Чтобы определить экономию электроэнергии преобразователя частоты на производственных объектах пользуются такими факторами:
- а) экономия электрической энергии 20%;
- б) уменьшение затрат на текущий ремонт, управления и обслуживания;
- в) повышение срока службы электромотора;
- г) уменьшение размера тока запуска мотора номинальной нагрузкой и отсутствие негативного влияния на питающую сеть;
- д) мягкий запуск двигателя обуславливает исключение или значительное уменьшение действий датчика динамики на производство.
Приведем расчет простого типа вычисления времени эффекта (срок окупаемости) частотного преобразователя:
Расшифруем эту формулу.
Токупаемости – срок окупаемости;
Спреобр – цена преобразователя управления частоты;
Сэлек – цена электрической энергии;
λ — коэффициент, по параметрам факторов б) ‑ г).
Опытным путем использования преобразователей частоты выяснили, что размер коэффициента λ зависит от постоянных параметров находится в интервале от 1,2 до 1,6.
Время окупаемости рассчитывается по формуле 1 для преобразователя на 45 кВт.
Зная имеющийся интервал нагруженности, среднюю экономию электрической энергии берем 20%. На входе датчика частотного преобразователя присоединен выпрямитель сети без регулировки, механизм управления расходует энергию. Энергия реактивного типа нужна эксплуатации электромотора асинхронного типа, производится и обращается внутри механизма привода между емкостью накопления выпрямителя сети в векторном управлении и катушками двигателя посредством частотника. Реактивная энергия без считывающего датчика устройства.
Подсчитаем экономию электроэнергии B в среднем за месяц (учитывая суточную эксплуатацию двигателя и 30 дней).
B = 720 часов х 45 (мощность) кВт х 20 % = 6 480 (мощность) кВт х час
Определим цену электрической энергии, которая сэкономлена – 2,95 рублей/кВт х час
Cэлек = 6480 кВт*час*2,95рублей/кВт*час = 19116 рублей.
Берем размер коэффициента λ за 1,2. Подсчитаем время окупаемости общезаводского частотного преобразователя А300 – 45 кВт, цена которого 78800 рублей:
Экономическое обоснование эффективности внедрения частотного преобразователя
Разберемся, действительно ли частотники могут экономить энергию? В этой теме есть подводные камни, какого типа нужно выбирать частотник при покупке. Инвертор (частотник) – это сложное электронное устройство. Принципиальную схему и суть работы в векторном управлении частотного преобразователя можно увидеть в сети Интернета.
Для управляемости электромотором с определенной скоростью вращения, сигнал электрического тока преобразуется несколько раз. Всякое преобразование управления является энергетической потерей. При расчетной нормальной мощности электродвигатель вместе с преобразователем частоты расходуют больше электрической энергии, чем просто электромотор вместе с пускателем. Это похоже на закон сохранения энергии.
Сэкономить на работе преобразователя (инвертора) можно, если электромотор нагружать до 70%. При нормальном расчете мощность электродвигателя и расходование электрической энергии с преобразователем частоты повышается в 1,5 раза.
Тогда появляются выводы:
- используйте преобразователи управления частоты тогда, когда это необходимо по технологическому процессу изготовления продукции;
- номинальной нагрузкой не получится сэкономить электрическую энергию, будет лишний расход энергии.
Такие исследования были проведены на реальном оборудовании механизмов привода моторов. Поэтому, есть такое утверждение, что частотники (инверторы) реально не дают нужного эффекта, их целесообразно применять в ограниченных условиях.
Экономия электроэнергии с помощью частотного преобразователя
Работа производственных учреждений различных отраслей (сельского хозяйства, городов, отопления, снабжения водой) может быть намного эффективнее при применении процесса автоматизации, использования в техпроцессах приводов и механизмов с регулятором на основе инверторов (частотников). Это можно увидеть, рассмотрев пример с агрегатом насоса на преобразователе частоты.
Если правильно выбрать агрегат, то мощность электродвигателя и расход обеспечивает нужное давление в отопительной системе, водоснабжения при наибольшем использовании воды. Это происходит утром и вечером. В другое время давление с избытком.
Расход воды регулируется на большой скорости мотора, но оборудование ненадежное и расходует много энергии. Лучшим методом для этого служит уменьшение оборотов мотора насоса при такой же нагрузке, применение датчика и частотника.
Вот график зависимости потребления электрической энергии от расхода:
На этой зависимости видно потребление воды за интервалы часов:
В разные часы потребление энергии и расход воды отличаются. Поэтому, очевиден эффект экономии при использовании преобразователей частоты. В результате смысл использования частотника очевиден.
Использование преобразователя частоты вместо дросселирования
