කර්මාන්තයේ දී, විදුලියෙන් 60% කට වඩා පරිභෝජනය කරනු ලබන්නේ අසමමුහුර්ත විදුලි ධාවකයන් විසිනි - පොම්ප කිරීම, සම්පීඩකය, වාතාශ්රය සහ වෙනත් ස්ථාපනයන්. මෙය සරලම, එබැවින් ලාභම සහ වඩාත්ම විශ්වාසදායක වර්ගයේ එන්ජිමකි.
විවිධ කාර්මික නිෂ්පාදනවල තාක්ෂණික ක්‍රියාවලියට ඕනෑම ක්‍රියාකාරකයක භ්රමණ වේගයෙහි නම්‍යශීලී වෙනස්කම් අවශ්‍ය වේ. ඉලෙක්ට්රොනික හා පරිගණක තාක්ෂණයේ ශීඝ්ර සංවර්ධනය මෙන්ම විදුලි පාඩු අඩු කිරීමට ඇති ආශාවට ස්තුතිවන්ත වන අතර, විවිධ වර්ගවල විදුලි මෝටරවල ආර්ථික පාලනය සඳහා උපාංග දර්ශනය වී ඇත. මෙම ලිපියෙන් අපි විදුලි ධාවකයක වඩාත් කාර්යක්ෂම පාලනය සහතික කරන්නේ කෙසේද යන්න ගැන කතා කරමු. ආයතනයක වැඩ කරනවා (සමාගම් සමූහය ), අපගේ පාරිභෝගිකයින් බලශක්ති කාර්යක්ෂමතාව කෙරෙහි වැඩි වැඩියෙන් අවධානය යොමු කරන බව මම දකිමි
නිෂ්පාදන හා සැකසුම් කම්හල් විසින් පරිභෝජනය කරන බොහෝ විද්යුත් ශක්තිය යම් ආකාරයක යාන්ත්රික කාර්යයක් ඉටු කිරීමට යොදා ගනී. විවිධ නිෂ්පාදන සහ තාක්ෂණික යාන්ත්‍රණවල ක්රියාකාරී කොටස් ධාවනය කිරීම සඳහා, ලේනුන්-කූඩු රොටර් සහිත අසමමුහුර්ත විදුලි මෝටර ප්රධාන වශයෙන් භාවිතා වේ (අනාගතයේදී අපි මෙම වර්ගයේ විදුලි මෝටරයක් ගැන කතා කරමු). විදුලි මෝටරයම, එහි පාලන පද්ධතිය සහ මෝටර් පතුවළ සිට නිෂ්පාදන යාන්ත්‍රණය දක්වා චලනය සම්ප්‍රේෂණය කරන යාන්ත්රික උපාංගය විද්යුත් ධාවක පද්ධතියක් සාදයි.
මෝටර් භ්රමණ වේගය නියාමනය කිරීම හේතුවෙන් වංගු වල අවම විදුලි අලාභ පැවතීම, සංඛ්යාතය සහ වෝල්ටීයතාවයේ ඒකාකාර වැඩි වීමක් හේතුවෙන් සුමට ආරම්භයක් ඇතිවීමේ හැකියාව - මේවා විදුලි මෝටරවල ඵලදායි පාලනයේ ප්රධාන උපකල්පන වේ.
සියල්ලට පසු, එන්ජින් පාලන ක්‍රම මීට පෙර තිබූ අතර තවමත් පවතී:
- මෝටර් එතීෙම් පරිපථවල අතිරේක ක්රියාකාරී ප්රතිරෝධයන් හඳුන්වා දීමෙන් rheostatic සංඛ්යාත පාලනය, ස්පර්ශක මගින් අනුක්රමයෙන් කෙටි පරිපථය;
- ස්ටෝරර් පර්යන්තවල වෝල්ටීයතාවයේ වෙනසක්, එවැනි වෝල්ටීයතාවයේ සංඛ්යාතය නියත වන අතර කාර්මික AC ජාලයේ සංඛ්යාතයට සමාන වේ;
- ස්ටටෝටර් වංගු කිරීමේ කණු යුගල ගණන වෙනස් කිරීම මගින් පියවර නියාමනය.
නමුත් මෙම සහ සංඛ්යාත නියාමනයේ වෙනත් ක්‍රම ඔවුන් සමඟ ප්රධාන පසුබෑම ගෙන යයි - විද්යුත් ශක්තියේ සැලකිය යුතු පාඩු, සහ පියවර නියාමනය අර්ථ දැක්වීම අනුව නම්‍යශීලී ප්‍රමාණවත් ක්රමයක් නොවේ.
පාඩු නොවැළැක්විය හැකිද?
අසමමුහුර්ත විදුලි මෝටරයක සිදුවන විදුලි පාඩු පිළිබඳව අපි වඩාත් විස්තරාත්මකව වාසය කරමු.
විදුලි ධාවකයක ක්රියාකාරිත්වය විද්යුත් හා යාන්ත්රික ප්රමාණ ගණනාවකින් සංලක්ෂිත වේ.
විදුලි ප්රමාණවලට ඇතුළත් වන්නේ:
- ප්රධාන වෝල්ටීයතාව,
- මෝටර් ධාරාව,
- චුම්බක ප්රවාහය,
- විද්යුත් චලන බලය (EMF).
ප්රධාන යාන්ත්රික ප්රමාණ වන්නේ:
- භ්රමණ වේගය n (rpm),
- එන්ජිමේ භ්‍රමණය වන ව්‍යවර්ථය M (N•m),
- විද්යුත් මෝටරයේ යාන්ත්රික බලය P (W), ව්‍යවර්ථයේ සහ භ්රමණ වේගයේ ගුණිතයෙන් තීරණය වේ: P=(M•n)/(9,55).
භ්රමණ චලිතයේ වේගය දැක්වීමට, භ්රමණ සංඛ්යාතය n සමඟ, භෞතික විද්‍යාවෙන් දන්නා තවත් ප්‍රමාණයක් භාවිතා වේ - තත්පරයට රේඩියන වලින් ප්‍රකාශ වන කෝණික ප්‍රවේගය ω (rad/s). කෝණික ප්‍රවේගය ω සහ භ්රමණ සංඛ්යාතය n අතර පහත සම්බන්ධයක් ඇත:
සූත්‍රය පෝරමය ගන්නා බව සැලකිල්ලට ගනිමින්:
එහි රෝටර් n හි භ්රමණ වේගය මත එන්ජිම ව්‍යවර්ථය M හි යැපීම විදුලි මෝටරයේ යාන්ත්රික ලක්ෂණය ලෙස හැඳින්වේ. අසමමුහුර්ත යන්ත්‍රයක් ක්රියාත්මක වන විට, විද්යුත් චුම්භක ක්ෂේත්‍රයක් භාවිතයෙන් ඊනියා විද්යුත් චුම්භක බලය ස්ටෝරර් සිට රෝටරය වෙත වායු පරතරය හරහා සම්ප්‍රේෂණය වන බව සලකන්න:
මෙම බලයෙන් කොටසක් ප්‍රකාශනය (2) අනුව යාන්ත්රික බලයේ ස්වරූපයෙන් රොටර් පතුවළට සම්ප්‍රේෂණය වන අතර ඉතිරිය රෝටර් පරිපථයේ අදියර තුනේම ක්රියාකාරී ප්‍රතිරෝධයන්හි පාඩු ස්වරූපයෙන් මුදා හරිනු ලැබේ.
විදුලි ලෙස හැඳින්වෙන මෙම පාඩු සමාන වේ:
මේ අනුව, විදුලි පාඩු තීරණය වන්නේ වංගු හරහා ගමන් කරන ධාරාවේ වර්ග අනුව ය.
ඒවා බොහෝ දුරට තීරණය වන්නේ අසමමුහුර්ත මෝටරයේ බර අනුව ය. විදුලිය හැර අනෙකුත් සියලුම ආකාරයේ පාඩු, බර සමඟ අඩු සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් වේ.
එබැවින්, භ්රමණ වේගය පාලනය කරන විට අසමමුහුර්ත මෝටරයක විද්යුත් පාඩු වෙනස් වන ආකාරය අපි සලකා බලමු.
විදුලි මෝටරයක රෝටර් එතීෙම් සෘජුවම විදුලි අලාභයන් යන්තය තුළ තාප ස්වරූපයෙන් මුදා හරින අතර එම නිසා එහි උණුසුම තීරණය කරයි. නිසැකවම, රොටර් පරිපථයේ විදුලි පාඩු වැඩි වන තරමට එන්ජිමේ කාර්යක්ෂමතාව අඩු වන අතර එහි ක්රියාකාරිත්වය අඩු ආර්ථිකමය වේ.
ස්ටෝරර් අලාභයන් රෝටර් පාඩු වලට ආසන්න වශයෙන් සමානුපාතික වන බව සලකන විට, රොටර් වල විදුලි පාඩු අඩු කිරීමට ඇති ආශාව වඩාත් තේරුම් ගත හැකිය. එන්ජිම වේගය නියාමනය කිරීමේ එම ක්‍රමය ආර්ථිකමය වන අතර, රෝටරයේ විදුලි පාඩු සාපේක්ෂව කුඩා වේ.
ප්‍රකාශනයන් විශ්ලේෂණය කිරීමෙන් මෝටර පාලනය කිරීමට වඩාත්ම ආර්ථිකමය ක්‍රමය සමමුහුර්ත කිරීමට ආසන්න රොටර් වේගයක් බව අනුගමනය කරයි.
විචල්ය සංඛ්යාත ධාවක
විචල්ය-සංඛ්යාත ධාවකයන් (VFDs), සංඛ්යාත පරිවර්තක (FCs) ලෙසද හඳුන්වනු ලබන ස්ථාපනයන්. මෙම සැකසුම් මඟින් විදුලි මෝටරයට සපයන ලද තෙකලා වෝල්ටීයතාවයේ සංඛ්යාතය සහ විස්තාරය වෙනස් කිරීමට ඔබට ඉඩ සලසයි, එම නිසා පාලන යාන්ත්‍රණවල ක්රියාකාරී මාදිලිවල නම්‍යශීලී වෙනසක් සිදු වේ.
අධි වෝල්ටීයතා විචල්ය සංඛ්යාත ධාවකය
VFD නිර්මාණය
දැනට පවතින සංඛ්යාත පරිවර්තක පිළිබඳ කෙටි විස්තරයක් මෙහි දැක්වේ.
ව්යුහාත්මකව, පරිවර්තකය ක්රියාකාරීව සම්බන්ධිත බ්ලොක් වලින් සමන්විත වේ: ආදාන ට්රාන්ස්ෆෝමර් බ්ලොක් (ට්රාන්ස්ෆෝමර් කැබිනට්); බහු මට්ටමේ ඉන්වර්ටර් (ඉන්වර්ටර් කැබිනට්) සහ තොරතුරු ආදාන සහ සංදර්ශක ඒකකය (පාලන සහ ආරක්ෂණ කැබිනට්) සහිත පාලන සහ ආරක්ෂණ පද්ධතියක්.
ආදාන ට්රාන්ස්ෆෝමර් කැබිනට්ටුව තෙකලා බල සැපයුමෙන් ශක්තිය බහු-වංගු ආදාන ට්‍රාන්ස්ෆෝමරයකට මාරු කරයි, එමඟින් අඩු කරන ලද වෝල්ටීයතාව බහු මට්ටමේ ඉන්වර්ටරයකට බෙදා හරිනු ලැබේ.
බහු මට්ටමේ ඉන්වර්ටරයක් ඒකාබද්ධ සෛල වලින් සමන්විත වේ - පරිවර්තක. සෛල සංඛ්යාව නිශ්චිත සැලසුම සහ නිෂ්පාදකයා විසින් තීරණය කරනු ලැබේ. සෑම සෛලයක්ම නවීන IGBT ට්‍රාන්සිස්ටර (පරිවරණය කරන ලද ද්වාර බයිපෝලර් ට්‍රාන්සිස්ටරය) භාවිතා කරමින් පාලම් වෝල්ටීයතා ඉන්වර්ටරයක් සහිත සෘජුකාරකයක් සහ DC සම්බන්ධක පෙරහනකින් සමන්විත වේ. ආදාන ප්‍රත්‍යාවර්ත ධාරා ප්‍රථමයෙන් නිවැරදි කර පසුව ඝන-තත්ත්ව ඉන්වර්ටරයක් භාවිතයෙන් වෙනස් කළ හැකි සංඛ්යාතය සහ වෝල්ටීයතාවය සහිත ප්‍රත්‍යාවර්ත ධාරාවක් බවට පරිවර්තනය කරයි.
පාලිත ප්‍රත්‍යාවර්ත වෝල්ටීයතා ප්‍රභවයන් ශ්‍රේණිගතව සම්බන්ධකවලට සම්බන්ධ කර වෝල්ටීයතා අවධියක් සාදයි. අසමමුහුර්ත මෝටරයක් සඳහා තෙකලා නිමැවුම් බල පද්ධතියක් ඉදිකිරීම "STAR" පරිපථයට අනුව සම්බන්ධක සම්බන්ධ කිරීම මගින් සිදු කෙරේ.
ආරක්ෂණ පාලන පද්ධතිය පාලන සහ ආරක්ෂණ කැබිනට්ටුවෙහි පිහිටා ඇති අතර පරිවර්තකයේම බල ප්‍රභවයෙන් බල සැපයුම් පද්ධතියක් සහිත බහුකාර්ය මයික්‍රොප්‍රොසෙසර් ඒකකයක්, තොරතුරු ආදාන / ප්‍රතිදාන උපාංගයක් සහ පරිවර්තකයේ විද්යුත් මෙහෙයුම් මාදිලිවල ප්‍රාථමික සංවේදක මගින් නිරූපණය කෙරේ.
විභවය ඉතිරි කිරීම: එකට ගණන් කිරීම
Mitsubishi Electric විසින් සපයන ලද දත්ත මත පදනම්ව, සංඛ්යාත පරිවර්තක හඳුන්වාදීමේදී බලශක්ති ඉතිරිකිරීමේ හැකියාව අපි ඇගයීමට ලක් කරන්නෙමු.
පළමුව, විවිධ එන්ජින් පාලන මාතයන් යටතේ බලය වෙනස් වන ආකාරය බලමු:
දැන් අපි ගණනය කිරීමකට උදාහරණයක් දෙන්නෙමු.
විදුලි මෝටර් කාර්යක්ෂමතාව: 96,5%;
විචල්ය සංඛ්යාත ධාවකයේ කාර්යක්ෂමතාව: 97%;
නාමික පරිමාවකින් විදුලි පංකා බලය: 1100 kW;
රසික ලක්ෂණ: H=1,4 p.u. දී Q = 0;
වසරකට සම්පූර්ණ වැඩ කාලය: 8000 h.
කාලසටහනට අනුව විදුලි පංකා මෙහෙයුම් ආකාරය:
ප්‍රස්ථාරයෙන් අපට පහත දත්ත ලැබේ:
100% වායු පරිභෝජනය - වසරකට මෙහෙයුම් කාලයෙන් 20%;
70% වායු පරිභෝජනය - වසරකට මෙහෙයුම් කාලයෙන් 50%;
50% වායු පරිභෝජනය - වසරකට 30% මෙහෙයුම් කාලය.
ශ්‍රේණිගත භාරයේදී ක්රියාත්මක වීම සහ මෝටර් වේගය පාලනය කිරීමේ හැකියාව (VFD සමඟ ඒකාබද්ධව ක්‍රියා කිරීම) අතර ඉතිරි කිරීම් සමාන වේ:
7 kWh/ year - 446 kWh/ year= 400 kWh/ year
1 kWh / 5,5 rubles ට සමාන විදුලි ගාස්තුව සැලකිල්ලට ගනිමු. පළමු මිල කාණ්ඩය සහ 2019 සඳහා Primorsky Territory හි එක් කාර්මික ව්‍යවසායක සාමාන්‍ය අගය අනුව පිරිවැය ගනු ලබන බව සඳහන් කිරීම වටී.
අපි ඉතුරුම් මුදල් වශයෙන් ලබා ගනිමු:
3 kWh/ year*600 rub/kWh= 000 rub/ year
එවැනි ව්‍යාපෘති ක්රියාත්මක කිරීමේ පරිචය මඟින් මෙහෙයුම් සහ අලුත්වැඩියා කිරීමේ පිරිවැය මෙන්ම සංඛ්යාත පරිවර්තකවල පිරිවැය සැලකිල්ලට ගනිමින් වසර 3 ක ආපසු ගෙවීමේ කාලයක් ලබා ගැනීමට ඉඩ ලබා දේ.
සංඛ්‍යාලේඛන පෙන්වා දෙන පරිදි, VFD හඳුන්වාදීමේ ආර්ථික ශක්‍යතාව ගැන සැකයක් නැත. කෙසේ වෙතත්, ඒවා ක්රියාත්මක කිරීමේ බලපෑම ආර්ථිකයට පමණක් සීමා නොවේ. VFDs එන්ජිම සුමටව ආරම්භ කරයි, එහි ඇඳීම සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කරයි, නමුත් මම ඊළඟ වතාවේ මේ ගැන කතා කරමි.
මූලාශ්රය: www.habr.com