Мультидрайвы и их преимущества
Концепция мультидрайва — это решение с частотным преобразователем, где несколько двигателей питаются и управляются с одного преобразователя, имеющего несколько инвертеров, подключенных к общему постоянному напряжению (DC-линке). Эта концепция имеет несколько преимуществ и особенно популярна в определенных приложениях, например, в приводах прокатных столов или специфичных испытательных стендах.
Мультидрайв с частотным преобразователем представляет собой несколько инвертеров, подключенных к одному общему постоянному шинам (DC-шине). Инвертеры питают отдельные двигатели и имеют собственное управление. Каждый двигатель может работать полностью независимо от других машин. Мультидрайв с частотным преобразователем позволяет комбинировать разные типы двигателей (индукционные машины, синхронные двигатели с электрическим возбуждением, синхронные двигатели с постоянными магнитами).
По сравнению с несколькими отдельными приводными блоками решение с мультидрайвом предлагает целый ряд преимуществ.
Модульность: от маленьких до больших
Мультидрайвы с частотным преобразователем обычно имеют модульную конструкцию. Выходные характеристики выпрямителя(ей), постоянной шины и инвертера(ов) можно частично независимо подбирать, следуя основным правилам проектирования. Такая гибкость позволяет производителю найти лучшее решение для специфичных требований.
1. Повышенная энергоэффективность
При использовании решения с мультидрайвом вы всегда экономите больше энергии по сравнению с несколькими отдельными приводами.
При наличии нескольких двигателей в приложении, где одна машина ведет вращение, а одновременно другая тормозит, энергию можно регенерировать через постоянную шину. Таким образом, можно сэкономить на потерях как в выпрямителях, так и в входных трансформаторах.
Однако даже когда все машины работают в режиме привода, можно добиться определенных энергосбережений. В электрических машинах (трансформаторах, двигателях) эффективность увеличивается с ростом номинальной мощности. Поэтому один более крупный входной трансформатор всегда будет иметь немного лучшую эффективность, чем два отдельных меньших трансформатора.
2. Сокращение занимаемого места
При использовании концепции мультидрайва с частотным преобразователем вы всегда экономите некоторое количество места. Экономия может быть небольшой (например, на один модуль меньше) или значительной.
Помимо сокращения занимаемого места самим мультидрайвом по сравнению с несколькими отдельными приводами, вы экономите значительное количество пространства (и затрат) на входной трансформатор и коммутационное оборудование.
3. Сокращение габаритов выпрямителя и трансформатора
Как уже было сказано, концепция мультидрайва идеально подходит для использования регенерируемой энергии от одной машины, работающей в данный момент как генератор, и подачи ее на другую машину, работающую как двигатель. В металлургических приложениях обе машины обычно имеют одинаковую номинальную мощность. Следовательно, их мощность хорошо уравновешивается, и потребление электроэнергии из сети минимально — только на покрытие потерь в инвертерах и двигателях. В результате пользователь получает преимущества от более компактного и дешевого выпрямителя и трансформатора. Экономия также достигается на межсоединительных кабелях (меньший сечениe и/или меньше параллельных кабелей).
4. Снижение инвестиционных затрат
Капитальные затраты (CAPEX) на мультидрайв ниже, чем сумма затрат на эквивалентные отдельные приводы.
(i) Сам мультидрайв более экономичен, чем сумма отдельных приводов с равной общей мощностью
(ii) Выпрямитель мультидрайва, в зависимости от приложения, может быть значительно меньше по сравнению с суммой номинальных мощностей отдельных выпрямителей
(iii) Один входной трансформатор вместо нескольких трансформаторов
(iv) Один входной автоматический выключатель вместо нескольких
(v) Меньшие затраты на транспортировку
(vi) Меньшие затраты на установку
(vii) Меньшие затраты на пусконаладку
5. Снижение эксплуатационных затрат
Эксплуатационные затраты (OPEX) ниже по сравнению с отдельными приводами благодаря лучшей эффективности, а именно более умному управлению энергопотреблением. Затраты на обслуживание ниже, а работы по обслуживанию занимают меньше времени. Отдельные компоненты испытывают меньшие циклические нагрузки благодаря регенерации на постоянной шине, что приводит к увеличению срока службы / замедлению старения.
– Снижение электропотребления
– Снижение договорной установленной (зарезервированной) мощности
6. Лучший контроль гармоник сетей
С мультидрайвом вопрос гармоник электросетей можно решить проще и значительно дешевле.
(i) Большее количество импульсов
– При наличии только одного выпрямителя гораздо более экономично достичь большего количества импульсов и снизить гармоническое искажение. Вам также понадобится только один многообмоточный трансформатор вместо нескольких.
(ii) Меньший энергопотребность выпрямителя
Решения с мультидрайвами часто обладают меньшим энергопотребностью выпрямителя. В общем, искажение напряжения и тока уменьшается с снижением мощности.
(iii) Проще реализация фильтра гармоник
Если требуется фильтр гармоник на стороне сети (хотя это редкий случай), его гораздо легче установить на одном мультидрайве, чем справляться с несколькими приводными блоками.
Преимущества мультидрайвов
– Повышенная энергоэффективность за счет дальнейшего снижения электропотребления
– Сокращение занимаемого места на уровне частотного преобразователя, особенно на системном уровне
– Снижение инвестиционных затрат (оборудование, транспортировка, установка)
– Снижение эксплуатационных затрат
– Проще интеграция в систему
– Реализация специальных приложений / новых концепций
