Mīkstais starteris ABB PSR-25-600
Sveiki visiem! Šodien būs raksts, kurā parādīts reāls piemērs mīkstā startera izmantošanai praksē. Es uzstādīju elektromotora mīksto palaišanu reālā ierīcē, tiek sniegti fotoattēli un diagrammas.
Es iepriekš detalizēti aprakstīju, kāda veida ierīce šī ir. Es jums to atgādinu mīkstais starteris Un mīkstais starteris būtībā ir viena un tā pati ierīce. Šie nosaukumi ir ņemti no angļu valodas Soft Starter. Rakstā es nosaukšu šo bloku tā un tā, pierod). Internetā ir pietiekami daudz informācijas par mīkstajiem starteriem, iesaku arī izlasīt.
Mans viedoklis par asinhrono motoru iedarbināšanu, ko apstiprina daudzu gadu novērojumi un prakse. Ja dzinēja jauda pārsniedz 4 kW, ir vērts apsvērt vienmērīgu dzinēja paātrinājumu. Tas ir nepieciešams ar lielu, inerciālu slodzi, kas ir tieši tā, kas ir savienota ar šāda motora vārpstu. Ja dzinēju izmanto ar ātrumkārbu, tad situācija ir vieglāka.
Vienkāršākā un lētākā mīkstās palaišanas iespēja ir iespēja ar dzinēju ieslēgtu, izmantojot ķēdi “Star-Delta”. “Vienmērīgākas” un elastīgākas iespējas ir mīkstais starteris un frekvences pārveidotājs (tautā pazīstams kā “frekvences draiveris”). Ir arī sena metode, kas gandrīz nekad netiek izmantota -.
Starp citu, droša zīme, ka dzinējs tiek darbināts caur frekvences pārveidotāju, ir skaidri dzirdama čīkstēšana ar aptuveni 8 kHz frekvenci, it īpaši pie maziem apgriezieniem.
Esmu jau izmantojis mīksto starteri no Schneider Electric, tā bija tik pozitīva pieredze manā darbā. Pēc tam bija nepieciešams vienmērīgi ieslēgt/izslēgt garo riņķveida konveijeru ar sagatavēm (2,2 kW motors ar pārnesumkārbu). Žēl, ka man toreiz nebija pie rokas fotoaparāta. Bet šoreiz mēs visu aplūkosim ļoti detalizēti!
Kāpēc bija nepieciešama mīksta dzinēja iedarbināšana?
Tātad problēma ir tāda, ka katlu telpā ir sūkņi katla padevei ar ūdeni. Ir tikai divi sūkņi, un tie tiek ieslēgti ar komandu no sistēmas ūdens līmeņa uzraudzībai katlā. Vienlaicīgi var darboties tikai viens sūknis, sūkni izvēlas katlu telpas operators, pārslēdzot ūdens krānus un elektriskos slēdžus.
Sūkņus darbina parastie asinhronie motori. 7,5 kW asinhronie motori, izmantojot parastos kontaktorus (). Un tā kā jauda ir liela, palaišana ir ļoti grūta. Katru reizi, kad sākat, ir manāms ūdens āmurs. Bojājas paši dzinēji, sūkņi un hidrauliskā sistēma. Dažkārt ir sajūta, ka caurules un krāni tūlīt saplīsīs gabalos.
Abonējiet! Būs interesanti.
Turklāt, kad apkures katls ir atdzisis un tam pēkšņi tiek piegādāts karstais ūdens (vairāk nekā 95 ° C), rodas nepatīkamas parādības, kas atgādina sprādzienbīstamu viršanu. Gadās arī otrādi, ūdens ar 100 °C temperatūru var būt auksts - kad katlā ir sauss tvaiks ar gandrīz 200 °C temperatūru. Šajā gadījumā rodas arī kaitīgs ūdens āmurs.
Katlu telpā ir divi vienādi katli, bet otrajā ir sūkņu frekvences pārveidotāji. Katli (precīzāk, tvaika ģeneratori) ražo tvaiku ar temperatūru virs 115 ° C un spiedienu līdz 14 kgf / cm2.
Žēl, ka katla konstrukcija elektriskajā ķēdē nenodrošināja vienmērīgu sūkņa motoru iedarbināšanu. Lai gan katli ir itāļu, tika nolemts ietaupīt naudu par šo...
Es atkārtoju, ka, lai vienmērīgi ieslēgtu asinhronos motorus, mums ir pieejamas šādas iespējas:
- vienmērīgas palaišanas sistēma (mīksta palaišana)
- frekvences pārveidotājs (invertors)
Šajā gadījumā bija jāizvēlas opcija, kas prasītu minimālu iejaukšanos darba katla vadības ķēdē.
Fakts ir tāds, ka jebkuras izmaiņas katla darbībā ir jāsaskaņo ar katla ražotāju (vai sertificētu organizāciju) un uzraudzības organizāciju. Tāpēc izmaiņas jāveic klusi un bez lieka trokšņa. Lai gan es neiejaucos drošības sistēmā, tāpēc šeit tā nav tik stingra.
Mani pastāvīgie lasītāji zina, ka tagad, pēc , man ir visas tiesības veikt instrumentācijas un automatizācijas darbus katlu telpā.
Mīkstā startera izvēle
Vispirms apskatīsim dzinēja nosaukuma plāksnīti:
Motora jauda ir 7,5 kW, tinumi ir savienoti trīsstūra ķēdē, patērētā nominālā strāva ir 14,7 A.
Šādi izskatījās palaišanas sistēma (“cietā”):
Atgādināšu, ka mums ir divi dzinēji, un tos iedarbina kontaktori 07KM1 un 07KM2. Kontaktori ir aprīkoti ar papildu kontaktu blokiem ieslēgšanas indikācijai un kontrolei.
Kā alternatīva tika izvēlēts ABB PSR-25-600 mīkstais starteris. Tā maksimālā strāva ir 25 ampēri, tāpēc mums ir laba rezerve. Īpaši, ja ņem vērā, ka būs jāstrādā sarežģītos apstākļos – startu/apstāšanās reižu skaits, augsta temperatūra. Foto ir raksta sākumā.
Šeit ir uzlīme uz mīkstā startera ar parametriem:
Kas jauns VK grupā? SamElectric.ru ?
Abonējiet un lasiet rakstu tālāk:
Mīkstais starteris ABB PSR-25-600 – parametri
- FLA — pilnas slodzes ampēri — strāvas vērtība pie pilnas slodzes — gandrīz 25 A,
- Uc – darba spriegums,
- Us – vadības ķēdes spriegums.
Mīkstā startera uzstādīšana
Iesācējiem izmēģināju:
Augstums tāds pats, platums tāds pats, tikai garums nedaudz garāks, bet vietas ir.
Tagad jautājums par vadības shēmām. Sākotnējās ķēdes kontaktori tika ieslēgti ar 24 V maiņstrāvas spriegumu, un mūsu ABBs tiek vadītas ar vismaz 100 V maiņstrāvas spriegumu. Ir nepieciešams starprelejs vai vadības ķēdes barošanas sprieguma maiņa.
Tomēr oficiālajā ABB vietnē es atradu diagrammu, kas parāda, ka šī ierīce var darboties arī ar 24 VAC. Es izmēģināju savu veiksmi - tas nedarbojās, tas nesāksies...
Nu, mēs uzstādām starpreleju, kas paaugstina spriegumu vēlamajā līmenī:
Lūk, no cita leņķa:
Tas ir viss. Starpreleji saucās 07KM11 un 07KM21. Starp citu, tie ir nepieciešami arī papildu shēmām. Caur tiem tiek ieslēgti indikatori un sausie kontakti ārējai ierīcei (vēl nav izmantoti, vecajā shēmā - oranži vadi).
Kad gribēju izmantot vadību pa tiešo, bez releja (24 VAC), plānoju jaudas indikatorus palaist caur Com – Run kontaktiem, kuri tagad palikuši neizmantoti.
Mīkstās palaišanas shēmas
Šeit ir sākotnējā diagramma.
Lūk, kā es viegli mainīju diagrammu:
Par iestatījumiem - īsumā. Ir trīs pielāgojumi - paātrinājuma laiks, palēninājuma laiks un sākotnējais spriegums.
Varētu izmantot vienu mīksto starteri un motora izvēles kontaktorus (pārslēgt vienu ierīci uz diviem motoriem). Bet tas sarežģīs un ievērojami mainīs ķēdi un samazinās uzticamību. Kas ir ļoti svarīgi tādam stratēģiskam objektam kā katlu māja.
Sprieguma viļņu formas
Zināšanu rieksts ir ciets, bet tomēr
Mēs neesam pieraduši atkāpties!
Tas mums palīdzēs to sadalīt
kinohronika "Es gribu zināt visu!"
Ikviens var salikt ķēdi ar skrūvgriezi. Un tie, kas vēlas redzēt spriegumu un saprast, kādi reāli procesi notiek, nevar iztikt bez osciloskopa. Es publicēju oscilogrammas pie mīkstā startera 2T1 izejas.
Vai tā nav loģiska neatbilstība - dzinējs ir izslēgts, bet uz tā ir spriegums?! Šī ir dažu mīksto starteru funkcija. Nepatīkami un bīstami. Jā, dzinējam ir 220 V spriegums, pat ja tas ir apturēts.
Fakts ir tāds, ka vadība notiek tikai divās fāzēs, un trešā (L3 - T3) ir tieši savienota ar motoru. Un tā kā strāvas nav, visas ierīces izejas ietekmē fāzes L3 spriegums, kas iet caur motora tinumiem. Tādas pašas muļķības notiek trīsfāzu cietvielu relejos.
Esi uzmanīgs! Apkopojot motoru, kas pievienots mīkstajam starterim, izslēdziet ievades slēdžus un pārbaudiet, vai nav sprieguma!
Tā kā slodze ir induktīva, sinusoidālais vilnis tiek ne tikai sagriezts gabalos, bet arī ļoti izkropļots.
Ir traucējumi, un tas ir jāņem vērā - kontrolieru un citu vājstrāvas ierīču darbības traucējumi ir iespējami. Lai samazinātu šo ietekmi, ķēdes ir jānovieto un jāaizsargā, ieejā jāuzstāda droseles utt.
Fotoattēls tika uzņemts pāris sekundes pirms iekšējā kontaktora (apvedceļa) ieslēgšanas, kas motoram piegādāja pilnu spriegumu.
Lietas fotoattēls
Vēl viens neliels bonuss - dažas fotogrāfijas ar ABB PSR-25-600 mīkstā startera izskatu.
ABB PSR-25-600 – skats no apakšas
Opcija – savienotājs un stiprinājumi dzesēšanas ventilatora pieslēgšanai lielas slodzes gadījumā
ABB PSR-25-600 – jaudas ievades spailes un jaudas un vadības spailes.
Pagaidām tas arī viss, laipni gaidīti jautājumi un kritika komentāros par elektromotoru mīksto iedarbināšanu!
Priecīgus maija svētkus!
Kā panākt optimālu enerģijas ietaupījumu hidrauliskajās sistēmās ar centrbēdzes sūkņiem? Šis jautājums mūsdienās arvien biežāk rodas speciālistu un uzņēmumu vadītāju vidū. Tātad, kuras ierīces var saīsināt atmaksāšanās periodu un palielināt energoefektivitāti - mīkstie starteri, mainīgas frekvences piedziņas vai paralēlas sūkņa vadības izmantošana? Raksta autori piedāvā rūpīgi veiktu dažādu tehnisko risinājumu analīzi, kas ilustrēta ar realizācijas piemēriem ražošanā, diagrammām un tabulām.
ABB LLC, Maskava
Energoefektivitātes nodrošināšana ir viens no aktuālākajiem un vienlaikus sarežģītākajiem uzdevumiem šobrīd. Enerģijas patēriņa izmaksu samazināšana ir viena no metodēm ražošanas rentabilitātes paaugstināšanai un ražošanas līniju efektīvai darbībai. Vispārēja rūpnīcu analīze plašā pielietojuma klāstā liecina, ka izmaksas, kas saistītas ar iekārtu iegādi un ražošanas dīkstāvi, ko izraisa jaunu iekārtu apkope un nodošana ekspluatācijā, var daļēji kompensēt, ietaupot enerģijas patēriņu.
Energoefektīvas tehnoloģijas ir viena no ABB prioritātēm. Mūsdienīgākās metodes un izstrādnes visefektīvākās darbības nodrošināšanai tiek izmantotas modernajās ABB iekārtās - frekvences pārveidotājos un mīkstajos starteros*, kas tiek plaši izmantoti sūkņu agregātu piedziņas mehānismu vadīšanai un var būtiski samazināt enerģijas patēriņu ūdens attīrīšanā un notekūdeņu attīrīšanā. labierīcības.
Bieži izmantotā mehāniskā metode sūkņa plūsmas regulēšanai jeb droseles metode ir ārkārtīgi neefektīva enerģijas taupīšanas ziņā. Tas liek uzdot jautājumu: kurš no diviem tehniskajiem risinājumiem ir ekonomiskākais enerģijas patēriņa samazināšanas paņēmiens – mainīgas frekvences piedziņas vai cikliskā vadība (1. att.)? Būtībā tās hidrauliskās sistēmas raksturlielumi, kurā tiek izmantots centrbēdzes sūknis, ir noteicošais faktors, izvēloties vienu vadības metodi, nevis otru.
Rīsi. 1. Sistēmas plūsmas regulēšana, izmantojot droseles, ciklisko un frekvences vadību
Notekūdeņu rūpniecībā centrbēdzes sūkņus parasti ieslēdz/izslēdz procesa vadības sistēmas vadībā. Atlikušo ūdeni (tas ir, ūdeni, kas nāk no dzīvojamām vai komerciālām ēkām) parasti savāc septiskajās tvertnēs vai notekūdeņu tvertnēs, līdz tas tiek sūknēts uz pašvaldību ūdens attīrīšanas iekārtām. Ņemot vērā zināmu biežumu, mīksto starteru izmantošana ievērojami samazina sūkņa aizsērēšanas risku ar ūdenī esošajiem atkritumiem.
Cikliskā vadība ir interesanta alternatīva mainīgas frekvences piedziņām, neskatoties uz plūsmas kontroles elastības zudumu. Citiem vārdiem sakot, mīkstais starteris tiek uzskatīts par piemērotu un konkurētspējīgu tehnoloģiju, lai aizsargātu asinhrono motoru no elektriskās pārslodzes, mehāniska trieciena un vibrācijas palaišanas laikā, kā arī no ūdens āmura cauruļvadu sistēmā, kas rodas, sūknim apstājoties. Turklāt elektromotors tiek darbināts tā optimālajā darbības punktā un tiek izslēgts uz atlikušo laiku.
Nākamajās sadaļās ir sniegta divu centrbēdzes sūkņu (90 kW un 350 kW) mainīgas frekvences vadības un cikliskās vadības risinājumu enerģijas ietaupījuma un ROI analīze.
Tipiska sūknēšanas sistēma
Projektējot sūknēšanas sistēmu, galvenais nosacījums ir nodrošināt nepieciešamo plūsmas ātrumu Qop [m3/h]. Ideālā sistēmā izvēlētajam sūknim ir raksturlielums Qbep [m3/h], kas atbilst raksturlielumam Qop [m3/h]. Praksē parasti tiek izvēlēts lielāks sūknis (2. att.). Rezultātā sūknis darbojas ar samazinātu hidraulisko efektivitāti lielākajā daļā veiktspējas diapazona. Iepriekš minētais ir parādīts attēlā. 3 diviem Aurora centrbēdzes sūkņiem ar nominālo jaudu 90 kW un 350 kW.
1. tabula. Divu sūkņu parametru salīdzinošās īpašības
Rīsi. 2. Sūkņa izvēle rūpnieciskai iekārtai
Rīsi. 3. Hidrauliskās efektivitātes samazināšanās 90 kW un 350 kW sūkņos sakarā ar sistēmas komponentu parametru izmaiņām par 15%
Lai analizētu enerģijas taupīšanas iespējas šajos sūkņos, tika ņemtas vērā trīs dažādas hidrauliskās sistēmas: ar spiediena pārsvaru, lai pārvarētu berzi, tas ir, statiskā spiediena Hst [m] attiecību (?) pret maksimālo hidraulisko augstumu Hmax [ m] ir 5%; ar statiskā spiediena pārsvaru (? ir 50%); ar kombinēto spiedienu (? ir 25%) (4. att.).
Rīsi. 4. Hidrauliskās sistēmas izvēlētas, lai analizētu iespējamos enerģijas ietaupījumus
Frekvences pārveidotāja, mīkstā startera un motora veiktspējas raksturlielumi
Frekvences pārveidotājiem ir augsta efektivitāte (ηconv), kas dabiski samazinās, kad izejas jauda samazinās attiecībā pret nominālo vērtību. Kad mīkstais starteris darbojas līdzsvara stāvoklī, tas ir, kad ir aktivizēts apvedceļš, mīksto starteru efektivitāte ir gandrīz 100%. Jāņem vērā, ka mīksto starteru efektivitāte manāmi samazinās, palielinoties iedarbināšanas reižu skaitam stundā un samazinoties darbības laika intervāliem, kas ir saistīts ar papildu džoula zudumiem, iedarbinot un apturot elektromotoru, kā arī darbību. tiristoru (5. att.).
Rīsi. 5. Mīkstā startera un frekvences pārveidotāja elektriskās efektivitātes izmaiņas (%) ar sūknēšanas slodzi
Nesen pieņemtie stingrāki standarti (IE klases) garantē paaugstinātu elektromotora efektivitāti – strādājot zem slodzes (6. un 7. att.). Elektromotora efektivitāti (stingri atkarībā no klases) ietekmē vai nu frekvences pārveidotāja, vai mīksta startera izmantošana: efektivitāte samazinās, ja to darbina ātrgaitas izejas pārveidotājs, jo strāvā ir harmoniski traucējumi un spriegums, bet nemainās, ja darbina mīkstais starteris pēc pārejas procesa paātrinājuma beigām, jo ierīces izejā ir sinusoidālā sprieguma viļņu forma.
Rīsi. 6. Elektromotora energoefektivitātes klases ietekme uz sūkņa efektivitāti
Rīsi. 7. Elektromotora efektivitātes maiņa ar hidraulisko slodzi
Sistēmas komponentu raksturlielumu, elektromotora energoefektivitātes klases un harmonisko zudumu izmaiņu ietekme reālā sistēmā ir dota tabulā. 2.
2. tabula. Lielāka sistēmas izmēra, motora klases un harmonisko zudumu ietekme
elektroenerģijas patēriņam (Pn =90 kW – pārslēgšanas frekvence 4 kHz)
Enerģijas taupīšana
Enerģijas ietaupījums, kas panākts, izmantojot frekvenci un ciklisko vadību 90 kW un 350 kW sūknēšanas sistēmās, ir parādīts attēlā. 8 un 9. Sistēmās, kurās dominē spiediens, lai pārvarētu berzi (? = 5%), frekvences regulēšana nodrošina lielāku enerģijas ietaupījumu gandrīz visā darbības diapazonā (no 7 līdz 98%) abām sūknēšanas sistēmām. 90 kW sūkņa gadījumā un sistēmā ar dominējošo statisko augstumu (? = 50%) cikliskā vadība ir labāks tehniskais risinājums, salīdzinot ar frekvences pārveidotāja izmantošanu visos darbības punktos. Frekvences pārveidotājs nodrošina nedaudz lielāku enerģijas ietaupījumu 350 kW sūknim, taču tikai diapazonā no 75 līdz 92% no sūkņa jaudas. Apsverot kombinēto hidraulisko sistēmu (? = 25%), VFD vadība ļauj ietaupīt tikai lielāku enerģijas ietaupījumu sūkņiem ar jaudu virs 28% (90 kW sistēmai) un 24% (350 kW sistēmai). Faktiski lielākais enerģijas ietaupījums, izmantojot frekvences regulēšanu, tiek novērots sūkņa jaudas diapazonā no 15 līdz 20%.
Rīsi. 8.
sūknim 90 kW
Rīsi. 9. Enerģijas ietaupījums [%] ar frekvenci un ciklisku vadību
sūknim 350 kW
Atšķirībā no frekvences pārveidotājiem, kuros nominālās darbības laikā rodas pusvadītāju komponentu zudumi, mīkstie starteri šajā gadījumā darbojas caur apvada kontaktoru, tāpēc tiristori netiek iesaistīti (10. att.). Un līdz ar to nav nekādu papildu siltuma zudumu. Darbības un sistēmas raksturlielumi, kuriem ir vēlams izvēlēties vienu vai otru vadības metodi, lai regulētu sūkņa darbību, ir parādīti attēlā. vienpadsmit**.
Rīsi. 10. Optimāla efektivitāte 90 kW sūknim, to apvadot caur mīksto starteri
pie lielām slodzēm (90–100% no projektētās jaudas)
Rīsi. vienpadsmit. Atskaites punkts, kurā ietaupījumi, izmantojot ciklisko vadību, kļūst lielāki, ir
nekā izmantojot mainīgas frekvences piedziņas risinājumu
Ienākumi no ieguldījumiem
Viens no klientiem svarīgākajiem faktoriem ir investīciju atdeves aprēķināšana, kas ietver papildu izmaksas iekārtu dīkstāves dēļ mīkstā startera uzstādīšanas un nodošanas ekspluatācijā laikā.
Frekvences pārveidotāja izmaksas ir trīs reizes augstākas nekā mīkstā startera izmaksas sūkņiem ar nominālo jaudu līdz 25 kW un sūkņiem ar jaudu 350 kW - piecas reizes. Kopējās sākotnējās investīcijas frekvences regulēšanai vai cikliskajai kontrolei tiek aprēķinātas kā frekvences pārveidotāja vai mīkstā startera izmaksu summa, kurai pieskaitīta dīkstāves izmaksu procentuālā daļa attiecībā pret izmaksām, kas iztērētas visā procesa līnijas dzīves ciklā.
Frekvences pārveidotājiem un mīkstajiem starteriem šī daļa ir 7,5%.
Atsevišķu komponentu izmaksas var atšķirties vairāku iemeslu dēļ. Pirmkārt, jāatzīmē, ka zemsprieguma frekvences pārveidotāji biežāk tiek izmantoti nepārtrauktā elektromotora darbībā, nevis start/stop režīmā un nodrošina precīzāku vadību. Taču frekvences pārveidotājos izmantotajiem izolēto vārtu bipolārajiem tranzistoriem (IGBT) ir nepieciešams uzturēt noteiktu temperatūras režīmu un dzesēšanu, kas padara tos par diezgan dārgiem elementiem un attiecīgi sadārdzina frekvences pārveidotājus, salīdzinot ar tādas pašas nominālās jaudas mīkstajiem starteriem. Mīkstajos starteros pusvadītāju jaudas elementi - tiristori - darbojas tikai starta un apturēšanas režīmos ar vidējo katra režīma laiku aptuveni 15 sekundes. Ir vērts atzīmēt, ka lētiem un uzticamiem tiristoriem nav nepieciešama pastāvīga piespiedu dzesēšana.
Frekvences pārveidotāju un cikliskās plūsmas kontroles atmaksāšanās periods ir parādīts attēlā. 12 un 13 elektromotoriem 90 kW un 350 kW trim hidrauliskajām sistēmām: ? = 5%, 25% un 50%.
Rīsi. 12. Atmaksāšanās periods risinājumiem ar frekvenci un ciklisku vadību (mīkstais starteris)
sūknim 90 kW
Rīsi. 13. Atmaksāšanās periods risinājumiem ar frekvenci un ciklisku vadību (mīkstais starteris)
sūknim 350 kW
Paralēlā sūkņa vadības risinājumi
Daudzās hidrauliskajās sistēmās optimālu enerģijas ietaupījumu ar labu ieguldījumu atdevi var panākt, izmantojot paralēlo sūkņa vadības sistēmu***, kas izmanto gan mainīga ātruma piedziņas, gan mīkstos starteri.
Rīsi. 14. Risinājums sistēmai ar četriem paralēliem sūkņiem
(hidrauliskā sistēma ar pārsvaru spiedienu, lai pārvarētu berzi)
3. tabula. Vadības shēma sistēmai ar četriem paralēliem sūkņiem
Hidrauliskajās sistēmās ar spiediena pārsvaru berzes pārvarēšanai (? = 5%) un ar četriem paralēliem sūkņiem - katrs sūknis ar nominālo jaudu 350 kW (2500 m3/h) - optimāli ir izmantot divus frekvences pārveidotājus un divus mīkstos. starteri (14. att.). Konstrukcijā, kas nodrošina vislabāko risinājumu rentabilitātei un vadības elastībai, divus sūkņus, 1. un 2., kontrolē mīkstie starteri, bet 3. un 4. sūkņus kontrolē frekvences pārveidotāji (sk. 3. tabulu). Sūkņi ar mīksto starteri darbojas ar maksimālu veiktspēju. Palielinot frekvences pārveidotāju vadīto sūkņu griešanās ātrumu līdz nominālajam ātrumam, var nodrošināt maksimālu sistēmas veiktspēju. Jauktajā hidrauliskajā sistēmā (statiskā spiediena/berzes dominējošā hidrauliskā sistēma) (? = 25%) dizains, kas nodrošina optimālu risinājumu ieguldījumu atdeves un vadības elastības ziņā, ir trīs sūkņi, no kuriem pirmie divi ir vadāmi mīkstie starteri. , bet trešais sūknis - frekvences pārveidotājs (skat. 15. att. un 5. tabulu).
Rīsi. 15. Risinājums sistēmai ar trīs paralēliem sūkņiem
(hidrauliskā sistēma ar statisku spiedienu/dominējošo spiedienu, lai pārvarētu berzi)
4. tabula. Plūsmas vadības shēma sistēmai ar trim paralēliem sūkņiem
(kombinētā hidrauliskā sistēma)
Abām sistēmām sākotnējās investīcijas mīksto starteru un frekvences pārveidotāju iegādē mazāk nekā 1,5 gada laikā transformējas ekonomiskajā peļņā, ja regulētā plūsma ir mazāka par 80% no kopējā veiktspējas (16. att.).
5. tabula. Iespējas
Rīsi. 16. Paredzamais atmaksāšanās laiks divām instalācijām,
ar paralēlu sūkņu vadību no frekvences pārveidotājiem un mīkstajiem starteriem
Labākais lēmums?
Frekvences un cikliskās plūsmas kontroles sistēmu efektivitātes analīze tika veikta diviem centrbēdzes sūkņiem (90 kW un 350 kW) ar motoriem līdz 1000 V. Iegūtie rezultāti liecina, ka vadība ar frekvences regulēšanu ir labākais risinājums hidrauliskajās sistēmās ar spiediena pārsvars, lai pārvarētu berzes zudumus (šķidruma transportēšana bez augstuma starpības, ja tiek izmantoti cirkulācijas sūkņi). Sistēmās, kurās dominē statiskais spiediens, ieteicams izmantot ciklisku kontroli. Nestabilitātes un bojājumu riska dēļ ir jāizvairās no frekvences pārveidotājiem lietojumos ar plakanu sūkni un slodzes raksturlielumiem.
Mīkstās palaišanas iekārtas ir perspektīvākais tehniskais risinājums ūdens attīrīšanas un notekūdeņu attīrīšanas iekārtām, kurās nepieciešams ieslēgt/izslēgt sūkni, lai izsūknētu šķidrumu no kolektoriem un pēc tam notekūdeņus pārvietotu uz attīrīšanas iekārtām. Mīkstie starteri ir ļoti uzticami, un tiem ir iebūvētas funkcijas, kas novērš ūdens āmuru gan iedarbinot, gan apturot sistēmu. Tomēr maksimālu enerģijas ietaupījumu un minimālu atmaksāšanās periodu plašam hidraulisko sistēmu klāstam var panākt, izmantojot paralēlas sūkņu vadības ķēdes, kurās tiek izmantota frekvences pārveidotāju un mīksto starteru kombinācija. Pamatojoties uz automatizācijas zināšanām un plašu zemsprieguma automatizācijas iekārtu klāstu, ABB piedāvā citus risinājumus efektīvai enerģijas izmantošanai plašā lietojumu klāstā.
______________________________________
* Mīkstie starteri regulē elektromotoram pievadītā sprieguma līmeni, tādējādi nodrošinot vienmērīgu piedziņas iedarbināšanu un apturēšanu.
** Pārvēršot enerģijas ietaupījumu procentos (fiksētam ātrumam un droselei) izmaksu efektivitātē, tiek pieņemts, ka sūknis strādās 8760 stundas gadā (330 x 24) par 0,065 USD par kWh elektroenerģijas.
*** Optimālai plūsmas kontrolei paralēlās ķēdes darbina vienu sūkni, līdz tiek sasniegta maksimālā plūsma, pēc tam hidrauliskā slodze tiek sadalīta starp diviem vienlaicīgi strādājošiem sūkņiem. Kad tiek sasniegts otrais iestatītais punkts, tiek aktivizēti trīs sūkņi utt.
Literatūra
1. ITT Industries (2007). ITT vieta ūdens ciklā: viss, izņemot caurules.
2. Aurora Pump (Pentair Pump Group) 1994. gada jūnijs, Amerikas Savienotās Valstis.
3. IEC 60034-31:2009. Rotējošas elektriskās mašīnas. 31. daļa: Rokasgrāmata energoefektīvu motoru izvēlei un lietošanai, tostarp mainīga ātruma lietojumiem.
4. Brunner, C. U. (2009. gada 4.–5. februāris). Efektivitātes klases: Elektromotori un sistēmas. Motoru energoefektivitātes standartu pasākums Sidnejā (Austrālija). www.motorsystems.org.
5. Enerģētikas departaments (DOE). Enerģētikas starptautiskā aģentūra (EIA) (2009. gada jūnijs). Vidējā elektroenerģijas mazumtirdzniecības cena gala patērētājiem.
6. Sagarduy, J. (2010. gada janvāris). Samazināta sprieguma palaišanas metožu ekonomiskais novērtējums. SECRC/PT-RM10/017.
7. Hidrauliskais institūts (2008. gada augusts). Sūkņi un sistēmas, Izpratne par sūkņu sistēmas pamatiem energoefektivitātei. Īpašuma izmaksu aprēķināšana.
8. ITT Flygt (2006). Circulationspumpar med vet motor för värmesystem i kommersiella byggnader.
9. Vogelesang, H. (2009. gada aprīlis). Energoefektivitāte. Divas pieejas jaudas kontrolei. Žurnāls World Pumps.
Kurš gan vēlas sasprindzināties, tērēt savu naudu un laiku jau nevainojami strādājošo ierīču un mehānismu pāraprīkošanai? Kā liecina prakse, daudzi to dara. Lai arī ne katrs dzīvē sastopas ar industriālām iekārtām, kas aprīkotas ar jaudīgiem elektromotoriem, ikdienā ar, lai arī ne tik rijīgiem un jaudīgiem, elektromotoriem sastopas nemitīgi. Nu, visi droši vien izmantoja liftu.
Elektromotori un slodzes - problēma?
Iespējams, visnozīmīgākā slodze, kas tiek uzlikta dzinējam iedarbināšanas brīdī, ir daudzkārtēja, kaut arī īslaicīga, vienības nominālās darba strāvas pārsniegšana. Jau pēc dažām darbības sekundēm, kad elektromotors sasniegs savu normālo apgriezienu skaitu, arī tā patērētā strāva atgriezīsies normālā līmenī. Lai nodrošinātu nepieciešamo strāvas padevi jāpalielina elektroiekārtu un vadošo līniju jauda, kas noved pie to sadārdzinājuma.
Iedarbinot jaudīgu elektromotoru, tā lielā patēriņa dēļ “krītas” barošanas spriegums, kas var izraisīt no tās pašas līnijas darbināmu iekārtu atteices vai atteices. Turklāt tiek samazināts barošanas iekārtu kalpošanas laiks.
Ja rodas ārkārtas situācijas, kas izraisa dzinēja izdegšanu vai nopietnu pārkaršanu, transformatora tērauda īpašības var mainīties tik daudz, ka pēc remonta dzinējs zaudēs līdz pat trīsdesmit procentiem savas jaudas. Šādos apstākļos tas vairs nav piemērots turpmākai lietošanai un ir jānomaina, kas arī nav lēts.
Kāpēc jums ir nepieciešams mīksts starts?
Šķiet, ka viss ir pareizi, un aprīkojums tam ir paredzēts. Bet vienmēr ir "bet". Mūsu gadījumā ir vairāki no tiem:
- elektromotora iedarbināšanas brīdī barošanas strāva var pārsniegt nominālo četrarpus līdz piecas reizes, kas izraisa ievērojamu tinumu sildīšanu, un tas nav ļoti labi;
- dzinēja iedarbināšana ar tiešu pārslēgšanu izraisa grūdienus, kas galvenokārt ietekmē to pašu tinumu blīvumu, palielinot vadītāju berzi darbības laikā, paātrina to izolācijas iznīcināšanu un laika gaitā var izraisīt īssavienojumu;
- iepriekš minētie grūdieni un vibrācijas tiek pārnestas uz visu piedziņas bloku. Tas jau ir galīgi neveselīgi, jo var sabojāt tā kustīgās daļas: pārnesumu sistēmas, piedziņas siksnas, konveijera lentes vai vienkārši iedomājieties sevi braucam raustošā liftā. Sūkņu un ventilatoru gadījumā tas ir turbīnu un lāpstiņu deformācijas un iznīcināšanas risks;
- Tāpat nevajadzētu aizmirst par produktiem, kas var būt uz ražošanas līnijas. Šādas grūdiena dēļ tie var nokrist, sabrukt vai salūzt;
- Nu, un, iespējams, pēdējais punkts, kas ir pelnījis uzmanību, ir šādas iekārtas ekspluatācijas izmaksas. Runa ir ne tikai par dārgiem remontdarbiem, kas saistīti ar biežām kritiskām slodzēm, bet arī par ievērojamu daudzumu neefektīvi iztērētas elektroenerģijas.
Šķiet, ka visas iepriekš minētās darbības grūtības ir raksturīgas tikai jaudīgām un apjomīgām rūpnieciskām iekārtām, tomēr tas tā nav. Tas viss var kļūt par galvassāpēm jebkuram vidusmēra cilvēkam. Tas galvenokārt attiecas uz elektroinstrumentiem.
Tādu vienību kā finierzāģu, urbju, slīpmašīnu un tamlīdzīgu ierīču īpašai izmantošanai ir nepieciešami vairāki iedarbināšanas un apturēšanas cikli salīdzinoši īsā laika periodā. Šis darbības režīms ietekmē to izturību un enerģijas patēriņu tādā pašā mērā kā to rūpnieciskie kolēģi. Ar visu to neaizmirstiet, ka mīkstās palaišanas sistēmas nevar regulēt dzinēja apgriezienus vai mainīt to virzienu. Nav arī iespējams palielināt palaišanas griezes momentu vai samazināt strāvu zem tā, kas nepieciešama, lai sāktu griezt motora rotoru.
Video: mīksta palaišana, komutatora regulēšana un aizsardzība. dzinējs
Iespējas mīkstās palaišanas sistēmām elektromotoriem
Zvaigžņu-delta sistēma
Viena no visplašāk izmantotajām industriālo asinhrono motoru palaišanas sistēmām. Tās galvenā priekšrocība ir vienkāršība. Dzinējs tiek iedarbināts, kad tiek pārslēgti zvaigžņu sistēmas tinumi, pēc tam, sasniedzot normālu ātrumu, tas automātiski pārslēdzas uz trīsstūra pārslēgšanu. Šī ir sākuma iespēja ļauj sasniegt gandrīz par trešdaļu zemāku strāvu nekā tieši iedarbinot elektromotoru.
Tomēr šī metode nav piemērota mehānismiem ar zemu rotācijas inerci. Tajos ietilpst, piemēram, ventilatori un mazi sūkņi to turbīnu mazā izmēra un svara dēļ. Pārejas brīdī no “zvaigznes” uz “trijstūra” konfigurāciju tie strauji samazinās ātrumu vai apstāsies pavisam. Rezultātā pēc pārslēgšanas elektromotors būtībā ieslēdzas no jauna. Tas nozīmē, ka galu galā jūs ne tikai nepanāksiet ietaupījumus dzinēja kalpošanas laikā, bet arī, visticamāk, nonāksit pie pārmērīga enerģijas patēriņa.
Video: trīsfāzu asinhronā elektromotora savienošana ar zvaigzni vai trīsstūri
Elektroniskā motora mīkstās palaišanas sistēma
Vienmērīgu dzinēja iedarbināšanu var veikt, izmantojot triacs, kas savienotas ar vadības ķēdi. Šādam savienojumam ir trīs shēmas: vienfāzes, divfāžu un trīsfāžu. Katrs no tiem atšķiras attiecīgi ar savu funkcionalitāti un galīgajām izmaksām.
Ar šādām shēmām parasti ir iespējams samazināt starta strāvu līdz diviem vai trim nomināliem. Turklāt ir iespējams samazināt iepriekšminētajai zvaigznes-delta sistēmai raksturīgo ievērojamo sildīšanu, kas palīdz palielināt elektromotoru kalpošanas laiku. Sakarā ar to, ka dzinēja iedarbināšanu kontrolē, samazinot spriegumu, rotors paātrinās vienmērīgi un ne pēkšņi, kā tas ir citās ķēdēs.
Kopumā dzinēja mīkstās palaišanas sistēmām ir piešķirti vairāki galvenie uzdevumi:
- galvenais ir samazināt starta strāvu līdz trīs līdz četriem nominālajiem;
- samazināt motora barošanas spriegumu, ja ir pieejama atbilstoša jauda un vadi;
- palaišanas un bremzēšanas parametru uzlabošana;
- avārijas tīkla aizsardzība pret strāvas pārslodzēm.
Vienfāzes palaišanas ķēde
Šī shēma ir paredzēta elektromotoru iedarbināšanai ar jaudu, kas nepārsniedz vienpadsmit kilovatus. Šo iespēju izmanto, ja ir nepieciešams mīkstināt triecienu palaišanas laikā, bet bremzēšanai, mīkstajai palaišanai un starta strāvas samazināšanai nav nozīmes. Galvenokārt tāpēc, ka nav iespējams organizēt pēdējo šādā shēmā. Bet pusvadītāju, tostarp triaku, lētākas ražošanas dēļ tie ir pārtraukti un tiek reti redzēti;
Divfāžu palaišanas ķēde
Šī shēma ir paredzēta motoru regulēšanai un iedarbināšanai ar jaudu līdz divsimt piecdesmit vatiem. Tādas mīkstās palaišanas sistēmas dažreiz aprīkots ar apvada kontaktoru lai samazinātu ierīces izmaksas, tomēr tas neatrisina fāzes padeves asimetrijas problēmu, kas var izraisīt pārkaršanu;
Trīsfāzu palaišanas ķēde
Šī shēma ir visuzticamākā un universālākā elektromotoru mīkstās palaišanas sistēma. Ar šādu ierīci kontrolēto motoru maksimālo jaudu ierobežo tikai izmantoto triaku maksimālā temperatūra un elektriskā izturība. Viņa daudzpusība ļauj īstenot daudzas funkcijas, piemēram: dinamiskā bremze, lidojuma pagriešana vai magnētiskā lauka balansēšana un strāvas ierobežošana.
Pēdējā no minētajām shēmām svarīgs elements ir apvada kontaktors, kas tika minēts iepriekš. Viņš ļauj nodrošināt pareizus elektromotora mīkstās palaišanas sistēmas termiskos apstākļus, pēc tam, kad dzinējs sasniedz normālu darba apgriezienu skaitu, novēršot tā pārkaršanu.
Mūsdienās esošās elektromotoru mīkstās palaišanas ierīces papildus iepriekš minētajām īpašībām ir paredzētas darbam kopā ar dažādiem kontrolieriem un automatizācijas sistēmām. Tos var aktivizēt ar operatora vai globālās vadības sistēmas komandu. Šādos apstākļos, ieslēdzot slodzes, var parādīties traucējumi, kas var izraisīt automatizācijas darbības traucējumus, un tāpēc ir vērts pievērst uzmanību aizsardzības sistēmām. Mīkstās palaišanas ķēžu izmantošana var ievērojami samazināt to ietekmi.
Mīkstais starts, ko dari pats
Lielākā daļa no iepriekš uzskaitītajām sistēmām faktiski nav piemērojamas iekšzemes apstākļos. Galvenokārt tāpēc, ka mājās ļoti reti izmantojam trīsfāzu asinhronos motorus. Bet vienfāzes kolektoru motoru ir vairāk nekā pietiekami.
Ir daudz shēmu vienmērīgai dzinēju iedarbināšanai. Konkrētā izvēle ir pilnībā atkarīga no jums, bet principā, ja ir zināmas zināšanas radiotehnikā, prasmīgas rokas un vēlme, tas ir diezgan jūs varat salikt pienācīgu mājās gatavotu starteri, kas pagarinās jūsu elektroinstrumentu un sadzīves tehnikas kalpošanas laiku uz daudziem gadiem.
Pielietojuma joma un funkcijas
Sadzīves sūkņu iedarbināšanai un apturēšanai plaši tiek izmantots EXTRA Aquacontrol mīkstais starteris UPP-2.2S 220 V. Ierīci izmanto saistībā ar vibrācijas un centrbēdzes elektriskajiem sūkņiem. Turklāt ierīce ir sevi pierādījusi darbā ar asinhroniem un kolektora elektromotoriem. Tas var vadīt arī apgaismes un apkures ierīces, ja netiek pārsniegta instrukcijā norādītā maksimālā jauda.
UPP-2.2S galvenā funkcija ir novērst hidrauliskos un mehāniskos triecienus, kas var rasties sūkņa palaišanas laikā. Ierīce arī novērš sūkņa bojājumus, ko izraisa strāvas pārspriegums.
Darbības princips
EXTRA Aquacontrol UPP-2.2S tiek vadīts, izmantojot signāla kabeli. Izstrādātāji ir aprīkojuši ierīci ar aizsardzību pret zemu un augstu spriegumu. Ja spriegums pārsniedz 252 V, sūknis tiks automātiski izslēgts. Kad spriegums stabilizējas līdz 245 V, sūknis atkal ieslēdzas. Kad tiek sasniegts zemākais spiediena slieksnis 160 V, arī sūknis tiks izslēgts. Tiklīdz spriegums paaugstinās virs 160 V, sūknis automātiski iedarbināsies. Mīkstās palaišanas ilgums ir atkarīgs no sūkņa veida: vibrācija – 2 sek; centrbēdzes – 3-7 sek.
Darbības prasības
EXTRA Aquacontrol ierīce jāuzstāda slēgtā telpā, kur nav mākslīgas klimata kontroles. Ražotājs aizliedz signāla kabeļa pievadīt spriegumu. UPP-2.2S nevar izmantot, lai kontrolētu sūkņu stacijas darbību bez hidrauliskā akumulatora. Atcerieties, ka sūkņa ieslēgšana un izslēgšana uz laiku, kas ir mazāks par 60 sekundēm, sabojās ierīci.
Ir stingri aizliegts darbināt ierīci, ja korpuss ir bojāts vai ar noņemtu vāku. Jūs nevarat pats salabot vai izjaukt UPP-2.2S. Ja tiek ievēroti visi instrukcijā izklāstītie noteikumi, EXTRA Aquacontrol UPP-2.2S kalpošanas laiks ir 5 gadi. Ierīces korpuss katru gadu jāpārbauda, vai korpusam nav bojājumu.
Akas sūknis, ņemot vērā nepieciešamību nodrošināt augstu veiktspēju ar diezgan maziem šķērseniskiem izmēriem, ir sarežģīta ierīce, kas darbojas diezgan skarbos apstākļos. Un, ja ņemam vērā, ka tā uzstādīšana (kā arī demontāža) ir diezgan darbietilpīgs darbs, tad urbuma sūkņa uzticamība kļūst ārkārtīgi svarīga. Viens no faktoriem, kam ir izšķiroša ietekme uz šīs iekārtas darbības laiku, ir ieslēgšanas strāvas. Sakarā ar to, ka elektromotora rotējošām daļām un pašam sūknim ir noteikta inerce, atšķirībā no strāvas (tas ir, strāvas vērtība gandrīz uzreiz var sasniegt ļoti augstas vērtības), ieslēdzot, rodas palaišanas strāvas, kas ir 4-10 reizes augstāki par novērtētajiem! Ko darīt, ja arī akas sūknis ieslēdzas bieži? Piemēram, neliela diafragmas akumulatora tilpuma vai nepareiza spiediena slēdža iestatījuma dēļ? Skaidrs, ka galu galā elektromotora tinuma izolācija neizturēs tik lielas termiskās slodzes un radīsies īssavienojums, kā rezultātā sūknis sabojāsies. Lai samazinātu palaišanas strāvas, tiek izmantotas dažādas mīkstās palaišanas sistēmas.
Mīkstās palaišanas veidi
Pašlaik aku sūkņiem galvenokārt tiek izmantotas divas mīkstās palaišanas sistēmas:
- 1.Vienmērīgs sākumsSS. Ar šo metodi, izmantojot elektroniku, elektromotoram tiek piegādāts vienmērīgi augošs spriegums (un līdz ar to vienmērīgi pieaugoša strāva). Sprieguma regulēšana tiek veikta ar fāzes vadību. Daudzas gan vietējo, gan ārvalstu zīmolu aku sūkņu vadības stacijas (paneļi) darbojas pēc šī principa: Cascade, Vysota, Grundfos, Pedrollo utt.
- 2. Mīkstais starts, izmantojot frekvences pārveidošanu.Šī metode ir vismodernākā iedarbināšanas strāvu samazināšanas ziņā. Frekvences pārveidošana ļauj uzturēt starta strāvu nominālajā līmenī. Galvenais vadības staciju (paneļu) trūkums ar mainīgas frekvences piedziņu ir to augstās izmaksas, kas ir salīdzināmas ar paša sūkņa izmaksām. Starp vietējiem modeļiem ir vērts izcelt STEP, SU-CHE, SUN. ASUN. Populārākie ārzemju modeļi ir itāļu zīmola ITALTECNICA SIRIO un SIRIO-ENTRY 230. Jāteic, ka SQ/SQE sērijas aku sūkņiem ir iebūvēta mīkstās palaišanas sistēma, kuras pamatā ir frekvences pārveidošana.
Mīkstas palaišanas priekšrocības
- Samazinātas palaišanas strāvas (mainīgas frekvences piedziņas gadījumā starta strāvas tiek samazinātas līdz nominālajai).
- Samazināta mehāniskā slodze uz urbuma sūkņa lāpstiņriteni un gultņiem.
- Ūdens āmura samazināšana vai pilnīga novēršana, kas rodas, kad sūknis ir ieslēgts. Ūdens āmurs negatīvi ietekmē ne tikai pašu sūkni, bet arī aku, radot papildu slodzi uz korpusa cauruļu savienojumiem un izraisot ātru filtru nodilumu. Rezultātā aka sāk slīpēt.
Pamatojoties uz frekvences kontrolētu mīkstās palaišanas sistēmu, ir iespējams kontrolēt sūkņa jaudu, mainot tā dzinēja griešanās ātrumu. Tas ir, vadības sistēma precīzi izvēlas elektromotora griešanās ātrumu un līdz ar to tā jaudu, atbilstoši šobrīd nepieciešamajai veiktspējai, uzturot nemainīgu spiedienu tīklā. Citiem vārdiem sakot, elektromotors patērē tieši tik daudz elektroenerģijas, kas nepieciešams, lai nodrošinātu nepieciešamo veiktspēju, nevis par džoulu vairāk. Šāda sistēma ir ieviesta Grundfos SQE sērijas aku sūkņos.
