Как распределительное устройство MCC поддерживает управление электродвигателями

Электродвигатели играют важную роль в обеспечении эффективности работы производственных предприятий, очистных сооружений и даже горнодобывающих объектов. Для обеспечения безопасности и увеличения срока службы оборудования крайне важна эффективная система управления двигателями. Щиты управления двигателями (MCC) специализируются на централизованном управлении, защите и автоматизации работы нескольких двигателей. Этот элемент управления решает проблемы, связанные с чрезмерной удаленностью точек управления друг от друга, частыми неисправностями и потерями энергии из-за неэффективности. Щиты MCC не являются универсальными распределительными щитами и должны использоваться исключительно в системах управления промышленными двигателями. Как профессиональный производитель электротехнического оборудования, GPSwitchgear совершенствует конструкцию щитов MCC, адаптируя их для различных задач управления двигателями — от небольших мастерских до крупных промышленных предприятий. В этой статье мы рассмотрим, как щиты MCC улучшают управление двигателями различными способами.

Щит MCC упрощает операции управления двигателями

Управление электродвигателями осуществлялось и по-прежнему осуществляется децентрализованно. Каждый двигатель имеет локальный контроллер. Это приводит к множеству точек управления, сложной проводке и высоким затратам на управление. Щит управления двигателями (MCC) решает эту проблему за счёт централизации управления. В зависимости от модели, от 10 до 50 двигателей могут управляться из одного шкафа или группы шкафов. Каждый двигатель оснащён выделённым модулем управления в щите MCC, и операторы могут управлять пуском, остановкой и регулировкой скорости двигателя через единый интерфейс человек-машина (HMI) или местные кнопки. Например, на пищевом производстве операторы могут управлять 20 двигателями конвейеров и включать все двигатели из одного пункта управления, вместо того чтобы подходить к 20 локальным панелям управления. Такая централизация определённо сокращает время и усилия при эксплуатации, а также упрощает монтаж проводки. Щит MCC позволяет сократить использование кабелей на 40–60 процентов, что снижает затраты на монтаж и количество ошибок при подключении. Щит MCC также позволяет операторам управлять двигателями посредством удалённых промышленных протоколов связи и получать доступ к управлению через систему SCADA. Это повышает уровень операционного контроля.

Распределительное устройство MCC интегрирует передовые функции защиты электродвигателей.

Перегрузка, короткие замыкания, пропадание фазы и пониженное напряжение — это неисправности, которые могут возникать в электродвигателях. Если их не устранять, они могут привести к повреждению двигателя, потерям в работе и даже создать угрозу безопасности. Для управления работой двигателей в распределительном щитке МПС предусмотрены полные функции защиты двигателей в каждом модуле управления двигателем. Эти модули включают следующие функции защиты: 1) Защита от перегрузки: тепловые реле перегрузки или электронные устройства защиты оценивают токи и отключают двигатель при обнаружении чрезмерного тока, который сохраняется в течение заранее установленного периода времени, чтобы избежать повреждения обмоток двигателя. 2) Защита от короткого замыкания: повреждение двигателя и электропроводки предотвращается путем быстрого размыкания цепи с помощью автоматических выключателей или плавких предохранителей, встроенных в модули управления двигателем. 3) Защита от пропадания фазы: контролируется питание, и двигатель останавливается при потере одной из фаз, что предотвращает перегрев в течение нескольких минут при работе в однофазном режиме. 4) Защита от пониженного/повышенного напряжения защитит изоляцию двигателя и механические части, отключая двигатель или подавая сигнал тревоги при чрезмерном или слишком низком напряжении питания.

Рассмотрим насос для очистной станции. Если у двигателя насоса, подключенного к распределительной панели МСУ (MCC), пропадает одна из фаз, панель быстро останавливает двигатель и подает сигнал тревоги. Это предотвращает дорогостоящий ремонт и остановку подачи воды на станции. Панель МСУ от GPSwitchgear использует защитные компоненты с временем срабатывания менее 0,01 секунды, обеспечивая надежное обнаружение неисправностей и защиту.

Панель МСУ позволяет осуществлять прогнозируемое техническое обслуживание благодаря мониторингу двигателей в режиме реального времени

Для эффективного управления электродвигателями крайне важно иметь возможность отслеживать их рабочее состояние в режиме реального времени, чтобы предотвратить потенциальные проблемы, которые могут перерасти в серьезные неисправности. С учетом этого в распределительное устройство МПС интегрированы датчики контроля и средства сбора данных. Каждый модуль управления двигателем в распределительном устройстве МПС оснащен датчиками, контролирующими ключевые показатели, такие как ток и напряжение двигателя, температура, мощность, скорость и время работы. Эта информация поступает к главному контроллеру распределительного устройства МПС, отображается на HMI-панели и сохраняется в локальной базе данных для последующего использования. Эти данные можно использовать для оценки производительности двигателя; например, увеличение тока двигателя может указывать на износ подшипников, а рост температуры обмотки — на ухудшение состояния изоляции. Возможность мониторинга в режиме реального времени обеспечивает профилактическое техническое обслуживание. Ремонт или замена компонентов двигателя могут выполняться в момент, максимально близком к реальной необходимости, в отличие от планового обслуживания, которое может быть выполнено слишком рано или слишком поздно с учетом фактического состояния, что снижает затраты на обслуживание двигателя и продлевает срок его службы. Распределительное устройство МПС также способно анализировать данные и прогнозировать тенденции.

Щит управления MCC снижает затраты за счет повышения энергоэффективности двигателей

В каждой отрасли присутствуют эксплуатационные расходы на энергию. Для всех отраслей характерны затраты на потребление энергии, при этом промышленные электродвигатели потребляют от 60 до 70 % электроэнергии. В управлении двигателями важную роль играет распределительное устройство MCC, которое оптимизирует энергоэффективность множеством различных способов. Прежде всего, в модули управления двигателями на щитах MCC интегрированы частотные преобразователи (VFD). Частотные преобразователи позволяют регулировать скорость двигателя на каждом этапе изменения нагрузки. Вместо того чтобы двигатель работал на полной скорости, VFD позволяет замедлить его работу в периоды низкой нагрузки. Например, на заводе вентилятор может работать со скоростью 70 % в периоды низкого спроса. Потребление энергии двигателем в такие периоды можно сократить на 30–50 % с помощью VFD по сравнению с работой на постоянной скорости. Кроме того, распределительное устройство MCC может контролировать коэффициент мощности двигателей, и при необходимости могут быть интегрированы модули коррекции коэффициента мощности (PFC): если коэффициент мощности слишком низкий из-за реактивной мощности обмотки двигателя, это позволяет компенсировать потери энергии в системе питания. Наконец, устройство MCC обеспечивает мониторинг данных для выявления двигателей, которые тратят энергию впустую. Например, двигатель с аномально высоким потреблением энергии и низкой эффективностью может нуждаться в замене или ремонте.

Использование распределительного щита MCC может сэкономить объекту от 10 до 20 % общих затрат на электроэнергию и обеспечить бесперебойное, экономически эффективное управление двигателями. Распределительный щит MCC от GPSwitchgear также предоставляет подробные отчеты о потреблении энергии и достигнутой экономии, позволяя руководителям объектов еще больше отслеживать и оптимизировать расход энергии.

Повышение надежности систем двигателей распределительного щита MCC за счет модульной конструкции

В промышленности изменения являются постоянными, как и необходимая гибкость систем распределения управления двигателями (MCC), чтобы адаптироваться к изменяющимся системам электродвигателей. Каждый модуль управления двигателем в шкафу MCC представляет собой стандартный выдвижной блок, что означает: при выходе модуля из строя операторы отключают его и заменяют на запасной, восстанавливая работоспособность двигателя всего за 10–15 минут. Для немодульных систем этот временной интервал может составлять 1–2 часа. Это повышает непрерывность производства, поскольку простои значительно сокращаются. Кроме того, модульная конструкция позволяет легко расширять систему электродвигателей. Например, если необходимо добавить дополнительные двигатели, это можно сделать без изменения существующей проводки или компонентов шкафа MCC, что обеспечивает быструю настройку системы. Яркий пример — производственное предприятие. Вместо разработки новой системы управления для расширения шкафа MCC, сам шкаф может справиться с расширением системы путём добавления пяти новых модулей управления двигателями. Надёжность дополнительно повышается за счёт модульной конструкции, поскольку неисправность одного из приводов системы двигателя изолируется.

Распределительное устройство MCC от GPSwitchgear включает высококачественные модульные компоненты, для которых проводится строгая проверка совместимости, что обеспечивает бесперебойную взаимозаменяемость и возможность добавления новых компонентов, тем самым повышая гибкость и надежность управления двигателями.