CC BY
53
УДК 62-593
B.М. Степанов, д-р техн. наук, проф., (4872) 35-54-50, [email protected],
C.В. Кузьмина, студент, 8-920-753-69-77, [email protected] (Россия, Тула, ТулГУ)
СИСТЕМА РЕКУПЕРАЦИИ МНОГОДВИГАТЕЛЬНЫХ ПОДЪЁМНО-ТРАНСПОРТНЫХ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН
Обосновано применение рекуперации, перечислены области применения систем рекуперации, а также одно из технических решений экономии энергии с использованием систем рекуперации.
Ключевые слова: рекуперация, рекуперативное торможение, система рекуперации.
В соответствии с сегодняшней потребностью рационального использования энергетических ресурсов возникает необходимость пересмотра существующих методов, способов, а также устройств потребления энергии.
К настоящему времени уже есть разработки, обеспечивающие экономию потребления электроэнергии и соответствующие эффективность, надежность и безопасность их применения на практике. К наиболее популярным областям применения электроэнергии, где очень важно соблюдать ее экономию относятся электропоезда, грузоподъемные механизмы, лифты, а также автомобильное хозяйство. Экономия электроэнергии в этих областях может осуществляться различными способами. Остановимся на одном из наиболее рациональных методов экономии энергии - рекуперации, а именно - электрическом рекуперативном торможении.
Рекуперативное торможение - организация торможения, при которой кинетическая энергия транспортного средства не рассеивается в виде тепла, как обычно при реостатном торможении, а снова используется для движения. Рекуперативное торможение широко применяется на электровозах и электропоездах, где при торможении электродвигатели начинают работать как электрогенераторы, а вырабатываемая электроэнергия передается через контактную сеть либо другим электровозам, либо в общую энергосистему через тяговые подстанции. Аналогичный принцип используется на электромобилях, где вырабатываемая при торможении электроэнергия используется для подзарядки аккумуляторов. Рекуперация возможна благодаря обратимости электрических машин.
Однако, помимо «экономного» торможения, сегодняшние установки позволяют накапливать и хранить электроэнергию. Накопление электроэнергии может производиться как с использованием тяговых аккумуляторных батарей, так и с использованием сверхпроводниковых накопителей электроэнергии. Одним из таких применений является использование кислорода с водородом для питания силовых установок.
Известия ТулГУ. Технические науки. 2010. Вып. 3: в 5 ч. Ч. 4
В то же время, помимо накопления и рекуперации, существуют другие способы экономии электроэнергии. К ним относятся регулирование скорости движения электровоза, напряжения, тока, контроль потребления энергии, также управление рекуперативным торможением, некоторые особенности или изменения конструкции и многое другое.
Что касается грузоподъемных механизмов и устройств, в том числе и подъемных установок, то применение рекуперативного торможения в их области не так широко распространено, как в электропоездах. Однако здесь также встречаются различные способы экономии электроэнергии. К некоторым из них относятся: аккумулирующие устройства, конструктивные особенности установки, ступенчатое торможение, размещение непосредственно самих блоков или устройств рекуперации, а также регулирование режима рекуперативного торможения.
Помимо всего прочего, рекуперативное торможение обладает рядом преимуществ по отношению к реостатному торможению. Несмотря на простоту использования, эффективность и надежность, при использовании реостатного торможения в оборудовании возникает дополнительный вес, происходит существенный износ конструкции, а также большие тепловые потери с учетом того, что полностью отсутствует экономия энергии. В свою очередь можно рассмотреть пример реальной комбинированной установки подъема груза и одновременного горизонтального перемещения рекуперативное торможение, где рекуперативное торможение оказывает существенную экономию электроэнергии.
В приводе подъема при движении «на спуск» возможно получить генераторный режим работы электродвигателя. Энергия, получаемая в генераторном режиме, может быть рекуперирована и использована для питания приводов движения портала и горизонтального перемещения при их одновременной работе, что ведет к уменьшению потребления электроэнергии всей установкой в целом.
Недостатком данной установки является то, что энергия, получаемая в генераторном режиме, может быть рекуперирована в питающую сеть с помощью устройства рекуперации и использована для питания приводов движения портала и горизонтального перемещения только при их одновременной работе. В результате приводы системы зависимы друг от друга.
Технической задачей разработки являются независимость и автономность работы каждой группы приводов при той же экономии электроэнергии и соответствующее повышение эффективности работы системы.
Общий принцип таков, что при работе одной из групп от сети другие группы питаются не от сети, а от рабочей группы за счет снабженного блока рекуператора и блока емкостно-индуктивного накопителя в каждой группе. Кроме того, каждая группа приводов может работать в автономном режиме независимо друг от друга за счет того же блока накопителя в каждой группе. Кроме того, каждая группа приводов может работать в авто-
номном режиме независимо друг от друга того же блока накопителя. Помимо всего прочего, существует возможность подпитывания соседней аналогичной системы приводов за счет энергии исходной системы электроприводов.
Таким образом, предложенное техническое решение позволяет повысить экономию электроэнергии, и она же может использоваться внутри системы с минимальным потреблением от сети либо использоваться вообще без потребления от сети в автономном режиме, а также возвращать энергию обратно в сеть.
S. Kuzmina, V. Stepanov
System recovery multi handling mechanisms and machines
The application recuperation is proved, areas application of systems recuperation is enumeration, and also one of technical decisions of economy of energy with use of systems recuperation are listed.
Keywords: recuperation, recuperative braking, system of recuperation.
Получено 06.07.10
УДК 621.13
Ю.Н. Тимонин, зам. ген. директора, (4872) 32-77-69, tul energo@ tula elektra.ru (Россия, Тула, фил/ "Тулэнерго" ОАО "МРСК" Центра и Приволжья), В.А. Сушкин, канд. техн. наук, (4872) 35-54-50,[email protected] (Россия, Тула, ТулГУ)
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ ОХЛАЖДЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА
Рассмотрены вопросы охлаждения трансформатора за счет применения регулируемого электропривода.
Ключевые слова: асинхронный двигатель, регулирование частоты вращения, охладители.
Для системы охлаждения силового трансформатора предложен регулируемый электропривод, обеспечивающий работу системы охлаждения масляных насосов и системы обдува теплообменников. Привод насосов создаёт напор, необходимый для циркуляции в замкнутой системе охлаждающего трансформаторного масла. В замкнутых системах охлаждения, в которых циркулирует постоянное количество среды, имеются также теплообменники, предназначенные для охлаждения и удаления тепла во внешнюю среду.
Оптимальное сочетание количества нерегулируемого и регулируемого асинхронного привода как масляной системы, так и воздушного трак-
177
