Өнөр жайда электр энергиясынын 60%дан ашыгы асинхрондук электр өткөргүчтөр менен керектелет - насостук, компрессордук, желдетүү жана башка установкаларда. Бул кыймылдаткычтын эң жөнөкөй, демек, эң арзан жана ишенимдүү түрү.
Ар кандай өнөр жай өндүрүшүнүн технологиялык процесси ар кандай кыймылдаткычтын айлануу ылдамдыгын ийкемдүү өзгөртүүнү талап кылат. Электрондук жана эсептее техникасынын тез енугушу-нун, ошондой эле электр энергиясынын жоготууларын кыскартууга умтулуунун аркасында ар турдуу типтеги электр кыймылдаткычтарын унемдуу башкаруу учун приборлор пайда болду. Бул макалада биз электр дискти эң натыйжалуу башкарууну кантип камсыз кылуу жөнүндө сүйлөшөбүз. Компанияда иштөө (компаниялар Тобу ), Мен биздин кардарлар энергияны үнөмдөөгө көбүрөөк көңүл буруп жатканын көрүп турам
Өндүрүштүк жана кайра иштетүүчү заводдор керектеген электр энергиясынын көбү кандайдыр бир механикалык жумуштарды аткаруу үчүн колдонулат. Ар кандай өндүрүштүк жана технологиялык механизмдердин жумушчу бөлүктөрүн айдоо үчүн ротору бар асинхрондук электр кыймылдаткычтары басымдуулук кылат (келечекте бул типтеги электр кыймылдаткычтары жөнүндө сөз болот). Электр кыймылдаткычынын өзү, аны башкаруу системасы жана кыймылдаткычтын валынан өндүрүш механизмине кыймылды өткөрүүчү механикалык түзүлүш электр кыймылдаткыч системасын түзөт.
Мотордун айлануу ылдамдыгын жөнгө салуудан улам орамдарда электр энергиясынын минималдуу жоготууларынын болушу, жыштыктын жана чыңалуунун бир калыпта жогорулашынан улам жылмакай старт алуу мүмкүнчүлүгү – булар электр кыймылдаткычтарын эффективдүү башкаруунун негизги постулаттары.
Анткени, буга чейин кыймылдаткычты башкаруунун мындай ыкмалары болгон жана азыр да бар:
- кыймылдаткычтын орогуч чынжырларына контакторлор менен ырааттуу кыска туташуулар менен кошумча активдүү каршылыктарды киргизүү жолу менен реостатикалык жыштыкты башкаруу;
- статордун клеммаларында чыңалуунун өзгөрүшү, мында мындай чыңалуунун жыштыгы туруктуу жана өнөр жайлык өзгөрмө ток тармагынын жыштыгына барабар;
- статор орогунун полюс жуптарынын санын өзгөртүү жолу менен кадамдык жөнгө салуу.
Бирок жыштыкты жөнгө салуунун ушул жана башка ыкмалары негизги кемчилигин - электр энергиясынын олуттуу жоготууларын, ал эми кадамдык жөнгө салуу, аныктамасы боюнча, жетиштүү ийкемдүү ыкма эмес.
Жоготуулар сөзсүз болобу?
Келгиле, асинхрондуу электр кыймылдаткычында пайда болгон электрдик жоготууларга кененирээк токтололу.
Электр жетегинин иштеши бир катар электрдик жана механикалык чоңдуктар менен мүнөздөлөт.
Электрдик чоңдуктарга төмөнкүлөр кирет:
- электр чыңалуу,
- мотор ток,
- магниттик агым,
- электр кыймылдаткыч күч (EMF).
Негизги механикалык чоңдуктар болуп төмөнкүлөр саналат:
- айлануу ылдамдыгы n (rpm),
- кыймылдаткычтын айлануу моменти M (N•m),
- электр кыймылдаткычынын механикалык күчү P (W), моменттин жана айлануу ылдамдыгынын көбөйтүндүсү менен аныкталат: P=(M•n)/(9,55).
Айлануу кыймылынын ылдамдыгын белгилөө үчүн n айлануу жыштыгы менен катар физикадан белгилүү болгон дагы бир чоңдук – ω бурчтук ылдамдыгы колдонулат, ал секундасына радиан (рад/с) менен көрсөтүлөт. Бурчтук ылдамдык ω менен айлануу жыштыгы n ортосунда төмөнкүдөй байланыш бар:
формула кандай формада болоорун эске алуу менен:
Кыймылдаткычтын моментинин М анын роторунун айлануу ылдамдыгына көз карандылыгы n электр кыймылдаткычынын механикалык мүнөздөмөсү деп аталат. Асинхрондук машина иштегенде электромагниттик күч деп аталган электр магнит талаасынын жардамы менен статордон роторго аба боштугу аркылуу берилээрин эске алыңыз:
Бул кубаттуулуктун бир бөлүгү (2) туюнтмасына ылайык механикалык күч түрүндө ротордун валына берилет, ал эми калган бөлүгү ротордун чынжырынын бардык үч фазасынын активдүү каршылыктарында жоготуулар түрүндө чыгарылат.
Бул жоготуулар, электрдик деп аталат, барабар:
Ошентип, электрдик жоготуулар орамдардан өткөн токтун квадраты менен аныкталат.
Алар негизинен асинхрондук кыймылдаткычтын жүгү менен аныкталат. Жоготуулардын бардык башка түрлөрү, электрдик жоготуулардан башкасы, жүктөө менен азыраак өзгөрөт.
Ошондуктан, айлануу ылдамдыгы башкарылганда асинхрондук кыймылдаткычтын электрдик жоготуулары кандай өзгөрөрүн карап көрөлү.
Электр кыймылдаткычынын роторунун орогунда түздөн-түз электрдик жоготуулар машинанын ичинде жылуулук түрүндө бөлүнүп чыгат жана ошондуктан анын жылытылышын аныктайт. Албетте, ротордун чынжырында электрдик жоготуулар канчалык көп болсо, кыймылдаткычтын эффективдүүлүгү ошончолук төмөн болсо, анын иштеши ошончолук азыраак үнөмдүү болот.
Статордун жоготуулары болжол менен ротордун жоготууларына пропорционал экенин эске алсак, ротордогу электрдик жоготууларды азайтуу каалоосу дагы түшүнүктүү. Кыймылдаткычтын ылдамдыгын жөнгө салуунун бул ыкмасы үнөмдүү, мында ротордогу электрдик жоготуулар салыштырмалуу аз.
Туундуларды талдоодон көрүнүп тургандай, кыймылдаткычтарды башкаруунун эң үнөмдүү жолу синхрондукка жакын ротор ылдамдыгы болуп саналат.
Өзгөрмө жыштыктагы дисктер
Өзгөрмө жыштыктагы дисктер (VFDs) сыяктуу орнотуулар, ошондой эле жыштык өзгөрткүчтөрү (FCs) деп аталат). Бул орнотуулар электр кыймылдаткычына берилген үч фазалуу чыңалуунун жыштыгын жана амплитудасын өзгөртүүгө мүмкүндүк берет, анын аркасында башкаруу механизмдеринин иштөө режимдерин ийкемдүү өзгөртүүгө жетишилет.
Жогорку чыңалуудагы өзгөрмө жыштыктагы диск
VFD дизайн
Бул жерде учурдагы жыштык өзгөрткүчтөрдүн кыскача сүрөттөлүшү болуп саналат.
Структуралык жактан конвертер функционалдык жактан байланышкан блоктордон турат: кириш трансформатор блогу (трансформатордук шкаф); көп деңгээлдүү инвертор (инвертор шкафы) жана маалыматты киргизүү жана көрсөтүү бирдиги (башкаруу жана коргоо шкафы) менен башкаруу жана коргоо системасы.
Киргизүүчү трансформатордун шкафы энергияны үч фазалуу электр менен жабдуудан көп орамдуу кириш трансформаторго өткөрүп берет, ал азайган чыңалууну көп деңгээлдүү инверторго бөлүштүрөт.
Көп деңгээлдүү инвертор бирдиктүү клеткалардан - конвертерлерден турат. Клеткалардын саны белгилүү бир долбоор жана өндүрүүчү тарабынан аныкталат. Ар бир уяча түзөткүч жана заманбап IGBT транзисторлорун (изоляцияланган биполярдык транзистор) колдонгон көпүрө чыңалуу инвертору менен туруктуу токтун чыпкасы менен жабдылган. Киргизилген өзгөрмө ток алгач ректификацияланат, андан кийин катуу абалдагы инвертордун жардамы менен жыштыгы жана чыңалуусу жөнгө салынуучу өзгөрмө токко айланат.
Башкарылуучу өзгөрмө чыңалуунун пайда болгон булактары чыңалуу фазасын түзүүчү звенолорго катар-катар кошулат. Асинхрондук кыймылдаткыч үчүн үч фазалуу чыгуучу электр системасынын курулушу "STAR" схемасы боюнча бириктирилген звенолор аркылуу ишке ашырылат.
Коргоону башкаруу системасы башкаруучу-коргоочу шкафта жайгашып, конвертордун өздүк энергия булагынан энергия менен жабдуу системасы, маалыматтык киргизүү/чыгаруу түзүлүштөрү жана конвертердин электрдик иштөө режимдеринин баштапкы датчиктери бар көп функционалдуу микропроцессордук блок менен көрсөтүлөт.
Сактоо потенциалы: чогуу эсептөө
Mitsubishi Electric тарабынан берилген маалыматтардын негизинде биз жыштык өзгөрткүчтөрүн киргизүүдө энергияны үнөмдөө потенциалына баа беребиз.
Биринчиден, келгиле, ар кандай кыймылдаткычты башкаруу режимдеринде күч кандайча өзгөрөрүн карап көрөлү:
Эми бир эсептөөгө мисал келтирели.
Электр кыймылдаткычынын натыйжалуулугу: 96,5%;
Өзгөрмө жыштыктагы дисктин эффективдүүлүгү: 97%;
Номиналдуу көлөмдө желдеткич валынын күчү: 1100 KW;
Күйөрмандардын өзгөчөлүктөрү: H=1,4 p.u. боюнча Q = 0;
Жылына толук иш убактысы: 8000 саат.
Графикке ылайык желдеткичтин иштөө режимдери:
Графиктен биз төмөнкү маалыматтарды алабыз:
100% аба керектөө - жылына иштөө убактысынын 20%;
70% аба керектөө - жылына иштөө убактысынын 50%;
50% аба керектөө - жылына 30% иш убактысы.
Номиналдуу жүктө иштөө менен мотордун ылдамдыгын башкаруу мүмкүнчүлүгү менен иштөө (VFD менен бирге иштөө) ортосундагы үнөмдөө төмөнкүгө барабар:
7 446 400 кВт/саат - 3 846 400 кВтсаат/жыл= 3 600 000 кВтсаат/жыл
1 кВт саат / 5,5 рублга барабар электр энергиясынын тарифин эске алалы. Белгилей кетсек, нарк биринчи баа категориясына жана 2019-жылга Приморск аймагынын өнөр жай ишканаларынын бири үчүн орточо мааниге ылайык кабыл алынат.
Акча түрүндө үнөмдөөнү алалы:
3 600 000 кВтсаат/жыл*5,5 руб/кВтс= 19 800 000 руб/жыл
Мындай долбоорлорду ишке ашыруу практикасы эксплуатацияга жана оңдоого кеткен чыгымдарды, ошондой эле жыштык өзгөрткүчтөрдүн өздүк наркын эске алуу менен 3 жылдык өзүн-өзү актоо мезгилине жетишүүгө мүмкүндүк берет.
Цифралар көрсөткөндөй, VFDди киргизүүнүн экономикалык максатка ылайыктуулугунда эч кандай шек жок. Бирок, аларды ишке ашыруунун натыйжасы экономикада гана эмес. VFDs кыймылдаткычты акырындык менен иштетип, анын эскиришин бир кыйла азайтат, бирок мен бул тууралуу кийинки жолу сүйлөшөм.
Source: www.habr.com
