Delta Electronics:
Преобразователи Частоты
Промышленная Автоматизация

Модернизация привода станочного оборудования

Модернизация заключается в замене дорогостоящих двигателей постоянного тока на доступные и широко распространенные асинхронные двигатели переменного тока, работающие под управлением частотных преобразователей. Опытная эксплуатация станка показала полное соответствие асинхронного двигателя, оборудованного частотным преобразователем требованиям, предъявляемым к регулируемому приводу подачи стола.
Модернизация привода подачи стола проводится с учетом следующих требований:

• Органы управления станком не должны изменится.
• Время простоя станка в период пуско-наладочных работ должно быть минимальным.
• Замена привода постоянного тока на частотный преобразователь должен осуществляться с минимальными монтажными работами.

В результате Заказчику представлено универсальное и в то же время эффективное решение, позволяющее в рекордно короткие сроки осуществлять восстановление работоспособности станочного оборудования путем замены вышедших из строя приводов постоянного тока на частотные привода переменного тока. Причем стоимость всей работы, включая материалы, конкурирует с приобретением соответствующего двигателя постоянного тока. Использование в станочном оборудовании асинхронных двигателей управляемых частотными преобразователями в качестве регулируемого привода имеет ряд важных преимуществ:

• Асинхронный двигатель существенно надежней двигателя постоянного тока, так как он не имеет щеточного аппарата, его корпус имеет степень защиты IP-55, что позволяет свести к минимуму его техническое обслуживание. А простота конструкции асинхронного двигателя позволяет проводить техническое обслуживание в любой ремонтной службе предприятия.
• Асинхронные двигатели являются самыми распространенными электрическими машинами, что позволяет в случае необходимости, оперативно его заменить.
• Стоимость асинхронного двигателя в пять раз меньше соответствующего двигателя постоянного тока.
• Преобразователь частоты является полностью программируемым устройством, поэтому в процессе пуско-наладочных работ нет необходимости использовать дополнительное измерительное оборудование, что позволяет существенно сократить сроки модернизации приводов станочного оборудования.
• Преобразователь частоты не требует периодической подстройки параметров рабочего режима, в связи с отсутствием аналоговых подстроечных элементов. Преобразователь частоты имеет функции, позволяющие оптимально настроить работу асинхронного двигателя, тем самым повышается КПД привода, что приводит к снижению энергопотребления.

 

Области применения частотных преобразователей.

1. Замена регулируемого электропривода с двигателями постоянного тока.

В настоящее время в большинстве регулируемых приводов применяются двигатели постоянного тока с питанием от тиристорного преобразователя частоты. Замыкание обратной связью позволяет обеспечить точное поддержание скорости при переменной нагрузке, что желательно или необходимо для получения требуемого качества технологических процессов. Однако двигатели постоянного тока сложны в эксплуатации и обслуживании, из-за наличия коллектора их затруднительно применять в запыленных помещениях и взрыво небезопасной среде.
Регулируемые привода с асинхронными двигателями позволяют снизить эксплуатационные затраты, повысить перегрузочную способность, надежность и снизить требования к среде эксплуатации.

2. Замена нерегулируемого привода с асинхронными двигателями.

На сегодняшний день большинство электроприводов составляют нерегулируемые привода с асинхронными двигателями. Их применяют в водо- и теплоснабжении, системах вентиляции и кондиционирования воздуха, компрессорных установках и др.
- В таких установках плавная регулировка скорости вращения позволяет в большинстве случаев отказаться от использования редукторов, вариаторов, дросселей и другой регулирующей аппаратуры. Это значительно упрощает механическую систему, повышает ее надежность и снижает эксплуатационные расходы.
- При подключении через частотный преобразователь пуск двигателя происходит плавно, без пусковых токов и ударов, что снижает нагрузку на двигатель и механизмы, увеличивает срок их службы.
- Применение регулируемого электропривода позволяет получить экономию энергии до 80%. Сбережение энергии происходит путем устранения непроизводительных затрат в заслонах, дросселях и других регулирующих устройствах. При замене нерегулируемого привода, работающего в режиме периодических включений, исключаются потери на пусковые токи и снижается требуемая мощность двигателя. Регулирование в системе водоснабжения в соответствии с графиком потребления воды позволяет получить значительную экономию как электроэнергии, так и воды, уменьшить количество аварий из-за разрывов трубопроводов. 

 

Примеры применения регулируемых электроприводов на базе частотных преобразователей.

1. Одной из областей наиболее эффективного применения частотных преобразователей являются насосы дополнительной подкачки в системах водо- и теплоснабжения. Особенностью этих систем является неравномерность потребления воды в зависимости от времени суток, дня недели и времени года. Постоянный объем подачи приводит к заметному ослаблению напора в часы повышенного разбора воды и к значительному повышению давления в магистрали, когда расход воды снижается. Повышение давления в магистрали ведет к потерям воды на пути к потребителю и увеличивает вероятность разрывов трубопровода. При применении частотного преобразователя есть две возможности регулировать подачу воды: в соответствии с заранее составленным графиком (без обратной связи) и в соответствии с реальным расходом (с датчиком давления или расхода воды). Регулирование подачи воды позволяет получить экономию электроэнергии до 50 %, а также значительную экономию воды и тепла. Исключение прямых пусков двигателя позволяет снизить пусковые токи, избежать гидравлических ударов и избыточного давления в магистрали, увеличить срок службы двигателя и трубопроводов.
2. При таких производственных процессах как изготовление и намотка полимерных нитей и пленок, проволоки, бумаги, стекловолокна и стеклоткани требуется точное регулирование скорости вращения, управление по моменту и согласование движения нескольких двигателей. Применение частотных преобразователей в таких технологических процессах позволяет получить высокое качество нити, проволоки или материала, исключить обрывы и повысить производительность, а также получать при намотке одинаковое натяжение материала по всей толщине рулона. Для технологического процесса, требующего перемещения непрерывного материала через несколько зон с постоянной скоростью возможно согласование работы нескольких преобразователей частоты, бесступенчатое изменение скорости, плавный пуск и остановка.
3. Для решения некоторых задач необходимо точное позиционирование механизма. В таких случаях оправдано применение частотных преобразователей с векторным управлением с обратной связью. Эта группа преобразователей имеет возможность работы с полным моментом в области нулевых скоростей. Привода с асинхронными двигателями, питающимися от таких частотных преобразователей, могут заменить регулируемые привода постоянного тока.