ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ ЧАСТОТНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Холматов Бехзоджон Баходирович
Андижанский машиностроительный институт

Аннотация
Рассматриваются способы энерго-сбережения в дымососах с использованием частотно-регулируемого асинхронного электропривода с преобразователями частоты, частота и напряжения регулируется по закону академика М.П. Костенко, что значительно позволяет экономить энергию во всем диапазоне регулирования частоты.

Ключевые слова: , , , , ,


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Холматов Б.Б. Повышение энергоэффективности асинхронного двигателя за счет применения частотных преобразователей // Современные научные исследования и инновации. 2022. № 2 [Электронный ресурс]. URL: https://web.snauka.ru/issues/2022/02/97649 (дата обращения: 23.02.2024).

С целью препятствия движению газов в топке паровых котлов большой мощности образуется низкая сила давления и эту задачу выполняет дымосос.
В настоящее время управление этим процессом выполняется посредством выпрямления скорости асинхронного двигателя дымососов, т.е. используются частотные преобразователи [1].

В рисунке 1 описана схема управления скоростью дымососа частотно-регулируемым асинхронным электроприводом с высоковольтным преобразователем частоты типа ВПЧА.
В рисунке 1 приняты следующие обозначения: А – асинхронный мотор, СД – сетевой дроссель, Е – выпрямитель, Ф1 и Ф2 – фильтры, И – инвертор, СУ – система управления, ПУ – пульт управления, АСУ – автоматическая система управления Тдат –тумпература датчик.
Номинальная мощность асинхронного двигателя дымососа в 1-блоке ТЭС сотавляет 5000 кВт, его тип 4АРМ-5000/6000УХЛ4 и имеет следующие номинальные характеристики: РН = 5000 кВт, UH = 6 кВ, nH = 2982 об/мин, G = 10050кг, I1 = 548 А, s= 0,6, ФИК = 97,5, коэффициент мощности , bH = 2,2, bП = 0,9, IП = 5,7*I1, MH = 5000/312,1 = 16 кHм, S = 5000/(0?975*) = 5700 кВА.

Рис. 1. Функциональная схема частотно-регулируемым асинхронным электроприводом с высоковольтным преобразователем частоты типа ВПЧА

С помощью формулы Клосса рассчитаем механические характеристики асинхронного двигателя дымососа, скорость которого выпрямляется посредством регулирования [2]

      (1)

при этом  номинальное значение напряжения статора, sкр – критическое значение сползания в номинальном режиме, т.е. когда частота напряжения составляет .
В рисунке 2 приведена механическое описание механические характеристики асинхронного двигателя дымососа, скорость которого выпрямляется посредством регулирования. Для значений 30, 40 и 50 частоты механические характеристики асинхронного двигателя построены для двух законов управления частотой: первый – это пропорциональный закон, при этом управление частотой осуществляется по следующей формуле

      (2)

при этом номинальное значение напряжения статора. В рисунке 2 (1) механические характеристики построены на основе этого закона управления частотой. Из характеристик видно, что напряжение, идущее в ротор статора, зависит только от значения частоты и не зависит от момента загрузки, что является основным недостатком закона.
По второму закону подсчет напряжения, связанного с частотой, осуществляется по следующей формуле

     (3)

при этом номинальное значение момента стоикизации. Во втором рисунке (2) механические описания построены по этому закону управления частотой. Из описаний видно, что в связи с тем, что напряжение, передаваемое ротору статора зависит от показателя частоты и момента загрузки, уровень загрузки двигателя по мотору в отношении интервала выпрямления частоты остается неизменным и он равен показателя, приведенному в паспорте асинхронного двигателя. Этот закон называется законом акад. М.П. Костенко.

Рис. 2. Механические характеристики асинхронного двигателя дымососа, скорость которого выпрямляется посредством регулирования; управление частотой на основе пропорционального закона (1) и закона акад. М.П.Костенко (2); МС - момент загрузки дымососа

При управлении скоростью асинхронного двигателя на основе второго закона значение реактивной мощности, потребляемой асинхронным мотором от сети, уменьшится и это, в свою очередь, приводит к уменьшению полной мощности, потребляемой от сети. На основе методике расчета электрических, энергетических и механических показателей, приведенной в [2], рассчитаем эти показатели для различных значений частоты и обеих законов управления частотой, затем отражаем эти данные в таблице 1.

Таблица 1

Показатели асинхронного двигателя
Относительное значение частоты
1-закон
2-закон
1-закон
2-закон
1-закон
2-закон
S, кВА 5700 5700 3663,7 3335 2809 1598
Р, кВт 5130 5130 2692 2692 1309 1309
Q, кВАр 2485 2485 2485 1907 2485 896

На основе значений, приведенных в таблице, строим описание изменений полной, активной и реактивной мощности асинхронного двигателя дымососа в зависимости от частоты для обоих законов управления частотой. (см. рис. 3).

Рис. 3. Характеристика изменений полной, активной и реактивной мощности асинхронного двигателя дымососа в зависимости от частоты на основе пропорционального закона (1) и закона акад. М.П.Костенко (2)

Анализ показывает, что в выпрямлении скорости асинхронного двигателя дымососа в результате применения закона академика М.П.Костенко частота асинхронного двигателя при значениях f = 40 Гц и f = 40 Гц уменьшилось потребление реактивной мощности от сети на 23% и 64%. В результате полная мощность потребляемой двигателем от сети снизилась на 8,9% и 43% соответственно.


Библиографический список
  1. Москаленко В.В. Системы автоматизированного управления электропривода/ В.В. Москаленко. – М.: ИНФРА-М, 2004. -248с.
  2. Бураславский И.Я. Энергосберегающий асинхронный электропривод/ И.Я. Бураславский. – М.: Академия, 2004. -320с.
  3. Сыромятников И.А. Режимы Работы асинхронных и синхронных двигателей/ И.А. Сыромятников. -М.: Энергоатомиздат, 1984.- 240с.


Количество просмотров публикации: Please wait

Все статьи автора «Режабов Зайлобиддин Маматович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
  • Регистрация