В промышленности более половины всей потребляемой электроэнергии расходуется на электроприводы, в частности — на питание асинхронных электродвигателей. Посмотрите сами: системы вентиляции, компрессоры различного назначения, разнообразные насосы, установки с переменными нагрузками, - все это оборудование потребляет для своего питания значительную долю энергии, поставляемой на предприятие.
Не удивительно, что кто-то рано или поздно задумается о возможности экономии электроэнергии на таких установках. И выход действительно есть — существенной экономии позволит достичь преобразователь частоты, призванный регулировать скорость вращения двигателя в зависимости от текущего режима работы (нагрузки) оборудования. Весьма значимым станет повышение КПД двигателя при таком регулировании, особенно когда речь зайдет о нагрузках много ниже номинальных.
Рассмотрим более подробно объективные факторы, влияющие здесь на экономию. Гидравлические удары, могущие возникнуть в трубах при включениях и выключениях насосов без регулирования, сразу исключаются, то есть риск возникновения аварий сводится к минимуму.
Запорная арматура практически не будет изнашиваться, поскольку регулировка напора в системе водоснабжения теперь станет осуществляться не арматурой, а скоростью вращения двигателя, и задвижки останутся всегда открытыми. Поскольку сами насосы будут работать на пониженном давлении, то и прорывы труб и утечки будут теперь маловероятны.
Объем ремонтных работ на оборудовании соответственно уменьшится, благодаря тому, что как двигатели, так и трубопроводы, станут испытывать меньший износ, подшипники реже придется менять из-за износа, как и крыльчатки, и все это благодаря плавному регулированию оборотов моторов и снижению пусковых токов.
В итоге более 60% экономии ресурсов даст перевод регулирования с дросселирования, включения-выключения, - на управление посредством изменения оборотов двигателя благодаря установке частотного преобразователя.
Такие механизмы как конвейеры, вентиляторы, насосы и компрессоры, нуждаются в относительно узком диапазоне регулирования скорости, им также не нужны высокая точность и быстродействие в процессе настройки.
Здесь подойдет асинхронный двигатель с системой скалярного управления, то есть частотный преобразователь будет связанно регулировать уровень напряжения и его частоту.
Если же речь о роботе, транспорте или о приводе быстродействующего станка, то в таком случае потребуется более сложное управление, здесь пригодится частотный преобразователь с векторным управлением, способный установить высокий момент на малых оборотах, дать большое ускорение, подхватить двигатель если питание кратковременно пропало, предотвратить попадание на частоты механического резонанса.
Векторное управление более всего подходит для таких систем, в которых крайне важно качество регулировки и высокая точность установки момента вращения ротора двигателя.
Для кранов, лифтов, буровых установок, экструдеров, прессов, мельниц и т. д. - высокоэффективное управление электрическим приводом посредством частотного преобразователя станет залогом энергосбережения на предприятии и гарантией надежности объекта.
Незаменимы частотные преобразователи и в системах ЖКХ, где трубопроводы водоснабжения и отопления желательно уберечь от гидроударов, защитить арматуру от преждевременного износа и аварий. И поскольку давление может поддерживаться теперь не заслонкой, а регулировкой скорости вращения привода насоса, то и экономия электроэнергии достигнет почти 50%, не говоря уже о значительном продлении срока службы запорно-регулирующей арматуры.
Статьи про частотные преобразователи и их использование:
Виды частотных преобразователей
Скалярное и векторное управление асинхронными двигателями - в чем различие?
Принцип работы частотного преобразователя и критерии его выбора для потребителя