Minkštas starteris ABB PSR-25-600
Sveiki visi! Šiandien bus straipsnis, kuriame parodytas tikras minkštojo starterio naudojimo praktikoje pavyzdys. Elektrinio variklio minkštąjį paleidimą įdiegiau realiame įrenginyje, pateikiamos nuotraukos ir diagramos.
Anksčiau išsamiai aprašiau, koks tai įrenginys. Aš jums tai primenu minkštas starteris Ir minkštas starteris iš esmės yra tas pats įrenginys. Šie pavadinimai paimti iš anglų kalbos „Soft Starter“. Straipsnyje aš pavadinsiu šį bloką taip ir kitaip, pripraskite). Internete yra pakankamai informacijos apie minkštuosius starterius, taip pat rekomenduoju perskaityti.
Mano nuomonė apie asinchroninių variklių paleidimą, patvirtinta daugelio metų stebėjimais ir praktika. Jei variklio galia viršija 4 kW, verta pagalvoti apie sklandų variklio įsibėgėjimą. Tai būtina esant didelei inercinei apkrovai, kuri yra būtent tai, kas yra prijungta prie tokio variklio veleno. Jei variklis naudojamas su pavarų dėže, situacija yra lengvesnė.
Paprasčiausias ir pigiausias švelnaus užvedimo variantas yra variantas, kai variklis įjungtas per „Star-Delta“ grandinę. „Sklandesni“ ir lankstesni variantai yra minkštas starteris ir dažnio keitiklis (populiariai žinomas kaip „dažnio tvarkyklė“). Taip pat yra senovinis metodas, kuris beveik niekada nenaudojamas.
Beje, tikras ženklas, kad variklis maitinamas per dažnio keitiklį, yra aiškiai girdimas cypimas, kurio dažnis yra apie 8 kHz, ypač esant mažam greičiui.
Jau naudojau „Schneider Electric“ minkštąjį starterį, tai buvo tokia teigiama mano darbo patirtis. Tada reikėjo sklandžiai įjungti/išjungti ilgą apskritą konvejerį su ruošiniais (2,2 kW variklis su pavarų dėže). Gaila, kad tada po ranka neturėjau fotoaparato. Tačiau šį kartą pažvelgsime į viską labai detaliai!
Kodėl reikėjo švelnaus variklio užvedimo?
Taigi, bėda ta, kad katilinėje yra siurbliai katilui pamaitinti vandeniu. Yra tik du siurbliai, jie įjungiami vandens lygio katile stebėjimo sistemos komanda. Vienu metu gali veikti tik vienas siurblys, siurblį parenka katilinės operatorius, perjungdamas vandens čiaupus ir elektros jungiklius.
Siurbliai varomi įprastiniais asinchroniniais varikliais. 7,5 kW asinchroniniai varikliai per įprastus kontaktorius (). O kadangi galia yra didelė, paleidimas yra labai sunkus. Kiekvieną kartą, kai pradedate, pastebimas vandens plaktukas. Sugenda patys varikliai, siurbliai, hidraulinė sistema. Kartais atrodo, kad vamzdžiai ir čiaupai tuoj subyrės į gabalus.
Prenumeruoti! Bus įdomu.
Be to, kai katilas atvėsęs ir į jį staiga tiekiamas karštas vanduo (daugiau nei 95°C), atsiranda nemalonūs reiškiniai, primenantys sprogstamą šniokštimą. Būna ir atvirkščiai, 100 °C temperatūros vanduo gali būti šaltas – kai katile yra sausi garai, kurių temperatūra beveik 200 °C. Šiuo atveju taip pat atsiranda kenksmingas vandens plaktukas.
Katilinėje yra du identiški katilai, tačiau antrame yra dažnio keitikliai siurbliams. Katilai (tiksliau, garo generatoriai) gamina garą, kurio temperatūra aukštesnė nei 115 °C, o slėgis iki 14 kgf/cm2.
Gaila, kad katilo konstrukcija elektros grandinėje nenumatė sklandaus siurblio variklių įjungimo. Nors katilai itališki, buvo nuspręsta sutaupyti pinigų šiam...
Kartoju, kad norint sklandžiai įjungti asinchroninius variklius, galime rinktis iš šių parinkčių:
- sklandaus paleidimo sistema (minkštas paleidimas)
- dažnio keitiklis (keitiklis)
Šiuo atveju reikėjo pasirinkti tokį variantą, kuris reikalautų minimalaus įsikišimo į veikiančią katilo valdymo grandinę.
Faktas yra tas, kad bet kokie katilo veikimo pakeitimai turi būti suderinti su katilo gamintoju (arba sertifikuota organizacija) ir su priežiūros organizacija. Todėl pakeitimai turi būti atliekami tyliai ir be nereikalingo triukšmo. Nors aš nesikišu į apsaugos sistemą, todėl čia nėra taip griežta.
Mano nuolatiniai skaitytojai žino, kad dabar, po , turiu visas teises atlikti prietaisų ir automatikos darbus katilinėje.
Minkšto starterio pasirinkimas
Pirmiausia pažvelkime į variklio vardinę lentelę:
Variklio galia 7,5 kW, apvijos sujungtos trikampe, vardinė suvartojama srovė 14,7A.
Štai kaip atrodė paleidimo sistema („kieta“):
Priminsiu, kad turime du variklius, kuriuos paleidžia kontaktoriai 07KM1 ir 07KM2. Kontaktoriai turi papildomų kontaktų blokus, skirtus įjungimo indikacijai ir valdymui.
Kaip alternatyva buvo pasirinktas minkštas starteris ABB PSR-25-600. Jo maksimali srovė yra 25 amperai, todėl turime gerą rezervą. Ypač jei manote, kad teks dirbti sunkiomis sąlygomis – paleidimų/sustabdymų skaičius, aukšta temperatūra. Nuotrauka yra straipsnio pradžioje.
Čia yra minkštojo paleidimo lipdukas su parametrais:
Kas naujo VK grupėje? SamElectric.ru ?
Prenumeruokite ir skaitykite straipsnį toliau:
Minkštas starteris ABB PSR-25-600 – parametrai
- FLA – visos apkrovos amperai – srovės vertė esant pilnai apkrovai – beveik 25A,
- Uc – darbinė įtampa,
- Us – valdymo grandinės įtampa.
Minkšto starterio montavimas
Pradedantiesiems išbandžiau:
Aukštis tas pats, plotis tas pats, tik ilgis šiek tiek ilgesnis, bet vietos yra.
Dabar klausimas apie valdymo grandines. Pradinėje grandinėje esantys kontaktoriai buvo įjungti 24 VAC įtampa, o mūsų ABB valdomi mažiausiai 100 VAC įtampa. Reikia tarpinės relės arba pakeisti valdymo grandinės maitinimo įtampą.
Tačiau oficialioje ABB svetainėje radau diagramą, kuri rodo, kad šis įrenginys gali veikti ir esant 24 VAC. Bandžiau laimę - nepavyko, neprasidės...
Na, mes įdiegiame tarpinę relę, kuri pakelia įtampą iki norimo lygio:
Štai kitu kampu:
Tai viskas. Tarpinės relės buvo vadinamos 07KM11 ir 07KM21. Beje, jie reikalingi ir papildomoms grandinėms. Per juos įjungiami išorinio įrenginio indikatoriai ir sausieji kontaktai (dar nenaudojami, senoje grandinėje - oranžiniai laidai).
Kai norėjau valdyti valdymą tiesiogiai, be relės (24 VAC), planavau galios indikatorius paleisti per Com – Run kontaktus, kurie dabar liko nenaudojami.
Minkšto paleidimo grandinės
Čia yra originali diagrama.
Štai kaip aš lengvai pakeičiau diagramą:
Dėl nustatymų – trumpai. Yra trys reguliavimai – pagreičio laikas, lėtėjimo laikas ir pradinė įtampa.
Galima būtų naudoti vieną minkštąjį starterį, variklio parinkimo kontaktorius (perjungti vieną įrenginį į du variklius). Tačiau tai apsunkins ir labai pakeis grandinę bei sumažins patikimumą. Kas yra labai svarbu tokiam strateginiam objektui kaip katilinė.
Įtampos bangos formos
Žinių riešutas sunkus, bet vis tiek
Mes nesame įpratę trauktis!
Tai padės mums ją padalinti
naujienų serija "Aš noriu žinoti viską!"
Kiekvienas gali surinkti grandinę atsuktuvu. O tie, kurie nori pamatyti įtampą ir suprasti, kokie realūs procesai vyksta, neapsieina be osciloskopo. Aš skelbiu oscilogramas minkštojo starterio 2T1 išvestyje.
Ar ne loginis neatitikimas – variklis išjungtas, bet ant jo yra įtampa?! Tai yra kai kurių minkštųjų starterių savybė. Nemalonu ir pavojinga. Taip, variklyje yra 220 V įtampa, net kai jis yra sustabdytas.
Faktas yra tas, kad valdymas vyksta tik dviem fazėmis, o trečiasis (L3 - T3) yra tiesiogiai prijungtas prie variklio. O kadangi srovės nėra, visus įrenginio išėjimus veikia fazės L3 įtampa, kuri praeina per variklio apvijas. Ta pati nesąmonė vyksta trifazėse kietojo kūno relėse.
Būk atsargus! Prižiūrėdami variklį, prijungtą prie minkštojo starterio, išjunkite įėjimo grandinės pertraukiklius ir patikrinkite, ar nėra įtampos!
Kadangi apkrova yra indukcinė, sinusinė banga ne tik supjaustoma į gabalus, bet ir labai iškreipiama.
Yra trukdžių, ir į tai reikia atsižvelgti – galimi valdiklių ir kitų silpnos srovės įrenginių veikimo sutrikimai. Norint sumažinti šią įtaką, būtina išdėstyti ir ekranuoti grandines, įrengti droselius prie įėjimo ir pan.
Nuotrauka daryta likus porai sekundžių prieš įsijungiant vidinį kontaktorių (apvedimą), kuris varikliui tiekė visą įtampą.
Bylos nuotrauka
Dar viena nedidelė premija – kelios ABB PSR-25-600 minkštojo starterio išvaizdos nuotraukos.
ABB PSR-25-600 – vaizdas iš apačios
Pasirinkimas – jungtis ir tvirtinimai aušinimo ventiliatoriui prijungti esant didelėms apkrovoms
ABB PSR-25-600 – galios įvesties gnybtai ir maitinimo bei valdymo gnybtai.
Kol kas tiek, laukiami klausimai ir kritika komentaruose dėl minkšto elektros variklių užvedimo!
Linksmų gegužės švenčių!
Kaip optimaliai sutaupyti energijos hidraulinėse sistemose su išcentriniais siurbliais? Šis klausimas šiandien vis dažniau kyla specialistams ir verslo vadovams. Taigi, kurie įrenginiai gali sutrumpinti atsipirkimo laikotarpį ir padidinti energijos vartojimo efektyvumą – minkštieji starteriai, kintamo dažnio pavaros ar lygiagretaus siurblio valdymo naudojimas? Straipsnio autoriai siūlo kruopščiai atliktą įvairių techninių sprendimų analizę, iliustruotą diegimo gamyboje pavyzdžiais, diagramomis ir lentelėmis.
ABB LLC, Maskva
Energijos vartojimo efektyvumo užtikrinimas yra vienas iš aktualiausių ir kartu sudėtingiausių uždavinių šiuo metu. Energijos suvartojimo kaštų mažinimas yra vienas iš būdų didinti gamybos pelningumą ir efektyviai eksploatuoti gamybos linijas. Bendra įvairių pritaikymų gamyklų analizė rodo, kad išlaidas, susijusias su įrangos pirkimu ir gamybos prastovomis dėl techninės priežiūros ir naujos įrangos paleidimo, galima iš dalies kompensuoti sutaupant energijos.
Energiją taupančios technologijos yra vienas iš ABB prioritetų. Šiuolaikinėje ABB įrangoje – dažnio keitikliuose ir minkštuosiuose starteriuose* naudojami moderniausi metodai ir patobulinimai, užtikrinantys efektyviausią veikimą, kurie plačiai naudojami siurblinių agregatų pavaros mechanizmams valdyti ir gali žymiai sumažinti energijos sąnaudas vandens valymo ir nuotekų valymui. įrenginius.
Dažnai naudojamas mechaninis siurblio srauto valdymo metodas arba droselio metodas yra labai neefektyvus energijos taupymo požiūriu. Tai kelia klausimą: kuris iš dviejų techninių sprendimų yra ekonomiškiausias energijos suvartojimo mažinimo būdas – kintamo dažnio pavaros ar ciklinis valdymas (1 pav.)? Iš esmės hidraulinės sistemos, kurioje naudojamas išcentrinis siurblys, charakteristikos yra lemiamas veiksnys pasirenkant vieną valdymo būdą, o ne kitą.
Ryžiai. 1. Sistemos srauto reguliavimas droseliniu, cikliniu ir dažnio valdymu
Nuotekų pramonėje išcentriniai siurbliai paprastai įjungiami/išjungiami valdant proceso valdymo sistemą. Likęs vanduo (tai yra iš gyvenamųjų ar komercinių pastatų patenkantis vanduo) dažniausiai surenkamas į septikus arba nuotekų rezervuarus, kol išpumpuojamas į komunalinius vandens valymo įrenginius. Atsižvelgiant į tam tikrą dažnumą, minkštųjų starterių naudojimas žymiai sumažina siurblio užsikimšimo riziką vandenyje esančiomis atliekomis.
Ciklinis valdymas yra įdomi alternatyva kintamo dažnio pavaroms, nepaisant srauto valdymo lankstumo praradimo. Kitaip tariant, minkštasis starteris laikomas tinkama ir konkurencinga technologija, apsaugančia indukcinį variklį nuo elektros perkrovų, mechaninio smūgio ir vibracijos paleidimo metu, taip pat vandens plaktuko vamzdynų sistemoje, atsirandančio sustojus siurbliui. Be to, elektros variklis veikia optimaliu darbo tašku ir likusį laiką išjungiamas.
Tolesniuose skyriuose pateikiama dviejų išcentrinių siurblių (90 kW ir 350 kW) kintamo dažnio valdymo ir ciklinio valdymo sprendimų energijos taupymo ir ROI analizė.
Tipiška siurbimo sistema
Projektuojant siurbimo sistemą, pagrindinė sąlyga – užtikrinti reikiamą debitą Qop [m3/h]. Idealioje sistemoje pasirinkto siurblio charakteristika Qbep [m3/h] atitinka charakteristikas Qop [m3/h]. Praktikoje dažniausiai pasirenkamas didesnis siurblys (2 pav.). Dėl to siurblys veikia su mažesniu hidrauliniu efektyvumu didžiojoje veikimo diapazono dalyje. Aukščiau pavaizduota pav. 3 dviem Aurora išcentriniams siurbliams, kurių vardinė galia 90 kW ir 350 kW.
1 lentelė. Dviejų siurblių parametrų lyginamoji charakteristika
Ryžiai. 2. Siurblio pasirinkimas pramoniniam įrengimui
Ryžiai. 3. Hidraulinio efektyvumo sumažėjimas 90 kW ir 350 kW siurbliuose dėl sistemos komponentų parametrų pasikeitimų 15 %
Siekiant išanalizuoti energijos taupymo galimybes šiuose siurbliuose, buvo svarstomos trys skirtingos hidraulinės sistemos: su vyraujančiu slėgiu trintis įveikti, tai yra statinio slėgio Hst [m] ir didžiausio hidraulinio aukščio Hmax santykis (?) m] yra 5 %; kai vyrauja statinis slėgis (? yra 50%); su kombinuotu slėgiu (? yra 25%) (4 pav.).
Ryžiai. 4. Hidraulinės sistemos parinktos siekiant išanalizuoti galimą energijos taupymą
Dažnio keitiklio, minkštojo starterio ir variklio veikimo charakteristikos
Dažnio keitikliai pasižymi dideliu efektyvumu (ηconv), kuris natūraliai mažėja, kai išėjimo galia sumažėja, palyginti su vardine verte. Kai minkštasis paleidiklis veikia pastovioje būsenoje, tai yra, kai įjungtas aplinkkelis, minkštųjų paleidiklių efektyvumas yra beveik 100%. Pažymėtina, kad minkštųjų paleidiklių efektyvumas pastebimai mažėja padidėjus paleidimų per valandą skaičiui ir sutrumpėjus veikimo laiko intervalams, o tai atsiranda dėl papildomų Džaulio nuostolių paleidžiant ir sustabdant elektros variklį, taip pat veikiant. tiristorių (5 pav.).
Ryžiai. 5. Minkšto starterio ir dažnio keitiklio su siurbimo apkrova elektros naudingumo pokytis (%)
Neseniai priimti griežtesni standartai (IE klasės) garantuoja didesnį elektros variklio efektyvumą – dirbant esant apkrovai (6 ir 7 pav.). Elektros variklio efektyvumui (griežtai priklausomai nuo klasės) įtakos turi dažnio keitiklio arba minkštojo paleidimo naudojimas: efektyvumas mažėja, kai maitinamas didelės spartos išėjimo keitikliu dėl harmoninių srovės iškraipymų ir įtampa, bet nesikeičia, kai maitinamas minkštuoju paleidikliu, pasibaigus pereinamojo proceso pagreitėjimui dėl sinusinės įtampos bangos formos įrenginio išvestyje.
Ryžiai. 6. Elektros variklio energinio naudingumo klasės įtaka siurblio naudingumo koeficientui
Ryžiai. 7. Elektros variklio efektyvumo keitimas su hidrauline apkrova
Sistemos komponentų charakteristikų, elektros variklio energinio naudingumo klasės ir harmoninių nuostolių pasikeitimo poveikis realioje sistemoje pateiktas lentelėje. 2.
2 lentelė. Didesnio sistemos dydžio, variklio klasės ir harmoninių nuostolių poveikis
elektros suvartojimui (Pn =90 kW – perjungimo dažnis 4 kHz)
Energijos taupymas
Energijos taupymas naudojant dažnį ir ciklinį valdymą 90 kW ir 350 kW siurbimo sistemose parodytas fig. 8 ir 9. Sistemose, kuriose vyrauja slėgis trintis įveikti (? = 5%), dažnio valdymas leidžia sutaupyti daugiau energijos beveik visame veikimo diapazone (nuo 7 iki 98%) abiem siurbimo sistemoms. 90 kW siurblio atveju ir sistemoje, kurioje vyrauja statinis aukštis (? = 50%), ciklinis valdymas yra geresnis techninis sprendimas, palyginti su dažnio keitiklio naudojimu visuose darbo taškuose. Dažnio keitiklis leidžia sutaupyti šiek tiek daugiau energijos 350 kW siurbliui, tačiau tik nuo 75 iki 92% siurblio galios. Svarstant kombinuotą hidraulinę sistemą (? = 25 %), VFD valdymas leidžia sutaupyti daugiau energijos tik siurbliams, kurių galia viršija 28 % (90 kW sistemai) ir 24 % (350 kW sistemai). Tiesą sakant, didžiausias energijos taupymas naudojant dažnio valdymą stebimas 15–20 % siurblio galios diapazone.
Ryžiai. 8.
siurbliui 90 kW
Ryžiai. 9. Energijos taupymas [%] su dažniu ir cikliniu valdymu
siurbliui 350 kW
Skirtingai nuo dažnio keitiklių, kuriuose vardinio veikimo metu atsiranda nuostolių puslaidininkiniuose komponentuose, minkštieji paleidikliai šiuo atveju veikia per apėjimo kontaktorių, todėl tiristoriai nedalyvauja (10 pav.). Ir todėl nėra papildomų šilumos nuostolių. Veikimo ir sistemos charakteristikos, kurioms geriau pasirinkti vieną ar kitą valdymo būdą siurblio veikimui reguliuoti, parodytos fig. vienuolika**.
Ryžiai. 10. Optimalus efektyvumas 90 kW siurbliui, kai jis apeinamas per minkštą starterį
esant didelėms apkrovoms (90–100 % projektinės talpos)
Ryžiai. vienuolika. Atskaitos taškas, kuriame taupymas naudojant ciklinį valdymą tampa didesnis, yra
nei naudojant kintamo dažnio pavaros sprendimą
Investicijų grąža
Vienas iš svarbiausių faktorių klientams – investicijų grąžos apskaičiavimas, į kurį įeina papildomos išlaidos dėl įrangos prastovų montuojant ir paleidžiant minkštąjį starterį.
Siurblių, kurių vardinė galia iki 25 kW, dažnio keitiklio kaina yra tris kartus didesnė už minkštojo paleidimo kainą, o 350 kW – penkis kartus. Bendra pradinė investicija į dažnio reguliavimą arba ciklinį valdymą apskaičiuojama kaip dažnio keitiklio arba minkštojo paleidimo sąnaudų suma, pridėjus prastovų sąnaudų procentą, palyginti su sąnaudomis, išleistomis per visą proceso linijos gyvavimo ciklą.
Dažnio keitikliams ir minkštiesiems starteriams ši dalis yra 7,5%.
Atskirų komponentų kaina gali skirtis dėl kelių priežasčių. Visų pirma, reikia atkreipti dėmesį į tai, kad žemos įtampos dažnio keitikliai dažniau naudojami nuolatiniam elektros variklio darbui, o ne start/stop režimu ir užtikrina tikslesnį valdymą. Tačiau dažnio keitikliuose naudojami izoliuotų vartų dvipoliai tranzistoriai (IGBT) reikalauja palaikyti tam tikrą temperatūros režimą ir aušinimą, todėl jie yra gana brangūs elementai ir atitinkamai išauga dažnio keitiklių savikaina, lyginant su tos pačios vardinės galios minkštaisiais paleidikliais. Minkštuosiuose paleidikliuose puslaidininkiniai galios elementai - tiristoriai - veikia tik paleidimo ir sustabdymo režimais, kurių vidutinis kiekvieno režimo laikas yra apie 15 sekundžių. Verta paminėti, kad nebrangiems ir patikimiems tiristoriams nereikia nuolatinio priverstinio aušinimo.
Dažnio keitiklių ir ciklinio srauto valdymo atsipirkimo laikotarpis parodytas fig. 12 ir 13 elektros varikliams 90 kW ir 350 kW trims hidraulinėms sistemoms: ? = 5%, 25% ir 50%.
Ryžiai. 12. Sprendimų su dažniu ir cikliniu valdymu (minkštas starteris) atsipirkimo laikotarpis
siurbliui 90 kW
Ryžiai. 13. Sprendimų su dažniu ir cikliniu valdymu (minkštas starteris) atsipirkimo laikotarpis
siurbliui 350 kW
Lygiagretaus siurblio valdymo sprendimai
Daugelyje hidraulinių sistemų optimalų energijos taupymą ir gerą investicijų grąžą galima pasiekti naudojant lygiagrečią siurblio valdymo sistemą***, kuri naudoja ir kintamo greičio pavaras, ir minkštuosius paleidiklius.
Ryžiai. 14. Sprendimas sistemai su keturiais lygiagrečiais siurbliais
(hidraulinė sistema, kurioje vyrauja slėgis, siekiant įveikti trintį)
3 lentelė. Valdymo schema sistemai su keturiais lygiagrečiais siurbliais
Hidraulinėse sistemose, kuriose vyrauja slėgis, siekiant įveikti trintį (? = 5%), ir su keturiais lygiagrečiais siurbliais – kiekvieno siurblio vardinė galia 350 kW (2500 m3/h) – optimalu naudoti du dažnio keitiklius ir du minkštuosius. starteriai (14 pav.). Konstrukcijoje, kuri užtikrina geriausią ekonomiškumo ir valdymo lankstumo sprendimą, du siurbliai, 1 ir 2, valdomi minkštaisiais paleidikliais, o 3 ir 4 siurbliai – dažnio keitikliais (žr. 3 lentelę). Siurbliai su minkštaisiais starteriais veikia maksimaliai efektyviai. Padidinus dažnio keitikliais valdomų siurblių sukimosi greitį iki vardinio greičio, galima užtikrinti maksimalų sistemos našumą. Mišrioje hidraulinėje sistemoje (statinio slėgio / trinties dominuojanti hidraulinė sistema) (? = 25%) optimalų sprendimą investicijų grąžos ir valdymo lankstumo požiūriu suteikianti konstrukcija yra trys siurbliai, iš kurių pirmieji du yra valdomi minkštieji starteriai. , o trečiasis siurblys – dažnio keitiklis (žr. 15 pav. ir 5 lentelę).
Ryžiai. 15. Sprendimas sistemai su trimis lygiagrečiais siurbliais
(hidraulinė sistema su statiniu slėgiu / vyraujančiu slėgiu trintį įveikti)
4 lentelė. Srauto valdymo schema sistemai su trimis lygiagrečiais siurbliais
(kombinuota hidraulinė sistema)
Abiem sistemoms pradinė investicija į minkštųjų paleidiklių ir dažnio keitiklių įsigijimą transformuojasi į ekonominį pelną greičiau nei per 1,5 metų, jei reguliuojamas srautas yra mažesnis nei 80% viso našumo (16 pav.).
5 lentelė. Galimybės
Ryžiai. 16. Numatomas dviejų įrenginių atsipirkimo laikotarpis,
su lygiagrečiu siurblių valdymu iš dažnio keitiklių ir minkštųjų starterių
Geriausias sprendimas?
Atlikta dviejų išcentrinių siurblių (90 kW ir 350 kW) su varikliais iki 1000 V dažnio ir ciklinio srauto reguliavimo sistemų efektyvumo analizė. Gauti rezultatai rodo, kad valdymas per dažnio reguliavimą yra geriausias sprendimas hidraulinėse sistemose su slėgio vyravimas, siekiant įveikti trinties nuostolius (skysčio transportavimas be aukščio skirtumo, kai naudojami cirkuliaciniai siurbliai). Sistemose, kuriose vyrauja statinis slėgis, rekomenduojama naudoti ciklinį valdymą. Sistemose su plokščiu siurbliu ir apkrovos charakteristikomis dažnio keitiklių reikėtų vengti dėl nestabilumo ir gedimo pavojaus.
Minkšto paleidimo įrenginiai – perspektyviausias techninis sprendimas vandens valymo ir nuotekų valymo įrenginiuose, kuriuose būtina įjungti/išjungti siurblį, kad iš kolektorių išsiurbtų skystį, o vėliau nuotekos būtų nukreiptos į valymo įrenginius. Minkštieji starteriai yra labai patikimi ir turi įmontuotas funkcijas, kurios pašalina vandens plaktuką tiek paleidžiant, tiek sustabdant sistemą. Tačiau, naudojant lygiagrečias siurblio valdymo grandines, kuriose naudojamas dažnio keitiklių ir minkštųjų paleidėjų derinys, galima pasiekti maksimalų energijos sutaupymą ir minimalų atsipirkimo laikotarpį įvairiose hidraulinėse sistemose. Remdamasi automatizavimo patirtimi ir plačiu žemos įtampos automatikos įrangos asortimentu, ABB siūlo kitus efektyvaus energijos naudojimo sprendimus įvairiose srityse.
______________________________________
* Minkštieji paleidikliai reguliuoja į elektros variklį tiekiamos įtampos lygį, taip užtikrinant sklandų pavaros paleidimą ir sustabdymą.
** Kai sutaupoma procentinė dalis energijos (fiksuoto greičio ir droselio režimo) konvertuojama į ekonomiškumą, daroma prielaida, kad siurblys dirbs 8 760 valandų per metus (330 x 24) už 0,065 USD už kWh elektros energijos.
*** Siekiant optimalaus srauto valdymo, lygiagrečios grandinės veikia vieną siurblį, kol pasiekiamas maksimalus srautas, o po to hidraulinė apkrova paskirstoma dviem siurbliams, dirbantiems vienu metu. Kai pasiekiamas antrasis nustatytas taškas, įjungiami trys siurbliai ir pan.
Literatūra
1. ITT Industries (2007). ITT vieta vandens cikle: viskas, išskyrus vamzdžius.
2. Aurora Pump (Pentair Pump Group) 1994 m. birželis, JAV.
3. IEC 60034-31:2009. Besisukančios elektros mašinos. 31 dalis. Energiją taupančių variklių, įskaitant kintamo greičio taikomąsias programas, parinkimo ir taikymo vadovas.
4. Brunner, C. U. (2009 m. vasario 4–5 d.). Efektyvumo klasės: Elektros varikliai ir sistemos. Variklių energinio naudingumo standartų renginys, Sidnėjus (Australija). www.motorsystems.org.
5. Energetikos departamentas (DOE). Tarptautinė energetikos agentūra (EIA) (2009 m. birželis). Vidutinė mažmeninė elektros energijos kaina galutiniams vartotojams.
6. Sagarduy, J. (2010 m. sausis). Sumažintos įtampos paleidimo būdų ekonominis įvertinimas. SECRC/PT-RM10/017.
7. Hidraulikos institutas (2008 m. rugpjūčio mėn.). Siurbliai ir sistemos, energijos vartojimo efektyvumo siurblių sistemos pagrindų supratimas. Nuosavybės išlaidų apskaičiavimas.
8. ITT Flygt (2006). Circulationspumpar med vet motor för värmesystem i kommersiella byggnader.
9. Vogelesang, H. (2009 m. balandis). Energijos efektyvumas. Du pajėgumų kontrolės būdai. Pasaulio siurblių žurnalas.
Kas nori pasitempti, leisti savo pinigus ir laiką jau puikiai veikiančių prietaisų ir mechanizmų įrengimui? Kaip rodo praktika, daugelis tai daro. Nors ne kiekvienas gyvenime susiduria su pramonine įranga, aprūpinta galingais elektros varikliais, tačiau kasdieniame gyvenime nuolat susiduria su, nors ir ne tokiais godžiais ir galingais, elektros varikliais. Na, visi tikriausiai naudojosi liftu.
Elektros varikliai ir apkrovos – problema?
Bene reikšmingiausia variklio apkrova užvedimo metu yra daugkartinė, nors ir trumpalaikė, vardinės įrenginio darbinės srovės perviršis. Vos po kelių sekundžių veikimo, kai elektros variklis pasieks įprastą greitį, jo suvartojama srovė taip pat grįš į normalų lygį. Norint užtikrinti reikiamą elektros energijos tiekimą turi didinti elektros įrenginių ir laidžių linijų galią, o tai lemia jų kainų kilimą.
Užvedus galingą elektros variklį dėl didelių jo sąnaudų „nukrenta“ maitinimo įtampa, o tai gali sukelti iš tos pačios linijos maitinamos įrangos gedimus ar gedimus. Be to, sumažėja maitinimo įrangos eksploatavimo laikas.
Jei atsiranda avarinių situacijų, dėl kurių variklis perdega arba smarkiai perkaista, transformatoriaus plieno savybės gali keistis tiek, kad po remonto variklis praras iki trisdešimties procentų savo galios. Tokiomis aplinkybėmis jis nebetinkamas tolesniam naudojimui ir jį reikia pakeisti, o tai taip pat nėra pigu.
Kodėl jums reikia švelnios pradžios?
Atrodytų, viskas teisinga, o įranga tam skirta. Bet visada yra „bet“. Mūsų atveju jų yra keletas:
- elektros variklio užvedimo metu maitinimo srovė gali viršyti vardinę nuo keturių su puse iki penkių kartų, o tai lemia reikšmingą apvijų įkaitimą, o tai nėra labai gerai;
- užvedus variklį tiesioginiu perjungimu, atsiranda trūkčiojimų, kurie pirmiausia paveikia tų pačių apvijų tankį, padidina laidininkų trintį veikimo metu, pagreitina jų izoliacijos sunaikinimą ir laikui bėgant gali sukelti trumpąjį jungimą;
- minėti trūkčiojimai ir vibracijos perduodami visam varomam blokui. Tai jau visiškai nesveika, nes gali sugadinti judančias dalis: pavarų sistemos, pavaros diržai, konvejerio diržai arba tiesiog įsivaizduokite save važiuojantį trūkčiojančiame lifte. Siurblių ir ventiliatorių atveju tai yra deformacijos ir turbinų bei menčių sunaikinimo pavojus;
- Taip pat neturėtume pamiršti produktų, kurie gali būti gamybos linijoje. Dėl tokio trūkčiojimo jie gali nukristi, subyrėti arba sulūžti;
- Na, ir turbūt paskutinis dalykas, į kurį verta atkreipti dėmesį, yra tokios įrangos eksploatavimo išlaidos. Kalbame ne tik apie brangų remontą, susijusį su dažnomis kritinėmis apkrovomis, bet ir apie didelį kiekį neefektyviai sunaudotos elektros.
Atrodytų, kad visi aukščiau išvardyti veikimo sunkumai būdingi tik galingai ir didelių gabaritų pramoninei įrangai, tačiau taip nėra. Visa tai gali tapti galvos skausmu bet kuriam paprastam žmogui. Tai visų pirma taikoma elektriniams įrankiams.
Norint konkrečiai naudoti tokius įrenginius kaip dėlionės, grąžtai, šlifuokliai ir panašiai, reikia atlikti kelis paleidimo ir išjungimo ciklus per gana trumpą laiką. Šis darbo režimas turi tokį patį poveikį jų patvarumui ir energijos suvartojimui, kaip ir pramoniniai analogai. Turėdami visa tai, nepamirškite, kad minkšto paleidimo sistemos negali reguliuoti variklio apsukų arba pakeisti jų kryptį. Taip pat neįmanoma padidinti paleidimo momento arba sumažinti srovę žemiau nei reikia norint pradėti sukti variklio rotorių.
Vaizdo įrašas: minkštas paleidimas, komutatoriaus reguliavimas ir apsauga. variklis
Elektros variklių minkšto paleidimo sistemų parinktys
Star-delta sistema
Viena iš plačiausiai naudojamų pramoninių asinchroninių variklių paleidimo sistemų. Pagrindinis jo pranašumas yra paprastumas. Variklis užsiveda perjungus žvaigždučių sistemos apvijas, po to, pasiekus normalų sūkių skaičių, automatiškai persijungia į trikampio jungimą. Tai yra pradžios parinktis leidžia pasiekti beveik trečdaliu mažesnę srovę nei paleidus elektros variklį tiesiogiai.
Tačiau šis metodas netinka mechanizmams su maža sukimosi inercija. Pavyzdžiui, tai yra ventiliatoriai ir maži siurbliai dėl mažo jų turbinų dydžio ir svorio. Perėjimo iš „žvaigždės“ į „trikampį“ konfigūracijos metu jie smarkiai sumažins greitį arba visiškai sustos. Dėl to po perjungimo elektros variklis iš esmės vėl įsijungia. Tai yra, galų gale jūs ne tik nesutaupysite variklio naudojimo laiko, bet ir greičiausiai sunaudosite per daug energijos.
Vaizdo įrašas: trifazio asinchroninio elektros variklio sujungimas su žvaigždute arba trikampiu
Elektroninė variklio minkšto paleidimo sistema
Sklandžiai užvesti variklį galima naudojant triakas, prijungtas prie valdymo grandinės. Yra trys tokio prijungimo schemos: vienfazis, dvifazis ir trifazis. Kiekvienas iš jų skiriasi atitinkamai savo funkcionalumu ir galutine kaina.
Su tokiomis schemomis paprastai galima sumažinti paleidimo srovę iki dviejų ar trijų vardinių. Be to, galima sumažinti reikšmingą šildymą, būdingą jau minėtai žvaigždės-trikampio sistemai, o tai padeda pailginti elektros variklių tarnavimo laiką. Dėl to, kad variklio užvedimas valdomas sumažinus įtampą, rotorius įsibėgėja sklandžiai ir nestaigiai, kaip ir kitose grandinėse.
Paprastai variklio minkšto užvedimo sistemoms priskiriamos kelios pagrindinės užduotys:
- pagrindinis yra sumažinti pradinę srovę iki trijų ar keturių vardinių;
- sumažinti variklio maitinimo įtampą, jei yra tinkama galia ir laidai;
- paleidimo ir stabdymo parametrų tobulinimas;
- avarinė tinklo apsauga nuo esamų perkrovų.
Vienfazė paleidimo grandinė
Ši grandinė skirta paleisti elektros variklius, kurių galia ne didesnė kaip vienuolikos kilovatų. Ši parinktis naudojama, jei paleidžiant reikia sušvelninti smūgį, tačiau stabdymas, švelnus paleidimas ir paleidimo srovės sumažinimas neturi reikšmės. Visų pirma dėl to, kad neįmanoma pastarojo organizuoti tokioje schemoje. Tačiau dėl pigesnės puslaidininkių gamybos, įskaitant triakus, jie buvo nutraukti ir retai matomi;
Dviejų fazių paleidimo grandinė
Ši grandinė skirta reguliuoti ir paleisti variklius, kurių galia iki dviejų šimtų penkiasdešimt vatų. Tokios minkšto paleidimo sistemos kartais su apėjimo kontaktoriumi sumažinti įrenginio kainą, tačiau tai neišsprendžia fazių tiekimo asimetrijos problemos, dėl kurios gali perkaisti;
Trifazė paleidimo grandinė
Ši grandinė yra patikimiausia ir universaliausia elektros variklių minkšto paleidimo sistema. Tokiu įtaisu valdomų variklių maksimalią galią riboja tik maksimali temperatūra ir naudojamų triakų elektrinis patvarumas. Jo universalumas leidžia įgyvendinti daugybę funkcijų, pvz.: dinaminis stabdys, atgalinis paėmimas arba magnetinio lauko balansavimas ir srovės ribojimas.
Svarbus paskutinės iš paminėtų grandinių elementas yra apėjimo kontaktorius, kuris buvo minėtas anksčiau. Jis leidžia užtikrinti teisingas elektros variklio minkštojo paleidimo sistemos šilumines sąlygas, varikliui pasiekus normalų darbinį greitį, neleidžiantį jam perkaisti.
Šiandien egzistuojantys minkštojo paleidimo įrenginiai elektros varikliams, be minėtų savybių, yra skirti veikti kartu su įvairiais valdikliais ir automatikos sistemomis. Jie gali būti aktyvuojami operatoriaus arba pasaulinės valdymo sistemos komanda. Tokiomis aplinkybėmis įjungus apkrovas gali atsirasti trikdžių, dėl kurių gali atsirasti automatikos gedimų, todėl verta atkreipti dėmesį į apsaugos sistemas. Minkšto paleidimo grandinių naudojimas gali žymiai sumažinti jų įtaką.
„Pasidaryk pats“ minkštas paleidimas
Dauguma aukščiau išvardintų sistemų iš tikrųjų netaikomos vidaus sąlygomis. Visų pirma dėl to, kad namuose itin retai naudojame trifazius asinchroninius variklius. Tačiau vienfazių variklių komutatorių yra daugiau nei pakankamai.
Yra daug schemų, kaip sklandžiai užvesti variklius. Konkretaus pasirinkimas visiškai priklauso nuo jūsų, tačiau iš esmės, turint tam tikrų radijo inžinerijos žinių, sumanias rankas ir norą, tai gana galite surinkti neblogą naminį starterį, kuris daugelį metų prailgins jūsų elektrinių įrankių ir buitinės technikos tarnavimo laiką.
Taikymo sritis ir funkcijos
Buitiniams siurbliams paleisti ir sustabdyti plačiai naudojamas EXTRA Aquacontrol UPP-2.2S 220 V minkštas starteris Įrenginys naudojamas vibraciniams ir išcentriniams elektriniams siurbliams. Be to, prietaisas pasitvirtino dirbdamas su asinchroniniais ir kolektoriniais elektros varikliais. Jis taip pat gali valdyti apšvietimo ir šildymo įrenginius, jei neviršijama instrukcijose nurodyta maksimali galia.
Pagrindinė UPP-2.2S funkcija yra pašalinti hidraulinius ir mechaninius smūgius, kurie gali atsirasti paleidžiant siurblį. Prietaisas taip pat apsaugo nuo siurblio gedimų, atsirandančių dėl galios šuolių.
Veikimo principas
EXTRA Aquacontrol UPP-2.2S valdomas signaliniu kabeliu. Kūrėjai aprūpino įrenginį apsauga nuo žemos ir aukštos įtampos. Jei įtampa viršija 252 V, siurblys išsijungia automatiškai. Įtampai nusistovėjus iki 245 V, siurblys vėl įsijungia. Pasiekus apatinę 160 V slėgio slenkstį, siurblys taip pat bus išjungtas. Kai tik įtampa pakyla virš 160 V, siurblys automatiškai įsijungs. Minkšto paleidimo trukmė priklauso nuo siurblio tipo: vibracija – 2 sek; išcentrinis – 3-7 sek.
Eksploatacijos reikalavimai
EXTRA Aquacontrol įrenginys turi būti įrengtas uždaroje patalpoje, kurioje nėra dirbtinės klimato kontrolės. Gamintojas draudžia tiekti įtampą signalo kabeliui. UPP-2.2S negalima naudoti siurblinės be hidraulinio akumuliatoriaus darbui valdyti. Atminkite, kad įjungus ir išjungus siurblį trumpiau nei 60 sekundžių sugadinsite įrenginį.
Griežtai draudžiama naudoti įrenginį, jei korpusas yra pažeistas arba nuimtas dangtelis. Negalite patys taisyti ar išardyti UPP-2.2S. Jei laikomasi visų instrukcijose nustatytų taisyklių, EXTRA Aquacontrol UPP-2.2S tarnavimo laikas yra 5 metai. Prietaiso korpusas turi būti kasmet tikrinamas, ar nepažeistas korpusas.
Dėl poreikio užtikrinti aukštą našumą su gana mažais skersiniais matmenimis šulinio siurblys yra sudėtingas įrenginys, veikiantis gana atšiauriomis sąlygomis. Ir jei atsižvelgsime į tai, kad jo montavimas (taip pat ir išmontavimas) yra gana daug darbo reikalaujantis darbas, tada šulinio siurblio patikimumas tampa itin svarbus. Vienas iš veiksnių, turinčių lemiamos įtakos šio įrenginio veikimo laikui, yra įsijungimo srovės. Dėl to, kad besisukančios elektros variklio dalys ir pats siurblys turi tam tikrą inerciją, priešingai nei srovė (ty srovės vertė gali beveik akimirksniu pasiekti labai dideles reikšmes), įjungus atsiranda paleidimo srovės, yra 4-10 kartų didesnės nei įvertintos! Ką daryti, jei šulinio siurblys taip pat dažnai įsijungia? Pavyzdžiui, dėl mažo diafragminio akumuliatoriaus tūrio ar neteisingo slėgio jungiklio nustatymo? Akivaizdu, kad galiausiai elektros variklio apvijos izoliacija neatlaikys tokių didelių šiluminių apkrovų ir įvyks trumpasis jungimas, dėl kurio siurblys suges. Norint sumažinti paleidimo sroves, naudojamos įvairios minkšto paleidimo sistemos.
Minkšto paleidimo tipai
Šiuo metu šulinių siurbliams daugiausia naudojamos dvi minkšto paleidimo sistemos:
- 1.Sklandi pradžiaSS. Šiuo metodu, naudojant elektroniką, į elektros variklį tiekiama sklandžiai didėjanti įtampa (taigi ir sklandžiai didėjanti srovė). Įtampos reguliavimas atliekamas faziniu valdymu. Šiuo principu veikia daugelis šulinių siurblių valdymo stočių (skydelių), tiek vietinių, tiek užsienio gamintojų: Cascade, Vysota, Grundfos, Pedrollo ir kt.
- 2. Minkštas paleidimas naudojant dažnio konvertavimą.Šis metodas yra pažangiausias įsijungimo srovių mažinimo požiūriu. Dažnio keitimas leidžia išlaikyti pradinę srovę vardiniame lygyje. Pagrindinis valdymo stočių (skydelių) su kintamo dažnio pavaromis trūkumas yra didelė jų kaina, palyginama su paties siurblio kaina. Tarp vietinių modelių verta išskirti STEP, SU-CHE, SUN. ASUN. Populiariausi užsienio modeliai yra italų prekės ženklo ITALTECNICA SIRIO ir SIRIO-ENTRY 230. Reikia pasakyti, kad SQ/SQE serijos šulinių siurbliai turi įmontuotą švelnaus paleidimo sistemą, paremtą dažnio keitimu.
Minkšto paleidimo privalumai
- Sumažėjusios paleidimo srovės (kintamo dažnio pavaros atveju paleidimo srovės sumažinamos iki vardinės).
- Sumažėjusios šulinio siurblio sparnuotės ir guolių mechaninės apkrovos.
- Vandens plaktuko, kuris atsiranda įjungus siurblį, sumažinimas arba visiškas jų prevencija. Vandens plaktukas neigiamai veikia ne tik patį siurblį, bet ir šulinį, sukeldamas papildomas apkrovas korpuso vamzdžių jungtims ir sukeldamas greitą filtrų nusidėvėjimą. Dėl to šulinys pradeda šlifuoti.
Remiantis dažniu valdoma minkšto paleidimo sistema, galima valdyti siurblio galią keičiant jo variklio sukimosi greitį. Tai yra, valdymo sistema tiksliai parenka elektros variklio sukimosi greitį, taigi ir jo galią, pagal šiuo metu reikalaujamą našumą, palaikydama pastovų slėgį tinkle. Kitaip tariant, elektros variklis naudoja tiksliai tiek elektros energijos, kiek reikia reikiamam našumui užtikrinti, o ne džauliu daugiau. Tokia sistema įdiegta Grundfos SQE serijos šulinių siurbliuose.
