Μαλακός εκκινητής ABB PSR-25-600
Γεια σε όλους! Σήμερα θα υπάρχει ένα άρθρο που δείχνει ένα πραγματικό παράδειγμα χρήσης ενός μαλακού εκκινητή στην πράξη. Τοποθέτησα την ομαλή εκκίνηση του ηλεκτροκινητήρα σε πραγματική συσκευή, παρέχονται φωτογραφίες και διαγράμματα.
Περιέγραψα προηγουμένως λεπτομερώς τι είδους συσκευή είναι αυτή. Σας το θυμίζω μαλακός εκκινητήςΚαι μαλακός εκκινητήςείναι ουσιαστικά η ίδια συσκευή. Αυτά τα ονόματα προέρχονται από το αγγλικό Soft Starter. Στο άρθρο που θα ονομάσω αυτό το μπλοκ έτσι κι έτσι, συνηθίστε το). Υπάρχουν αρκετές πληροφορίες για soft starters στο Διαδίκτυο, συνιστώ επίσης να διαβάσετε.
Η άποψή μου για την εκκίνηση ασύγχρονων κινητήρων, επιβεβαιωμένη από πολυετή παρατηρήσεις και πρακτική. Για ισχύ κινητήρα άνω των 4 kW, αξίζει να λάβετε υπόψη την ομαλή επιτάχυνση του κινητήρα. Αυτό είναι απαραίτητο με ένα βαρύ, αδρανειακό φορτίο, το οποίο είναι ακριβώς αυτό που συνδέεται με τον άξονα ενός τέτοιου κινητήρα. Εάν ο κινητήρας χρησιμοποιείται με κιβώτιο ταχυτήτων, τότε η κατάσταση είναι πιο εύκολη.
Η απλούστερη και φθηνότερη επιλογή μαλακής εκκίνησης είναι η επιλογή με τον κινητήρα αναμμένο μέσω ενός κυκλώματος «Star-Delta». Πιο «ομαλές» και ευέλικτες επιλογές είναι ένας μαλακός εκκινητής και ένας μετατροπέας συχνότητας (γνωστός ως «οδηγός συχνότητας»). Υπάρχει επίσης μια αρχαία μέθοδος που σχεδόν ποτέ δεν χρησιμοποιείται -.
Παρεμπιπτόντως, ένα σίγουρο σημάδι ότι ο κινητήρας τροφοδοτείται μέσω ενός μετατροπέα συχνότητας είναι ένα ξεκάθαρα ακουστικό τρίξιμο με συχνότητα περίπου 8 kHz, ειδικά σε χαμηλές ταχύτητες.
Έχω ήδη χρησιμοποιήσει έναν μαλακό εκκινητή από τη Schneider Electric, ήταν μια τόσο θετική εμπειρία στη δουλειά μου. Στη συνέχεια, ήταν απαραίτητο να ενεργοποιήσετε/απενεργοποιήσετε ομαλά έναν μακρύ κυκλικό μεταφορέα με τεμάχια εργασίας (μοτέρ 2,2 kW με κιβώτιο ταχυτήτων). Είναι κρίμα που δεν είχα κάμερα στο χέρι τότε. Αλλά αυτή τη φορά θα τα δούμε όλα με μεγάλη λεπτομέρεια!
Γιατί χρειαζόταν μια μαλακή εκκίνηση του κινητήρα;
Έτσι, το πρόβλημα είναι ότι το λεβητοστάσιο έχει αντλίες για την τροφοδοσία του λέβητα με νερό. Υπάρχουν μόνο δύο αντλίες και ενεργοποιούνται με εντολή από το σύστημα παρακολούθησης της στάθμης του νερού στο λέβητα. Μόνο μία αντλία μπορεί να λειτουργήσει τη φορά, η αντλία επιλέγεται από τον χειριστή του λεβητοστασίου, αλλάζοντας τις βρύσες και τους ηλεκτρικούς διακόπτες.
Οι αντλίες κινούνται από συμβατικούς ασύγχρονους κινητήρες. Ασύγχρονοι κινητήρες 7,5 kW μέσω συμβατικών επαφών (). Και επειδή η ισχύς είναι υψηλή, η εκκίνηση είναι πολύ δύσκολη. Κάθε φορά που ξεκινάτε, υπάρχει ένα αισθητό σφυρί νερού. Οι ίδιοι οι κινητήρες, οι αντλίες και το υδραυλικό σύστημα φθείρονται. Μερικές φορές φαίνεται ότι οι σωλήνες και οι βρύσες πρόκειται να σπάσουν σε κομμάτια.
Εγγραφείτε! Θα έχει ενδιαφέρον.
Επιπλέον, όταν ο λέβητας έχει κρυώσει και του παρέχεται ξαφνικά ζεστό νερό (πάνω από 95 ° C), τότε εμφανίζονται δυσάρεστα φαινόμενα που θυμίζουν εκρηκτικό βρασμό. Συμβαίνει και το αντίστροφο: το νερό με θερμοκρασία 100 °C μπορεί να είναι κρύο - όταν ο λέβητας περιέχει ξηρό ατμό με θερμοκρασία σχεδόν 200 °C. Σε αυτή την περίπτωση, εμφανίζεται επίσης επιβλαβές νερό.
Υπάρχουν δύο πανομοιότυποι λέβητες στο λεβητοστάσιο, αλλά ο δεύτερος έχει μετατροπείς συχνότητας για αντλίες. Οι λέβητες (ακριβέστερα, οι γεννήτριες ατμού) παράγουν ατμό με θερμοκρασία μεγαλύτερη από 115 ° C και πίεση έως 14 kgf/cm2.
Είναι κρίμα που ο σχεδιασμός του λέβητα στο ηλεκτρικό κύκλωμα δεν προέβλεπε την ομαλή ενεργοποίηση των κινητήρων της αντλίας. Αν και οι λέβητες είναι ιταλικοί, αποφασίστηκε να εξοικονομηθούν χρήματα για αυτό...
Επαναλαμβάνω ότι για την ομαλή ενεργοποίηση των ασύγχρονων κινητήρων έχουμε τις ακόλουθες επιλογές:
- σύστημα ομαλής εκκίνησης (μαλακή εκκίνηση)
- μετατροπέας συχνότητας (inverter)
Σε αυτή την περίπτωση, ήταν απαραίτητο να επιλέξετε την επιλογή που θα απαιτούσε ελάχιστη παρέμβαση στο κύκλωμα ελέγχου του λέβητα λειτουργίας.
Γεγονός είναι ότι οποιεσδήποτε αλλαγές στη λειτουργία του λέβητα πρέπει να συμφωνηθούν με τον κατασκευαστή του λέβητα (ή έναν πιστοποιημένο οργανισμό) και με τον εποπτικό οργανισμό. Επομένως, οι αλλαγές πρέπει να γίνονται αθόρυβα και χωρίς περιττό θόρυβο. Αν και, δεν παρεμβαίνω στο σύστημα ασφαλείας, επομένως δεν είναι τόσο αυστηρό εδώ.
Οι τακτικοί αναγνώστες μου γνωρίζουν ότι τώρα, μετά το , έχω κάθε δικαίωμα να πραγματοποιώ εργασίες οργάνων και ελέγχου στο λεβητοστάσιο.
Επιλογή μαλακής εκκίνησης
Αρχικά, ας δούμε την πινακίδα του κινητήρα:
Η ισχύς του κινητήρα είναι 7,5 kW, οι περιελίξεις συνδέονται σε κύκλωμα τριγώνου, το ονομαστικό ρεύμα που καταναλώνεται είναι 14,7Α.
Έτσι έμοιαζε το σύστημα εκτόξευσης («σκληρό»):
Να σας υπενθυμίσω ότι έχουμε δύο μοτέρ και εκκινούνται από επαφές 07KM1 και 07KM2. Οι επαφές είναι εξοπλισμένοι με μπλοκ πρόσθετων επαφών για ένδειξη και έλεγχο της ενεργοποίησης.
Ως εναλλακτική επιλέχθηκε ένας μαλακός εκκινητής ABB PSR-25-600. Το μέγιστο ρεύμα του είναι 25 Amps, οπότε έχουμε ένα καλό απόθεμα. Ειδικά αν σκεφτείτε ότι θα πρέπει να εργαστείτε σε δύσκολες συνθήκες - τον αριθμό των εκκινήσεων/σταμάτων, την υψηλή θερμοκρασία. Η φωτογραφία βρίσκεται στην αρχή του άρθρου.
Εδώ είναι ένα αυτοκόλλητο στο softstarter με παραμέτρους:
Τι νέο υπάρχει στην ομάδα VK; SamElectric.ru ?
Εγγραφείτε και διαβάστε το άρθρο περαιτέρω:
Soft Starter ABB PSR-25-600 – παράμετροι
- FLA - Ενισχυτές πλήρους φορτίου - τρέχουσα τιμή σε πλήρες φορτίο - σχεδόν 25Α,
- Uc – τάση λειτουργίας,
- Εμείς – έλεγχος τάσης κυκλώματος.
Εγκατάσταση μαλακής εκκίνησης
Το δοκίμασα για αρχή:
Το ύψος είναι το ίδιο, το πλάτος το ίδιο, μόνο το μήκος είναι λίγο μεγαλύτερο, αλλά υπάρχει χώρος.
Τώρα μια ερώτηση σχετικά με τα κυκλώματα ελέγχου. Οι επαφές στο αρχικό κύκλωμα ενεργοποιήθηκαν με τάση 24 VAC και τα ABB μας ελέγχονται από τάση τουλάχιστον 100 VAC. Υπάρχει ανάγκη για ενδιάμεσο ρελέ ή αλλαγή στην τάση τροφοδοσίας του κυκλώματος ελέγχου.
Ωστόσο, στον επίσημο ιστότοπο της ABB βρήκα ένα διάγραμμα που δείχνει ότι αυτή η συσκευή μπορεί να λειτουργήσει και στα 24 VAC. Δοκίμασα την τύχη μου - δεν λειτούργησε, δεν θα ξεκινήσει...
Λοιπόν, εγκαθιστούμε ένα ενδιάμεσο ρελέ που φέρνει την τάση στο επιθυμητό επίπεδο:
Ιδού από άλλη οπτική γωνία:
Αυτό είναι όλο. Τα ενδιάμεσα ρελέ ονομάστηκαν 07KM11 και 07KM21. Παρεμπιπτόντως, χρειάζονται επίσης για πρόσθετα κυκλώματα. Μέσω αυτών, ενεργοποιούνται οι ενδείξεις και οι στεγνές επαφές για μια εξωτερική συσκευή (δεν έχουν χρησιμοποιηθεί ακόμα, στο παλιό κύκλωμα - πορτοκαλί καλώδια).
Όταν ήθελα να χρησιμοποιήσω το χειριστήριο απευθείας, χωρίς ρελέ (24 VAC), σχεδίασα να τρέξω τις ενδείξεις ισχύος μέσω των επαφών Com – Run, οι οποίες πλέον έχουν μείνει αχρησιμοποίητες.
Κυκλώματα μαλακής εκκίνησης
Εδώ είναι το αρχικό διάγραμμα.
Δείτε πώς άλλαξα εύκολα το διάγραμμα:
Σχετικά με τις ρυθμίσεις - εν συντομία. Υπάρχουν τρεις ρυθμίσεις - χρόνος επιτάχυνσης, χρόνος επιβράδυνσης και αρχική τάση.
Θα ήταν δυνατό να χρησιμοποιήσετε έναν μαλακό εκκινητή και επαφές επιλογής κινητήρα (αλλάξτε μια συσκευή σε δύο κινητήρες). Αλλά αυτό θα περιπλέξει και θα αλλάξει πολύ το κύκλωμα και θα μειώσει την αξιοπιστία. Κάτι που είναι πολύ σημαντικό για μια τέτοια στρατηγική εγκατάσταση όπως ένα λεβητοστάσιο.
Κυματομορφές τάσης
Το καρύδι της γνώσης είναι δύσκολο, αλλά ακόμα
Δεν έχουμε συνηθίσει να υποχωρούμε!
Θα μας βοηθήσει να το χωρίσουμε
newsreel "Θέλω να μάθω τα πάντα!"
Ο καθένας μπορεί να συναρμολογήσει ένα κύκλωμα με ένα κατσαβίδι. Και για όσους θέλουν να δουν την τάση και να καταλάβουν τι πραγματικές διεργασίες λαμβάνουν χώρα, δεν μπορούν να κάνουν χωρίς παλμογράφο. Δημοσιεύω παλμογράφους στην έξοδο 2T1 του soft starter.
Δεν είναι μια λογική ασυνέπεια - ο κινητήρας είναι σβηστός, αλλά υπάρχει τάση πάνω του;! Αυτό είναι ένα χαρακτηριστικό ορισμένων soft starters. Δυσάρεστο και επικίνδυνο. Ναι, υπάρχει τάση 220V στον κινητήρα, ακόμα και όταν είναι σταματημένος.
Το γεγονός είναι ότι ο έλεγχος πραγματοποιείται μόνο σε δύο φάσεις και η τρίτη (L3 - T3) συνδέεται απευθείας με τον κινητήρα. Και επειδή δεν υπάρχει ρεύμα, όλες οι έξοδοι της συσκευής επηρεάζονται από την τάση φάσης L3, η οποία διέρχεται από τις περιελίξεις του κινητήρα. Η ίδια ανοησία συμβαίνει και στα τριφασικά ρελέ στερεάς κατάστασης.
Πρόσεχε!Κατά το σέρβις ενός κινητήρα που είναι συνδεδεμένος σε μια μαλακή μίζα, απενεργοποιήστε τους διακόπτες εισόδου και ελέγξτε ότι δεν υπάρχει τάση!
Δεδομένου ότι το φορτίο είναι επαγωγικό, το ημιτονοειδές κύμα όχι μόνο κόβεται σε κομμάτια, αλλά και παραμορφώνεται πολύ.
Υπάρχουν παρεμβολές και αυτό πρέπει να ληφθεί υπόψη - είναι πιθανές δυσλειτουργίες στη λειτουργία των ελεγκτών και άλλο ασθενές ρεύμα. Για να μειωθεί αυτή η επιρροή, είναι απαραίτητο να τοποθετήσετε χώρο και να θωρακίσετε τα κυκλώματα, να εγκαταστήσετε τσοκ στην είσοδο κ.λπ.
Η φωτογραφία τραβήχτηκε λίγα δευτερόλεπτα πριν ενεργοποιηθεί ο εσωτερικός επαφέας (bypass), ο οποίος παρείχε πλήρη τάση στον κινητήρα.
Φωτογραφία της υπόθεσης
Ένα άλλο μικρό μπόνους - μερικές φωτογραφίες από την εμφάνιση του μαλακού εκκινητή ABB PSR-25-600.
ABB PSR-25-600 – κάτω όψη
Επιλογή – σύνδεσμος και συνδέσεις για τη σύνδεση ανεμιστήρα ψύξης, σε περίπτωση βαρέων φορτίων
ABB PSR-25-600 – ακροδέκτες εισόδου ισχύος και ακροδέκτες ισχύος και ελέγχου.
Αυτά είναι όλα προς το παρόν, οι ερωτήσεις και η κριτική στα σχόλια σχετικά με την ομαλή εκκίνηση των ηλεκτροκινητήρων είναι ευπρόσδεκτες!
Καλές γιορτές Μαΐου!
Πώς επιτυγχάνεται η βέλτιστη εξοικονόμηση ενέργειας σε υδραυλικά συστήματα με φυγοκεντρικές αντλίες; Αυτό το ερώτημα σήμερα τίθεται όλο και περισσότερο μεταξύ των ειδικών και των διευθυντών επιχειρήσεων. Ποιες συσκευές λοιπόν μπορούν να συντομεύσουν την περίοδο απόσβεσης και να αυξήσουν την ενεργειακή απόδοση - μαλακοί εκκινητήρες, μεταβλητές συχνότητες ή η χρήση παράλληλου ελέγχου αντλίας; Οι συντάκτες του άρθρου προσφέρουν μια προσεκτικά διεξαχθείσα ανάλυση διαφόρων τεχνικών λύσεων, που απεικονίζονται με παραδείγματα εφαρμογής στην παραγωγή, διαγράμματα και πίνακες.
ABB LLC, Μόσχα
Η διασφάλιση της ενεργειακής απόδοσης είναι ένα από τα πιο πιεστικά και ταυτόχρονα πολύπλοκα καθήκοντα αυτή τη στιγμή. Η μείωση του κόστους κατανάλωσης ενέργειας είναι μία από τις μεθόδους για την αύξηση της κερδοφορίας της παραγωγής και την αποτελεσματική λειτουργία των γραμμών παραγωγής. Μια γενική ανάλυση των εγκαταστάσεων σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών δείχνει ότι το κόστος που σχετίζεται με τις αγορές εξοπλισμού και το χρόνο διακοπής παραγωγής λόγω συντήρησης και θέσης σε λειτουργία νέου εξοπλισμού μπορεί να αντισταθμιστεί εν μέρει από την εξοικονόμηση ενέργειας στην κατανάλωση.
Οι ενεργειακά αποδοτικές τεχνολογίες αποτελούν μία από τις προτεραιότητες της ABB. Οι πιο σύγχρονες μέθοδοι και εξελίξεις για την εξασφάλιση της πιο αποτελεσματικής λειτουργίας χρησιμοποιούνται στον σύγχρονο εξοπλισμό ABB - μετατροπείς συχνότητας και μαλακοί εκκινητές*, οι οποίοι χρησιμοποιούνται ευρέως για τον έλεγχο των μηχανισμών κίνησης των μονάδων άντλησης και μπορούν να μειώσουν σημαντικά την κατανάλωση ενέργειας στην επεξεργασία νερού και επεξεργασίας λυμάτων εγκαταστάσεις.
Η συχνά χρησιμοποιούμενη μηχανική μέθοδος ελέγχου της ροής της αντλίας, ή μέθοδος στραγγαλισμού, είναι εξαιρετικά αναποτελεσματική όσον αφορά την εξοικονόμηση ενέργειας. Αυτό εγείρει το ερώτημα: ποια από τις δύο τεχνικές λύσεις είναι η πιο οικονομική μέθοδος μείωσης της κατανάλωσης ενέργειας - μεταβλητές συχνότητες ή κυκλικός έλεγχος (Εικ. 1); Ουσιαστικά, τα χαρακτηριστικά του υδραυλικού συστήματος στο οποίο χρησιμοποιείται η φυγοκεντρική αντλία είναι ο καθοριστικός παράγοντας για την επιλογή μιας μεθόδου ελέγχου έναντι της άλλης.
Ρύζι. 1.Ρύθμιση ροής συστήματος μέσω στραγγαλισμού, κυκλικός και έλεγχος συχνότητας
Στη βιομηχανία λυμάτων, οι φυγόκεντρες αντλίες συνήθως ενεργοποιούνται/απενεργοποιούνται υπό τον έλεγχο ενός συστήματος ελέγχου διεργασίας. Το υπολειμματικό νερό (δηλαδή το νερό που προέρχεται από οικιστικά ή εμπορικά κτίρια) συλλέγεται συνήθως σε σηπτικές δεξαμενές ή δεξαμενές λυμάτων μέχρι να αντληθεί σε δημοτικές εγκαταστάσεις επεξεργασίας νερού. Λαμβάνοντας υπόψη κάποια συχνότητα, η χρήση μαλακών εκκινητήρων μειώνει σημαντικά τον κίνδυνο απόφραξης της αντλίας με τα απόβλητα που περιέχονται στο νερό.
Ο κυκλικός έλεγχος είναι μια ενδιαφέρουσα εναλλακτική λύση έναντι των μεταβλητών συχνοτήτων, παρά την απώλεια ευελιξίας στον έλεγχο ροής. Με άλλα λόγια, ο μαλακός εκκινητής θεωρείται κατάλληλη και ανταγωνιστική τεχνολογία για την προστασία του επαγωγικού κινητήρα από ηλεκτρικές υπερφορτίσεις, μηχανικούς κραδασμούς και κραδασμούς κατά την εκκίνηση, καθώς και από σφυρί νερού στο σύστημα σωληνώσεων που εμφανίζεται όταν σταματά η αντλία. Επιπλέον, ο ηλεκτροκινητήρας λειτουργεί στο βέλτιστο σημείο λειτουργίας του και απενεργοποιείται για τον υπόλοιπο χρόνο.
Οι ακόλουθες ενότητες παρέχουν μια ανάλυση της εξοικονόμησης ενέργειας και του ROI των λύσεων ελέγχου μεταβλητής συχνότητας και κυκλικού ελέγχου για δύο φυγοκεντρικές αντλίες (90 kW και 350 kW).
Τυπικό σύστημα άντλησης
Κατά το σχεδιασμό ενός συστήματος άντλησης, η κύρια προϋπόθεση είναι να διασφαλιστεί η απαιτούμενη παροχή Qop [m3/h]. Σε ένα ιδανικό σύστημα, η επιλεγμένη αντλία έχει ένα χαρακτηριστικό Qbep [m3/h] που ταιριάζει με το χαρακτηριστικό Qop [m3/h]. Στην πράξη, συνήθως επιλέγεται μια μεγαλύτερη αντλία (Εικ. 2). Ως αποτέλεσμα, η αντλία λειτουργεί με μειωμένη υδραυλική απόδοση στο μεγαλύτερο μέρος του εύρους απόδοσης. Τα παραπάνω απεικονίζονται στο Σχ. 3 για δύο φυγοκεντρικές αντλίες Aurora με ονομαστική ισχύ 90 kW και 350 kW.
Τραπέζι 1.Συγκριτικά χαρακτηριστικά των παραμέτρων δύο αντλιών
Ρύζι. 2.Επιλογή αντλίας για βιομηχανική εγκατάσταση
Ρύζι. 3.Μείωση της υδραυλικής απόδοσης σε αντλίες 90 kW και 350 kW λόγω αλλαγών στις παραμέτρους εξαρτημάτων του συστήματος κατά 15%
Για να αναλυθούν οι δυνατότητες εξοικονόμησης ενέργειας σε αυτές τις αντλίες, εξετάστηκαν τρία διαφορετικά υδραυλικά συστήματα: με υπεροχή της πίεσης για την υπέρβαση της τριβής, δηλαδή η αναλογία (?) της στατικής πίεσης Hst [m] προς το μέγιστο υδραυλικό ύψος Hmax [ m] είναι 5%. με επικράτηση στατικής πίεσης (? είναι 50%). με συνδυασμένη πίεση (α είναι 25%) (Εικ. 4).
Ρύζι. 4.Υδραυλικά συστήματα που επιλέχθηκαν για την ανάλυση πιθανής εξοικονόμησης ενέργειας
Χαρακτηριστικά απόδοσης μετατροπέα συχνότητας, μαλακής εκκίνησης και κινητήρα
Οι μετατροπείς συχνότητας έχουν υψηλή απόδοση (ηconv), η οποία φυσικά μειώνεται όταν η ισχύς εξόδου μειώνεται σε σχέση με την ονομαστική τιμή. Όταν ο μαλακός εκκινητής λειτουργεί σε σταθερή κατάσταση, δηλαδή όταν ενεργοποιείται το bypass, η απόδοση των μαλακών εκκινητήρων είναι σχεδόν 100%. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η απόδοση των μαλακών εκκινητήρων μειώνεται αισθητά με την αύξηση του αριθμού εκκινήσεων ανά ώρα και τη μείωση των χρονικών διαστημάτων λειτουργίας, η οποία οφείλεται σε πρόσθετες απώλειες Joule κατά την εκκίνηση και τη διακοπή λειτουργίας του ηλεκτροκινητήρα, καθώς και τη λειτουργία των θυρίστορ (Εικ. 5).
Ρύζι. 5.Αλλαγή στην ηλεκτρική απόδοση (%) του μαλακού εκκινητή και του μετατροπέα συχνότητας με φορτίο άντλησης
Τα πρόσφατα υιοθετημένα πιο αυστηρά πρότυπα (κατηγορίες IE) εγγυώνται αυξημένη απόδοση του ηλεκτροκινητήρα - όταν λειτουργεί υπό φορτίο (Εικ. 6 και 7). Η απόδοση του ηλεκτροκινητήρα (αυστηρά ανάλογα με την κατηγορία) επηρεάζεται από τη χρήση είτε ενός μετατροπέα συχνότητας είτε ενός μαλακού εκκινητή: η απόδοση μειώνεται όταν τροφοδοτείται από έναν μετατροπέα εξόδου υψηλής ταχύτητας λόγω της παρουσίας αρμονικών παραμορφώσεων στο ρεύμα και τάση, αλλά δεν αλλάζει όταν τροφοδοτείται από μαλακό εκκινητή μετά το τέλος της μεταβατικής επιτάχυνσης της διεργασίας λόγω της ημιτονοειδούς κυματομορφής τάσης στην έξοδο της συσκευής.
Ρύζι. 6. Η επίδραση της κατηγορίας ενεργειακής απόδοσης ενός ηλεκτροκινητήρα στην απόδοση της αντλίας
Ρύζι. 7.Αλλαγή της απόδοσης ενός ηλεκτροκινητήρα με υδραυλικό φορτίο
Η επίδραση της αλλαγής των χαρακτηριστικών των εξαρτημάτων του συστήματος, η κατηγορία ενεργειακής απόδοσης του ηλεκτροκινητήρα και οι απώλειες αρμονικών σε ένα πραγματικό σύστημα δίνονται στον Πίνακα. 2.
Πίνακας 2.Επιπτώσεις μεγαλύτερου μεγέθους συστήματος, κατηγορίας κινητήρα και απωλειών αρμονικών
για κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας (Pn =90 kW – συχνότητα μεταγωγής 4 kHz)
Εξοικονόμησης ενέργειας
Η εξοικονόμηση ενέργειας που επιτυγχάνεται με χρήση συχνότητας και κυκλικού ελέγχου σε συστήματα άντλησης 90 kW και 350 kW φαίνεται στο Σχ. 8 και 9. Σε συστήματα με κυρίαρχη πίεση για την υπέρβαση της τριβής (? = 5%), ο έλεγχος συχνότητας παρέχει υψηλότερη εξοικονόμηση ενέργειας σε όλο σχεδόν το εύρος λειτουργίας (από 7 έως 98%) και για τα δύο συστήματα άντλησης. Στην περίπτωση μιας αντλίας 90 kW και σε ένα σύστημα με κυρίαρχη στατική κεφαλή (? = 50%), ο κυκλικός έλεγχος είναι καλύτερη τεχνική λύση σε σύγκριση με τη χρήση μετατροπέα συχνότητας για όλα τα σημεία λειτουργίας. Ο μετατροπέας συχνότητας παρέχει ελαφρώς μεγαλύτερη εξοικονόμηση ενέργειας για μια αντλία 350 kW, αλλά μόνο στην περιοχή από 75 έως 92% της χωρητικότητας της αντλίας. Όταν εξετάζουμε ένα συνδυασμένο υδραυλικό σύστημα (? = 25%), ο έλεγχος VFD επιτρέπει υψηλότερη εξοικονόμηση ενέργειας μόνο για αντλίες με χωρητικότητα άνω του 28% (για σύστημα 90 kW) και 24% (για σύστημα 350 kW). Στην πραγματικότητα, η υψηλότερη εξοικονόμηση ενέργειας χρησιμοποιώντας τον έλεγχο συχνότητας παρατηρείται στο εύρος χωρητικότητας της αντλίας από 15 έως 20%.
Ρύζι. 8.
για αντλία 90 kW
Ρύζι. 9.Εξοικονόμηση ενέργειας [%] με συχνότητα και κυκλικό έλεγχο
για αντλία 350 kW
Σε αντίθεση με τους μετατροπείς συχνότητας, στους οποίους υπάρχουν απώλειες σε εξαρτήματα ημιαγωγών κατά την ονομαστική λειτουργία, οι μαλακοί εκκινητές, σε αυτήν την περίπτωση, λειτουργούν μέσω ενός επαφέα παράκαμψης, επομένως δεν εμπλέκονται τα θυρίστορ (Εικ. 10). Και επομένως, δεν υπάρχουν πρόσθετες απώλειες θερμότητας. Τα λειτουργικά χαρακτηριστικά και τα χαρακτηριστικά συστήματος για τα οποία είναι προτιμότερο να επιλέγεται μία ή άλλη μέθοδος ελέγχου για τη ρύθμιση της απόδοσης της αντλίας φαίνονται στο Σχ. έντεκα**.
Ρύζι. 10.Βέλτιστη απόδοση για μια αντλία 90 kW όταν παρακάμπτεται από μαλακό εκκινητή
σε υψηλά φορτία (90–100% της χωρητικότητας σχεδιασμού)
Ρύζι. έντεκα.Το σημείο αναφοράς στο οποίο γίνεται υψηλότερη η εξοικονόμηση κατά τη χρήση του κυκλικού ελέγχου είναι
παρά χρησιμοποιώντας μια λύση μεταβλητής συχνότητας
Απόδοση των επενδύσεων
Ένας από τους πιο σημαντικούς παράγοντες για τους πελάτες είναι ο υπολογισμός της απόδοσης της επένδυσης, η οποία περιλαμβάνει πρόσθετο κόστος λόγω διακοπής λειτουργίας του εξοπλισμού κατά την εγκατάσταση και τη θέση σε λειτουργία του μαλακού εκκινητή.
Το κόστος ενός μετατροπέα συχνότητας είναι τρεις φορές υψηλότερο από το κόστος ενός μαλακού εκκινητή για αντλίες με ονομαστική ισχύ έως 25 kW και για αντλίες 350 kW - πέντε φορές. Η συνολική αρχική επένδυση για ρύθμιση συχνότητας ή κυκλικό έλεγχο υπολογίζεται ως το άθροισμα του κόστους του μετατροπέα συχνότητας ή του μαλακού εκκινητή συν το ποσοστό του κόστους διακοπής λειτουργίας σε σχέση με το κόστος που δαπανήθηκε για ολόκληρο τον κύκλο ζωής της γραμμής διεργασίας.
Για μετατροπείς συχνότητας και μαλακούς εκκινητές, αυτό το μερίδιο είναι 7,5%.
Το κόστος των μεμονωμένων εξαρτημάτων μπορεί να ποικίλλει για διάφορους λόγους. Πρώτα απ 'όλα, πρέπει να σημειωθεί ότι οι μετατροπείς συχνότητας χαμηλής τάσης χρησιμοποιούνται συχνότερα στη συνεχή λειτουργία του ηλεκτροκινητήρα, παρά στη λειτουργία start/stop, και παρέχουν πιο ακριβή έλεγχο. Ωστόσο, τα διπολικά τρανζίστορ με μόνωση πύλης (IGBT) που χρησιμοποιούνται σε μετατροπείς συχνότητας απαιτούν διατήρηση ενός συγκεκριμένου καθεστώτος θερμοκρασίας και ψύξης, γεγονός που τα καθιστά αρκετά ακριβά στοιχεία και συνεπώς αυξάνει το κόστος των μετατροπέων συχνότητας σε σύγκριση με τους μαλακούς εκκινητές της ίδιας ονομαστικής ισχύος. Στους μαλακούς εκκινητές, τα στοιχεία ισχύος ημιαγωγών - θυρίστορ - λειτουργούν μόνο σε καταστάσεις εκκίνησης και διακοπής με μέσο χρόνο για κάθε λειτουργία περίπου 15 δευτερόλεπτα. Αξίζει να σημειωθεί ότι τα φθηνά και αξιόπιστα θυρίστορ δεν απαιτούν συνεχή εξαναγκασμένη ψύξη.
Η περίοδος απόσβεσης για τους μετατροπείς συχνότητας και τον έλεγχο κυκλικής ροής φαίνεται στο Σχ. 12 και 13 για ηλεκτρικούς κινητήρες 90 kW και 350 kW για τρία υδραυλικά συστήματα: ? = 5%, 25% και 50%.
Ρύζι. 12.Περίοδος απόσβεσης για λύσεις με συχνότητα και κυκλικό έλεγχο (μαλακός εκκινητής)
για αντλία 90 kW
Ρύζι. 13.Περίοδος απόσβεσης για λύσεις με συχνότητα και κυκλικό έλεγχο (μαλακός εκκινητής)
για αντλία 350 kW
Λύσεις ελέγχου παράλληλης αντλίας
Σε πολλά υδραυλικά συστήματα, η βέλτιστη εξοικονόμηση ενέργειας με καλή απόδοση της επένδυσης μπορεί να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας ένα παράλληλο σύστημα ελέγχου αντλίας*** που χρησιμοποιεί τόσο μεταβλητές ταχύτητες όσο και μαλακούς εκκινητήρες.
Ρύζι. 14.Λύση για σύστημα με τέσσερις παράλληλες αντλίες
(υδραυλικό σύστημα με κυριαρχία της πίεσης για την υπέρβαση της τριβής)
Πίνακας 3.Διάγραμμα ελέγχου για σύστημα με τέσσερις παράλληλες αντλίες
Σε υδραυλικά συστήματα με υπεροχή πίεσης για την υπέρβαση της τριβής (? = 5%) και με τέσσερις παράλληλες αντλίες - κάθε αντλία με ονομαστική ισχύ 350 kW (2500 m3/h) - είναι βέλτιστο να χρησιμοποιείτε δύο μετατροπείς συχνότητας και δύο μαλακούς μίζες (Εικ. 14). Σε ένα σχέδιο που παρέχει την καλύτερη λύση για οικονομική αποδοτικότητα και ευελιξία ελέγχου, δύο αντλίες, 1 και 2, ελέγχονται από μαλακούς εκκινητήρες και οι αντλίες 3 και 4 ελέγχονται από μετατροπείς συχνότητας (βλ. Πίνακα 3). Οι αντλίες με μαλακούς εκκινητήρες λειτουργούν με τη μέγιστη απόδοση. Αυξάνοντας την ταχύτητα περιστροφής των αντλιών που ελέγχονται από μετατροπείς συχνότητας στην ονομαστική ταχύτητα, μπορεί να εξασφαλιστεί η μέγιστη απόδοση του συστήματος. Σε ένα μικτό υδραυλικό σύστημα (υδραυλικό σύστημα κυρίαρχης στατικής πίεσης/τριβής) (? = 25%), ο σχεδιασμός που παρέχει τη βέλτιστη λύση όσον αφορά την απόδοση της επένδυσης και την ευελιξία ελέγχου είναι τρεις αντλίες, οι δύο πρώτες από τις οποίες είναι ελεγχόμενες μαλακές εκκινητές , και η τρίτη αντλία - ένας μετατροπέας συχνότητας (βλ. Εικ. 15 και Πίνακας 5).
Ρύζι. 15.Λύση για σύστημα με τρεις παράλληλες αντλίες
(υδραυλικό σύστημα με στατική πίεση/επικρατούσα πίεση για την αντιμετώπιση της τριβής)
Πίνακας 4.Διάγραμμα ελέγχου ροής για σύστημα με τρεις παράλληλες αντλίες
(Συνδυασμένο υδραυλικό σύστημα)
Και για τα δύο συστήματα, η αρχική επένδυση στην αγορά μαλακών εκκινητήρων και μετατροπέων συχνότητας μετατρέπεται σε οικονομικό κέρδος σε λιγότερο από 1,5 έτος, υπό την προϋπόθεση ότι η ρυθμιζόμενη ροή είναι μικρότερη από το 80% της συνολικής απόδοσης (Εικ. 16).
Πίνακας 5.Επιλογές
Ρύζι. 16.Εκτιμώμενος χρόνος απόσβεσης για δύο εγκαταστάσεις,
με παράλληλο έλεγχο αντλιών από μετατροπείς συχνότητας και soft starters
Η καλύτερη απόφαση;
Πραγματοποιήθηκε ανάλυση της αποτελεσματικότητας των συστημάτων ελέγχου συχνότητας και κυκλικής ροής για δύο φυγόκεντρες αντλίες (90 kW και 350 kW) με κινητήρες έως 1000 V. Τα αποτελέσματα που ελήφθησαν δείχνουν ότι ο έλεγχος μέσω ελέγχου συχνότητας είναι η καλύτερη λύση σε υδραυλικά συστήματα με υπεροχή της πίεσης για την αντιμετώπιση των απωλειών λόγω τριβής (μεταφορά υγρού χωρίς διαφορά ύψους στην περίπτωση χρήσης αντλιών κυκλοφορίας). Σε συστήματα όπου κυριαρχεί η στατική πίεση, συνιστάται η χρήση κυκλικού ελέγχου. Οι μετατροπείς συχνότητας θα πρέπει να αποφεύγονται σε συστήματα με επίπεδα χαρακτηριστικά αντλίας και φορτίου λόγω του κινδύνου αστάθειας και βλάβης.
Οι συσκευές ομαλής εκκίνησης είναι η πιο πολλά υποσχόμενη τεχνική λύση για εγκαταστάσεις επεξεργασίας και επεξεργασίας λυμάτων, στις οποίες είναι απαραίτητο να ενεργοποιήσετε/απενεργοποιήσετε την αντλία για την άντληση υγρού από τους συλλέκτες και στη συνέχεια τη μεταφορά των λυμάτων στις εγκαταστάσεις επεξεργασίας. Οι μαλακοί εκκινητές είναι εξαιρετικά αξιόπιστοι και έχουν ενσωματωμένες λειτουργίες για την εξάλειψη του υδραυλικού σφυριού τόσο κατά την εκκίνηση όσο και κατά τη διακοπή λειτουργίας του συστήματος. Ωστόσο, η μέγιστη εξοικονόμηση ενέργειας και οι ελάχιστες περίοδοι απόσβεσης για ένα ευρύ φάσμα υδραυλικών συστημάτων μπορούν να επιτευχθούν με τη χρήση παράλληλων κυκλωμάτων ελέγχου αντλιών που χρησιμοποιούν συνδυασμό μετατροπέων συχνότητας και μαλακών εκκινητήρων. Βασισμένη στην τεχνογνωσία αυτοματισμού και σε ένα ευρύ φάσμα εξοπλισμού αυτοματισμού χαμηλής τάσης, η ABB προσφέρει άλλες λύσεις για αποτελεσματική χρήση της ενέργειας σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών.
______________________________________
* Οι μαλακοί εκκινητήρες ρυθμίζουν το επίπεδο τάσης που παρέχεται στον ηλεκτροκινητήρα, εξασφαλίζοντας έτσι ομαλή εκκίνηση και διακοπή της μετάδοσης κίνησης.
** Κατά τη μετατροπή της ποσοστιαίας εξοικονόμησης ενέργειας (για σταθερή ταχύτητα και στραγγαλισμό) σε οικονομική απόδοση, η αντλία θεωρείται ότι λειτουργεί 8.760 ώρες ετησίως (330 x 24) με 0,065 $ ανά kWh ηλεκτρικής ενέργειας.
*** Για βέλτιστο έλεγχο ροής, τα παράλληλα κυκλώματα λειτουργούν μία αντλία μέχρι να επιτευχθεί η μέγιστη ροή, μετά την οποία το υδραυλικό φορτίο κατανέμεται μεταξύ δύο αντλιών που λειτουργούν ταυτόχρονα. Όταν επιτευχθεί το δεύτερο σημείο ρύθμισης, ενεργοποιούνται τρεις αντλίες και ούτω καθεξής.
Βιβλιογραφία
1. ITT Industries (2007). Η θέση του ITT στον κύκλο του νερού: Τα πάντα εκτός από τους σωλήνες.
2. Αντλία Aurora (Pentair Pump Group) Ιούνιος 1994, Ηνωμένες Πολιτείες.
3. IEC 60034-31:2009. Περιστρεφόμενες ηλεκτρικές μηχανές. Μέρος 31: Οδηγός για την επιλογή και την εφαρμογή ενεργειακά αποδοτικών κινητήρων συμπεριλαμβανομένων εφαρμογών μεταβλητής ταχύτητας.
4. Brunner, C. U. (4–5 Φεβρουαρίου 2009). Κατηγορίες απόδοσης: Ηλεκτροκινητήρες και συστήματα. Εκδήλωση προτύπων ενεργειακής απόδοσης κινητήρα, Σίδνεϊ (Αυστραλία). www.motorsystems.org.
5. Τμήμα Ενέργειας (ΔΟΕ). Energy International Agency (EIA) (Ιούνιος 2009). Μέση λιανική τιμή ηλεκτρικής ενέργειας σε τελικούς πελάτες.
6. Sagarduy, J. (Ιανουάριος 2010). Οικονομική αξιολόγηση μεθόδων εκκίνησης μειωμένης τάσης. SECRC/PT-RM10/017.
7. Υδραυλικό Ινστιτούτο (Αύγουστος 2008). Αντλίες & Συστήματα, Κατανόηση των βασικών αρχών του συστήματος αντλιών για την ενεργειακή απόδοση. Υπολογισμός του κόστους ιδιοκτησίας.
8. ITT Flygt (2006). Circulationspumpar med κτηνιατρικός κινητήρας για värmesystem και kommersiella byggnader.
9. Vogelesang, H. (Απρίλιος 2009). Ενεργειακής απόδοσης. Δύο προσεγγίσεις στον έλεγχο χωρητικότητας. Περιοδικό World Pumps.
Ποιος θέλει να ζοριστεί, να ξοδέψει τα χρήματά του και τον χρόνο του για τον επανεξοπλισμό συσκευών και μηχανισμών που ήδη λειτουργούν τέλεια; Όπως δείχνει η πρακτική, πολλοί το κάνουν. Αν και δεν συναντούν όλοι στη ζωή βιομηχανικό εξοπλισμό εξοπλισμένο με ισχυρούς ηλεκτρικούς κινητήρες, συναντούν συνεχώς, αν και όχι τόσο αδηφάγους και ισχυρούς, ηλεκτρικούς κινητήρες στην καθημερινή ζωή. Λοιπόν, όλοι μάλλον χρησιμοποιούσαν το ασανσέρ.
Ηλεκτροκινητήρες και φορτία - πρόβλημα;
Πιθανώς το πιο σημαντικό φορτίο που ασκείται στον κινητήρα τη στιγμή της εκκίνησης είναι μια πολλαπλή, αν και βραχυπρόθεσμη, υπέρβαση του ονομαστικού ρεύματος λειτουργίας της μονάδας. Μετά από λίγα μόλις δευτερόλεπτα λειτουργίας, όταν ο ηλεκτροκινητήρας φτάσει στην κανονική του ταχύτητα, το ρεύμα που καταναλώνει θα επιστρέψει επίσης σε κανονικά επίπεδα. Για να εξασφαλίσετε την απαραίτητη τροφοδοσία πρέπει να αυξηθεί η ισχύς του ηλεκτρικού εξοπλισμού και των αγώγιμων γραμμών, γεγονός που οδηγεί στην άνοδο της τιμής τους.
Κατά την εκκίνηση ενός ισχυρού ηλεκτροκινητήρα, λόγω της υψηλής κατανάλωσής του, η τάση τροφοδοσίας «πέφτει», γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε αστοχίες ή αστοχία εξοπλισμού που τροφοδοτείται από την ίδια γραμμή. Επιπλέον, η διάρκεια ζωής του εξοπλισμού τροφοδοσίας μειώνεται.
Εάν προκύψουν καταστάσεις έκτακτης ανάγκης που οδηγούν σε καύση του κινητήρα ή σοβαρή υπερθέρμανση, Οι ιδιότητες του χάλυβα μετασχηματιστή μπορεί να αλλάξουντόσο πολύ που μετά την επισκευή ο κινητήρας θα χάσει έως και τριάντα τοις εκατό της ισχύος του. Κάτω από τέτοιες συνθήκες, δεν είναι πλέον κατάλληλο για περαιτέρω χρήση και απαιτεί αντικατάσταση, η οποία επίσης δεν είναι φθηνή.
Γιατί χρειάζεστε μια μαλακή εκκίνηση;
Φαίνεται ότι όλα είναι σωστά και ο εξοπλισμός έχει σχεδιαστεί για αυτό. Αλλά υπάρχει πάντα ένα «αλλά». Στην περίπτωσή μας υπάρχουν πολλά από αυτά:
- τη στιγμή της εκκίνησης του ηλεκτροκινητήρα, το ρεύμα τροφοδοσίας μπορεί να υπερβεί το ονομαστικό τεσσεράμισι έως πέντε φορές, γεγονός που οδηγεί σε σημαντική θέρμανση των περιελίξεων και αυτό δεν είναι πολύ καλό.
- η εκκίνηση του κινητήρα με άμεση εναλλαγή οδηγεί σε τραντάγματα, τα οποία επηρεάζουν κυρίως την πυκνότητα των ίδιων περιελίξεων, αυξάνοντας την τριβή των αγωγών κατά τη λειτουργία, επιταχύνουν την καταστροφή της μόνωσής τους και, με την πάροδο του χρόνου, μπορεί να οδηγήσουν σε βραχυκύκλωμα διακοπής.
- τα προαναφερθέντα τραντάγματα και κραδασμοί μεταδίδονται σε ολόκληρη την κινούμενη μονάδα. Αυτό δεν είναι πλέον υγιές, γιατί μπορεί να προκαλέσει ζημιά στα κινούμενα μέρη του: συστήματα ταχυτήτων, ιμάντες μετάδοσης κίνησης, ιμάντες μεταφοράς ή απλά φανταστείτε τον εαυτό σας να οδηγείτε σε ένα ασανσέρ που τραντάζεται. Στην περίπτωση των αντλιών και των ανεμιστήρων, αυτός είναι ο κίνδυνος παραμόρφωσης και καταστροφής των στροβίλων και των πτερυγίων.
- Δεν πρέπει επίσης να ξεχνάμε τα προϊόντα που μπορεί να υπάρχουν στη γραμμή παραγωγής. Μπορεί να πέσουν, να θρυμματιστούν ή να σπάσουν από ένα τέτοιο τράνταγμα.
- Λοιπόν, και πιθανώς το τελευταίο σημείο που αξίζει προσοχής είναι το κόστος λειτουργίας τέτοιου εξοπλισμού. Μιλάμε όχι μόνο για δαπανηρές επισκευές που σχετίζονται με συχνά κρίσιμα φορτία, αλλά και για σημαντική ποσότητα αναποτελεσματικής κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας.
Φαίνεται ότι όλες οι παραπάνω δυσκολίες λειτουργίας είναι εγγενείς μόνο σε ισχυρό και ογκώδες βιομηχανικό εξοπλισμό, ωστόσο, αυτό δεν συμβαίνει. Όλα αυτά μπορούν να γίνουν πονοκέφαλος για κάθε μέσο άνθρωπο. Αυτό ισχύει κυρίως για ηλεκτρικά εργαλεία.
Η ειδική χρήση τέτοιων μονάδων όπως παζλ, τρυπάνια, μύλοι και τα παρόμοια απαιτούν πολλαπλούς κύκλους εκκίνησης και παύσης σε σχετικά σύντομο χρονικό διάστημα. Αυτός ο τρόπος λειτουργίας επηρεάζει την αντοχή και την κατανάλωση ενέργειας στον ίδιο βαθμό με τους αντίστοιχους βιομηχανικούς τους. Με όλα αυτά, μην ξεχνάτε ότι τα συστήματα μαλακής εκκίνησης δεν μπορεί να ρυθμίσει τις στροφές του κινητήραή να αντιστρέψουν την κατεύθυνσή τους. Είναι επίσης αδύνατο να αυξηθεί η ροπή εκκίνησης ή να μειωθεί το ρεύμα κάτω από αυτό που απαιτείται για την έναρξη της περιστροφής του ρότορα του κινητήρα.
Βίντεο: Ομαλή εκκίνηση, ρύθμιση και προστασία του μεταγωγέα. κινητήρας
Επιλογές για συστήματα μαλακής εκκίνησης για ηλεκτρικούς κινητήρες
Σύστημα αστέρι-δέλτα
Ένα από τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα συστήματα εκκίνησης για βιομηχανικούς ασύγχρονους κινητήρες. Το κύριο πλεονέκτημά του είναι η απλότητα. Ο κινητήρας ξεκινά όταν αλλάζουν οι περιελίξεις του συστήματος αστεριών, μετά την οποία, όταν επιτευχθεί η κανονική ταχύτητα, μεταβαίνει αυτόματα σε μεταγωγή τριγώνου. Αυτή είναι η επιλογή εκκίνησης σας επιτρέπει να επιτύχετε ρεύμα σχεδόν κατά ένα τρίτο χαμηλότεροπαρά κατά την απευθείας εκκίνηση του ηλεκτροκινητήρα.
Ωστόσο, αυτή η μέθοδος δεν είναι κατάλληλη για μηχανισμούς με χαμηλή περιστροφική αδράνεια. Αυτά, για παράδειγμα, περιλαμβάνουν ανεμιστήρες και μικρές αντλίες, λόγω του μικρού μεγέθους και βάρους των στροβίλων τους. Τη στιγμή της μετάβασης από τη διαμόρφωση "αστέρι" στη διαμόρφωση "τρίγωνου", θα μειώσουν απότομα την ταχύτητα ή θα σταματήσουν εντελώς. Ως αποτέλεσμα, μετά την εναλλαγή, ο ηλεκτροκινητήρας ουσιαστικά ξεκινά ξανά. Δηλαδή, τελικά, όχι μόνο δεν θα πετύχετε εξοικονόμηση στη διάρκεια ζωής του κινητήρα, αλλά, πιθανότατα, θα καταλήξετε σε υπερβολική κατανάλωση ενέργειας.
Βίντεο: Σύνδεση τριφασικού ασύγχρονου ηλεκτροκινητήρα με αστέρι ή τρίγωνο
Σύστημα μαλακής εκκίνησης ηλεκτρονικού κινητήρα
Μια ομαλή εκκίνηση του κινητήρα μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας triacs συνδεδεμένα στο κύκλωμα ελέγχου. Υπάρχουν τρία σχήματα για μια τέτοια σύνδεση: μονοφασική, διφασική και τριφασική. Κάθε ένα από αυτά διαφέρει ως προς τη λειτουργικότητα και το τελικό κόστος του, αντίστοιχα.
Με τέτοια σχήματα, συνήθως είναι δυνατό να μειωθεί το ρεύμα εκκίνησηςμέχρι δύο ή τρεις ονομαστικές. Επιπλέον, είναι δυνατό να μειωθεί η σημαντική θέρμανση που είναι εγγενής στο προαναφερθέν σύστημα αστέρα-τριγώνου, γεγονός που συμβάλλει στην αύξηση της διάρκειας ζωής των ηλεκτροκινητήρων. Λόγω του ότι η εκκίνηση του κινητήρα ελέγχεται με μείωση της τάσης, ο ρότορας επιταχύνει ομαλά και όχι απότομα, όπως συμβαίνει με άλλα κυκλώματα.
Γενικά, στα συστήματα ομαλής εκκίνησης του κινητήρα ανατίθενται διάφορες βασικές εργασίες:
- το κύριο είναι να μειωθεί το ρεύμα εκκίνησης σε τρία έως τέσσερα ονομαστικά.
- μείωση της τάσης τροφοδοσίας του κινητήρα, εάν είναι διαθέσιμη η κατάλληλη ισχύς και καλωδίωση.
- βελτίωση των παραμέτρων εκκίνησης και πέδησης.
- προστασία δικτύου έκτακτης ανάγκης από τρέχουσες υπερφορτώσεις.
Μονοφασικό κύκλωμα εκκίνησης
Αυτό το κύκλωμα έχει σχεδιαστεί για την εκκίνηση ηλεκτρικών κινητήρων με ισχύ όχι μεγαλύτερη από έντεκα κιλοβάτ. Αυτή η επιλογή χρησιμοποιείται εάν είναι απαραίτητο να αμβλύνετε το σοκ κατά την εκκίνηση, αλλά το φρενάρισμα, η ομαλή εκκίνηση και η μείωση του ρεύματος εκκίνησης δεν έχουν σημασία. Κυρίως λόγω της αδυναμίας οργάνωσης του τελευταίου σε ένα τέτοιο σχήμα. Αλλά λόγω της φθηνότερης παραγωγής ημιαγωγών, συμπεριλαμβανομένων των τριακ, έχουν διακοπεί και σπάνια εμφανίζονται.
Κύκλωμα εκκίνησης δύο φάσεων
Αυτό το κύκλωμα έχει σχεδιαστεί για να ρυθμίζει και να εκκινεί κινητήρες με ισχύ έως και διακόσια πενήντα watt. Τέτοια συστήματα μαλακής εκκίνησης μερικές φορές εξοπλισμένο με επαφέα παράκαμψηςγια να μειωθεί το κόστος της συσκευής, ωστόσο, αυτό δεν λύνει το πρόβλημα της ασυμμετρίας τροφοδοσίας φάσης, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε υπερθέρμανση.
Τριφασικό κύκλωμα εκκίνησης
Αυτό το κύκλωμα είναι το πιο αξιόπιστο και καθολικό σύστημα μαλακής εκκίνησης για ηλεκτρικούς κινητήρες. Η μέγιστη ισχύς των κινητήρων που ελέγχεται από μια τέτοια συσκευή περιορίζεται αποκλειστικά από τη μέγιστη θερμοκρασία και την ηλεκτρική αντοχή των τριακών που χρησιμοποιούνται. Του Η ευελιξία σας επιτρέπει να εφαρμόσετε πολλές λειτουργίες, όπως: δυναμική πέδηση, επαναφορά ή εξισορρόπηση μαγνητικού πεδίου και περιορισμός ρεύματος.
Ένα σημαντικό στοιχείο του τελευταίου από τα αναφερόμενα κυκλώματα είναι ο επαφές παράκαμψης, ο οποίος αναφέρθηκε προηγουμένως. Αυτός σας επιτρέπει να εξασφαλίσετε τις σωστές θερμικές συνθήκες του συστήματος μαλακής εκκίνησης του ηλεκτροκινητήρα, αφού ο κινητήρας φτάσει σε κανονικές στροφές λειτουργίας, αποτρέποντας την υπερθέρμανση του.
Οι συσκευές μαλακής εκκίνησης για ηλεκτροκινητήρες που υπάρχουν σήμερα, εκτός από τις παραπάνω ιδιότητες, είναι σχεδιασμένες να συνεργάζονται με διάφορους ελεγκτές και συστήματα αυτοματισμού. Έχουν τη δυνατότητα να ενεργοποιούνται με εντολή του χειριστή ή του παγκόσμιου συστήματος ελέγχου. Κάτω από τέτοιες συνθήκες, όταν τα φορτία είναι ενεργοποιημένα, μπορεί να εμφανιστούν παρεμβολές που μπορεί να οδηγήσουν σε δυσλειτουργίες στον αυτοματισμό και επομένως αξίζει να δοθεί προσοχή στα συστήματα προστασίας. Η χρήση κυκλωμάτων μαλακής εκκίνησης μπορεί να μειώσει σημαντικά την επιρροή τους.
Φτιάξτο μόνος σου ήπια εκκίνηση
Τα περισσότερα από τα συστήματα που αναφέρονται παραπάνω στην πραγματικότητα δεν εφαρμόζονται σε οικιακές συνθήκες. Κυρίως για το λόγο ότι στο σπίτι χρησιμοποιούμε εξαιρετικά σπάνια τριφασικούς ασύγχρονους κινητήρες. Αλλά υπάρχουν περισσότεροι από αρκετοί μονοφασικοί κινητήρες με μεταγωγέα.
Υπάρχουν πολλά σχέδια για ομαλή εκκίνηση των κινητήρων. Η επιλογή ενός συγκεκριμένου εξαρτάται εξ ολοκλήρου από εσάς, αλλά κατ 'αρχήν, έχοντας ορισμένες γνώσεις ραδιομηχανικής, επιδέξια χέρια και επιθυμία, είναι αρκετά μπορείτε να συναρμολογήσετε ένα αξιοπρεπές σπιτικό μίζα, που θα παρατείνει τη διάρκεια ζωής των ηλεκτρικών εργαλείων και των οικιακών σας συσκευών για πολλά χρόνια.
Πεδίο εφαρμογής και λειτουργίες
Για την εκκίνηση και τη διακοπή των οικιακών αντλιών, ο μαλακός εκκινητής EXTRA Aquacontrol UPP-2.2S 220 V χρησιμοποιείται ευρέως σε σχέση με τις δονήσεις και τις φυγοκεντρικές ηλεκτρικές αντλίες. Επιπλέον, η συσκευή έχει αποδείξει ότι λειτουργεί με ασύγχρονους ηλεκτρικούς κινητήρες και ηλεκτρικούς κινητήρες. Μπορεί επίσης να ελέγξει τις συσκευές φωτισμού και θέρμανσης, με την προϋπόθεση ότι δεν γίνεται υπέρβαση της μέγιστης ισχύος που καθορίζεται στις οδηγίες.
Η κύρια λειτουργία του UPP-2.2S είναι η εξάλειψη των υδραυλικών και μηχανικών κραδασμών που μπορεί να προκύψουν κατά την εκκίνηση της αντλίας. Η συσκευή αποτρέπει επίσης τις βλάβες της αντλίας που προκύπτουν από υπερτάσεις ισχύος.
Αρχή λειτουργίας
Το EXTRA Aquacontrol UPP-2.2S ελέγχεται μέσω καλωδίου σήματος. Οι προγραμματιστές έχουν εξοπλίσει τη συσκευή με προστασία από χαμηλή και υψηλή τάση. Εάν η τάση υπερβαίνει τα 252 V, η αντλία θα απενεργοποιηθεί αυτόματα. Αφού σταθεροποιηθεί η τάση στα 245 V, η αντλία ανάβει ξανά. Όταν επιτευχθεί το κατώτερο όριο πίεσης των 160 V, η αντλία θα απενεργοποιηθεί επίσης. Μόλις η τάση ανέβει πάνω από 160 V, η αντλία θα ξεκινήσει αυτόματα. Η διάρκεια της ομαλής εκκίνησης εξαρτάται από τον τύπο της αντλίας: δόνηση – 2 δευτερόλεπτα. φυγόκεντρος – 3-7 sec.
Λειτουργικές Απαιτήσεις
Η συσκευή EXTRA Aquacontrol πρέπει να εγκατασταθεί σε κλειστό δωμάτιο όπου δεν υπάρχει τεχνητός έλεγχος κλιματισμού. Ο κατασκευαστής απαγορεύει την εφαρμογή τάσης στο καλώδιο σήματος. Το UPP-2.2S δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο της λειτουργίας ενός αντλιοστασίου χωρίς υδραυλικό συσσωρευτή. Θυμηθείτε ότι η ενεργοποίηση και απενεργοποίηση της αντλίας σε διάστημα μικρότερο των 60 δευτερολέπτων θα προκαλέσει βλάβη στη συσκευή.
Απαγορεύεται αυστηρά η λειτουργία της συσκευής εάν το περίβλημα είναι κατεστραμμένο ή έχει αφαιρεθεί το κάλυμμα. Δεν μπορείτε να επισκευάσετε ή να αποσυναρμολογήσετε μόνοι σας το UPP-2.2S. Εάν τηρούνται όλοι οι κανόνες που ορίζονται στις οδηγίες, η διάρκεια ζωής του EXTRA Aquacontrol UPP-2.2S είναι 5 χρόνια. Το περίβλημα της συσκευής θα πρέπει να ελέγχεται ετησίως για ζημιές στο περίβλημα.
Μια αντλία φρεατίου, λόγω της ανάγκης παροχής υψηλής απόδοσης με αρκετά μικρές εγκάρσιες διαστάσεις, είναι μια πολύπλοκη συσκευή που λειτουργεί κάτω από μάλλον σκληρές συνθήκες. Και αν λάβουμε υπόψη ότι η τοποθέτησή του (καθώς και η αποσυναρμολόγηση) είναι εργασία έντασης εργασίας, τότε η αξιοπιστία της αντλίας φρεατίου αποκτά ύψιστη σημασία. Ένας από τους παράγοντες που επηρεάζει καθοριστικά τον χρόνο λειτουργίας αυτής της μονάδας είναι τα ρεύματα εισροής. Λόγω του γεγονότος ότι τα περιστρεφόμενα μέρη του ηλεκτροκινητήρα και η ίδια η αντλία έχουν μια ορισμένη αδράνεια, σε αντίθεση με το ρεύμα (δηλαδή, η τιμή του ρεύματος μπορεί σχεδόν αμέσως να φτάσει σε πολύ υψηλές τιμές), όταν είναι ενεργοποιημένο, προκύπτουν ρεύματα εκκίνησης που είναι 4-10 φορές υψηλότερες από τις βαθμολογημένες! Τι γίνεται αν και η αντλία πηγαδιού ανάβει συχνά; Για παράδειγμα, λόγω μικρού όγκου συσσωρευτή διαφράγματος ή λανθασμένης ρύθμισης του διακόπτη πίεσης; Είναι σαφές ότι, τελικά, η μόνωση της περιέλιξης του ηλεκτροκινητήρα δεν θα αντέξει τόσο υψηλά θερμικά φορτία και θα προκύψει βραχυκύκλωμα, το οποίο θα οδηγήσει σε αστοχία της αντλίας. Για τη μείωση των ρευμάτων εκκίνησης, χρησιμοποιούνται διάφορα συστήματα μαλακής εκκίνησης.
Τύποι μαλακής εκκίνησης
Επί του παρόντος, δύο συστήματα μαλακής εκκίνησης χρησιμοποιούνται κυρίως για αντλίες φρεατίων:
- 1.Ομαλή εκκίνησηSS. Με αυτή τη μέθοδο, χρησιμοποιώντας ηλεκτρονικά, παρέχεται στον ηλεκτροκινητήρα μια ομαλά αυξανόμενη τάση (και επομένως ένα ομαλά αυξανόμενο ρεύμα). Η ρύθμιση της τάσης πραγματοποιείται με έλεγχο φάσης. Πολλοί σταθμοί ελέγχου (πίνακες) για αντλίες φρεατίων, εγχώριες και ξένες μάρκες, λειτουργούν με αυτήν την αρχή: Cascade, Vysota, Grundfos, Pedrollo κ.λπ.
- 2. Ομαλή εκκίνηση με τη χρήση μετατροπής συχνότητας.Αυτή η μέθοδος είναι η πιο προηγμένη όσον αφορά τη μείωση των ρευμάτων εισροής. Η μετατροπή συχνότητας σάς επιτρέπει να διατηρείτε το ρεύμα εκκίνησης στο ονομαστικό επίπεδο. Το κύριο μειονέκτημα των σταθμών ελέγχου (πίνακες) με μονάδες μεταβλητής συχνότητας είναι το υψηλό τους κόστος, συγκρίσιμο με το κόστος της ίδιας της αντλίας. Μεταξύ των εγχώριων μοντέλων, αξίζει να επισημανθούν τα STEP, SU-CHE, SUN. ASUN. Τα πιο δημοφιλή ξένα μοντέλα είναι τα SIRIO και SIRIO-ENTRY 230 της ιταλικής μάρκας ITALTECNICA. Πρέπει να πούμε ότι οι αντλίες φρεατίων της σειράς SQ/SQE διαθέτουν ενσωματωμένο σύστημα μαλακής εκκίνησης που βασίζεται στη μετατροπή συχνότητας.
Οφέλη από την ομαλή εκκίνηση
- Μειωμένα ρεύματα εκκίνησης (στην περίπτωση ενός οδηγού μεταβλητής συχνότητας, τα ρεύματα εκκίνησης μειώνονται στα ονομαστικά).
- Μειωμένα μηχανικά φορτία στην πτερωτή και τα ρουλεμάν της αντλίας φρέατος.
- Μείωση ή πλήρης αποτροπή του υδραυλικού σφυριού που εμφανίζεται όταν η αντλία είναι ενεργοποιημένη. Το σφυρί νερού επηρεάζει αρνητικά όχι μόνο την ίδια την αντλία, αλλά και το φρεάτιο, προκαλώντας πρόσθετα φορτία στις αρθρώσεις των σωλήνων του περιβλήματος και προκαλώντας γρήγορη φθορά των φίλτρων. Ως αποτέλεσμα, το πηγάδι αρχίζει να τρίβει.
Με βάση ένα σύστημα μαλακής εκκίνησης ελεγχόμενης συχνότητας, είναι δυνατός ο έλεγχος της ισχύος της αντλίας αλλάζοντας την ταχύτητα περιστροφής του κινητήρα της. Δηλαδή, το σύστημα ελέγχου επιλέγει με ακρίβεια την ταχύτητα περιστροφής του ηλεκτροκινητήρα, άρα και την ισχύ του, σύμφωνα με την απαιτούμενη επί του παρόντος απόδοση, διατηρώντας σταθερή πίεση στο δίκτυο. Με άλλα λόγια, ο ηλεκτροκινητήρας χρησιμοποιεί ακριβώς την ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που χρειάζεται για να παρέχει την απαιτούμενη απόδοση και όχι ένα joule παραπάνω. Ένα τέτοιο σύστημα εφαρμόζεται στις αντλίες φρεατίων της σειράς Grundfos SQE.
