Автоматизированные системы на базе частотно-регулируемых электроприводов

Частотно-регулируемый привод это:

• энергосбережение;
• экономию перекачиваемых сред;
• снижение эксплуатационных затрат;
• повышение качества производства;
• источник информации и звено современных систем управления технологическими и производственными процессами.

Энергосбережение.

Доля энергозатрат в себестоимости продукции в России колеблется от 5% до 30% в зависимости от вида производства, что значительно выше, чем в странах с развитой рыночной экономикой.

Большинство производственных установок практически всех отраслей промышленности и коммунального хозяйства по условиям технологии применяют электродвигатели, которыми используется до 65% всей потребляемой электроэнергии.

В первую очередь это:

• насосные и вентиляторные установки;
• смесители;
• мешалки;
• дозаторы;
• питатели;
• транспортные системы;

а также другие механизмы.

Как правило, используются электроприводы с большим запасом по мощности для обеспечения пиковых нагрузок, при этом продолжительность пиковых нагрузок составляет 15 -20% от общего времени работы, что приводит к низкой эффективности использования электроэнергии – до 40%.

Оснащение их частотно-регулируемыми электроприводами взамен нерегулируемых или применяемых в настоящее время механических и гидравлических устройств (вариаторы, гидроприводы, турбомуфты и индукционные муфты скольжения) позволяет существенно снизить потребление электроэнергии. По оценкам экспертов экономия электроэнергии при внедрении частотно-регулируемых электроприводов составляет:

Экономия перекачиваемых сред.

Применение ЧРП в насосных установках холодной и горячей воды позволяет снизить непроизводительный расход воды на 10-15% и на 8-10% тепла.

Снижение эксплуатационных затрат.

Применение частотно регулируемого привода обеспечит:

• снижение величины пусковых токов электродвигателей до уровня номинальных и, соответственно, исключение вредного воздействия этих токов на питающую сеть;
• практическое исключение из работы дросселей, заслонок, различного рода регулирующих клапанов;
• исключение гидроударов в гидравлической сети, плавное изменение подачи воздуха в вентиляторах и др., т. е. исключение или существенное снижение динамических воздействий на технологическое оборудование и сети;
• продление срока службы подшипников и других вращающихся частей, за счет того, что в течение длительного времени они работают с частотами вращения меньшими номинальных.

В результате - значительное снижение эксплуатационных расходов и уменьшение возможной аварийности всего оборудования в целом.

По сравнению с регулируемыми приводами постоянного тока, частотно - регулируемые электроприводы позволяют сократить расходы на эксплуатацию, поскольку основаны на применении асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, основными преимуществами которых являются:

• низкая стоимость;
• малые габариты и масса;
• простота и надежность конструкции.

Повышение качества производства.

Регулируемые электропривода с преобразователями частоты позволяют оптимизировать работу механизмов в различных режимах и обеспечивают плавный пуск, бесступенчатое регулирование скорости, работу механизма с необходимой скоростью, бесконтактный реверс, равномерное вращение вала электродвигателя в зоне низких частот, высокие энергетические показатели электропривода (к.п.д., коэффициент мощности).

Это позволяет достичь:

• повышения качества продукции и эффективности технологического процесса;
• повышения объема выпускаемой продукции и производительности;
• бесступенчатого поиска наиболее целесообразной по технологическим требованиям скорости и согласования ее с фактическими требованиями к качеству и количеству продукции;

Частотно-регулируемый привод как источник информации и звено современных систем управления технологическими и производственными процессами.

Современные частотно-регулируемые привода обладающие внутренней микропроцессорной системой управления и оснащенные стандартизованными интерфейсами предоставляют информацию по энергетическим, производственным и технологическим параметрам работы самого привода и технологического оборудования.

Энергетические параметры:

• мощность;
• потребляемая электроэнергия;
• коэффициент мощности;
• токи и напряжения;
• прочие характеристики электропитания.

Производственные параметры:

• продолжительность работы (моточасы);
• время пуска;
• время остановки;
• аварийные ситуации.

Технологические параметры:

• текущее значение контролируемого параметра (расход, давление, температура и т.п.);
• заданное значение контролируемого параметра;
• отклонения текущего значения от заданного (текущее, максимальные нижнее и верхнее).

Наибольший эффект при использовании частотно-регулируемых приводов проявляется при включении их в автоматизированные системы управления технологическими и производственными процессами, как источник информации и как звено управления технологическим процессом.

С помощью частотно-регулируемых приводов, наряду с типовыми датчиками и исполнительными механизмами, осуществляется своевременный контроль хода технологического процесса и высокоточное и надежное регулирование технологических параметров.

Кроме того, производственные и энергетические параметры, снимаемые с частотно-регулируемых приводов, обеспечивают информацией в режиме реального времени системы технического учета потребления энергоресурсов (АСТУЭ) и системы управления производственными процессами класса MES для оценки эффективности использования технологического оборудования и качества ведения технологического процесса.

Как показывают расчеты, подтвержденные реальными условиями промышленной эксплуатации, срок окупаемости систем частотно-регулируемого электропривода составляет от 0,5 года до 2-х лет и постоянно снижается в связи с ростом цен на электроэнергию и энергоносители.