Удк 621. 314 оценка энергетических показателей электропривода на базе авк с регулируемым источником тока в роторной цепи icon

Удк 621. 314 оценка энергетических показателей электропривода на базе авк с регулируемым источником тока в роторной цепи




Скачати 56.14 Kb.
НазваУдк 621. 314 оценка энергетических показателей электропривода на базе авк с регулируемым источником тока в роторной цепи
Дата11.10.2012
Розмір56.14 Kb.
ТипДокументи

ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНІ СИСТЕМИ ТА АВТОМАТИЗАЦІЯ



УДК 621.314

оценка энергетических показателей электропривода на базе АВК с регулируемым источником тока в роторной цепи

Карпук И.А., Шевченко И.С., Самчелеев Ю.П.

Донбасский государственный технический университет


Введение. Мировые цены на энергоносители стремительно растут, поэтому проблема энергосбережения в современном электроприводе (ЭП) выходит на первый план.

В [1, 2] авторами предложен вариант построения системы ЭП на базе асинхронно-вентильного каскада (АВК) с использованием регулируемого источника тока (РИТ) в роторной цепи. Такой подход к построению системы ЭП позволяет избавиться от известных недостатков традиционных ЭП на базе АВК - низкого cos φ при глубоком регулировании из-за применения фазового управления вентилями, наличия сглаживающего дросселя в цепи выпрямленного тока для обеспечения его непрерывности.

Цель работы – оценка энергетических показателей системы ЭП на базе АВК с РИТ и сравнение с показателями уже существующих систем ЭП на базе АВК.

^ Материал и результаты исследований. Для расчета энергетических показателей ЭП на базе каскадных схем включения асинхронной машины (АМ), а именно коэффициента полезного действия (к.п.д.) и коэффициента мощности, можно воспользоваться методикой, приведенной в [3].

Вначале рассмотрим методику определения к.п.д. ЭП.

Наиболее простым и достаточно точным методом определения к.п.д. вентильного каскада является метод определения потерь. Сущность этого метода состоит в определении потерь в элементах привода и подсчете полных потерь в приводе Р.

Для двигательного режима:

, (1)

где - полезная мощность на валу АМ.

При построении системы ЭП на базе АВК потери мощности в приводе можно разделить на постоянные и переменные.

Постоянные потери асинхронного двигателя находят­ся из равенства:

, (2)

где - номинальная мощность АМ, Вт; - номинальный к.п.д. АМ; - номинальный момент АМ, ; - номинальное скольжение АМ; - активное сопротивление статора, Ом; - активное сопротивление ротора, приведенное к статору.

Переменные потери удобно определять, приводя все потери к роторной цепи АМ:

, (3)

где - эквивалентное сопротивление роторной цепи каскада, Ом.

Выпрямленный ток определяется величиной момента нагрузки по формуле:

, (4)

где - индуктивное сопротивление обмотки ротора АМ, Ом; - статический момент на валу АМ, Нм.

Эквивалентное сопротивление в случае традиционного варианта построения системы ЭП на базе АВК определяется как:

, (5)

где - активное сопротивление статора, приведенное к ротору, Ом; - активное сопротивление ротора, Ом; - индуктивное сопротивление обмотки статора, приведенное к обмотке ротора, и ротора соответственно, Ом; - активное и индуктивное сопротивление обмотки трансформатора соответственно, Ом; - активное сопротивление дросселя, Ом.

В случае использования варианта ЭП на базе АВК с РИТ:

. (6)

Авторами была написана программа определения к.п.д. ЭП в пакете математических вычислений MathCAD, использующая приведенную выше методику расчета. Результаты работы программы были обработаны табличным процессором MS Excel, с помощью которого были построены зависимости к.п.д. различных вариантов построения каскадных ЭП от скорости при различных уровнях момента (рис. 1) – традиционного (предложенного, например, в [3]) и системы с РИТ [1, 2] .

Анализируя полученные зависимости, отметим, что значения к.п.д. традиционного и базового вариантов построения коррелируются со значениями, приведенными в [3], а также, что к.п.д. базового варианта на несколько процентов (2 - 5%) выше, чем традиционного. Также нужно отметить, что к.п.д. базового варианта построения ЭП близок к теоретически достижимому.

Перейдем к определению коэффициента мощности ЭП на базе каскадных схем включения.

Традиционная схема вентильного каскада ухудшает коэффициент мощности асинхронного привода. Снижение коэффици­ента мощности асинхронного привода в схеме вентиль­ного каскада происходит по двум причинам. Первой из них является увеличение потребления (циркуляции) реактивной мощности. Это вызвано тем, что реактивная мощность потребляется не только двигателем, но и ин­вертором (трансформатором), в то же время активные составляющие мощности двигателя и инвертора вычита­ются (для двигательного режима ниже синхронной ско­рости). Вторая причина связана с появлением в рассма­триваемой системе мощности искажений, обусловленных наличием высших гармонических в кривых тока двига­теля и трансформатора.



Рисунок 1 - Результаты расчета к.п.д.

традиционного варианта ЭП на базе АВК и

варианта с РИТ


Из векторной диаграммы, приведенной в [3], коэффициент мощности традиционного каскадного ЭП можно определить по формуле:

, (7)

где - коэффициент, учитывающий искажение формы кривых первичных токов двигателя и трансформатора; - активная мощность АМ, потребляемая со стороны статора:

, (8)

- реактивная мощность двигателя, Вт:

; (9)

; (10)

- активная мощность, передаваемая через трансформатор:


(11)

Реактивная мощность, циркулирующая в цепи первичной обмотки трансформатора, может быть определена из следующих выражений:

; (12)

. (13)

Использование приведенных выражений позволило написать программу для нахождения зависимостей коэффициента мощности каскадного ЭП при традиционной схеме включения от скорости и момента на валу. Результаты работы программы приведены на рис. 2.




Рисунок 2 - Зависимость коэффициента мощности традиционного варианта построения ЭП на базе АВК от скорости (=104.7 с-1)

Для расчета коэффициента мощности базового варианта построения каскадного ЭП можно использовать следующее выражение [3]:

. (14)

Отметим, что коэффициент мощности базового варианта построения каскада не зависит от скорости ЭП. Рассчитанная с помощью программы MathCAD зависимость коэффициента мощности базового варианта построения ЭП от М приведена на рис. 3. На рис. 4 для примера сведены значения коэффициентов мощности двух вариантов построения ЭП.


Рисунок 3 - Зависимость коэффициента мощности варианта ЭП на базе АВК с РИТ от момента на валу




Рисунок 4 - Сравнение коэффициентов мощности традиционного варианта построения ЭП на базе АВК и варианта с РИТ (=104.7 с-1)

Выводы. Результаты проведенного исследования подтверждают, что к.п.д. и коэффициент мощности предложенного авторами в [1, 2] варианта построения ЭП с использованием РИТ выше, чем у существующих традиционных ЭП на базе АВК, что позволит при реконструкции ЭП средней и большой мощности получить существенный экономический эффект.


Литература

  1. Шевченко И.С., Карпук И.А., Самчелеев Ю.П., Скурятин Ю.В. Асинхронный вентильный каскад на базе регулируемого источника тока.// Збірник наукових праць Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля. Технічні науки. – Луганськ: 2004. – С. 143-149.

  2. Шевченко И.С., Карпук И.А., Калюжный В.В., Калюжный С.В., Самчелеев Ю.П. Регулируемый асинхронный электропривод с источником тока в роторной цепи // Вісник Кременчуцького державного політехничного університету. - Кременчук: КДПУ, 2005. - Вип. 3/2005 (32). С. 197 - 200.

  3. Онищенко Г.Б. Асинхронный вентильный каскад. М.: Энергия, 1967. – 150 с.



Стаття надійшла 25.04.2006 р.

Рекомендована до друку

д.т.н., проф. Родькіним Д.Й.

Вісник КДПУ. Випуск 4/2006 (39). Частина 1


Схожі:

Удк 621. 314 оценка энергетических показателей электропривода на базе авк с регулируемым источником тока в роторной цепи iconУдк 621. 313 Экспериментальная установка для исследования асинхронного электропривода с транзисторным регулятором напряжения в цепи статора
Экспериментальная установка для исследования асинхронного электропривода с транзисторным регулятором напряжения в цепи статора
Удк 621. 314 оценка энергетических показателей электропривода на базе авк с регулируемым источником тока в роторной цепи iconУдк 621. 314 Компьютеризированный лабораторный комплекс гидростанции с регулируемым электроприводом насосного агрегата
Компьютеризированный лабораторный комплекс гидростанции с регулируемым электроприводом насосного агрегата
Удк 621. 314 оценка энергетических показателей электропривода на базе авк с регулируемым источником тока в роторной цепи iconУдк 621. 314 Устройство заряда емкостных накопителей энергии быстродействующих приводов электроаппаратов
Введение. В настоящее время для питания быстродействующих приводов электрических аппаратов широкое применение находят емкостные накопители...
Удк 621. 314 оценка энергетических показателей электропривода на базе авк с регулируемым источником тока в роторной цепи iconУдк 62-83 Особенности электромеханических систем шахтного автоматизированного электропривода. Остроухов И. О., студент; Борисенко В. Ф., профессор
Современный шахтный электропривод имеет установившуюся тенденцию к увеличению мощности приводных двигателей и к существенному упрощению...
Удк 621. 314 оценка энергетических показателей электропривода на базе авк с регулируемым источником тока в роторной цепи iconУдк 621. 365. 3: 621. 039. 55 Особенности контроля электрических параметров, мощности и энергопотребления во время кампании графитации в печах переменного тока
Введение. На современном этапе развития металлургической промышленности Украины предъявляются повышенные требования к качеству электродной...
Удк 621. 314 оценка энергетических показателей электропривода на базе авк с регулируемым источником тока в роторной цепи iconУдк 621. 313. 3 Процессы в индуктивности с насыщением
Это вносит погрешность в рассуждения и не в каждом случае возможно такое допущение. Поэтому, актуальна задача, состоящая в исследовании...
Удк 621. 314 оценка энергетических показателей электропривода на базе авк с регулируемым источником тока в роторной цепи iconУдк 621. 313 Микропроцессорный комплекс энергомониторинга качества
Поэтому экономически оправдана необходимость полного исчерпания ресурсных возможностей эд, что требует разработки систем объективного...
Удк 621. 314 оценка энергетических показателей электропривода на базе авк с регулируемым источником тока в роторной цепи iconЛабораторная работа №1 Определение эдс и внутреннего сопротивления источника питания, проверка законов Ома Цель
Цель. Закрепить знание о законе Ома для полной цепи; овладеть методом определения ерс и внутреннего сопротивления источника через...
Удк 621. 314 оценка энергетических показателей электропривода на базе авк с регулируемым источником тока в роторной цепи iconУдк 621. 313 исследование качества преобразования энергии в системах электропривода с общей сетью
При этом речь идет не только о различных оммических сопротивлениях, но и сопротивлениях рассеяния, а также сопротивлениях взаимной...
Удк 621. 314 оценка энергетических показателей электропривода на базе авк с регулируемым источником тока в роторной цепи iconУдк 629. 735. 083. 05: 621. 3: 681. 178. 004. 16(045) П. А. Ковалевский, аспирант кафедры «Радиоэлектроники»
Оценка влияние встроенных средств контроля на эффективнОстЬ эксплуатации бортовых радиоэлектронных систем
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи