Статьи

В данной статье дан краткий обзор доступных альтернативных методов ослабления гармоник с особым упором на приводы переменного тока с регулируемой частотой. При этом особое внимание уделено преобразователям частоты с низкоемкостным звеном постоянного тока.

«Интернет вещей» (Internet of Things - IoT) был одной из самых горячих тем для обсуждения в области автоматизации промышленности в 2014 году. Преобразователи частоты переменного тока являются идеальной платформой для применения технологии «Интернет вещей», ее внедрение позволит конечным пользователям получить значительные выгоды.

"Интернет вещей" (Internet of Things - IoT) был одной из самых горячих тем для обсуждения в области автоматизации промышленности в 2014 году. Также это понятие было обозначено как один из важнейших трендов в отчете Hype Cycle for Emerging Technologies 2014 года компании Gartner. Но насколько это все-таки соответствует реальности? В следующие несколько лет станет понятным действительно ли использование устройств, подключенных к Интернет, даст огромные преимущества пользовалям и будет ли это следующей промышленной революцией после появления компьютеров.

В Danfoss уже в середине прошлого века оценили возможности и перспективы частотного регулирования. Компания представила первый в мире серийный преобразователь частоты под именем VLT 5 еще в 1968 году.

За прошедшие десятилетия конструкторы и инженеры разработали десятки новых серий частотных преобразователей для различного применения, что позволяет говорить о Danfoss как «законодателе моды» в области приводной техники. Имеющийся научный и производственный потенциал увеличился после недавнего слияния с еще одним из ведущих производителей частотных приводов - компанией VACON.

Появление «облачных» технологий значительно расширило возможности развития средств информатизации и автоматизации. Среди преимуществ – удаленное хранение и обработка информации и гибкие механизмы управления ресурсами удаленных пользователей. На этих принципах основана облачная архитектура системы Cloud-Control для диспетчеризации преобразователей частоты, созданная компанией «Данфосс» –одним из ведущих мировых производителей частотно-регулируемых приводов.

Появление «облачных» технологий значительно расширило возможности развития средств информатизации и автоматизации. Среди преимуществ – удаленное хранение и обработка информации и гибкие механизмы управления ресурсами удаленных пользователей. На этих принципах основана облачная архитектура системы Cloud-Control для диспетчеризации преобразователей частоты, созданная компанией «Данфосс» –одним из ведущих мировых производителей частотно-регулируемых приводов.

Разработчики «Данфосс» в 2014 году представили первую специализированную систему удаленного управления и мониторинга частотных преобразователей VLT. Ее появление произвело настоящую революции в сфере применения приводной техники: появилась возможность использовать энергоэффективное оборудование повсеместно. Управлять приводами и оперативно реагировать на нештатные ситуации теперь можно без присутствия квалифицированного персонала непосредственно у оборудования. Новая разработка также позволила работать без сложных и дорогостоящих промышленных SCADA-систем.

Система диспетчеризации Cloud-Control, разработанная компанией «Данфосс», позволяет проводить удаленный мониторинг частотных преобразователей VLT. В статье описаны преимущества такого решения на примере конкретного внедрения.

На рынке инженерного оборудования компания «СИНТО» известна как производитель насосных установок и комплектных канализационно-насосных станций, модульных тепловых пунктов, а также щитов управления. Неотъемлемым компонентом оборудования являются частотные преобразователи. При широком внедрении разработок компании появился актуальный запрос от потребителей: с наименьшими затратами обеспечить возможность дистанционного управления и мониторинга работы частотно-регулируемых приводов. Решением стала система диспетчеризации Cloud-Control для частотно-регулируемых приводов VLT (рис. 1). 

В настоящее время появляется множество инновационных технологий для трехфазных двигателей, призванных обеспечить максимальную энергоэффективность в коммерческих и промышленных применениях. Истощение запасов ископаемого топлива, изменение климата и глобальное потепление - вот лишь несколько из многих причин, заставляющих задуматься о значительном снижении энергопотребления, к тому же, имеются и политические причины. Так, к примеру, множество стран мира – в том числе страны Евросоюза – установили официальные классы эффективности для различных изделий, включая электродвигатели с определенными выходными характеристиками. Дело в том, что двигатели являются связующим звеном между электропитанием и механическими процессами в промышленном и коммерческом секторах, на которые приходится большая часть общего энергопотребления.

Две трети общего промышленного потребления приходится на машины, управляемые электродвигателями. В одной только Германии можно сэкономить 38 млрд. кВт*ч в год, просто заменив многие устаревшие приводы в промышленном, коммерческом секторах и государственных учреждениях современными. А замена приводов по всей Европе позволит сократить энергопотребление на целых 135 млрд. кВт•ч, что эквивалентно 69 млн. тонн выбросов углекислого газа. (Источник: ZVEI, "Двигатели и управляемые приводы").

В Евросоюзе минимальные уровни эффективности для электродвигателей установлены Регламентом (ЕС) № 640/2009. Регламент (EС) № 4/2014 определяет сферу применения электродвигателей.

Номинальное напряжение

В моторном кабеле, соединяющем преобразователь частоты и электродвигатель, возможны пиковые всплески напряжения, достигающие трехкратного значения напряжения в звене постоянного тока. Подобные всплески приводят к повышенному износу, как моторного кабеля, так и изоляции обмоток двигателя. В случае отсутствия на выходе преобразователя частоты du/dt-фильтра или sin-фильтра, износ кабеля и изоляции обмоток двигателя становится ещё значительнее.

В рамках новой директивы ЕС по энергопотребляющей продукции приоритетным будет переход на энергоэффективные двигатели.

Истощение запасов ископаемого топлива, изменение климата и глобальное потепление являются лишь частью причин, заставляющих задуматься о значительном снижении энергопотребления. Достичь этого можно только с применением огромных усилий, в том числе и со стороны Европейского союза. Директива ЕС по энергопотребляющей продукции, одобренная 6 июля 2005 г. (2005 / 32 / EC), формирует правовую основу, устанавливающую требования к экологическому проектированию энергопотребляющей продукции в целях достижения таких масштабных задач, как снижение энергозатрат и выбросов углекислого газа к 2020 г. Проект (2009 / 125 / EG) от 21 октября 2009 г. также включает в себя требования к экодизайну потребляющих энергию продуктов.

ЕС признает электронные системы управления одним из ключевых факторов эффективности двигателей – особенно тех, которые задействованы в различных отраслях промышленности. Двигатели являются связующим звеном между электропитанием и механическими процессами в промышленном и коммерческом секторах, на которые приходится большая часть общего энергопотребления. Две трети общего промышленного потребления приходится на машины, управляемые электродвигателями. В одной только Германии можно сэкономить 38 млрд. кВт*ч в год, просто заменив многие устаревшие приводы в промышленном, коммерческом секторах и государственных учреждениях современными. А замена приводов по всей Европе позволит сократить энергопотребление на целых 135 млрд. кВт*ч, что эквивалентно 69 млн. тонн выбросов углекислого газа. (Источник: ZVEI, "Двигатели и управляемые приводы").

Одним из решений, позволяющих оптимизировать работу пропульсивной установки судна, является система валогенераторов на основе преобразователя частоты VACON.

В современном судостроении все более остро встают вопросы экономии топлива, безопасности и экологичности. Данные требования распространяются и на российские верфи, где все чаще начинаются применяться современные технологии для оптимизации работы судов. Одним из наиболее важных узлов, практически, сердцем любого судна является пропульсивная установка, предназначенная для обеспечения движения с определенной скоростью и снабжения энергией всех находящихся на борту устройств и приборов.

В настоящее время существуют различные системы, которые позволяют оптимизировать работу пропульсивной установки корабля. Одним из таких решений является система валогенераторов на основе частотного привода VACON. Типичная схема валогенератора основана на стандартном блоке инвертора в качестве выпрямителя, сетевого преобразователя и трансформатора. 

Место установки, как решающий фактор

Ограничения для каждой среды определены в соответствии со стандартом. Но как использование устройств соотнесено с типом среды?

В этом вопросе помогут разобраться стандарты EN 55011 и EN 61800-3, ГОСТ Р 51524-2012, которые предоставляют информацию относительно ЭМС систем электропривода и компонент.