4. Значительная экономия водыза счёт оптимизациидавления в сетяхиуменьшенияразрывов трубопроводов.
5. Возможностьполностьюавтоматизировать насосныестанции.
6. Водак потребителю может подаватьсянапрямуючерез закрытые трубыбезнакопленияврезервуареили водонапорномбаке.
7. Нетребуетстроительства,обслуживанияводонапорныхбаковили накопительных резервуаров.
Рис. 3 – Структурная схема канализационной насосной станции.Особенностиработыканализационнойнасоснойстанции:
1. Большую часть временинастанцииработает один насосныйагрегат.
2. Регулированиепроизводительностидросселированиемтрубопроводовобычно непредусматривается.
3. Перекачиваниестоковпроисходит приработе агрегатав режимепериодическихвключений.
Применениепреобразователейчастотыпозволяет:
1. Экономитьэлектроэнергиюзасчетуправлениянасоснымагрегатомпоспециальномуалгоритму,включающемувсебя:
а) стабилизациюмаксимальнодопустимого уровняв приёмном резервуаре прибольших потоках;
б)поддержаниеоптимальнойчастотыэлектродвигателяприснижении притока;
в)исключениепотери электроэнергиинапусковыетоки;
2. Упрощается техническое обслуживание технологическогооборудования так какисключается большоеколичество пусков электродвигателей.
3. Обеспечиваетсяоптимальноепротеканиережимаперекачкистоковбезгидроударов.
4. Уменьшаетсячислокоммутационныхпереключений в силовыхцепяхицепяхуправлениянасоснымиагрегатами.
4.3. Применениечастотно-регулируемогоприводавсистемах вентиляции и кондиционирования воздуха
Обычно вентиляторыимеюттакиеразмеры, чтобыобеспечить максимальныйрасход воздуха, требуемыйсистемой.
Однакоусловияфункционированиячастотребуютснижениярасхода.
Этоможетдостигатьсязасчётдросселирования при постояннойчастоте вращениявала вентилятора, атакжезасчётизмененияскорости вращения вала вентилятора прииспользованиичастотно-регулируемогопривода.
Производительность вентиляторачастоты можноменятьвзависимостиотсезонных, климатическихусловий, балансатеплоивлаговыделений, выделений вредных газовипаров.
Зависимость потребляемоймощности вентилятора от скорости вращениявалавентиляторатакаяжекакиуцентробежногонасоса Р=f(Q3),т.е. снижениескоростивращения вала вентилятораприводиткуменьшениюпотребляемоймощностив8раз. Экономия электроэнергии приприменении частотно-регулируемогоприводаможетсоставить до 60%.
Частотно-регулируемыйприводнабазепреобразователячастотыфирмы Hitachiможетиспользоватьсяпри применениидатчикаобратнойсвязинаколичество людейв здании,датчикапотока,разряженияит.д.
4.4. Применениечастотно-регулируемогоприводав компрессорныхустановках
Работапоршневогокомпрессора существенноотличаетсяот работымеханизмовсвентиляторнойхарактеристикой,таккакмоментсопротивлениянаеговалуможносчитать постоянным.
Однакопроизводительностькомпрессоразависит от числа оборотовеговала.Прирегулированиипроизводительностикомпрессораизменениемчислаоборотовеговалаизменяетсяимощность,потребляемаяизсетиэлектродвигателем,приводящим компрессорвдвижение.Напромышленныхпредприятияхдостаточночастотребуется регулировать производительностькомпрессорныхустановок засчётступенчатогоизмененияскоростивращенияэлектродвигателя.
Из-за неравномерностипотреблениясжатоговоздуха приработе компрессора иногдаприходитсяоткрывать спускнойклапанвресиверекомпрессора.
Применениечастотно-регулируемогоприводакакпоказанонасхемепозволяет экономить электроэнергию,поддерживая оптимальноедавление приоптимальном расходе сжатоговоздухавсистемах пневматики.
Рис. 4 – Структурная схема частотно-регулируемого привода компрессорной установки.Приприменениичастотно-регулируемогоприводадляуправлениявинтовыми компрессорамиможнополучитьэкономиюэлектроэнергии,сравнимуюсэкономией приуправлениицентробежными насосами(до60%),т.к.характеристикавинтового компрессораблизкакхарактеристике центробежногонасоса.
Кроме получения экономииэлектроэнергии применение частотно-регулируемого привода дополнительнообеспечиваетследующее:
1. Снижается износ коммутационной аппаратурыиз-за отсутствия большихпусковых токов привключениидвигателякомпрессора.
2. Оптимизациядавления впневмосетиснижаетутечкисжатого воздуха.
3. Увеличивается срок службы электродвигателяиз-за сниженияегонагрузкииотсутствиятяжёлыхпусковыхрежимов.
4.5. Применениечастотно-регулируемогопривода втягодутьевыхмеханизмах котельныхустановок
Тягодутьевыемашиныпотребляютоколо60%электроэнергиисобственныхнуждкотельныхцехов.Поэтомурегулированиеихрежимныхпараметровоказывает существенное влияниенамощность и экономичностьработыкотельныхустановок.
Использованиечастотно-регулируемыхприводовпозволяетрешатьзадачусогласованиярежимныхпараметровиэнергопотреблениятягодутьевыхмеханизмовсизменяющимсяхарактером нагрузкикотлов.
Основным назначением тягодутьевых механизмовиводогрейныхкотлов являетсяподдержаниеоптимальногорежимагорениявтопкекотла.Подпонятиемоптимального режимаздесьподразумеваетсяподдержаниеоптимальногосоотношения«топливо-воздух»исоздание наиболееблагоприятныхусловийдля полногосгораниятоплива.Длявыполненияэтогоусловиянеобходимос однойстороныподатьнужноеколичествовоздуха в топку–с другойс заданнойинтенсивностьюизвлекать изнеёпродуктыгорения.
Применениепреобразователейчастотыдля управлениявентилятора подачи воздуха в топку,а также вентиляторадымососа позволяет не толькоэффективно решатьэтузадачу,ноиавтоматизироватьэтотпроцесснаиболееполноиэффективно.
Как правило,система регулированиядымососа должна поддерживатьзаданнуювеличинуразряжениявтопкекотланезависимоот производительностикотлоагрегата.
Подачатопливавтопкукотладлясохранениябалансамеждуподводомтеплаиотводом еговыполняет существующая система управленияпроизводительностью котлоагрегата,регулируюподачутоплива.Сегоувеличениемувеличиваетсяподача воздухавтопкукотлаиэлектроприводдымососадолженувеличитьотсасывающийобъём продуктовгорения.Таким образом,связьмеждусистемамирегулирования вентилятораидымососаосуществляетсячерез топкукотла.
Посколькуграфик нагрузкиотопительнойкотельной достаточно неравномерный,уменьшение производительности,как вентилятора,такидымососа позволитсэкономитьдо70%электроэнергии,идущейнаприведениевдействиеэтихмеханизмов.
5. Принцип работы преобразователей частоты
Нарис. 5представленаблок-схемасиловойчасти преобразователяспромежуточнымзвеномпостоянноготока(так называемыйU-инвертор).
Рис. 5 – Блок-схема силовой части преобразователя
Напряжение сети U1 стандартной частоты f1 подается на вход неуправляемого выпрямителя, преобразующего переменное напряжение U1 в постоянное E0.
Рис. 6 – Входное напряжение сети
Выпрямленное и напряжение Е0 подается на вход инвертора, который преобразует его в трехфазное напряжение U1рег регулируемой частоты f1рег, поступающее на двигатель. Частота выходного напряжения инвертора f1рег регулируется блоком управления в функции сигнала управления Uy.
Остановимся подробнее на работе управляемого инвертора (рис. 7), полагая, что с помощью управляемого выпрямителя на его вход подается постоянное напряжение Е0.
Рис. 7 – Коммутационная схема инвертирования
Предположим, что трехфазная нагрузка zА, zВ и zС (обмотки статора асинхронного двигателя) соединена в звезду, а транзисторы VT1…VT6, на которых выполнен инвертор, соединены по мостовой схеме и по сигналам с блока управления открываются в требуемой последовательности. Обычно продолжительность открытого состояния каждого транзистора l составляет половину или треть периода Трег=1/fрег, а сдвиг моментов открытия транзисторов VT1…VT6 – шестую часть этого периода. Рассмотрим сначала работу схемы со временем открытия транзисторов l=Трег/2. Временная токовая диаграмма работы транзисторов для этого случая показана на рис. 8, где токи фаз IA, IB, IC, проходящие через нечетные транзисторы, отложены в положительном направлении, а через четные – в отрицательном. В каждый момент времени включены (открыты) три транзистора из шести, причем за время периода можно выделить шесть интервалов (I, II, III, IV, V, VI) различных сочетаний открытых и закрытых состояний транзисторов. Для определения формы напряжения на нагрузке рассмотрим схемы включения фаз статора асинхронного двигателя на каждом из шести временных интервалов.
Рис. 8 – Временная токовая диаграмма работы транзисторов
В течение интервала I открыты транзисторы VT1, VT5 и VT6 начала фаз zА и zС соединены с плюсовым выводом источника +Е0, а начало фазы нагрузки zВ – с минусовым выводом –Е0 (рис. 9,а). Если при этом сопротивления всех трех фаз одинаковы, то эквивалентное сопротивление параллельно соединенных фаз нагрузок zА и zС будет в два раза меньше сопротивления фазы нагрузки zВ. Тогда и напряжение на параллельно соединенных фазах нагрузок zА и zС будет в два раза меньше, чем на фазе нагрузки zВ, и составит Е0/3.