Енергозбере́ження за́собами електропри́вода
ПЕРШИЙ ШЛЯХ стосується найпростішого некерованого масового електропривода і полягає в удосконаленні процедури вибору двигуна для конкретної технологічної устави з метою дотримання номінального теплового режиму двигуна при експлуатації.
Постановка задачі — двигун заниженої потужності швидко виходить з ладу, а двигун завищеної потужності перетворює енергію неефективно, тобто з високими питомими втратами в самому двигуні (низький ККД) і в мережі живлення (низький cos φ). Розв'язання задачі не завжди елементарне, часті помилки, а оскільки найпростіших електроприводів мільйони, то можливі великі збитки. У випадках, коли навантаження незмінне, помилки викликані лише низькою кваліфікацією проектувальників (двигун вибирали за діаметром вала). Коли навантаження змінюється, вибір виявляється значно складнішим, що додатково ускладнюється недостатністю вихідної інформації, паспортних і каталожних даних.
В окремих підгалузях промисловості аварійність електродвигунів коливається від 20 до 60 — 70 % на рік, причому зазначені показники відрізняються навіть у випадку однотипних підприємств чи виробництв. Характерно, що при загальному спаді виробництва кількість аварійних відмовлень машин не зменшується, а зростає.
З урахуванням недовантаження електричних машин у нормальному технологічному режимі на 20 — 25 % і зниженні продуктивності в 2,5 — 3 рази, витрати на ремонт двигунів (при 4 000 годин) впритул наближаються до вартості електроенергії, що спожив би двигун за час експлуатації між двома ремонтами за умови, що ціна 1 кВт год знаходиться на рівні 0,13—0,15 грн. З урахуванням транспортних та інших витрат, пов'язаних з аварійним виходом двигунів з ладу, питомі витрати на ремонт наближаються до відповідного показника для нових заводських машин.
ДРУГИЙ ШЛЯХ підвищення масового нерегульованого електропривода — перехід на енергозбережні двигуни і двигуни поліпшеної конструкції, спеціально призначені для роботи з регульованим електроприводом.
В енергозберігаючих двигунах за рахунок збільшення маси активних матеріалів (заліза і міді) підвищені номінальні значення ККД і cos . Енергозберігаючі двигуни використовуються, наприклад, у США, і дають ефект при постійному навантаженні. Доцільність застосування енергозберігаючих двигунів повинна оцінюватися з урахуванням додаткових витрат, оскільки невелике (до 5 %) підвищення номінальних ККД і cos φ досягається за рахунок збільшення маси заліза на 30—35 %, міді на 20—25 %, алюмінію на 10—15 % і в цілому двигуна на 25—30 % відносно звичайних двигунів.
Очікується зміна методик проектування двигунів, що відповідають їх застосуванню в складі саме регульованого електропривода. Насамперед це стосується асинхронного двигуна, для якого відмова від традиційних вимог фіксованої амплітуди і частоти мережі живлення, прямого вмикання в мережу живлення, забезпечення заданої призводить до істотної зміни конструкції і різкого поліпшення характеристик.
- Тенденції напряму
Змінюється методика проектування типів двигунів, розширюється їх номенклатура. Очевидно, варто очікувати різкого, вибухового поліпшення характеристик по-новому спроектованих двигунів для регульованого електропривода, і відповідного коригування вимог до систем керування. Так прогнозується зростання частоти живлення двигунів у регульованому електроприводі до 500—1 000 Гц і вище та зниження індуктивностей .
Спостерігається зростання випуску електропривода із синхронними двигунами зі збудженням від постійних магнітів (так званий безконтактний (ВД) постійного струму). Ці двигуни мають найкращі масогабаритні показники. Серед інших типів двигунів виділимо (англ. Switch Reluctance Motor), розроблений і активно пропонується в останні роки. Як стверджують розробники, його характеристики поліпшені, що в комбінації зі спрощеним силовим перетворювачем дозволяє сподіватися на його масове застосування.
Перспективним є також , що за прогнозами матиме масогабаритні показники, які лежать у проміжку між відповідними рекордними значеннями синхронного й асинхронного двигунів, а за енергетичною ефективністю, можливо, перевершує їх, причому при нижчій вартості. Реактивні вентильні двигуни спрощують схеми комутаторів і якірних обмоток. При оптимізації кута випередження інвертора можна домогтися збільшення моменту і ККД привода. Існує оптимальний в залежності від частоти обертання. Збільшення ККД досягається також за рахунок відповідного скорочування .
ТРЕТІЙ ШЛЯХ полягає в усуненні проміжних передач.
Суть проблеми полягає в тім, що електрична енергія доступна на фіксованій частоті (50 Гц), а механічна енергія потрібна в широкому спектрі частот (швидкостей). Методи, розроблені багато років тому для вирішення цієї проблеми, використовують дорогі системи, двигун чи механічні регулятори.
До складу узагальненої схеми електропривода входять — перетворювач чи механічний регулятор (, ), муфта, редуктор і , що є частиною робочої машини.
ЧЕТВЕРТИЙ ШЛЯХ полягає в економії електроенергії робочими установками і механізмами за рахунок підвищення ефективності виконання технологічного процесу.
Промислові підприємства вимагають підвищення ефективності роботи технологічних устав і механізмів, особливо , які є великими споживачами електричної енергії зі складним . Встановлена потужність окремих шахт складає десятки тисяч кіловат при річному споживанні електроенергії в десятки і навіть сотні мільйонів кіловат-годин, одинична ж потужність окремих машин досягає кількох тисяч кіловат.
Економія електроенергії установками і механізмами за рахунок підвищення ефективності виконання технологічного процесу містить у собі такі основні заходи:
- узгодження режимів роботи установки при зміні навантаження;
- підвищення ККД устави;
- регулювання продуктивності устави;
- виконання оптимальної циклограми й упорядкування графіка навантажень;
- забезпечення нормованого завантаження (для , конвеєрів і т. д.);
- контроль стану технологічної устави;
- застосування нових видів електропривода;
- організаційні заходи.
П'ЯТИЙ ШЛЯХ полягає у виборі раціональних режимів роботи й експлуатації електропривода.
Сюди входять:
- вибір раціонального способу і швидкості електропривода в залежності від технологічних умов роботи машин і механізмів;
- вибір раціонального способу в залежності від характеру зміни навантаження;
- підвищення завантаження робочих машин;
- виключення режиму ;
- зниження напруги на затискачах двигуна;
- мінімізація струму і втрат енергії при зміні навантаження;
- оптимізація динамічних режимів;
- використання синхронної машини як компенсатора реактивної потужності;
- використання акумуляторів енергії.
Необхідність вивчення технологічного режиму робочої машини є основою для можливого комплексу заходів, що забезпечують ефективність енергозбереження. При цьому мова може йти як про регулювання швидкості технологічного агрегату, так і про його . Під терміном «керованість» розуміється можливість зміни параметрів технологічного режиму за рахунок інших методів впливу, у тому числі і найпростіших — періодичних пусків і зупинок.
ШОСТИЙ ШЛЯХ полягає у виборі раціонального типу електропривода для конкретної технологічної устави і переході від нерегульованого електропривода до регульованого. Він припускає виконання таких операцій:
- аналіз технологічного процесу, умов експлуатації і, у результаті, розробка технічних вимог до електропривода;
- вибір перспективних варіантів систем електроприводів, їх техніко-економічне порівняння і вибір раціонального типу електропривода;
- розрахунок системи електропривода, у тому числі встановленої потужності і розробка системи керування;
- розробка конструкторської документації.
Удосконалювання технологічних процесів і автоматизація виробництва пов'язані з застосуванням регульованого електропривода. Застосування регульованого електропривода сприяє вирішенню задач по забезпеченню оптимальних режимів роботи механізмів, зниженню собівартості і підвищенню якості продукції, що випускається, зростанню продуктивності праці, підвищенню ефективності використання енергії, надійності і терміну служби устаткування.
СЬОМИЙ ШЛЯХ полягає в поліпшенні якості електроенергії засобами регульованого електропривода.
Регульований електропривод при роботі впливає на мережу електропостачання, що виражається в зниженні коефіцієнта потужності на вході перетворювача, коливаннях напруги в мережі і спотворенні синусоїдальної форми напруги.
Зниження коефіцієнта потужності збільшує реактивну потужність системи електропостачання, що призводить до додаткових втрат напруги й енергії і вимагає збільшення пропускної здатності її елементів.
В електричних мережах підприємства із сучасним устаткуванням знаходять усе ширше застосування. Питома вага нелінійних навантажень безупинно зростає. В цих умовах рівень вищих гармонік у кривій напруги мережі нерідко досягає 10—15 %.
Посилання
- Енергозбереження засобами промислового електропривода: Навчальний посібник/ Закладний О. М., Праховник А. В., Соловей О.І, — К.Кондор, 2005. — 408 с.
- Електропривод: Начальний посібник /О. М. Закладний, В. В. Прокопенко, О. О. Закладний. — К.: НТУУ «КПІ», 2007 — 316с.
- www.electroprivod.kpi.ua [ 31 січня 2022 у Wayback Machine.]
Ця стаття містить текст, що не відповідає . (вересень 2011) |
Ця стаття не містить . (вересень 2011) |
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Energozbere zhennya za sobami elektropri voda PERShIJ ShLYaH stosuyetsya najprostishogo nekerovanogo masovogo elektroprivoda i polyagaye v udoskonalenni proceduri viboru dviguna dlya konkretnoyi tehnologichnoyi ustavi z metoyu dotrimannya nominalnogo teplovogo rezhimu dviguna pri ekspluataciyi Postanovka zadachi dvigun zanizhenoyi potuzhnosti shvidko vihodit z ladu a dvigun zavishenoyi potuzhnosti peretvoryuye energiyu neefektivno tobto z visokimi pitomimi vtratami v samomu dviguni nizkij KKD i v merezhi zhivlennya nizkij cos f Rozv yazannya zadachi ne zavzhdi elementarne chasti pomilki a oskilki najprostishih elektroprivodiv miljoni to mozhlivi veliki zbitki U vipadkah koli navantazhennya nezminne pomilki viklikani lishe nizkoyu kvalifikaciyeyu proektuvalnikiv dvigun vibirali za diametrom vala Koli navantazhennya zminyuyetsya vibir viyavlyayetsya znachno skladnishim sho dodatkovo uskladnyuyetsya nedostatnistyu vihidnoyi informaciyi pasportnih i katalozhnih danih V okremih pidgaluzyah promislovosti avarijnist elektrodviguniv kolivayetsya vid 20 do 60 70 na rik prichomu zaznacheni pokazniki vidriznyayutsya navit u vipadku odnotipnih pidpriyemstv chi virobnictv Harakterno sho pri zagalnomu spadi virobnictva kilkist avarijnih vidmovlen mashin ne zmenshuyetsya a zrostaye Z urahuvannyam nedovantazhennya elektrichnih mashin u normalnomu tehnologichnomu rezhimi na 20 25 i znizhenni produktivnosti v 2 5 3 razi vitrati na remont dviguniv pri 4 000 godin vpritul nablizhayutsya do vartosti elektroenergiyi sho spozhiv bi dvigun za chas ekspluataciyi mizh dvoma remontami za umovi sho cina 1 kVt god znahoditsya na rivni 0 13 0 15 grn Z urahuvannyam transportnih ta inshih vitrat pov yazanih z avarijnim vihodom dviguniv z ladu pitomi vitrati na remont nablizhayutsya do vidpovidnogo pokaznika dlya novih zavodskih mashin DRUGIJ ShLYaH pidvishennya masovogo neregulovanogo elektroprivoda perehid na energozberezhni dviguni i dviguni polipshenoyi konstrukciyi specialno priznacheni dlya roboti z regulovanim elektroprivodom V energozberigayuchih dvigunah za rahunok zbilshennya masi aktivnih materialiv zaliza i midi pidvisheni nominalni znachennya KKD i cos Energozberigayuchi dviguni vikoristovuyutsya napriklad u SShA i dayut efekt pri postijnomu navantazhenni Docilnist zastosuvannya energozberigayuchih dviguniv povinna ocinyuvatisya z urahuvannyam dodatkovih vitrat oskilki nevelike do 5 pidvishennya nominalnih KKD i cos f dosyagayetsya za rahunok zbilshennya masi zaliza na 30 35 midi na 20 25 alyuminiyu na 10 15 i v cilomu dviguna na 25 30 vidnosno zvichajnih dviguniv Ochikuyetsya zmina metodik proektuvannya dviguniv sho vidpovidayut yih zastosuvannyu v skladi same regulovanogo elektroprivoda Nasampered ce stosuyetsya asinhronnogo dviguna dlya yakogo vidmova vid tradicijnih vimog fiksovanoyi amplitudi i chastoti merezhi zhivlennya pryamogo vmikannya v merezhu zhivlennya zabezpechennya zadanoyi prizvodit do istotnoyi zmini konstrukciyi i rizkogo polipshennya harakteristik Tendenciyi napryamu Zminyuyetsya metodika proektuvannya tipiv dviguniv rozshiryuyetsya yih nomenklatura Ochevidno varto ochikuvati rizkogo vibuhovogo polipshennya harakteristik po novomu sproektovanih dviguniv dlya regulovanogo elektroprivoda i vidpovidnogo koriguvannya vimog do sistem keruvannya Tak prognozuyetsya zrostannya chastoti zhivlennya dviguniv u regulovanomu elektroprivodi do 500 1 000 Gc i vishe ta znizhennya induktivnostej Sposterigayetsya zrostannya vipusku elektroprivoda iz sinhronnimi dvigunami zi zbudzhennyam vid postijnih magnitiv tak zvanij bezkontaktnij VD postijnogo strumu Ci dviguni mayut najkrashi masogabaritni pokazniki Sered inshih tipiv dviguniv vidilimo angl Switch Reluctance Motor rozroblenij i aktivno proponuyetsya v ostanni roki Yak stverdzhuyut rozrobniki jogo harakteristiki polipsheni sho v kombinaciyi zi sproshenim silovim peretvoryuvachem dozvolyaye spodivatisya na jogo masove zastosuvannya Perspektivnim ye takozh sho za prognozami matime masogabaritni pokazniki yaki lezhat u promizhku mizh vidpovidnimi rekordnimi znachennyami sinhronnogo j asinhronnogo dviguniv a za energetichnoyu efektivnistyu mozhlivo perevershuye yih prichomu pri nizhchij vartosti Reaktivni ventilni dviguni sproshuyut shemi komutatoriv i yakirnih obmotok Pri optimizaciyi kuta viperedzhennya invertora mozhna domogtisya zbilshennya momentu i KKD privoda Isnuye optimalnij v zalezhnosti vid chastoti obertannya Zbilshennya KKD dosyagayetsya takozh za rahunok vidpovidnogo skorochuvannya TRETIJ ShLYaH polyagaye v usunenni promizhnih peredach Sut problemi polyagaye v tim sho elektrichna energiya dostupna na fiksovanij chastoti 50 Gc a mehanichna energiya potribna v shirokomu spektri chastot shvidkostej Metodi rozrobleni bagato rokiv tomu dlya virishennya ciyeyi problemi vikoristovuyut dorogi sistemi dvigun chi mehanichni regulyatori Do skladu uzagalnenoyi shemi elektroprivoda vhodyat peretvoryuvach chi mehanichnij regulyator mufta reduktor i sho ye chastinoyu robochoyi mashini ChETVERTIJ ShLYaH polyagaye v ekonomiyi elektroenergiyi robochimi ustanovkami i mehanizmami za rahunok pidvishennya efektivnosti vikonannya tehnologichnogo procesu Promislovi pidpriyemstva vimagayut pidvishennya efektivnosti roboti tehnologichnih ustav i mehanizmiv osoblivo yaki ye velikimi spozhivachami elektrichnoyi energiyi zi skladnim Vstanovlena potuzhnist okremih shaht skladaye desyatki tisyach kilovat pri richnomu spozhivanni elektroenergiyi v desyatki i navit sotni miljoniv kilovat godin odinichna zh potuzhnist okremih mashin dosyagaye kilkoh tisyach kilovat Ekonomiya elektroenergiyi ustanovkami i mehanizmami za rahunok pidvishennya efektivnosti vikonannya tehnologichnogo procesu mistit u sobi taki osnovni zahodi uzgodzhennya rezhimiv roboti ustanovki pri zmini navantazhennya pidvishennya KKD ustavi regulyuvannya produktivnosti ustavi vikonannya optimalnoyi ciklogrami j uporyadkuvannya grafika navantazhen zabezpechennya normovanogo zavantazhennya dlya konveyeriv i t d kontrol stanu tehnologichnoyi ustavi zastosuvannya novih vidiv elektroprivoda organizacijni zahodi P YaTIJ ShLYaH polyagaye u vibori racionalnih rezhimiv roboti j ekspluataciyi elektroprivoda Syudi vhodyat vibir racionalnogo sposobu i shvidkosti elektroprivoda v zalezhnosti vid tehnologichnih umov roboti mashin i mehanizmiv vibir racionalnogo sposobu v zalezhnosti vid harakteru zmini navantazhennya pidvishennya zavantazhennya robochih mashin viklyuchennya rezhimu znizhennya naprugi na zatiskachah dviguna minimizaciya strumu i vtrat energiyi pri zmini navantazhennya optimizaciya dinamichnih rezhimiv vikoristannya sinhronnoyi mashini yak kompensatora reaktivnoyi potuzhnosti vikoristannya akumulyatoriv energiyi Neobhidnist vivchennya tehnologichnogo rezhimu robochoyi mashini ye osnovoyu dlya mozhlivogo kompleksu zahodiv sho zabezpechuyut efektivnist energozberezhennya Pri comu mova mozhe jti yak pro regulyuvannya shvidkosti tehnologichnogo agregatu tak i pro jogo Pid terminom kerovanist rozumiyetsya mozhlivist zmini parametriv tehnologichnogo rezhimu za rahunok inshih metodiv vplivu u tomu chisli i najprostishih periodichnih puskiv i zupinok ShOSTIJ ShLYaH polyagaye u vibori racionalnogo tipu elektroprivoda dlya konkretnoyi tehnologichnoyi ustavi i perehodi vid neregulovanogo elektroprivoda do regulovanogo Vin pripuskaye vikonannya takih operacij analiz tehnologichnogo procesu umov ekspluataciyi i u rezultati rozrobka tehnichnih vimog do elektroprivoda vibir perspektivnih variantiv sistem elektroprivodiv yih tehniko ekonomichne porivnyannya i vibir racionalnogo tipu elektroprivoda rozrahunok sistemi elektroprivoda u tomu chisli vstanovlenoyi potuzhnosti i rozrobka sistemi keruvannya rozrobka konstruktorskoyi dokumentaciyi Udoskonalyuvannya tehnologichnih procesiv i avtomatizaciya virobnictva pov yazani z zastosuvannyam regulovanogo elektroprivoda Zastosuvannya regulovanogo elektroprivoda spriyaye virishennyu zadach po zabezpechennyu optimalnih rezhimiv roboti mehanizmiv znizhennyu sobivartosti i pidvishennyu yakosti produkciyi sho vipuskayetsya zrostannyu produktivnosti praci pidvishennyu efektivnosti vikoristannya energiyi nadijnosti i terminu sluzhbi ustatkuvannya SOMIJ ShLYaH polyagaye v polipshenni yakosti elektroenergiyi zasobami regulovanogo elektroprivoda Regulovanij elektroprivod pri roboti vplivaye na merezhu elektropostachannya sho virazhayetsya v znizhenni koeficiyenta potuzhnosti na vhodi peretvoryuvacha kolivannyah naprugi v merezhi i spotvorenni sinusoyidalnoyi formi naprugi Znizhennya koeficiyenta potuzhnosti zbilshuye reaktivnu potuzhnist sistemi elektropostachannya sho prizvodit do dodatkovih vtrat naprugi j energiyi i vimagaye zbilshennya propusknoyi zdatnosti yiyi elementiv V elektrichnih merezhah pidpriyemstva iz suchasnim ustatkuvannyam znahodyat use shirshe zastosuvannya Pitoma vaga nelinijnih navantazhen bezupinno zrostaye V cih umovah riven vishih garmonik u krivij naprugi merezhi neridko dosyagaye 10 15 PosilannyaEnergozberezhennya zasobami promislovogo elektroprivoda Navchalnij posibnik Zakladnij O M Prahovnik A V Solovej O I K Kondor 2005 408 s Elektroprivod Nachalnij posibnik O M Zakladnij V V Prokopenko O O Zakladnij K NTUU KPI 2007 316s www electroprivod kpi ua 31 sichnya 2022 u Wayback Machine Cya stattya mistit tekst sho ne vidpovidaye enciklopedichnomu stilyu Bud laska dopomozhit udoskonaliti cyu stattyu pogodivshi stil vikladu zi stilistichnimi pravilami Vikipediyi Mozhlivo mistit zauvazhennya shodo potribnih zmin veresen 2011 Cya stattya ne mistit posilan na dzherela Vi mozhete dopomogti polipshiti cyu stattyu dodavshi posilannya na nadijni avtoritetni dzherela Material bez dzherel mozhe buti piddano sumnivu ta vilucheno veresen 2011