Od kilku lat żyjemy w czasach permanentnego kryzysu – naszą codziennością stały się covid, wojna i związane z nimi inflacja oraz kryzys energetyczny. Szczególnie dotknięte są nim branże energochłonne, takie jak HVAC, papier, szkło, stal i aluminium. W poniższym artykule prezentujemy nasze unikalne rozwiązanie technologiczne, dzięki któremu pozbędziesz się problemów z harmonicznymi i mocą bierną w swoim zakładzie oraz zyskasz znaczne oszczędności. Czytaj dalej!
Podstawą do zrozumienia działania i korzyści wynikających z zastosowania transformatora elektronicznego są sposoby sterowania elementami grzejnymi za pomocą tyrystorowego regulatora mocy oraz specyficzne wady i zalety każdego z nich.
Tyrystory sterowane impulsowo są odpalane przy zerowej zwrotnicy i przełączane są tylko pełne fale sinusoidalne. Dzięki temu nie powstają ani harmoniczne, ani moc bierna. Wadą tego skądinąd bezproblemowego trybu pracy są wahania napięcia, które mogą wystąpić przy zbyt słabym zasilaniu sieciowym. Efekt ten, znany jako migotanie napięcia, powoduje nieprzyjemne zmiany w natężeniu światła wszystkich instalacji oświetleniowych, które są podłączone do tego samego zasilania sieciowego.
Ta metoda sterowania jest preferowana dla elementów, które są stabilne i nie zmieniają w dużym stopniu swojej rezystancji. W przypadku branży HVAC są to metalowe elementy grzewcze.
Jeśli wykorzystujemy ten sposób sterowania, odpowiednim urządzeniem będzie tyrystorowy sterownik mocy JUMO TYA.
migotanie
W trybie fazowo-kątowym tyrystory są odpalane podczas każdej półfali. Ten szybko zmieniający się cykl umożliwia ciągłą kontrolę temperatury w dynamicznych systemach. Ponadto ten tryb pracy umożliwia ograniczenie prądu, co jest szczególnie potrzebne w przypadku elementów grzejnych o niskiej rezystancji np. ceramicznych.
Jedną z wad tego trybu pracy są zakłócenia powodowane przez harmoniczne, które powstają stromy wzrost krawędzi uciętych półfal napięcia sieciowego. Kolejną wadą jest generowanie mocy biernej nawet przy obciążeniu rezystancyjnym. Jest to spowodowane wyłącznie sterowaniem kątem fazowym i dlatego jest określane jako moc bierna sterowana fazowo.
Te wady mogą być zniwelowane za pomocą transformatora elektronicznego IPC 300.
zniekształcenia harmoniczne
moc bierna
Od góry: sterowanie impulsowe oraz sterowanie fazowe sterownikiem tyrystorowym
Zniekształcenia harmoniczne, które są nieodłączną konsekwencją sterowania fazowego, powodują:
Wahania prądu w zakresie od 50% do 200% prądu znamionowego
Przeciążenie przewodu neutralnego prądem o wartości do 3 razy większej od prądu znamionowego
Nieprawidłowe działanie i awaria urządzeń
Mniejsza dostępność systemu
Wpływ na systemy pomiarowe -> Produkcja wadliwych części
Wyższe koszty zakupu energii
Przewymiarowanie instalacji -> Zwiększone koszty inwestycyjne
Moc bierną można porównać do piwa. Jeśli moc czynna jest piwem w postaci płynnej, moc bierna to tylko pianka, która nie stanowi realnej wartości i tylko opóźnia wykonanie realnej pracy i "zanieczyszcza" moc. Ponadto, gdy jest jej za dużo, generuje ona dodatkowe opłaty do dostawcy energii.
Moc bierna jest jak pianka w piwie – nie stanowi realnej wartości
Rozwiązaniem dla pieców z elementami grzejnymi z dikrzemku molibdenu (MoSi2) lub węglika krzemu (SiC), które są sterowane fazowe, jest transformator elektroniczny JUMO IPC 300. Został on opracowany do sterowania obciążeniami grzewczymi, które wcześniej wymagały dodatkowego transformatora do regulacji mocy.
Dzięki zintegrowanej regulacji amplitudy prąd i napięcie sieciowe Jumo IPC 300 są proporcjonalne do wymaganej mocy elementu grzejnego, dzięki czemu nie trzeba kupować dodatkowych urządzeń kompensacyjnych. Poprzez to urządzenie następuje kompensacja mocy biernej oraz redukowane są szczyty prądowe – dzięki temu koszty energii są niższe. Ponadto, konwerter mocy IPC 300 zmniejsza zakłócenia, takie jak migotanie lub harmoniczne.
Transformator elektroniczny IPC 300 działa na zasadzie regulacji amplitudy
obniżenie rachunków za energię elektryczną
mniejsze koszty związane z k0nserwacją
kompensacja mocy biernej – zewnętrzne urządzenia do kompensacji nie są konieczne
oszczędność kosztów
zapobieganie szczytom prądowym
wykrywanie uziemienia na elementach grzejnych
możliwość przeprowadzenia testu z istniejącym piecem – JUMO dostarczy testową szafę sterowniczą z IPC 300
Możesz przetestować działanie transformatora IPC 300 i sprawdzić, jakie oszczędności przyniesie w Twoim zakładzie – dostarczymy urządzenie testowe!
Elektroniczny transformator IPC 300 będzie odpowiedni do szczególnie dla aplikacji z z elementami grzejnymi z dikrzemku molibdenu (MoSi2) lub węglika krzemu (SiC). Znajdują się one w takich piecach, jak:
Temperatury do 1850°C
Elementy grzejne z MoSi2
Elektroniczny transformator IPC 300 wykorzystywany jest w piecach do hartowania lub wyżarzania
Elementy grzejne MoSi2 oferują korzyści przy spiekaniu implantów dentystycznych wykonanych z cyrkonu
Temperatury do 1830°C
MoSi2 umożliwia szybkie nagrzewanie i chłodzenie pieca
Temperatury do 1150°C
Elementy grzejne z SiC
Piece dentystyczne