Частотное регулирование позволяет изменять производительность компрессора в диапазоне от 25 до 100% от номинальной. Подстройка производительности под потребление сжатого воздуха производится путем плавного регулирования скорости вращения ротора приводного электродвигателя, что, в свою очередь, означает и изменение скорости вращения роторов винтовой пары.

Частотный преобразователь обеспечивает плавный запуск и остановку двигателя. Даже при включении, стартовые токи не превышают номинальных, что может иметь особо важное значение в случае значительной мощности электродвигателя.

Если потребление падает ниже 25% от номинальной производительности компрессора, дальнейшее ее снижение экономически неэффективно. В этом случае, компрессор переходит в фазу холостого хода или выключается (в зависисмости от пользовательских настроек). Однако, благодаря изменяемой производительности, переключения на холостой ход и остановки компрессора, в большинстве случаев использования частотных преобразователей, или исключаются совсем, или сводятся до абсолютного минимума. Таким образом, с частотным преобразователем компрессор работает в непрерывном режиме, но наиболее экономичном и щадящем изо всех возможных.

Из-за потерь, имеющих место в электрочасти частотно-регулируемого компрессора, потребление им мощности при максимальной производительности примерно 3-5% выше, чем у обычного компрессора. Однако, в то же время, когда частотный компрессор плавно изменяет производительность, преобразователь частоты пропорционально меняет потребляемую мощность.

В предидущей главе мы упомянули некоторые различия, а скорее, недостатки, пропорциональных регуляторов. Однако, различия эти имеют несколько разное значение при разной загруженности компрессора.

При небольшой и средней степени загруженности компрессора, недостатки пропорциональных регуляторов проявляются в полной мере.

В то же время, когда потребление сжатого воздуха достигает 90-100% от номинальной производительности компрессора, пропорциональный регулятор справляется с изменением ее в несколько более экономичной манере, чем частотный преобразователь.

Таким образом, если предвидится, что флуктуации потребления не будут больше, чем примерно 10% от номинальной производительности, использование пропорционального регулирования более предпочтительно. В других случаях, более эффективным является использование частотного преобразователя.

Благодаря возможности плавного регулирования производительности в широком диапазоне, частотное регулирование является оптимальным способом реализации режима частичной нагрузки в случаях сильных флуктуаций потребления сжатого воздуха, как для одиночных компрессоров, так и для компрессоров пиковой нагрузки в составе мультикомпрессорных систем.

Потенциальная экономия, достигаемая с помощью частотного регулирования, чрезвычайно велика. Экономия может быть достигнута за счет, во-первых, соответствия потребляемой мощности фактическому расходу сжатого воздуха, во-вторых, исключения фаз холостого хода, в-третьих, исключения избыточного сжатия.

+ Широкий диапазон регулирования
+ Большая эффективность при сильных колебаниях потребления
+ Высокая скорость реакции
+ Плавный запуск
— Несколько меньшая, по сравнению с пропорциональными регуляторами, эффективность при небольших колебаниях производительности

Видео:Преобразователь частоты для асинхронного электродвигателя. Что это такое, как он устроен.Скачать

Применение частотного привода в компрессорном оборудовании

Статья посвящена частотному приводу электродвигателей компрессоров и критериям их выбора.

На многих компрессорах мощность электродвигателей выбирается с учетом максимальной производительности оборудования, хотя время, соответствующее работе оборудования с максимальной производительностью, составляют, как правило, 15-20% общего времени его работы. Поэтому двигатели, работающие с постоянной частотой вращения, потребляют заметно (до 60%) больше электроэнергии, чем требуется для работы оборудования в оптимальном, учитывающем производительность, режиме работы.

Сейчас одним из самых перспективных путей оптимизации работы оборудования является переход на частотное регулирование скорости вращения приводных электродвигателей . Внедрение устройств частотного регулирования электродвигателей (в дальнейшем сокращенно ПЧ – привод частотный ) позволяет реализовать следующие преимущества:

• плавный (управляемый) пуск и останов двигателя, обеспечивающий щадящий режим эксплуатации как самого оборудования, так и коммутирующих элементов схемы электропитания, что способствует повышению в несколько раз ресурса их работы и снижению эксплуатационных затрат на ремонт;

• оперативное управление производительностью оборудования (компрессоров) в режиме непрерывной работы в зависимости от их загрузки, поддержание необходимого давления на выходе. При этом получается максимальный эффект энергосбережения (снижение расхода электроэнергии на 40-50%). Достигается этот эффект за счет резкой зависимости потребляемой электрической мощности от величины производительности оборудования. Например, при снижении производительности компрессора в два раза потребляемая электрическая мощность электродвигателя снижается в восемь раз.

Основными препятствиями, сдерживающими до недавнего времени широкое внедрение частотных приводов (ПЧ), были относительно высокая цена на ПЧ и отсутствие представителей фирм-изготовителей, обеспечивающих техническую поддержку при внедрении ПЧ, гарантийное и послегарантийное его обслуживание. В настоящее время в странах СНГ сформировалась сеть специализированных внедренческих фирм, занимающихся как продажей, так и техническим сопровождением продукции практически всех ведущих производителей ПЧ.

Читайте также: Клапан компрессора лачетти цвет

Что касается цены на ПЧ, то сложившаяся практика внедрения оборудования показывает, что наиболее приемлемый срок окупаемости инвестиций на приобретение ПЧ не должен превышать два года, что должно учитываться при решении вопроса экономической целесообразности внедрения ПЧ.

Основные технические характеристики ПЧ разных производителей достаточно близки по принципам построения силовой части преобразователей и элементной базе. Основные отличия оборудования, предлагаемого зарубежными фирмами, связаны с используемым интерфейсом пользователей, процедурами программирования, набором реализуемых функций управления и контроля. В силу этих особенностей, ценовой диапазон ПЧ одной и той же мощности имеет достаточно широкий разброс, что требует четкого знания особенностей применения ПЧ с целью исключения избыточного по функциональным возможностям (и цене) оборудования, как, например, у фирмы «Mitsubishi Electric».

Видео:Модуль №4. Частотное регулирование скорости асинхронного двигателяСкачать

Для обеспечения оптимального выбора оборудования необходимо предварительно обследовать объект внедрения частотного привода, так как важнейшим условием достижения максимальной эффективности внедрения частотного привода является правильная (оптимальная) настройка частотного привода, учитывающая следующие особенности:

• характер нагрузки приводного двигателя, способ его охлаждения, охлаждения и смазки компрессора;

• особенности программирования частотного привода, в том числе способность идентифицировать параметры двигателя (потребляемая мощность, обороты, и т. д.);

• выполнение внутренней диагностики исправности основных блоков частотного привода;

• адекватное реагирование на кратковременное отключение питания;

• отслеживание режимов остановки механизма при возникновении неисправностей;

• реализация возможности контроля и коммутации внешних силовых коммутирующих устройств.

По результатам анализа технических и ценовых показателей наиболее приемлемыми изделиями в настоящее время является продукция фирм «Danfoss» и «Schneider Electric», имеющих, к тому же, развитую сеть технического сопровождения продаваемой продукции.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

ЧАСТОТНЫЙ ПРИВОД: «ЗА» И «ПРОТИВ»

Развитие энергосберегающих технологий – одна из актуальнейших задач, стоящих сегодня перед отечественными промышленными предприятиями.

Видео:Устройство и принцип работы винтового компрессораСкачать

Если говорить о компрессорном оборудовании, то первым качественным шагом в решении вопросов энергосбережения стало широкое внедрение в производственные процессы винтовых компрессоров. Именно после их появления на рынке стал возможным переход к децентрализованной системе обеспечения сжатым воздухом. Компактные, малошумные, почти не требующие материальных затрат на монтаж, винтовые компрессоры практически полностью вытеснили поршневые в диапазоне производительности от 1 до 10 м 3 /мин. И на многих предприятиях, перешедших к децентрализованной системе обеспечения сжатым воздухом и использующих винтовые компрессоры, уже получен значительный экономический эффект.

Следующим шагом в направлении развития энергосберегающих технологий стала разработка в середине 90-х годов прошлого столетия винтовых компрессоров с частотным приводом. В чем же особенность этих компрессоров?

Особенности компрессоров с частотно-регулируемым приводом и их преимущества

Современный частотно-регулируемый привод состоит из асинхронного двигателя и преобразователя частоты. Электрический двигатель преобразует электрическую энергию в механическую и приводит в действие винтовую пару.

Преобразователь частоты управляет электрическим двигателем и преобразует переменный ток одной частоты в переменный ток другой частоты. А название «частотно-регулируемый электропривод» обусловлено тем, что регулирование скорости вращения двигателя осуществляется изменением частоты, подаваемого на него напряжения питания.

Внедрение частотного привода в компрессорной технике предполагало получение целого ряда преимуществ, по сравнению с обычными винтовыми компрессорами.

• При пуске асинхронного электродвигателя обычного компрессора пусковые токи превышают номинальные в несколько раз, что ведет к перегрузке сети и ограничению допустимых включений компрессора в течение часа. Напротив, компрессор с регулируемой производительностью запускается в работу плавно, соответственно и число операций пуска у него меньше.

• «Частотник» при работе поддерживает необходимое давление в системе с точностью до 0,1 бар и немедленно реагирует на изменение давления в сети. (Для справки: каждый лишний бар давления нагнетания увеличивает электропотребление компрессора на 6-8%).

• Реальная производительность «частотника» точно соответствует реальной потребности в сжатом воздухе.
В результате минимизируется энергозатратный период холостого хода, во время которого асинхронный двигатель обычного воздушного компрессора потребляет около 25-30% своей номинальной мощности.

Читайте также: Компрессор своими руками из холодильник для покраски

Для наглядной демонстрации преимуществ «частотника» обычно приводятся две диаграммы, показывающие общие затраты на производство сжатого воздуха за несколько лет эксплуатации у компрессора без частотного привода и у «частотника».

Видео:Частотник и однофазный мотор? Никогда!Скачать

Видно, что экономия электроэнергии при эксплуатации воздушного промышленного компрессора с частотным приводом достигает 35%.

О чем молчат поставщики компрессорного оборудования

Можно ли полностью доверять той информации, которую преподносят поставщики компрессорного оборудования?

Не всегда. Говоря об экономии электроэнергии и приводя характерные диаграммы, большинство производителей компрессорной техники сознательно умалчивают о режимах эксплуатации оборудования.

Не существует ни одного каталога оборудования, в котором приведенные выше диаграммы сопровождались бы комментарием, описывающем режим работы, для которого эти диаграммы рассчитаны.

А ведь режим работы компрессора производительностью до 5 м3/мин — это важнейший параметр! Одной из крупнейших компрессорных компаний были проведены исследования о характере потребления сжатого воздуха на европейских промышленных предприятиях. В результате анализа все полученные данные были условно разбиты на три группы. Ниже, они приводятся в таблице.

Как видно из таблицы, наибольший эффект при использовании «частотника» по сравнению с компрессором, имеющим традиционную систему управления «нагрузка – холостой ход – остановка» был получен лишь на предприятиях, где потребление существенно меняется в течение дня. Там, где оно более-менее постоянно, эффективность применения «частотника» оказалась значительно ниже. Понятно почему: ведь при загрузке обычного компрессора стремящейся к 100 % время работы на холостом ходу сводится к минимуму.

Рассмотрим подробнее типовой образец аргументации в пользу компрессора с частотным приводом. В качестве примера анализируется работа винтового компрессора с электродвигателем мощностью 60 кВт и максимальным давлением 10 бар, загруженным на 70% с годовой наработкой 4000 часов. Сообщается, что при замене этого компрессора на аналогичный «частотник» годовая экономия электроэнергии составит 78926 кВт*час или «частотник» окажется экономичнее на 33%.

78926 кВт*час берутся из расчета:
— экономия за счет минимизации времени холостого хода – 48000 кВт*час (60,82% от общей экономии);
— отсутствие потерь из-за разгрузки внутренней системы компрессора (ресивера воздушно-масляного сепаратора) – 806,4 кВт*час (1,02%);
— экономия за счет отсутствия «перекачки» пневмосистемы по давлению – 15120 кВт*час (19,16%);
— экономия из-за меньших утечек из пневмосистемы – 5400 кВт*час (6,84%);
— экономия за счет отказа от ременной передачи и замены ее прямой (электродвигатель – муфта – винтовой блок) – 9600 кВт*час (12,16%).

Далее, приводится методика расчета указанных «процентов экономии». И при анализе предложенных расчетных формул возникает ряд вопросов.

Во-первых, почему при загрузке компрессора на 70% время холостого хода составляет 30%? Ведь винтовой компрессор работает в режиме «нагнетание – холостой ход – остановка (режим ожидания)». В методике расчета время ожидания по какой-то причине совершенно отсутствует, то есть почему-то предполагается, что компрессор вообще не останавливается во время работы?

Во-вторых, расчет экономии за счет минимизации времени холостого хода строится на предположении, что «средняя частота разгрузок 20 раз в час». Предположение более чем спорное. В момент пуска компрессора электрическая нагрузка значительно увеличивается. По этой причине столь частых включений-выключений стараются избегать. Интересно, что об этом же пишет сам автор: «… обмотки электродвигателя приходится изготавливать с учетом этих больших пусковых нагрузок, а также ограничивать допустимое количество запусков в час».

Большинство производителей компрессорного оборудования отмечают, что допустимое число включений в течение часа для компрессоров с мощностью электродвигателя от 37 до 75 кВт составляет 6-12 раз. Именно поэтому, утверждение о «средней частоте разгрузок 20 раз в час» выглядит немного странно?

Видео:Спиральный цифровой компрессор Digital Scroll Copeland.Скачать

Таким образом, если учесть, что компрессор для пескоструя работает в режиме холостого хода все-таки не 30% времени, а несколько меньше, и ограничить частоту разгрузок (не более 10 раз в час), то полученное значение экономии электроэнергии за счет минимизации времени холостого хода – 48000 кВт*час – можно уменьшить в два раза.

Читайте также: Компрессор кондиционера valeo dkv 10z

Большие сомнения вызывает и последний пункт – экономия за счет отказа от ременной передачи. В данном случае, сравнение ременной и прямой передачи совершенно некорректно, так как существуют компрессоры с прямой передачей, но без частотного привода. И очень многие производители компрессорной техники имеют в своем модельном ряду компрессоры, как с прямой, так и с ременной передачей.

Что касается других пунктов экономии, то с ними можно согласиться.

Из рассмотренного выше следует, что годовая экономия электроэнергии может составить не 78926 кВт*час, а всего 45326,4 кВт*час. Получается, что «частотник» экономичнее не на 33%, а всего на 19% (что, кстати, отчасти согласуется с данными таблицы). А при увеличении загрузки более 70%, уменьшении времени холостого хода и числа включений в час, экономия может быть еще меньше.

Таким образом, эффективность использования винтового компрессора с частотным приводом зависит от режима работы оборудования, потребляющего сжатый воздух, а фирмы-производители в рекламных целях нередко склонны завышать выигрыш от его использования.

По этой причине срок окупаемости проекта с «частотником» может существенно превысить декларируемые рядом производителей 1,5-2 года. Ведь срок окупаемости 1,5 года — это частный случай. Он возможен, например, при годовой наработке 6000 часов и среднем коэффициенте загрузки 60%. И при изменении параметров наработки и загрузки срок окупаемости также будет меняться.

Помимо использования «частотника» существуют и другие, нередко более простые решения, ведущие к той же цели – минимизации затрат на производство сжатого воздуха.

Прежде всего, уже упоминавшаяся децентрализованная система обеспечения сжатым воздухом. В этом случае вместо одного мощного поршневого компрессора, не всегда полностью загруженного, устанавливается несколько компрессоров с меньшей производительностью непосредственно на производственных участках. Здесь гораздо проще подобрать компрессор точно в соответствии с реальным потреблением воздуха. И если обеспечить ему загрузку на уровне не менее 80%, это в значительной степени нивелирует многие преимущества, которые сулит установка «частотника».

Другой интересный вариант – использование нескольких винтовых компрессоров, объединенных в единую сеть с общим пультом управления. При пиковых нагрузках система компрессоров работает полностью, а при уменьшении потребления воздуха один или несколько компрессоров автоматически отключаются. Данное техническое решение также позволит получить реальную экономию электроэнергии.

Кроме того, установка нескольких, например, четырех обычных винтовых компрессоров, объединенных в систему с общим управлением, позволит помимо сокращения энергопотребления обеспечить столь необходимый резерв сжатого воздуха в случае выхода из строя одного компрессора. В этом случае, общая производительность компрессоров уменьшится всего на 25%, в то время как выход из строя одного «частотника» полностью остановит все производство. Попробуйте оценить возможные убытки от каждого дня простоя всего производственного оборудования и сравнить их со стоимостью сэкономленной электроэнергии. На некоторых предприятиях простой в 2-3 дня принесет потери, превышающие размер годовой экономии электроэнергии.

Так все-таки, быть или не быть компрессорам с частотным приводом? Конечно, быть! Преимущества «частотника» очевидны, особенно если их правильно использовать. Например, очень перспективным представляется техническое решение, при котором компрессор с частотным приводом работает в паре с обычным компрессором для СТО.

Видео:Частотный преобразователь в компрессорахСкачать

Вместе с тем, следует отметить, что не стоит воспринимать «частотник» в качестве универсального средства для решения проблем энергосбережения! Компрессор с частотным приводом имеет смысл приобретать только после приведения в порядок всей пневмосистемы предприятия: проведения децентрализация и устранения утечек из пневматических магистралей. Надо также учесть, что начальные инвестиции на проект с «частотником» в 1,3-1,5 раза выше, чем на проект с обычным компрессором, и чтобы окупить эту разницу тоже требуется время.

В заключение, потребителям компрессорного оборудования хочется напомнить старинную поговорку – «не все золото, что блестит». Поэтому, перед тем, как приобретать «частотник» следует хорошенько взвесить все «за» и «против» и только после этого сделать выбор.

• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/chastotnoe-regulirovanie-proizvoditelnosti-kompressorov

  📺 Видео

  Увеличение производительности воздушного компрессора своими руками .Скачать

  

  Самый дешёвый китайский частотник и его настройкаСкачать

  

  Производительность компрессора.Скачать

  

  Частотный преобразователь для однофазного бытового вентилятора 220 В. Симистотрный регулятор - НЕТ!Скачать

  

  Зачем нужен частотный преобразователь?Скачать

  

  Как подключать и настраивать частотный преобразователь. 2 Часть.Скачать

  

  Стабильное давление воды на даче при помощи частотного регулятора для управления насосом HY2 с АлиСкачать

  

  Регулировка оборотов асинхронного двигателяСкачать

  

  Как выбрать частотный преобразователь. 1 ЧастьСкачать

  

  Теперь Компрессор качает лучше чем новый.Скачать

  

  Воздушный компрессор. Тест реальной производительности (3/3)Скачать

  

  Подключение и настройка частотного преобразователя ESQ-210Скачать

  

  Проверка реальной производительности компрессора на выходеСкачать

  

  Винтовой компрессор Almig Variable XP с частотным преобразователемСкачать