1. Сетевой дроссель

Трехфазный сетевой дроссель используется для ограничения скорости нарастания стартового тока в цепи и взаимного влияния коммутационных преобразователей, запитываемых от одного и того же трансформатора. Процесс коммутации в цепях с сетевыми дросселями протекает плавно, коммутационные перенапряжения подавляются. Кроме того, ограничивается нежелательное влияние гармоник на сеть, испускаемых частотным преобразователем.

Рис. 1. Сетевой дроссель

Выбор сетевого дросселя осуществляется по номинальному току преобразователя и индуктивности.

2. Моторный дроссель

Моторные дроссели находят широкое применение в цепях преобразователей электроприводов переменного тока. Они обеспечивают непрерывность и сглаживание пульсаций тока двигателя, ограничение тока короткого замыкания в цепи нагрузки преобразователя, а также подавление коммутационных перенапряжений и компенсация емкости питающей линии.
Возможно исполнение дросселей с отводами, заканчивающимися клеммами под винт, кабельными клеммами либо токовыми шинами в зависимости от величины максимального тока.

Рис.2. Моторный дроссель

Выбор моторного дросселя осуществляется по выходному току преобразователя частоты и индуктивности.

3. Синус фильтр типа LC

Синус фильтр применяется с целью защиты изоляции электродвигателя, повышения срока службы и уменьшения уровня шума мотора, который работает от преобразователя частоты. Синус фильтр устанавливается на выходе преобразователя и изменяет форму выходного напряжения, сформированного посредством широтно-импульсной модуляции (ШИМ) на синусоидальную, устраняя высшие гармоники. Высшие гармоники создают дополнительные потери в кабельной линии и в двигателе. Использование синус фильтра позволяет применять неэкранированные моторные кабели значительной длины.

Рис. 3. Синус-фильтр

При выборе синус фильтра необходимо проконсультироваться с представителем производителя частотных преобразователей, которые Вы хотите приобрести.

Использование регулируемого электропривода переменного тока в компрессорном оборудовании

Компрессором называют энергетическую машину или устройство для повышения давления и перемещения газа. Обычно к компрессорам относят машины, обеспечивающие сжатие воздуха или газа до избыточного давления не ниже 0,015 МПа. Начальное давление газа может быть менее атмосферного, равным или более атмосферного.
Компрессорная установка — совокупность компрессора, привода и вспомогательного оборудования (газоохладителя, осушителя сжатого воздуха и т. д.).
На рис. 1 изображена компрессорная система

Рис. 1. Компрессорная система

Компрессорные машины разделяют на три класса:
1. вентиляторы — компрессоры, повышение давления и отношение давлений в которых не превышают соответственно 0,01 МПа и 1,1;
2. нагнетатели — машины с повышенным отношением давлений (до 1,3 и более) и без охлаждения среды в процессе работы;
3. компрессоры — машины, снабженные устройством для охлаждения среды при работе (отношение давлений более 3).

По принципу действия компрессоры бывают:

• поршневые (с возвратно-поступательным движением поршня);
• ротационные, винтовые (с вращательным движением роторов);
• спиральные (с плоскопараллельным движением спирального элемента).

Наибольшее распространение получили винтовые компрессоры. Винтовой компрессор - ротационный компрессор, в котором сжатие среды достигается с помощью двух сцепленных между собой роторов с винтовыми зубьями. Компрессор винтовой - один из наиболее эффективных способов получения сжатого воздуха на производстве. Также он обеспечивает надёжность и высокие рабочие характеристики компрессорного оборудования при низких эксплуатационных расходах.
На рис. 2 изображен винтовой компрессор.

Рис.2. Винтовой компрессор

Компрессор состоит из корпуса (цилиндра), ведущего и ведомого роторов с зубчато-винтовыми лопастями. В винтовом компрессоре винтовая пара засасывает воздух, вращаясь в масляном слое, что обеспечивает низкий коэффициент трения, дополнительное масляное уплотнение, гарантирующее герметичность системы, а также эффективный теплоотвод от рабочей зоны.
Винтовые воздушные компрессоры с постоянной производительностью предназначены для непрерывной работы при максимальной загрузке. На предприятиях потребность в сжатом воздухе может значительно меняться. Таким образом, воздушные компрессора с постоянной производительностью работают в режиме загрузка-разгрузка достаточно много времени, что приводит к излишнему потреблению электроэнергии.
Винтовые компрессоры с преобразователем частоты позволяют сократить потребление электроэнергии. Большинство производственных процессов в различные часы и дни недели могут существенно изменять свои потребности в сжатом воздухе. Компрессоры с постоянной производительностью не могут точно реагировать на колебания в потреблении сжатого воздуха.
На рис. 3 показана система с преобразователем частоты.

Рис.3. Компрессор с частотным преобразователем

Частотный преобразователь в винтовых компрессорах изменяет скорость вращения двигателя, чтобы четко следовать за потребностью в сжатом воздухе, таким образом экономя энергию и сокращая срок окупаемости компрессора до одного - двух лет, в зависимости от тарифов на электроэнергию и потребления воздуха. Сокращение потребления энергии приводит к экономии средств, вложенных в компрессорное оборудование.
Использование устройств плавного пуска в компрессорах продлевает срок службы двигателя, винтовой пары и избавляет от скачков напряжения в заводской сети при запуске компрессора. Кроме того, система плавного пуска позволяет запускаться двигателю неограниченное количество раз (в сутки) и в эти периоды времени дополнительно сберегается электроэнергия.

Основные преимущества использования регулируемого электропривода переменного тока:

• Экономия энергии;
• Эффективная производительность даже при больших колебаниях потребления;
• Постоянное давление (возможность регулировки от 6 до 13 бар);
• Широкий рабочий диапазон;
• Плавный пуск;
• Неограниченное количество пусков (в сутки);
• Предотвращение скачков напряжения.

Применение частотно-регулируемого электропривода для автоматизации насосных станций

Насосная станция - это электрогидравлический технический комплекс сооружений и оборудования, в котором осуществляется преобразование электрической энергии в механическую энергию потока жидкости и управление этим процессом преобразования.

Насосные станции находят широкое применение в жилищно-коммунальном хозяйстве и промышленности. Они характеризуются большим разнообразием функций, схем соединения насосов при совместной работе, регулируемых параметров и другими показателями.

Основным назначением насосных станций является обеспечение:

• эксплуатации при непрерывно изменяющихся объемах, режимах потребления жидкости и изменяющемся составе потребителей;
• требуемого графика подачи жидкости для нормальных и аварийных условий;
• требуемой надежности, то есть степени бесперебойной работы;
• удобства эксплуатации в результате применения автоматики.

Одним из основных элементов насосных станций стал в настоящее время частотно-регулируемый электропривод. Он позволяет плавно регулировать частоту вращения электродвигателя насоса и поддерживать давление в гидросистеме при разных расходах перекачиваемой жидкости. При малых расходах жидкости двигатель насоса вращается с малой скоростью, необходимой только для поддержания номинального давления. При увеличении расхода жидкости преобразователь увеличивает частоту вращения, повышая производительность насоса при сохранении заданного давления.

На рис. 1 показана функциональная схема регулирования асинхронного двигателя насоса с использованием преобразователя частоты VFD-F фирмы Delta Electronics.

Рис. 1. Схема управления насосом

На входы преобразователя подаются сигнал задания давления и сигнал с датчика давления, являющегося сигналом обратной связи. Отклонение между реальным и заданным значениями давления преобразуется с помощью ПИД-регулятора в сигнал задания частоты вращения двигателя. Под воздействием сигнала задания преобразователь стремится привести разность между заданным и реальным значением к нулю. Таким образом поддерживается заданное давление вне зависимости от расхода.

Благодаря тому, что современный частотный преобразователь имеет функции ПИД-регулятора, программируемого логического контроллера, для решения задачи управления насосом необходим только датчик давления. Остальные средства автоматики служат для сбора информации и в качестве человеко-машинного интерфейса.

Литература.

1. Белов М.П. Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов.