0

Системы с переменной нагрузкой в частотном управлении

К системам с переменным крутящим моментом относятся многие насосы и вентиляторы. В случае работы с насосами, однако, следует четко установить ограничения. Большинство самых популярных типов центробежных насосов имеют квадратичную рабочую характеристику, однако эксцентриковые, вакуумные и поршневые насосы имеют постоянную рабочую характеристику.

Количество сфер применения насосов и вентиляторов огромно. Приблизительно 70% всей электроэнергии, потребляемой промышленными предприятиями в странах ЕС, относится к сфере применения электродвигателей. Существенная доля этих затрат (37%) относится к насосам и системам вентиляции. Однако в промышленных, коммерческих и торговых областях по всем странам ЕС эта цифра примерно равна 40%.

Управление скоростью — простой, но весьма эффективный способ снижения энергозатрат при работе с насосами, вентиляторами и компрессорами с переменным крутящим моментом. Экономия энергии равна кубу величины снижения скорости. Такой существенный потенциал делает все системы с переменным моментом идеальными для внедрения энергосберегающих решений.

При контроле скорости работы насосов и вентиляторов, инженерам следует принимать во внимание тот факт, что смена скорости приводит к изменению эксплуатационного режима и, соответственно, изменяет эффективность работы вентиляторов, насосов и компрессоров.

Использование вентиляторов, насосов и компрессоров вместе с частотным преобразователем порождает определенный спектр скоростей, в котором система сохраняет электроэнергию. Именно в этом режиме машина должна проводить большую часть времени работы. В случае, если разница между максимальным входным током и средней работой под частичной нагрузкой слишком велика, следует строить систему каскадно. Инвестиции во внедрение подобных модулей в уже существующие системы быстро окупаются. В случае построения каскада насосов один насос с управляемой скоростью подстраивается под базовую нагрузку. Если потребление возрастает, преобразователь последовательно, один за другим, включает другие насосы каскада. Соответственно, система работает максимально эффективно в любой момент времени. Управление насосами позволяет пользователю быть уверенным в том, что система в любой момент энергетически эффективна. Возможно использование схожих по принципу работы устройств для систем вентиляции.

Системы с переменной нагрузкой в частотном управлении, image0023

Системы с переменной нагрузкой в частотном управлении, image0031

Системы с переменной нагрузкой в частотном управлении, image0042

На большинстве насосов и вентиляторов для регулировки давления или объемного потока используются вентили, дроссели и трехходовые клапаны. В случае, если центробежный насос управляется при помощи дроссельной заслонки, регулирование ее положения приводит к смещению рабочей точки устройства вдоль характеристики насоса. Снижение затрат энергии по сравнению с стандартной рабочей точкой незначительно.

Если скорость работы насоса изменяется, рабочая точка смещается вдоль системной характеристики. Энергозатраты снижаются кубически по сравнению с управлением при помощи дроссельной заслонки. Таким образом, например, на половинной скорости насос потребляет только одну восьмую часть энергии. Эта закономерность действительна для всех вентиляторов и насосов с изменяемым крутящим моментом.

Помимо характеристик насоса и системы, на графике, представленном ниже, указаны также общие пределы эффективности. Можно заметить, что как в случае дроссельного управления, так и в случае работы контроллера скорости рабочая точка перемещается из области оптимальной эффективности. Что касается систем с управлением скоростью, подобное изменение эффективности, очевидно, при взгляде на кривую специфического поглощения энергии (действительна только для выбранного насоса).

Системы с переменной нагрузкой в частотном управлении, image006

При достижении частоты около 32 Гц возникающие дополнительные потери на насосе превышают выгоду от энергосбережения. Соответственно, оптимальная частота эффективной работы системы считается равной 38 Гц. При использовании других методов управления насосом энергетический баланс еще менее выгоден. Опыт показывает, что насосы, вентиляторы и, в особенности, компрессоры зачастую не работают в оптимальном эксплуатационном режиме. Так, например, системы кондиционирования воздуха летом работают при большей нагрузке, чем зимой; но так как система проектируется исходя из максимальной требуемой мощности, существенную часть времени она работает в режиме частичной загрузки. Эти данные уже принимаются во внимание некоторыми производителями вентиляторов, насосов и компрессоров. Устройства создаются таким образом, чтобы оптимальный КПД достигался при коэффициенте подачи около 70%.

Системы с переменной нагрузкой в частотном управлении, image007

 

Раздел: Частотный преобразователь Метки: ,

Оставить комментарий

Отправить сообщение

CoDeSys GSM/GPRS модем Lectus OPC MasterSCADA Modbus MX110 Omron OPC-сервер owen OWEN Easy Logic owen logic PLC Configuration PROFIBUS s-200 SCADA scada системы siemens siemens plc SIMATIC Simplight SMS step7 TRACE MODE Динамизация ИП-320 ОВЕН ОВЕН ПЛК ОВЕН ПЧВ ПЛК ПЛК ОВЕН ПР 110 Панель оператора Программируемое реле Частотный преобразователь библиотека в CoDeSys визуализация диспетчеризация конфигурация панели программирование ПЛК серия NS сименс плк частотник частотное управление язык CFC язык ST
.