Като доставчик на задвижвания за машини за хартия, бях свидетел от първа ръка на сложния танц на електрическите системи в тези индустриални гиганти. Един критичен фактор, който може да наруши тази хармония, е дисбалансът на напрежението. В този блог ще проучим какво представлява дисбалансът на напрежението, влиянието му върху задвижванията на хартиените машини и защо е изключително важно операторите на фабрики за хартия да разберат и да се справят с този проблем.
Разбиране на дисбаланса на напрежението
Дисбаланс на напрежението възниква, когато напреженията в трифазна електрическа система не са равни по големина или не са равномерно изместени на 120 градуса. В една идеална трифазна система напреженията между линията трябва да са еднакви, а фазовите ъгли трябва да са идеално балансирани. Въпреки това, в реални сценарии, различни фактори могат да доведат до дисбаланс на напрежението.
Тези фактори включват неравномерно натоварване на фазите, небалансиран импеданс в електроразпределителната система, еднофазни товари, свързани към една фаза повече от други, и неизправности в енергийната система, като например счупен проводник. Степента на дисбаланс на напрежението обикновено се изразява като процент, който може да се изчисли с помощта на различни методи, като най-разпространеният е методът на Националната асоциация на производителите на електротехника (NEMA).
Въздействието върху задвижванията на машините за хартия
1. Прегряване на двигателите
Задвижванията на хартиените машини разчитат до голяма степен на електрически двигатели за захранване на различните компоненти като системата за пулпиране, секцията за формиране на хартия и секцията за сушене. Дисбалансът на напрежението може да причини значително прегряване в тези двигатели. Когато напреженията са небалансирани, токът във всяка фаза също ще бъде небалансиран. Съгласно закона на Джаул ((P = I^{2}R)), увеличаването на тока води до увеличаване на разсейването на мощността под формата на топлина.
Прегряването може да намали живота на изолацията на двигателя, което води до преждевременна повреда. Повредата на изолацията може да доведе до късо съединение, което не само поврежда двигателя, но също така може да причини опасности за безопасността в фабриката за хартия. Освен това непрекъснатото прегряване може да доведе до по-малко ефективна работа на двигателя, увеличавайки консумацията на енергия и оперативните разходи.
2. Намалена двигателна ефективност
В допълнение към прегряването, дисбалансът на напрежението намалява общата ефективност на двигателите в задвижванията на хартиените машини. Небалансираното захранване с напрежение създава компоненти с отрицателна последователност в магнитното поле на двигателя. Тези компоненти с отрицателна последователност произвеждат въртящ момент, който се противопоставя на въртенето на двигателя, като ефективно намалява полезния изходен въртящ момент.
В резултат на това двигателят трябва да черпи повече ток, за да поддържа необходимата скорост и въртящ момент, което води до увеличени загуби на мощност. Тази неефективност не само струва повече на хартиената фабрика по отношение на сметките за електричество, но също така поставя допълнително напрежение върху двигателя, като допълнително съкращава живота му.
3. Вибрации и шум
Дисбалансът на напрежението може също да причини прекомерни вибрации и шум в двигателите на задвижванията на машината за хартия. Небалансираните магнитни полета, създадени от неравномерните напрежения, водят до неравномерни сили, действащи върху ротора на двигателя. Тези неравномерни сили карат ротора да вибрира, което може да се предаде на околните машини и самата машина за хартия.
Прекомерната вибрация може да повреди механични компоненти като лагери, съединители и зъбни колела. Това също може да доведе до неправилно подравняване на формиращите елементи на хартията, което да повлияе на качеството на произведената хартия. Освен това, повишените нива на шум могат да бъдат неудобство за работниците в мелницата и дори да представляват риск за здравето им, ако са изложени на висок шум от децибели за продължителни периоди.
4. Неизправност на електронните задвижвания
Съвременните задвижвания на машини за хартия често използват електронни задвижвания с променлива честота (VFD) за управление на скоростта и въртящия момент на двигателите. Дисбалансът на напрежението може да има вредно въздействие върху тези VFD. Силовата електроника в VFD е проектирана да работи в определен диапазон от напрежение и ток.
Небалансираните напрежения могат да причинят условия на пренапрежение или под напрежение в VFD, задействайки защитно изключване. Честите спирания могат да нарушат процеса на производство на хартия, което да доведе до производствени загуби. Освен това, небалансираните токове могат да причинят прекомерно натоварване на полупроводниковите устройства в VFD, намалявайки тяхната надеждност и увеличавайки вероятността от повреда.
Намаляване на въздействието на дисбаланса на напрежението
1. Наблюдение и откриване
Първата стъпка за смекчаване на въздействието на дисбаланса на напрежението е редовното наблюдение на електрическата система. Инсталирането на устройства за наблюдение на напрежението в ключови точки в електроразпределителната система на хартиената фабрика може да помогне за ранното откриване на дисбаланс на напрежението. Тези устройства могат да предоставят данни в реално време за нивата на напрежение във всяка фаза, което позволява на операторите да предприемат коригиращи действия, преди ситуацията да се влоши.
2. Балансиране на натоварването
Един от най-ефективните начини за намаляване на дисбаланса на напрежението е балансирането на товарите в трите фази. Това може да се постигне чрез преразпределяне на еднофазните товари равномерно между фазите. В допълнение, използването на трифазни товари, когато е възможно, може да помогне за поддържането на по-балансирана електрическа система.
3. Корекция на фактора на мощността
Корекцията на фактора на мощността също може да помогне за намаляване на дисбаланса на напрежението. Чрез инсталиране на кондензатори за коригиране на фактора на мощността, реактивната мощност в системата може да бъде намалена, подобрявайки общото качество на електроенергията. Това може да помогне за стабилизиране на нивата на напрежение и да намали влиянието на дисбаланса върху задвижванията на машината за хартия.
4. Надграждане на системата за електроразпределение
В някои случаи може да се наложи надграждане на електроразпределителната система за справяне с постоянните проблеми с дисбаланса на напрежението. Това може да включва подмяна на стари или повредени кабели, трансформатори и комутационни уреди. Една добре проектирана и поддържана система за електроразпределение може да осигури по-стабилно и балансирано захранване с напрежение към задвижванията на машината за хартия.
Ролята на надежден доставчик на машини за хартия
Като доставчик на задвижвания за машини за хартия, ние играем решаваща роля в подпомагането на фабриките за хартия да се справят с проблемите с дисбаланса на напрежението. Ние предлагаме набор от висококачествени устройства, които са проектирани да бъдат по-толерантни към дисбаланс на напрежението. НашитеДрайв за фабрики за хартияса оборудвани с усъвършенствани функции за защита, които могат да открият и реагират на условия на дисбаланс на напрежението, минимизирайки риска от повреда на двигателите и електронните задвижвания.
Ние също така предоставяме цялостна техническа поддръжка на нашите клиенти. Нашият екип от експерти може да помогне на операторите на фабрики за хартия да анализират своите електрически системи, да идентифицират причините за дисбаланс на напрежението и да приложат ефективни стратегии за смекчаване. Независимо дали става въпрос за балансиране на натоварването, корекция на фактора на мощността или системни надстройки, ние имаме знанията и опита, за да гарантираме, че задвижванията на вашата машина за хартия работят гладко и ефективно.
Освен това нашитеЗадвижвания, използвани в заводите за хартияса проектирани за енергийна ефективност, което може да помогне за компенсиране на повишената консумация на енергия, причинена от дисбаланс на напрежението. Избирайки нашите задвижвания, фабриките за хартия могат не само да намалят оперативните си разходи, но и да допринесат за по-устойчив производствен процес.
Свържете се с нас за консултация
Ако изпитвате проблеми с дисбаланс на напрежението в устройствата на вашата машина за хартия или искате да надстроите съществуващата си система за задвижване, ние сме тук, за да ви помогнем. Нашият екип от експерти може да предостави безплатна консултация, за да оцени вашите нужди и да препоръча най-добрите решения за вашата фабрика за хартия. Не позволявайте дисбалансът на напрежението да наруши производството ви и да увеличи разходите ви. Свържете се с нас днес, за да научите повече за нашите решения за задвижване на хартиени машини и как можем да ви помогнем да оптимизирате процеса на производство на хартия.
Референции
- Национална асоциация на производителите на електротехника (NEMA). (2016). NEMA MG 1 - 2016, Двигатели и генератори.
- Стандарт IEEE 1159 - 2019, Препоръчителна практика на IEEE за мониторинг на качеството на електроенергията.
- Чапман, SJ (2012). Основи на електрическите машини (5-то издание). McGraw - Hill Education.