Вибір електрообладнання для енергозбереження
Одним з найважливіших, але недостатньо використовуваних резервів енергозбереження є правильний вибір основного електрообладнання в нерегульованому електроприводі. Це стосується найпростіших і наймасовіших систем, що споживають велику кількість енергії.
Коефіцієнт використання двигунів
Європейські експерти визначають середній коефіцієнт використання електродвигунів (співвідношення середньої потужності до номінальної) на рівні 0,6. У вітчизняних умовах цей коефіцієнт часто виявляється ще нижчим. Нерідко частка енерговитрат на виготовлення продукції зростає до непомірних розмірів, що призводить до нерентабельності виробництва.
Ефективність заміни обладнання
Спостереження свідчать, що значний ефект може бути отримано простим шляхом заміни старих двигунів або впровадження систем автоматизації. Однак правильне рішення таких задач вимагає високої кваліфікації персоналу, щоб приймати раціональні рішення. Реалізація таких програм, незважаючи на значні витрати, може приносити результат: кваліфіковані фахівці мають потужний і зручний інструмент для швидкого вирішення складних завдань.
Зменшення енергетичних втрат у двигунах
З середини 1970-х років у світовій практиці популяризується використання енергозберігаючих електродвигунів. Ідея полягає в тому, щоб у асинхронні двигуни вкласти на 25-30% більше активних матеріалів (алюмінію, заліза, міді), що веде до зниження енерговтрат на 30% і підвищення ККД до 5% у малих двигунах та до 1% у потужних (70-100 кВт).
Існує багато публікацій, що підтверджують переваги енергозберігаючих двигунів, зокрема вважається, що якщо всі двигуни в Європі замінити на енергозберігаючі, це заощадить електроенергію, еквівалентну закриттю шести електростанцій потужністю 500 МВт. Однак цей підхід має свої нюанси.
Проблеми енергозбереження
- Великі втрати на агрегатах. Зекономивши декілька відсотків на втрати в двигуні, не можна зменшити значні втрати в інших елементах обладнання.
- Розрахункова економія. Ефект буде помітний лише при сталому навантаженні, тоді як при значних коливаннях навантаження (наприклад, при великій частці холостого ходу) економія буде меншою.
- Правильний вибір обладнання. Економія можливий при коректному підборі і налаштуванні всіх елементів системи. Наприклад, втрати в ремінних передачах можуть варіювати від 5% до 12% через неправильний вибір параметрів.
Зменшення втрат у мережах живлення
Втрати потужності також пов'язані з низьким коефіцієнтом потужності. Проблема компенсації реактивної потужності є важливою у вітчизняній практиці, де використовуються різні технічні рішення для підвищення ефективності систем.
Додаткові способи енергозбереження в нерегульованому електроприводі:
- Зниження часу холостого ходу.
- Перемикання обмоток для малих навантажень.
- Зміна типу гальмування у системах з частими пусками і гальмуваннями.
Перехід до регульованого електроприводу
Цей перехід є ключовим напрямком енергозбереження, який забезпечує найбільшу економію електроенергії та покращує технологічні процеси. Таким чином, регульоване напруження та частота у асинхронних двигунах дозволяють оптимізувати споживану потужність, зменшуючи втрати на засувках.
У багатьох технологіях існує можливість управління обома вихідними величинами, що забезпечує оптимальні режими роботи, знижуючи технологічні втрати.
Сучасні тренди в електроприводах
До середини 1980-х років основним рішенням для регульованих електроприводів були двигуни постійного струму, які мали низьку надійність і високу вартість. Сьогодні ситуація змінилася: на ринку з'явилися новітні електронні перетворювачі частоти, які радикально трансформують технології регулювання електроприводів.
Ці пристрої, включаючи ШИМ-інвертори, забезпечують нові можливості, в тому числі надійний захист і можливості управління, що робить їх основним засобом реалізації високоякісних регульованих асинхронних електроприводів.
Ситуація з тиристорними регуляторами наголошує на їхнє обмежене використання для тривалого регулювання, в той час як ефективні електронні рішення набирають популярності та активно впроваджуються в промисловість.
Отже, електронний перетворювач частоти в комбінації з асинхронними двигунами забезпечує потенціал для значної економії активних матеріалів і зниження витрат завдяки новим технологіям, які забезпечать подальший розвиток регульованого електроприводу в найближчі роки.