CC BY
35
Рис. 2. Организационный профиль энергоменеджмента на предприятиях АК «Алроса»
ленческие, кадровые составляющие энергоменеджмента.
3. Мотивационное обеспечение
энергоменеджмента - систему методов, способов, действий, направленную на достижение высокой мотивации персонала.
4. Информационное обеспечение энергоменеджмента - систему получения, обработки и предоставления данных, имеющих значение для потребителей в системе энергоменеджмента и помогаю-
щих им принимать решения по поддержанию и повышению энергоэффективности.
5. Маркетинговое обеспечение энергоменеджмента - систему методов, способов, действий, направленных на выявление, изучение, предоставление, расширение и продвижение услуг энергоменеджмента.
6. Инвестиционное обеспечение - система действий направленных на инвестиционное обеспечение проектов, мероприятий по повышению энергоэффективности производства.
— Коротко об авторах -----------------------------------------------
Ляхомский А.В., Перфильева Е.Н. - Московский государственный горный университет,
УДК 621.31
© Г. И. Бабокин, 2005
Г.И. Бабокин
ОЦЕНКА ЭКОНОМИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В НЕРЕГУЛИРУЕМОМ АСИНХРОННОМ ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ ПУТЕМ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ОБМОТОК СТАТОРА
Семинар № 17
Системы электропривода (ЭП) с рабочими механизмами потребляют 55-60 % от электрической энергии (ЭЭ) потребляемой предприятием. Электродвигатели приводят в действие вентиляторы, компрессоры, насосы и другое массово применяемое оборудование. Уровень потерь ЭЭ в системах с электроприводом достаточно высок и составляет 2040 %.
В настоящее время в связи с достижениями силовой и информационной электроники созданы системы регулирования параметров ЭД, которые позволяют согласовывать потребление ЭЭ ЭП с режимом работы рабочего механизма, имея целью минимизацию потерь ЭЭ.
Однако применение этих систем ЭП с регулируемыми параметрами сдерживается по ряду причин: еще низка стоимость кВт*ч ЭЭ; проявляется недостаток знаний и скептицизм в отношении новых технологий; при выборе оборудования не учитывается стоимость всего «жизненного цикла» его применения, включающего стоимость самого оборудования и затрат на его обслуживание.
Если асинхронный ЭП работает с постоянной частотой вращения и постоянной нагрузкой на валу, то вопрос соответствия мощности асинхронного двигателя (АД) и его нагрузки легко выявить расчетным или лучше экспериментальным путем. АД будет работать с оптимальным КПД и коэффициентом мощности, если
его нагрузка находится в пределах 70-100 % от номинальной мощности [1].
При работе привода с постоянной частотой вращения вала его нагрузка может меняться по разным законам: циклическая нагрузка-чередование холостой хода и номинального режима; переменная случайная нагрузка; нагрузка изменяющаяся по детермини-рованному закону. Часто АД работает со средней нагрузкой в пределах от 20 до 70 %, номинальной, т.е. с недогрузкой. Основные причины недогрузки АД являются осторожный, с запасом выбор мощности ЭД, и реконструкция механизма, приведшая к снижению нагрузки.
Известно [1, 2], что с уменьшением нагрузки ЭД его энергетические показатели - КПД, cos ф, уменьшются. Т.е. потери активной мощности и потребление реактивной энергии АД увеличиваются.
Одним из путей снижения потерь активной мощности и потребляемой реактивной энергии при недогрузке АД является снижение напряжения на зажимах статора. В этом случае уменьшаются магнитные потери, которые пропорциональны квадрату относительного напряжения, и снижается потребление реактивной мощности.
Регулирование напряжение статора АД возможно дискретно, путем переключения обмоток АД с «треугольника» на «звезду», или плавно, путем включения между сетью и обмоткой статора АД регулятора напряжения.
0-1-0 о
Рассмотрим возможности экономии ЭЭ при переключении обмоток статора АД с треугольника в звезду. При этом фазное напряжение обмотки статора уменьшается
в л/3 раз, вследствие чего уменьшается ток холостого хода и реактивная мощность намагничивания [2]. При неизменной нагрузке на валу АД, равной номинальной, со снижением напряжения увеличивается ток ротора, возрастает угол сдвига между напряжением сети и приведенным током ротора и, вследствие этого, увеличиваются реактивная мощность рассеяния и активные потери в роторе. Максимальный момент АД уменьшается в три раза, скольжение увеличивается более, чем в три раза. Поэтому в целях сохранения устойчивой работы АД нагрузка должна быть в три раза меньше номинальной. Тогда скольжение будет равно номинальному, а ток ротора уменьшится в
л/3 раз.
Зависимости потерь активной мощности АД (АР); экономии реактивной мощности (А& от коэффициента нагрузки при соединении обмоток статора АД треугольником (А) и звездой (1): а -двигатель мощностью 7,5 кВт; б -двигатель мощностью 310 кВт
Для определения эффективности переключения обмоток статора с треугольника в звезду при недогрузке двигателя рассмотрим изменения активных потерь мощности и реактивной мощности в зависимости от загрузки АД.
На рисунке представлены зависимости потерь активной мощности АД от коэффициента нагрузки двигателя при соединении обмоток АД треугольником или звездой для двигателя мощностью 7,5 кВт, и мощностью 310 кВт [46]. Из анализа зависимостей следует, что при коэффициенте нагрузки двигателя меньше 0,41-0,44 активные потери при соединении обмоток статора АД звездой становится меньше, чем при соединении треугольником (точка 1, рис.). При коэффициенте нагрузки АД равном 0,1 активные потери в АД при соединении звездой уменьшаются в 2 раза.
Таким образом, переключение обмоток статора АД с треугольника в звезду целесообразно осуществлять при коэффициенте нагрузки АД в пределах от 0,05 до 0,4. Суммарные активные потери мощности АД уменьшаются за счет снижения магнитных потерь.
Одновременно при переключении обмоток статора с треугольника на звезду снижается потребление АД реактивной мощности, особенно при малых нагрузках. На рисунке представлены зависимости экономии реактивной мощности AQ — Qд — Qя в функции коэффициента нагрузки АД, из которых следует, что в
0)
диапазоне коэффициента нагрузки от 0,05 до 0,4 имеется существенная экономия реактивной мощности. Это позволяет уменьшить потери активной мощности в кабеле между АД и источником питания и
потребует меньшей емкости компенсирующего устройства.
Современные пускатели реализуют возможность переключения обмотки АД с треугольника в звезду и наоборот.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ильинский Н.Ф., Рожанковский Ю.В. Горюнов О. А. Энергосбережение в электроприводе. - М.: Высшая школа. - 1989. - 127 с.
2. Сыромятников И.А. Режимы работы асинхронных и синхронных двигателей. - М.: Энергоатомиздат. - 1984. - 240 с.
— Коротко об авторак ------------------------------------
Бабокин Г.И. - Новомосковский институт РХТУ им. Д.И. Менделеева.
© А.К. Малиновский, П.В. Ткаченко, 2005
УДК 528:621.34
А.К. Малиновский, П.В. Ткаченко
СТРУКТУРА ПРОГРАММЫ«AVTOMCOLCDD.EXE» АВТОМАТИЗИРОВАННОГО РАСЧЕТА МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АСИНХРОННОЙ МАШИНЫ В РЕЖИМЕ КОНДЕНСАТОРНОГО ТОРМОЖЕНИЯ С САМОВОЗБУЖДЕНИЕМ
Семинар № 17
~П работе [1] разработана методика X# расчёта механических характеристик и определение диапазона регулирования частоты асинхронной машины, работающей в режиме конденсаторного торможения с самовозбуждением. Пред-
ложенная методика расчёта механических характеристик базируется на графоаналитическом методе, в котором используется кривая намагничивания асинхронной машины. Это усложняет процесс расчёта и увеличивает его время, что снижает эф-
