Рубрики
Составляющие силовой электроники

Сбережение энергии и оптимизация энергопотребления средствами электропривода

Сбережение энергии и оптимизация энергопотребления средствами электропривода Виктор Степанов Владимир Матисон Анатолий Виноградов Андрей Сибирцев Александр Лавров Павел Бахарев Александр

Сбережение энергии и оптимизация энергопотребления средствами электропривода Виктор Степанов
Владимир Матисон
Анатолий Виноградов
Андрей Сибирцев
Александр Лавров
Павел Бахарев
Александр Прокудин

В статье представлены новые серии устройств сбережения энергии и оптимизации энергопотребления средствами электропривода, которые выпускает ООО «ЭЛПРИ», (Чебоксары). Устройства созданы для обеспечения энергоэффективной работы промышленных и коммунальных объектов.

Более 50% электроэнергии, производимой в мире, потребляет электропривод. И логично, что больше внимания уделяется способностям сбережения энергии средствами электропривода. При всем этом главные усилия сосредоточиваются в области управления электродвигателями переменного тока, так как до недавнешнего времени регулирование скорости схожих движков было довольно сложным, и только бурное развитие силовой электроники и микропроцессорной техники позволило разработчикам и производителям воплотить комфортные в эксплуатации преобразователи частоты. В мире повсевременно вырастает число компаний, выпускающих данные преобразователи. Но кроме неких особых способностей, требующихся в довольно узеньком круге применений, преобразователи разных фирм отличаются приемущественно конструктивными решениями. В таких критериях на 1-ое место выходят стабильность технологии, обеспечивающая качество преобразователей и надежность их работы, рентабельность производства, нужная для поддержания конкурентоспособных цен, широта номенклатуры, позволяющая предоставлять потребителям всеохватывающие решения из одних рук, и высочайший уровень технической поддержки потребителей в течение всего актуального цикла поставленной им продукции. По этим показателям ООО «ЭЛПРИ», дочернее предприятие Чебоксарского электроаппаратного завода по выпуску электроприводов и систем управления на их базе, уже в течение многих лет заходит в число ведущих компаний Рф.

Более 30 лет ООО «ЭЛПРИ» понятно в нашей стране своими тиристорными электроприводами неизменного тока, спектр номинальных токов которых в ближайшее время расширился до 2500 А. С 1998 года в номенклатуре продукции ООО «ЭЛПРИ» появились устройства управления электродвигателями переменного тока — поначалу тиристорные устройства плавного запуска, а потом и преобразователи частоты на IGBT модулях с прямым цифровым управлением. Устройства были разработаны как своими силами конструкторских служб предприятия, так и в сотрудничестве с ведущими научными коллективами страны, и сначала с НИЛ «ВЕКТОР» Ивановского муниципального энергетического института.

Сейчас ООО «ЭЛПРИ» выпускает цифровые устройства управления электродвигателями переменного тока, принадлежащие ко второму поколению, в составе которого устройства плавного запуска асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором мощностью до 800 кВт серии УПП1 (рис. 1) и преобразователи частоты для регулирования скорости асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором мощностью до 250 кВт и синхронных электродвигателей с неизменными магнитами с номинальными моментами до 47 Нм серии ЭПВ (рис. 2). Хотя еще поддерживается и выпуск преобразователей частоты первого поколения серии АПЧ (рис. 3), имеющих ряд особых выполнений, к примеру для управления насосной станцией, располагающей несколькими насосными агрегатами.

Сбережение энергии и оптимизация энергопотребления средствами электропривода
Рис. 1. Устройства плавного запуска серии УПП1
Сбережение энергии и оптимизация энергопотребления средствами электропривода
Рис. 2. Преобразователи частоты серии ЭПВ
Сбережение энергии и оптимизация энергопотребления средствами электропривода
Рис. 3. Преобразователи частоты серии ДПЧ

Если устройства первого поколения известны достаточно обширно, то о способностях новых изделий ООО «ЭЛПРИ» следует поведать подробнее.

Системы управления всех преобразователей серии и комплектных электроприводов серии ЭПВ (рис. 2) реализованы на базе нового универсального микроконтроллерного ядра. По сопоставлению с серией преобразователей частоты АПЧ это позволило значительно расширить область их внедрения, включив объекты, требующие использования быстродействующего широкодиапазонного электропривода переменного тока, электропривода с высочайшим качеством обоестороннего обмена энергией с питающей сетью, также качественного бездатчикового электропривода. Преобразователи частоты серии ЭПВ и электроприводы на их базе характеризуются:

  • высочайшим качеством регулирования скорости в широком спектре;
  • широким набором способностей и особых режимов:
    • наличием режима адаптации к изменению активных сопротивлений электродвигателя, обеспечивающего независимость черт электропривода от конфигурации температуры статора и ротора;
    • автоматической самонастройкой электропривода на данные динамические свойства (время регулирования, полоса пропускания контура скорости, вид переходного процесса), с возможностью следующей четкой подстройки в ручном режиме при помощи тестовых входных сигналов и настроечных советов;
    • расширенным числом характеристик электропривода, определяемых в итоге процедуры автонастройки и повышающих ее точность;
    • наличием режима автоматической фази-ровки датчика скорости/положения для исключения переключений при согласовании выходных сигналов с направлением вращения;
    • 2-мя встроенными коммуникационными портами (RS-232/485 и CAN) при поддержке стандартных протоколов связи (MODBUS и CAN-Open);
    • аппаратно либо программно активизируемыми 4-мя независящими наборами характеристик; программируемой частотой модуляции (2-20 кГц);
    • широким набором аналоговых и цифровых входов/выходов с возможностью их перепрограммирования и наращивания методом подключения дополнительных модулей;
    • возможностью внедрения съемного пульта управления и работой вообщем без пульта;
    • разными исполнениями интерфейсной платы для подключения датчиков скорости/положения с хоть какими типами сигналов: импульсными, синусно-коси-нусными, резольверов;
  • поставляемыми по спецзаказу дополнительными программными модулями для:
    • адаптации к изменению характеристик механической части электропривода;
    • компенсации динамических неидеальностей силовых ключей преобразователей энергии, обеспечивающей минимизацию воздействия этих эффектов на работу электропривода, на малых скоростях и при больших частотах модуляции;
    • работы в режиме завышенного сбережения энергии при случайном нраве конфигурации нагрузки;
    • торможения неизменным током с фиксацией вала на нулевой скорости и действенного торможения без отвода энергии в звено неизменного напряжения;
    • режима автоматического поиска уровня скорости и плавного вхождения в работу при включении электропривода с вращающимся валом электродвигателя;
    • программирования и опции электропривода при помощи компьютера;
    • позиционирования вала;
    • обновления программного обеспечения преобразователей самим юзером;
    • встраивания электропривода в специальные технологические процессы (управление многонасосной станцией, станции управления лифтами, управление механизмами с упругой механикой, управление натяжением намоточных устройств, многодвигательный электропривод с согласованием по скорости, моменту либо угловому положению и другие внедрения);
    • режима предельной перегрузочной возможности электропривода, позволяющего значительно повысить перегрузочную способность преобразователя по току без конфигурации типоразмера.

В состав серии преобразователей частоты ЭПВ входят:

  • преобразователь для построения бездатчикового асинхронного электропривода мощностью 3-400 кВт, созданного для устройств с спектром регулирования скорости до 50:1, не предъявляющих завышенных требований к быстродействию и точности регулирования скорости (насосы, вентиляторы, подъемно-транспортные средства и другие общепромышленные механизмы);
  • преобразователь частоты мощностью 1-55 кВт с адаптивно-векторным управлением для построения высокоэффективных широкодиапазонных асинхронных и синхронных электродвигателей, созданных для устройств с зав