Подписка на новости

Опрос

Нужны ли комментарии к статьям? Комментировали бы вы?

Реклама

 

2004 №4

Применение частотных преобразователей Omron

Шаповалов Михаил


Рассматриваются выгоды, которые дает установка преобразователей частоты.

Большое распространение электродвигателей переменного тока для привода механизмов различных систем обусловлено простотой, надежностью и относительно небольшой стоимостью этих машин. Однако большинство асинхронных и синхронных электродвигателей переменного тока отличаются постоянством скорости вращения ротора, а в большинстве механизмов, снабженных электродвигателями, требуется изменение скорости вращения шпинделя. Ранее самыми распространенными решениями этой проблемы были: использование двигателей постоянного тока, которые проигрывают в надежности и стоимости электродвигателям переменного тока, а также использование механических редукторов и вариаторов. При использовании электропривода в приводе насосов широко применялся метод дросселирования, состоящий в том, что после насоса ставилась задвижка, с помощью которой производилась регулировка давления. В системах вентиляции это осуществлялось при помощи жалюзи.

С развитием силовой полупроводниковой и микропроцессорной техники стало возможным создание устройства частотного регулирования электроприводом, которое позволяет точно управлять скоростью и моментом электродвигателя по заданным параметрам в точном соответствии с характером нагрузки. Это, в свою очередь, позволяет осуществлять точное регулирование практически любого процесса в наиболее экономичном режиме, без тяжелых переходных процессов в технологических системах и электрических сетях.

Рис. 1. График зависимости потребляемой электроэнергии от проходящего потока жидкости
Рис. 1. График зависимости потребляемой электроэнергии от проходящего потока жидкости

Применение частотно-регулируемого привода позволяет:

  1. повысить надежность систем электропривода;
  2. экономить электроэнергию;
  3. снизить эксплуатационные расходы;
  4. автоматизировать производство;
  5. повысить качество выпускаемой продукции.

Рассмотрим более подробно применение частотно-регулируемого привода в составе электропривода насосных агрегатов на насосной станции. Обычно станции подкачки холодной воды на жилой массив работают вхолостую днем (когда большинство жильцов на работе) и ночью (когда большинство жильцов спит). Чтобы давление в системе не поднималось выше номинального, применяют дросселирование (как уже говорилось выше). И только в период максимального водоразбора, например, от 18.00 до 21.00, насосные агрегаты работают на номинальную нагрузку. График расхода электроэнергии при дросселировании показан на рис. 1.

Рис. 2. График потребления электроэнергии при применении частотно-регулируемого электропривода (синий) и без регулирования (красный)
Рис. 2. График потребления электроэнергии при применении частотно-регулируемого электропривода (синий) и без регулирования (красный)

Красным цветом показан расход электроэнергии при дросселировании, синим — при применении частотного регулятора Sysdrive корпорации Omron Electronics (www.omron.com). Преобразователь имеет встроенный ПИД-ре-гулятор, который принимает сигнал обратной связи с датчика давления, установленного после насосного агрегата, и подает сигнал задания скорости для преобразователя частоты.

Также широко распространен (там, где не хватает обслуживающего персонала для ЦТП и ИТП) такой метод «регулирования», когда при отсутствии водоразбора давление в системе не регулируется, а дросселирующая заслонка открыта полностью в любое время суток. График потребления электроэнергии для такого случая показан на рис. 2.

В этом случае частотно-регулируемый электропривод окупается намного быстрее, чаще всего в течение года. Экономия электроэнергии достигает 60%!

Преобразователь частоты с помощью плавного запуска двигателя значительно снижает пусковые токи двигателя (можно сказать, что двигатель стартует практически при номинальном токе). Немаловажным является факт отсутствия в системе водоснабжения гидравлических ударов, следовательно, частотно-регулируемый привод позволит сэкономить на дорогостоящем ремонте старых изношенных трубопроводов (конечно, лишь какое-то время). В преобразователях частоты Omron существует несколько очень удобных функций, например, «обход» резонансной частоты — в случае возникновения в системе насосных агрегатов или в системе водоснабжения резонанса при определенной скорости вращения насоса можно «обойти» эту частоту.

Рис. 3. Функциональная схема возможности подключений программируемого преобразователя частоты 3G3MV и контроллерной платы 3G3MV-P10CTD-E в составе автоматизированной системы управления насосными агрегатами на станции подкачки холодной или горячей воды
Рис. 3. Функциональная схема возможности подключений программируемого преобразователя частоты 3G3MV и контроллерной платы 3G3MV-P10CTD-E в составе автоматизированной системы управления насосными агрегатами на станции подкачки холодной или горячей воды

Сегодня корпорация Omron Electronics выпускает опциональную контроллерную плату 3G3MV-P10CTD-E для преобразователя частоты 3G3MV, которая имеет свободно программируемые входы-выходы (дополнительно ко встроенным в преобразователь частоты). Фактически, полученный преобразователь объединяет в себе функции частотного регулятора и функции управляющего контроллера. К данному гибриду возможно прямое подключение панели оператора и модема. Пример использования 3G3MV-P10CTD-E показан на рис. 3. На экран панели оператора выводится текущее значение частоты на выходе преобразователя, имеется возможность управления станцией с клавиатуры панели. Два свободно программируемых релейных выхода управляют включением контакторов дополнительных двигателей насосных агрегатов.

Подытожим преимущества применения частотно-регулируемого электропривода:

  • Экономия электроэнергии — 20.. .60%>.
  • Снижаются пусковые токи.
  • Экономия воды до 15 %.
  • Исключаются гидравлические удары в системе.
  • Экономия тепла (в случае подкачки горячей воды) ~ 5 %.
  • Минимизация затрат на обслуживание.
  • Продлевается срок службы оборудования.
  • Снижается вероятность аварийных ситуаций.
  • Имеется возможность точной настройки режима работы технологической системы.
  • Повышается производственная безопасность.

Дополнительную информацию смотри на www.omron.com.

Скачать статью в формате PDF  Скачать статью Компоненты и технологии PDF

 


Сообщить об ошибке