Jako dostawca napędów o zmiennej częstotliwości 37 kW (VFD) często pytano mnie, czy VFD o mocy 37 kW może poprawić współczynnik mocy systemu. Jest to pytanie, które zagłębia się w techniczne zawiłości układów elektrycznych i możliwości VFD. W tym poście na blogu szczegółowo zbadam ten temat, rzucając światło na związek między VFD i poprawą czynników mocy.
Zrozumienie czynnika mocy
Zanim zagłębiamy się w wpływ VFD o mocy 37 kW na współczynnik mocy, konieczne jest zrozumienie, czym jest współczynnik mocy. Współczynnik mocy jest miarą tego, jak skutecznie moc elektryczna jest stosowana w systemie. Jest to stosunek rzeczywistej mocy (mierzonej w kilowatach, KW) do mocy pozornej (mierzonej w Kilowolt - Amperes, KVA). Współczynnik mocy 1 (lub 100%) wskazuje, że cała energia elektryczna dostarczana do systemu jest skutecznie wykorzystywana, podczas gdy niższy współczynnik mocy oznacza, że znaczna część mocy jest marnowana.
W układzie elektrycznym AC obecność obciążeń indukcyjnych, takich jak silniki, może powodować opóźnienie prądu za napięciem. Ten opóźniony prąd powoduje niższy współczynnik mocy. Narzędzia często pobierają klientów przemysłowych i komercyjnych o niski współczynnik energii, ponieważ kładzie dodatkowy obciążenie sieci energetycznej i zmniejsza ogólną wydajność transmisji i dystrybucji energii.
Jak działają VFD
Jak sama nazwa sugeruje, zmienna częstotliwość jest urządzeniem kontrolującym prędkość i moment obrotowy silnika elektrycznego poprzez zmianę częstotliwości i napięcia zasilania dostarczonego do silnika. VFD są szeroko stosowane w zastosowaniach przemysłowych w celu poprawy kontroli procesu, zmniejszenia zużycia energii i przedłużenia życia silników.
Podstawowe działanie VFD obejmuje trzy główne etapy: rektyfikacja, filtrowanie magistrali DC i inwersja. W etapie rektyfikacji napięcie wejściowe prądu przemiennego jest przekształcane na napięcie DC. Stopień filtrowania magistrali DC wygładza napięcie prądu stałego, aw stadium inwersji napięcie prądu stałego jest przekształcane z powrotem na napięcie prądu przemiennego o zmiennej częstotliwości i napięciu. To zmienne wyjście pozwala VFD kontrolować prędkość silnika zgodnie z wymaganiami aplikacji.
Wpływ VFD o mocy 37 kW na współczynnik mocy
Teraz odpowiemy na pytanie: czy VFD o mocy 37 kW może poprawić współczynnik mocy systemu? Odpowiedź brzmi tak, ale zależy to od kilku czynników.
Gdy silnik jest obsługiwany bezpośrednio z sieci bez VFD, zwykle ma niski współczynnik mocy, szczególnie przy częściowych obciążeniach. Wynika to z faktu, że silnik pobiera znaczną moc reaktywną, która nie przyczynia się do użytecznej pracy wykonanej przez silnik. Jednak gdy między siecią i silnikiem jest zainstalowany VFD o mocy 37 kW, może znacznie poprawić współczynnik mocy.
Większość nowoczesnych VFD jest wyposażona w obwody korekcji współczynników mocy (PFC). Obwody te pomagają zmniejszyć moc reaktywną pobieraną z sieci przez VFD i silnika. Zmniejszając moc reaktywną, VFD skutecznie zwiększa współczynnik mocy systemu.
Oprócz obwodów PFC zdolność VFD do kontrolowania prędkości silnika odgrywa również rolę w poprawie współczynnika mocy. Gdy silnik jest obsługiwany z niższą prędkością za pomocą VFD, zwykle pobiera mniej prądu. Ponieważ moc reaktywna jest proporcjonalna do prądu, zmniejszenie prądu powoduje zmniejszenie mocy reaktywnej i poprawę współczynnika mocy.
Prawdziwe - światowe przykłady
Aby zilustrować wpływ VFD o mocy 37 kW na czynnik mocy, rozważmy prawdziwy przykładowy przykład. Załóżmy, że mamy zastosowanie przemysłowe, w którym silnik o mocy 37 kW służy do prowadzenia pompy. Bez VFD silnik działa ze stałą prędkością, a współczynnik mocy wynosi około 0,7. Oznacza to, że tylko 70% energii elektrycznej dostarczonej do silnika jest skutecznie stosowanych, a 30% marnuje się jako moc reaktywna.
Po zainstalowaniu VFD o mocy 37 kW współczynnik mocy można poprawić do około 0,95 lub wyższego. Ta poprawa współczynnika mocy nie tylko zmniejsza zużycie energii silnika, ale także oszczędza pieniądze na rachunkach za media, ponieważ klient nie jest już karany za niski współczynnik mocy.
Czynniki wpływające na poprawę czynnika mocy
Podczas gdy VFD o mocy 37 kW może poprawić współczynnik mocy systemu, istnieje kilka czynników, które mogą wpływać na zakres poprawy.
- Rodzaj VFD: Różne typy VFD mają różne możliwości korekcji współczynników mocy. Niektóre VFD są zaprojektowane z zaawansowanymi obwodami PFC, które mogą osiągnąć współczynnik mocy bliski jedności, podczas gdy inne mogą mieć bardziej podstawowe obwody PFC, które zapewniają bardziej niewielką poprawę.
- Charakterystyka motoryczna: Rodzaj i rozmiar silnika mogą również wpływać na poprawę współczynnika mocy. Silniki o wysokiej indukcyjności mają zwykle niższe czynniki mocy, a VFD może być bardziej skuteczne w poprawie współczynnika mocy tych silników.
- Profil ładowania: Profil obciążenia silnika, w tym wymagania dotyczące obciążenia i prędkości, może wpłynąć na współczynnik mocy. Silniki, które działają przy częściowych obciążeniach przez znaczną część czasu, mogą bardziej skorzystać z VFD pod względem poprawy współczynnika mocy.
Kompatybilność z innymi komponentami
Rozważając instalację VFD o mocy 37 kW w celu poprawy współczynnika mocy, ważne jest, aby zapewnić kompatybilność z innymi komponentami w systemie. Na przykład VFD powinien być kompatybilny z silnikiem, który kontroluje. Możesz znaleźć więcej informacji oSilnik kompatybilny z VFDna naszej stronie internetowej.
Ponadto napęd sterujący VFD powinien być odpowiednio skonfigurowany do pracy z ogólnym układem elektrycznym. NaszDysk sterowania VFDjest zaprojektowany jako użytkownik - przyjazny i łatwy do zintegrowania z istniejącymi systemami.
Porównanie z innymi metodami korekcji współczynników mocy
Dostępne są inne metody ulepszania współczynnika mocy, takie jak użycie banków kondensatorów. Banki kondensatorów działają, dostarczając systemy reaktywne do systemu, zmniejszając w ten sposób moc reaktywną czerpaną z sieci. Podczas gdy banki kondensatorów mogą być skuteczne w doskonaleniu współczynnika mocy, mają pewne ograniczenia.
Banki kondensatorów są urządzeniami statycznymi i nie zapewniają takiego samego poziomu elastyczności jak VFD. VFD może nie tylko poprawić współczynnik mocy, ale także kontrolować prędkość i moment obrotowy silnika, co może prowadzić do dodatkowych oszczędności energii i poprawy procesu. Na przykład, jeśli rozważasz nieco mniejszy napęd pojemności, nasz30 kW VFDOferuje również doskonałe możliwości korekcji współczynników mocy wraz z kontrolą prędkości silnika.
Wniosek
Podsumowując, VFD 37 kW może rzeczywiście poprawić współczynnik mocy systemu. Zmniejszając moc reaktywną pobieraną z sieci, VFD może zwiększyć współczynnik mocy, powodując niższe zużycie energii i oszczędności kosztów. Jednak zakres poprawy współczynnika mocy zależy od kilku czynników, w tym rodzaju VFD, charakterystyki silnika i profilu obciążenia.
Jeśli chcesz poprawić współczynnik mocy systemu elektrycznego i skorzystanie z energii - oszczędzania i procesów - możliwości kontroli VFD o mocy 37 kW, zachęcam do skontaktowania się z nami w celu konsultacji. Pomożemy Ci ustalić najlepsze rozwiązanie dla konkretnej aplikacji i zapewnić niezbędne wsparcie i wiedzę specjalistyczną.
Odniesienia
- Chapman, SJ (2012). Podstawy maszyn elektrycznych. McGraw - Hill.
- Fitzgerald, AE, Kingsley, C., Jr., i Umans, SD (2003). Maszyna elektryczna. McGraw - Hill.