ElektroPrůmysl.cz, září 2018

Elektro Průmysl .cz ENERGETIKA, TRANSFORMÁTORY, POHONY A MĚNIČE FREKVENCE 24 | září 2018 Obr. 1 Typická účinnost nepřímých trojfázových napěťových měničů s pasivní vstupní částí pro typické zatěžovací body čerpadel, ventilátorů a kompresorů Přiřazení měničů kmitočtu k motorům Přidání měniče s proměnným kmitočtem značně zvyšuje možnosti pro zlepšení energetické účinnosti u mnoha systémů výkonových pohonů. Přídavné náklady na měniče (typicky větší než na motory s vyšší účinností) a některé přídavné ztráty (které závisí na velikosti a konstrukci; typicky 2 % ... 5 % při normativním jmenovitém točivém momentu a otáčkách a 10 %...30 % při 25 % točivém momentu a otáčkách) vyžadují pečlivou analýzu aplikace. První skupinou aplikací jsou čerpadla, ventilátory a podobná zařízení s měnícími se zatíženími, u nichž se točivý moment zvyšuje téměř s kvadrátem otáček motoru. Elektrický příkon motoru se bude zvyšovat s třetí mocninou otáček tehdy, když bude průtokový objem v uzavřených kanálech a potrubích regulován pouze klapkami a škrticími ventily. Pohon s proměnnými otáčkami (VSD) může hladce a plynule při- způsobit elektrický příkon požadovanému průtokovému objemu a ztráty jsou podle toho sníženy. U tradičního řízení zatížení u víceotáčkových motorů nebo paralelně provozované soustavy více motorů se musí zvažovat, jestli mohou pracovat s nižšími náklady a menšími ztrátami. Ekonomický přínos VSD je vysoký, protože je možné větší zvýšení energetické účinnosti. Druhou skupinou aplikací jsou pásové dopravníky, eskalátory, zdviže a podobná zařízení, u nichž je točivý moment vícemé- ně nezávislý na otáčkách. Pohon s proměn- nými otáčkami (VSD) může plynule měnit otáčky téměř z klidového stavu do plných otáček bez skoků a může tak minimalizovat potřebnou energii. Ve srovnání s první sku- pinou aplikací je přínos z hlediska nákladů a účinnosti menší, protože změna příkonu v závislosti na otáčkách je lineární. Třetí skupina aplikací zahrnuje ty apli- kace, které mají minimální změny zatížení a otáček, ale mohou mít prospěch z VSD v jiných ohledech, jako je měkký rozběh a zastavení, nebo požadavek na vyso- ký rozběhový moment. Hlavní výhodou není zvýšení energetické účinnosti, ale menší opotřebení dotyčných strojů. Pro měkký rozběh jsou k dispozici i jiná tech- nická řešení, která vyžadují nižší náklady. Ve srovnání s měkkým rozběhem u poho- nů s proměnnými otáčkami však tyto me- tody energii neuspoří. U některých aplikací jsou motory předi- menzovány a trvale pracují při dílčím zatíže- ní (například 50 % nebo nižším). I když mě- nič s proměnným kmitočtem může zlepšit energetickou účinnost snížením vstupního napětí motoru, lepší dimenzování moto- 0,1 1 10 100 1000 100 98 96 94 92 90 88 86 84 82 80 Nominální výkon VSD (kW) Účinnost VSD (%) 100% otáčky, 100% točivý moment (100% zatížení) 75% otáčky, 56% točivý moment (42% zatížení) 50% otáčky, 26% točivý moment (13% zatížení)