CC BY
48
Список литературы / References
1. Верещака А.С. Работоспособность режущего инструмента с износостойкими покрытиями. М.: Машиностроение, 1993. 336 с.
2. Табаков В.П. Формирование износостойких ионно-плазменных покрытий режущего инструмента. М.: Машиностроение, 2008. 311 с.
3. Полетика М.Ф. Контактные нагрузки на режущих поверхностях инструментов. М.: Машгиз, 1962. 150 с.
4. Кирюшин Д.Е. Напряжённо-деформированное состояние при высокоскоростной обработке титановых сплавов / Д.Е. Кирюшин, Т.Г. Насад // Автоматизация и управление в машино- и приборостроении: сб. науч. тр. / СГТУ. Саратов, 2006. С. 101-105.
ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИ ЗАМЕНЕ МАЛОЗАГРУЖЕННЫХ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ В ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Паноев А.Т.1, Paхматов Б.Б.2 Email: Panoyev630@scientifictext.ru
'Панове Абдулло Тиллоевич - докторант; 2Рахматов Бекзод Бешимович — магистрант, кафедра электротехники, Бухарский инженерно-технологический институт, г. Бухара, Республика Узбекистан
Аннотация: в данной статье изложен метод использования асинхронного электродвигателя в целях энергосбержения электроэнергии. Текстильные предприятия являются наиболее распространенными предприятиями. В Бухарской области действуют 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. Ключевые слова: коэффициент мощности асинхронного двигателя, активная, реактивная, полная мощность, нагрузка коэффициента мощности, зависимость мощности к двум полярным генераторам.
ENERGY EFFICIENCY ENERGY EFFICIENCY IN REPLACEMENT OF SMALL-LOADED ASYNCHRONOUS MOTORS TEXTILE INDUSTRY Panoyev A.T.1, Rachmatov B-В.2
'Panoyev Abdullo Tilloevich - Post-Doctorate; 2Rachmatov Bekzod Beshimovich - Graduate student, DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING, BUKHARA'S ENGINEERING-TECHNOLOGICAL INSTITUTE BUKHARA, BUKHARA, REPUBLIC OF UZBEKISTAN
Abstract: the principles of taining economical ways of power icesing process of azyunchronized power engines are given in this article. the Textile enterprises is the most widespread enterprises of Bukhara area in which operates more than 80-90 textile enterprises. The potential analysis energy efficiency in the textile industry shows, that the essential economy of electric energy can be received at increase of an overall performance of the electric drive. Working out energy efficiency modes of electroinstallations of the textile industry with application of more modern adjustable electric drive. Кеуwords: power coefficient of asynchronized engines, active, reagent and full powers, dependence of asynchronized engines on particles and power alco even numbered, ways af raising power coefficient.
УДК 621.311
При нагрузке электродвигателя в переделах 45-70% номинальной мощности целесообразность его замены двигателем меньшей мощности должна быть обоснована. С этой целью определяют суммарные потери активной мощности в системе электроснабжения и в электродвигателе до замены Л РУ ^ и после замены ЛАУ ^ двигателя. Если окажется, что
Л/У о < ДР^ \ , то такая замена целесообразна [2]: дъ = Ь хх
(1 - к)+ кз бном 1кип + ЛРхх + кз2 ДРан, (1)
где,
Ох = ^3
Цном 1хх - реактивная мощностЬ, потребляемая электродвигателем из сети при холостом ходе, кВАр;
- ток холостого хода двигателя, А;
ином - номинальное напряжение двигателя, В; кз = Р / Рном - коэффициент загрузки двигателя; Р - средняя загрузка двигателя, кВт;
Рном - номинальная активная мощность двигателя, кВт;
Qном =(Рном /Лд^БФном - реактивная мощность двигателя при номинальной
нагрузке, кВАр;
Пд - КПД двигателя при полной нагрузке;
^ фном - номинальный коэффициент реактивной мощности двигателя (определяется по паспортной величине cosф);
кип - коэффициент изменения потерь, кВт/кВАр.
Потери активной мощности при холостом ходе двигателя определяются, кВт:[3]
ЛРхх = ЛРном ((1 - Пд)/Пд)" (у /(1 + у)) (2)
Прирост активной мощности в двигателе при 100%-ной нагрузке определяются, кВт:
ДРан = ЛРном ((1 - Пд)/Пд)"(1/(1 + у)), (3)
где у = ДРхх / ДРан - расчетный коэффициент, зависящий от конструкции двигателя и определяемый из выражения:
у = ЛРхх100% /(1 -Пд%)-ЛРхх100% > (4)
где ЛРЖ 1 оо% - потери холостого хода активной мощности, потребляемой двигателем
при загрузке 100% (в процентах).
Потери электроэнергии за весь период работы составят:[1]
ЛЭ = ЛРТ0, (5)
где То - время работы, часов в год.
Проблемы, связанные с заменой малозагруженных двигателей двигателями меньшей мощности, возникают в условиях эксплуатации на промышленных предприятиях при выборе рационального режима работы агрегатов и установок создании систем регулирования с целью экономии электроэнергии при резко изменяющемся графике нагрузки. В таких случаях появляется необходимость замены: например, вместо двух двигателей одинаковой большой мощности установить один двигатель большой, а второй - малой номинальной мощности и варьировать этими мощностями в зависимости от графика нагрузки. Целесообразность такой замены следует подтвердить технико-экономическими расчетами. Еще одним вариантом решения данной проблемы является использование частотно-регулируемого электропривода. Стоимость с экономленной электроэнергии равна за год:
Э = ЛЭ • Сэ, (6)
где Сэ - цена 1 кВт-ч электроэнергии, сум.
Срок окупаемости можно определить, лет:
tок = К / Э, (7)
где К - капитальные затраты на приобретение оборудования, выполнение строительно-монтажных работ и наладок оборудования. Анализ работы действующих электроприводов показывает, что большинство приводных двигателей от электропривода для реализации технологического процесса. В европейской практике принято считать, что коэффициент нагрузки (коэффициент использования) двигателей кн определяемый отношением мощности нагрузки двигателя Рс к его номинальной мощности Рном составляет величину порядка 0,6. В нашей стране этот коэффициент еще ниже и лежит в пределах (0,3...0,5). Кроме того, электроприводы ряда рабочих машин и производственных механизмов часть своего цикла работают с малыми механическими нагрузками или на холостом ходу. К ним относятся, например, электроприводы обрабатывающих станков, кузнечно-прессового оборудования, подъемно-транспортных механизмов. В обоих рассмотренных случаях в соответствии с существующими зависимостями КПД и коэффициента мощности cosф от кн (рис. 1) двигатели при недогрузке работают с невысокими КПД, а асинхронные двигатели — и с пониженным коэффициентом мощности cosф. Повышение этих показателей приводит к снижению потерь энергии в электроприводе и системе электроснабжения и может быть достигнуто, например, заменой малозагруженных двигателей двигателями меньшей мощности. Замена малозагруженных двигателей целесообразна в тех случаях, когда произойдет снижение потерь энергии в заменяющем двигателе и системе электроснабжения, что позволит окупить капитальные затраты при такой модернизации за приемлемый срок. Расчеты показывают, что при коэффициенте нагрузки кн < 0,4 в большинстве случаев замена малозагруженных двигателей оказывается экономически целесообразной, при кн > 0,7 — нецелесообразной, а при 0,4 < кН < 0,7 требуется выполнение технико-экономических расчетов. Существует условие, при котором двигатель будет работать с максимальным КПД при данном коэффициенте нагрузки двигателя кн. КПД двигателя п можно рассчитать следующим образом: Найдем условие работы двигателя с максимальным КПД при данном коэффициенте нагрузки, взяв производную dn/dкн и приравняв ее нулю. После преобразований получим, что максимальное значение КПД будет иметь место при оптимальной нагрузке, определяемой следующим соотношением постоянных К и номинальных переменных Vном потерь мощности:
к н.опт_К/^ном (8)
Рис 1. Зависимости КПД 1 и коэффициента мощности 2 от коэффициента нагрузки двигателя [2]
Из формулы (15) следует, что при К > Vном максимальный КПД может быть получен при нагрузке двигателя, превышающей номинальную, что неприемлемо. Значения кн.опт при К < Уном приведены в конкретным двигателем, можно с помощью формулы нагрузку двигателя, при которой он будет работать с наименьшими потерями мощности, т.е. при данной нагрузке с максимальным КПД. Рассмотрим пример определения нагрузки недогруженного двигателя, при которой целесообразна его замена на двигатель меньшей мощности.
Пример: Определить оптимальную нагрузку двигателя типа 4A180S4 и нагрузку, при которой экономически целесообразна его замена на двигатель меньшей мощности. Двигатель 4A180S4 имеет следующие номинальные данные: мощность Рном= 22 кВт; напряжение 380/220 В; скольжение Бном = 0,02; ток статора 11ном = 41,2 А; КПД пном = 90 %; cosфном = 0,87; активные сопротивления обмоток статора R1 = 0,219 Ом и приведенное ротора R2 = 0,112 Ом. Цена
двигателя 4A180S4 по состоянию на 2017 г. вставляет Цуст = 1351,77тыс.сум .; нормативный срок службы (срок амортизации) Тсл= 20 лет; срок службы до модернизации Тр= 15 лет; норма амортизации Pа= 6,4 % в год. Условия решения задачи:
• двигатели меньшей мощности выбираются из серии АИР;
•в качестве тарифа на электроэнергию принимается одноставочный тариф для Узбекистан на 2017 г., равный 129,65 коп./кВт ч; заработная плата обслуживающего персонала после модернизации не изменяется
• затраты на демонтаж действующего двигателя не учитываются
• затраты на транспортировку, монтаж и пусконаладочные работы нового двигателя принимаются в размере 35 % его стоимости;
• заменяемый двигатель становится резервным на предприятии, и его ликвидационная стоимость равна нулю.
1. Определяем скорость холостого хода, номинальные скорость и момент двигателя 4A180S4:
Таблица 1. Значения кн.опт при различных отношениях К/Уном
К/У ном 0,1 0,3 0,5 0,7 0,9
кн.опт 0,32 0,55 0,71 0,84 0,95
ш 0=2-7Г1Д :р = 2- 3,14 -50: 2 = 157 рад/ с; (9) штм = шо - ( 1 - 5Н0 м) = 157 - (1 - 0,02) = 154 рад/с; (10)
Мно м = -Рно м : Шно м = 22000: 154 = 143 Я - м; (11)
2. Найдем для номинального режима полные, переменные и постоянные потери мощности, используя формулы :[1]
/ / 0,219\
Чном=Мном-Юном-Зном (1+^)=143^1570,02^ (н°29)=т7В (12
(1-П,, ) (1-0,9)
АРном=Рном^ =22000^ =2444 Вт ( 1 3)
ном
(14)
3. Оптимальная нагрузка двигателя определяется по формуле
ЛКн.о пт = = V 1 117/132 7 = 0,92 (15)
4. КПД двигателя при этой нагрузке в соответствии с формулой (18) составит:
л =кн---=0,92--22000-2-=0,903 (16)
'ном н кн^Рном+К+КЙ •Vном (0,92^22000+1117+0,92-1327) ' у '
5. Определяем остаточную стоимость установленного двигателя:
Цост= Цуст^ (1-^)==1351,77 (1-25)==337,94 тыс.сум (17)
б.Определяем сроки окупаемости при замене этого двигателя для коэффициентов нагрузки кн = 0,25; 0,5; 0,75 и времени работы двигателя в год Тр = 1500,3000,4500 и 6000 ч.
Срок окупаемости рассчитываем по
формуле:[3]Тж= (Кзнов+Кзост -Кликв )/(Сэ •Тр •ДРэкон + (Цуст-Цнов)ра ), (18)
где КЗнов — капитальные затраты по новому двигателю,
(19)
Цнов — цена нового двигателя;
3дем, Зтр, Змонт, Знал — затраты соответственно на демонтаж заменяемого двигателя, транспортирование, монтаж и пуско-наладочные работы по новому двигателю;
(Цуст - Цнов)ра — разница в амортизационных отчислениях до и после модернизации. В соответствии с условиями решения задачи
(20)
Тогда формула (18) принимает вид
Ток=(1,35^Цнов+337,94) /(1,3^Тр^ДРЭКон +0,064^(1351,77^ ) (21) Результаты расчета по формуле.
Показатель Расчетная формула Кн = 0,25 кн = 0,5 кн= 0,75
Мощность нагрузки при данном кн кВт р — ь . р 1 с ^н 1 ном 5,5 11 15,4
Потери мощности в заменяемом двигателе, кВт ДР = К + Мс ■ ш0 ■ 5С ■ (1 1,2 1,45 1,87
Двигатель для замены Серия АИР 112М4 132М4 16084
Потери мощности в новом двигателе в номинальном режиме, кВт ^ном ^ном " Пном)/Пком 0,933 1,071 1,668
Цена нового двигателя (с учетом НДС, 2017 г.), сум 4 584 6 985 12 860
Снижение потерь мощности при замене, кВт ДРЭК0Н = АР- ДРН0М 0,267 0,378 0,2
Срок окупаемости при Тр = 1 500 ч в год Ток = (1,35 ■ Ц„ов + 337,94) /(1-3 ■ Тр ■ ДРэкон + 0,064 ■ (1351,77 " Ц„ов ) 7,5 9,3 27,3
Срок окупаемости при Тр = 3 000 ч в год 5,6 6,3 18,6
Срок окупаемости при Тр = 4 500 ч в год 4,4 4,8 14
Срок окупаемости при Тр = 6 000 ч в год 3,6 3,8 11,2
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)
Как видно из полученных данных, относительно приемлемый срок окупаемости получается при кн = 0,25 и Тр = 6000 ч, что соответствует имеющимся в технической литературе рекомендациям. Уточнение расчета срока окупаемости может быть выполнено за счет учета потерь мощности в системе электроснабжения и ликвидационной стоимости заменяемого двигателя. Учет этих факторов приведет к некоторому снижению срока окупаемости. Например, если заменяемый двигатель будет после демонтажа реализован (продан) по своей остаточной стоимости, то срок окупаемости установки нового двигателя АИР112М4 при кн = 0,25 и Тр = 6000 ч составит примерно два года.
Список литературы / References
1. Браславский И.Я. Асинхронный полупроводниковый электропривод с параметрическим управлением. М.: Энергоатоиздат.
2. Тиристорные преобразователи напряжения для асинхронного электропривода / Л.П. Петров, О.А. Андрющенко, В.И. Капинос и др. М: Энергоатомиздат.
3. ГОСТ Р51677-2000. Машины электрические асинхронные мощностью от 1 до 400 кВт включительно. Двигатели. Показатели энергоэффективности.
К ВОПРОСУ О РАЗРАБОТКЕ МЕТОДИКИ ПОИСКА НАУЧНОЙ ИНФОРМАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ПРОГРАММНЫХ КОМПЛЕКСОВ Ахметгалеев Р.Р. Email: Akhmetgaleev630@scientifictext.ru
Ахметгалеев Рустам Рамтевич — аспирант, кафедра вычислительной техники, факультет информатики и вычислительной техники, Ижевский государственный технический университет им. М. Т. Калашникова, г. Ижевск
Аннотация: в статье рассматриваются проблемы поиска научной информации в условиях больших объемов данных сети Интернет, содержащих значительное количество шумовой информации. Приведены результаты анализа современных подходов и инструментов поиска научной информации, где изложены их основные недостатки. Особо подчеркивается взаимосвязь между семантическим пространством исследователя и эффективностью поиска научной информации. В контексте указанной взаимосвязи отмечается актуальность вопросов создания подходов по повышению эффективности поиска. В качестве одного из таких подходов предлагается методика поиска, основанная на использовании специализированной системы поиска. Кратко рассматриваются архитектура и принципы работы разрабатываемой системы.
Ключевые слова: системы поиска информации, методы индексации, НИР, релевантность поиска, научная работа.
TO THE QUESTION OF SCIENTIFIC INFORMATION SEARCHING METHOD DEVELOPMENT WITH USAGE OF SPECIALIZED SOFTWARE COMPLEXES Akhmetgaleev R.R.
Akhmetgaleev Rustam Ramilevich — Graduate Student, DEPARTMENT OF COMPUTER ENGINEERING, IZHEVSK STATE TECHNICAL UNIVERSITY M.T. KALASHNIKOV, IZHEVSK
Abstract: the article deals with the scientific information searching problems in conditions of large volumes of data, which is containing a considerable amount of noise information and storing in the Internet. The results of the analysis of modern approaches and scientific information searching tools are presented, where their main disadvantages are stated. Particular emphasis is placed on the relationship between the researcher semantic space and the effectiveness of the scientific information search. In the context of this relationship, the relevance of issues of creating approaches for improvement searching effectiveness is noted. As one such approach, a search technique based on the usage of a specialized search system is proposed. Briefly discusses the architecture and working principles of the specialized search system which is under development now.
Keywords: information retrieval systems, indexing methods, research, search relevance, scientific work.
УДК 004.91
В настоящее время быстрое развитие информационных технологий способствует стремительному увеличению объема информации, хранящейся в сети Интернет. Так, например, результаты исследований компании International Data Corporation, ведущей свою деятельность в
