Авторы: Дубовик В.Г., Лебедев Л.Н., Шелест И.В., Пилипчук А.А. НАЦІОНАНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ

В результате постоянно растущих цен на энергоносителе, все чаще предприятия вынуждены экономить энергию. Надежное и экономически выгодное решение заключается в использовании вентильных электродвигателей для регулирования числа оборотов в системах отопления, водоснабжения, вентиляции и кондиционирования, что позволяет экономить до 70% энергетических ресурсов. Целью работы является оценивание интервалов энергоэффективной работы вентиляторной установки с использованием вентильного электродвигателя на физической модели.

Без учета мощности искажений: С учетом мощности искажений : Мощность искажений :

Коэффициент мощности: Коэффициент сдвига: Коэффициент искажения: Коэффициент гармоник:

Для вентильного двигателя: а)б) Для преобразователя частоты: а)б) а – временные диаграммы изменения напряжения и тока; б – гистограмма гармоник тока

Повышенной эффективностью использования оборудования Повышенной эффективностью использования оборудования за счет: более НИЗКИХ первоначальных затрат на комплектующие нет необходимости, например, приобретать дополнительный блок регулирования скорости вентилятора, и кроме того возможно унифицировать ряд применяемых вентиляторов. ЕС-вентиляторы – это более совершенные инновационные продукты XXI века. КОМПАКТНОСТИ системы на основе ЕС-вентиляторов позволяют получить более высокий КПД при значительно меньших габаритах вентилятора. НИЗКОГО ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ при КПД двигателя более 90%, что позволяет снизить эксплуатационные затраты минимум на 30% при регулировании задвижкой, а при изменении частоты вращения рабочего колеса потребление энергии снижается от 2 до 8 раз! ПЛАВНОЙ и ТОЧНОЙ регулировки возможность программирования, изменения производительности вентиляторов в зависимости от любого управляющего фактора (температуры, влажности, давления, качества воздуха и т.п.). В зависимости от настройки при изменении значения управляющего фактора ЕС-вентиляторы адекватно изменяют скорость вращения. Подают ровно столько воздуха, сколько необходимо для системы. Они отличаются:

Подшипники Статор Обмотка статора Коммутирующая электроника Ротор Постоянный магнит Датчики Холла Клеммная колодка

Датчик температуры Датчик давления DSG-500 Датчик тока LEM HY 05…25P Графическая интерпретация визуализации воздушного потока Напорная характеристика вентилятора

воздушная заслонка датчик давления диффузор Демонстрационный образец предназначен для проведения следующих настроек: обеспечение постоянного объема воздуха, прокачиваемым вентилятором, независимо от воздушного сопротивления системы EC- вентилятор R3G450

а) рабочее колесо б) подшипниковые узлы в) разрез статораг) Электронный блок

а) Силовая часть электронного блокаб) Датчики положения ротора в) Клеммник подключения г) Узел звена постоянного тока

При работе с ПК: ПК или ноутбук с установленной программой LISA 5 Интерфейсный преобразователь RS232-RS485 При работе с КПК: КПК с установленной программой FanControl 3.0 Интерфейсный преобразователь ebm-papst Bluetooth RS485

Показания анализатора сети Показания аналоговых приборов n з, об/мин S,м 2 V, м/с G, м 3 /с Р 1, Вт Q 1, Вaр S 1, ВА Iс,АIс,А Uс,BUс,B PF THD I, % THD U, % Р 1, Вт P обм, Вт I обм, А ,372190,9416,76, , ,063,70, ,392200,9417,16, , ,126,50, ,372200,9416,96, , ,1213,80, ,732160,9611,26, , ,1214,21, ,9610,96, , ,1214,51, ,932150,9711,16, ,53

а) Графики зависимости потребляемых мощностей от расхода при номинальной частоте вращения в) График зависимости коэффициента несинусоидальности по току от расхода при номинальной частоте вращения б) График зависимости cosφ от расхода при номинальной частоте вращения г) График зависимости КПД вентиляторной установки от расхода при номинальной частоте вращения

а) холостой ходб) загрузка 20% от G ном в) загрузка 50% от G ном г) номинальный режим

Исходные данные

Срок окупаемости составляет 195 дней

Полученные результаты дают возможность оценить реальный, а не гипотетический потенциал энергосбережения турбоустановок с применением вентильных электродвигателей, которые позволяют более точно рассчитать экономический эффект. 1. Необходимо учитывать значения высших гармоник и коэффициента несинусоидальности по току и напряжению. 2. При сравнении ВД и ПЧ-АД, для номинального режима работы двигателя потери при использовании преобразователя частоты на 15% превышают значения для схемы подключения двигателя напрямую в сеть. 3. Электродвигатель имеет небольшой момент инерции, а также обеспечивает плавность разгона вентиляторной установки. 4. При выборе мощности, в отличие от асинхронных электродвигателей, нет ограничений при ухудшение вентиляции на сниженных частотах вращения. 5. Для стендовых исследований возможно применение аналоговых приборов электродинамической системы с классом 0,1 для измерения мощности, что позволяет более точно оценить энергетические показатели вентильных электродвигателей. 6. Применение фильтров электромагнитной совместимости приводит к дополнительным потерям и снижению cosφ.

1. Дубовик В.Г., Лебедев Л.Н., Перевозник Е.П. Исследование энергетических режимов системы ПЧ-АД с учетом неактивной мощности. Деп. в ДНТБ Украины г., 19 - Ук2009. РЖ "Депоновані наукові роботи", 2009 г, 1-2; ВИНИТИ РАН "Депонированные научные работы", 2009 г, 8, б/о с. 2. Лезнов Б.С. Энергосбережение и регулируемый привод в насосных и воздуходувных установках. – М.: Энергоатомиздат, с. ил. 3. Системы управления регулируемым электроприводом вентиляторов: Учеб. пособие / В.И. Мишин, Н.Т. Лут, А.П. Коломиец, Ф.А. Мамедов.- М.: Всерос. с.-х. ин-т заоч. обучения, с. 4. Дубовик В.Г., Лебедев Л.Н., Маснык Н.В., Шелест И.В. Использование вентильных электродвигателей для вентиляторных установок. Деп. в ГНТБ Украины р., 9 - Ук с.