B4-071R 1/12

8. СОВЕТУВАЊЕОхрид, 22 − 24 септември

Лидија Петковска Факултет за електротехника и Информациски технологии Скопје, Р. Македонија

ФРЕКВЕНТНИ ПРЕОБРАЗУВАЧИ ВО ФУНКЦИЈА НА ЗГОЛЕМУВАЊЕ НА ЕНЕРГЕТСКАТА ЕФИКАСНОСТ И

ЗАШТЕДА НА ЕЛЕКТРИЧНАТА ЕНЕРГИЈА

КУСА СОДРЖИНА

Во овој труд се презентира и анализира примената на фреквентните преобразувачи во различни области на електроенергетиката со цел зголемување на енергетската ефикасност, а со тоа и намалување на потребата од електрична енергија, односно нејзина заштеда. Со примена на фреквентните преобразувачи во индустријата може да се постигне континуална регулација на процесите при едновремено намалување на потрошувачката на електрична енергија до 50%, што ќе значи суштинско намалување на емитираниот јаглерод диоксид во атмосферата на годишно ниво (повеќе од неколку стотици милиони тони). Особено ефикасни резултати се постигнуваат со примена на фреквентните преобразувачи во индустриските погони кои не работат непрекинато, или во кои оптоварувањето се менува во тек на експлоатацијата.

Во трудот ќе биде прикажан преглед на карактеристичните топологии на фреквентните преобразувачи, нивна анализа и оценка, при што главното внимание ќе биде насочено кон зголемување на енергетската ефикасност на електромоторните задвижувања. Досегашните сознанија на научната јавност и експертите ширум светот покажуваат импресивни резултати. Имено, ако сите инсталирани АС мотори, наместо да се приклучат директно на мрежа, се приклучат преку ефикасен преобразувач на променлива фреквенција, тогаш вкупната заштеда на енергијата на глобално ниво би можела да достигне до 30%.

Придобивките и предностите од примената на фреквентните преобразувачи во електроенергетските објекти се неспорни, меѓутоа нивната примена на глобалниот пазар е сè уште со скромни 10%. Состојбите во нашата земја се на уште пониско ниво. Целта на овој труд е да покрене дискусија и размислувања на стручната јавност во насока на поширока примена на фреквентните преобразувачи во индустриските објекти, со цел зголемување на нивната енергетска ефикасност, што ќе резултира со заштеда на електричната енергија, зачувување на човековата околина, а конечно и со заштеда на пари.

Клучни зборови: Енергетска ефикасност, Фреквентни преобразувачи, Заштеда на енергија.

1 ВОВЕД

Енергетската ефикасност генерално, а особено начините за нејзино зголемување, денес се предмет на низа јавни, стручни но и политички дискусии на сите засегнати страни. Причините поради кои се посветува значајно внимание на енергетската ефикасност, не се наоѓаат само во изострените барања за заштита на околината и намалување на емисијата на стакленички гасови, туку и во растечките цени на енергијата. Заштедата на електричната енергија, како резултат на зголемената енергетската ефикасност, денес е клучно прашање и можност да се обезбеди оддржлив развој на компаниите и стопанството на една земја.

MAKO CIGRE 2013 B4-071R 2/12

Електроенергетиката е широко подрачје во кое зголемувањето на енергетската ефикасност е најдостапно, најбрзо и најефикасно. Значителен дел од произведената електрична енергија се претвора во загуби пред да стигне до крајните потрошувачи. Овие загуби во извесна мерка може да се намалат со примена на напредни оптимизациони техники уште во фазата на производство, но и со оптимизирани системи за пренос и дистрибуција, како и оптимизација кај крајните потрошувачи, директно во индустријата.

Познато е дека повеќе од 40% од произведената електрична енергија на глобално ниво, се троши во индустријата, при што 2/3 од оваа потрошувачка се однесува на електричните мотори. Оттука произлегува и идејата дека со инсталирање на високо-ефикасни мотори може да се постигне значителна заштеда на електричната енергија, а со тоа и значително намалување на емисијата на стакленички гасови. Така на пример, пресметано е дека еден енергетски ефикасен асинхрон мотор со номинална моќност 11 kW вклучен во непрекината работа, за една година експлоатација, може да заштеди околу 33 MWh електрична енергија што е еквивалентно на приближно 11 t помалку емитиран јаглероден диоксид (СО2) во атмосферата.

Меѓутоа, проблемот со ефикасно управувани и ефикасни индустриски електромоторни задвижувања се однесува на постојните погони, во кои главно се инсталирани електромотори од претходните генерации, со стандардна ефикасност. Зголемување на нивната енергетска ефикасност и намалување на потрошувачката на електрична енергија се постигнува не само со замена на моторите со нови – енергетски ефикасни, туку и со инсталирање на фреквентни преобразувачи за континуална регулација; притоа, може да се заштеди до 50–60 % од потребите за електрична енергија, односно повеќе милиони тони на емитиран СО2 во атмосферата.

Во 21-виот век, фреквентните преобразувачи (ФП) доминираат во проблематиката на зголемување на енергетската ефикасност во различни области на електроенергетиката. Нивната улога и можностите за примена опфаќаат широко подрачје. Така на пример, тие се основен елемент со кој се подобрува квалитетот на електричната енергија во системите со обновливи извори. Исто така познато е дека на глобално ниво, во индустриските објекти, се троши повеќе од 40% од целокупната произведена електрична енергија, при што се смета дека две третини од оваа потрошувачка е во инсталираните електромотори на наизменична струја, а пред сè во асинхроните мотори. Едната можност е да се набават нови енергетски ефикасни мотори, со што значително ќе се намали потрошувачката на електрична енергија. Другата можност, подеднакво применлива и на ново проектирани и на постоечки електроенергетски и индустриски објекти е да се инсталираат фреквентни преобразувачи за нивно напојување и регулација.

2 АНАЛИЗА НА ЗАГУБИТЕ И ЗАШТЕДА НА ЕНЕРГИЈАТА

За да може да се зборува за енергетската ефикасност на еден систем, потребно е да се анализираат сите негови елементи и во детали да се познаваат нивните загуби. Со други зборови, не е доволно да се анализира ефикасноста на секој елемент поединечно, туку кумулативната ефикасност на целокупниот систем, со сите негови елементи. Така на пример, на слика 1 е прикажан подетално еден пумпен систем во класична изведба – со механичка регулација на протокот (во случајот течност). Според сликата, повеќе од 90% од електричната енергија што е потребна за напојување на системот, а е произведена во една термоелектрана, се загуби во елементите на системот: (1) загуби во самата термоелектрана (70%); (2) загуби во преносната и дистрибутивна мрежа (9%); (3) загуби во електромоторите (10%); (4) загуби во преносниот систем за задвижување (2%); (5) загуби во пумпата (25%); (6) загуби во вентилите за регулација (33%); (7) загуби во цевниот систем (20%). Ако согласно овие ориентациони вредности на загубите се пресмета ефикасноста на секој од елементите во системот η1 – η7, тогаш вкупната – кумулативна ефикасност ќе биде производ од сите нив, и ќе изнесува:

ηtot=η1⋅η2⋅η3⋅η4⋅η5⋅η6⋅η7=η=0,3⋅0,91⋅0,9⋅0,98⋅0,75⋅0,67⋅0,8=0,095 (1)

Како што е системот структуиран каскадно од повеќе (во овој случај 7) елементи, така и заштедата оди каскадно, од крајниот корисник кон термоелектраната. Притоа, за да се постигне што е можно поголема ефикасност, потребно е да се дејствува во што е можно поголем број на поединечни елементи, и со различни мерки да се дејствува на нивната поединечна ефикасност.

MAKO CIGRE 2013 B4-071R 3/12

Слика 1 Тек на енергијата и загубите во пумпен систем

На пример, сопствената потрошувачка на термоцентралата влијае врз ефикасноста на произведената електрична енергија и е дел од означените 70% загуби. Оттука, намалувањето на потребната енергија за сопствени потреби на централата е не само технички ефикасно, туку и економски оправдано. Со примена на ППФ за напојување и регулација на пумпните и вентилаторски системи, може да се постигнат значителни заштеди на енергијата и зголемување на вкупната кумулативна ефикасност на целиот систем.

Од изразот (1) се гледа дека од 100 единици на влезната – потрошена енергија, како излезна – полезна енергија кај крајниот корисник се добиваат само 9,5 единици. Како што се загубите на системот зависни од поединечните загуби, така е и со заштедата на електричната енергија: заштеда на 1 единица во пумпата, ќе значи заштеда на 10 единици гориво во термоелектраната.

Во зависност од тоа во кој елемент на системот ќе се фокусира анализата, можни се различни пристапи за зголемување на енергетската ефикасност и заштеда на електричната енергија. Во овој труд, се анализираат можностите за заштеда во подсистемите мотор–пумпа, при што регулацијата на протокот на флуидот во пумпата наместо со механички елементи (вентили), се остварува со електронски елементи (преобразувачи на фреквенција).

2.1 Заштеда на енергијата во пумпни системи

Кога треба да се намалат трошоците на експлоатација во еден систем, вообичаено не се помислува на пумпните системи. Меѓутоа, ако се има предвид дека пумпите всушност консумираат околу 10% од вкупната енергија на светско ниво, многу повеќе од која било друга опрема, тогаш секако оптимизацијата на режимот на работа на овие системи станува суштински проблем. Пумпните системи најчесто не работат доволно ефикасно. Причините за тоа варираат во зависност од самиот процес или од конкретната примена, но резултатот е секогаш ист – дополнителни загуби на електрична енергија и особено дополнително загадување на околината поради потребата да се произведе и надомести оваа изгубена електрична енергија.

Принципиелната шема на пумпен систем е прикажана на слика 2. Притоа, во класична изведба за регулација на протокот се користи механички уред (вентил), додека во современите изведби се користи електронска регулација, односно се вградува преобразувач за променлива фреквенција (ППФ).

Во пумпните системи по правило се користат трифазни асинхрони мотори со кафезен ротор. Главни предности на овие мотори се ниската цена, високата доверливост и едноставното одржување во тек на експлоатацијата. Меѓутоа, нивниот главен недостаток е малиот опсег на регулација на брзината така што во класичните пумпни системи, во кои протокот на флуидот

MAKO CIGRE 2013 B4-071R 4/12

(течност или гас) е регулиран, се користат механички вентили за регулација, како на сликата 2 (горе); меѓутоа, во овој случај потрошувачката на електрична енергија е константна и не зависи од протокот, што е секако економски неоправдано. Ако се постави ППФ помеѓу мрежата и системот, како на сликата 2 (долу), тогаш регулацијата на протокот едновремено ќе значи и регулација на влезната електрична моќност, така што при намалување на брзината (протокот) се намалува и таа, односно се зголемува ефикасноста.

Слика 2 Шематски приказ на пумпен систем со вентил (горе) и со ПФ регулатор (долу)

Законот на промена на параметрите на пумпните системи во општ случај, како што се протокот, притисокот и електричната моќност од брзината на вртење на моторот се прикажани на слика 3. Од сликата се гледа дека протокот е директно пропорционален со брзината на вртење на моторот, притисокот е пропорционален со квадратот на брзината, додека потрошената електрична енергија се менува со третиот степен на брзината. Овој факт е од суштинско значење од аспект на анализа на можностите за заштеда на електричната енергија, и зголемување на енергетската ефикасност на системот.

(а) проток (б) притисок (в) моќност

Слика 3 Зависност на променливите на системот од брзината на вртење

Од анализата на дијаграмите се гледа во која насока се согледува намалувањето на загубите и зголемувањето на енергетската ефикасност на пумпниот систем. Имено, и релативно мало, минимално намалување на брзината може да обезбеди релативно голема, значителна заштеда на електричната енергија. Така на пример од слика 3 се гледа дека 75% од номиналната брзина обезбедува 75% од номиналниот проток (а), додека потрошувачката на електричната енергија изнесува само 42% (в). Ако пак протокот се намали на 50%, тогаш потребната електрична моќност ќе изнесува само 12,5% од номиналната. Очигледно предностите на системот со ППФ се во подрачјето на (по)малите брзини, кога директното напојување од мрежа е крајно неефикасно и неекономично. Во продолжение ќе бидат претставени подетално основните типови на преобразувачите на фреквенција, нивните топологии и карактеристики.

MAKO CIGRE 2013 B4-071R 5/12

3 ПРЕОБРАЗУВАЧИ НА ФРЕКВЕНЦИЈА – УРЕДИ ЗА ЗАШТЕДА НА ЕЛЕКТРИЧНАТА ЕНЕРГИЈА

Преобразувачите на фреквенција, или кратко фреквентните преобразувачи се користат за напојување и управување на мотори на наизменична струја, и се делат на две главни класи: директни преобразувачи – кои ја менуваат фреквенцијата на наизменичната (АС) струја/напон од една во друга вредност (скоро секогаш и при едновремена промена на напонот); индиректни преобразувачи – кои ја менуваат еднонасочната (DC) струја/напон во наизменична струја/напон со дадена фреквенција. Првите се познати како фреквентни конвертори или циклоконвертори, а вторите како фреквентни инвертори, или само инвертори (напонски, струјни и резонантни). Регулацијата и карактеристиките со вторите преобразувачи се подобри, и тие наоѓаат поголема примена во праксата, така што во продолжение тие ќе бидат предмет на проучување.

Преобразувачите на фреквенција (ПФ) заедно со соодветниот мотор, се главните два елементи на современите електромоторни погони со променлива фреквенција (ППФ) со кои се постигнуваат значителни заштеди на енергијата. Во интернационалната литература, тие се сретнуваат под различни имиња, како: Adjustable Frequency Drives (AFDs); Adjustable Speed Drives (ASDs); Variable Frequency Drives (VFDs) или Variable Speed Drives (VSDs). Најчесто, во употреба е заедничкото име АС погони (задвижувања), односно AC Drives. Сите тие се разликуваат како по топологијата на нивната структура, така и по алгоритмите за нивно управување. Со помош на ПФ се менуваат фреквенцијата и големината на напонот на напојување на АС моторите, така што се остварува континуална промена на брзината и се оптимира процесот на работа на моторот. Така на пример, ако со ПФ се намали брзината на вртење на центрифугален вентилатор за само 1/3 (33%), може да се постигне заштеда на енергијата за повеќе од 70%. Фреквентните преобразувачи исто така се користат и за зголемување на брзината на вртење до два пати, ако се примени континуална регулација на фреквенцијата. Притоа, зависно од потребите, фреквенцијата може да се намалува, или зголемува до двојна вредност (100 Hz). На слика 4 е прикажан блок–дијаграм на ППФ (VFD).

Слика 4 Блок–дијаграм на типичен преобразувач на променлива фреквенција ППФ

Принципот на регулација на фреквенцијата се разликува, во зависност дали е промената над или под номиналната фреквенција. Имено, при фреквенции под 50 Hz, моментот на моторот се одржува константен, додека моќноста се менува (намалува) пропорционално со брзината. Во овој режим, при намалени брзини, треба да се води сметка за загревањето на моторот. Ако се регулира фреквенцијата над 50 Hz, тогаш моќноста на моторот се одржува константна, додека моментот постепено се регулира (намалува) до вредност околу 66% при двојна вредност на фреквенцијата, т.е. при 100 Hz. Во овој режим не постои проблем со

MAKO CIGRE 2013 B4-071R 6/12

загревање на моторот, меѓутоа проблемите се повеќе од механичка природа, меѓу кои поважни се: ротационите загуби, механичкото балансирање на роторот и векот на траење на лежиштата на вратилото. Од овие причини, во најголемиот број на задвижувања со ППФ се препорачува да се избере мотор специјално наменет за напојување со инвертори и променлива фреквенција.

Некои од поважните погони напојувани со променлива фреквенција се пумпи, миксери, вентилатори, мешалки и системи за пренос на флуиди. Карактеристичен пример за ефективна примена на фреквентните преобразувачи е во пумпните системи.

Во пумпните системи постојат повеќе типови механички елементи и системи за регулација на протокот на флуидот, со кој што едновремено се регулира и брзината на вртење на моторот. Заеднички недостаток на сите е што ниту еден од нив не влијае директно врз потребната електрична енергија за напојување на системот. Со некои механички елементи може да се постигне влијае врз потрошувачката на електрична енергија, но тоа не е ни оддалеку така ефикасно како со ППФ. На слика 5 е прикажана споредбено потрошувачката на електрична енергија во пумпни системи со регулација на протокот со механички вентили (црвена линија) и со ППФ (сива линија). Ако протокот на флуидот се намали на 60%, заштедата на електричната енергија во првиот случај е околу 12%, додека во вториот случај е импозантни 78%. Исто така од сликата 5 се гледа дека најголемата заштеда е во подрачјето на длабока регулација на брзината на протокот и таа е најголема токму во подрачјето на најмалите брзини.

Слика 5 Споредба на потрошувачката на електрична енергија при проток 60% во пумпни системи со механичка (со вентили) и електронска (со ППФ) регулација на брзината

Прашањето што се поставува е зошто е потребно да се води сметка за потрошувачката на електрична енергија за целиот експлоатационен период на системот – животен век? Одговорот се наоѓа на слика 6, каде што е прикажана распределбата на трошоците за време на животниот (работен) век на еден пумпен систем (а) и на еден вентилаторски систем (б).

(а) пумпен систем (б) вентилаторски систем

Слика 6 Приказ на типичните трошоци на системи со асинхрони мотори

MAKO CIGRE 2013 B4-071R 7/12

Иако процентите на одделните елементи на системот се разликуваат, сепак, глобално тие покажуваат иста тенденција. Почетните трошоци – набавната цена на системот се многу мал процент од вкупната цена на трошоците во тек на животниот век на системот. Остатокот – најголемиот дел, се трошоците за покривање на потрошувачката на енергија, т.е. основниот трошок е цената на енергијата. Очигледно, и релативно мал процент на заштеда на енергијата во системот, ќе значи голема придобивка во вкупната цена на експлоатација. Така на пример, ако со ППФ се постигне заштеда од само 50%, тоа ќе значи вкупна заштеда од 37,5%, односно 29% во двата система прикажани на сликите 6 (а) и (б), респективно.

4 ТОПОЛОГИИ НА ПРЕОБРАЗУВАЧИ НА ФРЕКВЕНЦИЈА

Главна функција на преобразувачите на фреквенција, независно од тоа дали се тие директни (циклоконвертори) или индиректни (инвертори), е на излезните краеви да генерираат наизменичен напон и струја со променлива фреквенција што е различна од влезната. Притоа, најчесто се менува и големината на излезниот напон и струја. На слика 7 е прикажана принципиелната шема на еден преобразувач на променлива фреквенција (ППФ).

Слика 7 Принципиелна шема на ППФ

Историски гледано, први се појавиле циклоконверторите. Меѓутоа, поради низата недостатоци, тие денес се користат сè помалку. Поважни недостатоци на директните преобразувачи на фреквенција е тоа што со нив може да се регулира фреквенцијата само надолу, како и релативно сложените алгоритми за управување, ако се цели кон наизменичен излезен напон со облик што поблиску до синусен.

Индиректните преобразувачи на фреквенција – инвертори, конверзијата ја изведуваат во два чекора. Принципиелна шема на еден индиректен преобразувач на променлива фреквенција е прикажана на сликата 8. Во овие ППФ на влезот се користи еднонасочен (DC) напон, што се добива во првиот чекор на преобразување. За таа цел се користи исправувач приклучен преку трансформатор на примарната мрежа, чијашто фреквенција и напон се преобразуваат.

Слика 8 Принципиелна шема на индиректен ИПФ

MAKO CIGRE 2013 B4-071R 9/12

на излезот од инверторот се генерираат напонски или струјни бранови со сакана амплитуда и фреквенција. Врз база на повратниот сигнал од АС моторот, со управувачкото коло на електронските елементи, се регулираат големината на излезниот напон и фреквенцијата. Денешните инвертори со помош на широчинско-импулсна модулација (ШИМ) на излезот генерираат напонски и струјни бранови со облик многу близок до синусен. Принципот на симулација на синусните бранови со ШИМ се состои од серија на краткотрајни импулси со константна амплитуда. Регулацијата на напонот се остварува со промена на времетраењето на импулсите и со промена на нивниот поларитет. Регулацијата на фреквенцијата се остварува со промена на времетраењето на прекинувачките циклуси. Колку е повисока фреквенцијата на прекинувачките импулси, толку помалку се изобличени излезните бранови на напонот и струјата, а со тоа помали се и загубите поради вишите хармоници. Општ изглед на излезниот напон од инверторот за две периоди е прикажан на слика 11 (а); на слика (б) е прикажана зумирано една периода каде што се гледа подетално алгоритмот на прекинувачките циклуси.

(а) Принцип на модулација на напонот

(б) Напонски и струјни бранови на излез од инверторот

Слика 11 Регулиран напон и фреквенција во ИППФ со ШИМ

4.1 6-Пулсен преобразувач на променлива фреквенција

Шемата на врските на овој преобразувач е прикажана на слика 12. Тоа е наједноставната структура на еден ППФ и наоѓа најголема примена, пред сè поради релативно ниската цена.

Слика 12 Топологија на 6-пулсен преобразувач на променлива фреквенција

Меѓутоа, во овој ППФ вкупната хармониска дисторзија на струјата може да достигне до 35%, што често пати, во зависност од конкретната примена не е прифатливо. Освен тоа, со

MAKO CIGRE 2013 B4-071R 10/12

стандардот IEEE 519 е дефинирано дозволеното ниво на вишите хармоници што имаат импакт врз примарната мрежа. За решавање на овој проблем, во еднонасочното меѓуколо на преобразувачот се поставува линиска пригушница. Едновремено на излезот од инверторот се поставува филтер (опционо), така што нивото на хармониците и дистрозијата може значително да се намалат, а обликот на излезниот напон и струја значително да се поправи.

За да се подобрат излезните карактеристики и задоволат строгите стандарди по однос на влијанието на вишите хармоници од преобразувачот врз примарната мрежа, се препорачува да се користат топологии со повеќе-пулсни преобразувачи на променлива фреквенција. Составен елемент на овие преобразувачи на фреквенција е трансформатор – преобразувач на бројот на фази на влезот во исправувачот, така што влезниот сигнал во еднонасочното меѓуколо значително се приближува кон идеален еднонасочен напон.

4.2 12-Пулсен преобразувач на променлива фреквенција

Влезниот трансформатор во овој преобразувач има една примарна намотка, поврзана во триаголник и две фазно изместени секундарни намотки: едната поврзана во ѕвезда, а другата во триаголник. Топологијата на преобразувачот е прикажана на слика 13. Секоја од секундарните намотки е поврзана со посебен мостен диоден исправувач. На тој начин, влезниот напон во системот од 3-фазен се преобразува во 6-фазен излезен напон. На излезот од исправувачите се генерира 12-пулсен напон, во кој значителен број од вишите хармоници не постои, со што вкупната дисторзија се намалува на вредност помала од 10%.

Слика 13 Топологија на 12-пулсен преобразувач на променлива фреквенција

Од аспект на вишите хармоници овој преобразувач на променлива фреквенција обезбедува задоволително ниво на повратните виши хармоници во примарната мрежа, како и релативно мал степен на дисторзија на излезните големини – напонот и струјата. Меѓутоа, негов главен недостаток е високата цена на чинење којашто може да биде и повеќе од 50% повисока од стандарден 6-пулсен ППФ.

4.3 18-Пулсен преобразувач на променлива фреквенција

Со соодветна топологија на влезниот трансформатор и конверторските единици во овој преобразувач на променлива фреквенција, може да се постигне исклучително ниско ниво на дисторзија помалку од 5% на примарната страна–мрежата. Во овој ППФ не постојат хармоници од ред 5 и 7, што ги задоволува и најстрогите стандарди од аспект на ″загадување″ на мрежата.

MAKO CIGRE 2013 B4-071R 11/12

Слика 14 Топологија на 18-пулсен преобразувач на променлива фреквенција

На слика 14 е прикажана топологија на 18-пулсен ППФ. Секако дека најзначаен елемент е влезниот трансформатор – преобразувач на фази. Основна предност на овој ППФ, што му обезбедува највисоки перформанси, е отсуството на вишите хармоници што може да предизвикаат резонанса на индуктивно-капацитивните елементи во системот, како што се филтри, намотки на трансформаторот итн. Меѓутоа (пре)високата цена, сепак ја сведува неговата примена на многу мал и ограничен број апликации, во кои нивото на повратните виши хармоници во мрежата и дисторзијата се дозволени во исклучително низок процент (< 5%).

5 ЗАКЛУЧОК

Како резиме, поважните придобивки од примената на преобразувачите на променлива фреквенција се согледуваат во следното:

Се постигнува значителна заштеда на енергијата во погони во кои се регулира проток на флуиди, при што континуалната електронска регулација на брзината го заменува неефикасниот вентилски механички систем.

Електромоторите во системот секогаш работат во оптимален режим.

Се елининираат спојките и другите приклучни елементи за промена на брзината, којашто во овој случај е директно зависна од оптоварувањето.

Со преобразувачот на променлива фреквенција, како краен управувачки елемент, се постигнува поефикасна работа при подоптоварени режими, кога значително се зголемуваат загубите, односно значително се влошува енергетската ефикасност на севкупниот систем.

MAKO CIGRE 2013 B4-071R 12/12

Се елиминира влијанието на почетната – ударна струја на АС моторите, со што се заштитува дистрибутивниот систем.

Се продолжува векот на електромоторот и сите негови приклучни елементи.

Се намалува нивото на вибрации и бучава при работа на моторот.

Преобразувачите на променлива фреквенција се ефикасни уреди за регулација и релативно лесни за одржување, а работат тивко, без да влијаат врз операторот.

Конечно, преобразувачите на променлива фреквенција се чисти уреди кои не ја загадуваат човековата околина и придонесуваат за нејзината заштита.

Примената на преобразувачите на променлива фреквенција во регулираните погони со асинхрони мотори, како што се пумпи, вентилатори и компресори, не е новина во инженерската практика. Меѓутоа, новите технологии на дизајн и производство на овие современи уреди, кои резултираат со значителен пад на нивната цена и поефикасна функционалност, денес ги прават уште поатрактивни. Во регулирани погони со асинхрони мотори, напојувани со преобразувачи на променлива фреквенција, се постигнува значителна заштеда на електричната енергија и значително зголемена енергетска ефикасност. Крајниот резултат е значително намалување на емисијата на CO2, како еден од најбитните стакленички гасови, односно значителен придонес кон зачувувањето на човековата околина.

6 ЛИТЕРАТУРА

[1] Tomi Ristimäki, Energy efficiency through Variable Frequency Drives, Published by CentraLine c/o Honeywell GmbH, Automation and Control Solutions, pp. 1-8, 2008

[2] Nathan Schachter, Energy Efficient Speed Control Using Modern Variable Frequency Drives, Publication CIMENTEC Engineering Ltd pp. 1-8

[3] Frank D. Petruzella, Electric Motors and Control Systems, New York, USA, McGraw-Hill Companies, 2010.

[4] Tom Neuberger and Steven B. Weston, Variable frequency drives: energy savings for pumping applications, Industry Application Publication IA04008002E / Z12581, Eaton Corporation, pp. 4, 2012.

[5] Bhim Singh and Sanjeev Singh, State of the Art on Permanent Magnet Brushless DC Motor Drives, Journal of Power electronics, 01/2009; JPE 9(1): pp. 1-17.

[6] Amory B. Lovins, More Profit with Less Carbon, Scientific American, September 2005.