Pět výhod spojených s využitím frekvenčního měniče s variabilním kmitočtem


Frekvenční měnič se střídavým pohonem AC30 pro výkony až do 250 kW - Parker HannifinNedávné zlep­šení funkč­ních vlast­ností frek­venč­ních měničů řady AC30 nyní nabízí víc než jen známé schop­nosti úspory ener­gie, zvláště když jde o spo­jení sys­tému motoru a kompresoru.

Pokud se roz­hod­nete ve vašich apli­ka­cích s kom­pre­sory pou­žít sys­tém řízení s frek­venč­ním měni­čem, při­nese vám to násle­du­jící výhody:

Efek­tivní úspora energie

Nej­vi­di­tel­nější výho­dou frek­venč­ních měničů je pozo­ru­hodná ener­ge­tická účinnost.

Typické kon­strukce apli­kací kom­pre­soru pou­ží­vají přímé elek­trické napá­jení pro elek­tro­mo­tor, který pohání kom­pre­sor. Motor běží s pev­nými otáč­kami bez ohledu na poža­davky kla­dené na něj kom­pre­so­rem, pro­tože jeho napá­jení je kon­stantní. Kom­pre­sor z motoru vyu­žívá ener­ge­tický výkon, který potře­buje; zby­tek je ztracen.

Je-li motor řízen přes frek­venční měnič, může být v sou­ladu s poža­davky dané apli­kace regu­lo­vána frek­vence elek­tric­kého napá­jení motoru, a tím i otáčky motoru. Pokud je potřeba méně ener­gie z motoru v urči­tých bodech pro­cesu, pak měnič upraví elek­tric­kou frek­venci a dojde ke zpo­ma­lení motoru. Cílem je zajis­tit, aby motor gene­ro­val pro pohon kom­pre­soru dosta­tek ener­gie a nic víc. Aby se tedy vylou­čilo plýtvání ener­gií. Stu­die uká­zaly, že 20% sní­žení otá­ček motoru může vést k úspo­rám ener­gie o 50 % (zdroj: GAMBICA).

Pro­vo­zo­va­telé sys­témů na bázi kom­pre­sorů, jako je chla­zení nebo napá­jení pne­u­ma­tic­kých apli­kací, bez ohledu na odvětví prů­myslu, mohou dosáh­nout vyšší účin­nosti vyu­žití ener­gie a sní­žit náklady díky vyu­žití kom­pre­sorů napá­je­ných frek­venč­ními měniči.

I když jsou úspory ener­gie prav­dě­po­dobně klí­čo­vým fak­to­rem inves­tic do frek­venč­ního měniče, exis­tuje ještě celá řada dal­ších výhod, které je třeba vzít v úvahu při zva­žo­vání začle­nění frek­venč­ního měniče do systému.

Pokro­čilé vlastnosti

Jed­notky frek­venč­ních měničů jsou stále vyspě­lejší, nabízí nyní také vyni­ka­jící zpět­nou vazbu a mož­nosti moni­to­ro­vání. Sen­zory pou­ží­vají k detekci celou řadu pro­měn­ných, jako jsou tlak, tep­lota nebo pohyb. Tyto veli­činy mohou být při­po­jeny do řídicí jed­notky modulu a zajis­tit přes­nou opti­mální výstupní frek­venci a tím i otáčky motoru. Pokud se změní pří­slušné pro­měnné veli­činy, lze frek­venční měnič nasta­vit tak, aby auto­ma­ticky změ­nil frek­venci, a tím také změ­nil otáčky motoru. Jakmile sen­zory uka­zují, že bylo dosa­ženo poža­do­va­ného stavu, může měnič nor­ma­li­zo­vat svoji frekvenci.

Dob­rým pří­kla­dem tohoto při­způ­so­bení je moni­to­ro­vání tep­loty. Frek­venční měnič může být nasta­ven tak, aby moni­to­ro­val tep­lotu motoru. Aby bylo zajiš­těno, že se nebude pře­hří­vat, mohou být auto­ma­ticky sní­ženy otáčky motoru, mohou být vyslány chy­bové sig­nály, nebo může dojít k úpl­nému zasta­vení motoru. Frek­venční měnič může také sle­do­vat tlak oleje kom­pre­soru, což eli­mi­nuje potřebu činit tak ručně.

Tyto pokro­čilé funkční vlast­nosti mohou zlep­šit výko­nové schop­nosti apli­kace a umožní při­dá­vat další moni­to­ro­vání pro­měn­ných podle požadavků.

Odol­nější kom­po­nenty

Opti­ma­li­zace výko­no­vých schop­ností motoru a kom­pre­soru může sní­žit namá­hání mecha­nic­kých a elek­tric­kých kom­po­nentů sys­tému a také ome­zit selhání kom­po­nentů v důsledku opo­tře­bení. Sní­že­ním počtu otá­ček, ve kte­rých motor běží v urči­tých mís­tech pro­cesu, jsou jed­not­livé kom­po­nenty vysta­veny men­šímu mecha­nic­kému namá­hání. Tyto změny také sni­žují namá­hání dal­ších kom­po­nentů, jako jsou kabely a konek­tory, což by mohlo vést k výpadku u napá­je­cího vedení.

Spo­leh­livý sys­tém

Řada frek­venč­ních měničů nyní nabízí bez­peč­nostní funkce, jako jsou ochrana proti zkratu a funkč­nost bez­peč­nost­ního vypnutí momentu (STO). Vol­bou frek­venč­ního měniče s těmito funk­cemi lze eli­mi­no­vat potřebu někte­rých elek­tric­kých dílů, jako jsou moto­rové jis­tiče a sty­kače, sní­žit tak počet kom­po­nentů, a tím také cel­kové náklady. Sní­žení počtu elek­tric­kých kom­po­nentů také zvy­šuje spo­leh­li­vost sys­tému a sni­žuje riziko výpadku systému.

Frekvenční měnič se střídavým pohonem AC30 pro výkony až do 250 kW - Parker HannifinÚspora při startu

Ve srov­nání s moto­rem s přímým napá­je­ním ze sítě a s přímým spouš­tě­ním může frek­venční měnič sní­žit star­to­vací proud až o 80 %, aniž by to ovliv­nilo roz­bě­hový moment. V důsledku sní­žení roz­bě­ho­vého proudu je ener­ge­tická roz­vodná síť vysta­vena men­šímu zatí­žení při star­to­vání motorů a to vede ke sní­žení dopadu na ostatní lokální spo­tře­bi­tele v ener­ge­tické roz­vodné síti. Výsledné nižší výkyvy ener­ge­tické frek­vence také zna­me­nají sní­žení poruch dal­ších elek­tric­kých zařízení.

Závěr

I když jsou funkční vlast­nosti frek­venč­ních měničů stále vyspě­lejší, výrobci také neu­stále pod­ni­kají kroky vedoucí ke sku­teč­nému zjed­no­du­šení pou­ži­tel­nosti a pro­cesu uvá­dění do pro­vozu. Tak se snaží uči­nit výhody frek­venč­ních měničů cenově pří­stup­nější šir­šímu spek­tru prů­mys­lo­vých výrobců.

Kom­plexní nasta­vení a seří­zení tak mohou být do značné míry odstra­něny z pro­cesu uvá­dění do pro­vozu. Ve vět­šině pří­padů může být uve­dení do pro­vozu bez­pečně a úspěšně pro­vá­děno výrob­cem nebo tech­ni­kem bez poža­davku na spe­ci­ální elek­trické zna­losti. Nasta­vení apli­kace pro ovlá­dání frek­venč­ního měniče je také daleko jed­no­dušší, než kdy před­tím. Jed­no­dušší soft­wa­rové nástroje a sofis­ti­ko­vané data­báze obsa­hu­jící mon­tážní infor­mace pro širo­kou škálu motorů, kom­pre­sorů a dal­ších kom­po­nentů sys­tému doká­zaly značně sní­žit dříve slo­žité nasta­vo­vání aplikací.

A když se ještě zohlední snadno měři­telné úspory ener­gie, dokáže se frek­venční měnič obvykle zapla­tit během osmi měsíců, a tak se značně sníží inves­tiční riziko.

Takže zlep­šení a zjed­no­du­šení vyu­ži­tel­nosti frek­venč­ních měničů v kom­bi­naci s výho­dami při pou­žití k pohonu kom­pre­sorů a mož­nosti úspor nákladů činí frek­venč­ními měniče důvě­ry­hod­ným a výhod­ným doplň­kem k jaké­ko­liv apli­kaci kompresoru.


Člá­nek — Pět výhod spo­je­ných s vyu­ži­tím frek­venč­ního měniče s vari­a­bil­ním kmi­točtem vyšel v časo­pise Tech­nic­kém týde­níku č. 15/2016.