ТОП 10:

Економічна ефективність частотно-регульованого електропривода



 

Одним із ефективних напрямів енергозбереження є регулювання технологічних параметрів за допомогою електропривода. До таких параметрів відноситься тиск у водопровідних мережах і в системах вентиляції, швидкість переміщення матеріалів транспортерами тощо. Робота таких систем характеризується нерівномірністю спо-живання води, теплової енергії, повітря на протязі доби в залежнос-ті від природних умов та пори року. За таких умов електропривод повинен забезпечити таке регулювання, яке забезпечувало би міні-мальне електроспоживання або підвищувало би економічність тех-нологічного процесу. Розглянемо способи реалізації деяких таких технологій.

Електроприводи відцентрових помп. Зазвичай, помпи мають нерегульований електропривод. Регулювання подачі здійснюють за-сувкою на напірному трубопроводі. Можна регулювати витрату і зміною кутової швидкості помпи.

Для порівняння цих способів регулювання на рис.12.3 наведено у відносних одиницях: 1 – характеристика помпи при номінальній швидкості , яка побудована за рівнянням

 

, (12.18)

 

де – напір помпи при витраті і ; С – конструк-тивний коефіцієнт помпи; 2 – характеристика магістралі, яка побу-дована за рівнянням

, (12.19)

 

де – статичний напір при закритій засувці; – коефіцієнт опо-ру магістралі. Точка перетину цих характеристик визначає робочу точку помпи. Точка А на рис.12.3 відповідає номінальному режиму роботи.

У номінальному режимі помпа споживає потужність, яка згідно (6.4) пропорційна площі прямокутника ADOE. Щоби зменшити витрату, наприклад, до 0,6 , задвижку прикривають, що при-зводить до збільшення коефіцієнта опору магістралі R і згідно (12.19) зміниться характеристика магістралі. Робочою точкою стане точка B і споживана помпою потужність буде пропорційна площі прямокутника BKOF, яка майже не відрізняється від площі прямо кутника ADOE.

Таку ж витрату можна забезпе-чити зміною швидкості обертання помпи (крива 4 на рис.12.3) і робочою точкою стане точка C, бо характеристика магістралі не змі-ниться. При цьому помпа споживатиме потужність пропорційну площі прямокутника CLOF, яка майже у два рази менша площі прямокутника BKOF.

З рис.12.3 видно, що зі збільше-нням статичного напору ефек-тивність частотного керування зменшується. В [9] наведені формули для визначення активної потужності, яку споживає асинхронний двигун при дросельному і частотному регулюванні витрати помпи.

Електропривод відцентрових вентиляторів. За використанням в промисловості вентилятори займають друге місце після помп. Во-ни працюють на мережу без протиску, внаслідок чого момент стати-чного опору на валу двигуна пропорційний квадрату швидкості (формула 1.11), а споживана потужність без врахування втрат на тертя у підшипниках пропорційна – кубу швидкості .

Регулювати витрату вентиляторів можна:

Ø поворотом лопаток направляючого апарата;

Ø шибером (дроселюванням) на напірній магістралі;

Ø швидкістю обертання.

При змінні кута повороту лопаток змінюється переріз вхідного каналу і відповідно змінюється характеристика вентилятора, при цьому ККД вентилятора суттєво знижується. Системи автоматично-го регулювання витрати зміною положення лопаток використо-вують дуже рідко із-за складності конструкцій і низької надійності.

Регулювання витрати вентилятора дроселюванням аналогічне ре-гулюванню витрати дроселюванням помпи. Залежності споживаної потужності від витрати при дроселюванні і змінні швидкості будуть такими же, як і для помпи (рис.12.3). Отже, споживана потужність при частотному регулюванні асинхронного двигуна вентилятора значно нижча, ніж при регулюванні шибером при всіх значеннях витрати, менших від номінальної.

Електроприводи транспортерів.Рух стрічці транспортера пе-редається, зазвичай, від АД через редуктор і приводний барабан. Потужність, яку споживає двигун,

 

, (12.20)

 

де і – відповідно зусилля, необхідні для переміщення ванта-жу і стрічки; – швидкість стрічки, – продуктивність транспортера, і – ККД двигуна і передачі.

З (12.20) слідує, що при зниженні продуктивності ефективність роботи транспортера зменшується, бо збільшується доля потужно-сті, яка витрачається на переміщення стрічки. Тому, доцільно при зміні змінювати швидкість стрічки так, щоби зусилля було сталим. При такому регулюванні при зменшенні одночасно буде зменшуватися і потужність, яка витрачається на переміщення стріч-ки.

Наявний досвід показує, що за плавного регулювання лінійної швидкості стрічки за допомогою частотно-регульованого електро-приводу електроспоживання знижується на 20…38% у порівнянні з нерегульованим електроприводом.

Особливістю частотно-регульованого електропривода помп, вен-тиляторів, транспортерів та інших механізмів з тривалим режимом роботи є необхідність використання АД з незалежною вентиляцією, щоби при понижених швидкостях не змінювались умови охолодже-ння,а відтак і момент двигуна.

Електропривод ліфтів. В даний час в якості електропривода па-сажирських та вантажних ліфтів використовують двошвидкісні АД, в основному, зі швидкостями 1000/250об/хв. для забезпечення точ-ної зупинки. Щоби дещо зменшити динамічні навантаження на еле-менти ліфта як при пуску, так і при переході на понижену швид-кість перед зупинкою, на ведучому валу розташовують маховик, що збільшує момент інерції привода.

Заміна, наприклад, двошвидкісного двигуна потужністю 3 кВт частотно-регульованим потужністю 2,2 кВт і номінальною швидкіс-тю 1000об/хв. дає зменшення моменту інерції з до за рахунок зменшення моменту інерції двигуна з до і відмови від маховика. Це дає зменшення енергоспоживання на 0,757 кВт на годину за рахунок збільшення циклового ККД з 0,46 до 0,79.

Використання частотно-регульованого АД, крім того, дозволяє підвищити показники комфортності (рівномірне прискорення і галь-мування) за рахунок керування перехідними процесами. Це також зменшує динамічні навантаження на елементи ліфта, що продовжує їх строк служби.

 

 

Контрольні запитання і задачі

 

1. Які є шляхи економії електроенергії при використанні асинх-ронного електропривода?

2. Від чого залежить ККД асинхронних двигунів?

3. Які складові визначають ККД частотно-регульованого асинх-ронного електропривода?

4. За якої умови доцільно використовувати засоби обмеження холостого ходу асинхронного двигуна?

5. Визначити змінну складову втрати енергії при змінні швидко-сті від до , якщо приведений мо-мент інерції , і .

6. Яка точка визначає усталений режим роботи помпи?

7. Чи зміниться споживана електроприводом помпи потужність, якщо витрату помпи зменшити дроселюванням у два рази?

8. Який спосіб регулювання витрати потужних вентиляторів є найбільше економічним?

9. Яким є найбільш економічний спосіб регулювання продуктив-ності стрічкових транспортерів?

10. Якщо приведений момент інерції привода зменшити у два рази, то чи зміниться втрата енергії за час пуску двигуна за умови ?


Розділ 13

 







Последнее изменение этой страницы: 2017-02-21; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 34.204.202.44 (0.004 с.)