மோட்டார்கள் கட்டுப்படுத்த மிகவும் சிக்கனமான வழி ஒரு அதிர்வெண் மாற்றி ஆகும்

தொழில்துறையில், 60% க்கும் அதிகமான மின்சாரம் ஒத்திசைவற்ற மின்சார இயக்கிகளால் பயன்படுத்தப்படுகிறது - உந்தி, அமுக்கி, காற்றோட்டம் மற்றும் பிற நிறுவல்களில். இது எளிமையானது, எனவே மலிவான மற்றும் நம்பகமான இயந்திரம்.

பல்வேறு தொழில்துறை உற்பத்திகளின் தொழில்நுட்ப செயல்முறைக்கு எந்த ஆக்சுவேட்டர்களின் சுழற்சி வேகத்திலும் நெகிழ்வான மாற்றங்கள் தேவைப்படுகின்றன. மின்னணு மற்றும் கணினி தொழில்நுட்பத்தின் விரைவான வளர்ச்சிக்கு நன்றி, அதே போல் மின்சார இழப்புகளை குறைக்கும் ஆசை, பல்வேறு வகையான மின்சார மோட்டார்கள் பொருளாதார கட்டுப்பாட்டிற்கு சாதனங்கள் தோன்றியுள்ளன. மின்சார இயக்ககத்தின் மிகவும் திறமையான கட்டுப்பாட்டை எவ்வாறு உறுதிப்படுத்துவது என்பது பற்றி இந்த கட்டுரையில் பேசுவோம். ஒரு நிறுவனத்தில் வேலை "முதல் பொறியாளர்" (நிறுவன குழு லானிட்), எங்கள் வாடிக்கையாளர்கள் ஆற்றல் செயல்திறனில் அதிக கவனம் செலுத்துவதை நான் காண்கிறேன்

உற்பத்தி மற்றும் செயலாக்க ஆலைகளால் நுகரப்படும் பெரும்பாலான மின்சார ஆற்றல் சில வகையான இயந்திர வேலைகளைச் செய்ய பயன்படுத்தப்படுகிறது. பல்வேறு உற்பத்தி மற்றும் தொழில்நுட்ப வழிமுறைகளின் வேலை பகுதிகளை இயக்க, அணில்-கூண்டு ரோட்டருடன் ஒத்திசைவற்ற மின்சார மோட்டார்கள் முக்கியமாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன (எதிர்காலத்தில் இந்த வகை மின்சார மோட்டாரைப் பற்றி பேசுவோம்). மின்சார மோட்டார், அதன் கட்டுப்பாட்டு அமைப்பு மற்றும் மோட்டார் தண்டிலிருந்து உற்பத்தி பொறிமுறைக்கு இயக்கத்தை கடத்தும் இயந்திர சாதனம் ஆகியவை மின்சார இயக்கி அமைப்பை உருவாக்குகின்றன.

மோட்டார் சுழற்சி வேகத்தை ஒழுங்குபடுத்துவதன் காரணமாக முறுக்குகளில் குறைந்தபட்ச மின்சார இழப்புகள் இருப்பது, அதிர்வெண் மற்றும் மின்னழுத்தத்தில் சீரான அதிகரிப்பு காரணமாக ஒரு மென்மையான தொடக்கத்திற்கான சாத்தியம் - இவை மின்சார மோட்டார்கள் திறம்பட கட்டுப்பாட்டின் முக்கிய போஸ்டுலேட்டுகள்.

எல்லாவற்றிற்கும் மேலாக, இயந்திர கட்டுப்பாட்டு முறைகள் முன்பு இருந்தன மற்றும் இன்னும் உள்ளன:

• மோட்டார் முறுக்கு சுற்றுகளில் கூடுதல் செயலில் உள்ள எதிர்ப்பை அறிமுகப்படுத்துவதன் மூலம் ரியோஸ்டேடிக் அதிர்வெண் கட்டுப்பாடு, தொடர்பாளர்களால் தொடர்ச்சியாக குறுகிய சுற்று;
• ஸ்டேட்டர் டெர்மினல்களில் மின்னழுத்தத்தில் மாற்றம், அதே நேரத்தில் அத்தகைய மின்னழுத்தத்தின் அதிர்வெண் நிலையானது மற்றும் தொழில்துறை ஏசி நெட்வொர்க்கின் அதிர்வெண்ணுக்கு சமம்;
• ஸ்டேட்டர் முறுக்கு துருவ ஜோடிகளின் எண்ணிக்கையை மாற்றுவதன் மூலம் படி ஒழுங்குமுறை.

ஆனால் அதிர்வெண் ஒழுங்குமுறையின் இந்த மற்றும் பிற முறைகள் முக்கிய குறைபாட்டைக் கொண்டுள்ளன - மின் ஆற்றலின் குறிப்பிடத்தக்க இழப்புகள், மற்றும் படி கட்டுப்பாடு, வரையறையின்படி, போதுமான நெகிழ்வான முறை அல்ல.

இழப்புகள் தவிர்க்க முடியாததா?

ஒத்திசைவற்ற மின்சார மோட்டாரில் ஏற்படும் மின் இழப்புகளைப் பற்றி மேலும் விரிவாகப் பார்ப்போம்.

மின்சார இயக்ககத்தின் செயல்பாடு பல மின் மற்றும் இயந்திர அளவுகளால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது.

மின் அளவுகள் அடங்கும்:

• மின்னழுத்தம்,
• மோட்டார் மின்னோட்டம்,
• காந்தப் பாய்வு,
• எலக்ட்ரோமோட்டிவ் ஃபோர்ஸ் (EMF).

முக்கிய இயந்திர அளவுகள்:

• சுழற்சி வேகம் n (rpm),
• இயந்திரத்தின் சுழலும் முறுக்கு M (N•m),
• மின் மோட்டார் P (W) இன் இயந்திர சக்தி, முறுக்கு மற்றும் சுழற்சி வேகத்தின் உற்பத்தியால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது: P=(M•n)/(9,55).

சுழற்சி இயக்கத்தின் வேகத்தைக் குறிக்க, சுழற்சி அதிர்வெண் n உடன், இயற்பியலில் இருந்து அறியப்பட்ட மற்றொரு அளவு பயன்படுத்தப்படுகிறது - கோண வேகம் ω, இது வினாடிக்கு ரேடியன்களில் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது (ரேட்/வி). கோண வேகம் ω மற்றும் சுழற்சி அதிர்வெண் n இடையே பின்வரும் உறவு உள்ளது:

எந்த சூத்திரம் படிவத்தை எடுக்கும் என்பதை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வது:

அதன் சுழலி n இன் சுழற்சி வேகத்தில் இயந்திர முறுக்கு M இன் சார்பு மின்சார மோட்டரின் இயந்திர பண்பு என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஒரு ஒத்திசைவற்ற இயந்திரம் செயல்படும் போது, ​​மின்காந்த சக்தி எனப்படும் மின்காந்த சக்தியானது ஸ்டேட்டரிலிருந்து ரோட்டருக்கு ஒரு மின்காந்த புலத்தைப் பயன்படுத்தி காற்று இடைவெளி வழியாக அனுப்பப்படுகிறது என்பதை நினைவில் கொள்க:

இந்த சக்தியின் ஒரு பகுதி வெளிப்பாடு (2) இன் படி இயந்திர சக்தியின் வடிவத்தில் ரோட்டார் தண்டுக்கு அனுப்பப்படுகிறது, மீதமுள்ளவை ரோட்டார் சர்க்யூட்டின் மூன்று கட்டங்களின் செயலில் உள்ள எதிர்ப்பில் இழப்புகளின் வடிவத்தில் வெளியிடப்படுகின்றன.

மின்சாரம் என்று அழைக்கப்படும் இந்த இழப்புகள் இதற்கு சமம்:

இவ்வாறு, மின் இழப்புகள் முறுக்குகள் வழியாக செல்லும் மின்னோட்டத்தின் சதுரத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகின்றன.

அவை பெரும்பாலும் ஒத்திசைவற்ற மோட்டரின் சுமையால் தீர்மானிக்கப்படுகின்றன. மின்சாரம் தவிர மற்ற அனைத்து வகையான இழப்புகளும் சுமையுடன் குறைவாகவே மாறுகின்றன.

எனவே, சுழற்சி வேகம் கட்டுப்படுத்தப்படும்போது ஒத்திசைவற்ற மோட்டரின் மின் இழப்புகள் எவ்வாறு மாறுகின்றன என்பதைக் கருத்தில் கொள்வோம்.

மின்சார மோட்டரின் ரோட்டார் முறுக்குகளில் நேரடியாக மின் இழப்புகள் இயந்திரத்தின் உள்ளே வெப்ப வடிவில் வெளியிடப்படுகின்றன, எனவே அதன் வெப்பத்தை தீர்மானிக்கிறது. வெளிப்படையாக, ரோட்டார் சர்க்யூட்டில் அதிக மின் இழப்புகள், இயந்திரத்தின் குறைந்த செயல்திறன், அதன் செயல்பாடு குறைவான சிக்கனமானது.

ஸ்டேட்டர் இழப்புகள் ரோட்டார் இழப்புகளுக்கு தோராயமாக விகிதாசாரமாக இருப்பதைக் கருத்தில் கொண்டு, ரோட்டரில் மின் இழப்புகளைக் குறைக்கும் விருப்பம் இன்னும் புரிந்துகொள்ளத்தக்கது. இயந்திர வேகத்தை ஒழுங்குபடுத்தும் அந்த முறை சிக்கனமானது, இதில் ரோட்டரில் மின் இழப்புகள் ஒப்பீட்டளவில் சிறியவை.

வெளிப்பாடுகளின் பகுப்பாய்விலிருந்து, மோட்டார்கள் கட்டுப்படுத்த மிகவும் சிக்கனமான வழி, ஒத்திசைவுக்கு நெருக்கமான ஒரு ரோட்டார் வேகத்தில் உள்ளது.

மாறி அதிர்வெண் இயக்கிகள்

மாறி அதிர்வெண் இயக்கிகள் (VFDகள்), அதிர்வெண் மாற்றிகள் (FCs) என்றும் அழைக்கப்படும் நிறுவல்கள். இந்த அமைப்புகள் மின்சார மோட்டருக்கு வழங்கப்பட்ட மூன்று-கட்ட மின்னழுத்தத்தின் அதிர்வெண் மற்றும் வீச்சுகளை மாற்ற உங்களை அனுமதிக்கின்றன, இதன் காரணமாக கட்டுப்பாட்டு வழிமுறைகளின் இயக்க முறைகளில் நெகிழ்வான மாற்றம் அடையப்படுகிறது.

உயர் மின்னழுத்த மாறி அதிர்வெண் இயக்கி

VFD வடிவமைப்பு

தற்போதுள்ள அதிர்வெண் மாற்றிகளின் சுருக்கமான விளக்கம் இங்கே.

கட்டமைப்பு ரீதியாக, மாற்றியானது செயல்பாட்டுடன் தொடர்புடைய தொகுதிகளைக் கொண்டுள்ளது: உள்ளீட்டு மின்மாற்றி தொகுதி (மின்மாற்றி அமைச்சரவை); பல-நிலை இன்வெர்ட்டர் (இன்வெர்ட்டர் கேபினட்) மற்றும் தகவல் உள்ளீடு மற்றும் காட்சி அலகு (கட்டுப்பாட்டு மற்றும் பாதுகாப்பு அமைச்சரவை) கொண்ட கட்டுப்பாடு மற்றும் பாதுகாப்பு அமைப்பு.

உள்ளீட்டு மின்மாற்றி கேபினட் மூன்று-கட்ட மின்சார விநியோகத்திலிருந்து பல-முறுக்கு உள்ளீட்டு மின்மாற்றிக்கு ஆற்றலை மாற்றுகிறது, இது குறைக்கப்பட்ட மின்னழுத்தத்தை பல-நிலை இன்வெர்ட்டருக்கு விநியோகிக்கிறது.

ஒரு மல்டிலெவல் இன்வெர்ட்டர் ஒருங்கிணைந்த செல்களைக் கொண்டுள்ளது - மாற்றிகள். கலங்களின் எண்ணிக்கை குறிப்பிட்ட வடிவமைப்பு மற்றும் உற்பத்தியாளரால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. ஒவ்வொரு கலமும் நவீன IGBT டிரான்சிஸ்டர்களை (இன்சுலேட்டட் கேட் பைபோலார் டிரான்சிஸ்டர்) பயன்படுத்தி பிரிட்ஜ் வோல்டேஜ் இன்வெர்ட்டருடன் ஒரு ரெக்டிஃபையர் மற்றும் DC இணைப்பு வடிகட்டியுடன் பொருத்தப்பட்டுள்ளது. உள்ளீடு ஏசி மின்னோட்டம் ஆரம்பத்தில் சரிசெய்யப்பட்டு, பின்னர் ஒரு திட-நிலை இன்வெர்ட்டரைப் பயன்படுத்தி சரிசெய்யக்கூடிய அதிர்வெண் மற்றும் மின்னழுத்தத்துடன் மாற்று மின்னோட்டமாக மாற்றப்படுகிறது.

கட்டுப்படுத்தப்பட்ட மாற்று மின்னழுத்தத்தின் விளைவாக வரும் ஆதாரங்கள் இணைப்புகளில் தொடரில் இணைக்கப்பட்டு, மின்னழுத்த கட்டத்தை உருவாக்குகிறது. ஒரு ஒத்திசைவற்ற மோட்டருக்கான மூன்று-கட்ட வெளியீட்டு சக்தி அமைப்பின் கட்டுமானம் "STAR" சுற்றுக்கு ஏற்ப இணைப்புகளை இணைப்பதன் மூலம் மேற்கொள்ளப்படுகிறது.

பாதுகாப்பு கட்டுப்பாட்டு அமைப்பு கட்டுப்பாடு மற்றும் பாதுகாப்பு அமைச்சரவையில் அமைந்துள்ளது மற்றும் மாற்றியின் சொந்த ஆற்றல் மூலத்திலிருந்து ஒரு மின்சாரம் வழங்கல் அமைப்பு, ஒரு தகவல் உள்ளீடு/வெளியீட்டு சாதனம் மற்றும் மாற்றியின் மின் இயக்க முறைகளின் முதன்மை உணரிகளுடன் கூடிய பலசெயல்பாட்டு நுண்செயலி அலகு மூலம் குறிப்பிடப்படுகிறது.

சேமிப்பு திறன்: ஒன்றாக எண்ணுதல்

மிட்சுபிஷி எலக்ட்ரிக் வழங்கிய தரவுகளின் அடிப்படையில், அதிர்வெண் மாற்றிகளை அறிமுகப்படுத்தும்போது ஆற்றல் சேமிப்பு திறனை மதிப்பீடு செய்வோம்.

முதலில், வெவ்வேறு இயந்திர கட்டுப்பாட்டு முறைகளின் கீழ் சக்தி எவ்வாறு மாறுகிறது என்பதைப் பார்ப்போம்:

இப்போது கணக்கீட்டிற்கு ஒரு உதாரணம் தருவோம்.

மின்சார மோட்டார் செயல்திறன்: 96,5%;
மாறி அதிர்வெண் இயக்கி செயல்திறன்: 97%;
பெயரளவு அளவில் மின்விசிறி தண்டு சக்தி: 1100 kW;
ரசிகர் பண்புகள்: H=1,4 p.u. மணிக்கு கே = 0;
வருடத்திற்கு முழு வேலை நேரம்: எக்ஸ்எம்எல் மணி.
 
அட்டவணையின்படி விசிறி இயக்க முறைகள்:

வரைபடத்திலிருந்து பின்வரும் தரவைப் பெறுகிறோம்:

100% காற்று நுகர்வு - வருடத்திற்கு இயக்க நேரத்தின் 20%;
70% காற்று நுகர்வு - வருடத்திற்கு இயக்க நேரத்தின் 50%;
50% காற்று நுகர்வு - வருடத்திற்கு 30% இயக்க நேரம்.

 
மதிப்பிடப்பட்ட சுமை மற்றும் மோட்டார் வேகத்தைக் கட்டுப்படுத்தும் திறன் (VFD உடன் இணைந்து செயல்படுதல்) ஆகியவற்றிற்கு இடையேயான சேமிப்புகள் இதற்கு சமம்:

7 kWh/வருடம் - 446 kWh/வருடம்= 400 kWh/வருடம்

1 kWh / 5,5 ரூபிள் க்கு சமமான மின்சார கட்டணத்தை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வோம். முதல் விலை வகை மற்றும் 2019 ஆம் ஆண்டிற்கான ப்ரிமோர்ஸ்கி பிரதேசத்தின் தொழில்துறை நிறுவனங்களில் ஒன்றின் சராசரி மதிப்பின் படி செலவு எடுக்கப்பட்டது என்பது கவனிக்கத்தக்கது.

சேமிப்பை பண அடிப்படையில் பெறுவோம்:

3 kWh/வருடம்*600 rub/kWh= 000 rub/வருடம்

இத்தகைய திட்டங்களை செயல்படுத்தும் நடைமுறையானது, செயல்பாடு மற்றும் பழுதுபார்ப்பு செலவுகள், அத்துடன் அதிர்வெண் மாற்றிகளின் விலை ஆகியவற்றை கணக்கில் எடுத்துக்கொண்டு, 3 வருடங்கள் திருப்பிச் செலுத்தும் காலத்தை அடைய அனுமதிக்கிறது.

புள்ளிவிவரங்கள் காட்டுவது போல், VFD களை அறிமுகப்படுத்துவதற்கான பொருளாதார சாத்தியம் குறித்து எந்த சந்தேகமும் இல்லை. இருப்பினும், அவற்றின் செயல்பாட்டின் விளைவு பொருளாதாரம் மட்டும் அல்ல. VFD கள் இயந்திரத்தை சீராகத் தொடங்குகின்றன, அதன் உடைகளை கணிசமாகக் குறைக்கின்றன, ஆனால் அடுத்த முறை இதைப் பற்றி பேசுவேன்.

ஆதாரம்: www.habr.com