Позвоните нам

8-8000-80-35-80
(звонок бесплатный)

Заказать звонок

Напишите письмо


infokz@rusautomation.kz

Открыть

РусВизуализация OP-VP-1.0

YouTube-канал

Рекуператоры

В условиях современного промышленного производства большое внимание уделяется вопросам энергоэффективности и энергосбережения при эксплуатации оборудования.

Учитывая, что затраты на электропотребление крупного промышленного предприятия могут составлять до 50% от общей суммы всех затрат на выпуск продукции, вопрос оптимизации расходов энергоресурсов очень актуален для каждого предприятия.

Необходимость решения данной проблемы обусловлена также постоянным увеличением цен на электричество и энергоносители, что влечет за собой удорожание услуг/конечной продукции, которую производит предприятие, поскольку себестоимость этой продукции включает в себя, в том числе, и расходы на энергопотребление. Все это ведет к неэффективности производства и уменьшению конкурентоспособности производителя на мировом рынке.

Рекуператоры
Современное промышленное предприятие


Применение частотно-регулируемого привода позволило решить множество задач не только в области оптимизации и автоматизации всего процесса производства, удобства управления и регулирования технологических параметров, но и в сфере энергосбережения.

Применение частотных преобразователей при управлении электроприводным оборудованием позволяет напрямую подстраивать регулируемые производственные параметры (температуру, давление, скорость) под различные нужды с сохранением высокого коэффициента мощности, обеспечивая при этом существенное снижение энергопотребления.

Но на этом преимущества применения частотной техники не заканчиваются, а при грамотном использовании возможностей такого оборудования открываются еще большие просторы для усовершенствования и повышения энергоэффективности производственного комплекса.

Одна из замечательных возможностей качественного энергосбережения при использовании преобразователя частоты – применение рекуператоров электроэнергии.


Назначение рекуператоров

Рекуператоры
Рекуператор

Рекуператор предназначен для функционирования совместно с частотным преобразователем и позволяет при работе преобразователя в режиме динамического торможения производить рекуперацию электрической энергии в питающую сеть. Чаще всего рекуператор поставляется в качестве отдельной комплектной позиции для частотника, поскольку выполняет обособленную технологическую задачу и подходит не для всех возможных применений.

Рекуператор электроэнергии, как правило, устанавливают в комплексах электропривода с длительным, либо интенсивным торможением управляемых механизмов. Он рекомендован и экономически обоснован для применения в приводах кранов, подъемных механизмов, мельницах, центрифугах, сепараторах и других подобных механизмов. В том числе, применяется в современных электропоездах и электромобилях (при разгоне частотный электропривод этих механизмов потребляет энергию из сети, либо аккумулятора, а при торможении – возвращает электроэнергию обратно в питающую сеть).

Долгое время единственным способом высвобождения излишней энергии, выделяемой в частотных преобразователях при торможении привода, было рассеивание этой энергии в виде тепла на специальных резисторных элементах. Такие элементы называются тормозные резисторы, и они применялись (и до сих пор применяются) в комплексах электропривода с высокой инерционной нагрузкой для ограничения перенапряжения в преобразователях частоты в режиме торможения. В ином случае, возможен выход из строя оборудования, потому что высвобождающуюся при торможении энергию необходимо где-то изолировать.

Рекуператоры
Электропоезд - один из примеров механизмов,
где используется рекуперация при торможении


При этом тормозные резисторы довольно габаритны, необходимо создание определенных условий для их охлаждения, защиты от влаги и пыли, и для подключения тормозных резисторов к преобразователю частоты часто требуется специальный тормозной модуль, приобретаемый отдельно.

К тому же, если вести речь об электросбережении, то энергия, рассеиваемая на тормозных резисторах, преобразуется в тепло, что экономически невыгодно, а в ряде случаев, ещё и технически нереализуемо.

В отличие от тормозных резисторов, рекуператор позволяет направлять высвобождающуюся электроэнергию обратно в сеть, тем самым, обеспечивается существенная экономия электроэнергии при торможении и возможность работы рекуператора в продолжительном режиме.


Преимущества рекуператоров

Применение рекуператоров совместно с преобразователем частоты позволит решить следующие задачи оптимизации производства:

  • Использовать более 95% высвобождаемой при торможении привода электроэнергии, возвращая её в питающую сеть для использования этой энергии другими потребителями в сети.

    Как результат – практически 100% эффективность использования электроэнергии. С экономической точки зрения это означает существенную экономию денежных средств для производителя (даже по сравнению с использованием отдельного преобразователя частоты без рекуператора). Окупаемость вложенных затрат на приобретение/модернизацию оборудования может в этом случае составить менее 1 года, что экономически более чем целесообразно.

  • Существенно снизить уровень гармонических искажений в сети и значительно увеличить коэффициент мощности используемого комплекса оборудования. К тому же возможности широтно-импульсной модуляции преобразователей частоты позволяют генерировать сигнал практически синусоидальной формы на стороне переменного тока.

    Таким образом увеличение коэффициента мощности обеспечивает существенное улучшение показателей энергоэффективности всего комплекса оборудования, а снижение гармоник тока и возможности ШИМ-модуляции позволяют улучшить характеристики питающей сети предприятия, что уменьшает расходы на замену и ревизию оборудования в данной энергосети.

  • Улучшить компактность расположения оборудования и условия эксплуатации.

    Сравнивая с прежним методом рассеивания излишков энергии с помощью тормозных резисторов и модулей, можно с уверенностью сказать, что установка рекуператора вместо прежних тормозных устройств позволит освободить около половины занимаемого этими устройствами пространства, а также снизить требования к условиям эксплуатации оборудования (рекуператоры ввиде отдельного комплектного устройства выполняются со степенью защиты IP54, либо IP65 без необходимости обеспечения дополнительного охлаждения и пыле/влагозащиты).

  • Увеличение тормозного момента и уменьшение времени торможения привода.

    Данный эффект позволяет уменьшить время производственного цикла и увеличить быстродействие и производительность оборудования. Тем самым оптимизируется производственный процесс, увеличивается количество производимой продукции за единицу времени при сохранении технологии производства.

  • Возможности связи с рекуператором по промышленным сетям (Modbus, Profibus, Ethernet/IP).

    Позволяет включить рекуператор в общую систему мониторинга и управления всем комплексом оборудования, передавать в режиме реального времени параметры потребления и экономии электроэнергии, характеристики работы рекуператора (ток, мощность, коэффициент мощности). Это дает возможности обслуживающему персоналу оперативно реагировать на выполняемые производственные процессы, оптимизируя и уменьшая, в конечном итоге, затраты предприятия на эксплуатацию оборудования.

  • Высокая гибкость в применении рекуператора для различных применений.

    Применение рекуператоров возможно не только с частотным преобразователем аналогичной марки, но и с частотниками и приводным оборудованием различных фирм и исполнений, поскольку современные рекуператоры унифицированы для множества применений. Данная особенность позволяет использовать рекуператоры не только для новейших применений и задач, но и для модернизации/оптимизации работы уже действующих приводных комплексов, в том числе, устаревших модификаций.

  • Возможность соединения рекуператоров параллельно.

    Данная функция позволит увеличить мощность рекуперации электроэнергии параллельным подключением двух и более рекуператоров без необходимости приобретения одного рекуператора большей мощности. В случае, если на производстве имеется несколько рекуператоров, и требуется увеличить мощность рекуперации для отдельного процесса, можно обойтись параллельным соединением рекуператоров, не затрачивая денежные средства на приобретение нового более мощного и дорогостоящего оборудования.


Экономически обоснованные сферы применения рекуператоров

Таким образом, рекуператоры находят свое оптимальное и экономически обоснованное применение для следующих производственных сфер:

  • производства, где используются механизмы с большой инерционной нагрузкой: центрифуги, мельницы, намоточное оборудование, сепараторы;
  • частотно-регулируемые приводы с преимущественно тормозными режимами: лифты, подъемно-транспортное оборудование, станки-качалки;
  • системы с необходимостью выполнения быстрого останова: станкостроение, системы автоматизированных складов, транспортные системы, электротранспорт (электропоезды и электромобили, в том числе);
  • механизмы с длительными циклами генерации энергии: печатные машины, эскалаторы и другие подобные устройства;
  • испытательные и нагрузочные стенды большой мощности.


Основные требования при выборе рекуператора

Выбор рекуператора под условия применения производится согласно персональным характеристикам приводного комплекса (преобразователь частоты-двигатель-нагрузка), в составе которого он будет функционировать:

  • необходимо подобрать требуемое значение напряжения, тока и мощности рекуператора, при которых либо в длительном режиме работы, либо в режиме повторно-кратковременного режима он не будет перегреваться;
  • выбрать необходимую степень защиты и характеристики условий эксплуатации (температура, влажность, вибрационность);
  • подобрать оптимальный набор встроенных функций (возможность связи с верхним уровнем по промышленным интерфейсам, комплекс выполняемых защит, режимы автоматического управления/индикации, дополнительные аксессуары).


Выводы

В качестве заключения можно сделать вывод о том, что вопросы энергосбережения на предприятии невозможно рассматривать отдельно от технологических процессов – эффективность производства нужно оценивать не только с позиции обеспечения требуемых количественно-качественных показателей выпускаемой продукции, но и с точки зрения энергоэффективности выполнения технологических процессов.

Рекуператоры
Энергоэффективность

На производствах, построенных более 10-15 лет назад, преобладающую часть технологических процессов можно осуществлять на порядок эффективнее, не снижая требований к качеству продукции. Внедрение инновационных энергосберегающих мероприятий, таких как применение современных преобразователей частоты совместно с рекуператорами электроэнергии, на промышленном предприятии позволит обеспечить экономию до 30% энергоресурсов. При этом, затраты на приобретение подобного оборудования, по опыту эксплуатации, окупятся менее чем через год.


По всем вопросам оптимального подбора оборудования
применительно к вашим техническим требованиям и технологическим процессам
Вам помогут специалисты компании ООО «РусАвтоматизация»

Заказать консультацию инженера

Водомер

WAM1

Новое
направление!

WAM2

Комплексные
поставки!

WAM3

Автоматизируйте
свое
производство!

WAM4

Внедряйте
новое
оборудование!

WAM5

Оснащайте
автоматизированные
системы!

Новости
24
09.20
Индикаторы потока. Часть 5. Доступный контроль
21
09.20
Индикаторы потока. Часть 4. Контроль и учет
17
09.20
Индикаторы потока. Часть 3. Новые возможности
14
09.20
Индикаторы потока. Часть 2. Все гениальное - просто
10
09.20
Недорогая защита для ценного оборудования и систем