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How Will VFD alterar el motor eficiencia?

  • May 14, 2021
Un lector de diseño de control Escribe: como parte de un repuestos Iniciativa de preparación y modernización en nuestra planta de procesamiento y embalaje de materiales, tengo Inventario más que 140 motores en nuestras instalaciones desde Sub-caballeteo a 100 hp, y hay muchos más Después de un análisis preliminar, mi El gerente quiere que incluya oportunidades para promover nuestra iniciativa verde, como bien.

Necesito identificar Modernización de plantas Proyectos para mejorar el motor eficiencias. Este Incluye actualización Control de motor Diseño agregando unidades de frecuencia variables (VFD) donde Aplicable. A Inicio, cualquier sugerencia sobre la integración de un controlador o PLC a a VFD y el motor son apreciados.

Además, estoy teniendo dificultades para entender qué aplicaciones motorizadas Benefíciese del uso de A VFD. Creo que los fanáticos y las bombas Definitivamente beneficio, pero Estoy No estoy seguro de cómo para hacer eso Decisión. How ¿Lo sé si agrega un VFD a un ventilador, transportador, agitador, mezclador o trituradora de roca tiene eficiencia ¡BENEFICIOS? How ¿Es la decisión realizada? ¿Talla Materia?

También tengo varias líneas de proceso con seis o más motores cada uno, todos los transportadores, agitadores y mezcladores que ejecutan a toda velocidad para procesar o convertir los materiales. a veces nosotros podríamos simplemente ejecute media velocidad o un punto de ajuste Velocidad, dependiendo de la demanda. Algunas cosas que puedo ralentizar, y algunas cosas no puedo. How ¿Te vino a todos los motores y unidades para mejorar el control?

blanco papel: 5 mitos comunes y conceptos erróneos sobre VFD

respuestas
El inicio suave
Idealmente, usted Comience por instalar los arranques suaves en la mayoría de los motores grandes. Un inicio suave es A VFD Híbrido con un bypass Al otro lado de la línea contactor que rampa los motores a la línea velocidad y luego cierra la línea contactor para tomar el módulo de rampa fuera de línea. A continuación, tenga en cuenta que para cada VFD Usted instala, también tendrá que existir un equivalente VFD unidad y que la vida útil de A VFD es relativamente corto-seis Meses-HASTRY Necesita mantenimiento para polarizar la unidad. Instalación de un reemplazo VFD que no se ha polarizado en más A menudo, a menudo lo harán explotar. Desde una bondad general hasta su sala de almacenamiento y su espacio de estante, i sería solo considerar VFD en esos Motores que pueden beneficiarse directamente por otras razones que Una iniciativa verde a STOK-START El módulo mantendrá su factor de potencia en un estado mucho mejor y dará como resultado una menor demanda máxima en su utilidad, especialmente alrededor del cambio de turno, y ellos son simples para modernizar, suponiendo que tienes PABLANO espacio. Para Motores más pequeños, dicen menos que 10 HP, el caso de un comienzo suave es difícil de hacer.

De vuelta en el día, solíamos atar un completo Transveor-line sección juntos usando un solo VFD en volts-hertz modo. Nosotros nosotros sería tener un gran VFD eso sería tener varios a otro lado Arrancadores de motor en el lado secundario, cada uno alimentando un motor diferente. Usted podria Cambie la velocidad de la unidad, y todos los motores Cambie la velocidad juntos en perfecta sincronización, casi como ellos fueron enviados electrónicamente juntos. usando esto vieja escuela El método no utiliza los modos de transmisión más nuevos como sin sensor Modo vectorial, por lo que la unidad es un poco menos eficiente, pero puede agregar un módulo de frenado dinámico a la unidad principal, y puede obtener capacidad de frenado en varios motores al mismo tiempo con un módulo.

velocidad variable
Este es un tema muy grande, pero es Muy relevante para la tecnología moderna. ¿Qué aplicaciones son buenas para aplicar una velocidad variable ¿Conduce? En los viejos tiempos, el acrónimo VSD significaba un dispositivo de velocidad variable y también incluía dispositivos como cajas de engranajes ajustables, cambiadores de cinturones, motores de rotor de heridas, embragues de corriente de EDDY y cualquier cosa else que podría Afecto Velocidad. A Evita cualquier confusión, yo Usa el acrónimo VFD, si usted no mente.

En general, cualquier aplicación que requiera que la velocidad sea cambiada con el tiempo es una buena aplicación. Un ejemplo de A VFD La aplicación es la oferta y los fanáticos de escape para los manipuladores de aire. El camino anterior fue operar un motor de ventilador a toda velocidad y tener un operador de amortiguador que se abre y se cierra para variar el flujo de aire. Este es muy ineficiente desde La carga del motor permanece alto incluso cuando El amortiguador está cerrado. El VFD Es un ajuste perfecto para esta aplicación. El amortiguador se retira o se bloquea de forma ancha, y ahora la velocidad del ventilador está controlada directamente por el VFD VFD que controla el aire flujo. Este Reduce la carga en el motor a las velocidades más bajas. Hay muchas utilidades en los Estados Unidos que ayudarán a pagar por agregar VFD a estos Tipos de aplicaciones porque de la energía ahorros. Las mejores aplicaciones para el ahorro son las que tienen el mayor cambio de velocidad de mínimo a Máximo. Si corre más arriba 80% Velocidad en todo momento, es posible que no valga la pena, estrictamente en energía Savings.Typical Las aplicaciones incluyen ventiladores, bombas, transportadores, agitadores, mezcladores, unidades coordinadas y elevadores.

Motores que se ejecutan a una velocidad fija todo el tiempo. Debería Tienen caja de cambios para asegurarse de que el motor esté funcionando cerca de la carga nominal en la velocidad. Muchas personas de gran tamaño Velocidad fija aplicaciones porque ellos Piensa, si ellos Necesito 15 HP, luego 20 hp es mejor. El error es que cada motor se basa en el poder reactivo y real para ejecutar, y, si continuamente sobresale los motores en una instalación, puede afectar el factor de potencia y causar un aumento de la utilidad.

con respecto a la integración de VFD con PLC u otros controladores, fabricantes estos los días están haciendo su Unidades compatibles con muchos controles diferentes Sistemas. La mayoría tiene puertos Ethernet en ellos Para comunicaciones a PLC directamente. todo el mayor plc Fabricantes que venden ambos PLC y las unidades ya tienen una forma sencilla de obtener todas las unidades que se comunican sobre la red Ethernet para comenzar / Detener, adelante / Reverso y Set de velocidad PUNTOS. En su caso, si tiene unidades existentes que no tienen puertos de comunicación disponibles, generalmente es fácil de justicia desde el PLC Salidas a las entradas de la unidad para el mismo tipo de controles que puede hacer a través de Ethernet en los accionamientos más nuevos. Una vez que tenga control sobre el inicio, deteniendo y el punto de ajuste de velocidad para una unidad, el control se vuelve bastante sencillo. Para Los motores sin vfds, usted Necesito considerar agregar ellos. Sé consciente de algunas cosas que pueden tropezar con usted.

La AC "A través la línea Los motores son voltaje completo No reversar (Fvnr) Los motores y pueden regenerarse de nuevo en la línea de CA para la revisión cargas. Los vfds No aceptes Regenerativo energía muy bien a menos que Usted agrega lo que se llama resistencia de frenado dinámico o tiene una línea de regeneración AC Drive.

La resistencia de frenado dinámico generalmente se conecta a terminales específicos en la unidad llamados Brk + y brk-. El propósito de la resistencia dinámica del freno es absorber la energía creada por una revisión de la carga. Ese es una carga que hace que el motor se ejecute más rápido que el llamado-para Velocidad que estás en marcha en. Para Ejemplo, si desea que un gran ventilador se detenga rápidamente preguntando el VFD Para mantenerse conectado y para desacelerarse rápidamente, la inercia del ventilador lo mantiene. Spinning. Este causa el VFD Voltaje de bus DC para comenzar a levantarse. Si algo no es Hecho en este caso, el voltaje eventualmente vendrá lo suficientemente alto como para viajar en la unidad. Sobrevolteage. Con un frenado dinámico, la energía del bus DC se disipa como calor en la resistencia de frenado, y el ventilador se ralentiza más rápidamente mientras que el autobús DC El voltaje se mantiene en un nivel seguro

Las unidades de CA pueden funcionar a frecuencias mucho más altas La placa de identificación normal del motor. No es inusual ejecutar un VFD Hasta 90 Hz en algunas aplicaciones. Con mayor velocidad / Frecuencia Tienes que recordar que, por encima de 60 Hz, su caballos de fuerza se mantiene constante, pero sus gotas de torsas disponibles. A Compensar, el motor debe dibujar más amplificadores para permanecer en la velocidad correcta La regla general de pulgar para las bombas líquidas es el requisito de caballos de fuerza aumenta como un cuadrado de la velocidad, mientras que, para un ventilador de aire, la potencia sube como un cubo de la velocidad. Por lo tanto, tenga cuidado de dimensionar su motor y conducir, si tiene la intención de usar la rango de velocidad extendida.

abajo 100%
Si Un motor siempre se ejecutará en 100% Velocidad, no hay beneficios para conducirlo desde una unidad de frecuencia variable (VFD) arriba poniéndolo en un suave titular. Sin embargo, si un motor podría Realice la tarea requerida funcionando bien abajo 100% Velocidad de gran parte del tiempo, A VFD Probablemente esté vale la pena conseguir. Este es cierto incluso si otros equipos de estrangulación, como válvulas o amortiguadores, también deben ser retenidos.
Las unidades de frecuencia variable son más precisas y repetibles que Válvulas o amortiguadores y no sufren de histéresis.

Las unidades de frecuencia variable son más eficientes. El poder es proporcional al flujo multiplicado por la presión; Ralentizar una bomba o ventilador y abrir una válvula o un amortiguador significa que se puede lograr el mismo flujo con menos cambio en la presión. Los ahorros pueden ser significativos, a menudo menos La mitad de la potencia utilizada con velocidad completa Motores.

Las unidades de frecuencia variable reducen el desgaste en los conductos, las tuberías, las válvulas y los amortiguadores causados ​​por una presión excesiva Drop. Las unidades de frecuencia variable pueden ser sobredimensionadas arriba 60 Hz-to Aumentar la capacidad de los equipos de tamaño insuficiente. Las unidades de frecuencia variable reducen la tensión en las piezas giratorias Durante Comienza, extendiendo la vida y la reducción del mantenimiento Costo. Y Las unidades de frecuencia variable dibujan amperages inferiores Durante Inicia, reduciendo las cargas de pico y el voltaje SAG en SwitchGear. Más datos operativos sobre el motor están disponibles sin instrumentación adicionales. Un comienzo suave tiene las últimas tres ventajas, pero no las otras.

Si un motor podría correr a continuación 100% Velocidad, se convierte en un período de amortización Pregunta. How Largo que tomará para los ahorros de un mayor control, reducirá el consumo de energía y reducirá el mantenimiento para superar el costo de la compra e instalar el VFD. Ese El cálculo está más allá del alcance de una breve respuesta, pero es generalmente menos que Dos años, y con frecuencia bien bajo un año.

El tamaño importa un poco bit. Los motores generalmente más grandes ofrecen más ahorros de energía en relación con la compra e instalación Costo. Tenga en cuenta que la mayoría de los equipos tienen una velocidad mínima para trabajar correctamente. Los ventiladores de refrigeración integrados y los cojinetes con anillos de Slinger dependen de la velocidad del motor para funcionar correctamente, por lo que se ejecuta demasiado lentamente resultará en el equipo Dañado Las bombas se benefician enormemente a partir de VFD, pero las bombas de descarga a los encabezados a alta presión a menudo deben ejecutarse 80-90% de toda velocidad para mover cualquier fluido en todo. correr demasiado lentamente hará que la bomba se sobrecaliente. Las bombas que se ejecutan en paralelo al mismo encabezado deben ser emparejadas y accionadas juntas. Carga-carga una bomba y balanceando otro podría Resulta fácilmente a una bomba que maneja todo el flujo y la otra bomba sobrecalentamiento. Lea más sobre el control de grandes velocidad variable Fans y bombas en www.controldesign.com / vsfans.

En cuanto a la integración, prefiero grandemente un enlace de comunicación entre PLC y vfds a cableado Controles. VFD Se puede configurar para viajar de forma segura en la pérdida de comunicación con el PLC. redundante Anillo de nivel de dispositivo (DLR) La comunicación está disponible en muchos modelos. Seguridad Circuitos de e-stops y Guardia Sensores-Can ser cableado a las entradas discretas en VFD para trabajar en conjunto con el control de red. Además, para ejecutar comandos y comentarios, así como referencia a la velocidad, un enlace de comunicación también da fácil acceso a la velocidad y la retroalimentación de amplificadores y muchos otros parámetros sin cableado adicional, y permite la configuración del VFD VFD de una computadora portátil

De nuevo, los motores que Siempre correr toda la velocidad puede beneficiarse de un arrancador suave, pero Además, se beneficia de un VFD.

Los agitadores y mezcladores ciertamente se benefician de la ejecución de más lentamente menos Uso y mantenimiento de energía, además de un mejor control sobre Mezcla. Algunos materiales se benefician de la mezcla inicialmente vigorosa seguido de una mezcla más lenta para mantener la homogeneidad, mientras que otros beneficiarse de la mezcla inicialmente lenta y el exceso de velocidad gradual.

Los transportadores definitivamente pueden beneficiarse de VFD. Cuando Programandolos, hay algunas cosas para mantener en la mente.

Lo ideal es que controle la altura del material en el transportador Si Te estás alimentando lentamente, corre la correa lentamente. Cuando La alimentación se acelera, acelera el cinturón Por lo tanto, la altura de la pila permanecerá consistente. Este puede ser una gran ayuda si tiene un desafío de control manteniendo el nivel / peso del equipo alimentado por el transportador. Con transportadores de velocidad constante, una vez que se alimenta el material en el transportador, es comprometido. Pero con VFD, puede ver un cambio en la tasa de alimentación casi instantáneamente en el extremo de descarga porque Los transportadores aceleran y disminuyen la velocidad con los alimentadores.

Cualquier transportador puede funcionar a la misma velocidad o más rápido que el transportador aguas arriba, pero generalmente ejecutando un transportador más lentamente lentamente que El que se sobrepasa causará problemas. He Trabajó en algunos sistemas de transportadores donde Los primeros cuatro o cinco están en VFD, pero los dos últimos son constantes Velocidad. Eso es FINE. pero hay no tiene sentido poner a VFD en un transportador aguas abajo de un transportador de velocidad constante, a menos que el VFD El transportador pasa gran parte de su tiempo que se alimenta de una velocidad de variable alternativa Fuente.
Normalmente controlo un sistema de este tipo mediante la producción de una demanda basada en el equipo de destino, y ejecute los alimentadores en función de la demanda. entonces cada transportador tiene un auto / manual Estación de bias con el equipo ascendente como un Entrada. Puede seguir el equipo ascendente, o se establecerá para ejecutar una velocidad constante. Si Todas las velocidades del transportador están en auto, ellos Todos aceleran y se desaceleran con el alimentador. A Evitar problemas materiales, a menudo Permita solo cero o sesgo positivo y fuerza incluso velocidades manuales hasta la velocidad ascendente a menos que Un técnico está registrado en.

Considere la capacidad del transportador y Motors. El límite en tales motores es Amperage / Torque. Muchos transportadores no hacen muy abajo 40-50% de velocidad completa, así que su La reducción no es muy flexible.

considerar la vida útil
Hay muchas consideraciones que impulsan la decisión de usar A VFD Para salvar Energía. Desde Hay más potencial para ahorrar energía en la alta demanda equipo, lo haría Ser una buena idea para indexar los motores en términos de la potencia más alta y la duración de la operación. Tiempo. Para Ejemplo, A 50-HP motor que corre 24 / 7 / 365 usará más energía que A 100-HP motor que corre 8 / 5 / 288. La mejor estrategia es concentrarse en estos consumidores de alta energía porque eso es donde Uno obtendrá el mayor retorno de la eficiencia Mejoras.

Una de las primeras cosas que debe verificar es el motor actual carga. Muchas veces, una carga es de 10 hp y alguien en el pasado, pone un 20-HP Motor en la aplicación, solo para ser segura. Así que ahora, incluso a alta eficiencia El motor funcionando a la mitad de la carga será muy ineficiente. intento de tener el tamaño del motor la siguiente calificación estándar por encima del máximo anticipado carga. Luego, la aplicación se ejecutará en la alta eficiencia rango del motor motor.

Luego, la siguiente cosa para descubrir es si hay veces, la carga se puede ejecutar a una velocidad reducida. Si No puede, luego pasar al siguiente proyecto. Poner A VFD En una aplicación que siempre se ejecuta a una velocidad de 60 Hz usará más Energía. Este es porque de las pérdidas en el Transistor Bipolar-Bipolar-Bipolar (IGBT) Power Semiconducts en la unidad Si La velocidad se puede reducir, entonces hay una buena posibilidad de VFD sería ser un buen ajuste Esencialmente, un motor eléctrico es un dispositivo de par constante, por lo que, a medida que se reduce la velocidad, el uso de la energía también se reduce.

Además, mira la carga Tipo. Si La carga es una máquina, es probable que sea un par constante La carga, y cortar la velocidad por la mitad cortará el uso de energía en la mitad. Si La carga es una bomba o ventilador, la carga suele ser una función de cubo y cortar la velocidad a la mitad cortará el uso de energía por 7 / 8. Uno necesita prestar atención al deber. Ciclo. Si El tiempo empleado a baja velocidad es significativo, el ventilador de enfriamiento del motor es ineficaz para enfriar el motor Un ventilador externo puede ser necesario. Inversor-calificado Los motores tendrán una especificación de relación de rotación que indica la velocidad más baja, el motor puede funcionar sin agregar una velocidad constante externa soplador.

Por último, PLC y otros solucionadores lógicos, a veces a bordo El VFD, se puede utilizar para monitorear el sistema y decidir cuando Las velocidades pueden disminuir o aumentar. Ellos se puede utilizar para establecer velocidades basadas en recetas. Ellos puede ser programado para desactivar el equipo cuando No ser usado. Ellos Puede ser utilizado para coincidir con la línea velocidades. Hoy en día, hoy en día, se puede controlar sobre un fieldbus-Ethercat, Modbus / TCP, Ethernet / IP-conectada derecho a a plc. Este Hace control Fácil.

Si La aplicación no parece ser adecuada para un VFD, se puede considerar un Soft Starter. Una factura de energía de utilidad siempre tiene dos componentes-an Cargo energético y una demanda CARGO. Mientras que A VFD afecta a ambos porque Puede START-START La carga y reduce la velocidad, el arrancador suave solo afecta la demanda de carga. El arrancador suave iniciará un motor directo en línea (DOL) Uso de semiconductores para limitar la corriente de inicio, controlando así la demanda. Cuando El motor está a la altura de la velocidad, un bypass contactor Se cerrará, cortocircuitando a través de los semiconductores. Porque La corriente del motor se desprende a través del contactor, ya no hay una pérdida de energía debido a la corriente que fluye a través de los controladores de silicona rectificadores (SCRS).

Otra cosa a considerar es que cualquier producto electrónico agrega complejidad a un sistema de control VFD y los arrancadores suaves, siendo electronics de energía, no son tan resistentes como un dol Starter. Habrá equipo Fallos. La mayoría de los fabricantes cubrirán el costo de la unidad si fallará durante La garantía Período. Sin embargo, solución de problemas, eliminación y reinstalar generalmente no están cubiertos bajo un fabricante Garantía. Si El proceso es crítico, uno puede querer mantener los repuestos. Los arrancadores suaves generalmente tienen un estante largo la vida. No es así con VFD. El VFD Los centros de problemas alrededor de los condensadores de bus electrolíticos que filtran el DC Bus. Cuando La unidad no está alimentada, los electrolitos en las tapas migrarán de la posición Si El poder está apagado por menos Un año, la mayoría de las tapas modernas están OK. Entre uno y dos años, la migración ha comenzado. Después de dos años, las tapas de autobuses debería ser reformado Un buen centro de servicio puede realizar este procedimiento. Este El problema es aplicable a todos VFD con un DC bus; Cada fabricante tiene este problema. No hace falta decirlo, solo porque una unidad va dos años sin poder no significa que será golpeado Pero sucede lo suficiente como, si es la única unidad que queda que se volverá a ejecutar el equipo, uno debería No asumir la oportunidad y optar por reformar los gorras.

Las mejoras más exitosas se realizan cuando El usuario final conserva los servicios de un integrador de sistema de control de buena reputación (CSI) Experimentado en las unidades Mercado. El CSI pasará el tiempo con las diversas aplicaciones y recomendará los mejores componentes para la aplicación en particular. trabajar con un vendedor vendedor puede funcionar, pero luego las recomendaciones del equipo consistirán en artículos ellos Venta. Para Ejemplo, la solicitud en cuestión puede necesitar un control de posición preciso, y un proveedor solo puede tener un basado en PLC Control de movimiento que se basa ON Velocity. Ambas soluciones son técnicamente control de movimiento, pero solo una solución es correcta para la aplicación

Plantwide metas
Hay muchas maneras y filosofías para realizar modernización de plantas Proyectos que incluyen green iniciativas. Este Puede ser difícil sin una comprensión clara de lo que existe el equipo y lo que es el verdadero objetivo final Tengo mas que 25 años de experiencia trabajando en amoniaco-refrigeración Controles con la gestión de la energía junto con Plantwide Process-Automation Proyectos. Algunos de los artículos clave que está pidiendo son lógicos y mirando hacia abajo el camino correcto. Voy a intenta romper mi Pensamiento en un proyecto en un proyecto como este lo mejor que pueda, entendiendo que hay muchas variables.

Si La mentalidad y la financiación es el "total" Mejora de la planta, I sería Comience con elegir un sistema de control de la fundación para el juego final, en lugar de agregar pequeñas piezas y partes, ya que pasamos de forma lenta y metódicamente toda la planta y actualizamos el equipo El costo inicial será mayor, pero los ahorros generales más pagar por ello en la larga carrera. Sin mencionar, el sistema final será más fácil de mantener y expandir a medida que avanza. Un buen resultado final siempre resulta con un bien ejecutado plan. Algunas preguntas básicas para Preguntar:

¿Qué es la imagen grande ?

How muchos motores en todo?

¿Está deseando rastrear la utilización de energía para productos específicos o funciones?

Donde son ellos Ubicado a lo largo de la planta ?

pueden ellos agruparse lógicamente en puntos de distribución de energía comunes o específico del producto Aplicaciones?

¿Hay problemas de seguridad con todos o algunos de los motores?

¿Hay algunas cargas que son críticas y otras que no son?

¿Qué motores se pueden ejecutar como una velocidad verdaderamente variable o puede tener varios puntos de ajuste de velocidad?

¿Qué tipo de ambiente estará en caliente, frío, húmedo, seco, clasificado?

¿Qué plataforma quieres ser On-Rockwell Automatización, Siemens, Schneider ¿Eléctrico?

¿Desea recopilar datos de rendimiento o tener un control centralizado de todos los equipos, como un operador Sitio?

¿Desea algún informe de datos, monitoreo remoto o remoto Servicio / Acceso?

Vamos Comience con algunos suposiciones. yo Diseñar un sistema de control central capaz de ejecutar todo de mi Las necesidades futuras o el diseño se expandirán fácilmente a medida que avance la planta para cumplir con mi End gol. Personalmente, prefiero a Allen-Bradley, pero Siemens y Schneider ambos tienen más que Suficiente capacidad para hacer lo mismo Cosa. yo Hacer una determinación si necesito cualquier redundancia en mi Diseño para ayudar a prevenir inesperado o no anticipado. Tiempo de inactividad. Este Principalmente incluye procesadores y redes. yo Usa un Ethernet basado en Ethernet Red como mi Backbone de comunicaciones en cualquiera de las plataformas. yo También analice las preocupaciones de seguridad para determinar si alguno de los motores debe controlarse de manera segura Para Ejemplo, si un mezclador es fácilmente accesible por un operador, nosotros Necesito considerar diseñar el control de ese mezclador a un gato. 3 niveles y utilice un relé de seguridad retrasado para permitir que el mezclador haga una parada controlada versus Una costa para parar.
yo Comience con a diseño / construir de un sistema de control centralizado que consta de un Allen-Bradley Contrologix Plataforma. yo Considere un bastidor lo suficientemente grande para albergar múltiples procesadores y tarjetas de red para cumplir mi Diseño final goles. A Mantenga los costos abajo, yo Solo coloque en los componentes base que necesitaba para iniciar el proyecto y planificar los componentes adicionales a medida que se produjo más la planta yo Incluye fuentes de alimentación redundantes junto con un ininterrumpible fuente de alimentación (UPS) Sistema y protección contra sobretensiones para el gabinete de control principal Potencia. yo Haga un diseño de red preliminar y elija un interruptor administrado de la capa 3 para ser el centro central para mi Red Grupos. Desde allí, yo Mira toda la planta y divide el equipo / Motors en una agrupación lógica, ya sea por ubicación o funcionalidad o ambos.

Para Ejemplo, la ventilación de la construcción, la recolección de polvo y los servicios públicos en general, como los enfriadores y los enfriadores fluidos pueden ser uno Grupo; Los procesos y las líneas de producción pueden ser otro grupo, el embalaje y la recepción pueden ser otros grupos. o usted podría Mira el general Áreas: Envío y recepción, producción, lado este del edificio, noroeste esquina, lo que sea Hace sentido lógico para usted y su Control final y COLECCIÓN DE DATOS necesidades. Una vez dividida la planta, yo Busque puntos de distribución de motor centralizados para cumplir los Necesidades, junto con el estimado carga completa Amperage (Fla). Dentro de cada grupo, yo Determinar mi Seguridad Necesidades / Preocupaciones y luego identificar cada área como fases del proyecto en general. Fase I sería Sea el diseño y la compilación del sistema de control y monitoreo centralizado junto con la primera agrupación de las actualizaciones. yo luego designe y proporciona presupuestos preliminares a las fases adicionales del proyecto basado en Necesidades de presupuesto y el tiempo.

en motores que no puedes ser desacelerado, yo considerar su Potencia general Requisitos; yo estar menos preocupado por los pequeños motores, a menos que ellos Iniciar y detenerse con frecuencia. en motores más grandes, yo Considere una unidad de frecuencia de inicio o variable suave (VFD) para cualquier motor 20 hp o más grande. Usted puede ser capaz de trabajar con su compañía eléctrica local y obtener créditos basados ​​en Cambiando el A través de la línea (ATL) Arrancadores con arranques suaves o VFD. Típicamente, los costos de VFD ahora están por debajo del costo de los comienzos suaves una vez que superes, 5-10 HP cuando Red.

Desde allí, yo Diseñar un panel para servir como el Centro de control del motor (MCC) para estos Motores, a menos que un verdadero MCC Se requiere cumplir con la capacidad de servicio Requisitos. Personalizado MCCS Puede ser diseñado y construido, pero puede o no puede ser un poco más costoso que, por ejemplo, una automatización de Rockwell Intellicenter. Todo depende del equipo general y negociado Precios. siempre forzar a dos proveedores a enfrentar los precios de MCCS; Nunca dejes que uno asuma ellos son la única respuesta al proyecto, incluso si ellos En verdad son. Es La única forma en que obtendrá un precio justo. una personalizada MCC es bueno, porque Puedes diseñarlo y construirlo para satisfacer tus necesidades exactas. De lo contrario, comprará un sistema fuera del estante que tenga que ser Field-modificado Para satisfacer sus necesidades específicas, como cableado Circuitos de interbloqueo de seguridad y redes. Si vas con un estante fuera MCC diseño, i sería Considere comprar secciones adicionales y cubos vacíos para el uso futuro. Costará menos comprarlos con el proyecto principal que añadir ellos Más tarde. yo luego diseño en un local contrologix bastidor o flex i / o Rack para recoger cualquier control analógico o discreto local necesario dentro del MCC MCC o local área. Para Todos los demás motores en los que se puede implementar la velocidad de la variable verdadera, i sería usa el Allen-Bradley PowerFlex familia de vfds y diseño ellos Para estar en red de vuelta al sistema de control centralizado junto con el motor más grande Tamaños. yo Luego, implemente cualquier cableado de seguridad de enclavamiento en la base diseño.

yo Incluya todas las necesidades de distribución de energía de control local y redes dentro de este local MCC. yo También considere una pantalla de control local dependiendo de la necesidad de control local del equipo y Local Mano / Desactivado / Auto (HOA) o Inicio / Detener El control e indicación existe o no está en la base MCC diseño. yo Incluya un medidor de potencia local en red de nuevo al sistema de control centralizado para que los diagnósticos generales de energía del equipo puedan ser monitoreados y detenidos en el sistema de control central Si Se necesita información individual del equipo, se puede extraer de su asociado VFD o suave Inicio. Si And ATL El estado es necesario, los monitores de alimentación locales se pueden agregar para recoger componentes o áreas clave de componentes-a Conjunto de motores transportadores, para Ejemplo basado en el ejemplo sobre El diseño general Si Hay una necesidad de agrupar motores en un transportador o agrupación de ventiladores que usted Me gusta tener variable, esto se puede hacer, siempre y cuando el VFD es de tamaño en general Fla y no en general HP; Hay una diferencia. También hay límites en cuanto a la cantidad de motores que se pueden conectar a un solo VFD en el fabricante Especificaciones. Este Normalmente se limita a un máximo de cinco motores. También hay un típico máximo HP por El motor, y todos los motores deben ser idénticos en calificaciones. En el pasado, hemos encontrado que ejecutando un 60-Hz Los motores de ventilador o mezcla en o alrededor de 50 Hz mejora la demanda general de amperaje en las unidades sin disminuir el rendimiento general. De Por supuesto, usted Necesita mirar las curvas de torsión y curvas de rendimiento para ver si esto es preciso para su aplicación. Quiero señalar que con la consideración de agregar tantos VFD a una planta, uno debe considerar realmente instalar reactores de línea en todos los VFD para prevenir problemas de armónicos y garantizar la instalación adecuada. Este incluye usar correctamente calificado VFD Cable y potencialmente cargar reactores basados ​​en Instalación DISTANCIAS. Estos Pequeños pasos ayudarán a prevenir la falla prematura de los motores, VFD y aguas arriba Equipo.

Una vez todo Se determina, puede ver los ahorros generales de energía Métodos. Control-WISE, puede controlar la demanda máxima de toda la planta junto con el uso total de KW. Conocer sus gastos de demanda máximos y su uso de KW, puede determinar la potencia real Bills. Si Tiene un equipo que no es crítico y, potencialmente, puede ser cerrado o escalado, se puede desarrollar un software para permitir la eliminación de la carga de equipos basados ​​en Una demanda máxima máxima establecida PUNTOS. A medida que el sistema ve la demanda máxima que aumenta a un umbral preestablecido, se puede detener el equipo de clave o cargarlos reducidos para frenar el pico Se puede desarrollar un horario como listas prioritarias y límites permitidos en la carga Shedding. Como un simple ejemplo, si un espacio condicionado es idealmente 70 ° F Y hay una carga establecida requerida para mantener esa temperatura, pero no es crítica, el acondicionamiento de ese espacio se puede apagar o escalar hacia atrás y la temperatura se puede dejar subir o caer dependiendo del espacio Sin embargo, puede haber un umbral que no puede Obtener más de 75 ° F. A medida que la cobertura de carga está activa, si el espacio alcanza los 75 ° F, se reinicia el equipo para evitar que la temperatura adicional aumente. Usted Luego puede configurar niveles de prioridad para la carga Shedding. Ese El espacio puede ser un cobertizo de carga 1 de prioridad, y puede tener otro espacio o pieza de equipo como prioridad 2. Si Prioridad 1 Carga El cobertizo entra en vigor y la demanda máxima aún no se acurea después de una cantidad preestablecida de tiempo o un límite secundario, PRIORIDAD 2 KICKS EN. Usted Puede establecer niveles continuos para actuar de la misma manera, aunque Por lo general, lo limitamos a cinco niveles de carga cobertizo.

Otra opción para agregar a la lista que no ha sido mencionado es factor de potencia Corrección. Este Se puede hacer en todo el mundo con una unidad central o individualmente en cada motor. De cualquier manera, significativo Power-Bill Las reducciones se pueden realizar dependiendo de la planta y la potencia Empresa.
En general, realmente se reduce para comprender el proceso, los objetivos finales y la capacidad de control uno quiere tener en general facilidad. Una vez que lo sepa, se reduce a la comprensión de que o no hay una verdadera recompensa sobre el costo de la implementación: el Retorno de la inversión (ROI). Muchas instalaciones que están basado en la producción realmente no tienen suficiente flexibilidad en el sistema para permitir una verdadera gestión de la energía, o al menos no una que tenga un ROI suficiente Ellos puede ser capaz de mejorar algunos puntos porcentuales en la eficiencia general, pero puede no relacionarse con la línea de fondo general. En la refrigeración de amoníaco, hemos encontrado la implementación más significativa para estar en almacenamiento en frío instalaciones en lugar Producción Instalaciones. Las instalaciones de producción tienen una demanda base que no puede ser modificado sin afectar catastróficamente a la producción, mientras que almacenamiento en frío Las instalaciones tienen límites funcionales que se pueden manipular para controlar un pico Demanda. Otras industrias se concentran más en la comprensión su costos al monitorear aspectos específicos de su Plantas, como líneas específicas de productos o núcleo Utilidades. Ese manera ellos tener una mejor comprensión de donde su Los costos son para propósitos de contabilidad. Cada cliente es único, y cada proyecto es único, tanto en el proceso de pensamiento como en las necesidades Es Siempre nuestra responsabilidad como un integrador para determinar qué es eso y cumplir con su goles.

Estándar vs. personalizado
En relación con el motor, trazamos curvas de eficiencia para nuestros motores (Figura 1). Picos de eficiencia motora a aproximadamente 4,300 rpm para este estándar Motor. Si tuviste una velocidad más baja Aplicación, nosotros podríamos Personaliza el devanado para que la eficiencia máxima suceda en una rpm más baja. La Figura 2 es el mismo motor con el devanado personalizado, y ahora la eficiencia máxima está sucediendo en aproximadamente 2,700 rpm.





motor estándar
FIGURA 1: Picos de eficiencia motora a aproximadamente 4,300 rpm para este estándar Motor.

Aquí hay Otra forma de describirlo. Vamos Diga su solicitud requerida 2,700 rpm. Si Usted compra un motor que tiene una velocidad nominal de 4,300 rpm, no está utilizando toda la velocidad que el motor puede proporcionar. How ¿Estás pagando por favor? Esencialmente, ahora tienes una constante de voltaje (V / KRPM) eso es demasiado bajo, dándole más velocidad que Usted necesita. Con una constante de voltaje más bajo, también tiene una constante de par más baja (nm / amp), por lo que debe proporcionar más corriente en relación con el par que la aplicación necesita.



devanado personalizado
Figura 2: El mismo motor con devanado personalizado ahora tiene una eficiencia máxima que ocurre a aproximadamente 2,700 rpm.

Al diseñar el devanado más alrededor de los 2,300 requerimientos de RPM, su constante de voltaje está más en línea para proporcionarle solo la velocidad que necesita. Entonces, en este ejemplo, usted podría tener un voltaje más alto constante menos Velocidad en relación con el voltaje proporcionado, que sería También te da un par más alto constante menos Corriente para el par que usted requiere.

El motor está funcionando de manera más eficiente porque No hay capacidad de velocidad o par que está sentado Stagnant.

Estos Los tipos de modificaciones se pueden hacer fácilmente en un motor cambiando AWG (American Wire Calibre) del cobre y su número de giros en el estator.
Hay otras cosas que se pueden hacer para mejorar la eficiencia general en relación con la disipación de calor a través de Rotor y estator Diseño. pero esos Los tipos de consideraciones suelen ser analistas durante Producto inicial diseño y no son algo eso sería Se ofrece VIA a personalización a un motor motor.

leyes de afinidad
Usted Ciertamente, puede ahorrar energía y mejorar la eficiencia mediante la integración de las unidades con tus motores. Las bombas y los fanáticos son excelentes objetivos para ahorros de energía si puede ser lento Abajo y todavía realiza la solicitud necesaria Usted han indicado que es el caso, así que aquí está How Es trabajos.





leyes de afinidad
FIGURA 3: Debido a la relación cúbica de la velocidad del motor y la potencia consumida, incluso la desaceleración del motor una pequeña cantidad puede hacer un impacto dramático en la energía Consumo.

Las bombas son fanáticos se consideran Torque variable (VT) cargas. El punto valioso aquí es que las cargas de VT siguen las leyes de afinidad, que realmente hacen tres puntos

Flujo (agua, AIRE) A través de un sistema VT varía directamente con el motor Velocidad. Entonces, si corres el motor en 50% Velocidad, obtienes el 50% del flujo a través de la bomba o fan.

La presión varía con el cuadrado del motor velocidad. El poder, o la energía consumida, varía con el cubo del motor Velocidad. Entonces, si usted podría Ejecutar el motor en 50% velocidad, usted Solo consume un octavo de la energía.

La Figura 3 representa las leyes de afinidad de manera gráfica
De hecho, debido a la relación cúbica de la velocidad del motor y la potencia consumida, incluso la ralentización del motor, una pequeña cantidad puede hacer un impacto dramático en la energía Consumo.



lento el motor
Figura 4: El consumo de energía se reduce al reducir la velocidad del motor en un VT (centrífuga bomba o fan) carga.

Figura 4 Shows How Mucho consumo de energía se reduce reduciendo la velocidad del motor en un VT (Centrifugal Bomba o Fan) carga. Si Rasca el motor solo al 20%, consumirás la mitad de la energía.

Las otras aplicaciones que mencionas pueden ahorrar energía, así como unidades de velocidad variable (VSD) se aplican, pero no será el impacto dramático que verá con las cargas de VT, así que yo Recomendamos que comiences con tu VT Cargas.

Integración de los motores y unidades con el PLC Puede ser simple o complejo. En gran parte depende del diseño de su sistema Integración Drives / Motors con PLC Se puede hacer en un par de caminos:

a través Digital y analógico i / o Módulos en el PLC backplane

a través Redes de comunicación industrial, como Ethernet / IP, Modbus / TCP, PROFIBUS-DP.

Si Elige integrar los motores con un PLC, también deberá escribirse un programa para controlar los motores y las unidades. El programa podría Sé bastante simple o bastante complejo, dependiendo de lo que está tratando de controlar. Para Los sistemas más complejos, es posible que desee consultar con un integrador de sistemas para proporcionarle la funcionalidad que necesita.

inteligencia motora
Hay VFD que han integrado comunicaciones. Modbus RTU y Ethernet IP son la comunicación más común para los controles de proceso, como máquinas o transportadores y Comunicarse de nuevo a A PLC. Modbus RTU, BACnet MSTP y bacnet IP se usa más comúnmente para los sistemas de gestión de edificios que Lazo en los sistemas HVAC, bombeo, iluminación y fuego juntos para mejorar la gestión. más VFD tener la capacidad de comunicarse estos Protocolos y tienen herramientas de PC que permiten una fácil puesta en servicio y configuración de las diferentes redes. Aplicación o manuales de comunicación sería Tener todos los números y descripciones de bits para una fácil configuración y la conectividad.

Hay dos aplicaciones diferentes donde VFD Se puede utilizar y proporcionar más Beneficio:
1. Cualquier aplicación donde Existe la oportunidad de la variable Velocidad. Estos podria ser Torque constante Aplicación (transportadores, Mezcladores) o aplicaciones de par variable (ventiladores, bombas). usando A VFD Variar la velocidad, en lugar de Dispositivos mecánicos, como un amortiguador en un ventilador o un relé, mejore la confiabilidad del sistema y el rendimiento del motor que reduce las pérdidas. Usted También lograr un uso de energía reducida, que a su vez se reduce la energía Costo. Muchas regulaciones están requiriendo VFD ser utilizado en Torque variable Aplicaciones en motores que están calificados a 5 HP. Título 24 en California, Ashrae Estándar 90.1 y el 2017 La legislación de refrigeración de DOE son todos ejemplos de estos Regulaciones.

2. Cualquier aplicación donde usted Me gusta comunicar el estado en un motor y aumentar las protecciones del motor un ejemplo ser una aplicación crítica o bombear. El VFD Tiene aplicaciones y algoritmos incorporados que pueden proporcionar mayores protecciones en los motores sin el uso de sensores adicionales o dispositivos externos. La lista de protecciones puede mejorar la vida útil del sistema y proporcionar comentarios que ayudarán a predecir cuando Los sistemas fallarán y reducirán el tiempo de inactividad no planificado.

Hay una aplicación integrada en algunos VFD que permite el VFD ser un maestro de otros vfds o motor arrancadores. Este significa que el VFD Puede aceptar comentarios de una demanda Fuente: Temperatura Sensor, sensor de presión, referencia de velocidad de A PLC-y Tome ese comentario para controlar otras unidades o comunicarse con otros sistemas basados ​​en un proceso configurado La capacidad de comunicación aumenta la capacidad de obtener comentarios de todos los sistemas a la vez con alarmas, alertas y información de fallas con el tiempo sellos. Este Aumenta la visibilidad del sistema y reduce el tiempo de inactividad no planificado. Se trata de traer la inteligencia al motor.

ahorros de energía


voltaje reducido
FIGURA 5: Moderno VFD puede reducir el voltaje del motor adecuadamente para ganar Ahorro de energía a velocidades más bajas para seguir las curvas de la afinidad. LEYES.

Este realmente depende El nivel de control que usted requiere. Si Está buscando un control de bajo nivel con un punto de ajuste de velocidad, de inicio / deteniendo y indicación de falla, esto se puede lograr por simple / o Cableado con algunos discretes u opcionalmente algunos discretes y una señal analógica Si Quieres ser más preciso y / o Si tiene un controlador que ejecute varias unidades, la creación de redes es una mejor manera de ir. Asegúrate de tu PLC y el esclavo VSDS Apoyar la misma comunicación Protocolo. Las redes obtienen muchos usuarios novatos intimidados, pero realmente no deberían. Es Muy simple con moderno PLC y conducimientos.

Muchas, muchas aplicaciones se benefician enormemente del uso de VFD para la energía eficiencia.

Vamos Comience a mirar las bombas centrífugas y los fanáticos. Las bombas y los ventiladores son de tamaño para su Punto de servicio máximo, pero generalmente se estrechan a una demanda más baja. Los controles mecánicos, como las paletas de guía, los bypass y las válvulas del acelerador, presentan algo de energía ahorros; Sin embargo, la máxima eficiencia se gana ralentizando el motor directamente.

Estos Las aplicaciones se conocen como aplicaciones de par variable y se rigen por la afinidad. LEYES. en estos Aplicaciones El par requerido es una función de un cuadrado del motor velocidad. Sin embargo, el poder requerido es una función de un cubo de la velocidad. Para Ejemplo, reduciendo la velocidad a 50% Puede reducir la potencia requerida para 12.5% ​​ de la calificación Poder.

Moderno VFD Puede aprovechar esto y reducir el voltaje del motor adecuadamente para ganar Ahorro de energía a velocidades más bajas para seguir las curvas de las leyes de afinidad (Figura 5).

Lo más sencillo y lo menos preciso es tener un control de unidad múltiples múltiples motores. Usted Debe consultar con su fabricante de unidad si es aceptable para su unidad para hacer esto. En este enfoque, el tamaño de la unidad de la suma total de todos los motores y proporciona un relé de sobrecarga de motor externo para proteger a cada individuo Motor. a menudo accionamientos no puede Se cambie a / desde la carga sin daños, por lo que en este enfoque, a menudo, debe seleccionar sobrecargas de motor que tengan un contacto auxiliar que se rompe primero / Hacer Último, y corres esos Todo en serie a una entrada de unidad configurada para fallas externas: el Es decir, si uno de los viajes de sobrecargas del motor, primero falla la unidad y no Permita que la unidad se reinicie a menos que Todas las sobrecargas del motor están Claro.

otra forma simple y aún imprecisa es comandar la velocidad a una unidad y luego tener eso la unidad La salida analógica anuncia su velocidad real. Ejecute ese análogo a su vez a la siguiente unidad como su conjunto de velocidad PUNTOS. Usted También puedo usar el Drive's Ejecutar / Estado Salida como a RUN / DETENER comando a la siguiente unidad. Es impreciso, y es muy básico. El manejo de errores de unidades individuales puede ser un problema con este método.

otro enfoque que a menudo puede ser Con tu unidad Fabricante-es usando un bushbus tales como canopen donde Los nodos son compañeros y usted Tenga una unidad maestra que comandas la velocidad y ejecute parada a a través de Su teclado o cableado de control, pero luego mapa ese Master Drive's Palabras de estado en la red como las palabras de comando a las unidades de esclavos para tener Siga el Master Estado. La precisión en este enfoque es una función del método de control del motor utilizado por los accionamientos. Closed-Loop El vector es el más preciso. bucle abierto v / Hz es lo menos El manejo de errores de unidades individuales puede ser un problema con este método.

Una mejor manera de hacerlo está conectando a establecer las unidades a un PLC. The PLC puede establecer la velocidad y controlar cada unidad y también leer cada unidad Estado Para que las fallas se pueden anunciar y controlar las reacciones fácilmente configuradas para responder a varias condiciones.

Análisis de ROI
Muchas plantas industriales que se encuentran en el proceso de implementación de iniciativas verdes o modernización para reducir los costos deben evaluar los costos de energía asociados con los motores en su Plantas. Los motores tienden a jugar una gran parte en la eficiencia de la planta y la reducción de costos esfuerzos porque ellos Generalmente son responsables de una cantidad sustancial de la utilidad eléctrica mensual Costos. Algunas estadísticas indican que los motores consumen 70% de toda la energía de fabricación nacional y 55% de la energía total generada en América. Curiosamente, la mayoría de los motores consumirán 10 a 20 veces su Costo de capital en energía cada año, así que cualquier esfuerzo dirigido a reducir estos Los costos pueden producir significativos ahorros.

en muchas aplicaciones donde Los motores se utilizan para conducir bombas, ventiladores o compresores (centrífugo cargas) y están utilizando la aceleración, las válvulas o los amortiguadores para controlar el flujo de proceso o la presión, las unidades de frecuencia variable (VFD) Puede ser aplicado a gran beneficio económico. Al cambiar las cargas de motor constantes a la velocidad variable, los beneficios de reembolso pueden realizarse en tan solo uno o dos años.

Si Está revisando su planta para una iniciativa de modernización, revisando los motores en la instalación es un buen lugar para comenzar desde que, en la mayoría de los casos, ellos Representará la mayor parte de su utilidad mensual Pago. Si estos Los motores impulsan las cargas centrífugas como ventiladores, bombas o compresores y el proceso funciona a continuación 100% Flujo o presión, puede haber una oportunidad real para el costo de energía Reducciones. Los motores se inician típicamente con motor Entrantes.

Hay tres características con las cargas centrífugas conocidas como leyes de afinidad que definen la relación entre la velocidad del eje o la velocidad que su motor está funcionando y procesa parámetros tales como flujo, presión y potencia Consumo.

Flujo (de Material) es directamente proporcional al eje Velocidad.

La presión diferencial es directamente proporcional al cuadrado del eje Velocidad.

El poder del proceso es directamente proporcional al cubo del eje Velocidad.

Por lo tanto, cualquier proceso de planta que requiera flujo reducido (aire, agua, aceite, gas) Puede utilizar la afinidad. LEYES. Para Ejemplo, si su proceso está clasificado para un flujo de material de 10,000 galones / Minuto (GPM) pero se puede operar a una reducción a 7,000 GPM o a 30% Reducción del flujo, cambiando la velocidad del motor puede producir energía impresionante Ahorro. Desde las leyes de afinidad, conocemos el flujo y la velocidad son directamente proporcionales, por lo que si la velocidad del motor se reduce en un 30%, el flujo de procesos también caerá un 30% (10,000 GPM a 7,000 GPM), pero el consumo de energía es una función cúbica, por lo que la cantidad de energía utilizada disminuye aún más; y, en este caso, a 30% La reducción de la velocidad del motor produce un 66% Reducción de la energía Uso. Este El enfoque también puede trabajar en muchos sistemas Donde La velocidad se ajusta, como agitadores, mezcladores, transportadores y molinos, y estos Normalmente también se beneficiarán de una velocidad más precisa Control.

Mientras el proceso de la planta esté utilizando una carga centrífuga que se esté acelerando o controle con amortiguadores o válvulas, es probable que el proceso pueda beneficiarse de la adición de A VFD. Este El argumento se aplica a bajo voltaje y de voltaje medio Motores. Otras aplicaciones también pueden beneficiarse, pero pueden requerir un análisis adicional y no pueden producir el mismo costo de energía Ahorro.

Cuando evaluar un sistema motor como candidato para un VFD, uno debería Mira el rechazo velocidades. Como se indicó por encima de un 30% La reducción de la velocidad produce un gran costo de energía Ahorro. en procesos donde la velocidad rechazo Las tarifas son menos 90%, luego la viabilidad y la recompensa de agregar un VFD se vuelve menos claro. Si El proceso se ejecuta cerca del 100%, luego los ahorros de costos del VFD VFD Puede ser mínimo y posiblemente eliminado por la eficiencia del VFD en sí mismo. añadiendo un VFD, el VFD en sí mismo Tiene una eficiencia nominal, típicamente 95% al 97%, y agrega pérdidas al sistema en general. Los ahorros asociados con la reducción de la velocidad de funcionamiento deben ser mayores Las pérdidas de eficiencia de la VFD. Una nota aquí es que no hay tal cosa como un 98% o 99% eficiente unidad. Estos Los números se bandan y generalmente representan solo la sección del inversor de la VFD. Aunque ellos son verdad, ellos Representa solo una sección de todo el sistema y no el real VFD componentes requeridos para correr. más VFD Hoy funciona con 3% a 5% Pérdidas para todo VFD Termina para Fin. A veces, los filtros de entrada, los filtros de onda sinusoidal y los filtros de salida no están incluidos en esta calificación de eficiencia como ellos están separados de la VFD VFD pero todavía se requieren. El VFD El usuario debe estar al tanto de todos los componentes necesarios para operar de manera segura el VFD para proteger la planta de armónicos no deseados y para proteger el motor de fallas de aislamiento, armónicos y corrientes de apoyo que conducen a cojinetes de motor prematuro Fallos. El VFD Fabricante debería Trabaja con usted para desarrollar un hilo a-toalto Calificación de eficiencia general para definir claramente las pérdidas reales e identificar los requisitos de instalación para los filtros, conexiones de cableado adicionales y almohadillas de montaje para varios componentes separados fuera del VFD Gabinete.

Además, la mayoría VFD Los fabricantes trabajarán con la planta de proceso para identificar los ahorros de los costos potenciales y generarán los períodos de reembolso de ROI. Estos Puede incluir no solo el ahorro de energía asociado con el VFD operando a velocidades reducidas pero podría incluir adicional hvac Costos-Adicionales Sala de control Aire Acondicionamiento, pero También requisitos de plantas como sitio arreglos.

Hay varias otras ventajas de instalar VFD En los motores que son más difíciles de cuantificar, pero, sin embargo, muy reales ventajas. El uso de A VFD Elimina el evento inicial de INRUSUS que el motor Experiencias. Este Tiene dos ventajas.

Primero, la eliminación de la corriente de arranque cuando Arrancando el motor, que puede ser de seis a 10 veces el motor Fla La calificación, tiene el efecto de reducir los cargos de la demanda máxima en la utilidad mensual Declaración. Obviamente, los ahorros de costos dependen de la cantidad de arranques de motor, pero eliminando este fenómeno debería tener un impacto positivo en el costo en la reducción del cargo máximo de la demanda en la Utilidad Declaración. En segundo lugar, la eliminación del evento INRUSH reduce drásticamente la tensión mecánica y eléctrica en el motor que conduce a una vida útil más larga y un menor mantenimiento. Costos. Sin embargo, esto puede ser negado por la selección de A VFD con una forma de onda de salida inferior que conduce a un daño de calentamiento o aislamiento armónico en el motor, por lo que se debe tener cuidado en el VFD Topología Selección. La adición de filtros de salida para proteger el motor conduce a una eficiencia reducida, lo que agrega costos y posiblemente las plantas de la red eléctrica y los problemas de seguridad (motor autoexcitación), que debe ser analizado y contabilizado. Estos Los problemas se pueden superar fácilmente, pero pueden producir un período de recompensa más largo, así como los gastos operativos adicionales si se cambia la rejilla de potencia de la planta.

Por último, la mayoría de los vfds más modernos presentará un factor de potencia constante para plantar la red eléctrica de 0.95 o mayor, que tenderá a reducir la penalización del factor de potencia en la declaración de la utilidad mensual Este Es una pequeña carga y es a lo sumo un efecto secundario de la VFD. Sin embargo, el cuidado debería ser tomado con estilo más viejo Unidades de origen actual Dónde El factor de poder es proporcional a la velocidad y puede volverse muy pobre cuando Operando a continuación 80% velocidad, potencialmente exigiendo la adición de factor de potencia Componentes de corrección en la planta Este Agrega los costos de instalación y posiblemente reduce la eficiencia, lo que nuevamente puede aumentar el período de recuperación anticipado y la energía Ahorro.

La discusión presentada aquí se aplica a un bajo voltaje o a mediano tensión motores y su Aplicaciones. cualquiera VFD Fabricante debería Ser capaz de ayudar al usuario final, firma de ingeniería o contratista eléctrico con el Análisis ROI Comprender el escenario operativo y examinar la línea de una sola línea debería estar dentro del alcance de la VFD VFD Fabricante Experiencia y parte de la propuesta Proceso. Adicionalmente, el VFD Fabricante debería Poder evaluar el motor de la planta, especialmente si es un motor más antiguo y existente para verificar la operación adecuada y la vida útil con el seleccionado VFD.

Tres pasos para la eficiencia y la recuperación.
Agitando a ciegas a VSD no aumentará automáticamente la eficiencia de un eje (DriveTrain + Motor + VSD). VSDS tener pérdidas de poder y podrían empeorar el sistema general eficiencia. Los aumentos de eficiencia determinantes y las tasas de reembolso más rápido se pueden resumir por el siguiente proceso generalizado.

1. ¿Se ejecuta la aplicación en el motor Motor "Completo velocidad" y rara vez comienza y detener? Si La respuesta es sí, luego agregando A VSD perjudicará la eficiencia del sistema y simplemente agregará pérdidas (VSD Pérdidas y motor PWM Calefacción). Reemplazar el motor con una versión de eficiencia más alta es la mejor opción. determinar si el motor debería ser reemplazado ahora o posterior en función de la edad actual del motor, el nuevo costo del motor y el rendimiento de ahorro de energía Tarifa. Los fanáticos y las bombas suelen caer debajo de esta categoría.

2. ¿Se ejecuta la aplicación en el motor Motor "Completo velocidad" Pero también comienza y se detiene ¿A menudo? Si La respuesta es sí, entonces A VSD Puede reducir el arranque del motor Corrientes. Cuanto mayor sea el motor, más reducción en los picos actuales (línea Las corrientes de inicio son típicamente seis veces el motor calificado actual). La tasa de amortización está determinada por How A menudo, el motor comienza y se detiene y grande el motor es. Usted También puede reemplazar el motor con una versión de eficiencia más alta, pero consulte con el VSD Fabricante. Alta eficiencia Los motores pueden requerir un UPSIZADO Conduzca debido al bajo devanado Impedancia.

3. Sería La aplicación se adapta mejor a una carrera más lenta o más rápida que línea de motor velocidad? Si La respuesta es sí, entonces necesitará un VSD, o quizás un cambio de caja de cambios, pero tenga en cuenta que cambiar la velocidad del eje puede afectar el par requerido y el poder. Para Ejemplo, las sierras que se ejecutan más lentas han superado dramáticamente. Torque. El aumento de la velocidad del ventilador aumenta la carga del motor cuadradilloso y puede ser mecánicamente peligroso.

Si Está convirtiendo una línea completa a la velocidad variable y puede manejarla mecánicamente, generalmente hay dos esquemas de control: Velocity-seguidor y electrónica engranaje.

Velocity-seguidor Los sistemas se pueden considerar como controles de bucle abierto que se ejecutan en 50% o 70% velocidad. Si Un eje que se le ordena correr 70% La velocidad puede correr en 68% o 71% Sin problemas, entonces este tipo de control se puede usar. En los viejos tiempos, el eje maestro tener una salida analógica que se conectó a la entrada analógica del siguiente eje. Los sistemas más modernos pueden usar un fieldbus Controla y envía comandos digitales a cada unidad.

Se requiere engranajes electrónicos para aplicaciones que tienen algún tipo de registro: cerrado Bucle, eje Bloqueo. Estos están loop cerrado Los sistemas que pueden mantener relaciones de ángulo del eje como si hubiera un eje de línea mecánico que se ejecute toda la máquina. es más fácil controlar estos sistemas con un tiempo real fieldbus como ethercat donde Cada eje puede recibir la posición del eje maestro sobre el bus en lugar de correr codificador Cables entre cada unidad

Reducir el costo, aumentar el control.
A Responde la primera parte de su pregunta, usted debería Comience a mirar las aplicaciones donde Hay Una necesidad de controlar la velocidad del motor que actualmente está siendo controlada por la mecánica, un contactor para iniciar y detenerse o mayor velocidad variable accionamientos. Hay beneficios que vienen con el uso de la velocidad de variable Conduzca para iniciar y controlar la aplicación y las formas de mejorar no solo las eficiencias de la aplicación y la forma Es Ejecutar el motor, pero también el proceso general El desperdicio de productos es un área donde El control mejorado del motor y la aplicación puede reducir los gastos de productos o materiales, lo que hace que el proceso y la planta sean más eficientes y ahorrando

usando una velocidad de variable Conduzca, con o sin PLC, en una aplicación está acompañada de beneficios significativos. Esos Incluya mejorar la eficiencia del sistema, reducir los residuos, reducir el costo de mantenimiento y tener un mejor control de la aplicación Muchas veces, la gente piensa que estás Solo ajustando la velocidad, pero en realidad, estás cosechando mucho más beneficios que solo tener velocidades variables para ejecutar el motor en.

en términos de los cuales las aplicaciones del motor serían beneficiarse de una velocidad variable Conduce, necesitas preguntarte a ti mismo, "hace La aplicación se ejecuta a 60 Hz? " Eso es Típicamente la velocidad de la base de un motor en el norte América. Si El motor se está ejecutando actualmente a 60 Hz, día tras día, entonces la aplicación no puede beneficiarse de la velocidad de la variable Control pero beneficio cuando Inicio del motor y de la retroalimentación La unidad puede proporcionar en la aplicación

Si es sin correr a 60 Hz porque es siendo ajustado por mecánicos u otros equipos en el sistema, o si hay Muchos de inicio y parado, los son las aplicaciones donde Nosotros Mira fácilmente aplicar una velocidad de variable unidad. en cualquier momento No se ejecuta en una velocidad de base todo el tiempo, si se están realizando ajustes, eso es donde Velocidad de variable AYUDA DE AYUDA DE AYUDA. Velocidad de variable Las unidades proporcionan una velocidad precisa Control. Si Utiliza un VSD, puede reducir la corriente de arranque cuando comenzando y la cantidad de energía para que las cosas se muevan solo por la naturaleza del uso de la velocidad de variable unidad.

Cuando Se trata de atar todos los motores y unidades juntos, estás conseguir en el corazón de donde Velocidad de variable Las unidades se integran mejor en el proceso. Instalación de A VSD Aquí le brinda el beneficio de los puntos de velocidad ilimitados, por lo que puede ajustar la velocidad a cualquier valor que necesite para su solicitud y coordine el movimiento de producto. Usted También puede controlar mejor Aplicaciones y eliminar cualquier tipo de residuos.

Hay dos formas de controlar la línea de proceso, dependiendo de cómo Mucho control es necesario. Hay configuraciones y Específico de la aplicación Configurios dentro de la unidad, así como una programación adicional que se puede reparar. Las unidades manejan una serie de aplicaciones diferentes, por lo que el control puede ser tan simple como ser la programación predeterminada de la unidad, configurando los parámetros para aumentar el control de la aplicación mientras usa el unidad Entradas y salidas o ir a un controlador o PLC para trabajar con una serie de unidades diferentes

usando un controlador o PLC Para comunicar a las unidades y las diferentes piezas de equipo para controlar ellas y para recibir la devolución de los datos puede aumentar el número de unidades que se están controlando en un punto todo desde una ubicación central. uno de los principales beneficios de A VSD es los datos que se cobran. No solo está controlando la solicitud, sino que recibe información sobre el proceso y la aplicación Usted puede analizar hasta que Mucho poder, tienes estado usando y use los datos que recibe para entender lo que es pasando en la solicitud y le ayuda a identificar cualquier problema para mejorar el sistema general eficiencia.

añadiendo velocidad variable Las unidades a sus aplicaciones pueden proporcionar beneficios significativos en términos de reducir los costos de desechos y mantenimiento, aumentar el control y mejorar la eficiencia en el tablero

ahorros de energía
La eficiencia suele ser un derivado de costo superior. Este es donde El interés del proveedor de equipos y el usuario pueden variar. Cada aplicación industrial puede ser más eficiente, por lo que generalmente se reduce a la forma en que mucho trabajo es va a tomar, how Mucho dinero costará y cuando Puedo esperar que los ahorros de eficiencia paguen la inversión.

El primer escenario para los motores que se ejecutan a través de la línea va a un motor más eficiente. Las regulaciones gubernamentales son obligatorias, los nuevos motores instalados cumplen con las eficiencias mínimas que continúan aumentando. De hoy Premium-Eficiencia Los motores de inducción tienen una eficiencia muy alta, pero los fabricantes de motores se están acercando a los límites de diseño para How Mucho más metal o cobre ellos puede poner en el motor para hacer ellos Más eficiente antes de que el tamaño del marco aumente.

El siguiente escenario está cambiando A Velocidad fija Aplicación a una velocidad variable con una frecuencia variable Conducir (VFD). Para Torque variable Las aplicaciones, como un ventilador o una bomba, esto suele ser una obvia sin cerengalas, ya que la recuperación de los ahorros de energía es muy corta si puede ejecutarse a velocidades reducidas Una precaución yo sería Dar es verificar que el motor está diseñado para correr de A VFD. También hay una tendencia emergente para velocidad variable Aplicaciones para usar un motor síncrono como ellos Ofrezca una eficiencia aún mayor con menor huella.

También hay numerosos VFD y unidades de servo que ofrecen Ahorro de energía Funciones y Configuraciones. Algunas funciones típicas son ECO Modo para reducir el motor Pérdidas; Modo de bypass para reducir el inversor Pérdidas; y el modo de hibernación para ir al modo de suspensión Durante Largo pausas. Desde Los motores pueden generar energía cuando Detener o con cargas de revisión, como las grúas que usan unidades que pueden regenerar la energía de nuevo a la fuente de alimentación, se prefieren ciertas aplicaciones. En máquinas de producción con múltiples unidades, un arreglo común de bus DC es muy popular para aprovechar el intercambio de energía cuando Uno o más motores están generando energía y otros motores pueden utilizar este poder.

Este También es un buen momento para mencionar que las soluciones hidráulicas y mecánicas se están cambiando a soluciones eléctricas debido al alto potencial para la energía ahorro. una bomba hidráulica con una velocidad fija La aplicación puede ser reemplazada por una bomba servo que suministra energía solo cuando Requerido y puede ahorrar hasta el 70% La energía Consumo. Incluso reemplazar una caja de engranajes o polea con una unidad directa puede resultar en grandes aumentos en la eficiencia del sistema, por lo que el uso de un enfoque holístico para los ahorros de energía siempre es lo mejor.

Para cálculos de recompensa, i sería Use una de las muchas herramientas de software gratuitas disponibles de los fabricantes de motores y conducir para ayudar a comparar los ahorros con diferentes soluciones y se espera que la ayuda para validar la recuperación se espera en su inversión.

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