Меню

Схема преобразователя частоты для вентилятора



Частотный преобразователь для систем вентиляции

Вентиляция – одна из основных инженерных систем любого объекта. Функции вентиляционных систем – поддержание оптимального состава воздуха во всех помещениях объекта, удаление углекислого газа, а также вредных веществ, образующихся в процессе производства или жизнедеятельности.

Регулирование подачи воздуха в таких системах осуществляется шиберными заслонками или изменением угла лопастей вентиляторов. Такой способ имеет ряд недостатков, самым значительным из которых является высокое потребление электроэнергии. При изменении подачи воздуха, потребляемая системой электрическая мощность практически не меняется. Корме того, при проектировании мощность электродвигателей выбирают с большим запасом с учетом возрастающего пневмосопротивления при засоре воздушных фильтров. В результате система работает в режиме недозагрузки, при неизменном потреблении электричества.

Задачи, решаемые установкой частотных преобразователей.

Главные задачи при проектировании этих систем – обеспечение эффективного воздухообмена при наименьших затратах, согласование работы с режимами эксплуатации других инженерных систем здания. Использование частотно-регулируемого привода позволяет:

  • Обеспечить защиту электродвигателей вентиляторов от перегрузок, несимметричной нагрузки, повышения или понижения напряжения питания, других ненормальных и аварийных режимов работы без использования дополнительных схем защиты.
  • Контролировать характеристики системы с удаленного пункта, согласовывать работу с противодымными противопожарными системами. Специализированные частотные преобразователи Danfoss VLT поддерживают распространенные протоколы связи, а также совместимы с веб-сервисом Cloud-Control.
  • Регулировать производительность системы в соответствии с нагрузкой. Преобразователи частоты позволяют регулировать подачу воздуха без использования заслонок и дорогих вентиляторов с переменным углом наклона лопастей. Потребление электроэнергии при этом пропорционально фактической нагрузке.
  • Оперативно реагировать на аварии и устранять неполадки в работе. ПЧ Danfoss для систем вентиляции имеют функции контроля обрыва приводного ремня, наличия воздушного потока, температуры, влажности и других параметров воздуха. Эти устройства также вносят запись об аварии во встроенную память.
  • Увеличивать межремонтный период вентиляционного оборудования. Плавный запуск, ограничение пусковых токов, регулирование частоты вращения приводного двигателя снижают нагрузку на электросеть, кинематическую схему.

Примеры применения ПЧ в вентиляции различных типов

Преобразователи частоты можно использовать во всех типах вентиляционных систем

  • Общеобменные вытяжные системы. Такая вентиляция обеспечивает воздухообмен во всех помещениях объекта. Частотные преобразователи обеспечивают согласование работы вытяжки и приточки. Для этого применяется схема на базе 2-х частотных преобразователей (“ведущий-ведомый” со связью по аналоговым входам) или один многофункциональный ПЧ.
  • Система дымоудаления. Противодымная вентиляция служит для удаления ядовитых продуктов горения и нагнетания чистого воздуха в места скопления людей. Частотные преобразователи осуществляют регулировку разряжения и избыточного давления в контрольных зонах при пожаре. Для таких ПЧ обязательна функция пожарной блокировки, устройство должно функционировать до полного разрушения.
  • Приточные системы с постоянным расходом воздуха. Вентиляторы в таких установках работают с постоянной скоростью. Частотный преобразователь выполняет при этом функции защиты электродвигателя и связи с системой автоматизации и диспетчеризации сооружения.
  • Приточная вентиляция с переменным расходом воздуха. Установка частотных преобразователей позволяет отказаться от регулировки потока заслонками. ПЧ в многозональных системах задает индивидуальные алгоритмы работы вентиляторов во всех помещениях.
  • Местная вытяжка. Частотный регулятор в таких системах служит для изменения производительности оборудования.
  • Системы с рециркуляцией воздуха. В таких воздухообменных установках удаляемый воздух смешивается с приточным и при необходимости подогревается. ПЧ используется для изменения отношения объема поступающего и удаляемого воздуха путем изменения частоты вращения соответствующих вентиляторов.
  • Системы с рекуперацией. В этих установках тепло удаляемого воздуха используется для нагрева воздуха в помещении. В системах с роторным рекуператором частотный преобразователь автоматически увеличивает скорость его вращения при снижении температуры воздуха и наоборот.

    Особенности выбора частотных преобразователей для вентиляции

    Кроме общих критериев выбора частотных преобразователей для вентиляционных систем (электрические характеристики, степень защиты и других), требуется учесть наличие:

    • Функции поддержки протоколов обмена данными с диспетчерским пунктом и другими инженерными системами объекта. Для корректной работы всех систем здания протоколы связи ПЧ должны быть совместимы с другим оборудованием удаленного контроля и других систем сооружения.
    • Функции автоматической адаптации электродвигателя. При модернизации существующей вентиляции, фактические характеристики двигателя могут существенно отличаться от паспортных. В этих случаях необходим ПЧ с функциями автоматической адаптации.
    • Функции пропуска резонансных частот. При определенной скорости вращения ротора, вибрации вентилятора часто резонируют с собственной частотой колебаний вала. Это вызывает повышенный уровень шума и сильно увеличивает износ. Для вентиляционных систем необходим ПЧ с пропуском таких скоростей.
    • Функции пожарной блокировки и нагнетания воздуха в шахты лифта. Согласно правилам пожарной безопасности, все элементы системы дымоудаления должны работать до полного разрушения. Для систем противодымной вентиляции необходим ПЧ, не отключающий вентиляторы при перегрузке. Специализированные ПЧ и контроллеры также должны автоматически блокировать общедомовую вентиляцию при пожаре и обеспечить работу приточных систем на путях эвакуации, в шахтах лифтов, холлах.
    Читайте также:  Вытяжка электролюкс встраиваемая 60 черная

    При помощи частотных преобразователей можно автоматизировать вентиляционные системы по разности давления, температуре, влажности, расходу воздуха. Для промышленной вентиляции предусмотрены также алгоритмы автоматического управления по содержанию СО2, других газов и составу воздуха.

    Основное преимущество ПЧ – снижение расходов на проектирование, монтаж, эксплуатацию вентиляции. Это достигается упрощением схемы управления, снижением энергопотребления, принципиальным изменением системы (отказом от элементов механического регулирования производительности). Кроме того, использование преобразователей частоты уменьшает износ оборудования и удлиняет промежутки между профилактическими и капитальными ремонтами.

    Источник

    Как частотные преобразователи улучшают работу вентиляции

    Заметно улучшить работу вентиляторов различного назначения, повысить их производительность и снизить издержки помогает автоматизация с помощью преобразователей частоты.

    Принцип работы

    Управление воздушным потоком без ПЧ в контуре осуществляется с помощью заслонок воздуховодов. Электровентиляторы работают с максимальной производительностью и постоянной скоростью, вне зависимости от того, какой объем воздуха требуется прокачать. Энергопотребление в такой системе будет одинаково высоким, а износ механизмов ускоренным.

    Частотники позволяют наладить воздухообмен с наименьшими затратами, уменьшают износ оборудования и удлиняют сервисные интервалы. Они меняют характеристики частоты и/или напряжения питающего тока и мягко регулируют производительность электровентиляторов.

    В схеме управления с ПЧ электродвигатель вентилятора нужно подключать через преобразователь. По сигналу датчиков давления и температуры прибор может изменять скорость вращения лопастей, плавно разгонять или останавливать вентилятор.

    Таким образом, электродвигатель функционирует в щадящем режиме, а это существенно увеличивает его ресурс и исключает ударные нагрузки на электросеть. Оборудованию реже нужен ремонт, время простоя сокращается. Экономия электроэнергии составляет 20–40%, в зависимости от режима и условий работы.

    Области применения

    Современные частотники — это высокотехнологичные интеллектуальные приборы с микропроцессорным управлением. Благодаря многофункциональности их можно использовать во всех типах вентиляционных систем:

    • Общеобменная вентиляция для всех помещений объекта. Один ПЧ может управлять согласованной работой двух контуров — вытяжки и приточки.
    • Система дымоудаления с нагнетанием чистого воздуха в контрольные зоны (в местах скопления людей). При пожаре ПЧ синхронно регулирует разряженное и избыточное давление.
    • Приточная вентиляция со стабильной производительностью. ПЧ контролирует заданные параметры, защищает электродвигатель и связывает оконечное оборудование с централизованным автоматическим контуром управления.
    • Приточная многозональная вентиляция с переменной производительностью. С ПЧ отпадает необходимость регулировать поток заслонками. Это упрощает и удешевляет систему. При этом прибор может задавать индивидуальные режимы работы вентиляторов в каждом помещении.
    • Местная вытяжка. ПЧ регулирует производительность оборудования в соответствии с настройками или по сигналам с датчиков.
    • Рециркуляционная вентиляция. ПЧ отвечает за соотношение поступающего и удаляемого воздуха, по мере необходимости изменяя скорость вращения соответствующих электровентиляторов.
    • Рекуперационная система. ПЧ управляет роторным рекуператором, автоматически регулирует его производительность при изменении температуры воздуха.

    Общепромышленные частотные преобразователи «Веспер EI-7011» отлично подходят для любых вентиляторов 220, 380 В и различных типов вентиляций. Благодаря широкому диапазону мощностей и гибким настройкам, они могут управлять одновременно несколькими устройствами.

    Преимущества и недостатки использования

    Применение частотников для управления работой вентиляторов имеет много плюсов. Некоторые из них:

    • Снижается потребление электричества.
    • Плавный пуск, благодаря которому нет динамического удара.
    • Нет перегрузок при включении обратного хода.
    • Автоматизируются и упрощаются процессы управления.

    Из минусов — относительно высокая стоимость приобретения. Однако она быстро окупается за счет экономии электричества и снижения эксплуатационных расходов.

    Читайте также:  Как сделать вытяжку в частном доме в ванной чтобы она не замерзала зимой

    Также прибор необходимо предварительно настроить. Базовая настройка частотного преобразователя уже выполнена на заводе, а для монтажа и программирования режимов работы есть подробная инструкция. Если нет желания во всем разбираться, то подключение частотного преобразователя могут сделать специалисты «Веспер». Они обладают большим практическим опытом и проведут пусконаладочные работы профессионально и быстро.

    Видео

    В этом видеоролике вы увидите, какие преимущества дают ПЧ при интеграции их в систему воздушного охлаждения жидких и газообразных продуктов на объектах нефтегазового комплекса.

    Источник

    Частотные преобразователи автоматического управления вентиляции

    Чтобы обеспечить эффективность использования энергии и длительную работу энергонасыщенных производственных вентиляторов применяют преобразователи частоты. Применение инверторов в систему вентиляции решает важные производственные проблемы:

    1. Снижение энергопотребления из-за уменьшения частоты вращения.
    2. Отсутствие динамического удара во время запуска вентилятора, плавный запуск.
    3. Специальная защищенность обмоток двигателя от влаги, функция многих инверторов.
    4. Обратный ход без механических перегрузок.
    5. Контроль за системой в автоматическом режиме, предупреждение аварий.
    6. Автоматика для рабочих параметров.
    7. Совмещение электрических приводов в одну систему предприятия.

    Преобразователь частоты для вентилятора заводского исполнения продлевает срок службы механизма в два раза, увеличивает его работоспособность. Эффект от использования преобразователя появится в течение месяца по отчетам: уменьшение мощности из-за отсутствия дросселей и заслонок, улучшения технологии производства.

    Преобразователь частоты для вентилятора

    Когда выбираете вид частотного преобразователя, то можете определить точное задание, которую будет выполнять привод с электромотором, точность регулировки скорости (частоты вращения), точности тип электродвигателя. Можете принимать нюансы конструкции частотника, его параметры, класс защищенности, удобство пользования.

    Классификация преобразователей частоты:

    • входное число фаз (3-фазные, 1-фазные);
    • размер напряжения номинального значения (средневольтные до 6000 вольт, общепромышленные до 500 вольт);
    • конструкция варианта по классу защищенности;
    • тип управляемости (скалярное, векторное);
    • работа по областям (для вентиляции и помп, лифтовые, общепромышленные);

    Вентиляторы

    Мощность вентилятора равна скорости вращения в кубе, поэтому применение преобразователя частоты является делом экономии. Для запуска вентиляторов с большой массой делают моторы высокой мощности. Это позволяет экономить электроэнергию и окупаемость частотного преобразователя получается около года. Также решается вопрос гидроударов: эксплуатация частотника, пуск и торможение вентилятора делается мягко. Частотник оснащен управлением, которая позволяет работать с групповыми вентиляторами, без лишних контроллеров. При разработке механизмов применяют с частотным преобразователем мотор сниженной мощности, экономия выходит за счет уменьшения расходов на холостом ходу.

    Функции преобразователей частоты для вентиляторов:

    • более широкий ПИД-контроль (предварительная установка значений ПИД, ПИД-регулирование в двойном режиме);
    • одновременная работа с разными моторами;
    • прогрев мотора перед работой;
    • «низкая утечка» в режиме PWM.

    Эти значения параметров надо брать во внимание, когда подходит время для выбора инвертора.

    Применение преобразователей частоты для дымоудаления

    Преобразователи нужны для регулирования скорости вращения мотора дымососа. В новой редакции СП 7.13130.2013 появилось такое требование, которого ранее не было. Суть его в следующем. Возможность использования частотников в механизме вентиляции дымоудаления нужно определять по испытаниям ГОСТ Р 53302. Ищем, на какие параметры механизма вентиляции влияют преобразователи по стандарту:

    а) уменьшение подачи, давления вентилятора в испытаниях более 15% к параметрам, которые получены в начале испытания;

    б) отклонение выше 15% параметров значений аэродинамики, которые получены на температурном воздействии на образец и охлаждении, в сравнении с параметрами вентилятора в аэродинамике;

    Получается, что это вопрос по совмещаемости при эксплуатации механизма вентиляции. Вентилятор подвергается процессу испытания вместе с видом частотника для доказательства возможности применения. Сам частотник всегда соответствует стандарту, но является частью шкафа вентиляционного управления, который становится частью прибора пожарного оборудования управления, имеющего опции удаления дыма. Количество типов механизмов вентиляции должно быть равно количеству исполнений ППУ, которые прошли испытание.

    Преобразователи частоты не имеют информации о совместимости с дымоудаляющим оборудованием вентиляции.

    Частотный преобразователь (он же «частотник», он же «инвертор»)

    В обиходе частотный преобразователь чаще называют частотником или инвертором.

    Как уже было сказано, частотник предназначен для управления скоростью вращения электродвигателя. Это происходит за счёт изменения характеристик питающего напряжения.

    Читайте также:  Вентилятор усилитель естественной тяги

    Существуют модификации частотников для управления трёхфазными и однофазными двигателями.

    Типовая структурная схема управления электродвигателем выглядит так:

    На схеме трёхфазное питание подаётся на вход инвертора через автоматический выключатель, выполняющий защитную функцию, и магнитный пускатель (расцепитель), с помощью которого можно разорвать цепь по внешнему сигналу, когда это необходимо.

    Частотник преобразует характеристики входного напряжения в соответствии с заданной схемой управления и требуемой частотой электродвигателя, и «выдаёт» на выход три фазы с изменёнными параметрами (частотой, величиной напряжения, сдвигом фаз).

    Задание частоты может производится непосредственно с пользовательской панели преобразователя частоты или дистанционно с ПК или пульта оператора.

    Для однофазного двигателя структурная схема управления аналогична.

    Схема частотного преобразователя

    Рассмотрим основные структурно-функциональные узлы преобразователя частоты:

    1. Силовая часть — выполняет изменение характеристик входного напряжения для достижения требуемой скорости вращения двигателя.
    2. Управляющий процессор — «мозг» частотника, координирует работу всех остальных узлов. Управляет силовой частью, задавая алгоритм преобразования входного напряжения в выходное.
    3. Интерфейс пользователя — может состоять из кнопок, ручек, цифровых и текстовых табло. Необходим для настройки преобразователя, задания требуемой частоты вращения двигателя и других параметров. На графическом табло отображается текущее состояние частотника (заданная скорость вращения, ток двигателя и др.).
    4. Цифровой интерфейс — аналог интерфейса пользователя. Позволяет подключиться к преобразователю дистанционно, используя один из поддерживаемых протоколов, и управлять, настраивать, анализировать состояние частотника с удалённого ПК (пульта оператора).
    5. Дискретные входы — могут быть задействованы для управления частотником с помощью внешних дискретных сигналов. Например, можно назначить на каждый дискретный вход определённую частоту, с которой должен крутиться двигатель. Допустим частотник имеет пять входов. Настраиваем на 1 вход 10 Гц, 2 — 20 Гц, …, 5 — 50 Гц, и подключаем к каждому входу кнопку — тогда при нажатии на соответствующую кнопку преобразователь будет принимать соответствующую частоту в качестве заданной.
    6. Аналоговые входы — могут применяться для управления частотой с помощью внешнего аналогового унифицированного сигнала (4-20 мА или 0-10 В). Допустим, в системе вентиляции необходимо менять частоту вентилятора в зависимости от температуры воздуха. Для этого можно применить датчик температуры с аналоговым сигналом на выходе, подключив его к соответствующему входу частотника, и настроить преобразователь на управление от аналогового входа. Тогда при увеличении температуры, будет происходить увеличение скорости вращения вентилятора.
    7. Дискретные выходы — могут использоваться для регистрации различных событий (информационных или аварийных). Например можно настроить, чтобы выход срабатывал, когда преобразователь достиг заданной частоты, произошёл перегрев двигателя и т.д.
    8. Аналоговые выходы — используются для передачи другим устройствам текущих непрерывных параметров частотника (частоты вращения, тока, теплового состояния и др.).

    Настройка частотного преобразователя

    Для того, чтобы начать использование частотного преобразователя, его необходимо настроить, — то есть задать минимально-необходимый набор параметров:

    1. Параметры двигателя — номинальные значение тока, напряжения, мощности, максимальная и минимальная частоты вращения и т.д. Обычно эти параметры указаны на шильдике двигателя или в руководстве по эксплуатации.
    2. Канал задания — способ задания необходимой частоты вращения. Как уже говорилось выше, частоту можно задать различными способами: с помощью интерфейса пользователя, цифрового интерфейса, дискретных или аналоговых входов. Эта настройка даёт частотнику понятие о том, откуда конкретно брать задание. Канал задания может меняться в процессе работы преобразователя, например можно настроить один из дискретных входов на изменение канала задания, и с помощью внешнего переключателя, подключенного к указанному входу, менять канал задания.
    3. Канал управления — определяет откуда осуществляется запуск/остановка (и некоторые другие управляющие функции) преобразователя. В качестве канала управления может быть задан интерфейс пользователя, цифровой интерфейс или дискретные входы. Канал управления, так же как и канал задания, может быть изменён в процессе работы преобразователя.
    4. Схема преобразования — алгоритм управления питающим напряжением электродвигателя. Эту настройку не рекомендуется менять неопытным пользователям, лучше оставить её по-умолчанию.

    Как узнать цену и получить коммерческое предложение

    Чтобы узнать цену решения для вашего объекта, вы можете:

    Источник