Регулируемый электропривод вентиляторной установки

ВВЕДЕНИЕ

Проблема энерго- и ресурсосбережения в последние десятилетия становится одной из важнейших на современном этапе развития техники и технологий. Ее актуальность определяется ограниченностью традиционных топливно-энергетических ресурсов и обострением экологических проблем в условиях непрерывного роста их потребления.

В области электроэнергетики и электротехники важнейшей задачей становится разработка и внедрение мероприятий и проектов, обеспечивающих рациональное производство и потребление электроэнергии.

У нас в стране и за рубежом около 60 % всей вырабатываемой электроэнергии потребляется электроприводами различных механизмов и установок в сфере промышленности, сельского хозяйства, жилищно-коммунального хозяйства и т.д.

При всем многообразии электроприводов их можно условно разделить на две группы [9].

К первой относятся электроприводы, обслуживающие сложные промышленные установки и агрегаты, например, прокатные станы, металлорежущие станки, бумагоделательные машины, роботы и т.д. Реализация технологических процессов на таких установках невозможна без тонкого управления технологическими координатами. Именно для таких установок в первую очередь разрабатывались и использовались регулируемые электроприводы.

Вторая группа электроприводов (около 90 % всех приводов) используется в простых установках и агрегатах: насосах, вентиляторах, транспортерах, конвейерах и т.п.

Для привода таких установок традиционно использовались простые нерегулируемые электроприводы с асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями (АД). Такой подход является вполне обоснованным, если установка работает с постоянной производительностью и не требует регулирования скорости. Основным способом повышения энергоэффективности нерегулируемых электроприводов с АД является использование энергосберегающих двигателей, а также оптимизация режимов работы электроприводов[2,9].

Однако подавляющее большинство насосных, вентиляторных, конвейерных и других установок и агрегатов работает с переменной производительностью или требует регулирования некоторых технологических переменных.

Наиболее рациональным и энергосберегающим способом управления в этих условиях является регулирование скорости электропривода.

Именно в совершенствовании режимов работы приводов второй группы содержится огромный потенциал энергосбережения.

Экономическая целесообразность использования регулируемых приводов для указанных установок и агрегатов стала оправданной в конце прошлого века после появления на рынке приемлемых по цене частотно-регулируемых приводовна базе асинхронных короткозамкнутых двигателей.

В обсуждаемой тематике используются понятия энергосбережение и энергетическая эффективность[7, 8].

Основные виды показателей энергосбережения и энергетической эффективности устанавливает стандарт ГОСТ 31532-2012[7].

Применительно к понятию энергоэффективность существуют различные трактовки.

Так, в ГОСТе [7] дано следующее определение: «Энергоэффективность – совокупность характеристик, отражающих отношение полезного эффекта использования энергетических ресурсов к затратам энергетических ресурсов, произведенным в целях получения такого эффекта, применительно к продукции, технологическому процессу, юридическому лицу, индивидуальному предпринимателю».

Согласно этому определению, при оценке энергоэффективности проектов модернизации нагнетательных установок с использованием ЧРП следует сравнивать достигаемый полезный эффект с дополнительными затратами на реализацию проекта.

Основной полезный эффект при использовании ЧРП в насосных и вентиляторных установках заключается в сокращении потребления электроэнергии и, соответственно, экономии затрат на электроэнергию.

Дополнительные затраты на реализацию рассматриваемых проектов модернизации включают стоимость используемого преобразователя частоты, а также стоимость его монтажа и наладки.