Текст: Анна Кучумова

Принцип работы ЧРП
Согласно действующему стандарту, большинство промышленного оборудования в России питается от сети переменного трехфазного напряжения 220/380 В при частоте 50 Гц. Механические характеристики электродвигателей строго привязаны к параметрам электропитания, а потому их невозможно изменить без применения дополнительных регулирующих устройств. Оборудование для любого промышленного объекта выбираются из неких расчетных характеристик, причем за основу берутся максимальные необходимые показатели. В заданном режиме агрегаты функционируют постоянно, вне зависимости от мощности, необходимой в конкретный момент, расходуя при этом значительное количество «лишней» электроэнергии. Подобная схема не только влечет за собой дополнительные траты, она исключает возможность плавного регулирования скорости вращения механизмов, приводимых в действие мотором.
Разумеется, возможность управлять скоростью работы двигателя появилась не вчера. Классическим устройством для ограничения тока в электрической цепи является балласт, который создает сопротивление на пути электрического тока. В результате скорость вращения вала электродвигателя снижается (причем, вместе с крутящим моментом), а «лишняя» энергия рассеивается на балластном резисторе в виде тепла. До недавнего времени такая схема была основной в трамваях, троллейбусах и электропоездах, многие из которых на ходу до сих пор. Свою функцию балласт, разумеется, выполняет, однако его использование влечет за собой большие энергозатраты, большие потери, обеспечивая низкий КПД.
Более эффективным способом является использование частотных преобразователей. С их помощью можно регулировать обороты электродвигателя путём изменения не напряжения, а частоты питающего тока. Переменный ток промышленной частоты  выпрямляется, а затем при помощи электронного инвертора преобразуется вновь в переменный, но уже необходимой частоты. Таким образом можно делать скорость вращения двигателя как ниже, так и выше номинальной с минимальными потерями и практически неизменным крутящим моментом.

P align=justify>Текст: Анна Кучумова

Принцип работы ЧРП
Согласно действующему стандарту, большинство промышленного оборудования в России питается от сети переменного трехфазного напряжения 220/380 В при частоте 50 Гц. Механические характеристики электродвигателей строго привязаны к параметрам электропитания, а потому их невозможно изменить без применения дополнительных регулирующих устройств. Оборудование для любого промышленного объекта выбираются из неких расчетных характеристик, причем за основу берутся максимальные необходимые показатели. В заданном режиме агрегаты функционируют постоянно, вне зависимости от мощности, необходимой в конкретный момент, расходуя при этом значительное количество «лишней» электроэнергии. Подобная схема не только влечет за собой дополнительные траты, она исключает возможность плавного регулирования скорости вращения механизмов, приводимых в действие мотором.
Разумеется, возможность управлять скоростью работы двигателя появилась не вчера. Классическим устройством для ограничения тока в электрической цепи является балласт, который создает сопротивление на пути электрического тока. В результате скорость вращения вала электродвигателя снижается (причем, вместе с крутящим моментом), а «лишняя» энергия рассеивается на балластном резисторе в виде тепла. До недавнего времени такая схема была основной в трамваях, троллейбусах и электропоездах, многие из которых на ходу до сих пор. Свою функцию балласт, разумеется, выполняет, однако его использование влечет за собой большие энергозатраты, большие потери, обеспечивая низкий КПД.
Более эффективным способом является использование частотных преобразователей. С их помощью можно регулировать обороты электродвигателя путём изменения не напряжения, а частоты питающего тока. Переменный ток промышленной частоты  выпрямляется, а затем при помощи электронного инвертора преобразуется вновь в переменный, но уже необходимой частоты. Таким образом можно делать скорость вращения двигателя как ниже, так и выше номинальной с минимальными потерями и практически неизменным крутящим моментом.

Применение ЧРП
ЧРП нашел применение во многих промышленных отраслях. Фактически с его помощью можно повысить точность регулировки электродвигателей любых механизмов. Сегодня ЧРП  активно используется в поточных производственных линиях, ленточных конвейерах и других транспортировочных системах, во всех видах обрабатывающих станков, при управлении приводами мешалок, вентиляторов, компрессоров, дозаторов и питателей, центрифуг различных типов и т. п. Также эта система широко применяется для всех типов электрических насосов, в том числе для горячей и холодной воды в системах водо- и теплоснабжения. Благодаря ЧРП удается выстроить более технологичную систему подачи: работу насосной установки легко подстроить под характеристики трубопровода, а также обеспечить требуемую производительность в непрерывном режиме, не прибегая к циклической работе.
Использование частотно-регулируемых приводов особенно актуально для крупных потребителей энергии, чье оборудование имеет мощность более 1 МВт. Преобразователи, работающие на больших напряжениях, называют высоковольтными ЧРП (ВЧРП).
Одной из сфер их применения являются насосные агрегаты для нефтеперерабатывающих станций. Ключевым положительным результатом оказывается возможность существенной экономии электроэнергии: по мнению специалистов, согласование характеристик насосного агрегата и трубопроводной сети позволяет сократить энергопотребление до 40%.
«Для обеспечения транспортировки нефти в системе ОАО «АК «Транснефть» в течение года потребляется более 12 млрд кВт•ч электроэнергии, из которых потребление 1800 высоковольтными электродвигателями мощностью до 8МВт, составляет более 80%, или 9,6 млрд кВт. При частотном регулировании одного из трех магистральных агрегатов нефтеперекачивающей станции экономия электроэнергии по сравнению с циклической перекачкой может составить до 1500 МВт•ч в год. Аналогичные расчеты можно провести и для других предприятий нефтегазовой промышленности (ОАО «Газпром», ОАО «Роснефть», ОАО «Лукойл» и т.д.)», — рассказывает кандидат технических наук,  технический директор ООО «ЧЭАЗ-ЭЛПРИ» Александр Шепелин.
Еще одним примером рационализации использования  электроэнергии с помощью ВЧРП является энергетическая отрасль. Это звучит как каламбур, но она является одним из крупнейших потребителей электроэнергии в мире. При этом большая часть используемых механизмов управляется неэффективно и имеет обычно избыточное энергопотребление.
Атомная энергетика является консервативной отраслью по отношению к внедрению нового оборудования, поэтому вопрос о применении регулируемого электропривода здесь встал недавно. При этом существуют очевидные причины необходимости использования регулируемого электропривода на АЭС: потребность в снижении потребления электроэнергии на собственные нужды и обеспечении работы в режимах неполной мощности.
«Расход потребления электроэнергии на собственные нужды энергоблока на различных АЭС ГК «Росатом» находится в пределах от 4,5 до 8,5% от общей генерации, а на аналогичных АЭС в странах Западной Европы и Америки находится в пределах от 4,5 до 5,5% от общей генерации. Снижение потребления электроэнергии на собственные нужды на 2-3% в масштабах всей атомной энергетики РФ приведет к эквивалентному увеличению генерации на 0,7 ГВт электроэнергии, что равносильно строительству нового энергоблока», — рассуждает Александр Шепелин.
Применение регулируемых электроприводов в ГЦНА (реакторном отделении), ПЭН, КЭН (турбинном отделении), ЦН (БНС) создает оптимальные условия для работы энергоблока АЭС в маневренных режимах, в том числе, при суточном изменении нагрузки. Применение ЧРП дает возможность эффективного регулирования, что повышает  надежность оборудования и позволяет существенно экономить электроэнергию (до 40%). Благодаря этому окупится ЧРП довольно быстро: по данным специалистов, средние сроки могут составить от 1,5 до 5 лет — в зависимости от конкретного применения.

Преимущества использования ЧРП
Как уже упоминалось, регулирование работы электропривода влечет за собой заметное снижение затрат на электроэнергию, причем в некоторых ситуациях нерастраченные киловатт-часы превращаются в миллионы рублей. Однако на этом перечень преимуществ такой системы не заканчивается.
Применение ЧРП поможет сократить расходы на профилактический и капитальный ремонт оборудования. Ярким примером здесь может служить работа скважинного насоса, обеспечивающего водоснабжение жилого комплекса или предприятия. Потребность таких зданий или организаций в воде неодинакова и в течение суток может изменяться в несколько раз. Если в таких условиях насос постоянно будет работать на максимальных режимах, это приведет к повышенному числу пусков-остановок, броскам давления в системе и, как следствие, преждевременному выходу насоса из строя.  Оптимизация работы механизма с помощью преобразования частоты электрического тока способна заметно продлить жизнь насоса или любого другого прибора, оснащенного электродвигателем. К тому же, плавное регулирование скорости вращения электродвигателя во многих случаях позволяет отказаться от использования редукторов, вариаторов, дросселей и другой регулирующей аппаратуры, что значительно упрощает управляемую механическую систему, повышает ее надежность и снижает эксплуатационные расходы.
Кроме всего прочего, ЧРП может стать одним из элементов комплекса по автоматизации работы станка или любого другого механизма, что вновь повлечет за собой  экономию денежных средств за счет снижения фонда заработной платы обслуживающего и дежурного персонала и исключение влияния «человеческого фактора» на работу системы.