Поиск по сайту
Авторизация

Разработка эффективного привода

07.05.2014

Частотные приводы, типа WEG CFW 501, могут помочь на пути к
энергетической эффективности

Одним из компонентов, который вносит существенный вклад в эффективность электропривода,
является привод с переменной скоростью, - поясняет Паулу Крюгер, европейский менеджер
центра автоматизации WEG.

Три самых важных фактора, которые должны учитывать разработчики при создании частотных
приводов, это энергоэффективность, надежность и стоимость владения. Электродвигатели сегодня
потребляют более 40% общего количества создаваемой электроэнергии.

Таким образом, тщательный выбор электродвигателей - с учетом новых стандартов
энергоэффективности IE2 и IE3 - двигателей разработанных для повышения эффективности в
качестве приоритета, поможет в достижении значительной экономии энергии.

Одним из примеров таких двигателей является WEG W22 Super Premium, эффективность которого
превышает требования реализованные стандартом энергоэффективности IE4.

Есть, однако, и другие возможности, которые необходимо использовать для реализации этой цели.
Наиболее значительной из них, особенно при использовании вентиляторов или насосов, является
управление двигателями. Оптимизация работы двигателей с помощью привода с регулируемой
скоростью или инвертора обеспечивает экономию энергии, как правило, от 40% до 60% от ее
потребления.

Как правило, промышленное оборудование не работает при полной нагрузке 100% времени, и это
особенно верно для оборудования с переменным моментом, такого как насосы и вентиляторы.
Поэтому, варьирование скоростью вращения, на установках с приводами переменной скорости,
может помочь пользователям экономить энергию и деньги, контролируя скорость процесса и
приведение ее к удельной нагрузке в любое время, по сравнению с другими методами контроля
технологического потока.

Традиционно, для управления скоростью потока  используются физические барьеры, например,
клапаны и задвижки в насосах и вентиляторах. Тем не менее, для оборудования с переменным
моментом вращения, такого как вентилятор, при управлении воздушным потоком, двигатель обычно
работает на фиксированной скорости, то есть энергия используется постоянно.

Две трети от общего потребления электроэнергии в промышленности используется для привода
электродвигателей. При этом, по некоторым оценкам, 20% тратится на механизмы дросселирования,
которые используются для регулирования потока воздуха и жидкостей. Таким образом, если система
требует переменный поток воздуха, то установка привода переменной скорости может сэкономить
много энергии.

Как правило, потребляемая мощность изменяется пропорционально кубу скорости. Так что, если
согласно требованиям, предъявляемым к воздушному потоку, необходима только половина объема
воздуха, то частотный привод может работать на половине выходной частоты - в результате чего
скорость двигателя снижается до 900 оборотов в минуту (примечание: при полной скорости 1800
оборотов в минуту и частоте сети 60 Гц). В результате потребляемая мощность составит только 1/8
от требующейся для работы на полной скорости.

СООБРАЖЕНИЯ

Чтобы определить, какой частотный привод и приводное решение позволит получить наибольшую
экономию энергии, должны быть рассмотрены ряд вопросов. Они включают в себя: когда и как
долго двигатель может быть запущен; применяемое оборудование; и стоимость электроэнергии.

Тем не менее, нет единого ответа подходящего для всех заданных вопросов, и это тот случай, когда
эксперты могут помочь путем проведения мониторинга применения частотного привода, до и после
его установки, ​​и рассмотрения разницы для вычисления потенциальной экономии.

Первый пример. Основной вытяжной вентилятор на асфальтовом заводе использовал двигатель
вентилятора мощностью 110 кВт. После установки преобразователя частоты для замедления двигателя
и получения возможности управления через встроенный ПЛК, потребление питания используемого
оборудования снижено со 104 кВт до 64 кВт и потребовался электрический двигатель вдвое меньшей
мощности. Время окупаемости установки преобразователя частоты составило менее 12 месяцев.

Другой пример. Система вентиляции в одном из университетов. Подробное рассмотрение
оборудования позволило предположить, что снижение скорости вентиляторов на 20% не окажет
влияния на качество воздуха или охлаждающую способность. На первом этапе работы были
установлены 7.5 киловаттные инверторы на шесть вентиляторов системы. Выбранные преобразователи
частоты были специально разработаны для интеграции в систему, требующую регулирования скорости
на насосах и вентиляторах. Они имеют встроенную возможность измерения кВт-ч для мониторинга
потребления энергии. Кроме того, они обеспечивают всестороннюю защиту для двигателей и самих
преобразователей от перенапряжения, перегрева, замыкания на землю, короткого замыкания, тепловую
защиту двигателей и предотвращения аварий.

Добившись снижения скорости вращения на 20%, потребление энергии двигателей было снижено
на 50%, в результате чего экономия электроэнергии составила 30.500 кВт-ч на один двигатель в год,
или £3.050. Общая экономия энергии для первого этапа проекта, по оценкам составит £18.300,
давая прогнозируемый срок окупаемости - примерно шесть месяцев.

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ

В то время, как каждый компонент в энергетической цепи сам по себе может способствовать
повышению энергоэффективности, пересмотр системы в целом окажет наиболее существенное
влияние.

Будучи экспертом в двигателях, приводах и редукторах, компания WEG смогла подобрать наиболее
подходящие решения для удовлетворения потребностей наших клиентов в целях обеспечения
наиболее энергоэффективных решений.

Оборудование обычно не работает с полной нагрузкой. Установка частотного преобразователя,
такого как новый CFW500 компании WEG, позволит сэкономить деньги за счет управления
скоростью процесса и приведения ее к удельной нагрузке в любое время.

Линейка CFW500 создана для того, чтобы дать исключительную производительность для
управления трехфазными асинхронными двигателями. Преобразователи имеют все необходимые
функции, основанные на использовании современных технологий и обеспечивают высокий
уровень управления, но по доступной цене. Надежные, гибкие и интеллектуальные, они доступны
в диапазоне мощностей от 0.18 кВт до 22 кВт и подходят для применения в промышленной
автоматизации, включая центробежные и технологические насосы, вентиляторы, компрессоры и
конвейеры.

Частотные преобразователи созданы на основе модульной конструкции и технологии
подключи-и-работай (plug-and-play), они включают в себя встроенные микро-ПЛК, которые могут
быть запрограммированы согласно стандартному протоколу IEC 61131-3. Приводы также
поставляются с предварительно запрограммированными макросами для широкого спектра
применений. Кроме этого пользователи могут сами просто программировать их с помощью
LCD HMI дисплея-клавиатуры или через компьютер с помощью различных интерфейсов.
Программное обеспечение WEG WLP, для программирования и мониторинга частотных
преобразователей и других электронных устройств WEG, доступно для использования бесплатно.

О других проектах, использующих технологию и продукцию WEG можно прочитать здесь.


Возврат к списку