Mewn diwydiant, mae dros 60% o drydan yn cael ei ddefnyddio gan yriannau trydan asyncronaidd - mewn gosodiadau pwmpio, cywasgydd, awyru a gosodiadau eraill. Dyma'r math symlaf, ac felly rhataf a mwyaf dibynadwy o injan.
Mae proses dechnolegol amrywiol gynyrchiadau diwydiannol yn gofyn am newidiadau hyblyg yng nghyflymder cylchdroi unrhyw actuators. Diolch i ddatblygiad cyflym technoleg electronig a chyfrifiadurol, yn ogystal â'r awydd i leihau colledion trydan, mae dyfeisiau wedi ymddangos ar gyfer rheolaeth economaidd o wahanol fathau o moduron trydan. Yn yr erthygl hon byddwn yn siarad am sut i sicrhau'r rheolaeth fwyaf effeithlon ar yriant trydan. Gweithio mewn cwmni (grŵp cwmni ), Gwelaf fod ein cwsmeriaid yn talu mwy a mwy o sylw i effeithlonrwydd ynni
Defnyddir y rhan fwyaf o'r ynni trydanol a ddefnyddir gan weithfeydd gweithgynhyrchu a phrosesu i gyflawni rhyw fath o waith mecanyddol. Er mwyn gyrru rhannau gweithio amrywiol fecanweithiau cynhyrchu a thechnolegol, defnyddir moduron trydan asyncronig gyda rotor cawell gwiwer yn bennaf (yn y dyfodol byddwn yn siarad am y math hwn o fodur trydan). Mae'r modur trydan ei hun, ei system reoli a'r ddyfais fecanyddol sy'n trosglwyddo symudiad o'r siafft modur i'r mecanwaith cynhyrchu yn ffurfio system gyrru trydan.
Presenoldeb colledion trydan lleiaf posibl yn y dirwyniadau oherwydd rheoleiddio cyflymder cylchdroi'r modur, y posibilrwydd o gychwyn llyfn oherwydd cynnydd unffurf mewn amlder a foltedd - dyma'r prif ragdybiaethau o reoli moduron trydan yn effeithiol.
Wedi'r cyfan, yn flaenorol roedd ac yn dal i fodoli dulliau o'r fath o reoli injan fel:
- rheoli amledd rhewstatig trwy gyflwyno gwrthiant gweithredol ychwanegol yn y cylchedau troellog modur, wedi'u cylchedd byr yn ddilyniannol gan gontractwyr;
- newid mewn foltedd yn y terfynellau stator, tra bod amlder foltedd o'r fath yn gyson ac yn hafal i amlder y rhwydwaith AC diwydiannol;
- rheoliad cam trwy newid nifer y parau polyn y stator dirwyn i ben.
Ond mae'r rhain a dulliau eraill o reoleiddio amledd yn dwyn y prif anfantais gyda nhw - colledion sylweddol o ynni trydanol, ac nid yw rheoleiddio cam, yn ôl diffiniad, yn ddull digon hyblyg.
A yw colledion yn anochel?
Gadewch inni edrych yn fanylach ar y colledion trydanol sy'n digwydd mewn modur trydan asyncronaidd.
Nodweddir gweithrediad gyriant trydan gan nifer o feintiau trydanol a mecanyddol.
Mae meintiau trydanol yn cynnwys:
- foltedd prif gyflenwad,
- cerrynt modur,
- fflwcs magnetig,
- grym electromotive (EMF).
Y prif feintiau mecanyddol yw:
- cyflymder cylchdroi n (rpm),
- torque cylchdroi M (N•m) yr injan,
- pŵer mecanyddol y modur trydan P (W), a bennir gan gynnyrch trorym a chyflymder cylchdro: P = (M•n)/(9,55).
I ddynodi cyflymder mudiant cylchdro, ynghyd ag amledd cylchdroi n, defnyddir swm arall sy'n hysbys o ffiseg - y cyflymder onglog ω, a fynegir mewn radianau yr eiliad (rad/s). Mae'r berthynas ganlynol rhwng y cyflymder onglog ω a'r amledd cylchdroi n:
gan gymryd i ystyriaeth pa ffurf y mae'r fformiwla:
Gelwir dibyniaeth trorym yr injan M ar gyflymder cylchdro ei rotor n yn nodwedd fecanyddol y modur trydan. Sylwch, pan fydd peiriant asyncronig yn gweithredu, mae pŵer electromagnetig fel y'i gelwir yn cael ei drosglwyddo o'r stator i'r rotor trwy'r bwlch aer gan ddefnyddio maes electromagnetig:
Mae rhan o'r pŵer hwn yn cael ei drosglwyddo i siafft y rotor ar ffurf pŵer mecanyddol yn ôl mynegiant (2), ac mae'r gweddill yn cael ei ryddhau ar ffurf colledion yng ngwrthiant gweithredol pob un o'r tri cham o gylched y rotor.
Mae'r colledion hyn, a elwir yn drydanol, yn hafal i:
Felly, mae colledion trydanol yn cael eu pennu gan sgwâr y cerrynt sy'n mynd trwy'r dirwyniadau.
Maent yn cael eu pennu i raddau helaeth gan lwyth y modur asyncronig. Mae pob math arall o golledion, ac eithrio rhai trydanol, yn newid yn llai arwyddocaol gyda llwyth.
Felly, gadewch inni ystyried sut mae colledion trydanol modur asyncronig yn newid pan reolir y cyflymder cylchdroi.
Mae colledion trydanol yn uniongyrchol wrth weindio rotor modur trydan yn cael eu rhyddhau ar ffurf gwres y tu mewn i'r peiriant ac felly'n pennu ei wresogi. Yn amlwg, po fwyaf yw'r colledion trydanol yn y gylched rotor, yr isaf yw effeithlonrwydd yr injan, y lleiaf darbodus yw ei weithrediad.
O ystyried bod colledion stator bron yn gymesur â cholledion rotor, mae'r awydd i leihau colledion trydanol yn y rotor hyd yn oed yn fwy dealladwy. Mae'r dull hwnnw o reoleiddio cyflymder yr injan yn ddarbodus, lle mae'r colledion trydanol yn y rotor yn gymharol fach.
O'r dadansoddiad o'r ymadroddion mae'n dilyn mai'r ffordd fwyaf darbodus o reoli moduron yw ar gyflymder rotor sy'n agos at gydamserol.
Gyriannau Amledd Amrywiol
Gosodiadau fel gyriannau amledd newidiol (VFDs), a elwir hefyd yn drawsnewidwyr amledd (FCs) ). Mae'r gosodiadau hyn yn caniatáu ichi newid amledd ac osgled y foltedd tri cham a gyflenwir i'r modur trydan, oherwydd cyflawnir newid hyblyg ym modd gweithredu'r mecanweithiau rheoli.
Gyriant Amledd Amrywiol Foltedd Uchel
Dyluniad VFD
Dyma ddisgrifiad byr o drawsnewidwyr amledd presennol.
Yn strwythurol, mae'r trawsnewidydd yn cynnwys blociau sy'n gysylltiedig â swyddogaeth: bloc trawsnewidydd mewnbwn (cabinet trawsnewidydd); gwrthdröydd aml-lefel (cabinet gwrthdröydd) a system rheoli ac amddiffyn gydag uned mewnbynnu ac arddangos gwybodaeth (cabinet rheoli ac amddiffyn).
Mae'r cabinet trawsnewidydd mewnbwn yn trosglwyddo ynni o'r cyflenwad pŵer tri cham i drawsnewidydd mewnbwn aml-dirwyn, sy'n dosbarthu'r foltedd is i wrthdröydd aml-lefel.
Mae gwrthdröydd aml-lefel yn cynnwys celloedd unedig - trawsnewidyddion. Mae nifer y celloedd yn cael ei bennu gan y dyluniad a'r gwneuthurwr penodol. Mae gan bob cell gywirydd a hidlydd cyswllt DC gyda gwrthdröydd foltedd pontydd gan ddefnyddio transistorau IGBT modern (transistor deubegwn giât wedi'i inswleiddio). Mae'r cerrynt AC mewnbwn yn cael ei gywiro i ddechrau ac yna ei drawsnewid yn gerrynt eiledol gydag amledd a foltedd addasadwy gan ddefnyddio gwrthdröydd cyflwr solet.
Mae'r ffynonellau canlyniadol o foltedd eiledol rheoledig wedi'u cysylltu mewn cyfres i ddolenni, gan ffurfio cyfnod foltedd. Mae adeiladu system pŵer allbwn tri cham ar gyfer modur asyncronig yn cael ei wneud trwy gysylltu cysylltiadau yn ôl y gylched “STAR”.
Mae'r system rheoli amddiffyn wedi'i lleoli yn y cabinet rheoli ac amddiffyn ac fe'i cynrychiolir gan uned microbrosesydd amlswyddogaethol gyda system cyflenwad pŵer o ffynhonnell pŵer y trawsnewidydd ei hun, dyfais mewnbwn / allbwn gwybodaeth a synwyryddion sylfaenol o ddulliau gweithredu trydanol y trawsnewidydd.
Arbed potensial: cyfrif gyda'i gilydd
Yn seiliedig ar ddata a ddarparwyd gan Mitsubishi Electric, byddwn yn gwerthuso'r potensial arbed ynni wrth gyflwyno trawsnewidyddion amledd.
Yn gyntaf, gadewch i ni weld sut mae pŵer yn newid o dan wahanol ddulliau rheoli injan:
Nawr gadewch i ni roi enghraifft o gyfrifiad.
Effeithlonrwydd modur trydan: 96,5%;
Effeithlonrwydd gyriant amledd amrywiol: 97%;
Pŵer siafft ffan ar gyfaint enwol: 1100 kW;
Nodweddion ffan: H=1,4 p.u. ar C=0;
Amser gweithio llawn y flwyddyn: 8000 h.
Moddau gweithredu ffan yn unol â'r amserlen:
O'r graff rydym yn cael y data canlynol:
Defnydd aer o 100% - 20% o'r amser gweithredu y flwyddyn;
Defnydd aer o 70% - 50% o'r amser gweithredu y flwyddyn;
Defnydd aer o 50% - 30% o amser gweithredu'r flwyddyn.
Mae'r arbedion rhwng gweithrediad ar lwyth graddedig a gweithrediad gyda'r gallu i reoli cyflymder y modur (gweithrediad ar y cyd â VFD) yn hafal i:
7 kWh y flwyddyn - 446 kWh y flwyddyn = 400 kWh y flwyddyn
Gadewch i ni ystyried y tariff trydan sy'n cyfateb i 1 kWh / 5,5 rubles. Mae'n werth nodi bod y gost yn cael ei chymryd yn ôl y categori pris cyntaf a'r gwerth cyfartalog ar gyfer un o fentrau diwydiannol Tiriogaeth Primorsky ar gyfer 2019.
Gadewch i ni gael yr arbedion mewn termau ariannol:
3 kWh y flwyddyn * 600 rhwb / kWh = 000 rhwb y flwyddyn
Mae'r arfer o weithredu prosiectau o'r fath yn caniatáu, gan ystyried costau gweithredu ac atgyweirio, yn ogystal â chost y trawsnewidyddion amledd eu hunain, i gyflawni cyfnod ad-dalu o 3 blynedd.
Fel y dengys y ffigurau, nid oes amheuaeth ynghylch dichonoldeb economaidd cyflwyno VFDs. Fodd bynnag, nid yw effaith eu gweithredu yn gyfyngedig i'r economi yn unig. Mae VFDs yn cychwyn yr injan yn llyfn, gan leihau ei draul yn sylweddol, ond byddaf yn siarad am hyn y tro nesaf.
Ffynhonnell: hab.com