Экономия электроэнергии с преобразователями частоты в насосах
В американском секторе промышленности, моторные системы потребляют 70 процентов всей электроэнергии. Мотор-насосы составляют более 30 процентов от этой суммы, более чем любое другое приложение. Учитывая, электроэнергию и обслуживание составляют более 80 процентов от общего числа двигателей жизненного цикла расходы, все большее число разработчиков систем, с указанием инженеров, техническое обслуживание специалистов и конечных пользователей обращаются к переменной скоростью управления двигателем системы, которые могут сэкономить до 60 процентов затрат на энергию как а также значительно сократить эксплуатационные расходы и оборудования, улучшения процессов управления и повышения надежности системы.
Вместо того, чтобы постоянно запускать двигатель на полной скорости, частотно-регулируемого привода (VFD)-системы также называют приводов с регулируемой частотой, частотно-регулируемых приводов, приводов переменного тока или просто "диски"-монитор системы характеристик, таких как давление и контролировать скорость вращения двигателя в соответствии с Системные требования только по мере необходимости, часто на низких скоростях. По модуляции мощности, к двигателю (широтно-импульсная модуляция или ШИМ), VFD, обеспечивает непрерывный контроль, плавно регулировать скорость вращения двигателя непосредственно контролировать давления, расхода и уровня жидкости.
В центробежных насосов приложений с низким давлением голову, VFD контроллеры, как правило, сэкономить более 50 процентов потребляемой энергии. В то время как наибольшее снижение расходов на электроэнергию осуществляется с центробежные насосы, насосы большинство поймет, когда сбережения меньше, чем полная мощность не требуется. ППЧ также улучшить коэффициент мощности и значительно снизить пусковой ток двигателя обычно с коэффициентом 4:1 до дальнейшего снижения спроса на электроэнергию от местной электросети. Более продвинутые VFD, включают встроенный измеритель мощности и стоимость калькулятор для измерения и регистрации сбережения, устраняя необходимость в дополнительных внешних устройств мониторинга.
Когда VFD начинается двигатель, он изначально относится низкое напряжение на низкой частоте к двигателю. Начиная с низкой частотой и напряжения позволяет избежать высокой пусковой ток (обычно 600 процентов от номинального тока), что происходит, когда двигатель запускается при включении выключателя или контактора применять по-линии напряжения. VFD затем увеличивается применяются частоты и напряжения с регулируемой скоростью для ускорения загрузки, не привлекая чрезмерного тока. Этот способ пуска обычно позволяет двигателю развить номинальный крутящий момент при оформлении номинального тока. Для гладкого начала, некоторые ППЧ включить S-рампы ускорения и замедления функции, обеспечивающие наименьшее количество механической нагрузки шок от насоса, двигателя и системы.
Ключ к максимальной экономии энергии является постоянный контроль напряжения двигателя и частоты как правило, называют вольт-на-Hertz отношения. Расширенный VFD, обеспечить выбор V / Hz режимов управления обеспечить высокий уровень сбережений для одного двигателя и нескольких приложений двигателя. Для одного элемента управления двигателем, динамичный V / Hz управления использует меньше энергии и квадратного режима характерно закон лучше для нескольких переменных нагрузках двигателя крутящий момент.
Соответствующие ППЧ для двигателей для оптимизации системы сбережений, VFD, должна соответствовать производительности двигателя характеристики. VFD, имеются напряжения и тока в соответствии с большинством трехфазные двигатели изготовлены для работы с использованием сквозных линии электропередачи. ППЧ предназначены для работы при 115 В переменного тока до 690 В переменного тока часто классифицируются как низкий единицы напряжения. Эти устройства, как правило, предназначены для использования с насосами рейтингу доставить дробных л.с. до 1000 л.с., хотя они имеются в продаже более 2000 лошадиных сил.
Двигатель используется в ПФО системы, как правило, трехфазный асинхронный двигатель. Различные типы синхронных двигателей имеют преимущества в некоторых ситуациях, но асинхронные двигатели подходят для большинства целей и, как правило, наиболее экономичный выбор. Двигатели предназначены для фиксированной скорости, по-линии напряжением операция часто используется, но некоторые усовершенствования типовых проектов двигатель предлагают более высокую надежность и производительность лучше VFD. Премиум эффективности и инвертор долг с самым высоким рейтингом двигателей являются предпочтительными для применения переменной скоростью.
Для успешной установки переменной скоростью, следующие требования должны быть рассмотрены при подборе ППЧ и двигателей:
Диапазон скоростей. Двигатели рассчитаны на диапазоны скоростей заявил, как отношение номинальной скорости до минимальной скорости или с переменным крутящим моментом (например, центробежный насос) или с постоянным крутящим моментом (например, поршневой насос) характеристики. Типичные значения 5:1 и 2:1, что означает, что двигатель может работать до 20 или 50 процентов от номинальной скорости непрерывно. Двигатель должен быть надлежащим образом рассчитаны на желаемый диапазон скоростей или тепловой рейтинг может быть нарушена. VFD должен быть настроен, чтобы обеспечить соответствующий переменным крутящим моментом или постоянным крутящим моментом V / Hz характерные для оптимизации энергопотребления и производительности двигателя.
ЧРП на расстояние Motor. рекомендуемые максимальное расстояние между ПЧ и двигателем представляет собой сочетание носителя ПЧ частоты и номинального напряжения двигателя. VFD, есть возможность изменять частоту выходного носителя (переключение частоты) ШИМ-сигнала. Быстрое переключение (например, более высокие несущие частоты до 18 кГц) приводит к снижению акустического шума двигателя, но может снизить максимально допустимое расстояние кабеля. Нижняя несущая частота переключения (например, 3 кГц) позволяет двигатель и ЧРП для установки дальше друг от друга. В общем, более короткие расстояния, рекомендуется при более высоких частотах носителя, однако двигатели премии эффективность может работать с более длина кабеля, чем стандартной или высокой эффективности двигателей и инвертор долг с самым высоким рейтингом двигатели имеют самые высокие допустимые расстояния кабеля.
Более управления двигателем дополнение к существенной экономии энергии, на сегодняшний день это более продвинутый VFD, применяются новейшие технологии контроля снизить общую стоимость системы, улучшение процесса управления и повышения надежности системы.
Программируемый мягкий запуск и остановка снижает ударные нагрузки. S-рампа функции обеспечивают значительное сокращение, в результате меньшую нагрузку на компоненты системы, такие как арматура и соединения труб.
Электронная регулировка скорости работает насос на НПД, чтобы значительно уменьшить вибрации по сравнению с другими методами управления технологическими процессами. Это снижение вибрации значительно продлевает срок службы насоса уплотнений и время между дорогостоящими и, во многих случаях внепланового технического обслуживания событий.
Пропустить частоты резонанса избежать природной системой, которая может привести к высокому уровню вибрации, враг каждого насосного применения.
"Летающий старт" начинает уже вращающийся двигатель, что значительно снижает нагрузку на колесо насоса. (Даже если двигатель движется назад из-за насоса обратного давления, она может быть легко доведены до нулевой скорости до ускорения желаемую скорость в прямом направлении).
Прямое управление потоком может устранить необходимость для обхода или дроссельные клапаны, обеспечивая при этом высокую эффективность. Расширенный ППЧ со встроенным процесса и возможности логического программирования можно избежать дорогостоящих внешних ПЛК и технологических контроллеров. Современные ППЧ оснащены расширяется плагин цифровые и аналоговые входы и выходы и последовательные интерфейсы связи для подключения практически к любой системе управления, не требуя дорогостоящего оборудования сопряжения.
Недорогой управления технологическими процессами Интегрированных, не контроллер стоимостью PID могут быть использованы для автоматического измерения давления, расхода и уровня управления и насосной системы особенностей, таких как сухие и защиты. Расширенный VFD, доступны с рядом плагинов Simplex и контроля Мультиплекс модули, обеспечивающие низкую стоимость, нулевое пространство насоса системы управления.
Максимальная доступность системы Поставка падение езды, через позволяет VFD и двигателя ехать хоть к временной потере питания без отключения. Автоматический перезапуск поездки сброс диска автоматически после поездки. Резервные плавающей особенность мастер в развитых ППЧ мультиплекс автоматически переключает управление в случае перехода в автономный режим VFD к следующему VFD без выключения системы.
