ELEKTROS VARIKLIAI

42% visos elektros energijos suvartojama pramonėje

2/3 pramonėje suvartojamos energijos suvartoja elektros varikliai,

tai sudaro 28% visos suvartojamos elektros energijos

.

Var eksploatavimo kastai

.

KAIP PASIRINKTI TINKAMĄ ELEKTROS VARIKLĮ

Parametrai varikliuiVertinimas
Variklio nominalus galingumasVariklio nominali galia turėtu būti pasirinkta atsižvelgiant į realų galios poreikį. Reikia įvertinti, kad:
– kuo galingesnis variklis, tuo didesni variklio savieji nuostoliai
– kuo mažiau apkrautas, tuo variklio darbo efektyvumas mažesnis
– jei variklis apkrautas mažiau nei 50% , tai ženkliai padidėja reaktyvinės galios suvartojimas, t.y sumažėja elektrinis galios koeficentas cos f.
Variklio IP
(Apsaugos klasė IP nusako elektros įrenginio atsparumą tam tikriems aplinkos veiksniams bei daiktams)
Variklis techninės IP charakteristikos turi atitikti jo ekspoatacines sąlygas. Priešingu atveju ženkliai padidinamas variklio pažeidžamumas nuo išorinių poveikių.
Variklio valdymas: paleidimas, greičio reguliavimas Reikia įvertinti variklio valdymą.
Reikia įvertinti , kad variklio paleidimo srovės ženkliai viršija nominalias variklio sroves.
Be papildomų paleidimo ir valdymo įrenginių, paleidimo metu variklis ne tik ima padidintą elektros energijos galią , bet ir mechaniškai įtakoja mechaniniams dalims, kurių metu gali būti sugadintos mechaninės pavaros ir kiti prijunginiai.
Variklio efektyvumo klasėEnergetiškai efektyvesvi varikliai yra brangesni. Todėl pasirenkant energetinio efektyvumo klasę būtina įvertinti variklio darbo režimus:
– varikliams kurie dirba pastoviu režimu arba didesnę paros dalį rekomenduojama kuo aukštesnės efektyvumo klasės varikliai. (pvz: vėdininimo sistemos ventiliatoriai, cirkuliaciniai siurbliai)
– trumpalaikio darbo režimo pavaros gali būti ir žemesnės (technologiniai įrenginiai kur variklius atlieka trumpalaikius technologinius procesus pvz: telferio pavara, kurios darbo laikas 3 val /parą).
Rekomenduojama prieš pasirenkant variklio efektyvumo klasę atlikti kontrolinius matavimus ar skaičiavimus – energijos sąnaudų skirtumo skaičiavimus prie skirtingu variklių efektyvumo klasių.

ABB varikliai

ABB siūlo platų patikimų ir didelio efektyvumo variklių ir generatorių asortimentą visoms reikmėms.

ABB turi tai, ko reikia, kad kiekviena pramonė ir programa galėtų pasiekti naują efektyvumo ir energijos taupymo lygį net ir pačiomis sudėtingiausiomis sąlygomis. Derinant geriausias turimas medžiagas su aukščiausios kokybės technologijomis, elektriniai varikliai ir generatoriai yra suprojektuoti taip, kad patikimai veiktų, kad ir koks sudėtingas būtų procesas ar taikymas, ir turėtų mažas gyvenimo ciklo išlaidas.

Daugiau informacijos apie ABB variklius galima rasti  https://new.abb.com/motors-generators

Kontaktams dėl ABB variklių  pirkimų ir papildomos informacijos  https://new.abb.com/lt/kontaktai

Var ir DK

ABB nuolat tobulina esamas technologijas ir kuria naujas. Tai reiškia, kad mes stebime bei analizuojame mūsų klientų unikalius poreikius ir ieškome sprendimų, kurie padėtų jiems spręsti įvairius efektyvumo, našumo, patikimumo ar saugumo klausimus.

Dalyvaukite ABB  vebinaruose „TechPokalbiai 2021“ ir sužinosite, kaip mūsų sprendimai, produktai ir paslaugos padeda spręsti konkrečius iššūkius!

Vebinarų temos:

1. ES Komisijos reglamentas ES 2019/1781, nustatantis naujus, elektros variklių ir dažnio keitiklių efektyvumo reikalavimus

2. Elektros sąnaudos pramonėje – kokią dalį sudaro rotacinių įrenginių elektros vartojimas, būdai šį suvartojimą mažinti.
Pavyzdžiai, kaip tai atlikti; šios krypties investicijų grąža ir pavyzdžiai.

3. Dažnio keitiklių nuotolinis ir vietinis stebėjimas. Privalumai ir galimybės. Elektros variklių, siurblių ir guoliaviečių išmanieji davikliai. Elektros variklių ir siurblių išmanieji davikliai, skirti sprogiai aplinkai. ABB Powertrain koncepcija.

Užsiregistruoti į šiuos Vebinarus galima čia : https://new.abb.com/lt/lietuvoje/techpokalbiai

Variklių sistemos ir siurblių sistemos

Variklių kiekisVarikliai naudojami maišymo procesui, konvejeriams, vėdinimo ventiliatoriams, kompresoriams, siurbliams, mechaninio apdirbimo procesams (įvairios staklės : metalo ir medžio pjovimo, grežimo…). Efektyvi variklių darbo kontrolė  gali sumažinti energijos suvartojimą apie 5% iki 15% .

  • Variklinių sistemų vertinimas

Valdymo pavaros – mažo galingumo ir trumpalaikio darbo pavaros skirtos valdymui (reguliavimo vožtuvai, sklendės…). Jų kiekis įmonėse būna pakankamai didelis, bet dėl mažos vartojamosios galios ir trumpalaikio darbo režimo, jų įtaka į bendrasias elektros energijos sąnaudas nėra didelės.

Trumpalaikės bet didelės elektros galios naudotojai –Trumpalaikės tiesioginio mechaninio judesio perdavimo pavaros: presai, liftai, kranai, maišyklės…. Tai trumpalaikio darbo įrenginiai. Jų vartojama momentinė galia gali būti didelė, bet dėl trumpalaikio darbo, palyginus su instaliuota galia, jų sąnaudos nėra didelės.

Pvz: 50 kW (preso vartojama elektrinė galia) x 1000 val/metus = 50 MWh

Ilgalaikės elektros galios vartotojų sistemos – įvairios elektrinės galios vartotojai, kurių elektros energijos sąnaudos būna ženklios ne dėl instaliuotos galios, o dėl ilgalaikio elektros energijos suvartojimo per nustatytą laiko tarpą : pvz dieną , mėnesį, metus. (Suspausto oro sistemos, vėdinimo sistemų ventiliatoriai, cirkuliaciniai siurbliai, vandens tiekimo siurblinės, gamybos žaliavų vamzdinės tiekimo sistemos)

Pvz: 10 kW (apytakinio siurblio vartojama elektrinė galia) x 8000 val (darbas 24 val/parą) = 80 MWh

Vertinimas: Apytakinis siurblys būdamas 5 kartus mažesnės galios suvartoja 30 MWh daugiau nei preso variklis

Variklinių sistemų energijos vartojimo efektyvumo priemonės

Svarstant įrenginio elektros variklinių  sistemų energijos vartojimo efektyvumo didinimą, svarbu atsižvelgti į „sistemų požiūrį“. Sistemų metodas siekia optimizuoti visų variklinių sistemų t.y. elektros variklių, pavarų, varomų įrenginių ( pvz., siurblių, ventiliatorių energijos vartojimo efektyvumą), bei kompresorių bei jų valdymo įtaisų, o ne tik elektros variklių, kaip atskirų komponentų, energijos vartojimo efektyvumą.

Sisteminis požiūris analizuoja tiek variklinėm sistemoms energijos tiekimo, tiek energijos vartotojo pusę, taip pat tai, kaip šios pusės sąveikauja siekdamos optimizuoti bendrą sistemos veikimą, kuris apima ne tik energijos naudojimą, bet ir sistemos veikimo laiką ir našumą.

Siurblio principinė dalisSisteminis metodas paprastai apima šiuos veiksmus:

1 –  visi įrenginių varikliai ir variklinės pavaros turėtų būti  identifikuoti.

2 – kiekvienos variklio darbo sąlygos ir specifikacijos turėtų būti dokumentuojamos, kad būtų galima nustatyti esamą sistemų inventorių.

3- reikia įvertinti variklinių sistemų poreikius ir faktinį naudojimą, siekiant nustatyti, ar varikliai yra tinkamo dydžio ir ar kiekvienas variklis atitinka savo varomosios įrangos poreikius.

4 – turėtų būti renkama informacija apie galimą variklių sistemų remontą ir atnaujinimą, įskaitant ekonomines sąnaudas ir naudą, susijusią su remonto ir patobulinimų įgyvendinimu, kad būtų galima priimti sprendimus dėl energijos vartojimo efektyvumo didinimo. Jei bus vykdomi atnaujinimai, modernizuotų variklių sistemų veikimas turėtų būti stebimas siekiant nustatyti faktines sąnaudų taupymo galimybes

Kas įtakoja į siurblių efektyvumą

Variklio priežiūra

Variklio daviklisVariklio priežiūros tikslas – pailginti variklio tarnavimo laiką ir numatyti variklio gedimą. Variklio techninės priežiūros priemonės gali būti priskiriamos prevencinėms ar prognozuojančioms priemonėms. Prevencinės priemonės, kuriomis siekiama užkirsti kelią netikėtam variklių gedimui ir  apima eksplotavimo sąlygas:  įtampos svyravimų  sumažinimą, apkrovos valdymą,  variklio vėdinimą  ir tepimą.

Numatomo variklio techninės priežiūros tikslas – stebėti nuolatinį variklio darbą, vibracijas ir kitus eksploatacinius duomenis, kad būtų galima nustatyti, kad variklis būtų laiku remontuojamas ar laiku pakeistas.

Taupymas, susijęs su nuolatine variklio priežiūros programa, yra reikšmingas ir gali svyruoti nuo 2% iki 30% viso variklio sistemos energijos naudojimo . PVZ: JAV pieno gamyklos IAC atvejo tyrime nustatyta, kad variklio priežiūros plano įgyvendinimas lėmė  maždaug 4 mėnesių atsipirkimo laikotarpį.

 

Variklio valdymo plano sudarymas

Variklio valdymo planas yra esminė įmonės energijos valdymo strategijos dalis. Įdiegus variklio valdymo planą, įmonės gali įgyvendinti ilgalaikes energijos taupymo sistemas/programas ir užtikrinti, kad variklio gedimai būtų tvarkomi greitai ir ekonomiškai.

Variklio tikrinimasPVZ:  „Motor Decisions MatterSM“ kampanijoje siūlomi šie pagrindiniai patikimo variklio valdymo plano elementai :

  • Variklio apklausos ir stebėjimo programos sukūrimas.
  • Aktyvių sprendimų dėl remonto / pakeitimo gairių parengimas.
  • Pasirengimas variklio gedimui, sukuriant atsargų inventorių.
  • Pirkimo specifikacijos parengimas.
  • Remonto specifikacijos parengimas.
  • Numatomosios ir prevencinės priežiūros programos kūrimas ir įgyvendinimas.

 

Energetinis variklio (pavaros) darbo efektyvumo įvertinimas leidžia:

1.Patikrinti ar įranga atitinka deklaruojamas energijos ir vandens sąnaudas gamybos procese – našumas t/h, energetinis imlumas kWh/t, vandens imlumas m3/t.

2.Rekonstruojant (keičiant esamą nauja) gamybos įrangą galima įvertinti ar nauja bus efektyvesnė energetinių sąnaudų požiūriu – našumas t/h, energetinis imlumas kWh/t, vandens imlumas m3/t.

3.Rekonstruojant ar keičiant nauja, įvertinti gamybos aprūpinimo faktinius poreikius ar specifines sąlygas

 

Tinkamo dydžio variklių pasirinkimas

Variklio apkrovos grafikasDėl netinkamo dydžio varikliai sukelia nereikalingus energijos nuostolius. Kai varomosios įrangos didžiausios apkrovos gali būti sumažintos, variklio dydis taip pat gali būti sumažintas. Pakeitus negabaritinius variklius su tinkamo dydžio varikliais, vidutiniškai sutaupoma 1,2% visos variklio sistemos elektros energijos suvartojimo . Mažesni varikliai ir atskiros variklio sistemos gali sutaupyti daugiau.

Energiją taupančių variklių pasirinkimas

Energiją taupančių variklių pasirinkimas gali būti svarbi strategija variklio sistemos gyvavimo ciklo sąnaudoms mažinti. Energiją taupantys varikliai sumažina energijos nuostolius pagerinus projektavimą, geresnes medžiagas, griežtesnius nuokrypius ir geresnes gamybos technologijas. Tinkamai įrengiant energiją taupančius variklius taip pat gali veikti patalpų kondicionavimo sistemas (kurie gali padėti sumažinti patalpų šildymo apkrovas) ir turėti aukštesnius aptarnavimo veiksnius, ilgesnį guolio tarnavimo laiką, ilgesnį izoliacijos tarnavimo laiką ir mažiau vibracijos.

Kadangi elektros varikliai yra vieni iš didžiausių elektros energijos vartotojų, elektros energijos taupymas eksploatuojant elektros variklius – turėtu būti viena iš prioritetinių įmonės veiklos krypčių.

Aukštesnio efektyvumo elektros varikliai leidžia žymiai sumažinti elektros energijos sąnaudas lyginant su žemesnio efektyvumo elektros varikliais.

Daugelyje pramonės sričių be galimybės taupyti elektros energiją panaudojant aukšto efektyvumo elektros variklius, būtina optimizuoti eksploatuojamų elektros variklių darbo režimus , kas leistu nustatyti tinkamo ar netinkamo dydžio elektros variklio eksploatavimą, mažinti kasdienes išlaidas elektros energijai, didinti įmonės gamybos produktyvumą.

Esant nepastoviai elektros variklio apkrovai, daugelis elektros variklių momentais dirba žemiau 60% nominalios galios, dėl ko mažėja elektros energijos sąnaudų efektyvumas, arba elektros variklis dirba su didele perkrova, todėl elektros varikliai perkaista, kas mažina elektros variklio eksploatavimo laiką ir didina elektros energijos sąnaudas.

Gamybinių procesų optimizavimo tikslas, pasiekti pastovaus elektros variklio apkrovimo, nemažesnio nei 70% nominalios variklio galios. Esant  žemesnei nei  70% apkrovai tikslinga keisti elektros variklį į mažesnio galingumo elektros variklį. Šiuo atveju įvertinant investicijų atsipirkimą, reikia įvertinti ne tik į sumažintas elektros energijos išlaidas, bet ir į padidėjusį gamybos produktyvumą, elektros variklio darbo patikimumą ir ilgaamžiškumą.

Galios ir energijos nuostoliai

Bendru atveju galios nuostoliai nereguliuojamose pavarose susideda iš nuostolių sumos atskiruose pavaros elementuose, tame tarpe variklyje ir mechaninėje dalyje. Mechaniniai nuostoliai būdingi visų tipų elektros pavaroms. Jie atsiranda dėl besisukančių dalių trinties ir priklauso nuo perdavimo momento. Energijos nuostoliai mechaninėje dalyje dažniausiai nusakomi naudingos veikos koeficientu. Jo dydis priklauso nuo apkrovos pobūdžio.

Galios nuostolius atsirandančius variklyje galima skirstyti į pastoviuosius ir kintamus:

ΔPel.v = ΔPpast. + ΔPk int .

Pastovieji nuostoliai nepriklauso nuo variklio apvijomis tekančių srovių. Tai magnetolaidžio plieno nuostoliai, nuostoliai, kylantys dėl trinties goliuose, bei dėl aušinimo. Pastovieji nuostoliai nėra nekintami, jie priklauso nuo variklio sukimosi greičio, maitinimo įtampos amplitudės ir dažnio. Tačiau, kadangi jie kinta nedaug, juos priimta vertinti kaip nekintamus ir lygius nominaliems pastoviesiems nuostoliams.

Kintamieji nuostoliai atsiranda tekant kintamai apkrovos srovei variklio apvijomis.

Variklio sudėtis

Nuostoliai varikliuose

Elektros variklio efektyvumo rodiklis tiesiogiai priklauso nuo variklio. Santykinai elektros variklių energijos nuostoliai atrodo nedideli , bet vertinant variklių galią bei darbo režimą energijos nuostoliai gali sudaryti pakankamai dideles sąnaudas.

Nemaža dalis variklių yra naudojami įrenginiuose, kur jie dirba praktiškai nepertraukiamu režimu (cirkuliaciniai surbliai, slėgio pakėlimo siurvliai, vėdinimo sistemos….), tas 1 ar keli % nuo su variklio elektros energijos suvartojimo  tampa pakankamai juntamas

VariklisElektros variklio energetinis efektyvumas suprantamas, kaip racionalus energijos panaudojimas, siekiant sumaţinti elektros energijos suvartojimą esant tai pačiai apkrovai. Elektros variklyje keičiant elektros energiją į mechaninę, dalis energijos prarandama šilumos pavidalu. Panaudojant efektyvesnius elektros variklius sutaupoma elektros energija ir sumažinamas CO2 kiekis atmosferoje. Pagrindinis rodiklis apibūdinantis elektros variklio efektyvumą yra naudingumo koeficientas .

Ƞ = P2/P1 = 1 – ΔP/P1

čia:

P2– naudinga galia ant variklio veleno, W;

P1– aktyvinė galia naudojama iš tinklo, W;

ΔP- elektros variklio suminiai galios nuostoliai, W.

Iš to galima daryti išvadą, kad kuo didesnis naudingumo koeficientas, tuo maţesni nuostoliai, todėl elektros variklis naudoja maţiau elektros energijos, sukurdamas tokį patį sukimo momentą

Strateginis variklio pasirinkimas.

Renkantis variklį, yra svarbūs keli veiksniai, įskaitant variklio greitį, galingumą, gaubto tipą, temperatūros įvertinimą, efektyvumo lygį ir energijos tiekimo kokybę. Renkantis ir perkant variklį, taip pat labai svarbu atsižvelgti į to variklio gyvavimo ciklo sąnaudas, o ne tik į pradines pirkimo ir įrengimo išlaidas. Iki 95% variklio kaštų gali būti priskirta energijai, kurią ji sunaudoja per visą jo tarnavimo laiką, o tik apie 5% variklio sąnaudų paprastai priskiriama jo pirkimui, montavimui ir priežiūrai. Gyvavimo ciklo sąnaudos (GCS) – tai apskaitos sistema, leidžianti apskaičiuoti visas nuosavybės išlaidas, susijusias su skirtingomis investavimo galimybėmis, o tai leidžia patikimesnį konkuruojančių variantų vertinimą variklinių transporto priemonių pirkimo ir remonto bei pakeitimo sprendimuose. .

Aukščiausios kokybės variklio montavimo pasirinkimas labai priklauso nuo variklio darbo sąlygų ir su ciklu susijusių sąnaudų, susijusių su investicijomis. Apskritai, aukščiausios kokybės varikliai yra ekonomiškai patrauklūs keičiant variklius, kurių metinė eksploatacija viršija 2 000 valandų per metus.

Energetinis variklių efektyvumas skatinamas ir reglamentavimu. ES ekologinio projektavimo direktyva Nr. 640/2009, įsigaliojusi 2011 m. birželį, nurodo, kad gaminami varikliai privalo būti ne žemesnės negu IE2 energetinio efektyvumo klasės. Toliau griežtinami efektyvumo reikalavimai valdomoms kintamojo greičio pavaroms, kurios nuo 2017 m. privalo atitikti IE3 efektyvumo klasę. Šiuo metu ekologinio projektavimo nuostatos tikslinamos ir numatoma reikalavimus kuriamiems varikliams artimiausioje ateityje padidinti iki IE4 efektyvumo lygio.

IF kategorijos

EB 640/2009 MEPS planas yra taikomas beveik visiems 2, 4 ir 6 polių vieno greičio, trifaziams indukciniams varikliams, kurių galios nuo 0.75 iki 375 kW, iki 1000 V ir kurie yra skirti nepertraukiamam darbui. Planas taikomas trimis etapais, leidžiant visiems gamintojams, ypač mažiems ir vidutiniams, prisitaikyti prie naujųjų reikalavimų.Variklių efektyvumo lygiai

„Ar tu žinai? Pramoniniame objekte, kurio sąskaita už elektrą yra 150 000 Eur per metus, varikliams eksploatuoti galima išleisti vidutiniškai 100 000 Eur. “

Elektros varikliai yra visur, taip pat ir energijos taupymo galimybės

  • Norėdami sužinoti kiek energijos galite sutaupyti, atlikite  variklio energijos vartojimo efektyvumo  auditą. Ekspertai  įvertins variklius, programas, veikimo laiką ir energijos suvartojimą bei pateiks išsamų auditą, kuriame bus numatyta numatoma energija. santaupos, numatomos piniginės santaupos, išlaidos, susijusios su keitiklio (-ių) parinkimu, tiekimu ir paleidimu bei numatytą atsipirkimo laikotarpį.

Variklio ef programaNormalu, kad energetiškai efektyvesni varikliai yra šiek tiek  brangesni, todėl jų panaudojimą/pirkimą reikia gerai įvertinti.

Elektros variklių energetinės sąnaudos tiesiogiai priklauso nuo eilės sąlygų:

  • variklio darbo laiko (val./metus)
  • bendro (vidutinio) apkrovimo
  • esamo (jei planuojama keisti) variklio techninės charakteristikos
  • vertinant atsipirkimą reikalinga įvertinti pareikalaujamos maksimalios galios (kW)

Įvertinus visus šiuos duomenis galima nesunkiai atlikti atsiperkamumo vertinimus pasinaudojant įmonių internetiniuose tinklalapiuose pateiktose automatinio skaičiavimo lentelėse.

PVZ:  http://Skaičiuotė /

dd

Rinkdami variklį reikia atkreipti dėmesį ir į variklių darbo režimus

Variklių darbo režimai

PAPILDOMOS TAUPYMO GALIMYBĖS SU ELEKTROS VARIKLIAIS

Variklių vartojama reaktyvinė galia

Dar vienas ne mažiau svarbus elektros variklio energetinio efektyvumo rodiklis yra galios koeficientas cos φ . Galios koeficientas nurodo aktyvinės galios kiekį nuo bendrosios galios.

cos φ =  P /S  čia S- pilnoji galia.

Elektros variklis tik aktyviąją galią keičia į naudingą galią, o reaktyvinė galia reikalinga tik sukurti magnetinį lauką. Todėl elektros varikliai turintys aukštą naudingumo koeficientą ir maţą cos φ negali būti vadinami aukšto efektyvumo.

Galios koeficiento korekcija

.

Indukcinės apkrovos, pvz., transformatoriai, elektros varikliai ir HID apšvietimas gali sukelti mažą galios koeficientą. Dėl mažos galios koeficiento gali padidėti energijos suvartojimas, todėl padidėja elektros sąnaudos; tai taip pat gali lemti mokesčius arba didesnius tarifus iš elektros energijos tiekimo įmonės. Galios koeficientas gali būti koreguojamas mažinant elektrinių variklių tuščiąją eigą (išjungtas variklis sunaudoja energiją), variklius su aukščiausios kokybės varikliais (žr. Aukščiau) ir kondensatorių montavimą kintamosios srovės grandinėje, kad sumažėtų reaktyviosios galios dydis sistemoje. Atliekant Kanados pieno pramonės energijos vartojimo efektyvumo tyrimą, apskaičiuota, kad galios koeficiento koregavimo priemonių įgyvendinimas atsiperka 2-3 metus (Wardrop 1997).

Dėl kintamos apkrovos dauguma Jūsų variklių didžiąją darbo ciklo dalį dirba apkrauti mažiau nei 50%. Smūgiai paleidimo metu gadina įrangą, o paleidimo srovės iškraipo tinklą ir verčia rinktis didesnę instaliuotą galią arba gresia baudomis už jos viršijimus.

Gerai žinoma, nevaldomas variklis, kai apkrova maža, sunaudoja žymiai daugiau energijos nei jos reikia apkrovai sukti. Deja, tai nėra vien papildomos išlaidos energijai. Tai dar ir įrangos gadinimas – perteklinė energija per variklio apvijas virsta karščiu, triušmu bei vibracija.

Teorija sako, kad kintamos srovės indukciniai varikliai itin neefektyvūs, kai apkrova mažesnė nei 50% nominalios. Efektyvumo kreivė rodo šį santykį. . Galių trikampio diagrama iliustruoja ryšį tarp kVA, kW ir kV.Variklių efektyvumo grafikai

     Asinchroninių variklių kompensavimas

Asinchroninio variklio vartojama reaktyvinė srovė yra pakankamai stabili prie bet kokio apkrovos režimo. Variklio reaktyvinė srovė sudaro 90% tuščios eigos srovės. Variklių gamintojas lentelėje pateikia duomenis, pagal kuriuos mes galime suskaičiuoti reikiamą kompensuoti galią pagal formulę:

AS var kompensavimasKur:   Q       – reaktyvinė galia;
P       – aktyvinė galia;
cosφ – galios koeficientas;

Paprastai variklių galios koeficientas būna <0.9, variklių reaktyvinė galia sudaro apie 30% aktyvinės galios. Variklio su mažesniais apsisukimais (750min-1) cosφ būna mažesnis, todėl reaktyvinė galia gali siekti ir  50% aktyvinės galios. Kondensatorių pajungimo būdas priklauso nuo variklio valdymo ir paleidimo būdo. Tiesioginio paleidimo variklis Šiuo būdu kondensatorius gali būti jungiamas lygiagrečiai varikliui. Kondensatorius bus prijungtas už šiluminės relės, šiuo atveju reikia sumažinti apsaugos srovę, kad variklis liktų apsaugotas. Žvaigždė – trikampis paleidimo variklis Žvaigždė – trikampis paleidimo sistemoje kondensatorius įjungiamas tada, kai variklis perjungiamas į trikampį, tai reiškia, kad paleidimo metu kondensatorius yra neįjungtas. [/av_textblock] [av_hr class='default' height='50' shadow='no-shadow' position='center' custom_border='av-border-thin' custom_width='50px' custom_border_color='' custom_margin_top='30px' custom_margin_bottom='30px' icon_select='yes' custom_icon_color='' icon='ue808'] [av_textblock size='' font_color='' color='']

Maitinimo įtampos kontrolė

Nors varikliai paprastai nereaguoja į nedidelius įtampos pokyčius, neviršijančius nominalios įtampos, dirbdamas kitokio dydžio įtampa, nei nurodyta techniniuose dokumentuose, variklio efektyvumas gali sumažėti. Tai kartais gali sumažinti ir variklio eksploatacijos trukmę, nes gali perkaisti izoliacinė ir tepimo sistemos. Pavyzdžiui, variklis, veikiantis 10% žemesne nei numatyta įtampa, atlieka maždaug 80% numatytų apsisukimų. Variklis, veikiantis didesniais apkrovų lygiais, ims daugiau elektros srovės, dėl to gali įvykti perkrova, variklis gali perkaisti ir anksčiau laiko susidėvėti

Minimalus įtampos disbalansas.

Įtampos disbalansas mažina veikimą ir sutrumpina trifazių variklių veikimą. Įtampos disbalansas sukelia elektros apkrovos disbalansą, kuris sukelia sukimo momentą, padidina vibraciją ir mechaninį įtempį, padidina nuostolius ir variklio perkaitimą, kuris gali sumažinti variklio apvijų izoliacijos tarnavimo laiką. Įtampos disbalansą gali sukelti netinkamas galios faktoriaus koregavimo įrangos darbą, nesubalansuoto transformatoriaus apkrovą.

Nykščio taisyklė yra ta, kad įtampos disbalansas variklio gnybtuose neturėtų viršyti 1%. Net 1% disbalansas sumažins variklio efektyvumą dalinės apkrovos metu, o 2,5% disbalansas sumažins variklio efektyvumą esant pilnai apkrovai.

Dėl 100 AG variklio, veikiančio 8 000 valandų per metus, įtampos disbalanso koregavimas nuo 2,5% iki 1% leis sutaupyti apie 9500 kWh arba beveik už 950 Eur elektros energijos. ( 0,1 Eur / kWh).

Reguliariai stebint variklio įtampas ir reguliariai tikrinant variklius, galima nustatyti įtampos disbalansą. Taip pat rekomenduojama patikrinti, ar vienfaziai apkrovos yra tolygiai paskirstytos ir prireikus sumontuoti įžeminimo gedimo indikatorius. Kitas rodiklis, kad įtampos disbalansas gali būti problema, yra 120 Hz vibracija, kuri turėtų nedelsiant patikrinti įtampos balansą. Tipiškas įtampos reguliatorių įrengimo mažo apkrovimo varikliams atsipirkio laikotarpis yra 2,6 metų

 

VARIKLIŲ VALDYMAS

 

Tiesioginis variklio paleidimas

Tiesioginio paleidimo būdas yra daugiausia paplitęs ir paprasčiausias. Paleidimui naudojamas magnetinis paleidėjas ir šiluminė relė. Šiluminės relės gali būti mechaninės, elektroninės taip pat varikliu paleidimo apsaugos (montuojamos viename korpuse automatiniai jungikliai ir šiluminės relės).  Naudojant ši paleidimo būda, paleidimo srovės išauga 6-7 x Inom (variklio vardinės srovės). Be paleidimo srovės,  būna impulsinė srovė, kuri reikalinga variklio pradiniam prasukimui ir gali siekti 14 x Inom. Didelis pradinės srovės išaugimas yra vienas iš neigiamu šio paleidimo padarinių. Kitas šio paleidimo neigiamas veiksnys, didelis pradinis sukimo momentas. Tai neigiamai paveikia variklio guolius, apvijas, taip pat neigiamai veikia reduktorius ir kitus prijungtus mechanizmus

Valdymas  Trikampiu/Žvaigžde paleidimui

Šis paleidimo būdas sumažina paleidimo srovę iki 2-3 x Inom. Norint paleisti variklį šiuo būdu, variklio pajungimo „trikampiu“ įtampa turi atitikti maitinimo įtampą. Paleidimui naudojami tris magnetiniai paleidėjai, šiluminė relė ir laiko relė, kuria užduodamas laikas, reikalingas variklio pajungimo išlaikymui žvaigždę. Naudoti šį paleidimą galima esant mažam variklio apkrovimui. Jei paleidimo metu, variklis apkrautas daugiau nei 50% pilno sukimo momento, variklis gali nepasiekti reikiamo greičio, reikalingo perjungimui į trikampį. Perjungimo metu iš žvaigždės į trikampį, gaunamas srovės ir sukimo momento šuolis 6 x Inom. Kartais šis šuolis gali viršyti tiesioginio paleidimo srovę.

Šis paleidimo būdas tinka ventiliatoriams ir siurbliams kuriu sukimo momentas paleidimo metu yra nedidelis. Didėjant apsukoms sukimo momentas didėja kvadratine priklausomybę. Pasiekus 80% greičio, perjungiama į trikampį  ir tada pasiekiamas pilnas greitis.

Reguliuojamo greičio pavaros (RGP) (Valdymas su dažnio keitikliais)

Reguliuojamo greičio pavara geriau suderina greitį su variklio veikimo apkrovos reikalavimais ir todėl užtikrina, kad variklio energijos naudojimas būtų optimizuotas galios poreikiui. Valdymo skydai su dažnio keitikliais skirti elektros varikliu greičio reguliavimui, darbui su siurbliais ir ventiliatoriais. Reguliuojamo greičio pavaros pritaikomi įvairiuose vandens ir šilumos tiekimo objektuose, gyvenamosiose ir darbo patalpose, technologinių procesų automatizavimo sistemose chemijos, maisto ir kitose pramonės šakose, energijos efektyvumo gerinimui, avaringumo sumažinimui.

Naudojant greičio reguliavimo pavaras energijos taupymas svyruoja nuo 7% iki 60%.

Dažnio keitiklio veikimas paremtas kintamos įtampos (50-60Hz) pavertimas į nuolatinę, o po to jos vertimas į kintamą, kurios max dažnis gali siekti iki 300- 400Hz priklausomai nuo modelio ir gamintojo. Kadangi variklio greitis priklauso nuo dažnio, tai keičiant įtampos dažnį, keičiamas greitis.

Keitikliai dažniausiai naudojami variklio greičio reguliavimui. Didelis dažnio keitiklio privalumas esant mažam greičiui pasiekiamas didelis sukimo momentas, o paleidimo srovė siekia 1-1,5 Inom variklio srovės . Kitas dažnio keitiklio privalumas minkštas stabdymas. Šio privalumo pagrindinis pritaikymas siurblių stabdymui, išvengiant hidraulinio smūgio, taip pat konvejerių stabdymui, išvengiant produkcijos gadinimo. Didelis dažnio keitiklių privalumas energijos taupymas dirbant su siurbliais ir ventiliatoriais. Dažnio keitiklių darbe nereikalingi kondensatoriai reaktyvinės energijos kompensavimui.

Valdymo skydai su minkšto paleidimo įranga, soft-starteriais

Surenkami standartiniai valdymo skydai ir valdymo skydai sukomplektuoti pagal klientų pageidavimus, nurodytus apklausos lape. Pritaikomi įvairiose sistemose: siurblių, ventiliatorių, konvejerių, centrifugų, kompresorių, smulkinimo įrangoje ir kitur, su tikslu mažinti hidraulinius ir mechaninius smūgius sistemose, paleidžiant ir stabdant, sumažinant paleidimo sroves elektros varikliams paleisti, padidinant įrengimų našumą, padidinant elektros tinklo stabilumą, sumažinant įtampos šuolius elektros tinkle.

Šis paleidimo būdas savo charakteristika skiriasi nuo kitu. Minkšto paleidimo įrenginiai vadinami Soft Starteriais. Jų jėgos grandinėje yra tiristoriai, o valdymą funkcijas atlieka elektroninis blokas.

Paleidimo metu pradinė įtampa būna labai maža, kas leidžia reduktoriaus krumpliaračiu tarpelius sumažinti iki minimumo arba įtempti sukimo diržus, grandines. Palaipsniui auga įtampa ir sukimo momentas, taip pat didėja greitis. Naudojant minkštą paleidimą galime reguliuoti, pradinę paleidimo įtampą, įsibėgėjimo laiką, stabdymo laiką. Pagrindinis šio paleidimo metodo privalumas variklio ir prie jo pajungtu mechanizmų tausojimas, kas leidžia mažinti aptarnavimo išlaidas. Kitas privalumas minkštas stabdymas, kuris naudojamas siurbliams stabdyti, norint išvengti hidraulinių smūgių, taip pat konvejerių stabdymui, išvengiant produkcijos sugadinimo.

Priklausomai nuo Soft Starterio sudėtingumo, jame gali būti įdiegti įvairus apsaugų lygiai. Paprasčiausi iš jų neturi apsaugų. Reikalingas variklių apsaugas reikia sudėti atskirai. Sudėtingi turi visas įmanomas apsaugas: fazės dingimas įėjime, fazės į variklį dingimas, tiristoriaus klaida, viršyta tiristoriaus temperatūra, variklis perkrautas, momentinis srovės išaugimas, maža srovė, fazių kaita, PTC ir kita

Visų trijų variklių valdymo paleidimo srovių gafikai pateikti šiame paveiksle. Variklio paleidimas

DAŽNIO KEITIKIAI

PAPILDOMA TECHNINĖ INFORMACIJA

Dažnio keitikliai (DK) turi labai daug privalumų prieš variklių apsaugos automatus. Jie nesukelia srovės šuolių (švelnaus paleidimo funkcija). Jie negeneruoja jungimo įtampos pikų. Jie turi aukštą galios koeficientą. Perspektyvoje dažnio keitikliai gali pakeisti visus mechaninius variklių paleidimo įrenginius, kaip programuojamieji loginiai valdikliai (PLC) baigia išstumti mechaninių tarpinių relių valdymo sistemas.

Privalumai

  • Be energijos taupymo, dažnio keitikliai turi daugiau privalumų, kurie prideda stabilumo ir tvirtumo elektros paskirstymo sistemai.
  • Dažnio keitikliai neturi paleidimo srovių šuolio (paleidimo srovė nustatoma iki 150% nuo nominalios variklio srovės). Paleidimo srovių šuoliai atsiranda mechaniškai paleidžiant variklį ir tai gali sukelti variklio nesklandumus. Tai taip pat gali sukelti įtampos svyravimus, kurie savo ruoštu gali pakenkti kitoms apkrovoms (kompiuteriai ir t.t.). Dažnio keitikliai švelniai paleidžia variklius per 20 – 30 s.
  • Dažnio keitikliai turi aukštą galios koeficientą, todėl nebereikia naudoti reaktyviosios galios kompensavimo įrenginių (kondensatorių baterijų).
  • Dažnio keitikliai išlygina jungimo pikus (trumpalaikius įtampos šuolius), kai išjungiamas variklis. Variklio greitis švelniai mažinamas (pvz. per 20 – 30 s). Dažnio keitiklis išsijungia, kai variklio greičio ir srovės reikšmės tampa pasidaro mažos ir santykinai mažas variklio išjungimo pikas sugeriamas keitiklio DC grandinėje.
  • Dažnio keitikliai turi programuojamas variklio valdymo, apsaugos ir komunikacijų funkcijas, tuo stipriai nutoldami nuo kontaktorių, variklio apsaugų, papildomų kontaktų ir atkabiklių funkcijų. Pavyzdžiui, dažnio keitikliui galima užprogramuoti variklio sukimo kryptį, ir tam nereikia papildomo kontaktoriaus.
  • Vienfazėse sistemose, dažnio keitikliai leidžia pakeisti vienfazius variklius trifaziais. Tai yra todėl, kad dažnio keitikliai įėjime gali būti prijungti prie vienfazio tinklo (230V AC) ir išėjime generuojamas trifazis signalas; kitaip tariant vienfazė įtampa keičiama į trifazę įtampą.

Trūkumai

  • Vis dėlto, dažnio keitikliai turi ir neigiamo poveikio elektros tinklui ir varikliui. Tai harmonikos ir variklių pavarų suderinamumas tiek mažiems, tiek ir dideliems dažnio keitikliams. Skirtumas tik tas, kad mažiems varikliams ir dažnio keitikliams skiriamas mažesnis dėmesys nei dideliems, brangesniems dažnio keitikliams. Kuo didesnis dažnio keitiklis, tuo daugiau harmonikų. Pavyzdžiui, 185 kW dažnio keitikliui būtina atkreipti dėmesį į harmonikas. 4 kW dažnio keitikliui neprivalu atkreipti dėmesio. Tačiau yra kitų dalykų, kai reikalinga kruopšti mažo galingumo dažnio keitiklių analizė
  • Vienfazėse sistemose, dažnio keitikliai generuoja trečią (150Hz) harmoniką ir mažiau penktą (250Hz) harmoniką. Komerciniuose pastatuose, keturlaidėse (3 fazės + nulis) elektros sistemose, jos susilieja į trečią harmoniką prisidedančią prie neutralę; todėl geriau neutralei naudoti storesnį laidininką nei fazių. Kadangi mažos galios dažnio keitikliai taip pat generuoja harmonikas, todėl, atliekant bet kokius tinklo matavimus, reikia naudoti tRMS (true – Root Mean Square) matavimo prietaisus tikslesniam matavimui.
  • Trifazėse sistemose, dominuoja penktoji (250Hz) harmonika, kurią generuoja dažnio keitikliai. Penktoji (250Hz) harmonika yra neigiamos sekos harmonika: ji sukuria priešingą sukimo momentą, kuris verčia variklius sukti atgal. Penktoji (250Hz) harmonika neturi įtakos varikliams, kurie turi dažnio keitiklius. Ji įtakoja tik variklius, kurie valdomi mechaninėmis variklio apsaugomis (automatais, kontaktoriais). Nors pagrindinė variklio srovė (pirmoji harmonika – 50Hz) vis tiek suks variklį pirmyn, tačiau penktoji (250Hz) harmonika papildomai kaitins ir po kažkurio laiko gali žymiai pakenkti statoriaus izoliacijai. Pastebėtina, kad ši penktoji harmonika gali neturėti akivaizdžios įtakos aukščiau esančiam tinklui (t.y. gali būti minimalus įtampos iškraipymas) todėl, kad harmonikos srovė yra pakankamai maža lyginant su bendra srove. Tačiau, tame pačiame lygyje kuriame yra prijungta daugiau variklių, mažos galios dažnio keitikliai gali stipriai iškraipyti įtampą.
  • Pirmas žingsnis kaip kovoti su harmonikomis: prie dažnio keitiklio turi būti statomas reaktoriaus ritė. Ši ritė mažina srovės iškraipymus dažnio keitiklio įėjime. Ji taip pat apsaugos dažnio keitiklį nuo viršįtampių šuolių (ypač kondensatorių jungimų pikai), kurie atkeliauja iki DC sąsajos ir sukelia DC viršįtampius.
  • Kai kuriuose pigesniuose dažnio keitikliuose gamintojai mažina kainą išimdami reaktoriaus ritę, taip padarydami dažnio keitiklį „harmonikų generatoriumi“. Tai ypač pavojinga, kai jie montuojami kartu su tiesioginio paleidimo varikliais. Šiuo atveju situaciją galima pataisyti instaliuojant linijinius reaktorius ar izoliuojančius transformatorius.
  • Perkant dažnio keitiklį su integruota reaktoriaus rite gali neapsaugoti nuo kylančių problemų. Panašios harmonikų problemos gali kilti, kai grandinėje instaliuojama daug mažos galios dažnio keitiklių, kurie bendrai sukelia nemažus harmonikų iškraipymus sukeliančius problemas. Esant didelės galios dažnio keitikliui galima statyti pasyvinį penktosios (250Hz) ir septintosios (350Hz) harmonikų filtrą. Tačiau šiuo atveju tai nebūtų teisinga, nes mažos apkrovos gali būti labai dinamiškos ir pasyvus harmonikų filtras gali nesumažinti harmonikų. Tokiu atveju geriausiai tinka aktyvūs harmonikų filtrai. Šie įrenginiai seka harmonikų sroves ir generuoja tos pačios amplitudės tik priešingas harmonikoms sroves. Tokiu būdu panaikinamos susidarančios harmonikos ir labai efektyvūs dinamiškoms apkrovoms su kintamomis harmonikų srovėmis.

Variklio suderinamumas

Dažnio keitikliams gali atsirasti variklio suderinamumo problemos, ypač kai dažnio keitikliai montuojami seniems varikliams. Greitas puslaidininkių (IGBT) jungimas bei ilgas kabelis gali sukelti viršįtampių atspindžius (kitaip vadinamus stovinčios bangos įtampa, peak-to-peak ar vainikinė įtampa), kai įtampos pikas du – tris kartus didesnė už DC sąsajos įtampą. Daugelis gamintojų deklaruoja, kad kabelio ilgis iki variklio neturi viršyti 30 m, bet kartais net tai yra per daug. Jie gali pramušti pirmųjų kelių variklio apvijų izoliaciją, galinčios sukelti ankstyvą variklio statoriaus izoliacijos pramušimą. Ši problema aktuali tiek didelės, tiek mažos galios dažnio keitikliams, turintiems PWM (Pulse-Width Modulation) išėjimą. Tačiau pigesni, mažos galios varikliai ypač pažeidžiami; jų statoriaus apvijos dažnai būna netolygiai suvyniotos (pigesnė gamyba), tai reiškia, kad tarp gretimų apvijų gali būti aukštas potencialas, kuris jas daro mažiau atsparesnes viršįtampių atspindžiams. Sprendimas yra sumontuoti mažo pralaidumo filtrus keitiklio išėjime, kad sumažinti viršįtampius. Pastaraisiais metais gaminami varikliai suprojektuoti, kad atlaikytų 1500V įtampą bei viršįtampius. Dauguma gamintojų jau reikalauja, kad tik tokie varikliai būt naudojami su jų dažnio keitikliais.

Galim suteikti šias paslaugas:

Atlikti ilgalaikius (numatyto periodo: paros, savaitės , mėnesio, kito apibrėžto kaikotarpio) variklių darbo :

  • variklių apkrovos matavimus
  • variklių efektyvumo matavimus
  • variklių vibracijos matavimus

Matavimo laikotarpio metu suteikiame galimybę matyti nuskaitomus duomenis „on-line“ režime.

Atliekame gautų duomenų analizę, pateikiame ataskaitą su išvadomis ir rekomendacijomis.

Ar naudinga šio puslapio informacija?

Komentarus ir pasiūlymus galima pateikti   tiesiogiai šio tinklalapio administratoriui:  Kontaktams

 Taip pat galima prisijungti prie diskusijų ir informacijos pasidalinimo:

Facebook internetiniame  puslapyje    „Energetiko užrašai“

„Energetiko užrašai“  grupės internetiniame  puslapyje    Grupė „Energetiko užrašai“