За гранью насосов и вентиляторов: Неочевидные сферы применения Delta VFD110CP4EB-21

Когда речь заходит о преобразователях частоты (ПЧ) для двигателей на 11 кВт, первыми на ум приходят насосы, вентиляторы и компрессоры. Действительно, серия CP2000 от Delta Electronics, и в частности модель VFD110CP4EB-21, превосходно справляется с этими задачами. Однако сводить ее возможности только к HVAC и водоснабжению — значит упускать огромный потенциал.

Этот привод является универсальным инструментом автоматизации, способным решать гораздо более широкий круг задач. Его точное векторное управление, встроенный ПЛК, гибкость настроек и высокая надежность делают его идеальным кандидатом для модернизации оборудования в самых разных отраслях. В этой статье мы рассмотрим два реальных, но менее очевидных примера, где VFD110CP4EB-21 стал ключом к повышению качества продукции и снижению издержек.

Пример 1: Стабилизация температуры в промышленных градирнях (Cooling Towers)

Объект: Завод по производству пластиковых изделий методом литья под давлением. Ключевым элементом технологического цикла является система охлаждения пресс-форм, которая использует градирню (охладительную башню) для отвода избыточного тепла. Сердце градирни — мощный осевой вентилятор с двигателем 11 кВт.

Проблема: Нестабильное качество продукции и перерасход ресурсов

Изначально система охлаждения работала примитивно. Вентилятор градирни управлялся простым термостатом: вода в контуре остыла до 24°C — вентилятор выключился; нагрелась до 28°C — включился на полную мощность. Такой метод «вкл/выкл» порождал серьезные проблемы:

1. Колебания температуры: Температура охлаждающей жидкости постоянно «гуляла» в диапазоне 4-5°C. Эта нестабильность напрямую влияла на температуру пресс-форм, что приводило к дефектам литья: недоливам, усадочным раковинам и изменению геометрии изделий. Процент брака был высоким и непредсказуемым.
2. Энергетическая расточительность: Вентилятор всегда работал на 100% мощности, даже когда для поддержания температуры было достаточно легкого обдува (например, в прохладную погоду). Это приводило к колоссальному перерасходу электроэнергии.
3. Механический износ: Каждый прямой пуск двигателя создавал огромные пусковые токи и сильную ударную нагрузку на редуктор, подшипники и крыльчатку вентилятора. Это приводило к частым поломкам и простоям оборудования.

Решение: ПИД-регулирование на базе VFD110CP4EB-21

Для решения проблемы был установлен преобразователь частоты VFD110CP4EB-21, который взял на себя управление двигателем вентилятора.

• В контур охлаждающей жидкости был установлен точный датчик температуры, сигнал от которого (4-20 мА) был заведен на аналоговый вход ПЧ.
• Была задействована важнейшая функция привода — встроенный ПИД-регулятор.

Как это работает: На преобразователе была задана целевая температура воды — 26°C. ПИД-регулятор в режиме реального времени сравнивает текущую температуру с заданной и плавно корректирует скорость вращения вентилятора.

• Если температура воды начинает расти (например, из-за увеличения производительности литьевых машин), ПЧ плавно увеличивает обороты вентилятора, усиливая охлаждение.
• Если температура падает ниже уставки (например, ночью или в холодный день), ПЧ снижает обороты до минимума или полностью останавливает вентилятор.

В результате система перестала работать в двух крайних режимах, а начала жить в гармонии с технологическим процессом, обеспечивая ровно столько охлаждения, сколько требуется в данный конкретный момент.

Результат: Стабильность процесса и прямая экономия

1. Повышение качества продукции: Температура в контуре охлаждения стабилизировалась в пределах ±0.5°C от заданной. Это позволило добиться стабильной температуры пресс-форм, в результате чего процент брака литья снизился более чем на 80%.
2. Радикальное энергосбережение: Благодаря законам аэродинамики (мощность пропорциональна кубу скорости), даже небольшое снижение оборотов вентилятора дает огромную экономию. Среднее энергопотребление системы охлаждения упало на 55%.
3. Увеличение ресурса оборудования: Плавный пуск и работа без рывков полностью устранили ударные нагрузки. Срок службы подшипников и редуктора вентилятора увеличился в несколько раз, а затраты на ремонт свелись к плановому обслуживанию.

Пример 2: Автоматизация тестомесильной машины в промышленной пекарне

Объект: Пекарня среднего размера, производящая широкий ассортимент хлебобулочных изделий. Ключевое оборудование — спиральный тестомес с дежой на 100 кг и двигателем 11 кВт.

Проблема: Ограниченность технологии и нестабильность качества теста

Старый тестомес имел всего две скорости, которые переключались механически. Это было простым, но крайне негибким решением.

1. Низкое качество теста: Разные виды теста (пшеничное, ржаное, сдобное) требуют разного подхода к замесу. Для качественного развития клейковины часто требуется медленное смешивание ингредиентов вначале и последующее плавное увеличение скорости. Двухскоростной режим не позволял этого добиться, что приводило к нестабильному качеству теста: оно могло быть «затянутым» или, наоборот, «неразвитым».
2. Ударные нагрузки: Пуск двигателя под полной загрузкой (80-100 кг тяжелого теста) создавал колоссальную нагрузку на ременную передачу, редуктор и сам двигатель, что было причиной частых поломок.
3. Отсутствие гибкости: Пекарня не могла экспериментировать с новыми рецептурами, требующими сложных профилей замеса, так как была ограничена возможностями оборудования.

Решение: Многошаговый замес с помощью VFD110CP4EB-21

Двигатель тестомеса был подключен к преобразователю частоты VFD110CP4EB-21. Модернизация позволила использовать функции многошаговой скорости и встроенного ПЛК.

Как это работает: Технолог пекарни совместно с инженером запрограммировали в памяти ПЧ несколько рецептов (профилей замеса), которые пекарь теперь может выбирать нажатием одной кнопки на простом пульте.

• Профиль «Пшеничный хлеб»:
  • Шаг 1: Плавный пуск и работа на 30% скорости в течение 3 минут (автоинверсия для смешивания ингредиентов).
  • Шаг 2: Плавное увеличение скорости до 70% и работа в течение 8 минут (интенсивный замес для развития клейковины).
  • Шаг 3: Плавная остановка.
• Профиль «Сдобное тесто»:
  • Шаг 1: Работа на 25% скорости в течение 5 минут (бережное смешивание).
  • Шаг 2: Работа на 50% скорости в течение 10 минут (развитие структуры без перегрева).
  • Шаг 3: Плавная остановка.

Высокий стартовый момент, обеспечиваемый векторным режимом управления VFD110CP4EB-21, гарантирует уверенный пуск даже при полной загрузке самой плотной ржаной массой.

Результат: Качество, гибкость и надежность

1. Стабильно высокое качество: Пекарня получила возможность реализовывать идеальные технологические карты для каждого вида продукции. Это привело к беспрецедентной повторяемости и стабильности качества теста, а следовательно, и готового хлеба.
2. Увеличение срока службы машины: Плавный пуск и S-образные кривые разгона/торможения полностью устранили рывки и удары. Нагрузка на механические узлы тестомеса (ремни, подшипники, редуктор) снизилась в разы, что практически исключило внезапные поломки.
3. Гибкость производства: Появилась возможность быстро создавать и тестировать новые рецептуры, что позволило пекарне расширить ассортимент и стать более конкурентоспособной.

Заключение

Эти два примера наглядно показывают, что Delta Electronics VFD110CP4EB-21 — это мощный и многогранный инструмент, чье применение ограничено лишь воображением инженера. Способность этого привода обеспечивать точное регулирование, выполнять сложные логические последовательности и бережно относиться к механике делает его ценнейшим активом для любого производства, стремящегося к совершенству.

Если вы хотите повысить эффективность, качество и надежность вашего оборудования, обратитесь к специалистам компании «Промэлектроника». Как официальный дилер Delta Electronics, мы поможем подобрать и настроить оптимальное приводное решение для любой, даже самой нестандартной задачи.