Технические реализации частотного регулирования электроприводов

Принципы частотного регулирования электроприводов механизмов целесообразно показать на примере наиболее распространенного устройства — насосного агрегата в системе водоснабжения.

Заметим, что на перекачку чистых и сточных вод в России расходуется более 12 млрд. кВт·ч электроэнергии в год.

Чтобы подать воду в кран потребителя, нужно создать необходимый напор (H) на выходе насосной станции. Его величина складывается из двух составляющих:

статической (Нс) — равной разнице абсолютных высот расположенного выше других потребителя и насосной станции, плюс необходимое давление у потребителя;
и динамической — необходимой для преодоления гидравлического сопротивления (S) системы трубопроводов току воды, и зависящей от величины водоразбора (Q).

H = Hc + S·Q²

Показанная зависимость (на графиках обозначена - H) характеризует систему водоснабжения, однозначно определяя величину необходимого напора на выходе насосной станции для водоснабжения самого дальнего потребителя в зависимости от величины водоразбора из системы.

Производительность насоса (на графиках обозначена — H) определяется из произведения величины обеспечиваемого им напора на соответствующую величину подачи, и фактически пропорциональна скорости вращения ротора насоса.

Допустим, водоснабжение обеспечивается одним насосным агрегатом, выбранным по максимальному напору и производительности (наиболее распространённый случай). Тогда при величинах водоразбора меньших максимальной этот насос будет создавать избыточное давление в системе (на графиках обозначено — H). Это опасное для системы трубопроводов давление может в несколько раз превышать необходимый напор.

Для борьбы с этим явлением наиболее распространён метод дроссельного регулирования - избыточное давление уничтожается на выходной задвижке с насосной станции. При её прикрытии создаётся дополнительное сопротивление току воды (≡ ↑ S). Характеристика системы при этом изменяется таким образом, чтобы необходимый напор на выходе насосной станции, при данной величине водоразбора, соответствовал характеристике насоса.

Применение частотного регулирования ставит ситуацию "с головы на ноги":

Устройство частотного регулирования обеспечивает поддержание такой скорости вращения ротора насоса, которой достаточно для создания необходимого напора при данной величине водоразбора. Изменяется не характеристика системы водоснабжения, а производительность насосного агрегата.

Следует отметить, что для точного регулирования требуется задание двух параметров: давления и расхода воды на выходе из насосной станции (лучше - в диктующей точке системы). Однако на практике бывает вполне достаточно удерживать давление на определённом уровне.

Энергия, потребляемая электродвигателем привода от сети, расходуется:

При дроссельном регулировании (P) — как на водоснабжение потребителей, так и на преодоление гидравлического сопротивления создаваемого регулирующей задвижкой.

При частотном регулировании (P) — только на водоснабжение потребителей.

Разница (P) составляет экономию электроэнергии за счёт внедрения частотного регулирования электропривода.

Если средняя величина водоразбора из системы водоснабжения меньше Q1, внедрение частотного регулирования электропривода насоса, безусловно, выгодно.

Андрей Ланцов http://e-audit.ru/chrp/

к оглавлению

Знаете ли Вы, что, как и всякая идолопоклонническая религия, релятивизм представляет собой инструмент идеологического подчинения одних людей другим с помощью абсолютно бессовестной манипуляции их психикой для достижения интересов определенных групп людей, стоящих у руля этой воровской машины? Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Рыцари теории эфира