ПЕРЕТВОРЮВАЧІ ЧАСТОТИ, ЯКИМ ДОВІРЯЄ СВІТ

Про те, що перетворювачі частоти (ПЧ) економлять електроенергію знає практично кожний, але про те, що різні перетворювачі частоти при одних і тих же умовах експлуатації дають різну економію електроенергії знають далеко не всі. Крім того, хороший перетворювач частоти крім максимальної економії електроенергії повинний бути надійним, працювати довго без поломок, а вразі виходу з ладу мати можливість для його ремонту. Перетворювачі частот, яким довіряють у всьому світі, повинні бути не тільки надійними і економити найбільше електроенергії, але й повинні мати ще й ряд сервісних функцій, які покращують роботу приводних механізмів, виявляють і локалізують аварійні ситуації технологічного процесу.

Ніхто не буде заперечувати те, що надійність перетворювачів частоти залежить від схемних, технічних і конструктивних рішень, від якості комплектуючих елементів, від технології виготовлення електронних плат і вузлів, і від якості зборки перетворювача частоти. От, наприклад, ми розробили і виготовили надійний перетворювач частоти і підключили його до мережі живлення, і виявилось, що він споживає з мережі живлення не синусоїдальний струм, в наслідок чого в мережу живлення генеруються вищі гармоніки, особливо «достають» 5 і 7 гармоніки. Ну той що? – може сказати споживач, нас за це штрафувати ж не будуть, от хай енергетики і розбираються з тими гармоніками.

Воно то звичайно так, але справжній господар думає по іншому, але і це не головне, виявляється що при цьому термін експлуатації електролітичних конденсаторів ланки постійного струму зменшується майже вдвічі. От саме тому в деяких інструкціях по експлуатації пишуть про те, що ці електролітичні конденсатори необхідно міняти через кожні 5 років, або перетворювачі частоти необхідно оснастити вхідними силовими дроселями, які покращують форму вхідного струму. От і виходить, що надійні перетворювачі частоти, як такі по сутті, просто не можуть бути без вхідних силових дроселів.

Якщо ж життя все ж таки заставить вас звернути увагу, яку форму вхідного струму споживають перетворювачі частоти, бо почнуть грітися силові трансформатори, виходити з ладу конденсатори станцій компенсації реактивної потужності і таке інше, то ви повинні знати, що для покращення форми вхідного струму крім вхідних силових дроселів існують вхідні фільтри гармонік, які бувають пасивними і активними. Дехто для «солідності» фільтрацію вхідного струму називає «технологія антигармонік» (російською – технология антигармоник), але від цього суть фізичних процесів не змінюється.

Тепер давайте подивимося за рахунок чого перетворювачі частоти можуть дати більше економії електроенергії. Почнемо з автоматичної адаптації двигуна, при якій перетворювачі частоти вимірюють реальні параметри асинхронного двигуна, які потім використовуються в математичній моделі для формування оптимальних параметрів вихідної напруги, що дає суттєву економію в порівнянні з використанням стандартних параметрів, які вже встановлено на заводі-виробнику перетворювачів частоти. Не лінуйтеся робити адаптацію двигуна і ви отримаєте більшу економію електроенергії.

Дуже добре, коли перетворювачі частоти «вміють» автоматично оптимізувати енергоспоживання. А це ще що за режим?, адже ми вже говорили про автоматичну адаптацію двигуна, яка вже й так оптимізувала параметри вихідної напруги перетворювача частоти. Це дійсно так, параметри вихідної напруги формуються з урахуванням номінального навантаження двигуна, а в дійсності асинхронний двигун більшу частину часу працює при навантаженні значно меншим за номінальне значення. От якраз в такі проміжки часу необхідно змінювати параметри вихідної напруги таким чином, щоб споживання електроенергії було мінімальним, але при цьому параметри технологічного процесу підтримувалися на заданому рівні. Перетворювачі частоти, які мають режим автоматичної оптимізації енергоспоживання дають більшу економію електроенергії.

Ні для кого не секрет, що асинхронні двигуни (АД) можуть «співати» при їх живлені від перетворювачів частоти. Щоб уникнути цього небажаного явища приходиться збільшувати частоту комутації, що призводить до збільшення динамічних втрат на силових IGBT- транзисторах перетворювача частоти. Для довідки, збільшення частоти комутації на кожний кілогерц приводить до зменшення коефіцієнта корисної дії перетворювача частоти на 7%. От і виходить, що для зменшення механічних вібрацій («співу») обмотки асинхронного двигуна необхідно збільшити частоту комутації, а для зменшення втрат перетворювача частоти необхідно її зменшувати. Як вийти з цієї ситуації?

Було встановлено, що при хаотичній зміні частоти комутації в невеликих межах суттєво зменшуються механічні вібрації обмоток АД, що дає можливість працювати перетворювачам частоти на відносно невисокій частоті комутації (2 – 4 кГц). Перетворювачі частоти, в яких використовується цей режим комутації (білий шум - ШІМ (широтно-імпульсна модуляція) економлять більше електроенергії, в порівнянні з тими перетворювачами частоти, в яких частота комутації постійна. Хорошим доповненням до цього режиму є автоматична зміна частоти комутації, в залежності від величини навантаження асинхронного двигуна, що також покращує режим економії електроенергії.

Бувають такі проміжки часу, коли приводний механізм працює в холосту і не виконує корисної роботи, наприклад, вночі споживання води на насосній станції відсутнє, а насос продовжує працювати на мінімальній швидкості, «перемішуючи» воду. Якщо в такі проміжки часу насос просто зупинити, то отримаємо додаткову економію електроенергію, а перетворювачі частоти, які мають такий режим очікування («сплячий» режим) дають більшу економію електроенергії.

Знову ж таки, на виході насосної станції підтримують такий тиск, який в часи «пік» забезпечує нормальне водопостачання у самого віддаленого споживача. Очевидно, що в інші проміжки часу споживання води буде меншим і тиск на виході насосної станції можна відповідним чином зменшити і отримати додаткову економії електроенергії. Такий режим роботи насосної станції називають режимом компенсації потоку, а перетворювачі частоти, які реалізують режим компенсації потоку економлять більше електроенергії.

Що стосується сервісних функцій, які мають деякі перетворювачі частоти, то до них можна віднести все те, що безпосередньо не впливає на роботу ПЧ, але в значній мірі покращує наладку, обслуговування, роботу, діагностику і захист приводних механізмів. Наприклад, наявність в ПЧ лічильника електроенергії, яку споживає асинхронний двигун дає можливість практично оцінити ефективність приводного механізму при різних режимах роботи. Автоматична настройка ПІД-регулятора дає можливість оптимальної настройки роботи електропривода в замкнутій системі регулювання технологічного процесу.

Перетворювачі частоти, які автоматично зупиняють насосну станцію при поривах трубопроводу значно економлять затрати на ліквідацію наслідків таких поривів. Наявність захисту від «сухого» ходу унеможливить вихід з ладу глибинних насосів при таких нештатних режимах їх роботи. Таймер реального часу дозволить запрограмувати оптимальну карту режимів роботи технологічного процесу з урахуванням робочих, вихідних і святкових днів. Режим очистки насосу в деяких випадках повишає його ефективну роботу.

Деякі перетворювачі частоти можуть управляти декількома приводними механізмами за допомогою каскадного контролера, який інтегровано в плату управління. Захист від виходу з ладу датчика зворотного зв’язку захистить ваш трубопровід від поривів. Можна ще згадати про режим заповнення трубопроводу, про початкову швидкість розгону, про початкову швидкість ПІД-регулятора і таке інше, але це вже все втомлює і з першого разу не всіма сприймається, тому на цьому зупинимося і для себе зробимо деякі висновки. Якими вони будуть залежить тільки від вас, але те, що перетворювачі частоти європейської компанії Данфосс мають найбільшу ефективність ви, рано, чи пізно, переконаєтеся самі.

Тому, вибирайте перетворювачі частоти з урахуванням технічних характеристик і специфічних режимів роботи приводного механізму. Не економте «в малому», а то втратите «в великому».

Вибирайте перетворювачі частоти Данфосс в нашому сервісному центрі – і дешевше, і краще, і спокійніше, і надійніше.