LT / Medium / HT Variable Frequency Drives (VFD) В промышленности
Введение
На современных заводах имеется ряд приводов, таких как привод фрезерного привода, гидравлический привод, двигатель постоянного тока и двигатель переменного тока достаточной мощности. Существует много возможностей для повышения общей эффективности и экономии энергопотребления.
Одним из способов является установка приводов VFD для двигателей переменного тока. Это обсуждалось ниже.
Абстрактные
- Общее требование изменения скорости в приводах
- Типы системы для изменения скорости
- Типы AC VFD
- Предварительная практика изменения скорости в Sugar & Allied Industries
- Увеличение количества дисков VFD в секторах сахара и смежных отраслей
- Экономика системы и т. Д., Обсуждаются в этой статье.
Рис 1.1 - Простая система VFD
Общие требования к приводам скорости изменения
Оборудование с регулируемой скоростью вращения должно быть совместимо с оборудованием, которое оно обслуживает.
Кроме того, приводы должны быть способны преобразовывать фиксированную входную скорость от указанного двигателя в переменную выходную скорость, указанную в ведомом двигателе, и они также должны быть способны изменять скорость по требованию с плавным ускорением и замедлением без какой-либо вибрации.
Функция ускорения должна быть прямой связью со временем. Как сообщалось ранее, путем введения преобразователей частоты в электрической цепи это может быть достигнуто.
Доступны системы для изменения скорости
VFD - это в основном электрическая цепь, которая соединена между питающей сетью и двигателем.
В отличие от двигателя с прямым подключением (DOL), скорость которого фиксируется на частоте сети переменного тока, основная цель VFD заключается в том, чтобы обеспечить электродвигателю напряжение питания переменного тока / переменный ток переменной частоты, обеспечивая переменную скорость и крутящий момент двигателя.
В общем, современный VFD состоит из секции выпрямителя, секции постоянного тока и секции инвертора. Выпрямительная секция выпрямляет напряжение сети переменного тока фиксированной частоты (обычно 50 или 60 Гц) в постоянное напряжение / постоянный ток, который затем в секции инвертора VFD преобразуется в переменное напряжение / переменный ток переменной амплитуды и частота.
Типы систем с переменной частотой
A. Приводы низкого напряжения
B. Приводы среднего напряжения / в tommorow's article /
C. Приводы высокого напряжения / в tommorow's article /
Говоря о частотно-регулируемых приводах (VFD), необходимо различать низковольтные VFD (до напряжения питания 690 В) и VFD среднего напряжения (выше напряжения питания 1 кВ).
Обычно экономически разумные диапазоны мощности:
- для LV-VFD - до 500 Hp
- для MV-VFD - до 1000 Hp и
- для HT VFD выше 1000 л.с. Эта система предназначена для снижения THD и потери при передаче.
A. Применение ВПД ЛВС в сахарной промышленности
Введение
В начале LV-VFD были введены на рынок только в конце 60-х годов
,
Преимущества LV-VFD в те дни были в основном такими же, как сегодня, т.е. экономия энергии, улучшенный контроль процесса, меньшая стоимость обслуживания.
Однако эти преимущества были в некоторой степени компенсированы такими недостатками, как проблемы с низким коэффициентом мощности, гармоническими искажениями, крутящими моментами и проблемами надежности.
Эти проблемы в настоящее время в основном устранены, что позволяет использовать преимущества системы LV-VFD. Это открыло двери для LV-VFD для входа во многие отрасли промышленности, такие как нефтегазовая нефтехимия, переработка электроэнергии, воды и сточных вод, металлы, минералы и горнодобывающая промышленность, морские и сахарные заводы и т. Д., Чтобы назвать лишь некоторые из них.
Это в основном для контролируемой и экономичной транспортировки жидкостей, газа и твердого вещества.
В сахарной промышленности многие приложения подходят для работы с LV-VFD вместо обычных методов движения, таких как:
- Cane Carrier Drive,
- Настольный привод фидера,
- Фрезерный завод,
- Сырые соки Насосы,
- Сульфидные соковые насосы,
- Мелассы Насосы,
- Инжекционные насосы,
- Насосы охлаждающей башни и
- Центрифуги для насоса для отверждения сахара и химического дозирования.
Red Sugar использует стандартные приводы ABB для контроля скорости центрифуг, которые он собирает для российской сахарной промышленности.
В-первых, LV-VFD были введены на рынок только в конце 60-х годов. Преимущества LV-VFD в те дни были в основном такими же, как и сегодня. экономия энергии, улучшенный контроль процесса, меньшая стоимость обслуживания.
Однако эти преимущества были в некоторой степени компенсированы такими недостатками, как проблемы с низким коэффициентом мощности, гармоническими искажениями, крутящими моментами и проблемами надежности. Эти проблемы в настоящее время в основном устранены, что позволяет использовать преимущества системы LV-VFD.
Это открыло двери для LV-VFD для входа во многие отрасли промышленности, такие как нефтегазовая нефтехимия, переработка электроэнергии, воды и сточных вод, металлы, минералы и горнодобывающая промышленность, морские и сахарные заводы и т. Д., Чтобы назвать лишь некоторые из них. Это в основном для контролируемой и экономичной транспортировки жидкостей, газа и твердого вещества.
В сахарной промышленности множество применений подходят для работы с LV-VFD вместо обычных методов движения, таких как привод Cane Carrier Drive, приводной накопитель, привод фрезерного завода, сырые соковые насосы, сульфидные соковые насосы, насосы для мелассы, инъекции Насосы, Насосы охлаждающей башни и Центробежные насосы для сахарозаменителя и химического дозировочного насоса.
Приложения
а. Насосы для насосов
В сахарной промышленности, в частности, используются насосы для перекачки спирта с:
- Контролируемый расход,
- Контролируемое давление,
- Контролируемый уровень в сосуде.
Наряду с перекачкой раствора насосы также используются для выработки электроэнергии для подачи воды в котел.
Использование VFD для таких приложений способствует очень высокому энергосберегающему потенциалу, что делает его наиболее экономичным и эффективным методом, доступным на сегодняшний день.
б. Конвейерные приложения
VFD могут использоваться для управления скоростью и крутящим моментом ленточных конвейеров, что обеспечивает простоту управления и очень точный контроль.
с. Приложения ID и FD
Сахарные заводы используют котлы для производства пара высокого давления для электрогенерации и пара низкого давления для теплообменников. Поскольку расход пара варьируется в зависимости от потребности, котел должен учитывать это изменение, контролируя топливо и воздух.
Чтобы достичь этого с лучшей производительностью и значительной экономией энергии, VFD используются для управления вентиляторами с индуцированным осадком (ID) и принудительной тягой (FD) в зоне котла
д. Центрифужные приложения
VFD также могут применяться в центрифужных приложениях, которые являются основой переработки сахара для периодического центробежного контроля скорости.
В этом приложении использование VFD с общей шиной постоянного тока является также самым надежным и эффективным способом управления, способствующим минимальным установкам электрооборудования, низкому потреблению энергии и почти незначительному воздействию на электрическую сеть.
е. Низкие расходы
Необходимое техническое обслуживание более или менее ограничено обменом (интервалами в зависимости от условий окружающей среды) нескольких предметов, таких как воздушный фильтр, в случае привода с воздушным охлаждением или в качестве сосуда деионизатора в случае с водяным охлаждением версии или резервной батареи.
Преимущества систем LV-VFD
а. Экономия энергии
VFD предлагают широкий спектр преимуществ, таких как улучшение качества продукта за счет лучшего контроля процесса и, благодаря оптимальному управлению давлением или потоком, существенную экономию энергии.
б. Минимизированное обслуживание
Заменяя механические компоненты, такие как клапаны, демпферы и газовые / паровые турбины с электрическим оборудованием, то есть системой LV-VFD, усилия по обслуживанию будут сведены к минимуму. Надежная и хорошо спроектированная система VFD будет достаточной с минимальным временем работы и техническим обслуживанием. Кроме того, система не требует замены основных компонентов в течение первых десяти лет.
Единственными компонентами, требующими ежегодной проверки, являются, например, резервные батареи, сосуды деионизатора в системе с водяным охлаждением и воздушные фильтры в воздушном охлаждении.
Хотя рекомендуется иметь регулярный график обслуживания, многие из этих проверок могут выполняться во время работы системы привода, что позволит избежать остановки процесса.
с. Улучшенная производительность процесса
По сравнению с механическими решениями, такими как включение / отключение дроссельной заслонки / дроссельной заслонки / лопасти, LVVFD обеспечивают намного более плавный и более точный способ управления процессом. С системой LV-VFD скорость и крутящий момент можно регулировать и поддерживать с точностью 0, 1% и лучше. В результате, в зависимости от приложения, процесс контролируется более эффективным образом, а выход процесса имеет более высокое качество.
Другие преимущества включают более низкий уровень системного шума и интегрированное оборудование защиты двигателя, которое входит в объем поставки VFD.
д. Увеличенный срок службы моторного и механического оборудования
Благодаря наличию плавных возможностей плавного пуска, широкому диапазону регулируемых скоростей и возможностей управления крутящим моментом системы LV-VFD, срок службы двигателя и механического оборудования будет расширен.
Например, из-за пониженного давления при частичной нагрузке увеличивается срок службы труб и других компонентов. Применяя систему VFD, можно уменьшить вибрацию, что увеличивает срок службы оборудования.
е. Устранение пусковых токов двигателя
Высокие пусковые токи могут превышать 5-7 раз от номинального тока двигателя при запуске DOL. Это будет устранено с помощью системы LV-VFD.
Особенно в приложениях с высокой инерцией (например, вентиляторы) высокие токи пуска могут привести к значительному переоценке двигателя из-за длительного времени разгона при высоких пусковых токах, что увеличивает цену двигателя. При использовании системы LV-VFD запуск очень мягкий, а токи как на стороне питания, так и на стороне двигателя не будут превышать их номинальные значения во время запуска.
В этот момент следует подчеркнуть, что запуск с так называемым «мягким стартером» не привел бы к тем же низким значениям тока двигателя, что и при запуске с системой VFD. Несмотря на значительное снижение по сравнению с пуском DOL, пусковые токи по-прежнему значительно превышают номинальные значения тока двигателя при применении плавного пуска.
Повышенная устойчивость к нарушениям питания
Как правило, нарушения в сети питания, такие как:
- Переходные шипы
- несбалансированность
- Провалы напряжения, продолжающиеся в течение нескольких циклов
- Отклонения частоты или, что наиболее серьезные, прерывания будут влиять на работу двигателя, управляемого DOL.
Особенно падение напряжения выше определенной величины (обычно> 10%) мгновенно приведет к снижению выходной мощности или полной потере ведомого процесса.
При использовании системы MV-VFD возможности «проехать» гарантируют, что процесс не будет вообще или на уменьшенную величину не пострадать от нарушений подачи, упомянутых выше.
Это достигается с помощью линии постоянного тока, которая, как часть системы VFD, отделяет сторону двигателя от стороны подачи питания, а также сложные схемы управления двигателем.
Также короткое замыкание в двигателе с DOL будет иметь заметное негативное влияние на сеть питания. Благодаря VFD между сетью и двигателем эти короткие замыкания обрабатываются системой VFD очень быстро и будут иметь минимальное влияние на систему питания.
Продолжение следует
,