В cреднем экoнoмия электрoэнергии при иcпoльзoвании регулируемoгo электрoпривoда для наcocoв cocтавляет 50-75% oт мoщнocти, пoтребляемoй агрегатами при дрoccельнoм, т.е. механичеcкoм, управлении напором. Это определило повcемеcтное внедрение регулируемого привода наcоcных агрегатов в промышленно развитых cтранах. Сегодня, реагируя на cпроc, производители предлагают широкий выбор преобразователей чаcтоты (ПЧ) для аcинхронных двигателей наcосов.
Рассмотрим основные возможности такого оборудования. Как правило, преобразователи позволяют регулировать частоту трехфазного напряжения питания управляемого двигателя в пределах от 0 до 400 Гц.
В результате разгон и торможение двигателя осуществляются очень плавно, при необходимости – по линейному закону от времени. Обратим внимание и на широту обеспечиваемого диапазона – время разгона и/или торможения может составлять от 0,01 сек до 50 мин.
Более того, с помощью ПЧ можно осуществлять реверс двигателя, при необходимости – с плавными торможением и разгоном до заданной скорости противоположного направления. Причем при разгоне преобразователи могут обеспечивать увеличение пусковых и динамических моментов до 150%.
Чуткость – черта востребованная
Практически в каждом ПЧ предусмотрены настраиваемые электронные элементы самозащиты и защиты двигателей от перегрузки по току, от перегрева. Они срабатывают также при утечках на землю и обрывах линии питания двигателей.
В зависимости от вида нагрузки двигателей, в преобразователях можно формировать требуемые вольт-частотные выходные характеристики. Устройство позволяет постоянно отслеживать заданные основные параметры системы – частоту питающего напряжения, скорость двигателя, величину тока или напряжения на двигателе, состояние самого преобразователя и т.п. Все эти данные
обрабатываются с отображением на цифровом индикаторе и формированием соответствующего выходного сигнала.В наиболее совершенных преобразователях реализовано векторное управление. Оно позволяет работать с полным моментом двигателя в области нулевых частот, поддерживать скорость при переменной нагрузке без датчиков обратной связи, точно контролировать момент на валу двигателя.
Не только экономия
Использование устройств плавного регулирования частоты вращения двигателей в насосных агрегатах гарантирует не только экономию электроэнергии. Оно обеспечивает еще ряд дополнительных преимуществ, а именно:
• плавный пуск и остановку двигателя, исключающих вредное воздействие переходных процессов (типа гидравлического удара) в напорных трубопроводах и технологическом оборудовании;
• пуск двигателя при токах, ограниченных на уровне номинального значения, что повышает долговечность двигателя, а также снижает требования к мощностям питающей сети и коммутирующей аппаратуры;
• возможна модернизация действующих технологических агрегатов без замены насосного оборудования и практически без перерывов в его работе.
Области применения
На базе частотных преобразователей могут быть созданы системы регулирования скорости очень многих технических объектов. В их числе -насосы горячей и холодной воды в системах водо- и теплоснабжения; песковые и пульповые насосы в технологических линиях обогатительных фабрик; рольганги, конвейеры, транспортеры и другие транспортные средства; дозаторы и питатели; электроприводы станочного оборудования; механизмы силовых манипуляторов и т.п.
У систем управления на базе частотных преобразователей могут быть любые технологически требуемые функции. Подчеркиваем – любые! Ведь их реализация возможна как за счет встроенных в них программируемых контроллеров, так и при помощи дополнительных датчиков, функционирующих совместно с ПЧ. Уже только благодаря этому список сфер применения преобразователей можно было бы продолжать и продолжать. Но, как ранее подчеркивалось, на сегодня самый существенный эффект дает использование ПЧ для регулирования работы производственных насосных агрегатов, которое традиционно выполнялось с помощью дросселирующих устройств на нагнетающих трубопроводах.
И здесь даже не приходится говорить о какой-то конкуренции двух методов. Ведь низкая оценка устаревшего механического способа регулирования связана, помимо прочего, с большой энергопотерей на местных сопротивлениях, которые создают… сами же дроссели. Стоит ли к этому еще что-то добавлять? Думается, такая необходимость есть.
«В одном флаконе»
До сих пор мы говорили о частотных преобразователях, которые включаются в системы управления теми же насосами в качестве дополнительных устройств, повышающих экономическую эффективность перекачки. Но и сами производители перекачивающих агрегатов не могли проходить мимо перспективного направления, обещающего их оборудованию ряд неоспоримых преимуществ. Многие решительно взялись встраивать ПЧ в помпы непосредственно еще на этапе их промышленного изготовления, совместив производительность и экономичность, как говорится, в одном флаконе. И в числе первых такой шаг вперед сделала фирма Grundfos - мировой производитель насосов, прочно обосновавшийся и на российском рынке.
Ее многоцелевые промышленные насосы CRE, CRIE CRNE созданы на основе популярных агрегатов CR, CRI, CRN и принадлежат к семейству Е-насосов. Общеевропейское стандартное обозначение «Е», появившееся в названиях агрегатов новых серий, призвано засвидетельствовать, что они являются энергосберегающими, т.к. основу их конструкции составляют электродвигатели с частотным регулированием скорости вращения.
Электродвигатели моделей MGE и MMGE типоразмера до 1,1 аВт включительно представляют собой однофазные двигатели собственного производства Grundfos. И данный факт тоже стоит отдельно отметить. Для обеих моделей электродвигателей характерно следующее:
• наличие встроенного пропорционально-интегрального (ПИ) регулятора;
• наличие входов для подачи внешних управляющих сигналов;
• возможность установки заданных значений непосредственно на электродвигателе;
• возможность дистанционного управления с помощью инфракрасного прибора R100 фирмы Grundfos.
С помощью частотного регулирования электродвигатели модели MGE и MMGE способны плавно менять скорость вращения. Таким образом, насосы могут эксплуатироваться в любой рабочей точке в пределах диапазона между минимальной и максимальной рабочей характеристикой.
Так, в водоснабжении использование Е-насосов с датчиком давления обеспечивает поддержание постоянного напора в трубопроводе. От датчика давления Е-насос получает сигнал об изменении параметра в системе. На основании этих данных ПЧ сразу же отрегулирует скорость вращения двигателя таким образом, что давление в системе вновь будет соответствовать заданному значению.
Или еще пример. В промышленных системах охлаждения использование Е-насосов с датчиком температуры, по сравнению с насосами без электронного регулирования, снижает затраты на обслуживание. Такой агрегат подстраивает свои характеристики под изменения температуры перекачиваемой жидкости.
Те же насосы способны производить дозирование жидкостей в больших объемах, обеспечивая требуемое их соотношение при смешивании. И это качество бережливых агрегатов, несомненно, будет востребованным, например, в химической, нефтяной и лакокрасочной промышленностях.
Владимир БАРАНОВ
По материалам сайта www.plc.ru
