Статьи

Управление насосными испытательными стендами мощностью до одного мегаватта при помощи преобразователей частоты: австрийская компания Vogel Pumps доверяет проверенным технологиям управления преобразователями частоты и продвинутым техническим решениям в области активных фильтров компании Danfoss и использует их в своих лабораториях по испытанию насосов. Результаты исследований открывают дополнительные возможности для дальнейшей модернизации и оптимизации насосов и проведения комплексных функциональных и наладочных испытаний.

Новая установка по испытанию насосов компании Vogel Pumps (часть группы компаний Xylem Group) проводит испытания насосов мощностью до одного мегаватта и позволяет организовывать больше тестов по сравнению с предыдущей установкой. Инвестиции в данный объект составили около полмиллиона евро. Прежняя испытательная лаборатория была устаревшей и не подходила для тестирования мощных насосов. Модернизированная лаборатория делает возможным создание новых насосов и модернизацию имеющихся с мощностью до одного мегаватта.

Настоящая статья посвящена описанию преимуществ использования технологии частотного регулирования в холодильной технике для управления компрессорами.

Как показывают теория и практика, частотное регулирование элементов холодильной системы, обеспечивает максимальную гибкость и энергоэффективность. Большую часть времени холодильные системы работают с производительностью ниже номинальной, так как рассчитаны на пиковую нагрузку, которой система может никогда не потребовать. Винтовые компрессоры с регулировкой производительности золотниковым механизмом, поршневые компрессоры с управлением производительностью при помощи соленоидных клапанов и другие типы компрессоров работают в режиме «вкл»/«выкл». К сожалению, эти методы управления не обеспечивают максимально возможного сокращения потребления электроэнергии при снижении холодопроизводи-тельности.

Как правило, практически всеми типами двигателей можно управлять с помощью запрограммированных кривых, определяющих необходимое напряжение для каждого значения скорости или частоты. Такие кривые известны как кривые зависимости напряжения от частотных характеристик. Тем не менее, теоретическая эффективность каждого вида двигателей может быть достигнута на практике исключительно с применением специально адаптированных алгоритмов управления. В противном случае оптимизация работы для каждого режима эксплуатации с переменной нагрузкой невозможна.

Почти все распространенные типы двигателей подразумевают использование преобразователей частоты. В связи с этим возникает следующий вопрос: возможно ли управление всеми двигателями в системе с помощью преобразователя частоты только одного типа?

В случае отсутствия такой возможности возрастают затраты на обучение проектировщиков, операторов и персонала по техобслуживанию, а также затраты на различные запчасти и комплектующие. Очевидно, что управлять всеми видами двигателей с помощью только одного типа преобразователей частоты очень выгодно. Являясь независимым производителем преобразователей частоты, компания Danfoss разработала решение, позволяющее управлять всеми стандартными типами двигателей, используемых в промышленности и автоматизации зданий. Это является огромным преимуществом - сокращается потребность в запчастях, упрощаются процессы управления и техобслуживания, к тому же, снижаются затраты на обучение.

Преобразователи частоты Danfoss оснащены оптимальными высокоэффективными алгоритмами управления стандартными асинхронными двигателями, а также двигателями с постоянными магнитами. В настоящее время доступны новые алгоритмы управления, оптимизированные для синхронных реактивных двигателей. Упрощается также и процесс ввода устройства в эксплуатацию, т.к. помимо простоты обслуживания преобразователь частоты обладает и другими полезными функциями. В качестве примера можно привести функцию автоматической адаптации двигателя (ААД), которая измеряет характеристики двигателя и оптимизирует его параметры в соответствии с ними. Благодаря этому двигатель всегда работает наиболее эффективным образом, что позволяет повысить энергоэффективность и снизить расходы.

Отметим, что на сегодняшний момент основные усилия по экономии электроэнергии сосредоточены в области потребления энергии - на промышленных объектах и объектах инфраструктуры. Но стоит обратить внимание и на этап производства электроэнергии, а именно на объекты собственных нужд электростанций. На самом деле, в их работе кроется большой потенциал энергосбережения.

В новых современных лифтах стало нормой применение частотно-регулируемых приводов (ЧРП) для управления лебедками и приводами дверей.

Применение ЧРП в лифтах позволяет получить ряд преимуществ, например таких как: экономия энергии, точное позиционирование, надежность работы, безопасность и комфорт пассажиров, увеличение ресурса оборудования и двигателей.

Повышение энергоэффективности является ключевой задачей развития российской экономики. В полной мере относится это и к сфере ЖКХ, в особенности к отрасли теплоснабжения. Ведь только в Москве на коммунальные нужды уходит около 60% всей производимой тепловой энергии и более 25% — электрической. Регионы не отстают, а подчас даже опережают столицу по затратам. Кардинально изменить ситуацию позволяет использование регулируемых схем энергоснабжения.

Если устройство подходит для работы с распространенными типами двигателей, возникает вопрос - целесообразнее использовать один гибкий алгоритм или же несколько более детализированных для применения отдельных типов двигателей?

Специалисты компании Danfoss убеждены в эффективности использования одного гибкого алгоритма. Устройства компании Danfoss функционируют благодаря одному модульному, практически не зависимому от параметров алгоритму, согласно которому отдельные элементы используются в зависимости от выбора типа двигателя. Так, новый преобразователь частотыVLT® AutomationDrive FC 302 имеет модульное программное обеспечение управления, которое всегда рассчитывает оптимальную подачу питания на двигатель для эффективной работы и наилучшего намагничивания. Преобразователь частоты также регулирует любые резкие изменения нагрузки. Это означает, что высокоэффективной работы трехфазных асинхронных двигателей, двигателей с постоянными магнитами и синхронных реактивных двигателей уже можно достичь с помощью только одного стандартного типа устройства. Никаких дополнительных устройств не требуется.

Грегерс Гейледжер (Gregers Geilager) рассматривает привод с низкими гармониками, который включает в себя фильтр и привод в виде решения «все в одном корпусе».

Любая повторяющаяся или периодическая кривая может быть разложена на фундаментальную синусоидальную функцию плюс ряд меньших синусных кривых более высоких частот, называемых гармониками. Ступенчатая кривая, например, может быть разложена на фундаментальную частоту f плюс гармоника в 1/5 амплитуды на пятикратной частоте плюс другая в 1/7 частоты на семикратной частоте и так далее до бесконечности.

Данная технология подразумевает значительное сокращение емкости конденсаторов в звене постоянного тока. Даже без дросселя, это позволяет снизить пятую гармонику тока до уровня THD ниже 40%.

В последние годы наблюдается увеличение количества моделей преобразователей частоты с использованием технологии «Slim DC Link».

Рисунок 1. Анализ спектра гармоник для обычной архитектуры и "Slim DC link" технологии.

амРегулируемые преобразователи частоты стали стандартным методом управления для систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха HVAC (Heating, Ventilating and Air Conditioning) благодаря точности управления и весьма существенной экономии энергии. Они годами использовались в промышленных установках для точного управления процессами.

Коммерческие системы HVAC часто существенно отличаются от производственных установок. В большинстве установок HVAC преобразователь частоты делит питание переменного тока с чувствительным электронным оборудованием, таким как компьютеры, телекоммуникационные сети, освещение и генераторов тактовых импульсов. Когда система HVAC применяется в аэропорту, больнице или в исследовательском центре, объем чувствительного оборудования значительно увеличивается. Возможной проблемой в таком окружении могут быть гармонические искажения в линии питания переменного тока, генерируемые регулируемым преобразователем частоты и другим электрическим оборудованием. В основном гармонические искажения не являются проблемой в промышленной обстановке.

Ниже рассматриваются гармонические искажения в линии питания переменного тока, один из аспектов электрического тока, обычно называемого «шумом». Будут обсуждены причины и вредные влияния такого шума, а также некоторые проблемы выбора преобразователя частоты, удовлетворяющего требования конкретного применения.