхронного электродвигателя и инвертора (преобразователя частоты), который выполняет роль регулятора скорости вращения а.

Применение частотно-регулируемого электропривода обеспечивает:

• изменение скорости вращения в ранее нерегулируемых технологических процессах;
• синхронное управление несколькими электродвигателями от одного преобразователя частоты;
• замена приводов постоянного тока, что позволяет снизить расходы, связанные с эксплуатацией;
• создание замкнутых систем асинхронного электропривода с возможностью точного поддержания заданных технологических параметров;
• возможность исключения механических систем регулирования скорости вращения (вариаторов, ременных передач);
• повышение надежности и долговечности работы оборудования;
• большую точность регулирования скорости движения, оптимальные параметры качества регулирования скорости в составе механизмов, работающих с постоянным моментом нагрузки (конвейеры, загрузочные кулисные механизмы и т.п.).

Экономический эффект

Экономический эффект от внедрения асинхронного электропривода складывается, в частности, из следующих факторов:

• экономия электроэнергии в насосных, вентиляторных и компрессорных агрегатах до 50% за счет регулирования производительности путем изменения частоты вращения;
(в отличие от регулирования производительности другими способами: дросселирование, включение/отключение, направляющий аппарат);
• понижение себестоимости продукции;
• увеличение объема выпускаемой продукции и производительности производственного оборудования в связи с уменьшением постоянных и переменных издержек;
• снижение износа механических агренатов и увеличению срока службы оборудования вследствие улучшения динамики работы электропривода.