Преобразователь частоты FDU 2.0 – универсальный привод

На протяжении последних 10–15 лет в России наблюдается повсеместное внедрение преобразователей частоты для автоматизации, энергосбережения и решения различных технологических задач во многих отраслях промышленности. В настоящей статье речь пойдет о преобразователях частоты FDU 2.0 для эффективного управления работой компрессоров, насосов, вентиляторов и воздуходувок.

Итак, преобразователи частоты FDU 2.0, эксклюзивно поставляемые компанией АДЛ в Россию вот уже более 17 лет, покрывают диапазон мощностей от 0,75 кВт до 3,0 МВт и выпускаются на различные классы напряжения: 3х380 В и 3х690 В. Преобразователи частоты мощностью до 132 кВт в базовой комплектации имеют прочный металлический корпус со степенью защиты IP54, который предохраняет от механических воздействий, пыли, водяных брызг и позволяет монтировать преобразователь вблизи от эксплуатируемых электродвигателей. Являясь высокотехнологичным оборудованием, преобразователи частоты серии FDU 2.0 имеют широкий набор функций, опций для управления и полной защиты двигателя, а также могут быть легко интегрированы в любую систему автоматизации.

FDU 2.0 для насосов и компрессоров – оптимальная производительность при минимальном потреблении электроэнергии. Как правило, компрессоры выбираются с гарантированным запасом по мощности, обусловленным как колебаниями объемов потребления сжатого воздуха в системе, так и снижением их производительности по мере износа. В реальных условиях большинство из них загружены лишь на 50–70%. Для регулирования производительности компрессоров применяют следующие способы: периодический сброс избыточного давления через предохранительный клапан, отключение электродвигателя от питающей сети или отключение муфты, передающей крутящий момент от двигателя к компрессору (режим "нагрузка – холостой ход"). Данные способы несовершенны, так как потребление электроэнергии при этом остается на уровне 90–100%. Кроме того, при превышении номинального давления в ресивере происходит нагревание воздуха вследствие его сжатия, а при отключении ресивера от компрессора воздух начинает остывать, давление падает, КПД установки снижается.

Вышеописанных проблем, возникающих при различных способах регулирования, можно избежать, установив преобразователь частоты FDU 2.0. Основной эффект заключается в том, что с помощью преобразователя частоты можно безопасно для двигателя понижать частоту его вращения до 30–40% от номинальной, что приводит к снижению потребления электроэнергии, а при этом компрессор производит только необходимый в конкретный промежуток времени объем воздуха.

Стоит также отметить, что при помощи встроенной в FDU 2.0 функции монитора нагрузки преобразователь частоты непрерывно отслеживает величину мощности на валу электродвигателя. Например, при попадании жидкой фазы хладагента в винт компрессора увеличение нагрузки на валу быстро обнаруживается и подается команда на временное снижение производительности компрессора, пока хладагент не удалится с винтов.

Частотные преобразователи FDU 2.0 для компрессорного применения применяются ЗАО "Челябинский компрессорный завод", ОАО "Пензокомпрессормаш" (г. Пенза), мебельным заводом № 8 г. Жуковский и другими.

Что же касается оптимизации работы насосов, то до сих пор широко распространен способ регулирования их подачи с помощью дросселирования напорных линий либо посредством увеличения или уменьшения количества функционирующих насосных агрегатов. Параметром регулирования, как правило, является давление в трубопроводе. При этом насосные агрегаты устанавливаются исходя из определенных расчетных (прогнозируемых) характеристик работы системы. Мощность насосов также нередко выбирается с запасом. После запуска агрегаты непрерывно работают в номинальном режиме без учета колебаний расхода и напора воды, при этом потребляя значительное количество электроэнергии.

Появление технологии регулируемого электропривода позволило поменять ориентиры: теперь условия подачи продиктованы не применением той или иной насосной установки, а непосредственно характеристиками работы системы.

Так, при снижении частоты вращения вдвое снизится расход, в четыре раза – давление, и в восемь раз – расход электроэнергии.

Частотные преобразователи FDU 2.0 реализуют также функцию управления несколькими насосами, так называемый каскадный метод управления: в зависимости от расхода, давления или температуры по сигналам выходных реле включаются дополнительные насосы.

Доказано, что применение преобразователей частоты на насосных станциях позволяет:

– экономить электроэнергию за счет организации работы электропривода в зависимости от реального потребления воды (эффект экономии 20–50%);
– снизить расход воды, за счет снижения утечек, возникающих при повышенном давлении в магистрали, когда водопотребление в действительности невелико (в среднем на 5%);
– уменьшить затраты на плановый и капитальный ремонт сооружений и оборудования (всей инфраструктуры подачи воды), в результате пресечения аварийных ситуаций, вызванных, в частности, гидравлическим ударом, который нередко происходит в случае использования нерегулируемого электропривода (ресурс службы оборудования повышается минимум в 1,5 раза);
– достичь определенной экономии тепла в системах горячего водоснабжения за счет снижения потерь.

Преобразователи частоты FDU 2.0 хорошо зарекомендовали себя на многих предприятиях ЖКХ, среди которых: МОЭК г. Москва, КазЭнерго г. Казань,Реутовская теплосеть, ТГК4, Раменский водоканал, МУП «Водоканал» г. Казань, Ижевский водоканал, Богучанская ГЭС и многие другие.

Преобразователи частоты FDU 2.0 одни из немногих, поддерживающие работу двигателя при снижении напряжения сети на 40% от номинального.

Вентиляторы. Обычно вентиляторы имеют такие параметры, которые обеспечивают максимальный расход воздуха, требуемый системой. Однако работа при постоянной скорости значительный период времени вызывает повышенный износ шкивов, что ухудшает условия регулирования скорости и снижает долговечность приводных ремней. Регулирование скорости вращения является более эффективным для управления производительностью вентиляторов по сравнению с дросселированием нагрузки при помощи задвижек, при этом КПД увеличивается в среднем на 15% и является максимально возможным, этому способствует автоматическая регулировка давления/расхода с помощью изменения скорости двигателя.

Достаточно часто происходит так, что из-за тяги вентилятор вращается в неправильном направлении, а запуск сопровождается высокими пиковыми значениями тока и механической нагрузкой. Это может привести к перегоранию предохранителей и выходу из строя вентилятора. С помощью функции "летящий пуск" преобразователь частоты FDU 2.0 обеспечивает "подхват" вращающегося вентилятора. В случае его вращения в неправильном направлении преобразователь частоты плавно останавливает электродвигатель, а затем запускает вентилятор в нужном направлении.

Преобразователи частоты FDU 2.0 для управления вентиляторными установками успешно эксплуатируются на таких объектах, как Дулевский ЛКЗ г. Ликино-Дулево, ледовый дворец "Айсберг" г. Сочи, завод "Никомед" г. Ярославль и других.

Стоит также отметить, что преобразователи FDU 2.0 одни из немногих, могут поддерживать работу двигателя при снижении напряжения сети на 40% от номинального, а, как известно, российские электрические сети имеют весьма нестабильные параметры по частоте и напряжению.

Таким образом, о каком бы применении ни шла речь: насосы, компрессоры или вентиляторы, преобразователи частоты FDU 2.0 позволяют повысить производительность и надежность системы, увеличить срок службы оборудования, существенно сократить расходы на электроэнергию и обслуживание. Подобные преимущества подтверждают на практике средний срок окупаемости внедрения преобразователей FDU 2.0, равный 1-1,5 года.

Теплов Д. В., Попов А. И., департамент электрооборудования компании АДЛ

Фотографии предоставлены компанией АДЛ