Научная статья на тему 'Modernizacija postrojenja - regulacija brzine motora kompresora'

Modernizacija postrojenja - regulacija brzine motora kompresora Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
187
118
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
POGON / MODERENIZACIJA / FREKVENTNI REGULATOR / KONVERTOR / KOMPRESOR / PLANT / MODERNIZATION / FREQUENCY CONVERTER / CONVERTERS / COMPRESSOR

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Pasic Muhamed H., Ruzic Dragana R.

This paper describes the modernization by installing frequency converters, their features and benefits as well as the disadvantages of the existing solutions and the advantages of the upgraded status. The existing state was such that the motors were switched on through the contactor and were always working at full capacity. In the new solution, one motor will be switched on through frequency converters, thus working with a particular intensity, depending on the need. This will bring savings in power consumption as well as in the maintenance.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Modernizacija postrojenja - regulacija brzine motora kompresora»

7

O> O

CP

o en

£ CP

E o

SP o o E

0

C .Q

'É? _co

CT £

1

CO

'ET

cd cJ

en o

o

CO N C

0 "O O

>(0 CO CL

MODERNIZACIJA POSTROJENJA - REGULACIJA BRZINE MOTORA KOMPRESORA

Muhamed H. Pasic, Dragana R. Ruzic Cimos d.o.o, Srebrenica, Bosna i Hercegovina

DOI: 10.5937/vojtehg62-3416

OBLAST: elektrotehnika VRSTA C LANKA: strucni clanak

Sazetak:

U radu je prikazan nacin izvrsenja modernizacije postojeceg stanja in-dustrijskih postrojenja ugradnjom frekventnog regulatora, te su opisane njegove karakteristike i prednosti. Bice navedeni nedostaci postojeceg rije-senja, kao i prednosti modernizovanog stanja. Staro stanje je bilo takvo da su se motori ukljucivali preko sklopnika i uvijek su radili punom snagom. U novom rijesenju jedan motor ce se ukljucivati preko frekventnog regulatora. Tako ce, zavisno od potrebe, raditi odredenom snagom. Time ce se izvrsiti usteda u potrosnji elektricne energije, kao i na samom odrzavanju.

Kljucne reci: pogon, moderenizacija, frekventni regulator, konvertor, kompresor.

Uvod

Ra

r

lazlog za rekonstrukciju starijih elektromotornih pogona cesto je mjihova nemogucnost da zadovolje vece zahtjeve u proizvodnji, prestanak proizvodnje rezervnih dijelova, nepravilan rad, velika potrosnja elektricne energije i dr. No, to nije razlog da industrijska postrojenja koja su vec ugradena u fabrikama, starosti desetak, dvadeset i vise godina, treba nuzno zamijeniti novima i modernijima. Ona se mogu moderni-zovati uz odgovarajuce statistike isplativosti. Pri modernizaciji starijih

199

e-mail: muhamed.pasic@cimos.eu

postrojenja potrebno je razmotriti koji nacin upravljanja je optimalan da bi se dobile potrebne funkcije, uz sto manje izmjena. To je posebno vazno ako je rijec o postrojenju koje treba modernizovati u sto kracem roku. Konkretan slucaj na kojem ce biti analizirana modernizacija postrojenja zamjenom direktnog pokretanja sa pokretanjem i upravljanjem pomocu frekventnog pretvaraca je elektromotorni pogon (EMP) za proizvodnju zraka za profesionalnu upotrebu u industriji.

Opis postojeceg sistema i predvidenog zahvata modernizacije

Sistem za proizvodnju zraka sastoji se od dva trofazna asinhrona motora od 7,5 kW koji pogone turbine za proizvodnju zraka, spojenih prema semi kao na slici 1 (Uputstvo za upotrebu i montazu opreme za proizvodnju zraka). Otva-ranjem jedne od prikljucnica ukljucuje se motor 1 koji zadovoljava proizvodnju zraka za tri trosila, dok se prikljucenjem cetvrtog ukljucuje drugi motor i oni u paralelnom radu zadovoljavaju proizvodnju zraka za sest prikljucenih trosila.

Slika 1 - Shema spoja motora i upravljanja motorima kompresora zraka i pripadajucih

ventilatora - postojece stanje Figure 1 - Scheme of the motor and the motor control of the air compressor and the relevant fans - current situation

Nalog za ukljucenje ili iskljucenje drugog motora proizlazi iz mjere-nja pritiska u sistemu. S obzirom na to da su motori pokretani direktno (jednim sklopnikom), moguce je ukljucenje samo 50% ili 100% kapacite-ta proizvodnje zraka. Za finiju regulaciju zraka koriste se rasteretni ventili. Nakon ugradnje frekventnih regulatora mogla bi se promjenom frekven-cije regulisati kolicina proizvedenog zraka i ne bi bilo gubitaka na ras-teretnom ventilu. Ugradnja dva frekventna regulatora s kontinuiranim promjenama frekvencije bila bi veca investicija. Sva potrebna oprema bi-la bi nova, pa bi trebalo uzeti i vrijeme za povrat sredstava kroz ustede (u odrzavanju, elektricnoj energiji itd.). Ugradnjom jednog frekventnog pre-tvaraca sa skokovitom promjenom frekvencije (sema na slici 2), sto se moze ostvariti s manje zahvata u postojeci sistem upravljanja, mogu se postici znacajne ustede. Sklopnici motora kompresora ukljucuju se direktno nakon naredbe iz PLC-a, jedan ili oba, ovisno o mjerenju pritiska u cjevovodu (ovisno o broju mjesta na kojima su prikljuceni potrosaci).

Prema prijedlogu novog rjesenja upravljanja motorima kompresora, jedan motor bi i dalje ostao spojen za direktni start, dok bi se drugim upravljalo preko frekventnog pretvaraca. Time bi uz pomoc tri izlaza iz PLC-a bilo ostvarivo 8 razlicitih stupnjeva ukupne snage, s tim da bi se kombinacijom programabilnih digitalnih ulaza frekventnog pretvaraca re-alizovala cetiri razlicita stupnja snage. Uz ukljucen ili iskljucen drugi motor ostvarila bi se jos cetiri stupnja snage (tabela 1).

Tabela 1 - Kombinacije vrijednosti izlaza iz PLC-a za dobivanje trazene snage motora Table 1 - Combinations of the value of the output from the PLC to obtain the required engine power

Q1 Q2 Q4 Q5 Q3 SNAGA

1 1 0 0 0 m1 = 40 %

1 1 0 1 0 m1 = 60 %

1 1 1 0 0 m1 = 80 %

1 1 1 1 0 m1 = 100 %

1 1 0 0 1 m1 40 % + m2 = 140 %

1 1 0 1 1 m1 60 % + m2 = 160 %

1 1 1 0 1 m1 80 % + m2 = 180 %

1 1 1 1 1 m1 100 % + m2 = 200 %

Prednost predlozenog rjesenja je u tome sto su zahvati u automatici minimalni, a mogu se izvesti uz zastoj od dan-dva. Izmjene u programu programabilnog logickog upravljaca (PLC-a) mogu se pripremiti unapri-jed. Nakon izmjena u ozicenju stavio bi se i testirao novi program, c ime bi se modernizovano postrojenje pustilo u pogon u vrlo krat-kom vremenu (SIEMENS S7-200 i LOGO materijali za ucenje), (Siemens LOGO! Manual).

(20T>

Slika 2 - Shema spoja motora i upravljanja motorima kompresora zraka i ventilatora - novo stanje Figure 2 - Scheme of the motor and the motor controls of the air compressor and the fans - new condition

Karakteristike frekventnih pretvaraca

Svrha frekventnih pretvaraca

Prilikom direktnog uklopa na napojnu mrezu asinhroni motor uzima iz mreze struju 5-7 puta vecu od nazivne. Velika potezna struja uzrokuje propad napona na mrezi koji moze onemoguciti pravilan zalet i moze ometati ostale potrosace na istoj mrezi. Osim negativnog uticaja na mrezu prilikom uklopa, potezna struja asinhronog motora izaziva veliko ter-micko opterecenje namota motora, a narocito kaveza rotora. To je i raz-log zbog kojeg je broj zaleta (ili reverziranja) asinhronog motora direktno spojenog na mrezu ogranicen u nekom intervalu, jer u protivnom moze doci do ostecenja motora (www.fer.hr, 2010).

Potezna struja moze se smanjiti na nekoliko nacina: koristenjem pre-klopke zvijezda-trokut, koristenjem soft-start uredaja ili pretvaraca napona i frekvencije (www.hep.hr, 2010).

Osim potrebe za smanjenjem struje kod pokretanja, u elektromotor-nim pogonima cesto treba i mijenjati brzinu obrtanja elektromotora. Nacin promjene brzine obrtanja motora odreden je zahtjevima tehnoloskog procesa. Za promjenu brzine vrtnje asinhronih elektromotora koriste se po-sebni uredaji energetske elektronike, tzv. frekvencijski regulatori koji se

spajaju izmedu elektromotora i elektricne mreze. Frekvencijski regulatori pretvaraju napon konstantnog iznosa i frekvencije elektricne mreze u na-pon promjenjivog iznosa i frekvencije. On mijenja brzinu okretanja asinhro-nog elektromotora na nacin koji zahtijeva tehnoloski proces.

Vrste i sastavni dijelovi frekvencijskih regulatora

Frekvencijski regulator za uskladivanje brzine obrtanja asinhronih motora istodobnom promjenom frekvencije i napona mogu biti:

a) izravni pretvaraci (npr. ciklopretvaraci, uglavnom za sporohodne EMP velikih snaga),

b) neizravni pretvaraci (sa strujnim ili naponskim ulazom u izmjenjivac). Neizravni frekventni pretvarac sastavljen je od sklopova, kao sto je

prikazano na slici З.

ISPRAVIJAC MEDUKOLO INVERTOR

.

UPRAVÜACKO KOLO

Slika 3 - Sklopovi frekventnog pretvaraca Figure 3 - Frequency converter circuits

ispravijac (upravljivi ili neupravljivi) spaja izmjenicnu napojnu mrezu s istosmjernim medukrugom. Ulaz ispravljaca prikljucuje se na jednofa-znu ili trofaznu napojnu mrezu. Na izlazu ispravljaca je pulzirajuci valoviti istosmjerni napon. Ispravljaci koji se ugraduju u frekvencijske pretvarace sastavljeni su najcesce od dioda, tiristora ili od kombinacije dioda i tiristo-ra. Neupravljivi ispravljaci sastavljeni su iskljucivo od dioda, upravljivi od tiristora, a tzv. poluupravljivi ispravljaci od kombinacije tiristora i dioda.

istosmjerno medukolo sluzi za pohranu elektricne energije. Iz njega motor uzima elektricnu energiju preko izmjenjivaca. Ovisno o rjesenju ispravljaca, moze biti ili strujni ili naponski. Strujni je samo s promjenjivom strujom, a naponski ili s promjenjivim naponom (pretvara priblizno konstantan izlazni napon ispravljaca u promjenjivi ulazni napon izmjenjivaca) ili s konstantnim naponom (izlazni napon ispravljaca filtrira i stabilizira, te dovodi izmjenjivacu).

invertor spaja istosmjerni medukrug s izmjenicnim trosilom - motorom. Na izlazu izmjenjivaca pojavljuje se jednofazni ili trofazni izmjenicni napon. Svaka poluperioda izlaznoga izmjenicnog napona sastoji se od niza pravouglih

(20T)

impulsa razlicite sirine trajanja i razlicitih sirina pauzi (ima tzv. cesljasti valni ob-lik). Vecina izmjenjivaca pretvara konstantan ulazni napon u izmjenicni napon, ciji je osnovni harmonik promjenjive amplitude i frekvencije. Izmjenjivac odre-duje frekvenciju izlaznog napona, a amplitude izlaznog napona moze se uskla-divati izmjenjivacem ili istosmjernim medukrugom. Frekvenciju izlaznog napona treba mijenjati tako da je omjer amplitude i frekvencije konstantan.

Upravljacko kolo salje i prima signale iz ispravljaca, medukola i inverto-ra. Dijelovi regulatora koji se kontrolisu zavise od dizajna samog regulatora.

Upravljacki elektronicki sklop upravlja sklopovima frekvencijskog pretvaraca, tj. dobija informacije iz ispravljaca, istosmjernog medukruga i izmjenjivaca, te u skladu sa unaprijed utvrdenom zakonitoscu mijenjanja omjera napona i frekvencije salje upravljacke impulse za uklapanje i isklapanje poluprovodnic-kih ventila. Upotreba mikroprocesora znatno je prosirila podrucje primjene iz-mjenicnih elektromotornih pogona. Upravljacki sklopovi sa mikroprocesorima su brzi, jer se pohranjivanjem sklopnog rasporeda smanjio broj nuznih prora-cuna. Omogucili su ugradnju procesorske jedinice u frekventni pretvarac i od-redivanje optimalnog sklopnog rasporeda za svako radno stanje pogona, tj. omogucili su obradu puno vece kolicine podataka od analognih sklopova.

Racunar frekvencijskog pretvaraca

Osim mikroprocesora, racunar se sastoji od tri osnovne jedinice. To su:

- RAM (radna memorija),

- ROM (memorija za pitanje),

- I / O (ulazno-izlazna jedinica).

Svaka od tih triju jedinica ima posebnu zadacu (slika 4) (Bencic, 2009).

Slika 4 - Racunar frekventnog pretvaraca (Bencic.Z., Figure 4 - Frequency converter computer

2009)

<1(M)

Mikroprocesor je sredisnji dio racunara koji u skladu sa programom upravlja i drugim sklopovima. U memoriji racunara (EPROM-u) pohranje-ni su program i podaci. RAM je memorija iz koje mikroprocesor ocitava podatke i u koju upisuje podatke uz vrlo kratko vrijeme pristupa. RAM gu-bi podatke nakon nestanka napajanja. Nakon povratka napajanja infor-macijski sadrzaj je nedefinisan. Ulazno-izlazna jedinica koja se oznacava kao I/O sadrzi ulaze i izlaze koji su potrebni racunaru za komunikaciju. To mogu biti prikljucci na upravljacku plocu, pisace ili koje druge elektro-nicke uredaje.

Sabirnice su paralelni vodici koji spajaju jedinice u racunaru. Podat-kovna sabirnica prenosi podatke izmedu jedinica. Adresna sabirnica adresom oznacuje odakle treba uzeti podatke i gdje ih spremiti. Upravljacka sabirnica nadzire redoslijed prijenosa podataka. Postoji nekoliko vrsta komunikacija kod frekventnih pretvaraca, i to:

• standardna upravljacka prikljucna letvica s digitalnim i analognim ulazima i izlazima,

• upravljacka ploca s pokazivacem i tipkama,

• serijski interfejs za usluzne, dijagnosticke i upravljacke funkcije.

Nacin zadavanja brzine vrtnje frekventnih pretvaraca

Upravljacka ploca s pokazivacem i tipkama ugradena je u gotovo svaki digital izovani frekventni pretvarac. Kod upravljackih stezaljki za n veza s upravljackom letvicom potrebno je najmanje n+1 podatkovnih vo-dica. To znaci da minimalni broj vodica ovisi o zeljenom broju funkcija, a maksimalni o broju stezaljki. Pojedine stezaljke mogu se programirati za razlicite funkcije ili se mogu cak iskljuciti. Upravljacka ploca omogucuje nadzor nad frekventnim pretvaracem, npr. za dijagnozu kvarova, kao sto je prekid zice ili nestanak upravljackog signala.

Trenutak ukljucenja i zeljena (potrebna) vrijednost moze se zadati na vise nacina:

• preko upravljacke ploce pokretanje start i stop tipkom; frekvencija (brzina) zadana tipkama,

• preko upravljackih stezaljki (letvica s prograbilnim ulazima/izlazi-ma) start i stop zadani su zatvaranjem kontakta spojenog na odgovar-ajuce stezaljke; frekvencija (brzina) zadana analognim signalom; po-tenciometrom ili analognim signalom iz procesa, PLC-a ili direktno mjera-ca analogne vrijednosti,

• preko komunikacionog interfejsa.

(2Ô5>

Odabir i programiranje frekventnog pretvaraca

Frekventni pretvarac za elektromotorni pogon za proizvodnju zraka bira se na temelju natpisne plocice asinhronog motora.

Nazivna snaga motora:7,5 kW, nazivna struja pri 3 x 400 V :15.1 A, stupanj zastite: IP 20 / IP 54.

Regulacija: po brzini.

Odabran je frekventni pretvarac proizvodaca Danfoss, fabricke oznake VLT 2875 ST.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Koristeni parametri kod programiranja frekventnog pretvaraca su di-gitalni ulazi 18 i 27, kao sto je prikazano na slici 5 (Upute za rukovanje frekventnim pretvaracima, 2003), a digitalni izlazi, odnosno kontakti releja 01-02 (normalo otvoreni kontakti) iskoristeni su za prikaz alarma u sluca-ju greske na frekventnom pretvaracu.

Slika 5 - Prikljucnice za spajanje digitalnih i analognih ulaza Figure 5 - Jacks for connecting digital and analog inputs

Postepeno pustanje motora 1 u rad programirano je koristenjem kombinacije digitalnih ulaza 18 i 27, tako da je digitalni ulaz 18 parametar 302 namjesten na vrijednost 23, fiksna referenca "msb", dok je digitalni ulaz 27, parametar 304 namjesten na vrijednost 22, fiksna referenca "lsb"

(prema literaturi 7), koje omogucuju odabir jedne od unaprijed prikladnih referenci. Kombinacija njihovih stanja 0 i 1 omogucuju rad motora na 40%, 60%, 80% i 100% radne snage. Takode je potrebno podesiti parametra 215 na 40%, 216 na 60%, 217 na 80% I 218 na 100%, jer su oni cvrste reference 1, 2, 3 i 4 (m, 2010).

Prednosti upravljanja postrojenjem preko

frekventnog pretvaraca

Nadzor

Frekventni pretvaraci mogu nadzirati proces kojim upravljaju i mogu in-tervenirati u slucaju poremecaja. Nadzor se moze podijeliti na tri kategorije:

• nadzor nad elektromotornim pogonom,

• nadzor nad motorom,

• nadzor nad frekventnim pretvaracem.

Nadzor nad elektromotornim pogonom zasniva se na izlaznoj fre-kvenciji, izlaznoj struji i momentu tereta. Polazeci od tih velicina, moze se postaviti niz ogranicenja na upravljanje. Ta su ogranicenja npr. naj-manja dopustena brzina vrtnje motora (ogranicenje najmanje izlazne frekvencije), najveca dopustena struja motora (ogranicenje izlazne stru-je) ili najveci dopusteni moment motora (ogranicenje momenta). Ako se prekorace ta ogranicenja, pretvarac se moze programirati tako da daje upozoravajuci signal da smanji brzinu obrtanja motora ili da zaustavi motor sto je prije moguce. Nadzor nad motorom zasniva se ili na prora-cunu zagrijavanja motora mijenjanjem strujnog opterecenja ili na mjere-nju temperature motora putem ugradenog termistora. Analogno termic-koj sklopki, frekventni pretvarac sprecava preopterecenje motora struj-nim ogranicenjem. Time je postignuto da motor s vlastitom ventilacijom (ventilator je na osovini motora) nije preopterecen pri malim brzinama obrtanja na kojima je hladenje smanjeno. Ako mjeri temperaturu motora (ugraden senzor u motor), frekventni pretvarac strujnim ogranicenjem stiti od preopterecenja i motore sa stranom ventilacijom (ventilator vrti poseban motor). Nadzor nad frekventnim pretvaracem zasniva se na is-kljucenju pretvaraca u slucaju prevelike struje, ispada jedne faze, krat-kog spoja, ostecenja nekog elementa unutar pretvaraca, previsokog ili preniskog napona istosmjernog medukruga i dr. Neki frekventni pretvaraci dopustaju kratkotrajno strujno preopterecenje. Maksimalna moguca opteretivost pretvaraca moze se postici uporabom mikroprocesora koji racuna ukupni ucinak povecane struje motora s obzirom na trajanje i iz-nos tog povecanja.

o

X

o >

o <N

LJÜ 0£ ZD O O

-J

<

o

X

o

LU

I—

>-

Q1

£

w <

-j

O ■O

X LU I—

O

o >

Poboljsanja

Frekventni pretvaraci omogucuju ustedu elektricne energije tako da u svakom trenutku brzinu obrtanja motora prilagode zahtjevima elektromotornog pogona. To znaci da u EMP-u za proizvodnju zraka vise nece proizvoditi „visak" zraka koji bi se ispustao izvan sistema. Pomocu frekventnog pretvaraca proizvodit ce se tacno onoliko zraka u sistemu koliko ce za normalan rad zahtijevati prikljuceni broj potrosa-ca na sistem.

Frekventni pretvaraci omogucuju tzv. meko pokretanje i zaustavlja-nje motora, cime se izbjegavaju nepotrebni udari i utjecaji na mehanic-ke dijelove postrojenja. Prilikom ukljucenja jednog trosila na sistem ukljucuje se motor 1 s 40% snage, zatim prema zahtjevu za vecom koli-cinom zraka na 60% i tako do 200% snage s oba ukljucena motora. Kod postepenog iskljucenja potrosaca postepeno pada i snaga motora na 180% i tako dalje do 40% nazivne snage motora 1 i samog iskljucenja EMP-a. U sadasnjoj izvedbi motor 1 i motor 2 ukljucuju se i iskljucu-ju direktno s punom snagom od 7,5 kW. Frekventni pretvaraci traze mi-nimalno odrzavanje i produzavaju zivotni vijek postrojenja. Prilikom di-rektnog uklopa na napojnu mrezu asinhroni motor uzima iz mreze struju 5-7 puta vecu od nazivne. Ta velika potezna struja uzrokuje propad na-pona na mrezi koji moze onemoguciti pravilan zalet i moze ometati ostale potrosace na istoj mrezi. Osim negativnog utjecaja na mrezu prilikom uklopa, jaka potezna struja asinhronog motora izaziva veliko ter-micko opterecenje namota motora i to narocito kaveza rotora. To uveli-ko skracuje vijek trajanja asinhronog motora, a time izaziva i velike tro-skove odrzavanja postrojenja.

Zakljucak

Kroz opisani elektromotorni pogon za proizvodnju zraka za profesio-nalnu upotrebu u industriji, gdje se kod postojeceg sistema asinhroni motor direktno uklapa na mrezu, spomenuti su nedostaci ovakvog pokreta-nja motora.

Opisan je rad frekventnih pretvaraca i prednosti njihove ugradnje, te novog nacina upravljanja EMP-om.

Proucavanjem rada spomenutog EMP-a koji naizgled radi ispravno, utvrdeno je da prosjecno trosi oko 50% vise elektricne energije nego sto je potrebno. Stoga se analiziralo kako se rekonstrukcijom vec ugradenih, ali pomalo zastarjelih postrojenja, mogu smanjiti gubici koje ona stvaraju. Njihovom modernizacijom produzit ce se vijek trajanja uz minimalna ula-ganja, a rok povrata ulozenih sredstava bit ce kratak.

Literatura

Bencic, Z., 2009, Najvaznije o frekventnim pretvaracima, Zagreb. SIEMENS S7-200 i LOGO materijali za ucenje, 2007, Veleuciliste u Varazdi-nu: Varazdin, [Internet], Dostupno na: www.limovod.hr, preuzeto: 25. 12. 2012. Siemens LOGO! Manual, 2011, Siemens AG, Germany. Upute za rukovanje frekventnim pretvaracem serije VLT 2800, Danfoss, 2003.

Uputstvo za upotrebu i montazu opreme za proizvodnju zraka za profesio-nalnu upotrebu u industriji. www.danfoss.com, 2010. www.fer.hr, 2010. www.hep.hr, 2010.

MODERNIZATION OF THE PLANT - CONTROL OF THE COMPRESSOR MOTOR SPEED

FIELD: Electrical Engineering ARTICLE TYPE: Professional Paper

Summary:

This paper describes the modernization by installing frequency converters, their features and benefits as well as the disadvantages of the existing solutions and the advantages of the upgraded status. The existing state was such that the motors were switched on through the contactor and were always working at full capacity. In the new solution, one motor will be switched on through frequency converters, thus working with a particular intensity, depending on the need. This will bring savings in power consumption as well as in the maintenance.

Introduction

Modernization of the equipment using frequency converters will bi discussed on the electric motor drive (EMP) for the air production for professional use in the industry.

Description of the existing systems and the procedures provided for modernization

The air production system consists of two three-phase asynchronous motors of 7.5 kW driving the air production turbine. Given the fact that the motors are driven directly (one contactor), this represents the involvement of either only 50% or 100% of the air production capacity. For a finer air control, relief valves are used. Installing a frequency converter could result in regulating the amount of air produced and there would be no loss to the relief valve.

i

CD CD

p

SH

or s

er pr

E

o

or t o

E

e

c

t! _Q

o

a

g er

I

<D

tr s

o p

o

a

N

e

T3

o

T3

■O

a P

Under the proposed solution for controlling compressor motors, one motor would remain attached to the direct start while the other would be controlled via the frequency converter.

Characteristics of frequency converters

To change the speed of asynchronous motors, we use the special electronic power devices, so-called frequency regulators that are connected between the electric motor and the electric grid. Frequency regulators convert voltage of constant amount and frequency of the electric grid into a variable amount of voltage and frequency. They change the rotational speed of asynchronous motors depending on a required technological process.

Frequency controllers for harmonizing the rotary speed induction motors simultaneously changing the frequency and voltage can be:

a) direct converters

b) indirect converters

Indirect frequency converters consist of the following components:

• rectifiers,

• direct current links,

• inverters,

• steering wheels.

Method of setting the speed of frequency converters

An instant connection and a preferred (required) value can be defined in several ways:

• the control panel start, start and stop button; the frequency (speed) using the default

• via: the control terminals (lattices with programmable inputs / outputs), start and stop are defined by closing the contact connected to the correct terminals; frequency (speed) of the default analog signal; potentiometer or an analog signal from the process, PLC or the direct gauge of the analog value

• via the communication interface.

Selecting and programming frequency converters

Frequency converters for air production for electric plants are selected on the basis of the asynchronous motor nameplate, so we chose Danfoss frequency converter manufacturers, trademark VLT 2875 ST. When programming the frequency converter, we used digital inputs 18 and 27 and the digital outputs are used to display the alarm in case of failure of this drive.

Benefits of plant control via frequency converters Monitoring

Frequency converters can monitor and manage the process that can intervene in case of disturbances. Monitoring can be divided into three categories:

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

• supervision of Electric Drives

• motor monitoring

• supervision of the frequency converter Improvements

Frequency regulators save electric power so that at all times the speed of motor rotation conforms to the electrical drive. Frequency converters help producing exactly as much air in the system as required for a normal operation depending on a number of consumers connected to the system.

Conclusion

By examining the operation of the EMP which seemingly worked correctly, it was found that it was using about 50% more electricity than needed. It has been established that the installation of frequency controllers reduce losses, extend the service life with minimal investment and the return on investment is short.

Key words; plant, modernization, frequency converter, converters, compressor

Datum prijema clanka/Paper received on: 22. 02. 2013.

Datum dostavljanja ispravki rukopisa/Manuscript corrections submitted on: 25. 03. 2013. Datum konacnog prihvatanja clanka za objavljivanje/ Paper accepted for publishing on: 27. 03. 2013.

i

CD CD

.p p

¡0

or s

er pr

m o k

ar or

t o m e

ni irz

br

ja ic a

g er

I

nj

je jro

tr s

o p

ja ic a zi

e d o

d

■O ¡¡A

a P

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.