Технология Эффективного питания

Дальнейшая информация
SINAMICS Эффективное питание

Эффективная концепция питания - одна из четырёх различных цепей питания SINAMICS доступная на рынке. Обзор различных концепций приведён ниже:

Концепция

Характерные особенности

Базовое питание

  • Нет возможности рекуперации
  • Для торможения требуется тормозное сопротивление
  • Высокое содержание гармоник (дроссель доступен опционально)

Умное питание

  • Возможна рекуперация энергии в сеть
  • Требуется сетевой фильтр
  • КПД примерно от 96 % до 97 %

Эффективное питание

  • Возможна рекуперация энергии в сеть
  • Сетевой дроссель не доступен/не требуется
  • КПД примерно 98 %
  • Высокое КПД и большая активная составляющая тока
  • Низкое содержание гармоник 

Активное питание 

  • Возможна рекуперация энергии в сеть
  • Синусоидальная форма тока в двигателе
  • Высокое напряжение звена постоянного тока, компенсация колебаний сети

 

Обзор

Siemens AG устанавливает полностью новый уникальный стандарт в области компактных преобразователей частоты: технология впервые в мире допускает рекуперацию энеогии в меньших, более лёгких и дешёвых преобразователях частоты.

Преобразователи частоты с Эффективным питанием

  • SINAMICS G120 (интегрированно в PM250 и PM260 силовые модули)
  • SINAMICS G120D
  • SIMATIC ET 200S FC
  • SIMATIC ET 200pro FC

Информацию о SINAMICS G120 и SINAMICS G120D Вы найдёте в данном каталоге (главы 3 и 4).
для информации о преобразователе частоты SIMATIC ET 200, пожалуйсто, обратитесь к главе 8 и каталогу IK PI.

Потенциал сохранения энергии за счёт Эффективного питания

Таблица ниже показывает преимущества технологии в сравнении с общепринятыми 2-х квадрантными преобразователями частоты.

Особо можно отметить три критерия:

  • Рекуперация энергии
    • 100% энергии торможения возвращается в сеть, что допускает длительное торможение. Такой режим не реализуем на практике с тормозным сопротивлением.
    • Не требуется подбор тормозного резистора
    • Не требуется установка контроля рассеиваемого тепла
  • Отсутствие генерации реактивной мощности
    • Потребление энергии без пиков, поэтому требуется минимальная мощность трансформатора и снижается реактивная составляющая тока
    • Для достижения низкого уровня гармоник со стандартным звеном постоянного тока, требуется сетевой фильтр с uK = 6 %.
    • Как результат потребление энергии ниже на 22 %, что соответствует снижению потерь в системе питания примерно на 40%
    • Снижается нагруженность системы питания 
  • Компенсация реактивной мощности, улучшенный cos ϕ
    • Незначительная ёмкость на входе ≅ 0.94
    • Компенсация реактивной мощности двигателя и других индуктивных нагрузок
    •   The power draw of the entire system is reduced. In a system comprising one inverter with motor and another motor on the same supply, the total power draw is reduced by up to 12 %.
Условия питающей сети

Преобразователи частоты с Эффективным питанием имеют гораздо меньшее содержание гармоник (и, следовательно, меньшую реактивную составляющую) чем стандартные преобразователи частоты. Гармоники до 11-ой включительно значительно ниже указанных в соответствующих стандартах. Амплитуды этих основных гармоник снижены более чем вдвое по сравнению с описанными в соответствующем стандарте (EN 61000-3-12).

Требования к системе питания более не такие строгие, как для стандартных преобразователей частоты. Эксперименты показали, что данная технология может применяться повсеместно. Исключение: в изолированных сетях с отдельным генератором (без подключения к сети), для уменьшения резонанса должен использоваться внешний конденсатор. Ёмкости должны расчитываться персонально для каждого случая. Допустимое отношение между мощностью короткого замыкания сети

 SK_network и полной мощностью преобразователя частоты Sinverter:

S K_network ≥ 100 × Sinverter в соответствии с uK ≤ 1 %

Пример применения на устройстве подъёма кране-штабелёре

Приведённый пример показывает общую экономию для устройства подъёма крана-штабелёра. Сравнивается обычный компактный преобразователь частоты без возможности рекуперации энергии в сеть и преобразователи частоты с Эффективным питанием (т.е.  SINAMICS G120 с PM250 с рекуперацией).  Затраты на установку и экономический эффект рассматриваются раздельно. Результат - дополнительная экономия времени и цене за счёт системы Эффективного питания.

 

Цена

Занимаемое пространство(только оборудование)

 

Euro

cm3

Стандартная технология 

Стандартный преобразователь частоты без PROFIBUS или модуля энкодера, без блока рекуперации, 22 кВт с высокой перегрузочной способностью.

2830

35035

Тормозное сопротивление (2 последовательно, 2 параллельно)

1480

80100

Сетевой дроссель

240

12155

Стоимость электроэнергии 1)

8850

-

Общая стоимость

13400

127290

Технология Эффективного питания 

SINAMICS G120 с PM250 и CU240E
с рекуперацией энергии в сеть,
22 kW высокая перегрузочная способность

3780

29610

Стоимость электороэнергии 1)

4220

-

Общая стоимость

8000

29610 

 

40 % экономия затрат

77 % экономия пространства


1) Для срока службы 12500 час, FEM 9.512 для кранов-штабелёров.

Данный пример основывается на следующих данных:

Привод подъёма (техническая спецификация)

m total = 1900 kg

m load = 1000 kg

m own = 900 kg

v hoist = 60 m/min = 1 m/s

a starting/braking = ±0.5 m/s2 (tstarting/braking = 2 s)

ηtotal = 0.85

Общая высота = 24 m

Высота подъёма = 18 m

Двигатель (техническая спецификация)

P rated = 11.0 kW

n 50 Hz = 1460 rev/min

n max = 2980 rev/min (102 Hz)

M rated = 71.9 Nm

η = 0.89

I rated = 37.2 A (at 230 V)

87 Hz - характеристика

Редуктор (техническая спецификация):

Цилиндрический-конический редуктор с передаточным отношением i = 40.5

η = 0.96

Особенности
  • Длительное торможение со  100 % тормозной мощностью 
  • Экономия энергии за счёт рекуперации энергии в сеть в генераторном режиме
  • Отсутствие тормозного сопротивления, сетевова дросселя и тормозного ключа
  • Нет затрат на тормозное сопротивление и нет необходимости в трудоёмкой прокладке кабелей
  • Значительно меньшие размеры по-сравнению с обычным преобразователем частоты
  • До 22 % меньше потребление энергии
  • Нет дополнительного выделения тепла в процессе торможения
  • Экономически более эффективное решение 
  • Сохранение пространства в шкафу. Меньшие габаритные размеры. 
Область применения

Всегда, когда работа работа включает движение с частыми изменениями скорости или направления вращения,  или когда большие массы должны быть электрически остановленны, преобразователи частоты с возможностью рекуперативного торможения являются привлекательным решением, как для производителя машины, так и для её пользователя.

Ниже перечисленны основные применения:

  • Применения с вертикальным перемещением
  • Приводы с транспортными тележками
  • Машины с высокими моментами инерции
  • Центрифуги
  • Возобновляемые источники энергии (энергия воды, энергия ветра)
  • Применения с большой энергией торможения и длительным периодом торможения

Комментарии

Пока нет комментариев

Написать комментарий




Корзина пуста

Все бренды:

Festo Norgren Schneider Electric Siemens


Яндекс.Метрика