CC BY
3DOI: 10.24412/2181 -144X-2024-3-113-117
Эшмуродов З.О
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОПРОСОВ ВЫБОРА ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ЭЛЕКТРИФИЦИРОВАННЫХ РАСТЕНИЕВОДЧЕСКИХ СИСТЕМ
Зиёдулло Эшмуродов
Профессор кафедры "Электроэнергетика" Навоийского государственного горнотехнологического университета, д.т.н. (Ьбо).
Аннотация. Рекомендации по выбору отдельных видов электрооборудования различного назначения подробно изложены в технической литературе: для двигателей, электрических аппаратов, источников электроснабжения, датчиков и.т.д. Однако данные методики при создании электрической части комплексов «Стационар», при выборе электрических машин, не всегда оказываются эффективными. Оптимальный вариант проекта, только соответствующий требованиям установившихся режимов и не учитывает особенности функционирования в составе ЭК (совместная работа большого числа различных ЭП, соизмеримости мощностей источника электропередачи и электрооборудования, большая протяженность линий электропередачи, ограничения на перегрузки и потери электроэнергии в динамических режимах). Ключевые слова: соизмеримости мощностей, источник электропередачи и электрооборудования, линий электропередачи, ограничения на перегрузки, потери электроэнергии, динамические режимы, электродвигатель, регулируемые электропривод, рабочая машина.
Annotatsiya. Turli maqsadlar uchun elektr jihozlarining ayrim turlarini tanlash bo'yicha tavsiyalar texnik adabiyotlarda batafsil bayon etilgan: dvigatellar, elektr apparatlari, elektr ta'minoti manbalari, sensorlar va boshqalar. Elektr mashinalari har doim ham samarali emas. Loyihaning eng yaxshi varianti, faqat belgilangan rejimlarning talablariga javob beradi va EC tarkibida ishlash xususiyatlarini hisobga olmaydi (ko'p sonli turli xil elektr stantsiyalarining birgalikdagi ishi, elektr uzatish manbai va elektr jihozlarining quvvatlarining mutanosibligi, elektr uzatish liniyalarining katta uzunligi, dinamik rejimlarda ortiqcha yuklanish va elektr energiyasini yo'qotish cheklovlari).
Kalit so'zlar: quvvat nisbati, elektr uzatish manbai va elektr jihozlari, elektr uzatish liniyalari, ortiqcha yuk cheklovlari, elektr yo'qotishlari, dinamik rejimlar, elektr motor, sozlanishi elektr haydovchi, ish mashinasi.
Annotation. Recommendations for the selection of certain types of electrical equipment for various purposes are described in detail in the technical literature: engines, electrical devices, power supply sources], sensors, etc. However, these methods when creating the electrical part of the "Stationary" complexes, when choosing electric machines do not always prove to be effective. The optimal variant of the project, which only meets the requirements of established modes and does not take into account the peculiarities of functioning as part of the EC (collaboration of a large number of different EP, commensurate capacities of the power transmission source and electrical equipment, a large length of power transmission lines, restrictions on overloads and power losses in dynamic modes).
Keywords: work efficiency, factors influencing the conveyor operation mode, loads on the conveyor drive, resistance to conveyor movement, energy consumption, mechanical resistance, relative slopes, and efficiency of the electric drive.
Введение
Существующие ЭП не полностью соответствуют требованиям, предъявляемым к ЭП технологических процессов; практически отсутствует автоматизация выполняемых технологических операций, нет достаточно развитой информационно-измерительной системы, пуск двигателей мощных приводов затруднен, так как мощности отдельных ЭП соизмеримы с мощностями источника электроснабжения [1].
В результате исследований установлено, что электродвигатели комплекса «Стационар» работают при низкой загрузке. Коэффициент загрузки двигателей по мощности составил 0,23-0,6 при работе в нормальном режиме. Применение регулируемых ЭП позволяет увеличить коэффициент загрузки двигателей по
мощности, снижает затраты электроэнергии ни 15-20%. Время пуска двигателей составило 0,6-3,3 с, пусковые токи (4-7) 1ном. [2-4]
Применение электроприводов ТПН-АД позволяет повысить технические характеристики устройств. Токоограничение дает возможность пуска АД от сетей ограниченной мощности, например, от сельских питающих подстанций. При управлении процессом пуска АД можно включать на постоянную работу такие мощные электронагрузки, (АД вентилятора БАВ) которые при прямом включении снижают напряжение на питающей линии настолько, что нарушается нормальная работа других потребителей [5].
При разработке элементов электрической части комплекса наряду с традиционными для сельскохозяйственного оборудования параметрами, необходимо учитывать показатели динамических режимов: переходные отклонения параметров режима электрических машин (регламентированы ГОСТ 13108-87,183-74, нормативно-технической документацией на элементы электрической части комплекса); требования к регулировочным характеристикам исходя из требований технологического процесса; коэффициенты, характеризующее динамические характеристики регуляторов в системах управления ЭП (связанные с параметрами электрических машин) [6].
С учетом этих особенностей разработана методика для выбора элементов ЭП ЭК. Методика включает следующие разделы:
выбор двигателя исходя из условий статического режима;
оценка динамических характеристик; уточнение параметров по результатам оценки динамических характеристик; выбор алгоритмов управления.
Основная часть
Выбор элементов ЭП исходя из условий статического режима. Исходными данными являются параметры рабочих машин, необходимые для расчета потребляемой мощности двигателей, нагрузочные диаграммы рабочих машин, условия окружающей среды, конструктивные исполнения [1-6].
Для регулируемых ЭП задаются диапазон и длительность регулирования.
Кроме того, при выборе ЭП комплекса исходные данные дополняются следующим параметрами (допустимые значения): переходные отклонения напряжения на клеммах электроприемников и источника электроснабжения; длительность переходного процесса; максимальные значения токов при переходных процессах; переходные значения моментов на валу электрических машин.
Выбор электродвигателя привода сельскохозяйственной машины начинается с ознакомление с требованиями, предъявляемыми к нему со стороны механизма, технологии его работы и климатической схемы.
На первом этапе используются существующие методики, выбора электродвигателей применяемые в настоящее время [7,8]. По скорости вращения, мощности и характеристике приводимого механизма, условий окружающей среды, конструктивному исполнению предварительно выбирается тип электродвигателя, для регулируемых ЭП также тип регулирования. При предварительном выборе электродвигателей по мощности можно использовать аналитическими или эмпирическими зависимостями. Например, для выбора мощности электродвигателя молотильного агрегата используется следующая зависимость:
р=^0,762т7п , и.т.д. (1)
где Ц ъ - длина и диаметр барабана молотильного агрегата, м; ъ - число бил, -КПД передачи;
нм-уч-ил :ы4кг*0№ля
После предварительного выбора согласно [5] последующие уточнение производится по действительной нагрузочной диаграмме, в случае необходимости выполняется проверка по условиям нагрева и перегрузки. Значение расчетной мощности двигателя не должна быть меньше эквивалентного значения, полученного в результате обработки нагрузочной диаграммы.
Оценка динамических характеристик
Оценка динамических характеристик элементов электрической части ЭРС производится для нерегулируемых ЭП по [5-9]:
/дв = U/[ZC + (1 + a)Z№] (2)
где Zc - сопротивление питаюей линии; Z„B - сопротивление двигателя, найденное из
схем
S=1
а
ZH -сопротивление нагрузки,
замещения двигателя при
подключенной параллельно двигателю.
Оценка динамических характеристик для регулируемых ЭП ЭРС производится по максимальные значения тока определяемых законам:
экспоненциальный закон: 1тах =— (3)
закон технического оптимума: imax = — [*¥0 + 2(Wm - ¥0)cosae at]
(4)
(зависимости полученное в результате исследования на экстремум выражений. Затем определяется падение напряжения в линии по [5]:
+ (1 + а)гдв\ (5)
В условиях сельского хозяйства потери напряжения в низковольтной линии может доходить до 10-12% и коэффициент соизмеримости мощности двигателей достаточно велик. В связи с этим происходит значительное снижение максимального момента электродвигателя и запаса устойчивости ЭП. Поэтому расчетпо каталожным данным без учета влияния сопротивления сети может привести к грубым ошибкам [7].
Уточнение параметров электрических машин осуществляется по значениям динамических показателей только для тех машин, динамические характеристики которых не соответствуют предъявленным требованиям. Для этого применяются номограммы (рис.1-3). Для определения параметров АД по указанным номограммам поступаем следующим образом: отмечаем в бинарных полях две точки, соответствующие заданным значениям переменных аш,1тах и Р^,р ставим ножки циркуля в эти точки, не изменяя раствора циркуля, вращаем его вокруг точки, соответствующей полю (аш 1тах) до тех пор пока вторая ножка циркуля не попадет на заданную линию p. Ответ дает пометка линии проходящей через точку на линии р/ Если полученные по номограммам значения параметров отличаются от параметров выбранного АД в сторону ухудшения динамических характеристик, подбирают другой двигатель, характеристики которого соответствуют заданным [9-11].
Рис.1. Номограмма для определения r и Хм по заданным значениям Pf , p ,
Imax , ttw
Рис.2. Номограмма для определения rf и J по заданным значениям Pf , p ,
Imax ,
Рис.3, Номограмма для определения Ха и Хг по заданным значениям Рг , р ,
1тах ,
Заключение
Выбор алгоритмов управления ЭП осуществляется согласно полученным зависимостям с учетом нагрузочной характеристики механизмов при вентиляторном моменте (например, ЭП блока активного вентилирования, молотилки) и при крановом моменте (например, ЭП транспортеры).
В рассматриваемой постановке задача исследования динамических режимов в АД с короткозамкнутым ротором сводится к задаче вариационного исчисления, а для АД с фазным ротором сводится к вариационной задаче с подвижными границами [6].
Таким образом даны рекомендации по выбору параметров ЭП с учетом их динамических показателей. Введена оценка динамических характеристик для регулируемых и нерегулируемых ЭП. Предложены номограммы, позволяющие откорректировать параметры ЭП, если их динамические характеристики не соответствуют предъявляемым требованиям.
нм-уч-ил :ы4кг*0№ля
^ libpary.ru
' COPERNtCUS
International Journal of Advanced Technology and Natural Sciences ISSN: 2181-144X Список использованных литературы:
[1]. Эшмуродов З.О. Анализ работы электродвигателей, используемых в металлургической и горнодобывающей промышленности // Проблемы информатики и энергетики. - Ташкент, 2018. - №1. - С. 65-71.
[2]. Справочник по автоматизированному электроприводу. Под.ред. В.А. Елисеев и А.В. Шинянского. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 616 с.
[3]. Бобожанов М.К., Эшмуродов З.О., Ташева Х.Т. Применение регулируемого электропривода в горных комплексах // Проблемы информатики и энергетики. -Ташкент, 2018. - №1. - С. 84-89.
[4]. Мусин А.М. Электропривод сельскохозяйственных машин и агрегатов. - М. : Агропромиздат. 1985. - 239 с.
[5]. Загорский А.Е., Королев В.А. Оптимизация динамических режимов регулируемых электрических машин. // Электричество. - 1988. №8. С. 65-69.
[6] Королев В.А., Анисимов В.А., Кисилев А.В., Чуев Г.И. Повышение эффективности использования электроприводов. - Техника в сельском хозяйстве // 1991. №1. - С.21-23.
[7.] Ziyodullo O. Eshmurodov* and Eldor I. Arziyev Choice of energy-saving electric drives in quasi-stationary transport systems E3S Web of Conferences 417, 03010 (2023) https://doi.org/10.1051/e3sconf/20
[8] Бобожанов М.К., Эшмуродов З.О. Выбор энергосберегающих электроприводов в квазистационарных транспортных системах //Кончилик машиналари ва технологиялари - №. 3. - (2023): С. 75-81.
[9]. Бобожанов М.К., Эшмуродов З.О. Исследование эффективности работы ленточных конвейеров горнотранспортных систем. Проблемы информатики и энергетики. - Ташкент, 2020. - № 2. - С. 65-73.
[10]. Maxsud Kalandarovich Bobojanov, Eshmurodov Ziyodulla Oripovich, Muhriddin Tulkin ugli Ismoilov, Eldor Izam ugli Arziev and Gulnoza Ziyodullaevna Togaeva. Study of the efficiency of conveyors of mining transport systems of mining complexes // E3S Web Conf. Volume 177, 2020 XVIII Scientific Forum "Ural Mining Decade" (UMD 2020) 08 July 2020 E3S Web of Conferences 177, 03023 (2020) https://doi.org/10.1051/e3sconf/202017703023.
[11]. Ziyodullo Eshmurodov, and Shukhrat Abdullaev Investigation of the methods of starting and braking in the "Frequency converter asynchronous motor" system
нм-уч-ил :ы4кг*0№ля
