Varför behöver motorn EnergySaver?
Artikeln diskuterar funktionerna hos styroptimeraren av typen «EnergySaver» för att styra asynkronmotorer.
Inom industrin förbrukas cirka 60 % av all el av motorer av olika slag, varav asynkrona står för mer än 90 %. Jämfört med andra typer har asynkronmotorer en relativt enkel design, låg kostnad, enkel drift, hög effektivitet och tillförlitlighet.
Men inom tekniken ges något sällan gratis (men i livet också). Huvudproblemet med asynkronmotorer är oförmågan att matcha motoraxelns mekaniska vridmoment med den mekaniska belastningen, både under uppstart och under drift. När den är påslagen tar motorn upp driftshastigheten på en bråkdel av en sekund, medan det mekaniska momentet är 1,5-2 gånger högre än det nominella värdet och strömmen är 6-8 gånger. Stora inkopplingsströmmar belastar nätverken och, viktigast av allt, förkortar motorns livslängd avsevärt.
Ett annat problem är relaterat till driftsättet.Att välja motorns kraft från startförhållandena för mekanismerna, i det nominella läget fungerar den under belastning, d.v.s. med lågt axelvridmoment. Mekanismer fungerar ofta i cykliskt läge, med låga belastningsfaktorer (LO). I det här fallet går motorn oftast på tomgång för det mesta. I det här fallet används elektrisk energi ineffektivt.
Det första av de beskrivna problemen löstes med hjälp av startreostater och med utvecklingen av halvledarteknik - halvledarmjukstartskretsar. Dessa tekniska medel låter dig starta motorn under svåra startförhållanden, men vad ska man göra med den variabla belastningen på axeln i driftläge? Dessutom bör processen att stoppa motorn inte försummas - energin som lagras i statorn "urladdas" i form av en högspänningspuls, vilket skadar isoleringen av lindningen och kopplingsutrustningen.
Uppkomsten frekvensomvandlare, som låter dig variera motorvarvtalet över ett brett område, verkar helt ha eliminerat alla problem med induktionsmotorn. Frekvensomformaren låter dig accelerera motorn enligt vilken lag som helst, kontinuerligt övervaka belastningen i driftläge och smidigt stoppa motorn. I utvalda applikationer kan energibesparingar på upp till 70 % uppnås genom optimal axellasthantering.
Men för frekvensomformarens breda kapacitet får du betala med dess höga pris. Denna produkt har redundant funktionalitet som möjliggör implementering av komplexa motoralgoritmer. Det är denna flexibilitet som blir ett hinder i enkla applikationer. Frekvensomformaren är inte en färdig produkt.Den används som en del av styrsystem där kostnaden för ytterligare element (sensorer, styrenheter, programmerare) ofta är jämförbara med kostnaden för själva omvandlaren.
Den kraftfulla mikroprocessorstyrenheten som ingår i EnergySaver-styrenheten ger fullständig kontroll över motorn under uppstart, drift och avstängning. Styrprincipen bygger på att hålla ett konstant värde på det mekaniska belastningsmomentet på axeln. Genom att mäta förskjutningsvinkeln mellan ström och spänning, minskar eller ökar styrenheten motorns spänning, vilket ändrar dess effekt.
Produkten är funktionellt komplett, det räcker med att ansluta ingångs- och utgångsledningarna, och motorn kan styras med standardvärdena för tillverkarens inställningar. Regulatorn kombinerar flexibiliteten hos en frekvensomformare med billiga mjukstartare. Med ett pris som är 25-30% högre än startmotorn, skyddar «EnergySaver», förutom utrustningens standardskyddsfunktioner mot överbelastning och kortslutning, motorn från att bryta sekvensen av faser och förlora en av faserna. Eftersom intern spännings- och strömkontroll utförs separat för varje fas, eliminerar styrenheten matningsspänning eller lastobalans.
Alla dessa egenskaper gör att kontrollerna kan användas i stor utsträckning för att styra asynkronmotorer, vilket säkerställer deras långtidsdrift och spara elektrisk energi.