Dołącz do czytelników
Brak wyników

Dodatek specjalny: Napędy i sterowanie

13 kwietnia 2022

NR 2 (Marzec 2022)

Napędy o zmiennej częstotliwości a oszczędność kosztów

0 90

Napędy o zmiennej częstotliwości odgrywają kluczową rolę w zakresie obniżenia zużycia energii, wydłużenia czasu eksploatacji silnika i optymalizacji jego prędkości. Te elektroniczne urządzenia zapewniają nieograniczoną regulację prędkości trójfazowych silników indukcyjnych, maksymalizując komfort użytkownika i redukując koszty. Napędy tego typu są najczęściej wykorzystywane do sterowania wentylatorami, pompami i sprężarkami, co stanowi 75% wszystkich zastosowań przetwornic działających na całym świecie.

Co to jest napęd o zmiennej częstotliwości?

Napęd o zmiennej częstotliwości VFD w silnikach prądu przemiennego stosowany jest do sterowania prędkością silnika. W praktyce zapewnia sporą oszczędność kosztów, poprzez obniżenie wydatków na media oraz wydłużenie życia urządzenia. Mimo że napęd steruje częstotliwością i napięciem zasilania silnika, często nazywamy to regulacją prędkości, ponieważ rezultatem jest regulacja prędkości obrotowej silnika.
Układy napędowe o zmiennej częstotliwości dokonują zmiany napięcia i częstotliwości pracy silnika, zwiększając lub zmniejszając prędkości przepływu pompy. W skład układu wchodzą konwerter prądu przemiennego (AC) na prąd stały (DC), obwód przetwarzania DC i falownik DC na AC. W efekcie otrzymujemy zasilacz prądu przemiennego o charakterze zbliżonym do prądu przemiennego dostarczanego przez zakład energetyczny, ale z możliwością podnoszenia i obniżania napięcia i częstotliwości. Gdy silnik napędowy o zmiennej częstotliwości podłączymy do pompy, do kontrolowania natężenia przepływu nie będzie konieczne stosowanie zaworów sterujących.

Zalety i wady

Układy napędowe o zmiennej częstotliwości mają szereg zalet. Kluczowym walorem jest zmniejszenie mocy potrzebnej do pracy pompy przy niższych prędkościach. Uruchomienie pompy przy jednej prędkości, a następnie zmniejszenie prędkości przepływu przy użyciu zaworów, nie jest bowiem efektywne. Dlatego, zamiast naliczać klientom opłaty za niższe współczynniki mocy lub sprawność elektryczną, bardziej ekonomiczne jest zastosowanie układów o zmiennej częstotliwości i wyższych współczynnikach mocy.
Systemy te mają bardzo szerokie zastosowanie. Można je znaleźć między innymi w aplikacjach, w których procesy chemiczne mają niewielką rozpiętość dopuszczalnych granic temperatury dla jakości produktu. W tym przypadku dzięki różnym natężeniom przepływu produktu możliwe jest uzyskanie szybszej regulacji temperatury niż przy zmianie źródła ciepła bądź chłodzenia. 
Do zalet napędów o zmiennej prędkości można zaliczyć także łagodny rozruch. Ze względu na to, że silniki podłączone do stałego napięcia uruchamiają się szybko, zachodzą w nich naprężenia generowane poprzez nagłe zmiany ciśnienia. Dzięki uruchomieniu silnika ze sterowaniem zmienną częstotliwością może on zwiększać prędkość bez ryzyka, że w układzie nastąpią większe naprężenia. W efekcie może to wydłużyć życie sprzętu i obniżyć koszty.
Warto w tym miejscu zwrócić uwagę na fakt, że do chłodzenia większości silników elektrycznych stosowane są wentylatory podłączone do wału napędowego silnika. Zatem wadą układów napędowych o zmiennej częstotliwości jest utrata chłodzenia wentylatora podczas pracy z niższymi prędkościami. Innym mankamentem jest to, że układ tego typu może doprowadzić do dodatkowego nagrzewania uzwojeń silnika. Dlatego w środowisku, w którym występują wyższe temperatury, może zachodzić konieczność instalacji czujników tempe...

Dalsza część jest dostępna dla użytkowników z wykupionym planem

Przypisy