Нові стандарти ефективністі приводов

Підтримуючи тісний контакт зі своїми кінцевими користувачами та дотримуючись нових тенденцій, Delta постійно розробляє нові продукти та функціональні можливості для ще більш ефективного енергозбереження.

Як приклад Delta Electronics показує застосування з повітряним компресором. Тенденція у світі компресорів – видалити трансмісію між електродвигуном та компресором. Це унеможливлює втрати енергії в трансмісії, а також спрощує технічне обслуговування. Оскільки трансмісія зазвичай використовується для отримання більш високих швидкостей обертання, від електродвигуна очікуються інші властивості. Отже, нормальна вихідна частота 50 Гц збільшується, наприклад, до 1000-1500 Гц. Компресори цього типу можна знайти у чиллерах, турбовентиляторах, газових турбінах та маховиках для акумулювання енергії. Спеціально для цих програм компанія Delta розробила серію високошвидкісних (HS) інверторів, які можуть керувати цими високошвидкісними двигунами. Ці двигуни зазвичай оснащені спеціальними підшипниками для зменшення втрат на тертя, так званими електромеханічними підшипниками. Для цих магнітних підшипників компанія Delta розробила додатковий блок, який вчасно активує магнітне поле, таким чином, щоб мінімізувати втрати максимально можливою мірою. Цей спеціальний блок легко підключається до шини постійного струму перетворювача частоти HS, що застосовується.

Виклики ефективності

Підвищення стандартів ефективності стандартних асинхронних електродвигунів – це безперервний процес. Для цих асинхронних двигунів існує чотири рівні ефективності, від IE1 до IE4. Рівень ефективності для стандартних асинхронних двигунів потужністю до 1000 кВт було підвищено з IE2 до рівня IE3 1 липня 2021 року. У 2023 році асинхронні двигуни потужністю до 200 кВт навіть мають перейти на стандарт IE4. Досягти цих більш високих рівнів на практиці стає все важче через вибір матеріалу та кількості матеріалу, що вже використовується для досягнення бажаного рівня IE3. Це означає, що проблема полягає в розробці інших конструкцій, таких як реактивні двигуни з постійним магнітом (PMA SynRM) і синхронні (SynRM). Завдяки цим варіантам тепер можна досягти четвертого (IE4) і навіть рівня ефективності (IE5). Всі ці варіанти двигунів вимагають іншого керування перетворювачем частоти. Щоб полегшити вибір, компанія Delta оснастила свої передові перетворювачі частоти стандартним прошивкою для керування як індукційними (IM), так і двигунами з постійними магнітами (PM), а також синхронними реактивними двигунами (PMA SynRM та стандартні SynRM). Компанія робить це, щоб спростити управління в багатьох додатках та гарантувати вибір із цими новими двигунами IE3, а в 2023 році – двигунами IE4.

Рівень ККД інверторів

Дотримуючись стандарту ефективності електродвигунів, цього року (1 липня 2021 року) набули чинності нові правила для перетворювачів частоти. Рівень ефективності перетворювачів частоти можна розділити на три ступеня ефективності: від IE0 до IE2. Відповідно до цього нового стандарту, кожен трифазний перетворювач частоти з напругою живлення від 100 до 1000 В змінного струму і в діапазоні потужності від 0,12 до 1000 кВт повинен відповідати рівню IE2. Втрати мають бути вказані на заводській табличці відповідного приводу змінного струму. Ці втрати визначаються при повному навантаженні, тобто при вихідній частоті >90%, і при 100%-му струмі навантаження. Інвертори Delta відповідають цьому новому стандарту, викладеному в IEC 61800-9-2.

Третя частина цього стандарту ефективності – це силовий привід (PDS), комбінація приводу змінного струму та електродвигуна. Цей стандарт силового приводу можна розділити на ті ж три градації, що і для перетворювачів частоти, які тепер називаються IES0 - IES2. Оскільки довжина кабелю двигуна між перетворювачем частоти та двигуном впливає на ефективність усієї системи приводу, стандартом обумовлюється стандартна довжина. Звичайно, можна відхилитись від цієї стандартної довжини, якщо вона чітко вказана спільно з частотою комутації перетворювача частоти.

Розширені функції енергозбереження

Це лише деякі з можливостей Delta Electronics. Наприклад, для насосів можна встановити режим роботи в точці найкращого ККД (BEP). Вбудоване програмне забезпечення поставляється з різними стандартними рішеннями для керування кількома насосами. Також додано спеціальні параметри для енергозбереження. Наприклад, є стандартна функція економії енергії, яка знижує вихідну напругу за тієї ж вихідної частоти, якщо двигун не повністю завантажений. Але також було розроблено розширену функцію енергозбереження, яка відстежує навантажувальну характеристику двигуна в реальному часі. За рахунок необхідного автоматичного налаштування перетворювача частоти двигун досягається найбільш оптимальне енергозбереження.

Її простіша похідна (без автоналаштування) використовується відомим виробником ескалаторів. Наведемо деякі цифри: ненавантажений ескалатор споживає близько 1,2 кВт. Завдяки цій спеціальній функції енергозбереження споживання енергії знижується до 500 Вт. Це призводить до економії щонайменше 700 Вт, що, своєю чергою, призводить до значної щорічної економії витрат.