vsd eficienta energetica -...

© 2009 Eaton Corporation. All rights reserved.

VSD – Eficienta energetica

© 2009 Eaton Corporation. All rights reserved.2

Contact EATON

George Stoica:

• Departament OEM

• Actionari electrice SS, VSD

• Automatizari industriale

• PLC, aplicatii

• [email protected], mob. :+40 725 346 808

mailto:[email protected]


Cuprins• Descrierea sistemului, principii de functionare, facilitati

• Economii si eficienta in actionarile cu invertor

• Studiu de caz – actionare pompa

• Actionari speciale

• Costurile si pierderile sistemului

• Sesiune de discutii libere / intrebari si raspunsuri


Actionari cu VSD (convertizor frecventa

Line

VoltageAC/DC

DC Bus

DC/PWM Motor


Actionari cu VSD (convertizor frecventa)

L1

L2

L3

T1

T2

T3

Converter

The converter section

converts the AC line voltage

to a fixed DC voltage.

Precharge

Circuit

The precharge circuit controls the

current inrush that occurs when

the drive is initially energized.


Actionari cu VSD


Actionari cu VSDP

erc

ent Torq

ue /

Perc

ent

Curr

ent

Frequency - Hz

2 10 20 30 40 50 60

600

500

400

300

200

100

0

Current

Torque


Actionari cu VSD (convertizor frecventa

Frequency - Hz

Perc

ent To

rque /

Perc

ent

Curr

ent

2 10 20 30 40 50 60

200

100

0

90%

51


Actionari cu invertor – costuri de instalare si eficienta energetica

Costuri principale de instalare:

- Climatizarea panoului electric

(vezi randament termic)

- Costuri de parametrizare/pif

- Cabluri/pozare pentru indeplinirea normelor

EMC (obligativitate in UE)

- Costuri de mentenanta

Economii la instalare vs alte

sisteme:

- Numar redus componente ( cu mtbf 500,000h)

- Numar redus conductoare/ economii la cablare

- Eficienta in depanare

- Solutie moderna si ergonomica ce ofera

informatii pentru diagnoza proactiva.

- Inlaturarea necesitatii altor echipamente

(compensare energie reactiva, contor

energetic, PLC etc)


Actionari cu invertor – costuri de instalare si eficienta energetica

Costuri principale in functionare vs

alte sisteme similare:

- Randamentul invertorului (75% din total

eficienta)

- Costuri generate de armonici (curenti

eddy/turbionari) (10% din total eficienta)

- Efecte asupra lagarelor prin curenti de scugere

catre pamant (gripare) (5% din total eficienta)

- Posibile efecte generate de rezonanta a

cablului sau du/dt (5% din total eficienta)

- Ventilare suplimentara a motorului in aplicatii

cu turatie redusa (5%)

- Efecte interfatare radio (nec%.)


Randamentul invertorului (>96%)

11


Armonici si compensarea lor

12

Harmonic Content

h5 = 79.5%

h7 = 60.1%

h11 = 18.2%

h13 = 10.0%

h17 = 7.3%

h19 = 6.0%

h23 = 4.1%

h25 = 1.2%

0

20

40

60

80

h5 h7 h11 h13 h17 h19 h23 h25

Harmonic Distribution

Harmonic Content

h5 = 42.5%

h7 = 29.38%

h11 = 6.10%

h13 = 4.06%

h17 = 2.26%

h19 = 1.77%

h23 = 1.12%

h25 = 0.86%

0

10

20

30

40

50

h5 h7 h11 h13 h17 h19 h23 h25

Harmonic Distribution


Transformer Efficiency - 75 kVA Example

0.955

0.96

0.965

0.97

0.975

0.98

0.985

0.99

15 25 35 50 75 100

% Load

Resistive Load

100% Harmonic Load

Armonici si compensarea lor


s

η =P2

P1

3 2 1

Eficienta energetica a sistemelor cu invertor

Protejarea lantului cinematic de socuri mecanice



Sarcini cu necesar de cuplu constant

Cuplul necesar sarcinii este

constant pe toata plaja de

turatii

Puterea necesar pentru a

opera cu sarcina creste

direct proportional cu turatia

Constant Torque Loads

0

20

40

60

80

100

120

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Speed

To

rqu

e a

nd

Ho

rse

po

we

r

Torque

Horsepower

90% din toate aplicatiile,

altele decat pompe sau

ventilatoare, sunt de tipul CT

Aplicatii comune: instalatii

de ridicat, de transportat

materiale, macarale, prese,

unele extrudere, mixere


Cuplul necesar sarcinii

variaza cu turatia.

Puterea necesara pentru a

opera cu sarcina variaza cu

puterea a 3-a a turatie

Variable Torque Load

0

20

40

60

80

100

120

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Speed

Ho

rse

po

we

r a

nd

To

rqu

e

Torque

Horsepower

Aplicatii comune:

Pompe centrifugale,

ventilatoare, masini cu

volanta etc


Sarcini cu necesar de cuplu variabil


Studiu de caz – Actionare pompa

19

Calculul economiei de energie

vs. reglaj cu electro/vana sau

vs fara reglaj de presiune


Descrierea sistemului – Aplicatii speciale

• Sistemul are la baza separarea

redresorului (front end) de invertor

• Modulele se pot cupla in paralel pe o

linie de curent continuu

• Puterea magistralei de curent continuu

se poate modifica prin introducere /

eliminarea de unitati redresoare

• Numarul de invertoare este variabil.

• Functie de tipul dispozitivelor front end

se pot genera diferite configuratii.


Descrierea sistemului – aplicatii speciale

Flexibilitatea sistemului este data de:

• Numarul variabil de invertoare

• Numar variabil de unitati de franare (Brake chopper unit – BCU)

• Se utilizeaza varianta SPN sau varianta SPA


Tipuri de unitati front-endCaracteristici


SPN + SPI:

• Putere absorbita redusa : , putere de franare crescuta pentru scurta durata

• Aplicatii posibile : linii de procesare mari ;

Configuratii posibile (II)


SPA + SPI:

• Putere absorbita redusa : ;

• Recuperare de energie (injectie in retea) : ;

• Continut redus de armonici ;

• Aplicatii posibile : aproape orice tip de aplicatie; ex. Benzi care coboara material ;

Configuratii posibile (III)

vsd eficienta energetica -...

Documents