Использование ПЧ Delta серии CP2000 позволяет динамически регулировать производительность компрессоров, расширяя диапазон их применения, исключить режим холостого хода и обеспечить существенное снижение расходов на электроэнергию
Компрессоры сжатого воздуха имеют множество применений. За счет преобразования энергии сжатого воздуха в механическую или кинетическую энергию работает разнообразное промышленное оборудование, строительный инструмент, судовые рефрижераторы, медицинские приборы и инструменты и др.
Большое распространение получили винтовые компрессоры с прямым приводом благодаря таким своим преимуществам, как высокий КПД, пониженное энергопотребление, малый уровень шума и вибраций, небольшой вес и др. Кроме того, эффективная передача крутящего момента прямого привода в течение всего срока службы компрессора и отсутствие дополнительных элементов, которые могут выйти из строя или же разрушить сопряженные агрегаты, обеспечивают высокую надежность компрессоров такого типа.
Один из важнейших компонентов винтового компрессора, который и обеспечивает заданное давление воздуха в системе, — электродвигатель. Неравномерное потребление сжатого воздуха или его утечка из магистрали приводят к повышению нагрузки на двигатель. В то же время при длительных перерывах потребления сжатого воздуха двигатель компрессора работает вхолостую.
Использование для управления двигателем преобразователя частоты Delta серии CP2000 дает возможность регулировать производительность компрессора в зависимости от уровня потребления и снижать ее в режиме холостого хода, когда потребление отсутствует. Кроме того, встроенный функционал CP2000 позволяет значительно снизить влияние неравномерной нагрузки на работу двигателя и эффективно оптимизировать режимы его работы.
Известный итальянский производитель COMARO, работающий на российском рынке уже продолжительное время, выпускает винтовые компрессоры в широком диапазоне мощностей — от 5,5 до 315 кВт. При этом каждая модель оснащается оптимизированной под ее номинальную мощность винтовой парой, что позволяет достичь практически стопроцентного КПД.
В продуктовой линейке COMARO популярных серий компрессоров MD (на асинхронных двигателях) и MD-P (на синхронных двигателях с постоянными магнитами) есть модели как с постоянной, так и переменной производительностью. Для обеспечения регулировки производительности компрессоры COMARO оснащаются ПЧ Delta CP2000. В наименование таких моделей добавлен индекс «I» (MD I, MD-P I).
Основные преимущества Delta CP2000:
Есть много предприятий и технологических процессов, в которых потребление сжатого воздуха происходит неравномерно или по определенному алгоритму. Соответственно, в этих случаях разумно использовать компрессоры, производительность которых можно регулировать.
Использование ПЧ Delta CP2000 в контуре управления двигателем (как синхронным, так и асинхронным) компрессоров COMARO обеспечивают такую возможность. Встроенный в CP2000 ПИД-регулятор позволяет изменять скорость работы электродвигателя, а, следовательно, и обороты винтовой пары.
Это дает возможность динамически регулировать производительность компрессора и вырабатывать необходимый в конкретном процессе объем сжатого воздуха, а также исключить режим холостого хода. CP2000 позволяет осуществлять непрерывный контроль давления в магистрали, исключая создание избыточного давления, при котором возрастают утечки сжатого воздуха на производстве.
Используя функционал ПЧ CP2000, при необходимости возможно снизить минимальную рабочую частоту двигателя компрессора до 25 Гц. Вследствие этого нижний уровень производительности компрессора снижается на 40%. Благодаря этому диапазон применения компрессора существенно расширяется.
Для управления преобразователем CP2000 предусмотрено три канала: дискретные и аналоговые входы и выходы, интерфейсы последовательной связи и пульт управления. Возможно также комбинирование каналов и оперативное переключение между ними.
Встроенные интерфейсы MODBUS/RS-485 и BACnet позволяют легко интегрировать CP2000 в различные системы управления или создавать на его основе собственные проекты автоматизации. Опционально доступны также платы связи по протоколам PROFIBUS DP, DeviceNet, MODBUS ТСР, EtherNet/lP и CANopen.
Пульт управления CP2000 представляет собой съемный модуль, который можно подключать и отключать без останова преобразователя. Такая модульная конструкция позволяет размещать пульт управления, передняя панель которого водонепроницаема (IP56), на двери шкафа.
Многострочный ЖК-дисплей пульта отображает различные параметры работы ПЧ, которые можно произвольно выбирать. Реализована возможность сохранения и переноса настроек, также есть встроенный журнал отказов. Интерфейс пульта управления CP2000 переведен на несколько языков, включая русский. Это позволяет достаточно быстро освоить его возможности.
Встроенные функции быстрой настройки для автоматического подбора нужных параметров и дублирования настроек помогают быстро и легко настроить ПЧ в конкретном применении. Кроме того, наличие в CP2000 контроллера (на 10 000 шагов) дает возможность создавать различные алгоритмы работы ПЧ.
Различные модели ПЧ Delta Electronics, как и другие средства автоматизации компании, уже более 20 лет присутствуют и используются в России. За это время они доказали свою высокую надежность и эффективность в самых различных сферах, включая компрессорное оборудование. Например, по статистике сервисного центра COMARO, за все годы поставок в Россию компрессоров ее производства с ПЧ Delta CP2000 не было ни одного обращения от потребителей по вопросам ненадлежащей работы этих ПЧ.
Достигается такая надежность благодаря совокупности факторов. ПЧ Delta CP2000 имеет ряд особенностей, функций и встроенных защит, позволяющие обеспечить его надежную и бесперебойную работу на протяжении всего срока эксплуатации. Например, функция автоматической настройки разгона/замедления обеспечивает плавную работу двигателя компрессора и продлевает срок его службы. А использование функции пропуска критических частот помогает защитить оборудование от механических резонансов.
Специальное покрытие печатных плат CP2000 позволяет применять его в неблагоприятных условиях эксплуатации, защищая от агрессивной среды и повышенной влажности воздуха. Также это облегчает в процессе технического обслуживания ПЧ сдувание пыли и грязи, накапливаемых на платах за длительные периоды работы.
Для обеспечения эффективного теплоотвода CP2000 оснащен вентилятором, работой которого может управлять сам ПЧ. При необходимости пользователь может самостоятельно заменить вентилятор благодаря его съемной конструкции. Эффективная защита от перегрева реализована также путем физического разделения воздушных потоков охлаждения электронных плат и силовой части CP2000. Таким образом, более горячий воздух от силовой части не нагревает дополнительно электронные схемы ПЧ.
В CP2000 реализован также рад защит электродвигателя:
В структуре затрат на производство сжатого воздуха наибольшую долю — более 70%, занимают расходы на электроэнергию. И практически всю ее потребляет электродвигатель компрессора.
Обычный компрессор при достижении максимального давления переходит в режим холостого хода. В таком режиме сжатый воздух больше не вырабатывается, а двигатель и винтовая пара работают вхолостую. После снижения давления в системе до заданного минимального уровня компрессор снова переходит в режим полной нагрузки.
Рассматривая такую логику функционирования стандартного компрессора, легко заметить, что в его работе есть периоды, когда электроэнергия тратится, но сжатый воздух не вырабатывается. При этом до 30% мощности компрессора расходуется впустую. Использование ПЧ Delta CP2000 для управления электродвигателем компрессоров COMARO MD I/MD-P I позволяет значительно сократить расход электроэнергии.
Для оперативного контроля расхода электроэнергии и оценки эффективности использования преобразователя частоты Delta CP2000 имеет встроенный счетчик электроэнергии. При необходимости показания счетчика можно передать в систему управления компрессором или внешнюю SCADA-систему.
Встроенный в ПЧ CP2000 функционал дает возможность динамически регулировать производительность компрессоров COMARO в соответствии с текущим потреблением сжатого воздуха, исключить режим холостого хода и потери сжатого воздуха при разгрузке системы. Кроме того, CP2000 осуществляет контроль давления в магистрали, не допуская его избыточного увеличения, при котором возрастают утечки на производстве.
Все это вместе с другими функциями оптимизации работы электродвигателя и функциями энергосбережения позволяет сократить энергопотребление и снизить расходы на эксплуатацию компрессоров COMARO до 35%.
