Лекція 2 Енергозбереження в силових електроприводах.

2.1 Приклади використання частотно-керованого електроприводу

2.2 Аналіз енергозбереження в ЕМСА із некерованими ЕП

2.3 Енергозбереження в ЕМСА з керованими електродвигунами

2.4 Енергозбережні системи ЕП з асинхронними двигунами, керованими за напругою статора

2.1 Приклади використання частотно-керованого електроприводу

2.1.1 Керування потоком рідини й газу

Асинхронні двигуни звичайно використовуються для привода вентиляторів і насосів для транспортування потоків рідин і газів. Вони знаходять застосування у всіх областях комерційної й промислової діяльності. Прикладами можуть служити вентилятори, піддувала, вентилятори парових казанів, насоси для перекачування грузлих рідин і вентилятори живильників казанів. Звичайно ці двигуни працюють при всіх навантаженнях з постійною швидкістю. Керування потоком здійснюється з використанням механічних дроселів, клапанів і вентилів.

Рис. 2.1

Типовий приклад показаний на мал. 2.1, де двигун змінного струму приводить вентилятор охолодження. Двигун розрахований за критерієм максимального навантаження повітря, що коли перекачується, задовольняє максимальним технологічним вимогам. Якщо процес вимагає меншу кількість повітря, його потік зменшують підстроюванням вихідних дроселів, що обмежують потік. Однак, при обмеженні потоку повітря, споживана потужність двигуна залишається близькою до її номінального значення, хоча потік по вимогах технології набагато менше максимального його значення. Таким чином, при регулюванні потоку механічні дроселі й клапани розсіюють енергію, споживану двигуном з постійною швидкістю.

Важливою характеристикою вентиляторів і насосів є те, що потік пропорційний швидкості вентилятора або насоса. Ця властивість була застосована розробниками в минулому для конструювання ремінних або редукторних передач, використовуваних двигуном з постійною швидкістю. Сьогодні потік може бути змінений регулюванням швидкості обертання двигуна насоса або вентилятора, як показано на мал. 2.2.

Рис. 2.2

При низьких швидкостях, зі зменшеним потоком, споживання потужності є лише малою часткою номінальної потужності. Енергія, що розсіюється традиційними елементами регулювання при досягненні малих потоків, може бути зекономлена зменшенням швидкості обертання вентилятора або насоса. З використанням частотно-регульованого привода швидкість обертання вентилятора або насоса може регулюватися для задоволення вимог процесу без розсіювання енергії.

Якщо вентилятор або насос працюють на малій швидкості більшу частину робочого циклу, то застосування частотно-регульованого привода дасть відчутний економічний ефект.

Деякі турбомеханізми, що працюють при навантаженні, близької до номінальної, можуть використовуватися разом із частотно-регульованим приводом, хоча це й не приведе до істотного заощадження енергії. Такі режими, як керований розгін і гальмування, особливо коли мова йде про вентилятори й насоси з великою інерцією, роблять частотне керування виправданим.

Необхідно також взяти до уваги обмеження моменту й швидкості, які повинні бути застосовані при використанні частотно-регульованого привода в турбомеханізмах. При навантаженнях з великою інерцією, потрібно подбати про обмеження роботи на кривій моменту-швидкості подалі від області зриву моменту. Також повинна бути прийнята до уваги сумісність окремих видів частотно-регульованого привода для підтримки роботи на низьких швидкостях (нижче 20% від максимальної швидкості).