Рынок приводной техники

В настоящее время в нашей стране создан рынок электроприводов (ЭП) и систем автоматики (СА), причем имеется возможность выбора типовых средств от простых комплектных автоматизированных электроприводов (АЭП) с невысокими динамическими показателями, используемыми для управления автономными производственными механизмами, до интегрированных систем многодвигательных высоко динамичных АЭП, предназначенных для управления технологическими комплексами. Возможны варианты создания АЭП в составе вновь создаваемых механизмов, машин или комплексов либо при реконструкции имеющихся механизмов, машин или комплексов. Большинство задач создания или модернизации АЭП решается с помощью типовых средств, максимально адаптированных к конкретному объекту и режимам их функционирования в технологическом процессе. Как известно, типовая структура современных АЭП технологического комплекса включает исполнительные органы рабочих машин и технологических агрегатов, оснащенных электроприводами с электродвигателями, управляемыми преобразователями и программируемыми контроллерами. Совместно эти устройства составляют основу комплектного электропривода. Работу приводов и механизмов, входящих в состав технологического агрегата, координирует технологический программируемый контроллер. Координацию совместной работы агрегатов технологического комплекса выполняет один из микроконтроллеров или промышленный компьютер. Контроль агрегатов и управление ими может быть осуществлен с периферийных пультов оператора.

В состав приводной техники включаются также разнообразные электротехнические устройства: бесконтактные коммутационные аппараты, источники питания, устройства пуска и торможения электродвигателей, низковольтная аппаратура и др.

Развитие комплектных АЭП идет по пути совершенствования силовых блоков и блоков управления с целью повышения их экономических, функциональных и эксплуатационных показателей. Основным достоинством таких электроприводов является мощный энергосберегающий эффект. В преобразователях частоты используются активные выпрямители, совершенствуются схемы с инверторами тока, применяются новые полупроводниковые приборы. За счет использования дополнительных компонентов силовых блоков обеспечиваются наилучшие условия для электромагнитной совместимости преобразователей частоты с сетью электропитания.

Совершенствования блоков управления связано с использованием новых микроконтроллеров, разработанных для применения в частотно-регулируемом приводе. За счет высокой производительности центрального микропроцессора, широкой номенклатуры периферийных устройств, генераторов и модулей широтно-импульсной модуляции (ШИМ) обеспечивается реализация новых алгоритмов векторного управления автономными инверторами тока с ШИМ, в том числе алгоритмов с использованием нечеткой логики и нейронных сетей.

В целом, создание силовых полупроводниковых приборов с новыми свойствами и характеристиками позволяет осуществлять преобразование электрической энергии в формах, наиболее удобных для ее электромеханического преобразования, что открыло широкие возможности для создания технически совершенных регулируемых электроприводов. А использование достижений микропроцессорной и компьютерной техники принципиально изменило элементную базу, функциональные возможности и «интеллект» систем управления электроприводами. В спектре средств силовой электроники для автоматизированного электропривода с асинхронными двигателями особое место занимают высоковольтные преобразователи с регулируемой выходной частотой (ВПЧ).

Например, по данным EPRI (институт электроэнергетики США), в рамках реализации программы по реконструкции 60 энергоблоков ТЭС в период с 1986 по 1995 год введены более 300 частотно-регулируемых асинхронных электроприводов мощностью от 630 до 4500 кВт напряжением 2400, 4160 и 6600 В, что обеспечило годовую экономию электроэнергии около 1 млрд кВт.ч. Помимо прямой экономии электроэнергии, применение мощных частотно-регулируемых электроприводов с ВПЧ позволило поднять мощность энергоблоков. Аналогичные работы в России были начаты в 1995 г. в ОАО «Мосэнерго» в рамках реализации программы энергосбережения. За 10 лет специалистами ОАО «ВНИИЭ» были введены 28 частотно-регулируемых асинхронных электроприводов мощностью от 500 до 4000 кВт напряжением 3300 и 6000 В. Только прямая экономия электроэнергии от внедрения этих электроприводов на ТЭЦ и насосно-перекачивающих станциях тепловых сетей превышает 100 млн кВт.ч в год.

Другое важное достоинство регулируемого электропривода - это снижение эксплуатационных затрат, которое имеет несколько составляющих:

― снижения величины пусковых токов электродвигателей до уровня номинальных и, соответственно, исключения вредного воздействия этих токов на питающую сеть;

― практического исключения из работы дросселей, заслонок, различного рода клапанов;

― исключения гидроударов в гидравлической сети, плавное изменение подачи воздуха в вентиляторах и др., т. е. исключение или существенное снижение динамических воздействий на технологическое оборудование и сети;

― продления срока службы подшипников и др. вращающихся частей, поскольку механизмы, снабженные преобразователями частоты в течение длительного времени работают с частотами вращения меньшими номинальных.

В результате значительно снижаются эксплуатационные расходы и уменьшаются возможности аварийности всего оборудования в целом. По оценке американских экспертов считается, что экономический эффект от снижения эксплуатационных затрат по меньшей мере сопоставим с эффектом от прямого сбережения энергоносителей.

Третьим важным достоинством применения регулируемого электропривода является экономия воды и тепла при использовании его в насосных установках.
Так в жилищно-коммунальном хозяйстве применение преобразователей частоты в повышающих насосах горячей и холодной воды позволяет экономить до 10%-15% воды и до 8%-10% тепла.

Становится очевидным, что производство современного электропривода - это сложное производство. Поэтому создание современного электропривода связано с унификацией отдельных компонентов, агрегатированием отдельных узлов и блоков и типизацией систем управления, что позволяет снизить сроки и стоимость разработки и обеспечить соответствие требованиям стандартов.

Производством электроприводов и систем автоматики занимаются как отраслевые фирмы, ориентированные на производство отдельных комплектующих, производственного оборудования, технологических комплексов, приборов и средств автоматики, так и межотраслевые фирмы с научно-производственными центрами, занимающиеся крупными системными проектами. В условиях рыночной экономики получили распространение инжиниринговые фирмы, выполняющие разнообразные работы, связанные с электрооборудованием, автоматизированными электроприводами и системами автоматизации. Эффективная работа этих фирм определяется наличием высокоразвитой организационной структуры и высококвалифицированным персоналом.

Дата добавления: 2015-03-29