2. Енергозбереження в EMC із некерованими електроприводами

2. Енергозбереження в EMC із некерованими електроприводами

Функпіонально-енергетична схема ЕМС з некерованим електроприводом, зображена на рис. 6.1, має такі позначення: EE, ME відповідно потоки електричної та механічної енергії; МЕО ме­ханічна енергія, mo використовується в об'єкті для виконання ко­рисної роботи, згідно з його технологічним призначенням; ЕТП. ЕМП — відповідно електротехнічний та електромеханічний перетво­рювачі; ПП — передаточний пристрій. О технологічний об'єкт (робоча машина).

Енергетичні особливості кожного елемента функціональної схе­ми визначені коефіцієнтом корисної дії (ККД) rj. який характеризує частку втрат енергії у відповідному елемент.

 Максимальне значення можна дістати у тривалого некерованого режиму роботи ЕМС за рахунок зростання ККД ЕП до максимально можливого значення (nЕП→max). Для цього слід:.

• використовувати складові ЕП із високими значеннями ККД (наприклад, застосування спеціальних типів електродвигунів із підвищеним значенням ККД). При цьому слід враховувати, шо досягнення підвищеного значення номінального ККД елект­родвигуна приблизно на 5 % потребує збільшення витрат міді та сталі до 25...30 %, що відповідно




впливає на вартість двигуна;

• зменшення кількості елементів у складі ЕП (наприклад, засто­сування безредукторних ЕП; живлення електромеханічного пе­ретворювача безпосередньо від електричної мережі тощо). EMС з некерованими ЕП більш поширені в технічно розвинутих країнах. Завдяки своїй надійності та невеликій вартості вони широ­ко використовуються на потужних вентиляторних, насосних і транспортних установках.

Водночас при застосуванні некерованих ЕП у ході технологічно­го процесу можливі тривалі відхилення Мс від номінального значен­ня, що можуть досягати десятків процентів. У цьому разі при пере­вантаженнях ЕП можливе спрацьовування електричного захисту, а при недовантаженнях об'єкт разом з ЕП виходить із зони номінальног ККД- що спричинює додаткові витрати електричної енергії. За значної потужності технологічних об'єктів і відповідних сис­тем ЕП (на насосних установках великих міст можуть досягати кількох тисяч кіловат) непродуктивні втрати електричної енергії можуть бути досить суттєвими. Це, у свою чергу, може бути обґрунтуванням для застосування хоч і складніших, але економічно вигідніших ЕМС із керованими ЕП. Нині цей напрям розвитку ЕП є пріоритетним, а сфера застосування некерованого ЕП постійно звужується.


Головними напрямами реконструкції ЕМС із нексрованими ЕП за тривалих відхилень Мс від номінального значення можна вважати:

. ступеневу зміну швидкості (для цього використовуються спе­ціальні асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором і полюсоперемикальними обмотками статора, шо приводить до ступеневої зміни кількості пар полюсів Р і відповідної зміни синхронної швидкості п = 60/fP);

• застосування додаткового енергозбережного пристрою (ЕЗП) у колі статора двигуна, завдяки якому електродвигун працює (при зміні Мс ) у зоні максимуму ККД на новій характеристиці. Рішення про застосування ЕЗП має бути детально обгрунтовано з урахуванням вартості пристрою, його ККД і впливу на загальні ККД ЕМС порівняно з вартістю збереженої електроенергії (самоокупність ЕЗП не повинна перевищувати 2—3 роки).

Функціональну схему розімкненої ЕМСА з ЕЗП, шо містить еле­менти розімкненої ЕМС, наведено на рис. 6.2. Вимірювальний еле­мент ВП контролює зміну моменту збурення М, і залежно від його величини відповідно діє на енергозбережний пристрій ЕЗП (або на ЕЗП', якщо функції енергозбережного елемента EE і електротехніч­ного перетворювача ЕТП об'єднуються в одному елементі ЕЗП).

Величини номінальних ККД окремих пристроїв, шо входять до складу ЕМС, залежать від типу, потужності та деяких особливос­тей сучасних елементів системи і вказані у відповідних технічних паспортах.

Наведемо деякі приблизні значення ККД головних складових ЕМС. Електротехнічні перетворювачі. В цих перетворювачах широко використовують сучасні тиристори при різних варіантах схемних рішень. їх ККД є досить високим і перебуває в межах 0,95...0,96.