VFD контролен панел

Сместен во наменски куќиште со оцена IP42 до IP65, овој кабинет интегрира погонска единица со променлива фреквенција со сета потребна моќ и контролна инфраструктура: изолација на влезната мрежа, реактори на линија и оптоварување за ублажување на хармонијата и заштита на кабелот на моторот, заштита од влезно спојување или заштита од прекинувачот, излезен филтер или филтер за целосно дт. Оценките за моќност се движат од 0,75 kW до над 630 kW низ стандардните класи на напон (380V, 400V, 480V, 690V). Самиот VFD е погон со векторска контрола со високи перформанси кој обезбедува целосен вртежен момент при нулта брзина, со автоматска оптимизација на енергијата и интегриран PID контролер за регулација на притисок, проток или температура. Тастатурата или екранот на допир HMI поставена на врата обезбедува локална контрола, пристап до параметрите и дијагностички информации, додека пристаништата за комуникација Modbus RTU/TCP, Profibus, Profinet или Ethernet/IP овозможуваат далечински надзор и интеграција во системи за автоматизација на целата фабрика. Опцијата за рачен бајпас - со помош на контактори или интегриран прекинувач за пренос - овозможува работа на моторот директно од електричната мрежа за да се одржи континуитетот на процесот за време на сервисирањето на погонот. Сеопфатните заштитни функции покриваат краток спој, преоптоварување, пренапон, недоволно напон, загуба на фаза, дефект на заземјувањето, застој на моторот и преголема температура, при што сите настани на патување се пријавени за анализа на одржување.

Апликации за производи

Секаде каде што опремата со мотор има корист од контролата на брзината, енергетската ефикасност и мекото стартување, контролната табла VFD обезбедува целосно, однапред дизајнирано решение за возење за индустриски и инфраструктурни апликации.

Пумпни станици за вода и отпадни води

Општинските станици за водоснабдување и третман на отпадни води работат со големи пумпи со променлива побарувачка во текот на денот. Контролната табла VFD што управува со дупнатина, засилувач или преносна пумпа ја модулира брзината на моторот за да одржува постојан притисок или проток на вода без вентили за пригушување - вообичаено постигнувајќи заштеда на енергија од 20% до 40% во споредба со директната работа на интернет со фиксна брзина. Способноста за мек старт го елиминира водениот чекан во долгите цевководи и го намалува механичкиот стрес на работните кола, шахтите и спојките на пумпата. Во примената на отпадни води, автоматското рамниште спречува прелевање на дополнителен товар за време на врвните приливи на влажни временски услови. Конфигурациите спремни за технолошки вишок овозможуваат промена на пумпата за работа/подготовка.

Индустриски вентилатори и вентилатори

Големите центрифугални и аксијални вентилатори во електрани, цементарници, рудници и производствени капацитети се идеални кандидати за VFD. Кабинетот овозможува прецизна контрола на протокот на воздух за воздух со согорување, издувни гасови, вадење прашина или процесно ладење без загуби на влезната лопатка или пригушување на амортизерите. VFD контролата на вентилаторите со индуцирана и принудна промаја во котлите и печките обезбедува голема заштеда на енергија додека одржува оптимален однос воздух-гориво. Вентилаторите за извлекување чад и вентилација на тунел имаат корист од функцијата за надминување на пожарникар во кабинетот, што овозможува директна итна операција без оглед на статусот VFD.

Компресори и системи за ладење

Завртувачки, клипни и центрифугални компресори во индустриското ладење, одвојувањето на воздухот и апликациите за процесен гас работат најефикасно при делумно оптоварување кога се контролираат со брзина. Контролната табла VFD ја прилагодува брзината на моторот на компресорот за да одговара на променливата побарувачка за ладење или процес, одржувајќи прецизен притисок на вшмукување или празнење додека се избегнуваат загубите на енергија при оптоварување/растоварување. Интегрираната PID контрола со повратна информација од Трансдуцерот на притисок обезбедува цврста регулација, а контролата на рампата за забрзување го ограничува напливот на струја при стартување на електричниот систем на постројката.

Транспортери, дробилки и ракување со материјали

Рударските транспортери, дробилките за агрегати и системите за ракување со рефус материјали бараат висок стартен вртежен момент и контролирано забрзување за да се спречи лизгање на ременот, механички удари и излевање на материјалот. Контролната табла VFD испорачува целосен вртежен момент од нулта брзина со програмабилни рампи за забрзување, заштитни менувачи, спојки и споеви на ремените. Во примената на дробилката, функцијата за ограничување на струјата на VFD и заштитата од застој го штитат моторот од услови на преоптоварување со заглавен материјал.

Систем за ладење и ладење на вода HVAC

Системите за HVAC на централната постројка со повеќе чилери, кули за ладење и циркулациони пумпи за вода го користат за модулирање на протокот врз основа на оптоварувањето на зградата. Секундарните пумпи за ладена вода реагираат на диференцијален притисок, контролата на брзината на вентилаторот на кулата за ладење за оптимална температура на водата во кондензаторот и модулацијата на пумпата за вода на кондензаторот, сите имаат корист од VFD контролата интегрирана во кабинетот со поврзување BMS преку BACnet или Modbus.

Наводнување и земјоделско пумпање

Системите за наводнување со централно стожерно, капка по капка и поплава од големи размери бараат променливи стапки на испорака на вода во текот на сезоната на растење. VFD панелот на пумпната станица му овозможува на операторот да избере брзина на проток преку едноставен потенциометар, HMI или далечински сигнал за телеметрија - прецизно одговара на излезот на пумпата со побарувачката на вода и расположливата распределба на вода.

Техничко длабоко нуркање

Кабинетот VFD интегрира погон со променлива фреквенција со сите потсистеми за управување со енергија, заштита и контрола - обезбедувајќи комплетно решение за стартување на моторот и контрола на брзината во едно, претходно тестирано куќиште.

Заштита на главната патека за напојување и коло

Дојдовното трифазно напојување се поврзува со главен изолатор или прекинувач со обликуван куќиште оценет за струја на целосно оптоварување на кабинетот плус загуби на погонот. Влезното спојување обезбедува заштита со полупроводничка (aR) за исправувачката фаза на VFD, со I²t координација што обезбедува расчистување на осигурувачот пред оштетување на диодата при внатрешни дефекти. Стандардно е вклучен линиски реактор или пригушница за еднонасочна врска за да се намали изобличувањето на влезната хармонична струја и да се заштитат кондензаторите на DC магистралата на погонот од скокови на напонот од страната на напојувањето. За инсталации со значителни хармониски изобличувања на заднината или барани барања за поврзување на комуналните услуги, може да се избере пасивен хармоничен филтер или активен преден исправувач.

Технологија на VFD Drive

Срцето на кабинетот е VFD со векторска контрола со високи перформанси што користи IGBT напојувачки модули од шестата генерација и контролно јадро со DSP или FPGA со голема брзина. Достапни се режими на векторска контрола со отворен циклус и затворен циклус - отворен циклус за стандардна работа на пумпа и вентилатор, затворен циклус со повратни информации од енкодер за апликации со висок вртежен момент и мала брзина, како што се екструдери или дигалки. Погонот дава бранова форма модулирана со ширина на пулсот со автоматски оптимизирана фреквенција на префрлување, избалансирана помеѓу акустичниот шум на моторот и загубите на погонот. Главните карактеристики на погонот вклучуваат:

●  Автоматско засилување на вртежниот момент и компензација на лизгање за стабилно работење со мала брзина

●  Способност за летање-поаѓање за фаќање на мотор за летање без да се сопне

●  Програмирачки фреквенции на прескокнување за да се избегне механичка резонанца

●  Интегриран PID контролер со рампа за зададена точка, логика за спиење/будење и двоканални повратни информации за апликациите за поставување пумпа

Филтрирање на излезот и заштита на моторот

Во зависност од растојанието на кабелот помеѓу кабинетот и моторот, филтрирањето на излезот е вклучено:

dV/dt филтер: го ограничува времето на покачување на напонот и максималниот напон на приклучоците на моторот за кабли до приближно 100–150 m

Синусен филтер: обезбедува речиси синусоидална форма на бранови за кабли над 150 m и за апликации на потопни пумпи каде изолацијата на намотувањето на моторот е чувствителна на напонски стрес

Излезните контактори за избор на работен/подготвен мотор се интегрирани таму каде што е потребно. Функциите за заштита на моторот - термичко преоптоварување, губење фаза, нерамнотежа на струја, откривање на застој, недоволно оптоварување (суво работење) и дефект на заземјувањето - работат постојано во софтверот на погонот и се надополнуваат со надворешни релеи за преоптоварување кога е одредено.

Заобиколете ја конфигурацијата и континуитетот на процесот

Рачното коло за бајпас - изградено со контактори со ознака за должност или механички исклучен прекинувач за пренос - му овозможува на моторот да работи директно од електричната мрежа додека VFD е изолиран за сервисирање. Бајпасот е дизајниран за пренос надвор од оптоварување: моторот мора да се запре пред да се префрли помеѓу режимите VFD и бајпас. Интегрираното електрично и механичко блокирање спречува ненамерно повторно напојување на електричната мрежа во излезните терминали на погонот, што би предизвикало катастрофална штета. Опционална конфигурација за автоматско бајпас користи програмабилно логичко реле или мало PLC за управување со беспрекорен пренос од погон до мрежа при патувањето VFD, одржувајќи го континуитетот на процесот во критичните апликации.

Мулти-моторни и синхронизирани конфигурации

За апликации каде што повеќе мотори мора да делат еден погон (секвенцијална работа), кабинетот вклучува излезни контактори по мотор со логика на секвенционирање базирана на PLC. За апликации со повеќе мотори кои бараат синхронизирана брзина - како што се двојни транспортери или кондензатори со воздушно ладење со повеќе вентилатори - поединечните излезни инвертери се управуваат од заедничка магистрала со еднонасочна струја или се синхронизираат преку високо-брзинска комуникација меѓу погонот, со контрола на главната/последна брзина и вртежен момент.

Контролен интерфејс, комуникација и HMI

Операторскиот интерфејс поставен на врата обезбедува локално стартување/стоп, референца за брзина (преку внесување потенциометар или тастатура), избор на режим (VFD/Bypass/Off) и индикација за статусот на системот. Достапен е графички екран на допир HMI за сложени апликации со повеќе мотори или процесна јамка, прикажувајќи ги работните параметри во реално време, податоците за трендовите, дневниците за аларми и метриката за потрошувачка на енергија.

Комуникациските порти ги поддржуваат сите главни индустриски протоколи: Modbus RTU (RS485), Modbus TCP, Profibus DP, Profinet, Ethernet/IP и BACnet. Погонот изложува сеопфатен сет на податоци - брзина, струја, вртежен момент, моќност, DC напон на магистралата, температура, часови на работа и потрошувачка на енергија - на надзорниот SCADA, DCS или BMS. Прифатени се командите за далечинско стартување/запирање и референтна брзина, со прекини на отчукувањата на срцето и резервни стратегии што може да се конфигурираат доколку се изгуби комуникацијата.

Куќиште и еколошки дизајн

Кабинетот на подот е изработен од галванизиран или нерѓосувачки челичен лим од 1,5 mm до 2,0 mm, континуирано заварен и обложен со прав. Оценките за заштита од IP42 до IP65 одговараат на условите на локацијата:

●  IP42/IP43: внатрешни електрични простории и контролни центри за мотори

●  IP54/IP55: индустриски средини подложни на прашина, пумпни станици и полуизложени локации

●  IP65: надворешна инсталација со изложеност на дожд и прашина

Термичкиот менаџмент користи пресметана комбинација на природна конвекција, вентилација со филтриран принуден воздух со вентилатори со контролирана температура и, во инсталации со висока моќност или високо амбиентални инсталации, разменувачи на топлина воздух-воздух или единици за климатизација. Внатрешното зголемување на температурата на кабинетот се потврдува со пресметка во однос на максималната работна температура на производителот на VFD, вообичаено од 40°C до 50°C на околината во зависност од намалувањето.

Тестирање и сертификација

Секој VFD кабинет се подложува на дефиниран фабрички тест за прифаќање: континуитет на струјното коло и отпор на изолација, вчитување и верификација на параметрите VFD според одобрениот распоред на параметри, контролни жици од точка до точка, функционална симулација на старт/стоп, контрола на брзината, пренос на бајпас (каде што е вграден) и проверка на безбедносната блокада. Обезбедена е целосна документација за FAT. Кабинетот е дизајниран и конструиран според IEC 61439-1/2, со сите компоненти означени со CE и UL сертификат достапно каде што е потребно.

Најчесто поставувани прашања

П1: Која е разликата помеѓу купување на VFD и VFD контролен панел?

Самостојниот VFD бара дополнителни компоненти за целосна инсталација: прекинувач или осигурувачи на струја, реактори за линии и оптоварување, излезни филтри за долги кабли, коло за бајпас доколку е потребен континуитет на процесот за време на сервисирањето на погонот и куќиште со термичко управување. Контролната табла VFD ги интегрира сите овие - однапред дизајнирани, претходно поврзани и претходно тестирани - во еден склоп. Ова ги елиминира непознатите дизајни на лице место, го намалува времето за инсталација и обезбедува единствена гарантна точка за целосниот систем за погон на моторот.

П2: Кои оценки за моќност и напони се достапни?

Стандардните конфигурации покриваат 0,75 kW до 630 kW преку трифазни напојувања од 380V, 400V, 480V и 690V. На барање се достапни повисоки оценки за моќност. Секој кабинет е изграден за специфичните податоци на табличката со имиња на моторот што ги давате - моќност, напон, струја на целосно оптоварување и работа.

П3: Колку далеку може да помине кабелот на моторот помеѓу кабинетот и моторот?

Ограничувањата на должината на кабелот зависат од инсталираното филтрирање на излезот. Без филтрирање, производителот на VFD вообичаено го ограничува одењето на кабелот на 50 m. Филтерот dV/dt го продолжува ова на приближно 150 m. Синусниот филтер дозволува кабел да поминува над 300 m и строго се препорачува за потопни пумпи и мотори со непозната или застарена изолација на намотување. Ќе го избереме соодветниот излезен филтер врз основа на вашите податоци за инсталација.

П4: Дали кабинетот може да контролира повеќе мотори?

Да, во неколку конфигурации: секвенцијална работа (еден VFD, повеќе мотори, само еден работи истовремено со излезни контактори кои го избираат активниот мотор), синхрони мулти-мотор (повеќе VFD во еден кабинет споделуваат DC магистрала или комуницираат за усогласување на главната/последна брзина) или независна контрола (повеќе независни VFD комплет). Кажете ни ја вашата апликација и ние ќе ја дизајнираме точната топологија.

П5: Како контролната табла VFD се интегрира со мојата фабрика SCADA или DCS?

Комуникациската порта на VFD - Modbus RTU, Modbus TCP, Profibus, Profinet, Ethernet/IP или BACnet - се поврзува директно со вашиот надзорен систем. Сите оперативни податоци, аларми и дијагностика се достапни. Поддржана е двонасочна контрола (далечинско стартување/стоп, референца за брзина), со конфигурирачко однесување за губење на комуникацијата за да се обезбеди безбедно работење доколку мрежата не успее.

П7: Какво одржување бара кабинетот?

Рутинското одржување е едноставно: полугодишно чистење или замена на филтрите за вентилација, годишна термографска инспекција на прекините на напојувањето и годишен функционален тест на бајпас колото и безбедносните брави. Самиот VFD има одреден работен век за неговите кондензатори со еднонасочна врска и вентилаторите за ладење - обично 5 до 10 години во зависност од работните услови - и тоа се компоненти што може да се заменат. Целосните распореди за одржување се документирани во прирачникот за работа.

П8: Дали кабинетот може да работи во прашина или висока температура?

Да. Оценката за заштита на куќиштето и стратегијата за термичко управување се избрани врз основа на условите на вашата локација. За околини со прав, наведен е IP55 или IP65 со фини филтри за довод. За амбиентални температури над 40°C, намалувањето на VFD, климатизацијата на кабинетот или разменувачите на топлина воздух-вода обезбедуваат безбедни внатрешни услови. Ќе ги процениме податоците на вашата локација за време на фазата на инженерство и ќе предложиме соодветно зацврстување на околината.

М5 центарот на вниманието на клиентите

Програма за модернизација на регионално претпријатие за водоснабдување - пумпна станица

Позадина

Регионално претпријатие за водоснабдување во Јужна Америка управуваше со преку 60 бушотини и засилувачки пумпни станици низ својата дистрибутивна мрежа, опслужувајќи население од приближно два милиони. Многу пумпни станици беа стари со децении, користејќи директни стартери со фиксна брзина со пригушувачки вентили за контрола на протокот. Претпријатието се соочи со зголемени трошоци за енергија, чести дефекти на пумпата и цевководите од чекан за вода и механички стрес и зголемени потешкотии при набавка на резервни делови за застарен контролен хардвер.

Предизвикот

Претпријатието избра да ги модернизира своите пумпни станици со VFD контрола во фаза на програма, таргетирајќи ги прво 20-те најголеми станици. Секоја станица презентираше сличен профил: два до четири комплети пумпи за работа/подготовка (45 kW до 200 kW), долги моторни кабли (често надминување на 150 m до потопни пумпи за дупнатини), правливи полунадворешни средини на оддалечени локации и ограничена електрична поддршка на лице место за одржување на комплексен систем.

Вклучени се специфични ограничувања:

●  Решението VFD мораше да прими долги кабли до потопни пумпи без да ја нарушува изолацијата на намотувањето на моторот

●  Задолжителен беше рачен бајпас за да се одржи снабдувањето со вода за време на сервисирањето на VFD, бидејќи многу станици немаа вишок на пумпата во мирување

●  Способноста за далечинско следење беше од суштинско значење за да се намалат скапите посети на локацијата

●  Електричната инсталација требаше да ја завршат локални изведувачи со минимално искуство во пуштање во употреба VFD

Зошто да ги изберете нашите контролни панели за VFD?

По евалуација на обновувањето на VFD со извор на компоненти и интегрираните контролни панели на VFD, претпријатието го избра пристапот на кабинетот. Придобивките беа јасни:

●  Секој кабинет е фабрички дизајниран со излезни синусни филтри кои одговараат на специфичната должина на кабелот и типот на изолација на моторот, елиминирајќи го секој ризик од оштетување на намотката на моторот од рефлектираните бранови на напон

●  Интегрираниот рачен бајпас коло, претходно поврзан и тестиран, му даде доверба на претпријатието дека снабдувањето со вода ќе продолжи за време на кој било сервисен настан на VFD

●  HMI монтирани на врата и целосно параметризираниот VFD беа фабрички натоварени со податоци за кривата на пумпата, поставките за контрола на притисокот PID и стандардните заштитни прагови на претпријатието - овозможувајќи им на локалните изведувачи да го пуштат секој кабинет со едноставно поврзување на напојувањето, моторот на пумпата и претворувачот на притисок

●  Модулите за далечинско следење GPRS/4G во секој кабинет ги пренесоа оперативните податоци - проток, притисок, потрошувачка на енергија, часови на работа, статус на аларм - директно до централната SCADA платформа на претпријатието

Куќиштата со оцена IP55 со доводи за фино филтрирање и настрешници за сончање одговараа на правливите, изложени опкружувања на пумпната станица

Распоредување

Беа произведени 20 VFD кабинети (45kW до 200kW), секој со излезен синусен филтер, рачен бајпас, куќиште IP55, далечинска телеметрија GPRS и претходно конфигурирана PID контрола на притисокот. Шкафовите беа испорачани како комплетни, фабрички тестирани единици. Локалните електрични изведувачи ги инсталираа и пуштаа кабинетите во низа во текот на 10-месечна програма. Поддршка за далечинско пуштање во работа беше обезбедена од инженерите на производителот преку видео врска за првите три станици; следните станици беа пуштени во употреба независно од локалните тимови користејќи стандардизирана документација.

Резултати

Потрошувачката на енергија во 20-те модернизирани станици е намалена во просек за 32% во споредба со претходната работа на вентилот за гасење, при што VFD-овите ја совпаѓаат брзината на пумпата токму со побарувачката на системот.

Трошоците за одржување на пумпата и цевководите значително се намалија: настаните со воден чекан беа елиминирани, а векот на лежиштето на пумпата и заптивката беа продолжени преку рампање со мек старт.

Ниту еден дефект на изолацијата на моторот не се случи на 20 станици со кабли до 250 m, потврдувајќи ја спецификацијата на синусниот филтер.

Централниот оперативен тим на претпријатието сега ги надгледува сите 20 станици од една контролна табла на SCADA, примајќи автоматски SMS аларми за секое исклучување на пумпата или отстапување на притисокот - намалувајќи ги реактивните посети на локацијата за над 60%.

Успехот на првата фаза доведе до тоа претпријатието да ја прошири програмата на преостанатите 40 пумпни станици, стандардизирајќи ја истата спецификација на кабинетот VFD и овозможувајќи униформа обука за одржување и инвентар на резервни делови низ целата мрежа.