Wielofalowniki i ich zalety
Pojęcie wielofalownika to rozwiązanie z falownikiem (VFD), w którym wiele silników jest zasilanych i sterowanych z jednego falownika, z kilkoma falownikami połączonymi z wspólnym linkiem prądu stałego. To koncepcja ma wiele zalet i jest szczególnie popularna w pewnych zastosowaniach, na przykład w napędach walcowni lub specjalnych stanowiskach testowych.
Wielofalownik VFD to wiele falowników połączonych z jednym wspólnym magistralą prądu stałego. Falowniki zasilają oddzielne silniki i mają własne sterowanie. Każdy silnik może działać całkowicie niezależnie od innych maszyn. Wielofalownik VFD pozwala na połączenie różnych typów silników (maszyn inductionowych, maszyn synchronicznych z wzbudzeniem elektrycznym, maszyn synchronicznych z magnesami trwałymi).
W porównaniu z wieloma pojedynczymi jednostkami napędowymi, rozwiązanie wielofalownika oferuje długą listę zalet.
Modularność: Od małych do dużych
Wielofalowniki VFD zwykle mają modularną konstrukcję. Mostek(ki), link prądu stałego i falownik(i) mogą być dimensionowane częściowo niezależnie,遵循 podstawowych reguł wymiarowania. Taką elastyczność pozwala producentowi znaleźć najlepsze rozwiązanie dla konkretnych wymagań.
1. Poprawiona sprawność energetyczna
Za pomocą rozwiązania wielofalownika zawsze oszczędzasz więcej energii w porównaniu z wieloma pojedynczymi falownikami.
Mając wiele silników w aplikacji, gdzie jedna maszyna jeździ, a jednocześnie inna maszyna hamuje, możliwe jest regenerowanie mocy przez link prądu stałego. Dlatego można zaoszczędzić straty zarówno w obu mostkach, jak i w obu transformatorach wejściowych.
Jednakże, nawet gdy wszystkie maszyny jeździą jednocześnie, można osiągnąć pewne oszczędności energii. W maszynach elektrycznych (transformatorach, silnikach) sprawność rośnie wraz ze wzrostem mocy nominalnej. Dlatego jeden większy transformator wejściowy będzie zawsze miał nieco lepszą sprawność niż dwa osobne mniejsze transformatory.
2. Zmniejszony obszar zajmowania
Użycie koncepcji wielofalownika VFD zawsze pozwala zaoszczędzić pewien obszar. Oszczędności mogą się wahać od małych (np. o jeden moduł mniej) do znaczących.
Oprócz zmniejszonego obszaru zajmowanego przez sam wielofalownik w porównaniu z kilkoma pojedynczymi falownikami, oszczędzasz znaczącą przestrzeń (i koszty) na transformatorze wejściowym i rozdzielczniku.
3. Zmniejszony rozmiar mostka i transformatora
Jak już wspomniano, koncepcja wielofalownika idealnie nadaje się do wykorzystania mocy regenerowanej z jednej maszyny działającej w danym momencie jako generator i przekazywania jej do innej maszyny działającej jako silnik. W zastosowaniach metalurgicznych obie maszyny zwykle mają tę samą moc nominalną. W rezultacie ich moc się równoważy, a pobór mocy z sieci jest bardzo mały, wystarczy na pokrycie strat falowników i silników. W konsekwencji użytkownik korzyści z mniejszego i tańszego mostka i transformatora. Oszczędności dotyczą również kabli połączeniowych (mniejsza przekrójowa i/lub mniej kabli równoległych).
4. Zmniejszone koszty inwestycyjne
Koszty kapitałowe (CAPEX) wielofalownika są niższe niż suma równoważnych pojedynczych falowników.
(i) sam wielofalownik jest bardziej ekonomiczny niż suma pojedynczych falowników dla tej samej całkowitej mocy
(ii) mostek wielofalownika może, w zależności od zastosowania, być znacznie mniejszy w porównaniu z sumą mocy nominalnych poszczególnych mostków
(iii) jeden transformator wejściowy zamiast wielu
(iv) jeden wyłącznik obwodu wejściowego zamiast wielu
(v) niższe koszty transportu
(vi) niższe koszty montażu
(vii) niższe koszty uruchomienia
5. Zmniejszone koszty eksploatacyjne
Koszty eksploatacyjne (OPEX) są niższe w porównaniu z pojedynczymi falownikami dzięki lepszej sprawności, a mianowicie inteligentniejszemu zarządzaniu energią. Koszty utrzymania są niższe, a zadania utrzymania wymagają mniej czasu. Niektóre komponenty doświadczają mniejszego obciążenia cyklicznego dzięki regeneracji magistrali prądu stałego, co prowadzi do dłuższej żywotności / wolniejszego starzenia się.
– zmniejszony pobór energii
– zmniejszona umowa o moc zainstalowaną (zarezerwowaną)
6. Harmoniki sieciowe lepiej kontrolowane
Dzięki wielofalownikowi problem harmonik sieciowych może być rozwiązany łatwiej i znacznie bardziej ekonomicznie.
(i) Wyższa liczba impulsów
– Mając tylko jeden mostek, jest znacznie bardziej ekonomiczne osiągnięcie wyższej liczby impulsów i redukcja zniekształceń harmonicznych. Potrzebujesz również tylko jednego transformatora wieloobwódowego zamiast wielu.
(ii) Niższe zapotrzebowanie na moc mostka
Rozwiązania wielofalownikowe często korzyści z lower mocy mostka. Zazwyczaj zniekształcenie napięcia i prądu maleje wraz z redukcją mocy.
(iii) Łatwiejsza implementacja filtra harmonicznego
Jeśli wymagany jest filtr harmoniczny po stronie sieci (chociaż to rzadki przypadek), znacznie łatwiej go zainstalować na jednym wielofalowniku niż zajmować się wieloma jednostkami falownikowymi.
Zalety wielofalowników
– Poprawiona sprawność energetyczna poprzez dodatkowe redukcję poboru energii
– Zmniejszony obszar zajmowania na poziomie falownika, a szczególnie na poziomie systemu
– Zmniejszone koszty inwestycyjne (sprzęt, transport, montaż)
– Zmniejszone koszty eksploatacyjne
– Łatwiejsza integracja systemowa
– Realizacja specjalnych aplikacji / nowych koncepcji
