Хотите сэкономить на электроэнергии? Ставьте частотный преобразователь!

Экономическая эффективность при установке частотного преобразователя на предприятиях.

      Частотный преобразователь используется для регуляции скорости вращения асинхронных двигателей, которые работают от сети с переменным током. В виду того, что скорость вращения определяет мощность механизмов и требует регуляции частотные преобразователи стали лучшим решением в области контроля мощности двигателей и механизмов, работающих от асинхронных двигателей. Преимуществами частотных преобразователей являются простота конструкции и отсутствие сложных проблем, связанных с профилактикой и обслуживанием оборудования – благодаря этим достоинствам преобразователи частоты используются во всех направлениях промышленности и энергетики.

Регуляция скорости вращения механизма-ресивера может быть произведена средствами самых разных устройств. Часть этих устройств регулируют только скорость вращения исполнительных частей механизма, часть направлена на регуляцию скорости вращения вала самого двигателя. Вот наиболее распространенные варианты:

- Гидравлическая муфта;

- Вариатор механического действия;

- Электромеханические преобразователи;

- Статические частотные преобразователи.

Последние являются наиболее оптимальным и эффективным вариантом в виду отсутствия множества недостатков, присущих вышеперечисленным устройствам контроля скорости вращения. К этим недостаткам относятся: неуверенное регулирование; отсутствие точности; ограниченный диапазон регуляции; технические сложности в интеграции и управлении; очень низкая экономичность.

Частотные преобразователи изменяют параметры электрического питания двигателя путем выпрямления тока, изменения его частоты и характеристик напряжения, непосредственно влияя на скорость вращения асинхронного двигателя. КПД преобразователей может доходить до 98% при потреблении лишь активной составляющей тока. Уверенное регулирование и точность достигаются благодаря контролирующему устройству в виде микропроцессора, который отвечает за управление всеми параметрами преобразователя и выполняет управление функциями защиты, предотвращая аварийные ситуации при работе двигателя.

При наглядном осмотре силовой части частотного преобразователя можно увидеть, что он состоит из входного выпрямителя, звена постоянного тока с фильтром, а также инвертора напряжения рис. 1.

Широкое применение данные устройства находят в области повышения энергоэффективности предприятий, повышении рентабельности за счет снижения расходов, связанных с амортизацией оборудования и механизмов, а также увеличением их срока эксплуатации. Также частотные преобразователи увеличивают эффективность контроля над технологическими процессами на предприятии, делая управление оперативным, информативным и точным.

Максимальный эффект от использования преобразователей с точки зрения экономии ресурсов достигается при условии интеграции его в технологический процесс на правах регулятора технологических параметров. Приведем примеры:

- Насосы. Преобразователь может регулировать расход воды, температуру жидкости, давление.

- Вентиляция. Преобразователь осуществляет регулирование температуры, давления газовой составляющей воздуха.

- Конвейерные и транспортировочные линии. Регуляция и адаптация скоростных режимов и производительности.

- Станки и высокочастотные механизмы. Регуляция скорости и частоты главного движения.

Путем внедрения систем автоматизации и частотных преобразователей достигается очень высокая эксплуатационная эффективность, рентабельность и высокая точность выполнения технологических процессов. Типовые механизмы, которые могут быть модернизированы путем интеграции частотных преобразователей:

- Механизмы систем вентиляции (вентиляторы, дымососы, воздушные насосы);

- Механизмы систем водоснабжения и канализации (насосы);

- Подвижные механизмы конвейерных линий и транспортеров;

- Краны, лифтовые механизмы, подъемники.

Наиболее впечатляющие результаты в плане экономической эффективности могут быть получены путем внедрения частотных преобразователей в системы управления на объектах, которые занимаются транспортировкой жидкостей. Самый распространенный способ регуляции мощности потоков и расхода жидкостей на предприятиях – прямое механическое регулирование посредством заслонок и задвижек. Частотное преобразование позволяет управлять этими же показателями еще на стадии запуска двигателя, позволяя увеличить энергоэффективность механизма в целом, а также снизить количество контролирующих клапанов и задвижек на линии движения жидкости, которые приостанавливая поток жидкости гасят его динамическую энергию, по сути, нивелируя энергетическую эффективность механизма. К тому же дросселирование посредством заслонок не предотвращает потерь транспортируемой жидкости.

Перспективность частотного регулирования наглядно видна на рис.2.

Для дросселирования – в точке Q=0(Pmin) задвижка закрыта, а в точке Q=1(Pmax) задвижка открыта.

Энергоэффективность и технические показатели эффективности приводов на частотном регулировании.

На абсолютном большинстве современных зарубежных предприятий уже невозможно найти асинхронный двигатель, который используется без частотного преобразователя. Это обусловлено очень высокими показателями экономической, технической и энергетической эффективности. Стоимость монтажа преобразователя может показаться высокой, но рентабельность повышается настолько, что частотный преобразователь окупает себя в течение 1-2 лет, на предприятиях с необходимостью регулярного изменения скорости вращения двигателя окупаемость происходит намного быстрее. Это один из очевидных объектов для инвестиций, который является прекрасным средством повышения рентабельности предприятия сам по себе.

Отметим, что фактически после вложения средств в частотные преобразователи при окупаемости в 1-2 года предприятие получает 15-20 лет работы, приносящей чистую прибыль. Неприхотливость работы и дешевое обслуживание также повышают экономическую эффективность.

Объективные причины технической эффективности преобразователей частоты.

Какие технические возможности открываются перед техническим персоналом при установке частотного преобразователя?

- Возможность регулирования скорости в широком диапазоне от нуля до превышающей номинальные показатели;

- Плавные разгон/торможение без создания ударных нагрузок на вал;

- Ограничение тока в любом рабочем режиме;

- Увеличение срока эксплуатации всех вовлеченных в работу механизма частей;

- Высвобождение излишнего оборудования.

 Математическое обоснование экономической эффективности.

Для наглядного пример возьмем известный и достаточно широко применяемый в России частотный преобразователь Lenze модели SMD ESMD223L4TXA, стоимость которого на открытом рынке составляет порядка 46500 рублей. Применим его в примере на насосный агрегат с мощностью в 22кВт. Теоретически величина экономии электроэнергии при внедрении частотного преобразователя может вполне достигать отметки в 45-50%, но для данного примера мы возьмем 20%-ную экономию в трудных технических условиях. Путем достаточно простого расчета количества затрачиваемой электроэнергии на работу насоса в течение 12 месяцев мы получим:

90кВт*0,2*24 часа*22 рабочих дня*12 рабочих месяцев = 27 878,4 кВт/ч.

С учетом средней стоимости кВт/ч в 2013 году в размере 3.30 рублей для предприятий экономия составит 91998,72 рубля. С учетом перерасчета тарифных ставок после полугодового периода окупаемости величина экономии будет увеличиваться постоянно, но, конечно же, отставать от уровня инфляции.

Переити в каталог продукции: Частотные преобразователи