CC BY
11
В1СНИК ПРИАЗОВСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ТЕХН1ЧНОГО УН1ВЕРСИТЕТУ
Вип.№11
2001 р.
УДК 621.311.004
Серкутан В.И.*
ШЛЯХИ ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ В УСТАНОВКАХ 3 РЕГУЛЬОВАНИМ
ЕЛЕКТРОПРИВОДОМ
3 огляду на змшу еконолччнсн ситуацп в Украгш придшяеться ттотна увага заогцадженню електроенергп. Електропривод споживае 80 % вк) загальног ш-лькоспн електричног енергп в промисловости У статпи розглядаютъся шляхи зниження енергосмноспи продукцп, що випускаетъся на тдприемствах.
Розглянуто декшька приклад1в, у яких при використанш регульованого електропри-вода досягаеться економ1чний ефект у сфер1 економи електроенергп та енергоресурав.
Розглядаючи можлив1 шляхи енергозбереження, варто звернути увагу на наступш чинники:
• необхщно враховувати ефект енергозбереження у всьому канаш електропривода при комплексному рппенш зада1п, не обмежуючись користю, отриманою в одному мющ;
• при переход! до регульованого електропривода економ1чний ефект може досягатися не тшьки за рахунок власне приводу, а й за рахунок удосконалення технолопчних по-казшшв робочо! машини. Ефект у сфер1 технологи може бути ютотно вище економи електроенергп в електроприводц
• зниження втрат енерги в перехщних процесах можливо здшснити як за рахунок змь ни параметр! в приводу (наприклад, при зниженш Де), так 1 при забезпеченш рацюналь-них режшупв керування перехщними процесами. Така можливють юнуе в регульованих електроприводах ¡з нашвпровщниковими перетворювачами.
• Розглядаючи питания енергозбереження необхщно враховувати, що немае ушверса-льних ршень 1 для кожного окремого випадку доводиться шукати найкраще за техш-ко-економ1чними показниками ¡з набору можливих вар1анпв. Поява досгупних обчис-лювальних засоб1в на баз1 мжропроцесорноУ техшки 1 накопичена база алгоритм!в керування дае можливють за мшмальний час визначити вар1ант ¡з найкращими показниками.
У сучаснш вггчизнянш 1 закордоннш практищ значна увага придшяеться удоскона-люванню найбшып перспективних електропривод1в ¡з перетворювачами частоти.
В даний час розроблеш з використанням сучасно! елементно'1 бази 1 поставлен! на виробництво ряд перетворювач1в частоти з техшко-економ1чними характеристиками, що не поступаються закордонним аналогам.
Даш перетворювач1 призначеш для регулювання швидкосп обертання насоав, вентилятор1в, бурових, кранових 1 багатьох шших мехашзм1в, яких використовують у якосп приводних асинхронш двигуни з короткозамкнутим ротором потужнютю до 30 кВт 1 бшыпе. Перетворювач забезпечуе плавний пуск, гальмування 1 тривалу роботу мехашзму в робочому д1апазош частот обертання, а також автоматичне регулювання технолопчних параметр!в тих або ¡нших мехашзм1в (тиску, напору, витрати 1 т.д.). При переход! вщ нерегульованого асинхронного до регульованого, перетворювач1 частоти можуть забезпечити енерго-1 ресурсозбереження за рахунок полшшення якюних характеристик технолопчних процеав 1 продукцп що випускаеться.
ПГТУ, канд.техн.наук, доц.
Модуль захисту вщ Задане значения мехашчного резонансу
технолопчно! ПЩ- й обмеження завдання Задатчик Блок завдання закону
змшно! регулятор штенсивностг управлшня Двигун
У електропривод1, розробленим Московським Енергетичним 1нститутом (МЕ1) разом ¡з (Гмзико-Енергетичним 1нститутом (ФЕ1), реал1зоване частотне керування асин-хронним двигуном ¡з короткозамкнутим ротором при взаемозалежному регулюванш частота 1 напруги на виход1 перетворювача. До складу перетворювача входить трифаз-ний автономний швертор напруги (А1Н) ¡з широтжймпульсним керуванням (Ш1К) 1 некерований випрямляч. Система керування побудована на основ1 мшропроцесорного контролера.
Вщ перетворювача одержуе живлення асинхронний двигун ¡з короткозамкнутим ротором. У силову частину перетворювача входить трифазний мостовий випрямляч а-тково'1 напруги на виход1 якого формуеться практично постшний р1вень напруги, що згладжуе фшьтр ЬО=СО ¡з розрядним резистором ЯО, що демпф1руе ланцюг Ю=С1, трифазний бруивкою швертор, побудований на модулях ЮВТ-бшолярних транзисторах УТ1-УТ6 з зворотними дюдами, що працюе в ТТТИМ режимг А1Н управляеться мь кропроцесором 8ХС196МН через драйвери 1Ю. Вбудований У мкропроцесор генератор формуе керукга ¡мпульси для транзисторних клкгав тако! тривалосп, що дозволяе одержати необхщну шпаруватють вихщноТ напруги. Шпаруватють змшюють таким чином, щоб лЫя середньо! напруги набула необхщно! форми. У перетворювач1 формуеться синусощальна напруга шляхом змши шпаруватосп в часу за допомогою закладе-но'1 таблиц! синуав.
У керуючу частину перетворювача входять: мшропроцесорний контролер на баз1 процесора 8хС196МН, джерело його живлення, пристрш захисту вщ наскр1зних стру-м1в ЦБ 1 датчики: ЦА1 - датчик струму вщпливу, ИА2 - ЦА4 - датчики струму в ланщ поелиного струму 1 фазах двигуна, 1Л1 - датчик напруги ланки поел иного струму. Пе-ретворювач мае убудовану структуру програмованого контролера 1 може виршувати задач1 керування технолопчними перемшними. На рисунку показана структура систе-ми керування технолопчними процесами. Задане значения технолопчно! перемшноТ "X" вводиться в перетворювач частота по одному з вход1в, тип якого вибираеться кори-стувачем, наприклад, ¡з пульта оперативного керування в цифровому вщц або через один з аналогових вход1в. Таким чином по одному з обраних користувач1в вход1в перетворювача вводиться сигнал зворотного зв'язка по технолопчно! перемшнш Хос, а по другому може вводитися сигнал компенсаци впливу, що обурюе, Хв. Пюля пор1вняння
в цифровому компаратор! сигнал неузгодженосп надходить на цифровий пропорщйно-¡нтегрально-диференщальний регулятор (П1Д) технолопчних перемшних, параметри якого задаються користувачем. Вихщний розм1р регулятора являе собою сигнал за-вдання вихщноТ частота иеретворювача (f зад) i, вщповщно, двигуна. Отримана частота завдання надходить на вхщ модуля обмеження i захисту вщ мехашчного резонансу, де корегуеться вщповщно до максимального i мш1мального значения частота i резонанс-них зон.
Скориговане завдання подаеться на вхщ задатчика штенсивносп, що визначае по-точну частоту в часу в залежносп вщ темпу розгону або гальмування i початково'1 частота.
Вщповщно до вихщного сигналу задатчика штенсивносп в блощ реал1зацп закону керування мжропроцесорна система прямого цифрового керування швертором на-пруги формуе керукга сигнали на силов1 ключ1 в режим1 синусощального ТТТИМ забез-печуючи формування вихщних синусощальних напруг i3 необхщною частотою. При цьому виконуеться автоматичне регулювання прикладеного до двигуна напруги у фун-кци поточно! вихщноТ частота.
У замкнутш систем! керування технолопчноТ змшноУ на вхщ регулятора йде сигнал неузгодженосп заданого i реального розм1ру. Вщповщно до щеТ помилки корегуеться завдання частоти f3aA.
Окремим випадком розглянутоТ структури е роз1мкнута система регулювання, коли в якосп сигналу завдання використовуеться пряме завдання вихщноТ частоти пере-творювача.
Висновки
При використанш регульованого електропривода досягаеться економ1чний ефект у сфер1 економи електроенерги та енергоресурав. Зокрема розглянуте заоща-дження eHepropecypciß в установках i3 частотно-регульованим електроприводом i структура перетворювача частоти.
Перелт посшанъ
1. В.А.Анисимов. Экономичные режимы работы электродвигателя // Вестник МЭИ.
Приводная техника,- 1997. № 7,8. - С. 18-28.
Серкутан Володимир 1ванович. Канд.техн.наук, доцент кафедри автоматизаци елект-роенергетичних систем i електроприводу. Закончив Мар1упольський металурпйний ш-ститут у 1980 рощ. Основш напрямки наукових дослщжень - електропривод, енергоз-береження у системах електропривода, електромехашчш системи кранових мехашзм1в i пщйомно-транспортних машин, частотнорегульоваш електроприводи.
Стаття надшшла 03.01.2001.
