ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΟλ. ^])ΐΜ»ί)5 Ρϊΐ(1)(ϊΒ^ β isuiiijlj S S dublsjjkfi. 2 ϊ ) ί > ϊ ( 3 4 ΐ ν τ ί ) ί

Transcript

1 ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΟλ ^])ΐΜ»ί)5 Ρϊΐ(1)(ϊΒ^ p ii/a ii β isuiiijlj S S dublsjjkfi 2 ϊ ) ί > ϊ ( 3 4 ΐ ν τ ί ) ί m m m Τ.Ε.Ι. ΚΑΒΑΛΑΣ Σ.Τ.ΕΦ. ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 2002

2 Η παρακάτω πτυχιακή εργασία είναι αφιερωμένη στους γονείς μου. Δημήτρης Τζιβανάκης

3 i ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ_ ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΧΗΜΑΤΩΝ_ ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΩΝ_ ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ ΠΡΟΛΟΓΟΣ 1" ΚΕΦΑΑΑΙΟ_ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1.1 Κ ΙΝ Η Τ Η Ρ Ε Σ Ε Ν Α Λ Λ Α Σ Σ Ο Μ Ε Ν Ο Υ Ρ Ε Υ Μ Α Τ Ο Σ Μ Ε Δ ΡΟ Μ Ε Α ΚΑίίΒΟΥ (ΕΠΑΓΩΓΙΚΟΙ - ΑΣΥΓΧΡΟΝΟΙ ΚΙΝΗΤΗΡΕΣ) ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΗΣ ΑΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΑΣΥΓΧΡΟΝΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ - ΚΥΡΙΕΣ ΛΕΙΤΟΥΡΠΕΣ ΤΩΝ ΑΣΥΓΧΡΟΝΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ _. 1.2 ΠΕΡΙΟΧΗ ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗΣ ΠΕΔΙΟΥ ΠΑΝΩ ΑΠΟ ΤΗΝ ft.» = 50 Η ζ _ ΕΠΕΚΤΑΣΗ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΣΤΑΘΕΡΗΣ ΡΟΠΗΣ ΜΕΧΡΙ ΤΗΝ fi.«=87hz_ 4 ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΩΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΤΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΑ ΕΝΑΛΛΑΣΣΟΜΕΝΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΜΕ ΔΡΟΜΕΑ ΚΛΩΒΟΥ 2" ΚΕΦΑΛΑΙΟ_ ΡΥΘΜΙΣΗ ΣΤΡΟΦΩΝ ΑΣΥΓΧΡΟΝΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ Γ Ε Ν ΙΚ Α - Μ Ε Ρ ΙΚ Ε Σ Χ Ρ Η Σ ΙΜ Ε Σ Υ Π Ε Ν Θ Υ Μ ΙΣ Ε ΙΣ ΣΕ Β Α ΣΙΚ ΕΣ Ε Ν Ν Ο ΙΕ Σ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΤΑΘΕΡΗΣ ΡΟΠΗΣ_ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΜΕΤΑΒΛΗΤΗΣ ΡΟΠΗΣ _ 2.2 Ρ Υ Θ Μ ΙΣ Η Σ Τ Ρ Ο Φ Ω Ν Α Σ Υ Γ Χ Ρ Ο Ν Ω Ν Κ ΙΝ Η Τ Η Ρ Ω Ν Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΜΕΤΑΒΟΛΗΣ ΤΗΣ ΤΑΣΗΣ ΤΡΟΦΟΔΟΣΙΑΣ ΣΤΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΑ _ Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΜΕΤΑΒΟΛΗΣ ΤΗΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ _ Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΤΑΥΤΟΧΡΟΝΗΣ ΜΕΤΑΒΟΛΗΣ ΤΗΣ ΤΑΣΗΣ ΚΑΙ ΤΗΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ Γ 2.3 Ρ Υ Θ Μ ΙΣ Η Τ Α Χ Υ Τ Η Τ Α Σ - Η Α Ε Ο Ν Ε Κ Τ Η Μ Α Τ Α - Σ Κ Ο Π ΙΜ Ο Τ Η Τ Ε Σ Χ Ρ Η Σ Ε Ω Σ _ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗ ΙΣΧΥΟΣ ΑΠΟ ΚΙΝΗΤΗΡΕΣ _ ΜΕΙΩΣΗ ΚΟΣΤΟΥΣ ΕΠΕΝΔΥΣΗΣ_ ΜΕΙΩΣΗ ΚΟΣΤΟΥΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ _ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΤΗΣ ΜΗΧΑΝΗΣ" 2.4 ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΩΝ ΡΥΘΜΙΣΤΩΝ (INVERTER DRIVES) _ 1 ΓΕΝΙΚΑ_ ΓΕΝΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ _ AC DRIVES - ΣΧΗΜΑΤΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ.4 FLUX VECTOR CONTROL_ ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ INVERTERS _ 2.5 Α Ρ Μ Ο Ν Ι Κ Ε Σ _ TO ΠΡΟΒΛΗΜΑ ΤΩΝ ΑΡΜΟΝΙΚΩΝ _ 2.6 ΡΑ Δ ΙΟ Π Α Ρ Ε Μ Β Ο Α Ε Σ ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ

4 3" ΚΕΦΑΑΑΙΟ_ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ _ 3.1 ΕΦ ΑΡΜ ΟΓΕΣ ΒΙΟΜ ΗΧΑΝΙΚΟΥ ΑΥΤΟΜ ΑΤΙΣΜ ΟΥ 1 Α Ν ΤΛ ΙΕ Σ _ ΦΥΓΟΚΕΝΤΡΙΚΟΙ ΑΝΕΜΙΣΤΗΡΕΣ _ ΑΞΟΝΙΚΟΙ ΑΝΕΜΙΣΤΗΡΕΣ 4 ΚΟΜΠΡΕΣΕΡ ΜΕΤΑΦΟΡΙΚΕΣ ΤΑΙΝΙΕΣ _ ΣΠΑΣΤΗΡΕΣ 1.7 ΜΥΛΟΙ _ ΑΝΥΨΩΤΙΚΑ ΜΗΧΑΝΗΜΑΤΑ - ΑΣΑΝΣΕΡ - ΓΕΡΑΝΟΓΕΦΥΡΕΣ _ ΚΥΛΙΟΜΕΝΕΣ ΣΚΑΛΕΣ ΚΑΙ SKI LIFT ΞΥΛΟΥΡΓΙΚΑ Μ ΗΧΑΝΗΜΑΤΑ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΑ ΠΛΥΝΤΗΡΙΑ _ ΜΗΧΑΝΗΜΑΤΑ ΚΛΩΣΤΟΫΦΑΝΤΟΥΡΠΑΣ_ Β Α Φ ΕΙΑ 33 ' Π Α Ρ Α Δ Ε ΙΓ Μ Α Ε Ξ Ο ΙΚ Ο Ν Ο Μ Η Σ Η Σ Ε Ν Ε Ρ Γ Ε ΙΑ Σ ΣΕ Α Ν Ε Μ ΙΣ Τ Η Ρ Ε Σ Μ Ε HITAC HI IN V E R T E R Π Α Ρ Α Δ Ε ΙΓ Μ Α Μ Ε Α Ε Τ Η Σ Μ Ε H IT A C H I IN V E R T E R Ε Φ Α ΡΜ Ο Γ Η Ρ Υ Θ Μ ΙΣ Τ Η Σ Τ Ρ Ο Φ Ω Ν ΣΕ Φ Υ Γ Ο Κ Ε Ν Τ Ρ ΙΚ Η Α Ν Τ Α ΙΑ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΡΥΘΜΙΣΤΗ ΣΤΡΟΦΩΝ (INVERTER) ΣΕ ΑΝΤΙΚΑΤΑΣΤ.ΑΣΗ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥ ΑΥΞΟΜΕΙΩΤΗΡΑ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΡΥΘΜΙΣΤΗ ΣΤΡΟΦΩΝ ΣΕ ΑΝΤΙΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΚΙΝΗΤΗΡΑ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ 3.7 ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΑΕΓΧΟΥ ΓΙΑ ΜΕΙΩΣΗ ΤΟΥ ΤΡΕΧΟΝΤΟΣ ΚΟΣΤΟΥΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΩΝΤΑΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΣΤΗΝ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑ ΠΑ.ΑΣΤΙΚΩΝ _ 4" ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ _ Τ Ε Χ Ν ΙΚ Ε Σ Π Ρ Ο Δ ΙΑ Γ Ρ Α Φ Ε Σ ΓΙΑ Ρ Υ Θ Μ Η Τ Ε Σ ΣΤ Ρ Ο Φ Ω Ν Κ ΙΝ Η Τ Η ΡΩ Ν (IN V E R T E R S) 4.3 ΣΥΜ ΠΕΡΙΦΟΡΑ - ΑΠΟΔΟΣΗ _ 4.4 ΞΕΧΩΡΙΣΤΑ RFI ΦΙΑΤΡΑ _.1 ΑΡΜΟΝΙΚΕΣ ΚΑΙ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΙΣΧΥΟΣ _ 4.5 ΕΑΕΓΧΟΣ ΚΑΙ ΠΑΡΑΚΟΑΟΥΘΗΣΗ 4.6 ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΑΙ ΠΑΡΑΚΟΑΟΥΘΗΣΗ 4.7 Σ Τ Ο ΙΧ Ε ΙΑ Ε Π ΙΑ Ο Γ Η Σ Τ Ο Υ IN V E R T E R _ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 6 8 ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣΔΗΜΗ ^!

5 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΧΗΜΑΤΩΝ ΣΧΗΜΑ ΤΙΤΛΟΣ ΣΧΗΜΑΤΟΣ ΣΕΛΙΔΑ 1 Καμπύλ ς ροττής - ταχύτητας και ρεύματος - ταχύτητας ενός κινητήρα ρύθμισης στροφών εναλλασσόμενου ρεύματος στα 50 Ηζ (τταράδειγμα: k W /4 -πολικός). 2 Χαρακτηριστικά: απόδοση η, σχετική ολίσθηση s/sn, οο5φ και σχετική κατανάλωση ρεύματος Ι/Ιν για ασύγχρονο κινητήρα εναλλασσόμενου 8 ρεύματος σε λειτουργία με φορτίο. 3 V /f χαρακτηριστική για τη λειτουργία ρυθμιστή συχνότητας με συχνότητα βάσης στα 50 Ηζ. 9 4 Λειτουργικά χαρακτηριστικά Μ/Μν (για διάφορες συχνότητες ως συνάρτηση της συχνότητας) για έναν ασύγχρονο κινητήρα που 10 τροφοδοτείται από έναν αναστροφέα συχνότητας. 5 Ευθύγραμμη κίνηση Περιστροφική κίνηση Ροπή αντίστασης Εφαρμογές σταθερής ροπής Εφαρμογές μεταβλητής ροπής Η επίδραση της μεταβολής της τάσης τροφοδοσίας στην ροπή και στα ρεύματα εκκίνησης και λειτουργίας Η επίδραση της μεταβολής της συχνότητας στη ροπή Τυπική χαρακτηριστική τάσης/συχνότητας Επίδραση μιας τυτηκής χαρακτηριστικής τάσης/συχνότητας στα μεγέθη του κινητήρα (μαγνητική ροή, ροπή, ισχύ) Κατανάλωση ισχύος από κινητήρα Ταινιόδρομος Εξαερισμός Κυλιόμενες σκάλες AC DRIVES FLUX VECTOR CONTROL Καθορισμός μόνιμης και μεταβατικής ροπής για απλούς κινητήρες και ειδικούς κινητήρες Δυνατότητες πρόσθετης τάσης στις χαμηλές στροφές για αύξηση ροπής Ραδιοπαρεμβολές Χρήση φίλτρων RF Παράδειγμα εξοικονόμησης ενέργειας σε ανεμιστήρες με HITACHI INVERTER Χαρακτηριστική καμπύλη ροπής κινητήρα με INVERTER Εγκατάσταση πλήρους αυτόματου συστήματος από την CONTROL TECHNIQUES British Polymer Training Centre British Polymer Training Centre. 52 ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ

6 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΩΝ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΤίΤΑΟΣ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ΣΕΑΙΔΑ 1 Τμήμα ταχραγωγικής διαδικασίας φωσιρορικού οξέως Ροπής - Στροφών φυγοκεντρικής αντλίας τύπου NPW 125/32^ (Στροφές λειτουργίας 1350 RPM) Ροπής - Στροφών φυγοκεντρικής αντλίας τύπου NPW 125/32^ (Στροφές λειτουργίας 1030 RPM). 46 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ ΠΙΝΑΚΑΣ Τ1ΤΑΟΣ ΠΙΝΑΚΑ ΣΕΛΙΔ.Α ' 1 Επίδραση των αρμονικών σε διάφορα φορτία Ρύθμιση με Κλαπέ ή Βάννα Ρύθμιση στροφών με INVERTER Πίνακας επιλογής INVERTER της εταιρίας HI l ACHl. 41 ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΧ ΔΗΜΗΤΡΗΣ

7 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η παρούσα πτυχιακή εργασία με τίτλο ΨΗΦΙΑΚΟΙ ΡΥΘΜΙΣΤΕΣ ΣΤΡΟΦίΙ.Ν (INVERTERS) ΑΣΥΓΧΡΟΝΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ, ΧΡΗΣΗ ΣΕ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ εκπονήθηκε με έναυσμα το γεγονός της ευρείας χρήσης τους σήμερα στις παραγωγικές διαδικασίες μιας σύγχρονης βιομηχανίας και ειδικά εκεί όπου διαφαίνεται η ανάγκη χρήσης τους για εξοικονόμηση ενέργειας. Με βάση κάποιες χαρακτηριστικές εφαρμογές που υτιάρχουν στη ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑ ΦΩΣΦΟΡΙΚΩΝ ΑΙΠΑΣΜΑΤΩΝ Α.Ε., στο εργοστάσιο της Νέας Καρβά>.ης, αναπτύχθηκε, στα πρώτα κεφάλαια, μια σύντομη θεωρία για τους ασύγχρονους κινητήρες με δρομέα κλωβού καθώς και για τους ψηφιακούς ρυθμιστές στροφών (INVERTERS). Εξετάστηκε ο τρόπος και το είδος της επίδρασης ενός INVERTER στα βασικά λειτουργικά χαρακτηριστικά ενός τέτοιου κινητήρα που αποτελεί σήμερα περίπου το 90% των κινητήριων μηχανών στη Βιομηχανία. Στη συνέχεια αναφέρονται κάποιες βασικές εφαρμογές και χρήσεις του συνδυασμού INVERTER - Ασύγχρονος κινητήρας και περιγράφονται τρεις (3) χαρακτηριστικές ειραρμογές στη Β.Φ.Α. Α.Ε.. 1. Εφαρμογή ρυθμιστή στροφών σε φυγοκεντρική αντλία. 2. Εφαρμογή ρυθμιστή στροφών σε αντικατάσταση μηχανικού αυξομειωτήρα. 3. Εφαρμογή ρυθμιστή στροφών σε αντικατάσταση κινητήρα συνεχούς ρεύματος. Παρατίθενται ακόμη αποτελέσματα εξοικονόμησης ενέργειας (ένας από τους βασικότερους στόχους της εγκατάστασης ενός INVERTER) και η πτυχιακή καταλήγει σε έναν χρήσιμο οδηγό επιλογής ενός ψηφιακού ρυθμιστή στροφών. Τελειώνοντας θα ήθελα να ευχαριστήσω τον καθηγητή του Τμήματος Ηλεκτρολογίας Dr. ΚΥΡΑΝΑΣΤΑΣΗ ΓΕΩΡΓΙΟ καθώς και τον κ..\.\ζαριδη ΣΩΤΗΡΙΟ Διπλ. Ηλεκτρολόγο Μηχανικό Προϊστάμενο του Τμήματος Ηλεκτρολογίας της Β.Φ.Α. Α.Ε., για την πολύτιμη βοήθειά τους καθώς και την εμπιστοσύνη που έδειξαν στο πρόσωπό μου προκειμένου να μου αναθέσουν την πτυχιακή αυτή εργασία. ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΑΗΜΗΤΡΙΟΣ

8 ΚΕΦΑΛΑΙΟ I* ΕΙΣΑΓΩΓΗ Γ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1 ΚΙΝΗΤΗΡΕΣ ΕΝΑΛΛΑΣΣΟΜΕΝΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΜΕ ΔΡΟΜΕΑ ΚΛΩΒΟΥ (ΕΠΑΓΩΓΙΚΟΙ - ΑΣΥΓΧΡΟΝΟΙ ΚΙΝΗΤΗΡΕΣ) ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΗΣ ΑΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΑΣΥΓΧΡΟΝΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ - ΚΥΡΙΕΣ ΑΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ ΤΩΝ ΑΣΥΓΧΡΟΝΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ Οι ασύγχρονοι ιανητήρες είναι σπβαρές μηχανές, πρακτικά δεν χρειάζονται συντήρηση και σε σύγκριση με άλλα είδη ηλεκτρικών κινητήρων, αποτελούν την οικοΐόμικότερη λύση. Τα λειτουργικά χαρακτηριστικά στις βασικές τους λειτουργίες, εξαρτώμενα από την ονομαστική ισχύ Ρν (ισχύς λειτουργίας) και τον αριθμό πόλων. fc Υψηλό ρεύμα εκκίνησης U ( χ Κ ). I Υψηλή ροπή εκκίνησης Μα ( χ Μν). k Ταχύτητα (η) που εξαρτάται από το φορτίο (τιμές ολίσθησης; 2...8% ή min απώλεια ταχύτητας στην Μν (ονομαστική ροπή), αναφερόμενη στις 15 0min' ).» Επιτρεπόμενη ικανότητα επιπλέον ροπής από 1, χ Μν (ροπή ανατροπής). Σε πιο υψηλά επίπεδα φορτίων ο κίνδυνος απαγκίστρωσης αυξάνεται, δηλαδή ο κινητήρας θα ακινητοποιείται και θα θερμάνει μέχρι τη μέγιστη επιτρεπόμενη θερμοκρασία του σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα ( s). > Περιορισμένη ικανότητα επανεκκινήσεων (θερμικά επιτρεπόμενος αριθμός εκκινήσεων ανά ώρα) ανάλογα με την ροπή αδράνειας. ΤΖ1ΒΑΝΑΚΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ

9 ΚΕΦΑΛΑΙΟ Γ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Σχήμα 1. Καμπύλες ροπής - ταχύτητας και ρεύματος - ταχύτητας ενός κινητήρα ρύθμισης στροφών εναλλασσόμενου ρεύματος στα 50 Ηζ (παράδειγμα; 5.5 kw / 4 - ιωλικός). Εύρος X: Πρακτικά επιτρεπόμενη περιοχή υπερφόρτωσης χωρίς κίνδυνο απαγκίστρωσης στο σημείο Μκ In = ονομαστικό ρεύμα (ρεύμα Μα = ροπή εκκίνησης λειτουργίας) Ms = ροπή αγκίστρωσης (αυχένα) Ιο = ρεύμα χωρίς φορτίο Μκ = ροπή απαγκίστρωσης (ανατροπής) U = ρεύμα εκκίνησης Μν = ονομαστική ροπή (ροπή λειτουργίας) ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΛΗΜΗΤΡΗΣ

10 ΚΕΦΑΛΑΙΟ I* ΕΙΣΑΓΩΓΗ Σχήμα 2. Χαρακτηριστικά; απόδοση η, σχετική ολίσθηση s/sn, εοεφ και σχετική κατανάλωση ρεύματος Ι/Ιν για ασύγχρονο κινητήρα εναλλασσόμενου ρεύματος σε λειτουργία με φορτίο. Ι/Ιν s/sn Η Cos<^ = ρεύμα λειτουργίας, αναφερόμενο στο ονομαστικό ρεύμα = ολίσθηση λειτουργίας, αναφερόμενη στην ονομαστική ολίσθηση = Απόδοση = βαθμός απόδοσης ΠΕΡΙΟΧΗ ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗΣ ΠΕΔΙΟΥ ΠΑΝΩ ΑΠΟ ΤΗΝ fb a s e = 5 0 H z Η λειτουργία με έναν αναστροφέα συχνότητας προσφέρει δύο δυνατότητες οδήγησης του κινητήρα στην ονομαστική συχνότητα ή στην συχνότητα λειτουργίας του (50 Ηζ): 1. με μια σταθερή τάση (π.χ. η ονομαστική τάση ή τάση λειτουργίας 400V) 2. με μια τάστ που αυξάνεται αναλογικά με την συχί'ότητα. ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΛΗΜΗΤΡΗΣ

11 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η μέθοδος 1 είναι γνωστή ως λειτουργία εξασθενημένου πεδίου. Η περιοχή τφιν από την ονομαστική συχνότητα ή την συχνότητα λειτουργίας είναι όπου ο κινητήρας παράγει μια σταθερή ροπή (V/f = σταθερό). Η τάση λειτουργίας επιτυγχάνεται στην συχνότητα λειτουργίας. Αυτή καλείται συχνότητα βάσης. Επάνω από αυτό το σημείο, ο κινητήρας λειτουργεί στην περιοχή εξασθενημένου πεδίου, το οποίο σημαίνει ότι παράγει μια μειωμένη ροπή καθώς η ταχύτητα αυξάνεται. Σχήμα 3. V/f χαρακτηριστική για τη λειτουργία ρυθμιστή συχνότητας με συχνότητα βάσης στα 50 Ηζ. Σύμβολα: Vn fbase τάση λειτουργίας ή ονομαστική τάση συχνότητα βάσης (συχνότητα λειτουργίας ή ονομαστική συχνότητα) ΤΖ1ΒΑΝΑΚΗΣ ΑΗΜΗΤΡΗΣ

12 Σχήμα 4 Σχήμα 4. Λειτουργικά χαρακτηριστικά Μ /Μ ν (για διάφορες συχνότητες ως συνάρτηση της συχνότητας) για έναν ασύγχρονο κινητήρα που τροφοδοτείται από έναν αναστροφέα συχνότητας με ένα χαρακτηριστικό όπως στο Σχήμα 3. Σύμβολο: Μν = ροπή λειτουργίας ή ονομαστική ροπή ΕΠΕΚΤΑΣΗ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΣΤΑΘΕΡΗΣ ΡΟΠΗΣ ΜΕΧΡΙ ΤΗΝ fbase=87hz Στη μέθοδο 2, η περιοχή της συνάρτησης V/f = σταθερό επεκτείνεται στην fbase=87hz (= 50Ηζ X ^/3). για παράδειγμα. Με αυτή τη χαρακτηριστική ο κινητήρας λειτουργεί σε μια τάση μετατροπέα 400V: V3=230V σε 50Ηζ. Πρέπει επομένως να συνδεθεί στα 230V στα 50Ηζ. Αυτή η συνθήκη τηρείται εάν ο κινητήρας συνδέεται κατά τρίγωνο σε τάση λειτουργίας 230V/400V. Είναι σημαντικό ότι η τάση αυξάνεται με την συχνότητα. Πάνω από 230V, ο λόγος V /f επομένως παραμένει ο ίδιος όπως κάτω από την τάση λειτουργίας 230V, ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Για τα επίπεδα ισχύος πάνω από 4kW. οι πιο κοινοί κινητήρες έχουν ονομαστική λειτουργίας 400V/690V. Δεν είναι δυνατό να λειτουργήσουν αυτά τα τυλίγματα στη ανωτέρω συνθήκη με την fbase = 87Ηζ. Είναι επομέ\ ως απαραίτητο να εξασφαλιστεί ότι αυτοί οι κινητήρες είναι για 230V/400V (Δ / Υ). ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΛΗΜΗΤΡΗΣ

13 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1* ΕΙΣΑΓΩΓΉ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΩΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΤΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΑ ΕΝΑΛΛΑΣΣΟΜΕΝΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΜΕ ΔΡΟΜΕΑ ΚΛΩΒΟΥ Λειτουργία γεννήτριας προκΰτιτει εάν η συχνότητα του μεταροτιέα είναι χαμηλότερη από την ασύγχρονη ταχύτητα του κινητήρα (σε λειτουργία κινητήρα αυτή η συχνότητα είναι υψηλότερη). Αυτό σημαίνει ότι η ολίσθηση έχει αρνητική τιμή στη λειτουργία γεννήτριας. Λειτουργία γεννήτριας μπορεί να προκόψει από τις ακόλουθες συνθήκες: k Ο κινητήρας οδηγείται από την μηχανή. Αυτό σημαίνει ότι η ταχύτητα αυξάνεται πάνω από την nsjn (σύγχρονη) και στην οποία ο κινητήρας παράγει την απαραίτητη ροπή Moen γεννήτριας (παράδειγμα: ένα ηλεκτροβαρούλκο σε μειωμένη λειτουργία με ν = const.). I Ο κινητήρας λειτουργεί με τη σταθερή ταχύτητα και πρέπει έπειτα να φρεναριστεί με επιστρεφόμενη ισχύ. Με τη μείωση της συχνότητας λειτουργίας περίπου σε 2 φορές την ολίσθηση συχνότητας ο κινητήρας θα αλλάξει από Μμ«ae Mcen Περαιτέρω μείωση της συχνότητας λειτουργίας ενός μετατροπέα συχνότητας οδηγεί σε σταμάτημα μετά από λειτουργία γεννήτριας. Αυτό σημαίνει ότι η κίνηση φρενάρεται από μια σταθερή ροπή. ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ

14 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2* ΡΥΘΜΙΣΗ ΣΤΡΟΦΩΝ ΑΣΥΓΧΡΟΝΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ 2 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΡΤΘΜΙΣΗ ΣΤΡΟΦΩΝ ΑΣΤΓΧΡΟΝΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ 2.1 ΓΕΝΙΚΑ ^lepikeσ ΧΡΗΣΙΜΕΣ ΥΠΕΝΘΥΜΙΣΕΙΣ ΣΕ ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ^ ΕΡΓΟ * Ευθύγραμμη κίνηση: Ευθύγραμμη κίνηση : F Εργο = Δύναμη χ Απόσταση 1 A Β 1W (J)= F (Ν) X 1(π.) 1 I Σχήμα 5. Ευθύγραμμη κίνηση. Περιστροφική κίνηση: Λ ΡΟΠΗ ΑΝΤΙΣΤ.ΛΣΗΕ ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΛΗΜΗΤΡΗΣ

15 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2' ΡΥΘΜΙΕΗ ΣΤΡΟΦΩΝ ΑΣΥΓΧΡΟΝΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ /Φ ΡΟΠΗ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗΣ (Mr) Μ Γ =Στσθερή fe Διάδρομοι Ταινιόδρομοι Μ γ = Κ I Ανεμιστήρες I Φυγοκεντρικές Αντλίες Μ γ = Κ I I Αρχή της σπείρας του Αρχιμήδη Αντλίες σπιράλ > Εργαλειομηχανές I Μηχανές τυλίξεως ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ

16 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2* ΡΥΘΜΙΣΗ ΣΤΡΟΦΩΝ ΑΣΥΓΧΡΟΝΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΤΑΘΕΡΗΣ ΡΟΠΗΣ Ροπή Μ m > Mr Μ r =Σταθερή Ταχύτητα Σχήμα 8. Εφαρμογές σταθερής ροπής ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΜΕΤΑΒΑΗΤΗΣ ΡΟΠΗΣ Ροπή Mm = ct Mm > Mr Μ Γ = Κ ω 2 Ταχύτητα Σχήμα 9. Εφαρμογές μεταβλητής ροττής. ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΛΗΜΗΤΡΗΣ

17 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2* ΡΥΘΜΙΣΗ ΣΤΡΟΦΟΝ ΑΣΥΓΧΡΟΝΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ 2.2 ΡΥΘΜΙΣΗ ΣΤΡΟΦΩΝ ΑΣΥΓΧΡΟΝΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ Οι πλέον γνωστές μιέθοδοι μεταβολής των στροφών σε έναν ασύγχρονο κινητήρα βραχυκυκλωμένου δρομέα με επίδραση στα χαρακτηριστικά του στάτη είναι: * Με μεταβολή της τάσης τροφοδοσίας. > Με μεταβολή της συχνότητας του δικτύου Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΜΕΤΑΒΟΛΗΣ ΤΗΣ ΤΑΣΗΣ ΤΡΟΦΟΔΟΣΙΑΣ ΣΤΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΑ 1. Ε πίδραση στη ροπή : Δεδομένου ότι η Ροπή είναι ανάλογη με το τετράγωνο της τάσης M=f(U^), κάθε αύξηση της τάσης συνεπάγεται αύξηση της ροττής. Στην περίπτωση που η τάση μειώνεται, η ροπή μειώνεται σημαντικά (Σχήμα 10). 1. Η μέθοδος της ελάττωσης της τάσης εφαρμόζεται γενικά για την εκκίνηση των ασύγχρονων κινητήρκον βραχυκυκλωμένου δρομέα, όπου όμως πρέπει να ληιρθεί υπόψη η ροπή του φορτίου κατά τη στιγμή της εκκίνησης ώστε αυτή να καταστεί δυνατή χωρίς κανένα κίνδυνο για τον κινητήρα. Σχήμα 10. Η επίδραση της μεταβολής της τάσης τροφοδοσίας στην ροπή και στα ρεύματα εκκίνησης και λειτουργίας. ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ

18 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2*. ΎΘΜΙΣΗ ΣΤΡΟΦΩΝ ΑΣΥΓΧΡΟΝΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ 2. Κπίόραση <ττα οεύαατα εκκίνηρης και λειτονοτίίκνζ: Το ρεύμα είναι ανάλογο της τάσης I = f(u), τόσο κατά την εκκίνηση όσο και κατά τη λειτουργία (Σχήμα 10), 3. Εττίόραση <ttic στροφές: Όταν μεταβάλλεται η τάση οι σύγχρονες στροφές τιαραμένουν αμετάβλητες. Όταν όμως ο κινητήρας είναι υπό φορτίο κάθε αύξηση της τάσης συνεπάγεται μείωση της ολ,ίσθησης και συνετούς μικρή ετητάχυνση του κινητήρα με την προϋπόθεση ότι η ρκτττή φορτίου παραμένει σταθερή. Συμπερασματικά για τη μεταβολή της τάσης ισχύει: 1 ~ υ, Μ ~ υ ^, η = σταθερό Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΜΕΤΑΒΟΛΗΣ ΤΗΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ 1, Επίδραση στη ροπή: Η ροπή είναι αντίστροφα ανάλογη με το τετράγωνο της συχνότητας M= f(-v ). Κατά συνέπεια κάθε αύξηση της συχνότητας συνεπάγεται σημαντική μείωση της ροπής και αντίστροφα (Σχήμα 11). Σχήμα 11. Η επίδρασί) της μεταβολής της συχνότητας στη ροπή. ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ

19 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2* ΡΥΘΜΙΣΗ ΣΤΡΟΦΩΝ ΑΣΥΓΧΡΟΝΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ στα οευαατα εκκιντκτπί ι XfiToopYiac: Το ρεύμα μεταβάλλεται αντιστρόφως ανάλογα με τη συχνότητα τόσο κατά την εκκίνηση, όσο και κατά τη λειτουργία. 3. Επίδραση στκ: στροφές: Πρακτικά οι στροφές του ασύγχρονου κινητήρα είναι ανάλογες της συχνότητας Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΤΑΥΤΟΧΡΟΝΗΣ ΜΕΤΑΒΟΑΗΣ ΤΗΣ ΤΑΣΗΣ ΚΑΙ ΤΗΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ * Εύκολα μπορεί να αποδειχθεί πως η μεταβολή της συχνότητας σε έναν κινητήρα μπορεί να μεταβάλλει την ταχύτητά του. > Ο σκοπός αυτής της μεθόδου είναι να επιτύχουμε σταθερή διαθέσιμη ροττή από τον κικητήρα ανεξάρτητα από την ταχύτητα. Για να είναι η ροπή σταθερή πρέπει και η ροή στον κινητήρα να είναι επίσης σταθερή. Μ = Κ * Φ * I * οο5φ = σταθερή ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ

20 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2* ΡΥΘΜΙΣΗ ΣΤΡΟΦΩΝ ΑΣΥΓΧΡΟΝΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ Υπό αυτές τις συνθήκες, ισχύει Μ = Κ* I αν Φ = σταθερή > Σε έναν ασύγχρονο κινητήρα είναι τα τυλίγματα του στάτη που δημιουργούν την ροή: Φ =L*I > Τα τυλίγματα τροφοδοτούνται με τάση U, σε μια συγκεκριμένη συχνότητα f. Στους ακροδέκτες των τυλιγμάτων ο νόμος του Ohm γράφεται: * Η επαγωγική αντίσταση των τυλιγμάτων τροφοδοτούμενων από AC γράφεται (αγνοώντας την αντίσταση του αγωγού): > Και για το ρεύμα προκύπτει: I----- * Ενώ για την ροή ισχύει: I Έτσι για να επιτύχουμε σταθερή ροή και άρα σταθερή ροπή ο όρος y πρέπει να είναι σταθερός ανεξάρτητα από την αλλαγή στη συχνότητα. Η τάση πρέπει λοιπόν να μεταβάλλεται ανάλογα με την συχνότητα. Από τα προηγούμενα προκύπτει ότι αν μεταβληθούν ταυτόχρονα τάση και συχνότητα του δικτύου θα ισχύει: υ V > 1 ~ ( ^ ), M ~ ( y ) -. n ~ ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΛΗΜΗΤΡΗΣ

21 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2* ΡΥΘΜΙΣΗ ΣΤΡΟΦΩΝ ΑΣΥΓΧΡΟΝΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ Οπότε προκπ^πτει άμεσα το συμπέρασμα : 0 Εάν σε ένα δίκτι ο τροφοδοσΰζ αεταβά> >.ονται ταυτόχρονα και αε τον ίδιο συντε>χστή ανα>.ογία η τάση και η συγνόηιτα τότε το οεύιια (και n ααγνητικτί ροή) και η ροττή παοααένουν ααετάβλητα. Αντίθετα ο αοιθιιός στροφών και η um>c του κινητιιρα αεταβάλλονται όπως και τ;.^υγνόττιτα". Αυτή η γραμμική σχέση μεταξύ τάσης και συχνότητας είναι γνωστή ως στοάερά V/Γ. Τα συστήματα που λειτουργούν με αυτή τη χαρακτηριστική είναι γνωστά ως συστήματα μεταβλητής τάσης μεταβλητής συχνότητας. Ο έλεγχος της σταθερός V /f είναι μια σπουδαία αρχή στην οποία στηρίζεται η λειτουργία των ρυθμιστώι' στροφών (INVERTER DRIVES) των ασύγχρονων κινητήρων. Μια τυπική χαρακτηριστική τάσης/συχνότητας φαίνεται στο Σχήμα 12, Στο Σχήμα 13 φαίνεται η επίδραση της χαρακτηριστικής αυτής στα μεγέθη του κινητήρα (μαγνητική ροή, ροπή, ισχύς). Σχήμα 12. Τυπική χαρακτηριστική τάσης/συχνότητας. Τ7Ι34.ΝΑΚΗΣ ΛΗΜΗΤΡΗΣ

22 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΡΥΘΜΙΣΗ ΣΤΡΟΦΟΝ ΑΣΥΓΧΡΟΝΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ Σχήμα 13. Εττίδραση μιας τυτηκής χαρακτηριστικής τάσης/συχνότητας στα μεγέθη του κινητήρα (μαγνητική ροή, ροπή, ισχύ). Εφόσον η τάση του δικτύου είναι σταθερή για τιμές πάνω από 50 Ηζ η μαγνητική ροή και η ροπή του κινητήρα μειώνονται για τις τιμές αυτές. Στη περιοχή αυτών των ημών της συχνότητας εξόδου του INVERTER η ισχύς εξόδου του κινητήρα παραμένει ουσιαστικά αμετάβλητη. ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΛΗΜΗΤΡΗΣ

23 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2* ΡΥΘΜΙΣΗ ΣΤΡΟΦΩ,Ν ΑΣΥΓΧΡΟΝΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ 2.3 ΡΥΘΜΙΣΗ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ - ΠΑΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ - ΣΚΟΠΙΜΟΤΗΤΕΣ ΧΡΗΣΕΩΣ 1. ΙΊΛ ΝΑ ΠΕΤΥΧΟΥΜΕ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΕΣ ΤΑΧΥΤΗΤΕΣ: * Προσέγγισης. > Ρύθμισης. * Γρήγορης επιστροφής. 2. ΓΙΑ ΝΑ Ρ\ Θ.ΜΙΣΟΥ.ΜΕ ΡΥ Θ.ΜΟ ΡΟΗΣ Η ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ. 3. ΝΑ ΞΕΚΙΝΗΣΟΥΜΕ Η ΝΑ ΣΤΑΜΑΤΗΣΟΥΜΕ ΜΕ Ε.ΛΕΓΧΟΜΕΝΟ ΤΡΟΠΟ ΕΤΣΙ ΩΣΤΕ: I Να πετύχουμε ασφαλέστερο χειρισμό εύθραυστων αντικειμένων. > Να πετύχουμε ακριβή ρύθμιση θέσης. 4. ΝΑ ΠΕΤΥΧΟΥΜΕ ΣΤΑΘΕΡΗ ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΑΝΕΞΑΡΤΗΤΑ ΑΠΟ: I Το φορτίο. > Τις μεταβολές στην τάση τροφοδοσίας. > Τη θερμοκρασία. 5. ΝΑ ΣΥΓΧΡΟΝΙΣΟΥΜΕ Η ΝΑ ΣΥΝΔΥΑΣΟΥΜΕ ΤΙΣ ΤΑΧΥΤΗΤΕΣ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΩΝ ΤΜΗΜΑΤΩΝ ΜΙΑΣ ΜΗΧΑΝΗΣ. 6. ΝΑ ΜΕΤΑΒΑ.Υ\ΟΥΜΕ ΤΗΝ ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΠΕΡΙΣΤΡΟΦΗΣ ΕΤΣΙ ΩΣΤΕ ΝΑ ΠΕΤΥΧΟΥΜΕ ΣΕ ΜΕΡΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΤΑΘΕΡΗ ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΤΑΧΥΤΗΤΑ. 7. Η ΕΚΚΙΝΗΣΗ ΜΕ «ΑΣΤΕΡΑ / ΤΡΙΓΩΝΟ» ΔΕΝ ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΕΙΝΑΙ Η ΜΟΝΗ ΑΥΣΗ. ΣΕ ΠΟ ΑΑΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ Η Ε.ΥΑΕΙΨΗ ΡΟΠΗΣ ΕΙΝΑΙ ΑΠΑΓΟΡΕΥΜΕΝΗ. Κατά την εκκίνηση σε αστέρα η ονομαστική τάση του κι\τ τήρα διαιρείται κατά 3. Η αιχμή του ρεύματος διαιρείται επίσης κατά 3. (Id =!,5-2,6 In αντί για 61η). ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣΛΗΜΗΤΡΗ1 21

24 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2* ΡΥΘΜΙΣΗ ΣΤΡΟΦΩΝ ΑΣΥΓΧΡΟΝΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ Αλ>.ά η ροττή εκκίνησης επίσης διαιρείται κατά 3. (0,5 Μη αντί για 1,5 Μη). * Η ταχύτητα σταθεροποιείται όταν ο κινητήρας και η ροπή αντίδρασης σταθερ(^οιούνται. Τότε τα τυλίγματα του κινητήρα συνδέονται κατά Τρίγωνο και ο κινητήρας φτάνει στα ονομαστικά του στοιχεία. 0 Μηχανικό σοκ κατά την μεταγωγή και αιχμή ρεύματος πολύ σύ\τομη aijm μεγάλης έντασης (οι πόλοι του pt)j. μπορεί να λιώσουν) ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗ ΙΣΧΥΟΣ ΑΠΟ ΚΙΝΗΤΗΡΕΣ I I I ΑΠΟ ΚΙΝΗΤΗΡΕΣ ΚΑΤΑΝΑΛΩΝΟΝΤΑΙ ΤΑ 2/3 ΤΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 63% ΤΗΣ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗΣ ΑΦΟΡΑ ΣΕ ΡΟΗ ΥΓΡΩΝ ΜΕΓΑΛΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Σχήμα 14. Κατανάλωση ισχύος από κινητήρα. ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ

25 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2* ΡΥΘΜΙΣΗ ΣΤΡΟΦΩΝ ΑΣΥΓΧΡΟΝΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ ΜΕΙΩΣΗ ΚΟΣΤΟΥΣ ΕΠΕΝΔΥΣΗΣ A ΕΦΑΡ.ΜΟΓΗ: ΤΑΙΝΙΟΔΡΟΜΟΣ * Πρόβλημα: Κόστος του μετασχηματιστή και των καλωδίων υψηλό για να αντέξουν την αιχμή του ρεύματος εκκίνησης του κινητήρα. I Αύση: Μείωση ρεύματος εκκίνησης του κινητήρα με την χρήση ομα>ο)ύ εκκινητή ΜΕΙΩΣΗ ΚΟΣΤΟΥΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Λ- ΕΦΑΡΜΟΓΗ:ΕΞΑΕΡΙΣΜΟΣ ΜΕ ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΤΗΣ ΡΟΗΣ ΑΛΛΑΖΟΝΤΑΣ ΤΟ ΒΗΜΑ ΤΩΝ ΛΕΠΙΔΩΝ I Πρόβλημα: Μεγάλη κατανάλωση ισχύος. I Λύση: Μεταβολή της ροής με τη χρήση ρυθμιστή ταχύτητας. ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ

26 i ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2* ΡΥΘΜΙΣΗ ΣΤΡΟΦΩΝ ΑΣΥΓΧΡΟΝΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΤΗΣ ΜΗΧΑΝΗΣ Λ- ΕΦΑΡΜΟΓΗ: ΚΥΛΙΟΜΕΝΕΣ ΣΚΑΛΕΣ > Πρόβλημα: Πρώιμη γήρανση της μηχανής εξαιτίας των συχνών ξεκινημάτων και σταματημάτων ανάλογα με την ζήτηση. I Λύση: Ομαλή εκκίνηση για να τιεριοριστούν τα μηχανικά σοκ.

27 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΡΥΘΜΙΣΗ ΣΤΡΟΦΩΝ ΑΣΥΓΧΡΟΝΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ 2.4 ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΩΝ ΡΥΘΜΙΣΤΩΝ (INVERTER DRIVES) ΓΕΝΙΚΑ Η χρήση των INVERTER είναι απαραίτητη όπου χρειάζεται; 1. Αύξηση παραγοτ/ής 2. Βελτίωση ποιότητας 3. Εξοικονόμηση ενέργειας 4. Ρύθμιση (αυξομείωση) στροφών 5. Ομαλή επιτάχυνση - επιβράδυνση 6. Συγχρονισμός κινητήρων 7. Αύξηση ζωής της μηχανής 8. Μείωση κόστους συλτήρησης ΓΕΝΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ Οι ρυθμιστές στροφών των ασύγχρονων κινητήρων βραχυκυκλωμένου δρομέα είναι ουσιαστικά μετατροπείς συχνότητας που έχουν την δυνατότητα, τροφοδοτούμενοι από το Δίκτυο με σταθερή τάση και συχνότητα, να παρέχουν στο κινητήρα που οδηγούν, μεταβλητά τα παραπάνω μεγέθη, σύμφωνα με επιλεγμένες χαρακτηριστικές τάσης / συχνότητας (U/f). Η λειτουργία τους ακολουθεί την αρχή της ημιτονοειδούς διαμόρφωσης εύρους παλμού (PWM sinus") και περιλαμβάνουν οος κύριες μονάδες; 1. Μια μονάδα ισχύος, τριφασικι'ι τάσι] ) παρέχει στον κιτητήρα εναλλασσόμενη J 2. Μια ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ

28 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2* ΡΥΘΜΙΣΗ ΣΤΡΟΦΩΝ ΑΣΥΓΧΡΟΝΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ Η μονάδα ισχύος τιεριλαμβάνει: 1. Ένα μετατροτιέα AC/DC, που αποτελείται από μια γέφυρα διόδων 2. Ένα φίλτρο, που αποτελείται από μια συστοιχία ττυκνωτιόν 3. Ένα μετατροτιέα DC/AC m v τπεριέχει 6 transistors (2 ανά φάση) και 6 διόδους. Κάθε ένα από τα transistors παίζει το ρόλο ενός διακόπτη που απελευθερώνει μια τάση σχηματισμένη από μια διαδοχή παλμών εύρους ίσου με την συνεχή τάση. Το πλάτος της παλμοσειράς είναι συνάρτηση του νόμου ττ;ς διαμόρφωσης, που επιλέχθηκε για οδήγηση των transistors. Έτσι αποφεύγονται οι παραμορφώσεις στο ρεύμα εξόδου, λόγω αρμονικών, πράγμα που σημαίνει ομαλή τιεριστροφή του κινητήρα χωρίς κτυπήματα και διακυμάνσεις της ροπής, όπως και περιορισμό της υπερθέρμοίρστ/ς του κινητήρα. Η μεταβολή της συχνότητας της τάσης, που εφαρμόζεται στον κινητήρα πετυχαίνεται μεταβάλλοντας τη συχνότητα των σημάτων ελέγχου των transistors. Η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου βρίσκεται κάτω από τον έλεγχο ενός γρήγορου μικροεπεξεργαστή. Ο βασικός ρόλος του είναι ο έλεγχος των transistors ισχύος ακολουθώντας τον νόμο της διαμόρφωσης εύρους παλμών (PWM). Οι δυνατότ.ιτες όμως επεξεργασίας και υπολογισμών του επιτρέπουν το συντονισμό και άλλτο' λειτουργιών, όπως: > Τη θερμική προστασία του κινητήρα. > Τον υπολογισμό της εκάστοτε αναγκαίας επιπλέον ροπής. fc Την επιτήρηση σφαλμάτων. > Γο διάλογο κ.λ.π. J ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΛΗΜΗΤΡΗΣ

29 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2' ΡΥΘΜΙΣΗ ΣΤΡΟΦΩΝ ΑΣΥΓΧΡΟΝΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ AC DRIVES - ΣΧΗΜΑΤΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ Σ)[ήμα 18. AC DRIVES FLUX VECTOR CONTROL Σχήμα 19. FLUX VECTOR CONTROL ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ INVERTERS i 1. Επιπλέον διαθέσιαη ροπή Οι καμττύλες του Σχήματος 20 καθορίζουν τη μόνιμη και τη μεταβατική επιπλέον ροπή, που είναι διαθέσιμες είτε y.a ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣΔΗΜΗΤΡΗΣ 27

30 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2* ΡΥΘΜΙΣΗ ΣΤΡΟΦΩΝ ΑΣΥΓΧΡΟΝΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ απλούς κινητήρες (αιποψυχόμενοι) είτε για ειδικούς κινητήρες (εξϋηερικά ψυχόμενοι). Η διαφορά συνίσταται στην ικανότητα τοον κινητήρων να διαθέτουν μία μόνιμη ροπή κάτω των 25 Ηζ. Η ετππλέον ροπή παρέχεται σε περιπτώσεις υπερφόρτισης τον κινητήρα. Όταν υπερνακηθεί η υπερφόρτοκτη, ο ρυθμιστής επανέρχεται στις προηγούμενες συνθήκες λειτουργίας. ΚΑΜΠΥΛΗ 1: Αυτοψυχόμενοι κινητήρες; Ωφέλιμη ροπή μόνιμης κατάστασης λειτουργίας. Κ ΑΜ Π\.\Η 2: Βεβιασμένης ψύξης κινητήρες: Ωφέλιμη ροτιή μόνιμης κατάστασης λειτουργίας. ΚΑΜΠΥΛΗ 3: Μεταβατική ροπή. ΚΑΜΠΥ.ΛΗ 4: Ροπή σε αυξημένη ταχύτητα με σταθερή ισχύ. Σχήμα 20. Καθορισμός μόνιμης και μεταβατικής ροπής για απλούς κινητήρες και ειδικούς κινητήρες. ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ

31 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΡΥΘΜΙΣΗ ΣΤΡΟΦΩΝ ΑΣΥΓΧΡΟΝΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ Αλλες δυνατότητες : 2. Αντιστάθμιση ολίσθησης κινητήρα 3. Ακριβής ρύθμιση της ταχύτητας για μεταβολχς του φορτίου, μέσω ταχογεννήτριας στον άξονα του κινητήρα 4. Επιλογή χρόνων επιτάχυνσης - επιβράδυνσης 5. Ανεξάρτητη τάση κινητήρα, ως προς τις διακυμάνσεις της τάσης του δικτύου 6. θερμική προστασία κινητήρα 7. Αυτοπροστασία 8. Δυνατότητα πρόσθετης τάσης στις χαμηλές στροφές για αύξηση της ροπής (Σχήμα 21). 100% Πρόσθειη ιόση ί 50Η:: ι Σχήμα 21. Δυνατότητες πρόσθετης τάσης στις χαμηλές στροφές για αύξηση ροπής. ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ

32 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2* ΡΥΘΜΙΣΗ ΣΤΡΟΦΩΝ ΑΣΥΓΧΡΟΝΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ 2.5 ΑΡΜΟΝΙΚΕΣ ΤΟ ΠΡΟΒΛΗΜΑ ΤΩΝ ΑΡΜΟΝΙΚΩΝ ΦΟΡΤΙΟ Μετασχηματιστές Κινητήρες Κν.ωβού Καλώδια Υπολογιστές Πυκνωτές Ρυθμιστές, Controllers ΕΠΙΔΡΑΣΗ Πρόσθετες απώ/χιες αύξησης της θερμοκρασίας Αύξηση της θερμοκρασίας - Ροπή που παίζει Αυξημένες απώ/.ειες Λειτουργικά προβλήματα Αύξηση της θερμοκρασίας - Γήρανση - Υπέρταση Εσφαλμένες μετρήσεις - Εσφού.μένη >χιτουργία Πίνακας I. Επίδραση των αρμονικών σε διάφορα φορτία. Οι αρμονικές μπορεί να δημιουργήσουν προβλήματα σε πολλές συσκευές. ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ

33 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2* ΡΥΘΜΙΣΗ ΣΤΡΟΦΩΝ ΑΣΥΓΧΡΟΝΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ 2.6 ΡΑΔΙΟΠΑΡΕΜΒΟΑΕΣ Λ- ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ I Ροδιοπαρεμβολές μπορεί να επάγονται 11ή να ακτινοβο>λύνται ^ \ Οι ακτινοβολούμενες παρεμβο>χς εξαρτώνται από τις επαγόμενες. I Ραδιοπαρεμβολές εμφανίζονται και προς την π^χυρά της τροφοδοσίας και προς αυτή του κινητήρα. Αλλες Σχήμα 22. Ραδιοπαρεμβολές. I Προς το δίκτυο 1. Η χρήση RFI (Radio Frequency Interference) φίλτρων μειώνει πς επαγόμενες παρεμβολές άρα και κατά συνέπεια και τις ακτινοβολούμενες. ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΛΗΜΗΤΡΗΣ

34 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΡΥΘΜΙΣΗ ΣΤΡΟΦΩΝ ΑΣΥΓΧΡΟΝΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ 2. Η εκλογή των φίλτρων εξαρτάται από τις προδιαγραφές (βιομηχανικού ή νοσοκομειακού τύπου φίλτρα), το μήκος των καλωδίων του κινητήρα και τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά. I Ρύθμιση στροφών 1. Οι ακτινοβολούμενες παρεμβολές ελαχιστοποιούνται από την κατασκευή του ρυθμιστή ή από το μεταλλικό του περίβλημα (κλωβός Faraday). Προς τον κινητήρα 1. Οι ακτινοβολούμενες παρεμβολές μπορούν να μειωθούν με τη χρήση θωρακισμένων καλωδίων. Δεν υπάρχει ιδιαίτερο πρόβλημα στον κινητήρα. Σχήμα 23. Χρήση φίλτρων RFI. ΤΖ1ΒΑΝΑΚΗΣ ΛΗΜΗΤΡΗΣ

35 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3* ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ 3 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ 3.1 Ε Φ Α Ρ Μ Ο Γ Ε Σ Β ΙΟ Μ Η Χ Α Ν ΙΚ Ο Υ Α Υ Τ Ο Μ Α Τ ΙΣ Μ Ο Υ ΑΝΤΛΙΕΣ Με τη χρήση INVERTER λόγω ομαλής ε^τάχυνσης και ετηβράδυνσης αποφεύγεται συστηματικά το υδραυλικό πλήγμα και η καταπόνηση των σωληνώσεων τόσο κατά την εκκίνηση, όσο και κατά την επιβράδυνση. Τονίζουμε τις καταπονήσεις, που υφίστανται οι άξονες μεγάλων διαστάσεων από πομόνες που συνεργάζονται με κινητήρες κοίλου άξονα. Όταν οι αντλίες λειτουργούν με χαμηλά φορτία τότε σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας μπορεί να υπάρξει με την χρήση των INVERTER. Είναι ιδανική η χρήση για: 1. Τη ρύθμιση της παροχής. 2. Μεγάλα ποσοστά εξοικονόμησης ενέργειας. 3. Ρύθμιση σταθερής πίεσης ΦΥΓΟΚΕΝΤΡΙΚΟΙ ΑΝΕΜΙΣΤΗΡΕΣ Μηχανήματα με μεγάλες αδράνειας μάζας, είναι οι ανεμιστήρες που πάντοτε απαιτούν μεγάλους χρόνους εκκίνησης. Η εκκίνηση με αστέρα - τρίγωνο είναι προβληματική. Τοποθετώντας INVERTER δεν υπάρχει πλέον καταπόνηση στα σημεία μετάδοσης της κίνησης λόγω ομαλής επιτάχυνσης και επιβράδυνσης. Ιδανική η χρήση του για: 1. Τη ρύθμιση της παροχής. 2. Μεγάλα ποσοστά εξοικονόμησης ενέργειας. 3. Ρύθμιση σταθερής πίεσης. ΤΖ1ΒΑΝΑΚΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ I

36 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3* ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΑΞΟΝΙΚΟΙ ΑΝΕΜΙΣΤΗΡΕΣ Όμοιοι με τους φυγοκεντρικούς, έχουν βαριές μάζες και απαιτούν μεγάλο χρόνο εκκίνησης. Πολλές φορές απαιτούν περιορισμό του ρεύματος εκκίνησης. Επειδή η αντιστεκόμενη ροπή αυξάνεται εκθετικά με την αύξηση των στροφών είναι πολύ δύσκολο να πάρουμε τις απαιτούμενες στροφές από εκκινητή αστέρος - τριγώνου. Όταν η εκκίνηση γίνει από εκκινητή απευθείας, που χρειάζεται ισχυρό δίκτυο, υπάρχουν μεγάλες καταπονήσεις στα σημεία μετάδοσης κίνησης (ιμάντες). Όταν οι ανεμιστήρες λειτουργούν με χαμηλά φορτία τότε σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας μπορεί να υπάρξει με την χρήση των INVERTER. Ιδανική η χρήση του για; 1. Τη ρύθμιση της παροχής. 2. Μεγάλα ποσοστά εξοικονόμησης ενέργειας. 3. Ρύθμιση σταθερής ττίεσης ΚΟΜΠΡΕΣΕΡ Όταν η εκκίνηση γίνεται από αδύνατο δίκτυο ο εκκινητής αστέρα -τριγώνου δεν είναι η κατάλληλη λύση. Εξαρτάται ακόμη από το αν το κομπρεσέρ εκκινεί με ή χωρίς φορτίο. Υπάρχει καταπόνηση στα μέρη μετάδοσης της κίνησης. Ό INVERTER είναι ιδανική λύση για ομαλή επιτάχυνση και επιβράδυνση και ρύθμιση στροφών ανάλογα με τα φορτία με μεγάλη εξοικονόμηση ενέργειας ΜΕΤΑΦΟΡΙΚΕΣ ΤΑΙΝΙΕΣ Η μετάδοση της κίνησης γίνεται με ηλεκτρομειωτήρες όπου υπάρχει μεγάλη φθορά και συχνά απαιτείται μεγάλη ροπή εκκίνησης, που δεν είναι δυνατό να την πραγματοποιήσουμε με εκκινητή αστέρος - τριγώνου. Όι απότομες αλλαγές ταχύτητας μπορεί να τραυματίσουν ή να ρίξουν τα μεταφερόμενα υλικά. Ό INVERTER είναι η ιδανική λύση για: 1. Τη ρύθμιση της ταχύτητας. 2. Μεγάλα ποσοστά εξοικονόμησης ενέργειας. 3. Όμαλή εκκίνηση και σταμάτημα. 4. Αύξηση παραγωγής. ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ J

37 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3* ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΠΑΣΤΗΡΕΣ Πολλές φορές ξεκινούν με αδρανές υλικό για κατεργασία. Τότε ο κινητήρας και το μέρος μετάδοσης της κίνησης καταπονούνται πολύ εφόσον η εκκίνηση yipei μβ εκκινητή αστέρος - τριγώνου. Η χρήση του INVERTER είναι στον τομέα αυτό σχεδόν ετηβεβλημένη. Υπάρχει δυνατότητα μείωσης ή αύξησης στροφών ανάλογα με τα φορτία με μεγάλη εξοικονόμηση ενέργειας - Αύξηση παραγωγής ΜΥΛΟΙ Απαιτούν μεγάλη ροτιή εκκίνησης και έχουν μεγάλες φθορές στα τμήματα μετάδοσης κίνησης. Σήμερα χρησιμοποιούνται κινητήρες δακτυλιοφόρου δρομέα και ροτορικοί εκκινητές ακόμη και για μικρές κινούμενες μάζες. Οι περισσότεροι από τους κινητήρες αυτούς μπορούν να αντικατασταθούν με αυτούς του βραχυκυκλωμένου δρομέα και INVERTER για ομαλή επιτάχυνση -επιβράδυνση και ρύθμιση στροφών (παροχής) - Αύξηση παραγωγής ΑΝΥΨΩΤΙΚΑ ΜΗΧΑΝΗΜΑΤΑ ΓΕΡΑΝΟΓΕΦΥΡΕΣ ΑΣΑΝΣΕΡ Οι απότομες εκκινήσεις και οι περιστροφές κάνουν το αιωρούμενο υλικό να συνεχίζει την κίνηση για αρκετό χρόνο σαν εκκρεμές. Η χρήση των INVERTER είναι ιδανική σ αυτές τις περιπτώσεις, ιδιαίτερα δε όπου έχουμε φρένο και ανάστροφη κίνηση, καθώς και αυξομείωση της ταχύτητας ΚΥΛΙΟΜΕΝΕΣ ΣΚΑΛΕΣ ΚΑΙ SKI LIFT Ιδανική χρήση INVERTER με ομαλή επιτάχυνση - επιβράδυνση και ρύθμιση στροφών. Μεγάλες δυνατότητες εξοικονόμησης ενέργειας όταν δεν είναι πλήρως φορτωμένα καθώς και καλυτέρευση των συνθηκών εκκίνησης για τους αναβάτες ΞΥΛΟΥΡΓΙΚΑ ΜΗΧΑΝΗΜΑΤΑ Λ Ιδανική χρήστ? INVERTER για μεγάλο αριθμό και ρύθμιση στροφών κινητήρα έως r.p.m. αντικαθιστώντας γεννήτριες συχνότητας. 1 ΤΖ1ΒΑΝΑΚΗΣ ΛΗΜΗΤΡΗΣ

38 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3* ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ />* Αυτόματες γωνιάστρες; 1. Χαμηλή ταχύτητα κοπής. 2. Γρήγορη επιστροφή πριονιού. 3. Κίνηση φορείου με μεγάλη ακρίβεια. 4. Αύξηση παραγωγής ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΑ ΠΑΥΝΤΗΡΙΑ Ιδανική χρήση INVERTER, ομαλή επιτάχυνση επιβράδυνση / μτρος - πίσω κίνηση/πλύσιμο λίγες στροφές-στέγνωμα πολλές στροφές. Αυτόματο πρόγραμμα 8 ταχυτήτων (Real time clock) ΜΗΧΑΝΗΜΑΤΑ ΚΑΩΣΤΟΫΦΑΝΤΟΥΡΓΙΑΣ /i- Λανάρια: 1. Ρύθμιση ταχύτητας παράδοσης φυτιλιού. 2. Ομαλή εκκίνηση για εύκολη ένωση φυτιλιού. 3. Χαμηλή - Υψηλή ταχύτητα. 4. Αύξηση παραγωγής. Λ Κλώστριε;: 1. Πολλή καλή ροπή εκκίνησης για VI μην έχουμε καμένες κλωστές. 2. Εύκολη ρύθμιση στροφών. 3. Χαμηλή - Υψηλή ταχύτητα. 4. Εξοικονόμηση ενέργειας. 5. Αύξηση παραγωγής. A Μποαπινουάρ: 1. Συνεχής γρήγορη αυξομείωση στροφών στην τραβέρσα για ομοιόμορφο και εφικτό τύλιγμα κλωστής στον κώνο (Μπομπίνα). 2. Αύξηση παραγωγής. A Αργαλιός: 1. Εκτύλιξη στιμονιού, ρύθμιση στροφών στην τροφοδοσία του. 2. Αύξηση παραγωγής. ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ

39 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3* ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ Λιάστρα: 1. Ομαλή εκκίνηση. 2. Ρύθμιση στροφών ανάλογα με το είδος της κλωστής. 3. Αύξηση παραγωγής. A Πύργος Τροφοδοσίας Λαναριών: 1. Αυξομείωση στροφών για ρύθμιση τροφοδοσία βαμβακιών στα λανάρια. 2. Αύξηση παραγωγής. A Προγ\ έστρια (roving frame): 1. Ομαλή εκκίνηση για να μην έχουμε κομμένες κλωστές και ρύθμιση στροφών. 2. Αύξηση παραγωγής ΒΑΦΕΙΑ A Βαφικές ρπγανές: 3. Ομαλή εκκίνηση. 4. Ρύθμιση στροφών. 5. Εξοικονόμηση ενέργειας. 6. Αύξηση παραγωγής. 7. Καλύτερη ποιότητα. A Σβούρες: 1. Ομαλή επιτάχυνση. 2. Ομαλή επιβράδυνση. 3. Ρύθμιση στροφών. 4. Ιΐροστασία κινητήρα. 5. Εξοικονόμηση ενέργειας. 6. Αύξηση παραγωγής. ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ

40 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ; 3.2 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΑΝΕΜΙΣΤΗΡΕΣ ΜΕ HITACHI INVERTER Ονομαστική ισχύς κινητήρα = 45 kw Κόστος η/χκτρικής ενέργειας / Μονάδα = 14 δρχ. Υποθετικός χρόνος εργασίας / Έτος = ώρες Σχήμα 24. Παράδειγμα εξοικονόμησης ενέργειας σε ανεμιστήρες με HITACHI INVERTER. Στο Σχήμα 24 παρατηρούμε τις εξής καμπύλες: ΚΑΜΠΥΛΗ 1: Σταθερή ταχύτητα χωρίς ρύθμιση. ΚΑΜΠΥΛΗ 2: Μέθοδος στραγγαλισμού (κλαπέ). ΚΑΜΠΥΛΗ 3: Ρύθμιση με στροφαλοφόρο συμπλέκτη. ΚΑΜΠΥΛΗ 4: Ρύθμιση στροφών με HITACHI INVERTER. ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ

41 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3* ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ Ρύθμιση με Κλαπέ ή Βάννα (Καμπύλη 2) ποσότητα διαρροής αέρα (%) απαιτούμενη ενέργεια σε Kw Λειτουργία με ανά/λγη διαρροή σε (h) Kw X ώρες χ δρχ. / μονάδες κόστος /δρχ X1000 χ x2500x x 2500x ΕΤΗΣΙΟ ΚΟΣΤΟΣ: δρχ. Πίνακας 2. Ρύθμιση με Κλαπέ ή Βάννα. Ρύθμιση στροφών με INVERTER (Καμπύλη 2) ποσότητα διαρροής αέρα (%) απαιτούμενη ενέργεια σε Κνν Λειτουργία με 1 ανάλογη διαρροή σε (h) Kw X ώρες χ δρχ. / μονάδες κόστος /δρχ X1000 X , ,4 X 2500 χ , ,75 X 2500 χ ΕΤΗΣΙΟ ΚΟΣΤΟΣ: Πίνακας 3. Ρύθμιση στροφών με INVERTER. 0 Ετήσια εξοικονόμηση κόστους με INVERTER: δρχ. Ποσοστό ~ 50% (Καμπύλη 2 - Καμπύλη 4) 0 Ετήσια εξοικονόμηση κόστους με INVERTER: δρχ. Ποσοστό ~ 28% (Καμπύλη 3 - Καμπύλη 4) ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΑΗΜΗΤΡΗΣ

42 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3* ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ 3.3 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΜΕΑΕΤΗΣ ΜΕ HITACHI INVERTER A Παράδειγμα To ακόλουθο παράδειγμα δείχνει τις δυνατές λύσεις για την επιλογή κινητήρα. Inverter, και της V/f χαρακτηριστικής. - Επιθυμητή ρυθμιζόμενη περιοχή : RPM RPM είναι = 29Ηζ RPM είναι = 79 Ηζ - Απαραίτητη ροπή σε όλη την ρυθμιζόμενη περιοχή : 45 Nm ΠΡΟΤΑΣΗ: Κινητήρας 4 πόλων, 1400RPM, 50 Ηζ, 220/380V. Ποια είναι η απαραίτητη ισχύς; f > 50 Ηζ περιοχή αδύνατου μαγνητικού πεδίου Χαρακτηριστική καμπύλη ροπήε κιοητήραμε INVERTER Σχήμα 25. Χαρακτηριστική καμπύλη ροπής κινητήρα με INVERTER. ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΛΗΜΗΤΡΗΣ

43 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3* ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ: Υπολογισμός ονομαστιιαίς ροπής του κινητήρα σε 50 Ηζ: 79 Ηζ Vh = 45 Νιη X ^ ^ = 71 Nm + 5 % Απαραίτητη ονομασπκή ροπή κινητήρα (σε 50 Η ζ): 75 Nm Απαιτούμενη ισχύς: 75N m xl4d 0U ι = 11 Kw Ονομαστικό ρεύμα κινητήρα: ξ 22 A IΒ Επιλεγόμενος INVERTER: J HFE 1 ΜΟΝΤΕΛΟ 1FFJ300-HB23 FFJ300-HB30 1FFJ300-HB44 FFJ300-HA59 FFJ300-HA88 FFJ300-HA146 FFJ300-HA260 1ΡΕΥΜΑ ΕΙΣΟΔΟΥ 1 28Α 1 36Α 1 53Α 1 71Α 1 105Α 173Α 312Α! 1J HFE Μ ί J HFE [ i ' h... ]1 ' 1' ' ί j 1J HFE 1 ; Γ " I " I ^1 γ: ^ γ Τ 7? '. 1 [ 15.0 Ι jj^oo^isomfe 1 ΊΙ - -- ' 1 ΙΓ 0 Ι-: Ί I J HFE " '-Κί' I ' ' 1 1 I J HFE ! 2 ί ί 1" ί., 1 1 J HFE i 1 1.,1. ;_ J HFE ,j,, ' <1J HFE. - i j 75.0 I '1.' ' l l. 1J HFE ι' ~ Ι 1 1 L il. 1 1J HFE ll 1 1J HFE Πίνακας 4. Πίνακας επιλογής INVERTER της εταιρίας HITACHI. ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΛΗΜΗΤΡΗΣ

44 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3' ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ 3.4 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΡΥΘΜΙΣΤΗ ΣΤΡΟΦΩΝ ΣΕ ΦΥΓΟΚΕΝΤΡΙΚΗ ΑΝΤΛΙΑ Στο Διάγραμμα 1 φαίνεται το τμήμα της παραγωγικής διαδικασίας, της Μ ονάδας Φοκτφορικού οξέος της ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑΣ ΦΩΣΦΟΡΙΚΩΝ ΑΙΠΑΣΜ ΑΤΩΝ Α.Ε., στο οποίο έγινε χρήση των δυνατοτήτων ενός INVERTER DRIVE σε φυγοκεντρική αντλία. Το μεταφερόμενο ρευστό είναι πολτός φωσφορικού οξέος με σύνθεση 25%κ.ο. γύψο και 75 % κ.ο. φωσφορικό οξύ, με πυκνότητα 1,55 kg/dm^. Πολτός που περιέχεται στο δοχείο αντίδρασης V-302 μεταφέρεται με την αντλία Ρ-302 σε ένα μικρότερο δοχείο αποθήκευσης, από το οποίο και διοχετεύεται στο φίλτρο διήθησης της μονάδας. Ο αρχικός σχεδιασμός της αντλίας για παροχή 100 m^/h απαιτούσε ισχύ τιερίπου 32,5 KW από εγκατεστημένο κινητήρα ισχύος 37 KW για στροφές αντλίες 1350 RPM (Διάγραμμα 1). ΤΖ1ΒΑΝΑΚΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ

45 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3* ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ: Οι απαιτήσεις όμως της παραγωγικής διαδικασίας για μειωμένη παροχή της αντλίας δεν μπορούσαν να ικανοποιηθούν παρά μόνο με χρήση χειροκίνητων βαννών (σημεία 1 κοα. 2 τον Διαγράμματος 2). Η επιτυχής ρύθμιση των βαννών αυτών δεν ήταν πάντοτε εφικτή αφού οι συχνά δημιουργούμενοι κρύσταλλοι εσωτερικά των βαννών εμπόδιζαν κάτι τέτοιο. Αμεση συνέπεια ήταν η αστάθεια παροχής TZIBA^AKHΣ ΑΗΜΗΤΡΗΣ

46 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3* ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ φωσφορικού πολτού στο φίλτρο της μονάδας, που είχε ως αποτέλεσμα τη μη αποδοτική λειτουργία του. Το συνδυασμέ\ό πρόβλημα της μη ομαλής λειτουργίας της παραγωγικής διαδικασίας με την άσκοπη κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας κατά τη λειτουργία ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΛΗΜΗΤΡΗΣ

47 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3' ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ του κινητήρα οδήγησε στην εγκατάσταση ενός INVERTER DRIVE. Η συνή&ης λειτουργία της αντλίας είναι από 1030 έως 1000 RPM (Διάγραμμα 3). β ΦΑ A ΚΑΒΑΑΑ! 1 : ' 1 i 1! 1 1 Μ i! ' 1 : ' 1 ' 1!!,. : ^ : Μ i ^ ^ ^ : 1 i Μ!! i i ^ i ' ' ' i!! u ^ ^ ^ ^ 1 1 1! 1 \ \! '! i ; '! (^e,3s) 1 / ^ i 1! ' '! ' 1 [ / ' Μ! ί /,! : ' 1 i / ' ' ' ' i i ^ ^ Π 1 7 ^ 1 ^! i! ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 3 Ρ Ο Π Η Σ -ΣΤΡ Ο Φ Ω Ν ΦΥΓΟΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΑΝΤΛΙΑΣ ΤΥΠΟΥ N P W 125/32 ^ (Στροφέ3 rleitoupyias 1030 RPM) J Πέρα από τΐ] σταθερότιιτα λειτουργίας και την εξοικονόμηση ενέργειας που επιτεύχθηκαν καταργήθηκαν οι δυο βάννες και η γραμμή υπερχείλισης στο ανώτερο σημείο του δοχείου δεν χρησιμοποιείται. Με χρήση γραμμής υπερχείλισης σε ΤΖ1ΒΑΝΑΚΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ

48 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ κατώτερο σημείο του δοχείου V-304 από την υπάρχσυσα στον αρχικό σχεδίασμά, με ελεύθερη ροή γίνεται η παροχή προς το φίλτρο της μονάδας. ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ fc Πριν από την εγκατάσταση του INVERTER απορροφούμενη ισχύς κινητήρα από το Δίκτυο: Ρκ^=36Κνν I Μετά την εγκατάσταση του INVERTER απορροφούμενη ισχύς κινητήρα από το Δίκτυο: ΡΗΛ = 10Δ -2 0 Κ \ν (300 ημέρες): Μεγίστη εξοικονόμηση από το κόστος της ενέργειας σε ετήσια βάση Κ μαχ= 25,5 X 24 X 300 χ 15 ΔΡΧ / KWH = ΔΡΧ I (300 ημέρες): Ελάχιστη εξοικονόμηση από το κόστος ενέργειας σε ετήσια βάση Κμ,ν = 16 X 24 X 300 X 15 ΔΡΧ / ΚΛΥΉ = ΔΡΧ I Μέση εξοικονόμηση ενέργειας σε ετήσια βάση (300 ημέρες): Κμ = ΔΡΧ * Χρόνος απόσβεσης εγκατάστασης INVERTER, κόστους δρχ.: 7,5 μήνες ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ

49 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3* ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ 3.5 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΡΥΘΜΙΣΤΗ ΣΤΡΟΦΩΝ (INVERTER) ΣΕ ΑΝΤΙΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥ ΑΥΞΟΜΕΙΩΤΗΡΑ Η λειτουργία της μονάδας Φωσφορικού οξέος της Βιομηχανίας Φοοσφορικών Λιπασμάτων Α.Ε. ετιηρεάζεται σημαντικά από τη σταθερότητα τροφοδοσίας του φωσφορίτη (α' ύλη). Η τροφοδοσία αυτή γίνεται με δοσομετρικό κοχλία ο οποίος κινείται με μηχανικό αυξομειωτήρα έτσι ώστε να είναι δυνατή η αυξομείοκιη της παροχής. Παρακάτω φαίνονται τα τεχνικά στοιχεία του αυξομειωτήρα. ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΟΝΟΜΑΣΤΙΚΗ ΙΣΧΥΣ : 5,5 KW ΣΧΕΣΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ 1 Dmin- S J R P M 1 Πμλχ = 52 RPM 1 Μ μαχ = 1200 Nm 1 M m.v = 830 Nm 1 Ι,ΙΚ Λ Υ P m hx = 4,5K \V 1 ή = % 1 ή = 8 2 % Ο συγκεκριμένος μηχανικός αυξομειωτήρας παρουσίαζε τα παρακάτω μειονεκτήματα: 1. Συχνές μηχανικές βλάβες στο σύστημα αυξομείωσης. 2. Χαμηλό βαθμό απόδοσης στις κατώτερες στροφές. 3. Αστάθεια στη τροφοδοσία του υλικού. Έτσι αντικαταστάθηκε με σύστημα INVERTER - κοινού Ηλεκτρομειωτήρα (η2 = 30 RPM). Οι πραγματικές απαιτήσεις της παραγωγικής διαδικασίας σε περιοχή στροφών ( RPM) ικανοποιήθηκαν, χωρίς κανέΐ'α πρόβλημα. Το οικονομικό όφελος που επιτεύχθηκε αφορά : ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΛΗΜΗΤΡΗΣ

50 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3' ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ Την ελαχιστοποίηση του κόστους συντήρησης. > Την βελτίωση του βαθμού απόδοσης του συστήματος. > Την αποφυγή απωλειών παραγωγής. I Την βέλτιστη απόδοση της μονάδας με την επίτευξη σταθερότητας στη τροφοδοσία του φωσφορίτη. 0 Τα δυο πρώτα, από τα παραπάνω, επέφεραν ένα οικονομικό όφελος της τάξεως των δρχ. ετήσια χωρίς να συνυπολογίζεται το όφελος που προκύπτει από την εξάλειψη των έμμεσων επιπτώσεων που προκαλούσε η απώλεια παραγιογής (χαμένα εργατικά, διαφυγόντα κέρδη). ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΛΗΜΗΤΡΗΣ

51 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3* ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ 3.6 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΡΥΘΜΙΣΤΗ ΣΤΡΟΦΩΝ ΣΕ ΑΝΤΙΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΚΙΝΗΤΗΡΑ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ Στον κοκκοποιητήρα τύπου ταψιού (PAN GRANULATOR) της μονάδας Νιτρικής Αμμωνίας της Β.Φ.Α. Α.Ε. χρησιμοποιείται σύστημα ξύστρων για την αποφυγή δημιουργίας στρώματος στερεών επικαθίσεων Νιτρικής Αμμωνίας στην επιφάνεια του. Για τη ρυθμιζόμενη κίνηση του συστήματος των ξύστρων χρησιμοποιήθηκε από την κατασκευάστρια εταιρεία (1982) κινητήρας συνεχούς ρεύματος, που ως γνωστόν, παρουσιάζει μικρή διακύμανση στροφών στο ονομαστικό φορτίο του. Τα μειονεκτήματα όμως της λειτουργίας κινητήρων συνεχούς ρεύματος σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις είναι επίσης γνωστά. Αναφέρονται τα κυριότερα: 1. Ευαισθησία στις συνθήκες περιβάλλοντος των συλλεκτών. 2. Συχνές αντικαταστάσεις ψυκτρών λόγω πρόωρης φθοράς. 3. Μη ομαλή λειτουργία προερχόμενη από έλλειψη σταθερότητας των στροφών σε στιγμιαίες υπερφορτώσεις (σπινθηρισμοί στο συλλέκτη). Είναι αξιοσημείωτο να αναφερθεί ότι για μια (1) ώρα κράτησης της μονάδας νιτρικής Αμμωνίας που οφείλεται σε βλάβη του κινητήρα Σ.Ρ. των ξύστρων του κοκκοποιητήρα η οικονομική ζημία είναι της τάξεως των δρχ. Η αντικατάσταση του κινητήρα Σ.Ρ. με ασύγχρονο κινητήρα βραχυκυκλωμένου δρομέα του οποίου οι στροφές ελέγχονται με INVERTER ήταν επιβεβλημένη. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ 0 Η χρήση ρυθμιστών στροφών για ασύγχρονους κινητήρες σε τρεις (3) διαφορετικές περιπτώσεις στις εγκαταστάσεις της ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑΣ ΦΩΣΦΟΡΙΚΩΝ ΛΙΠΑΣΜΑΤΩΝ,Λ.Ε. είχε θετικά αποτελέσαατα τόσο στο κόστος συντήρηση; των παραπάνω εγκαταστάσεων όσο κοίΐ στο Οέαα της εέοικονόαυσης ενέργειας. ΤΖ1ΒΑΝΑΚΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ

52 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ 3.7 ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΛΕΓΧΟΥ ΓΙΑ ΜΕΙΩΣΗ ΤΟΥ ΤΡΕΧΟΝΤΟΣ ΚΟΣΤΟΥΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΩΝΤΑΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΣΤΗΝ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑ ΠΛΑΣΤΙΚΩΝ Εγκατάσταση πλήρους αυτόματου συστήματος από την CONTROL TECHNIQUES στο British Polymer Training Centre (Σχήμα 30). Η καρδιά του συστήματος ένας Vector 45KW για εξοικονόμηση μέχρι 80% ισχύος, ο οποίος ελέγχει τον κινητήρα που προωθεί το υλικό σε όλη τη γραμμή παραγιογής. Τροφοδότηση ελεγχόμενη με 0,5% polymer μέσω του μετρητή, δοσομετρητή ειδικού βάρους (Gravimetric Hopper) στον extruder για καλύτερη ποιότητα. Στις ζώνες 1-4 υπάρχουν controllers PID 454, autorunning για έλεγχο θερμοκρασίας 0,1% ακρίβεια/ζώνη. Πριν και μετά την screen παρακολούθηση αναμεταδίδεται σε ειδικό (expert) controller 46Θ για προστασία από επικίνδυνα επίπεδα πίεσης. Στις ζώνες 6-9 μέσω 454 controllers/ζώνη ελέγχεται η θερμοκρασία. Στο κυβικό καλούπι το polymer περιστρέφεται 90 και ψύχεται παίρνοντας την μορφή φούσκας. Στην κορυφή το πάχος μετράτε στο 1 μικρό από ένα καπασιτόμετρο. Η φούσκα ισιώνεται μέσω ρολλών που ελέγχονται από ένα dc Lynx. Υπάρχουν 5 indicators 4 από τους οποίους δέχονται αναλογικές εξόδους από τον extruder Vector κοα. το Lynx δείχνοντας την ταχύτητα και την ροπή στρέψης για τον καθένα. Ο πέμπτος παρατηρεί τον δοσομετρητή. Όλα τα όργανα είναι εφοδιασμένα με RS 422 για επικοινωνία με host computer ή supervisory control kol data acquisition (SCARA) το οποίο είναι στις βλέψεις του Control Techniques μέχρι το τέλος του χρόνου. ΤΖ1ΒΑΝΑΚΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ

53 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3* ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ Σχήμα 26. Εγκατάσταση πλήρους αυτόματου συστήματος από την CONTROL TECHNIQUES. Σχήμα 27 British Polymer Training Centre. ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ

54 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3* ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ Σχήμα 28 British Polymer Training Centre. ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ

55 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4* ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ 4 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ 4.1 ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ ΓΙΑ ΡΥΘΜΙΣΤΕΣ ΣΤΡΟΦΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ (INVERTERS) Η τιλειοψηφία των ρυθμιστών στροφών της αγοράς, βασίζεται στην αρχή PWM (Pulse Width Modulation), όμως η ομοιότητα τους φτάνει μέχρι εδώ καθώς η δημιουργία της κυματομορφής της τάσης εξόδου, η προστασία του κινητήρα, η απόδοση του κινητήρα καθώς και οι μέθοδοι μείωσης των αρμονικών και των ραδιοφωνικών παρεμβολών (RFI), διαχωρίζουν τους ρυθμιστές και ως προς την απόδοση τους και ως προς την τιμή τους. Ο κύριος λόγος για το επιπλέον κόστος είναι ότι πολλά από τα λειτουργικά χεη)θίκτηρισ ηκά που χρησιμοποιούνται για τη μείωση των αρμονικών και των ραδίοφωηκών παρεμβολών καθώς και για τη βελτίωση της προστασίας του κινητήρα είναι ηλεκτρονικός εξοπλισμός που είναι ακριβός και καταλαμβάνει χώρο μέσα στον ρυθμιστή. Πολλοί χρήστες δεν γνωρίζουν την ποσότητα των αρμονικών διαταραχών που μπορεί να δημιουργήσει ο ρυθμιστής στροφών αν δεν είναι εφοδιασμένος με τα (" (ιραίτητα φίλτρα καταστολής αρμονικών, ούτε για την αύξηση του ρεύματος που καταναλώνει ο ρυθμιστής αν δεν είναι εφοδιασμένος με αυτά τα πηνία. Τα αρμονικά φορτία έχουν αρχίσει να θίγονται την τελευταία δεκαετία, κυρίως λόγω της μεγάλης αύξησης της χρήσης των ρυθμιστών στροφών, αλλά η γνώση που απαιτείται για να διατηρούνται οι παροχές καθαρές δεν συμβαδίζει με την τεχνολογία με αποτέλεσμα πολλές εγκαταστάσεις, να υποφέρουν από προβλήματα αρμονικών. Αλλα σημαντικά θέματα όπως οι ραδιοφωνικές παρεμβολές (RFI), η γαλβανική απομόνωση και ο μεγάλος χρόνος ζωής του κινητήρα, είναι επίσης ζωτικά στο να λειτουργούν οι εγκαταστάσεις χωρίς προβλήματα Αυτές οι προδιαγραφές παρουσιάζουν μια αμερόληπτη άποψη των τεχνικών απαιτήσεων, αναγκαίων για τη διασφάλιση υψηλής απόδοσης και αξιοπιστίας με τις ελάχιστες διαταραχές στις εγκαταστάσεις. ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ

56 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4* ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ 4.2 ΓΕΝΙΚΑ ο ρυθμιστής στροφών θα πρέτιει να είναι κατάλληλος για τον έλεγχο της ταχύτητας τριφασικών επαγιογικών κινητήρων, 380V - 525V. Ο ρυθμιστής στροφών θα πρέτιει να είναι ικανός να λειτουργεί συνεχώς στο ονομαστικό φορτίο με μεταβολές της τάσεως τροφοδοσίας + /- 10% και της συχνότητας τροφοδοσίας +/- 2%. Ο ρυθμιστής στροφών θα πρέπει να είναι ικανός να λειτουργεί συνεχώς στο ονομαστικό φορτίο σε θερμοκρασία 40 C. Κατά τη διάρκεια της εγκατάστασης θα πρέπει να διασφαλιστεί ότι ο ρυθμιστής δεν θα εκτίθεται άμεσα σε ηλιακό φως ή στις καιρικές συνθήκες. Όπου οι ρυθμιστές τοποθετούνται ξεχωριστά επίτοιχα, η προστασία του περιβλήματος θα πρέπει να είναι σύμφωνη με τις παρακάτω οδηγίες: > Σε καθαρές περιοχές όπου δεν υπάρχει ούτε σκόνη ούτε υγρασία, ο βαθμός προστασίας πρέπει να είναι κατ ελάχιστο ΙΡ20. > Σε περιοχές όπου υπάρχει υγρασία και γενικά δύσκολες περιβαλλοντικές συνθήκες, ο βαθμός προστασίας πρέπει να είναι ΙΡ54. * Οι ρυθμιστές στροφών θα πρέπει να έχουν μεταλλικό περίβλημα ώστε να αποτρέψουν τον ακτινοβολούμενο ηλεκτρομαγνητικό θόρυβο να επηρεάσει τη λειτουργία άλλου εξοπλισμού. Τα μεταλλικά περιβλήματα θα πρέπει να είναι γειωμένα με σύνδεση χαμηλής σύνθετης αντίστασης με την κεντρική γείωση. > Ο ρυθμιστής στροφών θα πρέπει να κατασκευάζεται με διαδικασίες που διασφαλίζουν την ποιότητα, σύμφωνα με το πρότυπο IS09001 ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ

57 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΠΡΟΛΙΑΓΡΑΦΕΣ 4.3 ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ - ΑΠΟΔΟΣΗ * Οι ρυθμιστές στροφών θα πρέπει να είναι ειδικά σχεδιασμένοι για λειτουργία σταθερής ροττής, αλλα θα πρέτιει επίσης να περιλαμβάνουν μια επιλογή από κυματομορφές εξόδου για φορτία μεταβλητής (τετραγωνικής) ροπής έτσι ώστε να υπάρχει ευελιξία για οποιαδήποτε εφαρμογή. Ο συντάκτης των προδιαγραφών θα πρέπει να αναφέρει την ισχύ εξόδου του ρυθμιστή σε kva, τόσο για φορτία σταθερής ροπής, όσο και για φορτία μεταβλητής ροπής. Όταν ο ρυθμιστής τεθεί σε λειτουργία σταθερής ροπής, θα πρέπει να είναι σε θέση να αποδίδει ροπή εκκίνησης μέχρι 150% της ονομαστικής ροπής του φορτίου. Όταν ο ρυθμιστής τεθεί σε λειτουργία μεταβλητής ροπής, η τάση εξόδου του θα σχηματίζεται σύμφωνα με το φορτίο τετραγωνικής ροπής της φυγοκεντρικής αντλίας ή του ανεμιστήρα. I Ο ρυθμιστής στροφών θα πρέπει να χρησιμοποιεί τελευταίας γενιάς ψηφιακή τεχνολογία PWM. Προτίμηση θα πρέπει να δοθεί σε συστήματα όπου η κυματομορφή εξόδου είναι ημιτονοειδής σε όλες τις συχνότητες έτσι ώστε η ισχύς του κινητήρα να αποδίδεται πλήρως στις ονομαστικές στροφές και να μην απαιτείται υπερδιαστασιολόγηση του κινητήρα. Οι προμηθευτές θα πρέπει να επιδείξουν γραφικές παραστάσεις δοκιμών με το πώς αυξάνεται η θερμοκρασία του κινητήρα με τη χρήση του ρυθμιστή στροφών, όταν ο κινητήρας λειτουργεί σε πλήρες φορτίο στις ονομαστικές στροφές. Οι δοκιμές θα πρέπει να βασίζονται σε θερμοκρασιακή μεταβολή τάξεως Β οε μ >νωση τυλίγματος τάξεως F. Αν μειώνεται η απόδοση του κινητήρα, ο διαγωνιζόμενος θα πρέπει να παρουσιάσει καμπύλες που να δείχνει την αναγκαία μείωση της απόδοσης του κινητήρα, σε θερμοκρασιακή μεταβολή τάξεως Β, σε πλήρες φορτίο στις ονομαστικές στροφές ώστε να διαβεβαιώσει ότι δεν λαμβάνει χώρα υπερθέρμανση του κινητήρα.» Ο ρυθμιστής θα πρέπει να διορθώνει αυτόματα την τάση εξόδου κατά τη διάρκεια διακυμάνσεων της τροφοδοσίας +/-10% για να αποτρέψει την απώλεια ροπής και μεταβολών των στροφών κατά τη λειτουργία του κινητήρα. ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΛΗΜΗΤΡΗΣ

58 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4* ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ Για να αποτρατιεί ο υτιερ - μαγνητισμός του κινητήρα στις χαμηλές στροφές και στα ελαφρά φορτία, ο ρυθμιστής στροφών θα πρέπει να περιλαμβάνει αυτόματο έλεγχο της μαγνητικής ροής του κινητή Χϊ. Μια απλή και σταθερή ενίσχυση της τάσης (boost) που διακόπτεται σε μια προκαθορισμένη συχνότητα δεν θα πρέπει να θεωρηθεί σαν αυτόματος έλεγχος μαγνηπκής ροής. Ο ρυθμιστής θα πρέπει να διορθώνει αυτόματα τη συχνότητα και την τάση για να διατηρεί σταθερή ταχύτητα κινητήρα στο +/-0.5% των ονομαστικών στροφών. Η ακρίβεια θα πρέπει να διατηρείται σε εύρος ταχύτητας και φόρτισης από 10% σε 100% χωρίς τη χρήση ελέγχου κλειστού βρόχου. Όπου ο ρυθμιστής προδιαγράφεται για τη λειτουργία σε εφαρμογές ανύψωσης, θα τφέπει να είναι ειροδιασμένος με σύστημα δυναμικής πέδησης. Μια ξεχωριστή αντίσταση πέδησης θα πρέπει να προστεθεί, υπολογισμένη σύμφωνα με τον κύκλο λειτουργίας. Ο ρυθμιστής θα πρέπει να περιλαμβάνει αυτόματο συντονισμό και ρύθμιση των βασικών παραμέτρων του κινητήρα. Ο συντονισμός θα βασίζεται σε μετρήσεις της αυτεπαγωγής και της αντίστασης του κινητήρα. Ο συντονισμός θα πρέπει να γίνεται με τον κινητήρα ακίνητο έτσι ώστε να μην επηρεάζεται η εγκατάσταση πριν συντόΐίστεί ο ρυθμιστής. Ο αυτόματος συντονισμός θα σταματά και θα καταγράφεται σφάλμα αν κατά τη διαδικασία αυτή εντοπίζεται ασυμμετρία στα τυλίγματα. Παρεμβολές από ραδιοφωνικά παράσιτα (Radio Frequency Interference), θ α πρέπει να υπενθυμιστεί στους υποψήφιους προμηθευτές ότι οι εγκαταστάσεις που θα τοποθετηθούν οι ρυθμιστές, περιλαμβάνουν εξοπλισμό ευαίσθητο σε παρεμβολές (RFI) όπως για παράδειγμα PLC ή Computers. Πλήρης συμμόρφωση προς τα διεθνή πρότυπα πρέπει να απαιτηθεί. Ο ρυθμιστής στροφών θα πρέπει να είναι καλά προστατευμένος και να έχει ατρωσία σε ηλεκτρικές διαταραχές έτσι ώστε να διασφαλιστεί υψηλή αξιοπιστία. ΤΖΙΒΑΝΑΚΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ