CC BY
29УДК 621.313
Худаяров М.Б., Саъдуллаев А.Б., Бобоназаров Б.А., Узаков Н.Ч., Сайдуллаев А.Т.
АСИНХРОН МОТОРЛАРИНИ БОШЦАРИШДА ФОЙДАЛАНИЛАДИГАН ЧАСТОТА УЗГАРТИРГИЧЛАРНИНГ ИШ САМАРАДОРЛИГИНИ ОШИРИШ
Худаяров М.Б - т.ф.д., профессор (Тошкент давлат техника университети); Саъдуллаев А.Б. - ф.-м.ф.н., доцент; Бобоназаров Б.А. - катта укитувчи; Узаков Н.Ч., Сайдуллаев А.Т. - магистрантлар (КдрМИИ)
В статье приведены результаты исследования влияния преобразования частоты и управления скорости вращательного движения асинхронных двигателей на технико-экономические показатели систем. Определены оптимальные режимы работы асинхронных двигателей при различных значениях скорости вращательного движения
Ключевые слова: асинхронный двигатель, преобразователь частоты, технология энергосбережения, вентилятор, насос, фазное напряжение, фазный ток, активная и реактивная мощность, выходное напряжение и частота преобразователя частоты.
The article presents the results of the study of the effect of frequency conversion and control of the rotational speed of induction motors on the technical and economic indicators of systems. The optimal modes of operation of asynchronous motors at various values of the rotational speed have been determined.
Keywords: asynchronous motor, frequency converter, energy saving technology, fan, pump, phase voltage, phase current, active and reactive power, output voltage and frequency of the frequency converter.
Кириш. Энергия тежамкор ва иктисодий самарадор технологияларни ишлаб чикариш саноатида кулланилиши сохасида олиб борилган тадкикот ишларининг натижалари шуни курсатмокдаки, асинхрон моторларнинг айланиш частотасини ростлаш амалий жихатидан мухим эксплуатацион ахамият касб этади ва долзарб масалалардан хисобланади [1,3]. Илмий- тадкикот ишларининг натижаларидан маълумки, замонавий ишлаб чикариш саноатининг турли сохаларида асинхрон моторларининг айланиш тезлигини узгартирилиши электр курилмаларини ишга тушириш токини текис узгаришига ва хизмат муддатини узайишига, тизимнинг иктисодий самарадорлигини ошишига, энергия тежамкорлигига ижобий таъсирлари кузатилган [5,7]. Ушбу сохада кейинги вактларда олиб борилаётган, энергия тежамкор технологиялар сифатида киска туташтирилган асинхрон электр моторларининг иш режимларини бошкаришда частотани узгартириш курилмаларини самарали куллашга багишланган тадкикот ишларининг натижалари шуни курсатдики, электр энергияси истеъмолини камайишини, автоматлаштирилиш даражаси ва курилмаларни ишлатиш кулайлигини хамда технологик жараёнларнинг сифатини оширилишини таъминловчи частотани узгартириш курилмалари сифатида асосан яримутказгичли асбоблар асосида тайёрланган частота узгартиргичлар кулланилмокда [8,9]. Шу асос билан илмий -тадкикот объекти сифатида куввати 500 кВт, кучланиши 1000 В гача булган бир неча минглаб асинхрон электр моторлари ишлатилиб келинаётган нефть ва газ саноатининг ишлаб чикариш корхоналари танланди. Ушбу саноат корхоналарида частота узгартиргичлар технологик ишлаб чикариш жараёнларда фойдаланиладиган вентилятор ва насослар учун ёрдамчи курилма сифатида кулланилади.
Тажрибанинг максади, вазифалари ва услубиёти. Тадкикот ишида яримутказгичли электрон асбоблар асосида тайёрланган частота узгартиргич ёрдамида нефть ва газ ишлаб чикариш саноатида ишлатилаётган асинхрон моторларнинг айланма харакат тезлигини узгартириш оркали оптимал иш режимларини ташкил этиш ва иктисодий самарадорлигини асослаш асосий максад килиб олинди. Тадкикот ишини бажарилишида частотани ростлаш оркали асинхрон моторнинг айланма хдракат тезлигини бошкариш услубидан фойдаланилди.
Тажриба натижалари. Маълумки, асинхрон электр моторлари реактив кувват истеъмолчиси хисобланади. Частота узгартириш курилмалари оркали асинхрон электр моторларини бошкаришда электр моторни реактив кувват билан таъминлаш талаб этилади.
Частота узгартиргич курилмалари тармокдан олган актив кувват асосида асинхрон мотор учун реактив кувват ишлаб чикаради. Частота узгартиргичларнинг шу тарика ишлаш принципи буйича "Шуртан" НГ^ЧБ объектларининг ишчи курилмаларида олиб борилган экспериментал тадкикотлар асосида куйидаги натижалар олинди. "Шуртан" НГ^ЧБ объектлари курилмаларида урнатилган асинхрон электр моторларини бошкариш учун фойдаланилаётган частота узгартиргичларнинг киришидаги параметрларининг курсаткичлари 1-жадвалда келтирилган.
1-жадвал
Асинхрон электр моторларини бошкаришда частота узгартиргичларнинг кириш
параметрлари
№ Частота узгартиргич урнатилган курилма Кириш параметрлари
иа (В) иь (В) ис (В) 1а (А) 1ь (А) 1с (А)
1 СТваК Н-4 110 кВт 237,7 237,7 238,4 31,6 53,1 53,8
2 ^озонхона-1 Д-1 75 кВт 237,7 237,7 238,4 59,2 53,8 53,1
3 ^озонхона-1 Д-2 75 кВт 237,7 237,7 238,4 35,8 35 42
4 ^озонхона-1 В-1 45 кВт 237,7 237,7 238,4 24,1 25,4 28,9
5 ^озонхона-1 В-2 45 кВт 237,7 237,7 238,4 16,5 17 21,1
6 ^озонхона-1 Д-4 75 кВт 235,6 236,5 236,4 10,9 11,9 11,9
7 ^озонхона-1 В-4 45 кВт 235,6 236,5 236,4 14,7 15,4 15,8
8 ^озонхона-1 ТН-4 55 кВт 235,6 236,5 236,4 43,6 54,2 54,5
9 ^озонхона-1 ТН-3 55 кВт 235,6 236,5 236,4 53,6 53,6 55,1
10 ^озонхона-2 ТН-3 55 кВт 238 238 236 53 54 61
11 ^озонхона-2 Д-3 75 кВт 236 236,1 236,8 14,5 16 13,7
12 ^озонхона-2 В-3 45 кВт 236 236,1 236,8 16 14,7 14,6
13 ^озонхона-2 Д-1 75 кВт 238,8 238,2 237 15,1 14,3 13,9
14 ^озонхона-2В-1 45 кВт 238,8 238,2 237 16 16,2 15,3
Олинган экспериментал тадкикот натижаларини таккослаш оркали тизимларнинг техник ва иктисодий курсаткичларини бах,олаш максадида "Шуртан" НГ^ЧБ объектлари курилмаларида урнатилган асинхрон электр моторларини бошкариш учун фойдаланилаётган частота узгартиргичларнинг чикиш параметрлари 2-жадвалда келтирилди.
2-жадвал
Асинхрон электр моторларини бошкаришда частота узгартиргичларнинг чикиш
параметрлари
№ Частота узгартиргич урнатилган курилма Чикиш параметрла эи
Рч (кВт) 1ч (А) ^ (В) £, (Гц) 1ак (А) Sч (КВА) Qч (кВар)
1 СТ ва К Н-4, 110 кВт 24,6 78,2 255 34,33 55,3 34,54 24,24
2 Козонхона-1 Д-1, 75 кВт 38,3 84,2 329 43,8 67,1 47,92 28,80
3 Козонхона-1 Д-2, 75 кВт 25,3 64,5 306 40,2 48,9 34,15 22,93
4 Козонхона-1 В-1, 45 кВт 17,5 52,4 266 35,24 36,3 24,11 16,59
5 Козонхона-1 В-2, 45 кВт 12 38 234 31,6 28,1 15,38 9,625
6 Козонхона-1 Д-4, 75 кВт 6,7 39 163 23,28 27,9 10,99 8,72
7 Козонхона-1 В-4, 45 кВт 9,3 42,4 226 30,84 22,9 16,58 13,72
8 Козонхона-1 ТН-4, 55 кВт 32,7 73,4 371 47,25 68,9 47,11 33,91
9 Козонхона-1 ТН-3, 55 кВт 37 76 353 45,6 61,2 46,41 28,0199
10 Козонхона-2 ТН-3, 55 кВт 36,6 71 355 45,25 65,1 43,60 23,70
11 Козонхона-2 Д-3, 75 кВт 8,5 43,5 192 22,1 25,8 14,45 11,68
12 Козонхона-2 В-3, 45 кВт 8,3 37,1 210 29 21,6 13,48 10,62
13 Козонхона-2 Д-1, 75 кВт 8,5 43,5 173 24,7 28,1 13,02 9,861
14 Козонхона-2В-1, 45 кВт 9,1 39,1 210 28,9 23,6 14,21 10,91
Жадвалда катталикларнинг харфий белгиланиши куйидагича: и - чикиш линия кучланиши (В), 1ч - чикиш фаза токи (А), 1ак - айлантирувчи моментни хосил килувчи чикиш токи (А), Sч - чикиш тула куввати (кВА), Qч - чикиш реактив куввати (кВар).
Частота узгартиргичларда реактив кувват ишлаб чикариш учун сарф буладиган актив кувват балансини тавсифловчи параметрлари 3-жадвалда келтирилган.
3-жадвал
Частота узгартиргичлардаги реактив ва актив кувватлар баланси параметрлари
№ Частота узгартиргич урнатилган курилма Параметрлар
Pk (кВт) Рч (кВт) Qч ^Bap) Cos (ф)
1 СТ ва КН-4, 110 кВт 32,95911 24,6 24,24398 0,712242
2 Козонхона-1 Д-1, 75 кВт 39,51914 38,3 28,80678 0,79918
3 Козонхона-1 Д-2, 75 кВт 26,84196 25,3 22,93015 0,740957
4 Козонхона-1 В-1, 45 кВт 18,65591 17,5 16,58938 0,725737
5 Козонхона-1 В-2, 45 кВт 12,99319 12 9,625051 0,780074
6 Козонхона-1 Д-4, 75 кВт 8,19555 6,7 8,721091 0,609223
7 Козонхона-1 В-4 45 кВт 10,84054 9,3 13,72316 0,561
8 Козонхона-1 ТН-4 55 кВт 35,97426 32,7 33,91301 0,694115
9 Козонхона-1 ТН-3 55 кВт 38,3302 37 28,0199 0,7972
10 Козонхона-2 ТН-3 55 кВт 39,862 36,6 23,70244 0,83936
11 Козонхона-2 Д-3 75 кВт 10,44376 8,5 11,68428 0,588278
12 Козонхона-2 В-3 45 кВт 10,70395 8,3 10,6197 0,615799
13 Козонхона-2 Д-1 75 кВт 10,30644 8,5 9,861407 0,652886
14 Козонхона-2В-1 45 кВт 11,30574 9,1 10,90747 0,640618
Бу ерда Cos (ф) -актив кувват коэффициенти, Рр - реактив кувват ишлаб чикаришда сарф буладиган актив кувват (кВт).
Экспериментал олинган натижаларнинг чукур тахлиллари шуни курсатдики, нефть ва газ ишлаб чикариш саноатида ишлатилаётган хар бир курилма учун реактив кувватни индивидуал компенсациялаш узининг техник-иктисодий самарадорлигини беради. Амалиётда частотани бошкариш мос равишда кучланишни узгартириш оркали амалга оширилиши жараёнида частотани камайтириш билан бир вактда кучланиш микдори хам мос равишда камайтирилади. Натижада эса тармок оркали окиб утаётган электр токининг микдорини камайиши кузатилади. Бунинг окибатида узгартирилаётган частота катталиги неча фоизга узгарса, истеъмол килинадиган электр куввати хам мос равишда камаяди. Ушбу жараён реактив кувватни компенсациялашда узига хос мураккабликларни келтириб чикаради. Реактив кувватни компенсациялашда частота узгартиргичнинг чикиш кучланиши ва чикиш частотасининг сон кийматларини катъий эътиборга олиниши шарт булади.
а)
б)
1-расм. Частота узгартириш курилмалари оркали бошкариладиган асинхрон моторларида реактив кувватни индивидуал компенсациялаш схемаси а) Частота узгартириш курилмаси оркали бошкариладиган асинхрон ЭДни реактив кувватини индивидуал компенсациялаш. АВ-автомат узгич, С-сигим, ЧУ^-частота узгартириш курилмаси, ДР-дроссел, БТ-бошкариладиган тугрилагич, БИ-бошкариладиган инвертор, Д-асинхрон электр мотор, КМ-магнитли ишга туширгич. КУ-хар хил кучланишли реактив кувватни компенсациялаш курилмаси. б) Бошкариш схемаси: ББ-бошкариш блоки.
Тадкикот натижалар шуни курсатдики, частота узгартиргичнинг чикиш кучланиши хамда частотасига мос компенсациялаш гурухларини улаш ва ажратиш, жараённи автоматик бошкариш тизимнинг иш самарадорлигини оширади. Экспериментал тадкикот натижалари асосида яримутказгичли частота узгартириш курилмалари оркали бошкариладиган асинхрон электр моторларида реактив кувватни индивидуал компенсациялаш учун 1-расмда келтирилган схема таклиф килинди.
Юкоридаги 1 -расмда келтирилган схема асосида яримутказгичли частота узгартиргич оркали бошкариладиган асинхрон электр моторида реактив кувватни индивидуал компенсациялаш иктисодий самарадор булиб, схемада бошкариш блоки частота узгартиргич чикишидаги кучланиш кийматига мос компенсация курилмалари гурухини кушиш ва ажратишни амалга оширади. Частотани ростлаш курилмасини ишлаб чикаришнинг технологик жараёнларига кулланилиши талаб этиладиган электр энергия истеъмолини 5% дан 40% гача камайишини, иссик сув таъминотида иссиклик тежалишини, курилмаларни ишлатилишида содир этиладиган шовкинларни камайишини таъминлайди ва электр курилмаларини оптимал танланишига имконият яратади.
Хулоса. Экспериментал олинган тадкикот натижалари шуни курсатадики, частота ростлаш курилмалари оркали бошкариладиган асинхрон электр моторлари истеъмол киладиган реактив кувватни индивидуал компенсациялаш узининг техник-иктисодий самарасини беради ва амалиётга жорий этиш, ишлаб чикариладиган махсулотда энергия улушини рационал даражада камайтириш ва энергия самарадорлиги ошириш буйича хукуматимизнинг иктисодиёт тармоклари ва ижтимоий соханинг энергия самарадорлигини
ошириш, энергия тежовчи технологияларни жорий этиш ва кайта тикланувчи энергия
манбаларини ривожлантиришга оид белгиланган вазифаларни амалга оширишда ечилган
амалий масалалардан бири хисобланади.
АДАБИЁТЛАР
1. В.М.Перельмутер. Прямое управление моментом и током двигателей переменного тока. Харьков: Основа, 2004. 210 с.
2. Г.Г.Соколовский. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием. М.: Академия, 2006.
3. А.Е.Козярук, В.В.Рудаков. Современные частотно-регулируемые электроприводы. СПб: Санкт-Петербургская Электротехническая Компания. 2005. 88 с.
4. С.Н. Радимов. Частотно-регулируемый асинхронный электропривод. Учебное пособие. Одесса: Изд-во. ОНПУ, 2007. 38 с.
5. Г.Б.Онищенко, М.И.Аксенов и др. Автоматизированный электропривод промышленных установок. М.: РАСНХ, 2001. 520 с.
6. Г.Б.Лазарев. Высоковольтные преобразователи для частотно-регулируемого электропривода. Построение различных систем // Новости электротехники. 2005. №2 (32). С. 30-36.
7. Д.Г. Шкердин. Преобразователи частоты в энергосберегающем приводе насосов // Водоснабжение и санитарная техника. 2004. №7. С. 29-32.
8. А.Р.Мухамадеев. Преобразователи частоты и устройства плавного пуска для электроприводов переменного тока // Энергетика Татарстана. 2010. № 17. С. 44-53.
9. Б.И. Гринштейн, А.М.Колоколкин, А.Н. Тарасов. Опыт разработки и внедрения тиристорных преобразователей частоты для пуска и регулирования частоты вращения мощных синхронных машин //Электрические станции. 2005. № 8. С. 45-53.
