Falowniki w wentylacji wymuszonej

Wśród wielu aplikacji napędowych z wykorzystaniem falowników najczęstsze ich zastosowanie to wentylacja i przepompownie. Od kilku lat montujemy nasze szafki napędowe do wysokościowców w Warszawie. Ze względu na ilość poziomów mieszkalnych nie można tu wykorzystać wentylacji grawitacyjnej i zastosowano tu kilkanaście wentylatorów małej mocy w pionach kuchennych i łazienkowych. Ponieważ coraz więcej takich bloków mieszkalnych przekształca się we Wspólnoty Mieszkańców a Ci patrzą na wydatki jakie muszą ponieść w związku z eksploatacją budynków i wszelkie oszczędności są mile widziane.
Specjalnie dla Wspólnot opracowaliśmy szafę napędową która ogranicza zużycie energii elektrycznej oraz zmniejsza straty ciepła które w okresie zimowym jest w nadmiarze "wyciągane" przez wentylatory. W aplikacji tej wykorzystaliśmy dwa falowniki Lenze smv, układ obejściowy oraz przekaźnik programowalny NEED firmy Relpol. Zasada działania układu sterowania jest bardzo prosta: wykorzystując kalendarz systemowy przekaźnika programowalnego wprowadzamy pracę na trzech różnych częstotliwościach w zależności od dnia tygodnia i godziny. System posiada wbudowane sterowanie automatyczne oraz ręczne a w przypadku awarii falownika samoczynnie przełącza się na układ obejściowy i generuje sygnał o zakłóceniu, powiadamiając konserwatora o wystąpieniu awarii. W kilku przypadkach zastosowaliśmy powiadamianie o zdarzeniach przez wysyłanie odpowiednich komunikatów sms z modemu GSM. Całość inwestycji wprowadza oszczędności zużycia energii elektrycznej w zakresie 30...50% w zależności od pory roku i temperatur wewnątrz i na zewnątrz budynku. Wszelkie ustawienia mogą być przeprowadzane za pomocą klawiatury przekaźnika NEED, na jego mini ekranie wyświetlany jest również stan pracy układu napędowego oraz stany awaryjne.
Pozdrawiam Przemek

Oszczędzamy energię z falownikiem

W ubiegłym roku, udostępniliśmy na stronach Akademii Falowników kalkulator oszczędności energii. Kalkulator ten cieszy się olbrzymią popularnością lecz nie brak również osób które proszą o dodatkowe wyjaśnienia dotyczące oszczędności. W poście z sierpnia informowaliśmy o podstawach oszczędzania przy stosowaniu regulowanych napędów. Teraz przedstawię odpowiedzi na najczęściej pojawiające się pytania. Kalkulator należy stosować do napędów regulowanych falownikami z włączoną funkcją U/f (tzw. sterowanie skalarne). Największe oszczędności uzyskamy np. przy instalacjach pomp i wentylatorów.
Na wykresie który zamieszczamy uwidoczniona została krzywa zużycia energii elektrycznej w zależności od prędkości obrotowej silnika elektrycznego. Zaznaczone pola to: zmniejszenie prędkości silnika o 20% która powoduje zmniejszenie konsumpcji energii o 50%.
Przy stosowaniu kalkulatora jak i posługiwaniu się wykresem, należy kierować się rozsądkiem ! Musimy przeprowadzić kilka dodatkowych czynności tak aby przy doborze minimalnej prędkości obrotowej silników, zachować sprawność technologiczną urządzeń nimi sterowanych. Pomocne przy tym są wykresy pracy pompy, wentylatora czy dmuchawy gdzie jest określona wydajność w uzależnieniu od prędkości obrotowej. W innym przypadku możemy mieć efekt "mielenia" medium a nie jego tłoczenia. Po sprawdzeniu tych wielkości możemy zoptymalizować falownik w taki sposób aby z jednej strony zachować wszelkie wielkości technologiczne urządzenia a z drugiej uzyskać maksymalne oszczędności zużycia energii elektrycznej. Musimy także pamiętać że programując falownik z funkcją uśpienia, wprowadzamy niewielkie opóźnienia w czasie reakcji na np. zmniejszone ciśnienie w instalacji, co prawda zazwyczaj jest to instalacja bytowa gdzie nieznaczny spadek ciśnienia nie wprowadza zbytnich zakłóceń ale gdy jest to instalacja przemysłowa może to mieć całkowicie odmienne skutki.
Do każdej aplikacji jedno lub wielosilnikowej należy podchodzić indywidualnie, sporządzić bilans mocy, sprawdzić wymogi technologiczne oraz sprzętowe. Dopiero wówczas osiągniemy określone skutki z zastosowania falowników. Istnieją oczywiście urządzenia przy których nie uzyskamy tak dużych oszczędności ze względu właśnie na wymogi techniczne, dobrym przykładem są tu pompy hydrauliki siłowej. W przypadku dalszych pytań lub wątpliwości zapraszamy do kontaktu z nami. Podczas szkoleń Akademii Falowników, prezentujemy szerzej tematykę oszczędności i optymalizację falowników do ww aplikacji napędowych.

Falowniki - sterowanie wektorowe lekarstwo na wszystko ?

Zalet stosowania falowników do sterowania silnikami nie trzeba chyba przedstawiać, wiele osób przekonało się do takich rozwiązań napędowych co pozwala zaoszczędzić nie tylko pieniądze ale również oszczędności pośrednie wynikające między innymi z mniejszego zużycia mechaniki, przekładni czy rzadszą wymianę łożysk a co za tym idzie zmniejszenie przestojów maszyn.
Prawidłowy dobór falowników do aplikacji napędowych stanowi o wydatkach przeznaczonych na inwestycję, niestety wiele osób omamionych przez niezbyt rozgarniętych doradców, dokonuje złego wyboru i mimo zwiększonych wydatków nie osiąga docelowych założeń technicznych i ekonomicznych. Nie będę się tu rozpisywał za bardzo na temat szeroko rozumianej metodyki doboru, bo tym zajmujemy się podczas szkoleń w Akademii Falowników ale pozwolę sobie skreślić kilka słów o nieuzasadnionym zastosowaniu falowników wektorowych do wrzecion szybkoobrotowych.
Właściwy dobór falownika uzależniony jest od zastosowanego silnika, obciążenia oraz zakresu parametrów jego pracy. Silnik wrzeciona szybkoobrotowego pracującego z częstotliwościami 400Hz...1kHz, zasilany z falownika z uruchomionym sterowaniem wektorowym jest obarczony błędnym doborem a parametry napędowe bardzo często ulegają znacznemu pogorszeniu! Sterowanie wektorowe polega na szybkim przeliczaniu olbrzymiej liczby parametrów, model matematyczny wirującego pola, jak i prądy uzwojeń są przedstawiane w obliczeniach jako wektory wirujące w przestrzeni trójwymiarowej, wyniki analizy wektorowej nie mogą być bezpośrednio przełożone do parametrów fizycznych napędu, takich jak prędkość i moment.
Mimo zastosowania w falownikach coraz szybszych procesorów i specjalizowanych procesorów matematycznych, przy dużych prędkościach silnika system nie nadąża w wyliczaniu kolejnych orientacji pola mimo zastosowania transformacji matematycznych Clarke’a i Parka - co nieznacznie upraszcza analizowanie i wyliczanie układu wektorowego. W takim przypadku niekontrolowane w pełni sterowanie wektorowe może mieć zły wpływ na przebieg generowanego napięcia zasilającego silnik co przekłada się na nierówną jego pracę czy nadmierne nagrzewanie się silnika. Bardzo często również szczególnie przy wolniejszych procesorach, nie możemy przeprowadzić prawidłowego biegu identyfikacyjnego z uruchomionym silnikiem - autotuning aktywny.
W zastosowaniu praktycznym okazuje się (analizując w dużym uproszczeniu) że falownik wektorowy sprawdza się w przypadku zmniejszania obrotów silnika lub sterowanie momentem np. przy nawijaniu a do sterowania silnikami szybkoobrotowymi lepiej dobierać falowniki ze sterowaniem skalarnym u/f. Silniki indukcyjne powszechnego użytku mają charakterystykę amplitudowo-częstotliwościową - stały stosunek częstotliwości do napięcia, realizując sterowanie szybkoobrotowym silnikiem należy pamiętać o ustawieniu poprawnej wartości częstotliwości kluczowania tranzystorów mocy falownika. Ustawienie to ma olbrzymi wpływ na zmniejszenie strat w stojanie silnika elektrycznego i zwiększenie efektywności napędu. A dla nas to wszak najważniejsze !

Oszczędność energii przy zastosowaniu falowników

Wszyscy od jakiegoś czasu zmienili podejście do wydatków związanych z energią elektryczną. Zastosowanie falowników szczególnie przy sterowaniu silnikami które pracują w sposób długotrwały np. pompy czy wentylatory bytowe, pozwala na znaczne oszczędności energii elektrycznej przy zmianie prędkości obrotowej silników elektrycznych.
Pomocnym narzędziem dla osób niewtajemniczonych na pewno będzie Kalkulator oszczędności energii z falownikiem, narzędzie to jest udostępnione on-line na stronie Akademii Falowników oraz www.falowniki.com (dział narzędzia on-line). Kalkulator po wypełnieniu formularza, w prosty sposób oblicza oszczędności energii oraz czas w jakim zwróci się inwestycja w instalację z falownikiem. Oczywiście do wyników należy podchodzić z pewną rezerwą ze względu na specyfikę obiektów zasilanych oraz rodzaj pracy z usypianiem pompy czy zwiększeniem zapotrzebowania na medium które podajemy... Generalnie dosyć wysoka "sprawdzalność" metodyki obliczeń podparta fizycznie zrealizowanymi aplikacjami pozwala na duże prawdopodobieństwo wyników a co za tym idzie można to narzędzie spokojnie polecić do wstępnej kalkulacji kosztów inwestycji.
pozdrawiam serdecznie... Przemek ;)