Katika tasnia, zaidi ya 60% ya umeme hutumiwa na anatoa za umeme za asynchronous - katika kusukuma, compressor, uingizaji hewa na mitambo mingine. Hii ndiyo aina rahisi zaidi, na kwa hiyo ya bei nafuu na ya kuaminika zaidi ya injini.
Mchakato wa kiteknolojia wa uzalishaji mbalimbali wa viwanda unahitaji mabadiliko rahisi katika kasi ya mzunguko wa watendaji wowote. Shukrani kwa maendeleo ya haraka ya teknolojia ya umeme na kompyuta, pamoja na tamaa ya kupunguza hasara za umeme, vifaa vimeonekana kwa udhibiti wa kiuchumi wa motors za umeme za aina mbalimbali. Katika makala hii tutazungumzia jinsi ya kuhakikisha udhibiti wa ufanisi zaidi wa gari la umeme. Kufanya kazi katika kampuni (kikundi cha kampuni ), naona kwamba wateja wetu wanalipa kipaumbele zaidi na zaidi kwa ufanisi wa nishati
Nishati nyingi za umeme zinazotumiwa na viwanda na kusindika mimea hutumiwa kufanya aina fulani ya kazi ya mitambo. Ili kuendesha sehemu za kazi za mifumo mbali mbali ya uzalishaji na kiteknolojia, motors za umeme za asynchronous na rotor ya ngome ya squirrel hutumiwa sana (katika siku zijazo tutazungumza juu ya aina hii ya gari la umeme). Gari ya umeme yenyewe, mfumo wake wa kudhibiti na kifaa cha mitambo ambacho hupitisha mwendo kutoka kwa shimoni ya gari hadi utaratibu wa uzalishaji huunda mfumo wa gari la umeme.
Uwepo wa hasara ndogo za umeme katika windings kutokana na udhibiti wa kasi ya mzunguko wa magari, uwezekano wa kuanza kwa laini kutokana na ongezeko la sare ya mzunguko na voltage - haya ni postulates kuu ya udhibiti wa ufanisi wa motors umeme.
Baada ya yote, hapo awali kulikuwa na bado kuna njia kama hizi za kudhibiti injini kama vile:
- udhibiti wa mzunguko wa rheostatic kwa kuanzisha upinzani wa ziada wa kazi katika mizunguko ya vilima vya motor, kwa mtiririko mfupi-circuited na contactors;
- mabadiliko ya voltage kwenye vituo vya stator, wakati mzunguko wa voltage hiyo ni mara kwa mara na sawa na mzunguko wa mtandao wa AC wa viwanda;
- udhibiti wa hatua kwa kubadilisha idadi ya jozi za pole za vilima vya stator.
Lakini njia hizi na nyingine za udhibiti wa mzunguko hubeba drawback kuu - hasara kubwa za nishati ya umeme, na udhibiti wa hatua, kwa ufafanuzi, sio njia rahisi ya kutosha.
Je, hasara haziepukiki?
Hebu tuketi kwa undani zaidi juu ya hasara za umeme zinazotokea katika motor ya umeme ya asynchronous.
Uendeshaji wa gari la umeme una sifa ya idadi ya kiasi cha umeme na mitambo.
Kiasi cha umeme ni pamoja na:
- voltage ya mtandao,
- sasa motor,
- flux ya sumaku,
- nguvu ya umeme (EMF).
Idadi kuu ya mitambo ni:
- kasi ya mzunguko n (rpm),
- torati inayozunguka M (Nβ’m) ya injini,
- nguvu ya mitambo ya motor ya umeme P (W), imedhamiriwa na bidhaa ya torque na kasi ya mzunguko: P = (Mβ’n) / (9,55).
Ili kuashiria kasi ya mzunguko wa mzunguko, pamoja na mzunguko wa mzunguko n, wingi mwingine unaojulikana kutoka kwa fizikia hutumiwa - kasi ya angular Ο, ambayo inaonyeshwa kwa radians kwa pili (rad / s). Kuna uhusiano ufuatao kati ya kasi ya angular Ο na mzunguko wa mzunguko n:
kwa kuzingatia ambayo formula inachukua fomu:
Utegemezi wa torque ya injini M juu ya kasi ya mzunguko wa rotor n yake inaitwa tabia ya mitambo ya motor ya umeme. Kumbuka kuwa wakati mashine ya asynchronous inafanya kazi, kinachojulikana kama nguvu ya sumakuumeme hupitishwa kutoka kwa stator hadi rota kupitia pengo la hewa kwa kutumia uwanja wa sumakuumeme:
Sehemu ya nguvu hii hupitishwa kwenye shimoni la rotor kwa namna ya nguvu ya mitambo kulingana na kujieleza (2), na wengine hutolewa kwa namna ya hasara katika upinzani wa kazi wa awamu zote tatu za mzunguko wa rotor.
Hasara hizi, zinazoitwa umeme, ni sawa na:
Kwa hivyo, hasara za umeme zinatambuliwa na mraba wa sasa unaopita kupitia vilima.
Wao ni kwa kiasi kikubwa kuamua na mzigo wa motor asynchronous. Aina zingine zote za hasara, isipokuwa zile za umeme, hubadilika kidogo na mzigo.
Kwa hiyo, hebu tuchunguze jinsi hasara za umeme za motor asynchronous zinabadilika wakati kasi ya mzunguko inadhibitiwa.
Hasara za umeme moja kwa moja kwenye upepo wa rotor ya motor umeme hutolewa kwa namna ya joto ndani ya mashine na kwa hiyo huamua inapokanzwa kwake. Kwa wazi, hasara kubwa za umeme katika mzunguko wa rotor, chini ya ufanisi wa injini, chini ya kiuchumi ya uendeshaji wake.
Kwa kuzingatia kwamba hasara za stator ni takriban sawia na hasara za rotor, tamaa ya kupunguza hasara za umeme katika rotor inaeleweka zaidi. Njia hiyo ya kusimamia kasi ya injini ni ya kiuchumi, ambayo hasara za umeme katika rotor ni ndogo.
Kutoka kwa uchambuzi wa maneno inafuata kwamba njia ya kiuchumi zaidi ya kudhibiti motors ni kwa kasi ya rotor karibu na synchronous.
Viendeshi vya Marudio Vinavyobadilika
Usakinishaji kama vile viendeshi vya kutofautiana-frequency (VFDs), pia huitwa vigeuzi vya masafa (FCs) ). Mipangilio hii inakuwezesha kubadilisha mzunguko na amplitude ya voltage ya awamu ya tatu iliyotolewa kwa motor umeme, kutokana na ambayo mabadiliko ya kubadilika katika njia za uendeshaji wa taratibu za udhibiti hupatikana.
Hifadhi ya Masafa ya Kubadilika kwa Voltage ya Juu
Ubunifu wa VFD
Hapa kuna maelezo mafupi ya vibadilishaji masafa vilivyopo.
Kwa kimuundo, kibadilishaji kinajumuisha vitalu vinavyohusiana na kazi: block ya transformer ya pembejeo (baraza la mawaziri la transfoma); inverter ya ngazi mbalimbali (kabati ya inverter) na mfumo wa udhibiti na ulinzi na pembejeo ya habari na kitengo cha kuonyesha (kabati ya udhibiti na ulinzi).
Baraza la mawaziri la uingizaji wa pembejeo huhamisha nishati kutoka kwa umeme wa awamu ya tatu hadi kwa transformer ya pembejeo ya vilima vingi, ambayo inasambaza voltage iliyopunguzwa kwa inverter ya ngazi mbalimbali.
Inverter ya ngazi nyingi inajumuisha seli zilizounganishwa - kubadilisha fedha. Idadi ya seli imedhamiriwa na muundo na mtengenezaji maalum. Kila seli ina vifaa vya kurekebisha na kichujio cha kiungo cha DC na kibadilishaji cha voltage ya daraja kwa kutumia transistors za kisasa za IGBT (transistor ya maboksi ya lango la bipolar). Mkondo wa AC wa pembejeo hurekebishwa hapo awali na kisha kubadilishwa kuwa sasa mbadala na frequency inayoweza kubadilishwa na voltage kwa kutumia kibadilishaji cha hali dhabiti.
Vyanzo vinavyotokana na voltage zinazodhibitiwa vinaunganishwa kwa mfululizo kwenye viungo, na kutengeneza awamu ya voltage. Ujenzi wa mfumo wa nguvu wa pato la awamu ya tatu kwa motor asynchronous unafanywa kwa kuunganisha viungo kulingana na mzunguko wa "STAR".
Mfumo wa udhibiti wa ulinzi uko katika baraza la mawaziri la udhibiti na ulinzi na unawakilishwa na kitengo cha microprocessor chenye kazi nyingi na mfumo wa usambazaji wa nguvu kutoka kwa chanzo cha nguvu cha kibadilishaji chenyewe, kifaa cha kuingiza taarifa/pato na vitambuzi vya msingi vya njia za uendeshaji za umeme za kibadilishaji.
Uwezo wa kuokoa: kuhesabu pamoja
Kulingana na data iliyotolewa na Mitsubishi Electric, tutatathmini uwezo wa kuokoa nishati tunapoanzisha vibadilishaji masafa.
Kwanza, hebu tuone jinsi nguvu inavyobadilika chini ya njia tofauti za udhibiti wa injini:
Sasa hebu tutoe mfano wa hesabu.
Ufanisi wa gari la umeme: 96,5%;
Ufanisi wa kiendeshi cha masafa ya kubadilika: 97%;
Nguvu ya shaft ya feni kwa kiwango cha kawaida: 1100 kW;
Tabia za shabiki: H=1,4 p.u. saa Swali = 0;
Muda kamili wa kufanya kazi kwa mwaka: 8000 h.
Njia za uendeshaji za shabiki kulingana na ratiba:
Kutoka kwa grafu tunapata data ifuatayo:
100% ya matumizi ya hewa - 20% ya muda wa uendeshaji kwa mwaka;
70% ya matumizi ya hewa - 50% ya muda wa uendeshaji kwa mwaka;
50% ya matumizi ya hewa - 30% wakati wa kufanya kazi kwa mwaka.
Akiba kati ya operesheni kwa mzigo uliokadiriwa na operesheni na uwezo wa kudhibiti kasi ya gari (operesheni kwa kushirikiana na VFD) ni sawa na:
7 kWh/mwaka - 446 kWh/mwaka= 400 kWh/mwaka
Hebu tuzingalie ushuru wa umeme sawa na 1 kWh / 5,5 rubles. Inafaa kumbuka kuwa gharama inachukuliwa kulingana na kitengo cha bei ya kwanza na dhamana ya wastani ya moja ya biashara za viwandani za Wilaya ya Primorsky kwa 2019.
Wacha tupate akiba kwa njia za pesa:
3 kWh / mwaka * 600 rub / kWh = 000 rub / mwaka
Mazoezi ya kutekeleza miradi hiyo inaruhusu, kwa kuzingatia gharama za uendeshaji na ukarabati, pamoja na gharama ya waongofu wa mzunguko wenyewe, kufikia kipindi cha malipo cha miaka 3.
Kama takwimu zinavyoonyesha, hakuna shaka juu ya uwezekano wa kiuchumi wa kuanzisha VFDs. Walakini, athari za utekelezaji wao sio tu kwa uchumi pekee. VFDs huanza injini vizuri, na kupunguza kwa kiasi kikubwa kuvaa kwake, lakini nitazungumzia kuhusu hili wakati ujao.
Chanzo: mapenzi.com