Использование суперконнденсаторов для повышения надежности работы частотно- регулируемого электропривода Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Средняя 80-60 % Устойчива система функционирует результативно, но требует разработки незначительных корректирующих действий

Низкая Ниже 60% Не устойчива система функционирует не результативно и требует вмешательства высшего руководства, если Рисм = 0 %, то система требует разработки

7 этап - принятие решений по управлению интегрированной системой менеджмента. После определения результативности интегрированной системы менеджмента по шкале значимости и на основании сделанных выводов, представитель руководства по ИСМ вместе с владельцами процессов приступает к разработке корректирующих действий, мероприятий по улучшению с последующим контролем и анализом выполнения. В результате, полученная информация о результативности ИСМ является основой для анализа системы со стороны руководства, используется для оперативного контроля процессов, пересмотра документации и процедур, периодического пересмотра политики и целей, анализа и совершенствования ИСМ, информирования персонала и заинтересованных сторон.

Достоинство данной методики состоит в том, что она позволяет получить суммарный итоговый показатель результативности ИСМ. Особенностью методики является определение степени устойчивости развития ИСМ и взаимосвязи

с показателями результативности, что позволяет проводить подробный анализ совершенствования ИСМ [2].

Разработанную методику необходимо использовать на предприятиях для успешного функционирования ИСМ и для ее оценки, которая направлена на поддержание эффективного функционирования совокупности объектов ИСМ и самой системы в целом.

Список литературы:

1. Меркушова Н.И. Интегрированные системы менеджмента: предпосылки создания на российских предприятиях // Молодой ученый. 2013. № 12. С. 327-331.

Титова В.А. Оценка результативности интегрированной системы менеджмента // Методы менеджмента качества. 2009. № 3. С. 20-25.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СУПЕРКОННДЕНСАТОРОВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ РАБОТЫ ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Марьенков Сергей Александрович

Аспирант, Санкт-Петербуржский горный университет

АННОТАЦИЯ

Основной причиной, которая приводит к сбоям в работе современного частотно-регулируемого электропривода (ЧРП) являются провалы напряжения питающей сети. Остановка ЧРП ответственных потребителей приводит к значительным экономическим потерям, в связи с остановкой технологического оборудования. В статье предложен способ повышения надежности ЧРП за счет применения суперконденсатора в звене постоянного тока.

ABSTRACT

The main reason of malfunction of modern variable frequency drive (VFD) are voltage dips. Trip VFD responsible consumers resulting in significant economic losses due to the Soppage of the process equipment. This paper proposes a method of increasing reliability through the use of VFD supercapacitor in DC link.

Ключевые слова: частотно-регулируемого электропривод, суперконденсатор.

Keywords: variable frequency drive, supercapacitor.

Современный ЧРП строится по схеме, состоящей из 3 основных элементов: неуправляемый выпрямитель (НВ), индуктивно-емкостной фильтр (Ф) и автономный инвертер напряжения (АИН).

Рис.1 Структура ЧРП

Продолжительность работы ЧРП при кратковременных провалах определяется емкостью конденсатора в звене постоянного тока. Для оценки времени автономной работы ЧРП рассмотрим привод АД мощностью 15 кВт, питающийся от сети переменного тока частотой 50Гц и напряжением 380В, емкость конденсатора в звене постоянного тока которого составляет 5000мкФ. Поскольку в системе управления ЧРП организован алгоритм защиты от перегрузки, который дает команду на останов привода при падении напряжения в звене постоянного тока ниже 75- 90% от номинального значения, то допустимое падение напряжения в звене постоянного тока определяется из выражения 1 и составляет 403В. [1]

Ûac _ trip = 0.75U* = 0.75V2U = 403

(1)

Для поддержания нормальной работы привода среднее значение тока в звене постоянного тока должно оставаться постоянным в течение всего времени перерыва электроснабжения. В соответствии с выражением 2 среднее значение тока составляет 27,9А.

Т.о. при симметричном провале питающего напряжения до величины 0,75ин и длительностью более 24 мс работа ЧРП будет остановлена вследствие срабатывания защиты. Это является недопустимым для ряда ответственных потребителей.

Наиболее очевидным вариантом является повышение надежности ЧРП за счет увеличения электрической емкости звена постоянного тока с помощью дополнительных конденсаторов. Однако данный метод является неэффективным, т.к. ведет к значительному увеличению массогабаритных и стоимостных показателей привода. Так для нашего примера электрическая емкость конденсаторов для работы ЧРП в автономном режиме в течении t=0.5с, определяемая по выражению (4) должна составлять 0,1 Ф, что соответствует 20 конденсаторным элементам по 5000 мкФ каждый. [2] !лЛ 27.9 • 0.5

С U„„ - U„„

537 - 403

- = 0.1

(4)

р

1=Ic

15000 ' 537

= 27.9

(2)

Время работы привода при полном отключении питаю щей сети определяется выражением 3 и составляет 24 мс.

C(Uc - ил) ^ 5000-10-6(537- 403) _

t=

Idc

27.9

24

Одной из альтернатив обычным диэлектрическим конденсаторам являются появившиеся в недавний момент конденсаторы с двойным электрическим слоем, также называемые ионисторами или суперконденсаторами. Наиболее простым, но не самым эффективным способом увеличения продолжительности времени автономной работы ЧРП является замена конденсатора звена постоянного тока на суперконденсатор.

В качестве суперконденсатора примем элемент BCAP0650 производства фирмы Maxwell, основные параметры которого приведены в таблице 1.

Таблица 1

Паспортные данные суперконденсатора BCAP0650

(3)

Параметр Ед.изм. Значение

Номинальное напряжение В 2,7

Максимальное напряжение В 2,85

Электрическая емкость Ф 650

Количество последовательно соединенных элементов определяется исходя из напряжения, и в соответствии с выражением 5 составляет 200 шт.

N

.Uc U

537 2.7 '

- 200

(5)

Эквивалентная емкость суперконденсаторов определяется из выражения 6 и составляет 3,25 Ф.

С

n

650 200 '

= =-« 3.25

(6)

В соответствии с выражением 3 время автономной работы ЧРП при данной емкости составит 15.6 с.

Т.о можно сделать вывод о том, что использование схемы включения суперконденсаторного модуля непосредственно в звено постоянного тока приводит к через мерному завышению количества элементов модуля, что в свою очередь ведет к необоснованному увеличению массогабаритных и стоимостных показателей ЧРП в целом.

Данными недостатками не обладает схема, приведенная на рисунке 2.

Рис.2. Схема включения суперконденсатора через DC-DC

В данной схеме суперконденсаторы подключаются к звену постоянного тока по средствам биполярного DC-DC преобразователя, тем самым достигается снижение напряжения блока суперконденсаторов и достигается возможность выбора оптимальной количества модулей суперконденсаторов. [3]

Т.о. применение суперкондесаторов в составе ЧРП позволяет повысить надежность работы электропривода за счет увеличения времени автономной работы при кратковременных провалах напряжения. А также позволяет реализовать рекуперацию энергии, что особенно актуально для механизмов работающих в повторно-кратковременном режиме.

Список литературы

1. S.S. Deswel, R. Dahiya, D.K.Jain, Ride-through topology for adju^able speed drives (ASD's) during power sy&em faults // Journal of computer science, informatics & electrical engineering, volume 2, issue 1, 2008

2. Annette von Jouanne, Assessment of Ride-Through Alternatives for Adju&able-Speed Drives // IEEE Transactions on indu^ry applications, volume 35, No.4, July/AuguS 1999.

3. Jan Leuchter, Pavol Bauer, Petr Bojda, Vladimir Rerucha, Bi-directional dc- dc converters for supercapacitor based energy buffer for electrical gen-sets.

ПРЕЦИЗИОННЫЕ ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

к»

ПЕРЕМЕЩЕНИИ

Новицкий Александр Александрович.

Инженер-конструктор, ООО РИФТЭК, г.Минск, Республика Беларусь

АННОТАЦИЯ

Датчик перемещения — это прибор, предназначенный для определения величины линейного или углового механического перемещения какого-либо объекта. Существует множество классов датчиков перемещения, которые различаются по принципу действия, точности, цене и прочим параметрам. Все датчики перемещения можно разделить на две основных категории — датчики линейного перемещения и датчики углового перемещения (энкодеры). В статье основное внимание будет уделено именно датчикам линейного перемещения.

ABSTRACT

A Displacement Sensor is a device designed to measure linear or angular mechanical motion of any object. There are sets of classes of Displacement Sensors that differ based on functional principle, accuracy, price and other parameters/ characteri^ics. All Displacement Sensors can be divided in two main categories:

• Linear Displacement Sensors

• Angular Displacement Sensors (encoders)

This article is mainly dedicated to Linear Displacement Sensors.

Ключевые слова: датчик, линейные перемещения, энкодер, размеры, оптоэлектронные растровые преобразователи, считывающая головка.

Keywords: sensor, linear displacement encoder, size, bitmap optoelectronic converters, the read head.

Рассмотрим датчики линейных перемещений. По принципу действия датчики перемещения могут быть: ёмкостными, оптическими, индуктивными, вихретоковыми, ультразвуковыми, магниторезистивными, потенциометрическими, магнитострикционными, на основе эффекта Холла

Преобразователи линейных перемещений предназначены для информационной связи по положению между по-

зиционируемым объектом и устройством числового программного управления (УЧПУ) или устройством цифровой индикации (УЦИ), а также для измерения и контроля перемещений, размеров, биений, расположения и профиля поверхностей, деформаций технологических объектов. К этому классу преобразователей принадлежат оптоэлектронные растровые преобразователи "РФ256" фирмы РИФТЭК. Осо-