Dina industri, langkung ti 60% listrik dikonsumsi ku drive listrik asynchronous - dina ngompa, compressor, ventilasi sareng pamasangan sanésna. Ieu nu pangbasajanna, sarta ku kituna cheapest tur paling dipercaya tina mesin.
Prosés téhnologis rupa-rupa produksi industri merlukeun parobahan fléksibel dina laju rotasi actuators nanaon. Hatur nuhun kana ngembangkeun gancang tina téhnologi éléktronik jeung komputer, kitu ogé kahayang pikeun ngurangan karugian listrik, alat geus mecenghul pikeun kontrol ékonomis motor listrik tina rupa-rupa jenis. Dina artikel ieu kami bakal ngobrol ngeunaan kumaha carana mastikeun kontrol pang éfisiénna tina drive listrik. Gawé di hiji pausahaan (grup perusahaan ), Kuring nempo yén konsumén urang anu Mayar beuki loba perhatian kana efisiensi énergi
Kalolobaan énérgi listrik dikonsumsi ku pabrik jeung prosés tutuwuhan dipaké pikeun ngalakukeun sababaraha jenis karya mékanis. Pikeun nyorong bagian-bagian gawé tina sagala rupa mékanisme produksi sareng téknologi, motor listrik asinkron sareng rotor kandang bajing biasana dianggo (dina mangsa nu bakal datang urang bakal ngobrol ngeunaan jinis motor listrik ieu). Motor listrik sorangan, sistem kontrolna sareng alat mékanis anu ngirimkeun gerak tina aci motor ka mékanisme produksi ngabentuk sistem drive listrik.
Ayana leungitna listrik minimal dina windings alatan pangaturan laju rotasi motor, kamungkinan mimiti lancar alatan kanaékan seragam dina frékuénsi jeung tegangan - ieu postulates utama kontrol éféktif motor listrik.
Barina ogé, saméméhna aya na masih aya métode kontrol engine kayaning:
- kontrol frékuénsi rheostatic ku ngawanohkeun résistansi aktif tambahan dina sirkuit pungkal motor, sequentially pondok-circuited ku contactors;
- parobahan tegangan dina terminal stator, sedengkeun frékuénsi tegangan misalna konstan sarta sarua jeung frékuénsi jaringan AC industri;
- pangaturan hambalan ku cara ngarobah jumlah pasangan kutub pungkal stator.
Tapi ieu sareng metode pangaturan frekuensi anu sanésna ngagaduhan kalemahan utama - karugian anu signifikan tina énergi listrik, sareng pangaturan léngkah, ku harti, sanés metode anu cukup fleksibel.
Naha karugian teu tiasa dihindari?
Hayu urang langkung jéntré ngeunaan karugian listrik anu aya dina motor listrik asinkron.
Operasi drive listrik dicirikeun ku sababaraha jumlah listrik sareng mékanis.
Jumlah listrik ngawengku:
- tegangan listrik,
- arus motor,
- fluks magnét,
- gaya gerak éléktromagnétik (EMF).
Jumlah mékanis utama nyaéta:
- laju rotasi n (rpm),
- torsi puteran M (N•m) mesin,
- kakuatan mékanis tina motor listrik P (W), ditangtukeun ku produk torsi jeung speed rotational: P = (M • n) / (9,55).
Pikeun nuduhkeun laju gerak rotasi, babarengan jeung frékuénsi rotasi n, dipaké kuantitas séjén nu dipikawanoh tina fisika - laju sudut ω, nu dinyatakeun dina radian per detik (rad/s). Aya hubungan handap antara laju sudut ω jeung frékuénsi rotasi n:
nimbangkeun rumus anu bentukna:
Katergantungan torsi mesin M kana laju rotasi rotor n na disebut ciri mékanis motor listrik. Catet yén nalika mesin Asynchronous beroperasi, anu disebut kakuatan éléktromagnétik dikirimkeun tina stator ka rotor ngaliwatan celah hawa nganggo médan éléktromagnétik:
Bagian tina kakuatan ieu dikirimkeun ka aci rotor dina bentuk kakuatan mékanis nurutkeun éksprési (2), sarta sésana dileupaskeun dina bentuk karugian dina résistansi aktif sadaya tilu fase sirkuit rotor.
Karugian ieu, disebut listrik, sarua jeung:
Ku kituna, karugian listrik ditangtukeun ku kuadrat arus ngaliwatan windings.
Aranjeunna sakitu legana ditangtukeun ku beban motor Asynchronous. Sadaya jinis karugian sanés, kecuali karugian listrik, robih kirang sacara signifikan kalayan beban.
Ku alatan éta, hayu urang nganggap kumaha karugian listrik motor Asynchronous robah nalika laju rotasi dikontrol.
Karugian listrik langsung dina rotor pungkal motor listrik dileupaskeun dina bentuk panas di jero mesin sahingga nangtukeun pemanasan na. Jelas, nu gede karugian listrik dina sirkuit rotor, nu handap efisiensi mesin, nu kirang ekonomis operasi na.
Tempo yén karugian stator kira sabanding jeung karugian rotor, kahayang pikeun ngurangan karugian listrik dina rotor malah leuwih kaharti. Éta métode pangaturan laju mesin téh ekonomis, nu karugian listrik dina rotor relatif leutik.
Tina analisa éksprési nunjukkeun yén cara anu paling ekonomis pikeun ngontrol motor nyaéta dina laju rotor anu caket sareng sinkron.
Variabel Frékuénsi drive
Pamasangan sapertos variabel-frékuénsi drive (VFD), disebut ogé konverter frékuénsi (FCs) ). Setélan ieu ngamungkinkeun anjeun ngarobih frékuénsi sareng amplitudo tegangan tilu-fase anu disayogikeun ka motor listrik, ku sabab éta tiasa dihontal parobihan anu fleksibel dina modeu operasi mékanisme kontrol.
Tegangan tinggi Frékuénsi Variabel Girang
Desain VFD
Ieu pedaran ringkes ngeunaan konverter frékuénsi anu aya.
Sacara stuktur, konverter diwangun ku blok anu aya hubunganana sareng fungsional: blok trafo input (kabinét trafo); inverter multi-level (kabinét inverter) sareng sistem kontrol sareng perlindungan kalayan input inpormasi sareng unit tampilan (kabinét kontrol sareng panyalindungan).
Kabinet trafo input mindahkeun tanaga tina catu daya tilu-fase ka trafo input multi-bergulung, anu ngadistribusikaeun tegangan anu dikurangan ka inverter multi-level.
A inverter multilevel diwangun ku sél ngahiji - converters. Jumlah sél ditangtukeun ku desain husus sarta produsén. Unggal sél dilengkepan panyaarah sareng saringan tautan DC kalayan konverter tegangan jembatan nganggo transistor IGBT modern (transistor bipolar gerbang insulated). Input arus AC mimitina dilereskeun teras dirobih janten arus bolak-balik kalayan frekuensi sareng tegangan anu tiasa diatur nganggo konverter solid-state.
Sumber tegangan bolak-balik anu dikontrol dihubungkeun sacara séri kana tautan, ngabentuk fase tegangan. Pangwangunan sistem kakuatan kaluaran tilu-fase pikeun motor Asynchronous dilumangsungkeun ku cara nyambungkeun Tumbu nurutkeun sirkuit "STAR".
Sistem kontrol panyalindungan lokasina di kontrol jeung kabinét panyalindungan jeung digambarkeun ku Unit microprocessor multifunctional kalawan sistem catu daya tina sumber kakuatan converter sorangan, hiji input informasi / alat kaluaran jeung sensor primér tina mode operasi listrik converter urang.
Poténsi nyimpen: cacah babarengan
Dumasar data anu disayogikeun ku Mitsubishi Electric, urang bakal ngevaluasi poténsi hemat energi nalika ngenalkeun konvérsi frékuénsi.
Kahiji, hayu urang tingali kumaha kakuatan robah dina modeu kontrol engine béda:
Ayeuna hayu urang masihan conto itungan.
efisiensi motor listrik: 96,5%;
efisiensi drive frékuénsi variabel: 97%;
Kakuatan aci kipas dina volume nominal: 1100 kW;
Ciri kipas: H = 1,4 p.u. dina Q=0;
waktos gawé pinuh per taun: jam 8000.
Modeu operasi kipas nurutkeun jadwal:
Tina grafik urang kéngingkeun data ieu:
100% konsumsi hawa - 20% tina waktos operasi per taun;
70% konsumsi hawa - 50% tina waktos operasi per taun;
50% konsumsi hawa - 30% waktos operasi per taun.
Penghematan antara operasi dina beban dipeunteun sareng operasi kalayan kamampuan ngadalikeun laju motor (operasi sareng VFD) sami sareng:
7 kWh/taun - 446 kWh/taun= 400 kWh/taun
Hayu urang tumut kana akun tarif listrik sarua jeung 1 kWh / 5,5 rubles. Perhatos yén biayana dicandak dumasar kana kategori harga anu munggaran sareng nilai rata-rata pikeun salah sahiji usaha industri Téritori Primorsky pikeun 2019.
Hayu urang meunang tabungan dina istilah moneter:
3 kWh/taun*600 rub/kWh= 000 rub/taun
Praktek palaksanaan proyék sapertos ngamungkinkeun, nyandak kana akun biaya operasi sarta perbaikan, kitu ogé biaya converters frékuénsi sorangan, pikeun ngahontal periode payback 3 taun.
Salaku inohong nembongkeun, euweuh ragu ngeunaan feasibility ékonomi ngawanohkeun VFDs. Nanging, pangaruh palaksanaanna henteu dugi ka ékonomi nyalira. VFDs lancar ngamimitian mesin, sacara signifikan ngirangan ngagemna, tapi kuring bakal ngobrol ngeunaan waktos salajengna.
sumber: www.habr.com