Системи управління електроприводами

ОПИС ТА ОБЛАСТІ ЗАСТОСУВАННЯ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ ЧАСТОТНИХ 0,4 КВ

Перетворювач частоти (ПЧ) – це статичний перетворювальний пристрій, призначений для зміни швидкості обертання асинхронних електродвигунів змінного струму. Мікропроцесорна система управління ПЧ дозволяє контролювати велику кількість параметрів електродвигуна і максимально ефективно керувати ним, запобігаючи тим самим можливості виникнення аварійних ситуацій.

Таким чином, ПЧ надають такі можливості:

  • Економія енергоресурсів;
  • Зниження витрат на профілактичні та ремонтні роботи;
  • Збільшення робочого ресурсу технологічного обладнання;
  • Якісне управління та контроль за технологічним процесом.

Значна економія електроенергії досягається за умови, що приводний механізм щось регулює (підтримує будь-який технологічний параметр).

Великий економічний ефект перетворювачі частоти дають і при регулюванні об’єктів, що транспортують рідину. Це дає можливість забути про застарілі засувки і клапани. Можна виділити типові механізми, експлуатаційна та економічна ефективність яких значно збільшується при впровадженні частотних перетворювачів і систем автоматизації на їх базі:

  • Насоси, вентилятори, димососи;
  • Конвеєри, транспортери;
  • Підйомники, крани, ліфти та ін.

Перетворювачі легко вбудовуються в існуючі системи практично без зупинки керованого технологічного процесу, легко модифікуються і адаптуються у відповідності з усіма аспектами їх застосування. Широкий діапазон потужностей і різні варіанти систем управління дозволяють підібрати рішення для багатьох завдань управління.

Застосування частотних перетворювачів дозволяє домогтися таких переваг, як:

  • Плавне регулювання швидкості обертання електродвигуна дозволяє в більшості випадків відмовитися від використання редукторів, варіаторів, дроселів та іншої регулюючої апаратури, що значно спрощує керовану механічну (технологічну) систему, підвищує її надійність і знижує експлуатаційні витрати;
  • Частотний пуск керованого двигуна забезпечує його плавний, без підвищених пускових струмів і механічних ударів розгін, що знижує навантаження на двигун і пов'язані з ним передавальні механізми, збільшує термін їх експлуатації, при цьому з'являється можливість за умовами пуску зниження потужності приводних двигунів навантажених механізмів;
  • Вбудований мікропроцесорний під-регулятор дозволяє реалізувати системи регулювання швидкості керованих двигунів і пов'язаних з ним технологічних процесів;
  • Застосування зворотнього зв'язку системи з частотним перетворювачем забезпечує якісне підтримання швидкості двигуна або регульованого технологічного параметра при змінних навантаженнях і інших впливах;
  • Перетворювачі частоти в комплекті з асинхронним електродвигуном можуть застосовуватися для заміни приводів постійного струму;
  • Перетворювач частоти в комплекті з програмованим мікропроцесорним контролером може застосовуватися для створення багатофункціональних систем управління електроприводами, в тому числі з резервуванням механічних агрегатів;
  • Застосування регульованого частотного електроприводу дозволяє економити електроенергію усуненням невиправданих її витрат, які мають місце при альтернативних методах регулювання технологічних потоків дроселювання, за допомогою гідромуфт та інших механічних регулюючих пристроїв.

Області застосування частотних перетворювачів:

  • Насоси гарячої та холодної води в системах водо- і теплопостачання, допоміжного обладнання котелень, ТЕС, ТЕЦ і котлоагрегатів;
  • Пісочні та пульпові насоси в технологічних лініях збагачувальних фабрик;
  • Рольганги, конвеєри, транспортери та інші транспортні засоби;
  • Дозатори та живильники;
  • Ліфтове устаткування;
  • Дробарки, млини, мішалки, екструдери;
  • Центрифуги різних типів;
  • Лінії виробництва плівки, картону та інших стрічкових матеріалів;
  • Устаткування прокатних станів та інших металургійних агрегатів;
  • Приводи бурових верстатів, електробурів, бурового обладнання;
  • Електроприводи верстатного устаткування;
  • Високооборотні механізми (шпинделі шліфувальних верстатів і т.п.);
  • Екскаваторне обладнання;
  • Кранове обладнання;
  • Механізми силових маніпуляторів і т.п.
НАСОСНЕ ОБЛАДНАННЯ

Застосування перетворювачів частоти для насосного обладнання найефективніше у відкритих системах водопостачання зі змінною витратою. Прикладом можуть бути насосні станції I, II підйому, підвищувальні насосні станції, насоси гарячої води котелень і теплових пунктів.

Традиційно насосне обладнання перерахованих об’єктів виконувалося за допомогою дросельованих пристроїв на нагнітаючих трубопроводах насосів (засувок, затворів і т.д.). Даний метод далеко неефективний і пов’язаний з непродуктивними втратами енергії на регулюючій арматурі та швидшим зносом механічної частини насоса.

Найбільш просте і ефективне рішення проблеми – зміна продуктивності насоса з метою стабілізації тиску на виході насосної групи.

Застосування пристроїв плавного регулювання частоти обертання двигунів в насосних агрегатах, крім економії електроенергії, дає ряд додаткових переваг: 
  • Плавний пуск і зупинка двигуна виключають шкідливий вплив перехідних процесів (типу гідравлічного удару) в напірних трубопроводах і технологічному обладнанні;
  • Пуск двигуна здійснюється при струмах, обмежених на рівні номінального значення, що підвищує довговічність двигуна, знижує вимоги до потужності живильної мережі і потужності комутуючої апаратури;
  • Можлива модернізація діючих технологічних агрегатів без заміни насосного обладнання і практично без перерв у його роботі.

Також не варто забувати, що при плавному пуску електродвигуна відсутні пускові струми і знижується навантаження на механічну частину, що продовжує термін служби насосного агрегату.

ДИМОСОСИ ТА ВЕНТИЛЯТОРИ

Дана область застосування стосується в першу чергу котельні. Чому для димососів і вентиляторів вигідно застосовувати частотне регулювання:

  • Електродвигуни димососів і вентиляторів, як правило, вибираються з дворазовим запасом по відношенню до номінального режиму роботи. Це необхідно для забезпечення запуску димососа або вентилятора за умови великих моментів інерції робочого колеса;
  • В процесі роботи дуже часто виникає надлишковий крутний момент на валу електродвигуна, що призводить до необґрунтованої перевитрати електроенергії;
  • В процесі роботи котла продуктивність димососів і вентиляторів змінюється в межах від 30% до 100% для забезпечення різних режимів горіння. При цьому продуктивність регулюється шляхом зміни положення направляючих апаратів, встановлених на виході вентилятора (димососа);
  • Для котельного обладнання дуже важлива надійна і безаварійна робота. Перетворювач частоти завдяки широкому комплексу захисту дозволяє скоротити число виходів з ладу обладнання в кілька разів.
КОНВЕЄРИ

Застосування перетворювачів частоти для приводу конвеєрів обумовлено в першу чергу нерівномірністю завантаження даного обладнання. При вирішенні даного завдання перетворювачі частоти не тільки забезпечують плавний пуск і високий крутний момент валу електродвигуна на низьких частотах, але і дозволяють забезпечити синхронізацію ведучого і веденого двигуна.

Як правило, для отримання однакових вихідних частот електродвигунів широко використовується режим «майстер-ведений»: завдання частоти отримує майстер, інші приводи отримують сигнали від провідного перетворювача частоти. Дана схема відрізняється відносною простотою і надійністю.

ПРИВОДИ СЕРЕДНЬОЇ НАПРУГИ

Близько 90% двигунів середньої напруги приводять в обертання механізми з «вентиляторною» навантажувальною характеристикою. Це насосні агрегати водопостачання, транспортування нафти та інших рідин, компресори стисненого повітря і газів, вентилятори, нагнітачі повітря і т.д.

На відміну від частотного приводу 220 В / 380 В, який вже став майже побутовою технікою, впровадження частотного приводу середньої напруги – це порівняно дорогий і тривалий проект, який триває не один місяць, успіх якого залежить від успіху всіх його етапів В результаті такого проекту, можна отримати серйозну економію електроенергії, що досягає 50%, що особливо привабливо, беручи до уваги кількість грошей, що переробляються таким приводом на годину.

Застосовуючи ПЧ серії Altivar 6000 для приводів середньої напруги, наші замовники отримують наступні переваги:
  • проста інтеграція в існуючі або нові установки, висока надійність та продуктивність;
  • зниження енергоспоживання;
  • зменшення витрат на технічне обслуговування;
  • повний спектр функцій

Застосування ПЧ середньої напруги особливо актуально для таких підприємств:

Гірничодобувні підприємства:
  • управління приводом дробарок;
  • управління пуском млинів;
  • управління приводами насосів;
  • управління приводами конвеєрів.
Металургійні підприємства:
  • димососи в коксохімічному і конверторному виробництвах;
  • електроприводи механізмів в доменному виробництві;
  • електроприводи механізмів в агломераційному виробництві;
  • автоматизований електропривід механізмів станів гарячої та холодної прокатки
Нафтогазова промисловість:
  • вентилятори;
  • компресори;
  • насоси.
Енергетичні підприємства:
  • вентилятори;
  • насоси.

Altivar 6000 може бути підключений до більшості промислових мереж і легко інтегрується в будь-яку високо- або низьковольтну архітектуру, забезпечуючи підвищення продуктивності і ефективності управління в ваших завданнях.

Ми в компанії «Ксімекс» знаємо особливості кожної системи управління електроприводами, тому щити з УПП і ПЧ, виготовлені нашим підприємством, завжди є індивідуальним рішенням, в якому поєднуються оптимальна вартість і найкращий результат.