Obliczenie zużycia energii elektrycznej przez silnik sterowany falownikiem

Witam,
czy posiadając pomiar natężenia prądu oraz jego częstotliwość mierzoną za falownikiem jestem w stanie oszacować zużycie energii elektrycznej przez ten silnik? Silnik służy do napędu pompy. Jeśli tak, to w jaki sposób?

Falownik zasilany z sieci 3f równomiernie obciąża wszystkie 3 fazy. Co więcej - jego cosinus fi wynosi w przybliżeniu 1. Stąd U*I przed falownikiem (z pominięciem cos) i masz moc jaką pobiera napęd - moc pobierana na zasilenie samego falownika jest znikomo mała w porównaniu z np. silnikiem o mocy kilkudziesięciu kW. A i to jest do oszacowania - wystarczy wyznaczyć moc pobieraną przez falownik gdy silnik nie pracuje.

Jako ciekawostka: kilka miesięcy temu we Wrocławiu na jednym z basenów wykonano eksperyment. Pompy obiegowe basenu (zasilane do tej pory z sieci) zasilono przez falowniki skonfigurowane w taki sposób, aby obniżały częstotliwość pracy w godzinach nocnych (basen zamknięty). Efekt - potężna obniżka rachunku za prąd (liczona w dziesiątkach tysięcy zł!!!). Układ pomiarowy zainstalowany był właśnie przed każdym z falowników (analizatory jakości zasilania z rejestratorami).

Tak, wiem. Jednak posiadam natężenie prądu płynącego przez silnik pompy - czyli za falownikiem. Prąd ten zmienia się w czasie w zależności od częstotliwości zasilania. Moje pytanie dotyczy możliwości obliczenia zużycia energii elektrycznej z podanych danych. Z tego co wiem to P=pierw(3)*U*I*cos(fi). Czy po zmianie częstotliwości U jest dalej równe 400V?

Oczywiście, że możesz. Jednak znacznie prostszym sposobem jest pomiar (lub obliczanie) mocy przed falownikiem.

arthur84 napisał:

Prąd ten zmienia się w czasie w zależności od częstotliwości zasilania.

Zarówno pomiar przed jak i za falownikiem daje Ci wartość mocy "chwilowej" pobieranej przez pompę pracującą z konkretną częstotliwością w momencie pomiaru.

arthur84 napisał:

Czy po zmianie częstotliwości U jest dalej równe 400V?

Nie. A jak zmienia się to napięcie to zależy już tylko od modelu falownika i jego nastaw. Jest wiele modeli matematycznych sterowania silnikami.

Poniżej jest filmik prezentujący falownik VACON. Zwróć uwagę na odczyty napięcia i prądu podczas zmian częstotliwości.

Wiec czy dysponując pomiarem częstotliwości i natężenia prądu pompy, mogę obliczyć moc chwilową?

arthur84 napisał:

Wiec czy dysponując pomiarem częstotliwości i natężenia prądu pompy, mogę obliczyć moc chwilową?

Zerknij tutaj.

cos fi mam

Dodano po 1 [godziny] 10 [minuty]:

z tego co widąć na filmiku to wraz z obniżeniem częstotliwości spada napięcie natomiat natężenie zmienia sie w niewielkim stopniu. W moim przypadku wraz ze spadkiem f spada I.

Większość nowoczesnych falowników ma możliwość odczytania poboru mocy. Wystarczy przemnożyć przez czas i mamy energię.
Podaj typ falownika to podpowiem jaki to parametr.

arthur84 napisał:

Czy po zmianie częstotliwości U jest dalej równe 400V?

Jeżeli zmniejszysz częstotliwość to falownik automatycznie zmniejsza napięcie podawane na silnik.
Przy częstotliwości większej niż znamionowej napięcie przeważnie nie jest podbijane.
Jeżeli moment obciążenia oscyluje nieznacznie w górę i wół wokół momentu znamionowego silnika to można zaprogramować falowniki tak, żeby nieznacznie podbijały napięcie. Z reguły to jest kilka wolt.

Do pomiaru prądu najlepiej wykorzystać sam falownik. Rozbudować go o karty wyjść 4-20mA i zaprogramować, żeby przesyłały pomiar do sterownika lub miernika.

Nie wiem jaki to falownik. Nie mam do niego dostępu, dysponuję jedynie takimi danymi jak częstotliwość i natężenie prądu w pewnym przedziale czasu. Czy można za ich pomocą oszacować zużycie energii? Można skorzystać ze wzoru P=1,73*U*I*cosfi ? Rozumiem, że U tutaj nie będzie 400V.

Niektóre falowniki mają parametr z którego można odczytać ilość zużytej energii, bez wykonywania żadnych obliczeń (wartość podana w kWh).

jak już pisałem. Nie mam takiej możliwości...

Jak już tak bardzo chcesz zmierzyć energię elektryczną jaką pobiera silnik to zastosuj licznik energii elektrycznej. Wepnij go między silnik i falownik. Będziesz wiedział ile silnik pobiera energii. Tak naprawdę to powinieneś mierzyć pobór energii całego napędu (falownik z silnikiem), a nie tylko silnika.

arthur84 napisał:

P=1,73*U*I*cosfi ?

Nie można ze względu na dużą ilość wyższych harmonicznych w obwodzie falownik - silnik. Licząc metodą dla prądu zmiennego wynik może posiadać błąd dochodzący nawet do 20%.

INTOUCH napisał:

Jak już tak bardzo chcesz zmierzyć energię elektryczną jaką pobiera silnik to zastosuj licznik energii elektrycznej. Wepnij go między silnik i falownik. Będziesz wiedział ile silnik pobiera energii. Tak naprawdę to powinieneś mierzyć pobór energii całego napędu (falownik z silnikiem), a nie tylko silnika.

arthur84 napisał:

P=1,73*U*I*cosfi ?

Nie można ze względu na dużą ilość wyższych harmonicznych w obwodzie falownik - silnik. Licząc metodą dla prądu zmiennego wynik może posiadać błąd dochodzący nawet do 20%.

Po takich pomiarach napisz czy wytrzymał falownik czy licznik.

Odnośnie liczenia to lepiej spytaj jak policzyć liczby które jutro wylosują w LOTTO.

jekab napisał:

Po takich pomiarach napisz czy wytrzymał falownik czy licznik.

Zależy jaki licznik i jaki prąd pobiera silnik. Falownik na pewno wytrzyma.