CC BY
92
2. Безредукторный лифтовый привод - инновационное энерго- и ресурсосберегающее оборудование / В.И. Афонин [и др.] // Известия ТулГУ. Технические науки. 2010, Вып.3. Ч.4. С. 9-16
V.I. Afonin, O. V. Kruglikov, R. V. Rodionov
INSTALLED CAPACITY AND ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY GEARLESS ELEVATORS DRIVES
The questions of definition of a total power of electric drives of the lift with frequency converters, and also electromagnetic compatibility with a network are considered. The comparative analysis of various types of drives is resulted.
Key words: gearless elevators, energy saving, electromagnetic compatibility.
Получено: 24.12.11
УДК 621.833
В.Ю. Белоусов, канд. техн. наук, ген. директор, (4872) 35-87-05, [email protected] (Россия, Тула, ООО «Росавтоматизация»), Е.В. Недорезова, помощник ген. директора, (4872) 35-83-86, [email protected] (Россия, Тула, ООО «Росавтоматизация»)
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ ЧАСТОТНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ И УСТРОЙСТВ ПЛАВНОГО ПУСКА
Рассматриваются вопросы применения частотных преобразователей и устройств плавного пуска на насосном оборудование. Указывается преимущества применения частотных преобразователей и устройств плавного пуска. Особое внимание уделяется теоретическим вопросам применения частотных преобразователей и устройств плавного пуска. Приведены соответствующие графики зависимости. Указана ориентировочная стоимость внедрений.
Ключевые слова: дросселирование, устройства плавного пуска, частотные преобразователи, шкафы управления, защиты, экономия электроэнергии.
Основные задачи, решаемые с помощью частотных преобразователей:
-стабилизация и оптимизация технологических параметров, зависящих от работы электропривода;
-замена регулируемого привода постоянного тока на регулируемый асинхронный привод;
-плавный разгон и торможение нагрузки привода, остановка в заданном положении (с возможностью циклического процесса), постоянная скорость движения для меняющейся нагрузки;
148
Энергосберегающий электропривод и нетрадиционные возобновляемые источники ...
-экономия электроэнергии за счёт снижения потребляемой мощности, в ряде случаев до 50 %;
-универсальное управление электроприводом без существенных затрат на автоматизацию и переобучение персонала;
-автоматизация технологических процессов, использующих электрический привод.
Рассмотрим применение частного преобразователя и устройств плавного пуска на насосном оборудовании.
Применение вышеуказанных устройств позволяет добиться от оборудования следующих результатов:
1) экономии электроэнергии в случае переменной нагрузки (т.е. работы электродвигателя с неполной нагрузкой);
2) плавного пуска двигателя, что значительно уменьшает его износ;
3) снизить расход воды, за счёт сокращения утечек при превышении давления в магистрали, когда расход водопотребления в действительности мал (в среднем 5 %);
4) достичь определённой экономии тепла в системах горячего водоснабжения за счёт снижения потерь воды, несущей тепло;
5) увеличить напор выше обычного в случае необходимости;
6) оперативно диагностировать привод;
7) распознавать выпадение фаз для входной и выходной цепей;
8) учитывать моточасы;
9) управлять торможением и автоматически перезапускать привод при пропадании и появлении сетевого напряжения;
10) подхватывать вращающийся электродвигатель;
11) заменить собой автоматический выключатель;
12) комплексно автоматизировать систему водоснабжения, тем самым снижая фонд заработной платы обслуживающего и дежурного персонала и исключить влияние «человеческого фактора» на работу системы, что тоже немаловажно.
Как уже было сказано, применение частотных преобразователей позволяет экономить электроэнергию. Классический метод управления подачи насосных установок предполагает дросселирование (понижение давления воды при протекании через сужение проходного канала трубопровода) напорных линий. Насосные агрегаты в этом случае выбираются исходя из неких расчётных характеристик (как правило, с запасом по производительности) и постоянно функционируют с постоянной частотой вращения, без учета изменяющегося расхода, вызванного переменным водопотреблени-ем. При минимальном расходе насосы продолжают работу с постоянной частотой вращения, создавая избыточное давление в сети (причина аварий), при этом бесполезно расходуется значительное количество электроэнергии. Так, к примеру, происходит в ночное время суток, когда потребление воды резко падает. Основной эффект при внедрении частотных
преобразователей достигается не только за счет экономии электроэнергии, а также благодаря существенному уменьшению расходов на ремонт водопроводных сетей.
Рассмотрим этот вопрос с помощью графика (рисунок).
Потребление мощности при различных способах регулирования
скорости вращения насосов
Графики изображены в осях Р и Q/Qmax:
Первая кривая соответствует мощности потребляемой при дросселировании [3].
Из курса физики известно [1], что потребляемая мощность пропорциональна произведению момента на частоту вращения:
Рпотр ~ М • п , (1)
где Рпотр - потребляемая мощность электродвигателя, кВт; М - момент, Нм; п - частота вращения, об/мин.
В то же время известно, что для нагрузки такого типа (т. е. вентеля-торной нагрузки) [2] момент пропорционален второй степени частоты вращения:
М ~ п2. (2)
Таким образом, потребляемая мощность пропорциональна третьей степени частоты вращения:
Рпотр ~ п3. (3)
Вторая кривая соответствует мощности, потребляемой при частотном регулировании [3].
Третья кривая, которая является результатом вычитания второй кривой из первой, соответствует экономии электроэнергии при использование частотных преобразователей на насосном оборудовании.
Устройства плавного пуска практически не позволяют экономить электрическую энергию, но в то же время их применение может дать следующие преимущества:
1) повысить ресурс оборудования;
150
Энергосберегающий электропривод и нетрадиционные возобновляемые источники ...
2) уменьшить гидравлическое сопротивление трубопровода из-за отсутствия регулирующего клапана;
3) уменьшить расходы (основной экономический эффект) на профилактический и капитальный ремонт сооружений и оборудования (доказано, что ресурс службы оборудования повышается минимум в 1,5 раза) [3].
ООО «Росавтоматизация» занимается производством шкафов управления на базе частотных преобразователей и плавных пусков. Возможно установка шкафов управления как в помещении (отапливаемое, неотапливаемое), так и на улице.
Основными функциями шкафа управления являются защита электродвигателя от короткого замыкания, защита электродвигателя от обрыва фаз, защита электродвигателя от перекоса фаз, защита электродвигателя от неправильного чередования фаз, выполнение функций либо частотного регулятора либо плавного пуска. В функции шкафа также входит чередование работы насосного оборудования по графику день/ночь.
Ориентировочная стоимость шкафов управления на базе частотных преобразователей рассчитывается исходя из мощности оборудования: 10...11 тыс. руб. за 1 кВт мощности насосного оборудования и 5...7 тыс. руб. за 1 кВт мощности насосного оборудования при применении устройств плавного пуска.
По имеющимся данным срок окупаемости проекта по внедрению преобразователей частоты и устройств плавного пуска составляет от 3 месяцев до 2 лет.
Список литературы
1. Перышкин А. В., Родина Н.А. Физика: учебник для 11-го М.: Изд-во "Просвещение", 2007. 137 с.
2. Уверенность в энергоэффективности//Наше дело. № 2 - 3. 2010.
С. 46.
3. Эффективность внедрения систем с частотно-регулируемыми приводами. М.: ALDIS. RU, 2001-2002. Режим доступа: WORLD WIDE WEB. URL: http://aldis.ru/techno/siemens/freq-controled-systems/
A. V. Peryshkin, N.A. Rodina
ENERGY SAVING ASPECTS AND APPLYING FREQUENCY CONVERTERS AND SOFT STARTERS
The questions of applying frequency converters and soft starters are considered. Usage of frequency converters and soft starters is pointed out as most advantageous. Special attention is paid to concepts of use of frequency converters and soft starters. The related interdependence diagrams are introduces. The estimated costs of implementations are specified.
Key words: throttling, soft starters, frequency converters, control cabinets, electrical protection cabinets, energy saving.
Получено: 24.12.11
