Повышение энергоэффективности при переключении обмоток статора по схеме "треугольник - звезда" асинхронных двигателей в текстильной промышленности Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИ ПЕРЕКЛЮЧЕНИИ ОБМОТОК СТАТОРА ПО СХЕМЕ «ТРЕУГОЛЬНИК — ЗВЕЗДА» АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ В ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Паноев А.Т.

Паноев Абдулло Тиллоевич - докторант, кафедра электроэнергетики, Бухарский инженерно-технологический институт, г. Бухара, Республика Узбекистан

Аннотация: в данной статье изложен метод использования асинхронного электродвигателя в целях энергосбержения электроэнергии. Текстильные предприятия является наиболее распространенными предприятиями Бухарской области, в котором действует более 80-90 текстильных предприятий. Анализ потенциала энергосбережения в текстильной промышленности показывает, что существенную экономию электрической энергии можно получить при повышении эффективности работы асинхронного электродвигателя. Разработка энергосберегающих режимов электроустановок текстильной промышленности с применением более современного регулируемого асинхронного

электродвигателя.Использование современных энергосберегающих электроприводов позволяет экономии электроэнергии до 10 % и уменьшить удельный расход электроэнергии в единицу продукции до 4%.

Ключевые слова: коэффициент мощности асинхронного двигателя, активная, реактивная, полная мощность, нагрузка коэффициента мощности, зависимость мощности к двум полярным генераторам.

УДК 621.311

Текстильные предприятия является наиболее распространенными предприятиями Бухарской области и Республике. В Бухарской области действует более 80 текстильных предприятий. В настоящее время в Республику Узбекистан внедряются современная импортная техника и технологии, которые необходимо обеспечивать электроэнергией согласно требованиям европейских стандартов. В противном случае эта техника не может обеспечить ожидаемого качества и производительности. Современные технологические установки имеют активное обратное влияние на электрическую сеть, и при этом предъявляют жесткие требования к качеству электроэнергии и надежности СЭС. Эти обстоятельства полагают реконструкцию предприятий с учетом современных требований, в частности, по качеству и эффективности использования электроэнергии, автоматизации потребления, учета и т. д . Потери мощности в АД складываются из потерь в статорных (43,6%) и роторных (12,7%) обмотках, а также потерь мощности в стали магнитных систем АД (43,7%). Суммарная доля электрических и механических потерь мощности в АД составляют 10,2 % в потреблении двигателями активной мощности.

Суммарная реактивная мощность, потребляемая АД, складывается из реактивных мощностей, обусловленных рассеянием статорных (10,3%) и роторных (7,7%) обмоток АД, и реактивных мощностей цепей намагничивания (82%). Реактивная мощность, потребляемая АД. В асинхронных двигателях при изменении напряжения изменяется токи в обмотках статора и ротора и намагничивающий ток двигателя. Потери на намагничивание возрастают пропорционально квадрату напряжения. Если полезная мощность, отдаваемая электродвигателем рабочему органу промышленной установки, постоянна при изменении напряжения, потери в статоре и роторе меняются обратно пропорционально квадрату напряжения. Таким образом,

8

соотношение потерь на намагничивание и электрических потерь в обмотках двигателя различны в зависимости от загрузки двигателя: при сильно загруженном двигателе возрастает удельный вес потерь на намагничивание. В суммарной реактивной мощности, потребляемой АД, значительную долю составляет реактивная мощность намагничивания, пропорциональная квадрату напряжения сети. При уменьшении напряжения на 10% потребление реактивной мощности АД уменьшается на 12-14%. При недогруженном режиме двигателя рекомендуется переключение от схемы «треугольник» на «звезду» [2].

Уменьшение потерь мощности при переходе из «треугольника» в «звезду» имеем:

Эффективным средством энергосбережения в асинхронных электроприводах является снижение подводимого к двигателю напряжения при его работе с малыми нагрузками или в режиме холостого хода. При этом происходит снижение потребляемой реактивной мощности и тем самым потерь в элементах системы электроснабжения электропривода, а при определенных коэффициентах нагрузки — и потерь мощности в двигателе [3].

Из рис. 1 видно, что снижение напряжения приводит к уменьшению тока намагничивания и соответственно той части потребляемой реактивной мощности, которая идет на создание главного магнитного потока двигателя.

Рис. 1. Зависимости тока намагничивания и приведенного тока ротора от напряжения

на статоре

В то же время при неизменном моменте нагрузки возрастают токи в цепях статора и ротора двигателя, что вызывает повышение потребления реактивной мощности, идущей на создание полей рассеяния обмоток статора и ротора. Таким образом, снижение напряжения можно проводить только при малых нагрузках двигателя или его холостом ходе, когда снижение напряжения, приводящее к уменьшению магнитного потока двигателя, не вызовет увеличения токов в цепях двигателя. Для проведения практических расчетов выражение удобно записать в следующем виде, позволяющем учесть степень нагрузки кн двигателя [1].

На практике применение нашли два способа снижения напряжения: за счет переключения обмотки статора со схемы «треугольник» на схему «звезда» и с помощью тиристорных регуляторов напряжения. Рассмотрим первый из названных способов. Этот способ снижения напряжения возможен при равенстве номинального фазного напряжения обмотки статора двигателя и линейного напряжения сети. При нагрузках двигателя, близких к номинальному уровню, обмотки статора включены по схеме «треугольник» (Д) и двигатель работает при номинальном напряжении с

И

—**

0.5

1

полным магнитным потоком. При снижении нагрузки обмотки двигателя переключаются на схему «звезда» (У), к обмоткам подводится пониженное в ^3 = 1,73 раза напряжение, за счет чего снижаются ток намагничивания, реактивная мощность и суммарные потери в двигателе и системе электроснабжения. Важно отметить, что при этом потери мощности в двигателе в зависимости от коэффициента его нагрузки могут как уменьшаться, так и увеличиваться.

Анализ соотношения при наиболее вероятных значения Qo = (0.60...0,75) Qном показывает, что при коэффициенте нагрузки кн < 0,7 реактивная мощность в схеме «звезда» всегда меньше, чем в схеме «треугольник». Анализ формулы при наиболее вероятном соотношении ДР0 ~ (0,30...0,35) ДРном показывает, что снижение потерь мощности в двигателе при переходе на схему «звезда» будет иметь место, начиная со значений коэффициента нагрузки двигателя кн < 0,4.

Формула для расчета максимально возможного относительного момента нагрузки М*с при характерного при переключении обмоток статора со схемы

«треугольник» на схему «звезда», при котором ток ротора, потери мощности и нагрев не превышают номинального уровня:

Асинхронного двигателяъ включении обмоток статора в схему «звезда» двигатель по условиям нагрева не может нести нагрузку более 60%. Рассмотрим пример оценки экономической эффективности рассматриваемого способа энергосбережения.

• время работы двигателя с указанным коэффициентом нагрузки в году составляет Тр = 1500 ч;

• рассматриваемый способ энергосбережения реализуется созданием релейно-контакторной схемы переключения обмоток с использованием четырех контакторов.

• коэффициент амортизационных отчислений ка принимается в размере 10%;

• тариф на электроэнергию сэ равен 204,3 сум./кВт-ч (Узбекистан,

2017 г.).

Рис. 2. Асинхронный двигатель серии АИР112М4 -5,5кВт/1500 об/мин с короткозамкнутым

ротором [1]: 1 - вал; 2, 17 - подшипники качения; 3, 15 - подшипниковые щиты; 4 - коробка выводов; 5 - лобовые части обмотки статора; 6 - нажимное кольцо статора; 7 - гофрированная станина; 8 - сердечник статора; 9 - сердечник ротора; 10 - 11 - вентиляционные лопатки; 12 - внутренний вентилятор; 13 - масленка для смазки подшипника; 14 - кожух вентилятора; 16 - наружный вентилятор; 18 - втулка вентилятора (стрелками показаны направления потоков охлаждающего воздуха)

Определяем скорость идеального холостого хода и номинальные угловую скорость и момент:

Определяем номинальный приведенный ток ротора:

Выводы: Исследование возможности повышения энергоэффективности технологических машин текстильной промышленности.

Список литературы

1. Ланген А.М., КрасникВ.В. Электрооборудование предприятий текстильной промышленности. Москва, 1991.

2. Шумов Ю.Н., Сафонов А.С. Энергоэффективные асинхронные двигатели с медной обмоткой ротора, отлитой под давлением (обзор зарубежных публикаций) // Электричество. № 8, 2014. С. 56-61.

3. Шумов Ю.Н., Сафонов А.С. Энергоэффективные электрические машины (обзор зарубежных разработок) // Электричество. № 4, 2015. С. 45-47.

4. Ларионов В.Н., Калинин А.Г. Энергоэффективность и энергосбережение в электроприводах с вентиляторной нагрузкой. Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2012. № 1. С. 145.

5. Копылов И.П. Проектирование электрических машин. М.: Энергия, 1980.

6. Токарев Б.Ф. Электрические машины: Учебное пособие для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1990.

7. Беспалов В.Я. Электрические машины: Учебное пособие для вузов / В.Я. Беспалов, Н.Ф. Котеленец. М.: Академия, 2006.

ПРОСТОЙ ГРАФИЧЕСКИЙ ИНТЕРФЕЙС БЕСПРОВОДНОГО

КОНТРОЛЛЕРА КВАДРОКОПТЕРА 1 2 Исмаилов А.О. , Нуркин С.А.

1Исмаилов Арман Оразалиевич - кандидат технических наук, доцент, кафедра программного обеспечения;

2Нуркин Султанбек Акылбекович - магистрант, специальность: технологические машины и оборудование (по отраслям), Костанайский государственный университет им. А. Байтурсынова, г. Костанай, Республика Казахстан

Аннотация: в настоящее время исследования беспилотных летающих аппаратов (БПЛА) привлекают исследователей и ученых из-за широкого спектра применений. Одним видом БПЛА являются квадрокоптеры. Исследование, связанное с квадрокоптером, охватывает области проектирования, контроля, стабильности, систем связи и предотвращения столкновений.

Ключевые слова: квадрокоптер, GUI, беспроводной, Arduino Uno, PID-контроллер.

Широко используется GUI для управления квадрокоптером. Ссылка [5] изучалась при проектировании GUI -управления БПЛА на основе генетического алгоритма (ГА). Разработанный графический интерфейс - это многоуровневое управление и многопользовательская кнопка. В справочнике [6] было изучено управление графическим интерфейсом для тестирования. Графический интерфейс анализируется с использованием GA. Ссылка [7] исследовала графический интерфейс для удобного обнаружения и контроля оборудования, обнаружения утечки и встроенного в процессор ARM.

Ссылка [8] сфокусировала свое исследование на беспилотном летательном аппарате с управлением 3-DOF. Характеристика, которая сильно связана со входами и выходами, которые влияют на управление летающего транспорта. Ссылка [9] разработана для нелинейной модели и нелинейной стратегии управления для 4-DOF квадрокоптера. Нелинейная модель антенного квадрокоптера основана на формализме Ньютона-Эйлера. Модельный вывод включает в себя определение уравнений