ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ ЧАСТОТНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

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 Т_дат –тумпература датчик.
Номинальная мощность асинхронного двигателя дымососа в 1-блоке ТЭС сотавляет 5000 кВт, его тип 4АРМ-5000/6000УХЛ4 и имеет следующие номинальные характеристики: Р_Н = 5000 кВт, U_H = 6 кВ, n_H = 2982 об/мин, G = 10050кг, I₁ = 548 А, s_H = 0,6, ФИК = 97,5, коэффициент мощности , b_H = 2,2, b_П = 0,9, I_П = 5,7*I₁, M_H = 5000/312,1 = 16 кHм, S = 5000/(0?975*) = 5700 кВА.

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

      (1)

при этом  номинальное значение напряжения статора, s_кр – 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); М_С - 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.

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.

Все статьи автора «Режабов Зайлобиддин Маматович»