Закрити

  Авторизація

Логін
Пароль
Запам'ятати на 2 тижні?

Забули пароль?
Якщо ви незареєстровані, пройдіть реєстрацію
Останні новини
Останні новини
«Eaton»: прибутки торішні і на перспективу
24.02.2017р.

Компанія «Eaton», світовий експерт в галузі керування...

ТЕС на біомасі
24.02.2017р.

У селі Знаменівка Новомосковського району...

Річний прогнозований баланс електричної енергії ОЕС: змін не передбачено
24.02.2017р.

Учора міністр Ігор Насалик провів чергову зустріч у...

За рік на Львівщині. встановили 41 побутову сонячну станцію
20.02.2017р.

У 2016 році на Львівщині 41 домогосподарство встановило...

Збільшено частку «атома» в енергетиці до 60%
16.02.2017р.

Україна різко збільшила частку атомної енергетики у...

Опитування
Опитування

Вам подобається оновлений портал?

3559
20.06.2006р. |
Рациональный подход

Наибольший технико-экономический эффект в электромеханических системах достигается при максимальном приближении эксплуатационных характеристик электромеханических преобразователей к требованиям потребителей. В результате адаптации асинхронных двигателей (АД) к условиям эксплуатации создаются электрические машины с более высокими энергетическими и масогабаритными показателями по сравнению с неадаптированными. Поиск более экономических решений содействует энергосбережению - одному из самых приоритетных направлений хозяйствования.

В частности ныне широко применяется энергосбережение средствами регулированного электромеханического преобразователя. Повсеместное внедрение регулированного электромеханического преобразователя дает возможность также совершенствовать технологические процессы, обеспечивает комплексную механизацию и автоматизацию производства, способствует повышению качества продукции, снижению ее себестоимости, росту производительности труда, повышению надежности и срока службы оборудования.

Работа асинхронных двигателей  в регулированном электромеханическом преобразователе характеризуется важными особенностями, определяемыми специфическими техническими требованиями, которые к ним ставятся. Эти особенности связаны с изменяющимися в заданных пределах, а часто и по заданным закономерностям, значениями частот вращения двигателя, величинами частоты, напряжения и тока питания двигателя или наличием и необходимостью учета временных высших гармонических составляющих. Специфическими являются математические модели (ММ) электромагнитных, электромеханических, энергетических, тепловентиляционных процессов в постоянных и переходных режимах работы двигателей, расчеты дополнительных магнитных потерь, механических и виброакустических показателей, построенные на усовершенствованных расчетных методиках.

Использование серийных асинхронных двигателей  в ЭП с полупроводниковыми преобразователями (ПП) не является оптимальным по массогабаритным, энергетическими и другим показателям. По некоторым оценкам, использование обычных серийных асинхронных двигателей  в частотном приводе снижает КПД и требует повышения их установленной мощности на 15-20% при работе в постоянных режимах и до 40-45% при работе в динамических режимах. Из-за высших гармоник напряжения и тока на выходе преобразователя частоты (ПЧ) потери в двигателе возрастают на 5-6%.

Также есть потребность в проектировании специальных регулированных асинхронных двигателей (РАД) с улучшенными регулировочными, динамическими и виброакустическими свойствами. Применение РАД, спроектированных с учетом специфики их работы в условиях регулированного электромеханического преобразователя, вместо общепромышленных асинхронных двигателей  дает возможность значительно снизить массу, габариты и стоимость электроприводов, улучшить их функциональные показатели. Если оптимально спроектировать двигатель для частотного регулирования, можно получить на 25% большую мощность, чем в общепромышленных асинхронных двигателей  тех же габаритов, или уменьшить объем при той же мощности.

Техническими предпосылками, обеспечивающими преимущества адаптированных регулированных двигателей над серийными машинами, является:

- отсутствие требований к пусковым характеристикам (не ставится задача обеспечения кратностей пускового и максимального моментов), в связи с чем может быть применена соответствующая форма паза ротора (отказ от глубоких пазов), что обеспечивает минимальное активное сопротивление обмотки ротора и меньшую индуктивность рассивания;

- необходимую частоту вращения производственного механизма, обусловленную частотой питания двигателя, числом полюсов обмотки статора асинхронного двигателя и передаточным числом редуктора, можно обеспечить при разных сочетаниях этих трех величин;

- возможность некоторого снижения перегрузочной способности асинхронного двигателя , поскольку система привода отслеживает параметры напряжения или тока питания двигателя;

- использование эффективных систем само- и, по потребности, принудительного охлаждения;

- возможность выбора оптимального, отличного от базового, соотношения нестандартных значений напряжения и частоты проектированного двигателя, согласованных с номинальными значениями преобразователя, что позволяет снизить массу и габариты;

- усиление электроизоляции витков обмотки статора с целью защиты от импульсных перенапряжений;

- использование соответствующих подшипников с учетом как высоких скоростей вращения, так и появления паразитных токов от высокочастотной коммутации.

Основные принципы и методология проектирования РАД должны базироваться на системном подходе и определяться с учетом важной специфики их работы в составе электромеханического преобразователя как в постоянных, так и в динамических режимах. Системный подход предусматривает рассмотрение РАД во взаимодействии с другими элементами электромеханического преобразователя: силовой преобразовательной частью, системой управления и регулирования, исполнительным органом рабочей машины. Эффективность системного подхода при проектировании РАД базируется на учете особенностей отдельных составляющих электромеханического преобразователя, характере отношений и связей между ними. Благодаря этому значительно повышаются адекватность ММ и, соответственно, качество проектного синтеза РАД. Использование системного подхода позволяет реализовывать комплексный анализ проектированного РАД, на основе которого рассматриваются наиболее важные для проектного синтеза аспекты конструкции и функционирования РАД. Системный подход дает возможность осуществить:

- комплексный учет всей необходимой совокупности проектных факторов в их взаимосвязи и взаимовлиянии;

- разработку и применение адекватных ММ, учитывающих изменение параметров во всем диапазоне регулирования и прочие особенности работы РАД в регулированном электромеханическом преобразователе;

- обоснование и применение рациональной декомпозиции проектной ММ и модели объекта проектирования, процессов проектного синтеза и оптимизации;

- реализацию эффективных методов оптимизации;

- системную организацию технологии процесса проектного синтеза РАД.

Исходя из системного подхода, определяются специфические проектные критерии и ограничения, используемые при проектировании РАД.

Проектные ММ на основе принципа декомпозиции могут быть составлены с использованием моделей отдельных компонентов электромеханического преобразователя, в том числе и модели объекта проектирования – РАД. Модель РАД должна учитывать полигармонический состав напряжения питания, его переменные величины и частоты, изменение параметров двигателя в процессе регулирования и ряд других проектных особенностей. Полупроводниковые преобразователи, которые отличаются типами, силовыми схемами, видами регулирования, законами управления и т.п., представлены разными ММ. Нагрузки электромеханического преобразователя имеют разные законы изменения моментов сопротивлений от частоты обращения и разные уровни. Они могут быть непрерывного или циклического действия. Все это должно найти отображения в ММ нагрузок.

Работа АД в системах из ПП имеет важную специфику, которая является причиной появления новых требований к параметрам и технико-экономическим показателям РАД, в результате чего задача разработки машин для указанных систем переросла в самостоятельную проблему, которая включает и круг вопросов, связанных с определением оптимальных параметров двигателей. Для решения задач проектного синтеза и оптимизации таких двигателей не могут быть применены стандартные методы и программное обеспечение, разработанные для АД общепромышленного назначения.

При проектировании РАД учитываются такие особенности и требования:

– необходимость использования в системе расчетного проектирования комплексных ММ, включающих модели всех взаимодействующих компонентов электромеханического преобразователя, а не только модели двигателя, как это делается при проектировании общепромышленных асинхронных двигателей ;

– выполнение проектирования на определенный диапазон частот вращения, что требует проведения большого объема поисковых и проверочных расчетов;

– формирование набора специфических критериев оптимальности.

При проектировании РАД для приводов из ПП, как и при выборе серийных асинхронных двигателей  для этих приводов, могут использоваться также такие критерии, как масса, габариты, стоимость двигателя или диапазонные критерии – энергетические показатели двигателя и приведенные затраты. Особые диапазонные критерии оптимальности предопределяют специфику их определения. В частности, энергетические показатели – КПД и коэффициент мощности, приведенные затраты должны рассматриваться в виде эквивалентных усредненных значений для всего диапазона регулирования. При необходимости в состав критериев включаются аналогичные критерии приводов вообще. В ряде случаев может применяться обобщенный критерий, представляющий собой скалярный сверток вышеуказанных критериев с разными коэффициентами их значимости.

В постоянных режимах специфика работы РАД заключается, прежде всего, в том, что в каждой рабочей точке двигатель питается определенным по качественно-количественному составу полигармоническим напряжением, которое зависит от типа, вида регулирования, закона управления преобразователя и работает в общем случае с определенным нагрузочным моментом. В разных рабочих точках диапазона регулирование значения параметров схем замещения двигателя разные. Они определяются с учетом вытеснения токов в обмотках и насыщения магнитной цепи машины. Эти особенности положены в основу оптимизационно-поисковых расчетов.

Задача адаптации електромашинной части регулированных электромеханических преобразователей к специфическим условиям работы является задачей структурно-параметрической оптимизации РАД. Трудоемкость задачи проектирования обусловлена не только необходимостью формирования множества рациональных структур РАД, но и необходимостью решения задачи параметрической оптимизации для каждой сформированной структуры. По своей направленности задачи структурного синтеза можно разделить на внутренние (по асинхронному двигателю ) и внешние (по системе привода). Задачей параметрической оптимизации является определение такого набора значений управляемых переменных некоторой сформированной структуры электропривода и его составной части - РАД, при котором целевая функция имеет самое лучшее значение. При этом выполняются все требования и ограничения, предусмотренные в задании на проектирование. Огромное количество структур РАД с оптимизироваными параметрами является информационной основой для выбора оптимального варианта РАД.

Системный подход предусматривает рассмотрение всех аспектов функционирования РАД. Поэтому при проектном синтезе РАД используется ряд подсистем, с помощью которых осуществляются проверочные расчеты. К ним относятся расчеты механических и виброакустических показателей, неустановившихся режимов работы. Проектные ММ подсистем так же, как и модели оптимизационно-поисковых расчетов, являются комплексными, составленными с ММ элементов привода, и в них учтена рассмотренная выше специфика. При наличии в техническом задании на проектирование РАД активных ограничений, непосредственно не связанных с электромагнитными, электромеханическими, тепловыми процессами, задача условной оптимизации решается на основе объединения методов уступок по критериям и релаксации ограничений.

Использование информационных технологий автоматизированного проектного синтеза, прикладного математического и программного обеспечения позволяет реализовать такие варианты:

- проектирование и производство серий РАД на основе тщательного анализа рынка потребления;

- разработка РАД для использования в регулированных электромеханических преобразователей конкретных электромеханических систем;

- реддизайн асинхронных двигателей , используемый сегодня в определенных регулированных электромеханических преобразователей с целью их адаптации к специфическим условиям работы.

В. С. Петрушин,

д. т. н., проф., зав. каф. электрических машин

Одесского национального политехнического университета

Теги та ключові фрази
рациональный подход к параметрическому синтезу, модель проектирования рад, Рациональный подход, Какой принтер встроен в игр.автомат адмирал в казино азовсити, экономический рациональный подход, Ссылка ставится BB-кодам в коменты [url=http//site.ru/]анкор[/url], Системный подход при проектировании автомобиля, Расчет ЧРП, экономический расчет при проектировании асинхронного двигателя, Методика расчета ЧРП


Поділіться цією інформацією в соцмережах, дякуємо за популяризацію порталу:
Також Ви можете:

Додати до закладок Підписатись Версія для друку




Інші статті
17.11.2010р.

Електричні щити 2

Електричний щит - це початок всієї електричної частини будівлі, і не важливо, що це - величезний завод у мегаполісі або скромний будиночок у селі. Скрізь є електричні щити

18.08.2010р.

Пристрій для плавного пуску електродвигуна

Одним із самих головних недоліків асинхронних електродвигунів з короткозамкненим ротором є наявність у них великих пускових струмів. І якщо теоретично методи їх зниження були добре розроблені вже досить давно, то ось практично всі ці розробки застосовувалися дуже в рідкісних випадках

Більше статей за тегами
При використанні матеріалів посилання на www.proelectro.info (для інтернет ресурсів з гіперссилкою) обов'язкове.